JPH05267332A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH05267332A
JPH05267332A JP6017292A JP6017292A JPH05267332A JP H05267332 A JPH05267332 A JP H05267332A JP 6017292 A JP6017292 A JP 6017292A JP 6017292 A JP6017292 A JP 6017292A JP H05267332 A JPH05267332 A JP H05267332A
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JP
Japan
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film
insulating film
source
gate electrode
conductivity type
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Withdrawn
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JP6017292A
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English (en)
Inventor
Hitoshi Asada
仁志 浅田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、メタルソース/ドレイン構造を有す
るMOSトランジスタを含む半導体装置の製造方法に関
し、ソース/ドレイン領域層を浅く形成した場合でも、
金属シリサイド膜とソース/ドレイン領域層とのコンタ
クト抵抗を低く保持することができる半導体装置の製造
方法の提供を目的とする。 【構成】一導電型の半導体基板21上のゲート電極24
をマスクとして反対導電型不純物を導入することにより
形成されたソース/ドレイン領域層26a,26bと、ゲー
ト電極24の側壁絶縁膜25とを有する半導体基板21
の表面に露出するソース/ドレイン領域層26a,26bに
選択的に金属シリサイド膜27a,27bを形成する工程
と、エッチングバックにより選択的に除去された側壁絶
縁膜25下部の半導体基板21に選択的に反対導電型不
純物を導入し、金属シリサイド膜27a,27bに隣接する
領域の反対導電型不純物濃度を高める工程とを含み構成
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (目次) ・産業上の利用分野 ・従来の技術(図4,図5) ・発明が解決しようとする課題(図6) ・課題を解決するための手段 ・作用 ・実施例(図1〜図3) ・発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、更に詳しく言えば、メタルソース/ドレイン構
造を有するMOSトランジスタを含む半導体装置の製造
方法に関する。
【0003】
【従来の技術】近年、半導体集積回路装置の高性能化の
ための一つの手段として、コンタクト抵抗等の低減が要
望されている。このため、例えば、MOSトランジスタ
では、ソース/ドレイン領域層とソース/ドレイン電極
との間に金属シリサイド膜を介在させている。なお、こ
の様な構造をメタルソース/ドレイン構造という。
【0004】図4(a)〜(c)は、従来例の、メタル
ソース/ドレイン構造を有するMOSトランジスタの製
造方法について説明する断面図である。図4(a)は、
ソース/ドレイン領域層を形成した後であって、金属シ
リサイド膜を形成する前の状態を示す断面図で、図中符
号1は一導電型のシリコン基板、2は素子分離領域のフ
ィールド絶縁膜、3はフィールド絶縁膜2に囲まれた素
子領域に形成されたゲート酸化膜、4はゲート酸化膜3
上のゲート電極で、ポリシリコン膜4aとタングステン
シリサイド膜4bの2層の導電体膜からなっている。5
a,5bはゲート電極4をマスクとして低濃度の反対導
電型不純物を導入し、更に側壁の絶縁膜6をマスクとし
て高濃度の反対導電型不純物を導入することにより、ゲ
ート電極4の両側のシリコン基板1に形成されたLDD
構造のソース/ドレイン領域層である。
【0005】この様な状態で、まず、ソース/ドレイン
領域層5a,5b各々の表面にチタン(Ti)をスパッ
タ等により堆積し、加熱処理を行ってチタンシリサイド
からなる金属シリサイド膜7a,7bを形成する。ここ
で、シリコン基板1内部における、金属シリサイド膜7
a,7bのゲート電極4側の端部A及びその深さ方向の
先端はソース/ドレイン領域層5a,5bの導電型不純
物濃度のほぼ最大の位置にくるように形成されている
(図6(a))ので、金属シリサイド膜7a,7bとソ
ース/ドレイン領域層5a,5bとの間で良好なオーミ
ック接触が得られ、金属シリサイド膜7a,7bがコン
タクト抵抗を低減する働きをする。
【0006】次いで、全面に層間絶縁膜8を形成した
後、ソース/ドレイン領域層5a,5b上の層間絶縁膜
8に開口部9a,9bを形成し、金属シリサイド膜7
a,7bを表出する。
【0007】次に、開口部9a,9bを被覆してTi膜
/TiN膜からなるバリアメタル膜10a,10bとバリア
メタル膜10a,10b上のAl配線層11a,11bを選択的
に形成すると、MOSトランジスタが完成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、高密度化を
図るべく、パターンを微細化するため、ドーズ量は一定
にしておき、加速エネルギを低くしてイオン打ち込みを
行い、ソース/ドレイン領域層5c,5dを浅く形成す
る場合がある(図5(a))。しかし、この場合におい
ては、続いて、金属シリサイド膜7c,7dを形成する
(図5(b))と、ソース/ドレイン領域層5c,5d
が浅いため、金属シリサイド膜7c,7dのゲート電極
4側の端部Bの先端はソース/ドレイン領域層5c,5
dの導電型不純物濃度の最大の位置を越えて低濃度の位
置にくる(図6(b))。従って、図4(b)〜(c)
と同様な工程で作成された、図5(c)に示すMOSト
ランジスタのコンタクト抵抗はかえって増加してしまう
という問題がある。
【0009】本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み
て創作されたものであり、ソース/ドレイン領域層を浅
く形成した場合でも、金属シリサイド膜とソース/ドレ
イン領域層とのコンタクト抵抗を低く保持することがで
きる半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題は、一導電型の
半導体基板上のゲート絶縁膜の上のゲート電極と、該ゲ
ート電極の両側の前記半導体基板に前記ゲート電極をマ
スクとして反対導電型不純物を導入することにより形成
されたソース/ドレイン領域層と、前記ゲート電極の側
壁絶縁膜とを有する前記半導体基板の表面に露出するソ
ース/ドレイン領域層に選択的に金属シリサイド膜を形
成する工程と、第1の絶縁膜と耐エッチング性塗布膜と
を順次形成する工程と、エッチバックにより前記耐エッ
チング性塗布膜の表層を除去して前記第1の絶縁膜又は
側壁絶縁膜を露出した後、前記耐エッチング性塗布膜を
マスクとして前記側壁絶縁膜を選択的に除去し、前記側
壁絶縁膜下部の半導体基板を表出する工程と、前記耐エ
ッチング性塗布膜及びゲート電極をマスクとして前記側
壁絶縁膜下部の半導体基板に選択的に反対導電型不純物
を導入し、前記金属シリサイド膜に隣接する領域の反対
導電型不純物濃度を高める工程と、前記耐エッチング性
塗布膜を除去した後、ソース/ドレイン領域層上,ゲー
ト電極上及び前記反対導電型不純物が導入された前記ゲ
ート電極の両側の半導体基板上を第2の絶縁膜により被
覆する工程と、前記ソース/ドレイン領域層の金属シリ
サイド膜上の第2の絶縁膜に開口部を形成した後、前記
金属シリサイド膜と接続してソース/ドレイン電極を形
成する工程とを有する半導体装置の製造方法によって達
成される。
【0011】
【作 用】本発明の半導体装置の製造方法によれば、側
壁絶縁膜を選択的に除去し、残存する耐エッチング性マ
スク及びゲート電極をマスクとして側壁絶縁膜下部の半
導体基板に選択的に反対導電型不純物を導入することに
より、金属シリサイド膜に隣接する領域のソース/ドレ
イン領域層の反対導電型不純物濃度を高めている。
【0012】従って、ソース/ドレイン領域層を浅く形
成した場合、即ち、金属シリサイド膜のゲート電極4側
の端部の先端がソース/ドレイン領域層の導電型不純物
濃度の最大の位置を越えて低濃度の位置にくるようにな
った場合でも、金属シリサイド膜のゲート電極4側の端
部及びその深さ方向の先端での、ソース/ドレイン領域
層の反対導電型不純物濃度を高くすることができる。こ
れにより、金属シリサイド膜とソース/ドレイン領域層
とのコンタクト抵抗を低く保持することができる。
【0013】
【実施例】次に、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。図1(a)〜(d),図2(e)〜
(g)は本発明の実施例のメタルソース/ドレイン構造
を有するMOSトランジスタの作成方法について説明す
る断面図である。
【0014】図1(a)は、ソース/ドレイン領域層を
形成した後であって、金属シリサイド膜を形成する前の
状態を示す断面図で、図中符号21はn型(一導電型)
のシリコン基板(半導体基板)、22は素子分離領域に
選択酸化により形成された膜厚約3500Åのシリコン酸化
膜からなるフィールド絶縁膜、23はフィールド絶縁膜
22に囲まれた素子領域に形成された膜厚約80Åのゲ
ート酸化膜、24はゲート酸化膜23上のゲート電極
で、膜厚約500Åのポリシリコン膜24aと膜厚約1500
Åのタングステンシリサイド膜24bの2層の膜からなっ
ている。25はゲート電極24を被覆する膜厚約1200Å
の側壁絶縁膜である。26a,26bはゲート電極24の両
側のシリコン基板21にボロンを導入することにより形
成されたLDD構造を有するp型(反対導電型)のソー
ス/ドレイン(S/D)領域層で、ボロンは、まず、ゲ
ート電極24をマスクとして加速エネルギ60KeV,
ドーズ量1×1013cm-2の条件で、次いで、ゲート電
極24及び側壁絶縁膜25をマスクとして加速エネルギ
20KeV,ドーズ量2×1015cm-2の条件で、BF
2 + 粒子を用いたイオン注入により導入されている。
【0015】この様な状態で、まず、図1(b)に示す
ように、S/D領域層26a,26b各々の表面に膜厚約3
50Åのチタン(Ti)膜をスパッタ等により堆積し、
温度600℃の加熱処理を行ってチタンシリサイドから
なる金属シリサイド膜27a,27bを形成する。このと
き、金属シリサイド膜27a,27bの、ゲート電極24側
のシリコン基板21内部の端部Cにおける、深さ方向の
先端は、S/D領域層26a,26bのボロン濃度の最大の
位置よりも深いところの低い濃度の位置にある(図3の
2点鎖線で示す)。
【0016】次いで、全面に膜厚約500Åのシリコン
酸化膜からなる第1の絶縁膜28をCVD法により形成
し、更に第1の絶縁膜28上に膜厚約1μmのレジスト
膜(耐エッチング性塗布膜)29を塗布法により形成す
る(図1(c))。
【0017】次に、O2 ガスによりレジスト膜29をエ
ッチバックし、第1の絶縁膜28を表出する。続いて、
CF4 /H2 ガスにより、第1の絶縁膜28及び側壁絶
縁膜26を選択的にエッチング・除去し、側壁絶縁膜2
6下部のシリコン基板21を表出する(図1(d))。
【0018】次いで、膜厚約50Åのスルー酸化膜30
を熱酸化により形成する。次いで、スルー酸化膜30を
介してシリコン基板21に選択的にボロン(反対導電型
不純物)粒子を、加速エネルギ20KeV,ドーズ量1
×1013〜2×1015cm-2の条件で、BF2 + 粒子を
用いたイオン注入により導入し、金属シリサイド膜27
a,27bに隣接する領域のS/D領域層26a,26bのボ
ロン濃度を高める(図2(e))。このときの金属シリ
サイド膜27a,27bの、ゲート電極24側のシリコン基
板21内部の端部Cの、深さ方向の先端近傍におけるボ
ロン濃度分布を図3に示す。図3に示すように、金属シ
リサイド膜27a,27bの先端部はボロン濃度の高い部分
と接触するようになる。これにより、S/D領域層26
a,26bとの間のコンタクト状態が改善されて、コンタ
クト抵抗が低下する。なお、金属シリサイド膜27a,27
bの端部Cの先端部だけでなく、端部Cの側部であっ
て、金属シリサイド膜27a,27bとゲート電極24との
間のシリコン基板21の表層の濃度を高める効果もあ
る。
【0019】次に、S/D領域層26a,26b上,ゲート
電極24上及びボロンが導入されたゲート電極24の両
側のシリコン基板21上を、膜厚約3000ÅのSOG膜
(第2の絶縁膜)からなる層間絶縁膜(第2の絶縁膜)
31を塗布法により形成する。続いて、S/D領域層26
a,26b上方の層間絶縁膜31,スルー酸化膜30及び
第1の絶縁膜28を貫通する開口部32a,32bを形成
し、金属シリサイド膜27a,27bを表出する(図2
(f))。
【0020】次に、金属シリサイド膜27a,27bと接続
するように開口部32a,32bを被覆してチタン(Ti)
膜/窒化チタン(TiN)膜からなるバリアメタル膜33
a,33bとバリアメタル膜33a,33b上のAl配線層34
a,34bを選択的に形成すると、MOSトランジスタが
完成する(図2(g))。
【0021】以上のように、本発明の実施例によれば、
側壁絶縁膜25を選択的に除去した後、側壁絶縁膜25
下部のシリコン基板21に選択的にボロンを導入し、金
属シリサイド膜27a,27bに隣接する領域のS/D領域
層26a,26bのボロン濃度を高めているので、S/D領
域層26a,26bを浅く形成した場合、即ち、金属シリサ
イド膜27a,27bのゲート電極24側の端部の先端がS
/D領域層26a,26bのボロン濃度の最大の位置を越え
て低濃度の位置にくるようになった場合でも、金属シリ
サイド膜27a,27bのゲート電極24側の端部及びその
深さ方向の先端での、S/D領域層26a,26bのボロン
濃度を高くすることができる。これにより、金属シリサ
イド膜27a,27bとS/D領域層26a,26bとのコンタ
クト抵抗を低く保持することができる。
【0022】なお、上記の実施例では、n型のシリコン
基板21を用いているが、n型の埋込み層を用いてもよ
い。また、n型のシリコン基板21の代わりにp型のシ
リコン基板やp型の埋込み層を用いてもよい。この場
合、S/D領域層26a,26bはn型となり、反対導電型
不純物として砒素(As)や燐(P)を用いることがで
きる。
【0023】なお、上記の実施例では、金属シリサイド
膜27a,27bとしてチタンシリサイド膜を用いている
が、タングステンその他のシリサイド膜を用いてもよ
い。
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明の半導体装置の製
造方法によれば、側壁絶縁膜を選択的に除去して表出し
た、側壁絶縁膜下部の半導体基板に選択的に反対導電型
不純物を導入し、金属シリサイド膜に隣接する領域のS
/D領域層の反対導電型不純物濃度を高めている。
【0025】従って、S/D領域層を浅く形成すること
による金属シリサイド膜との接合部での反対導電型不純
物濃度の低下を補償して、金属シリサイド膜とS/D領
域層とのコンタクト抵抗を低く保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例のメタルソース/ドレイン構造
を有するMOSトランジスタの製造方法について説明す
る断面図(その1)である。
【図2】本発明の実施例のメタルソース/ドレイン構造
を有するMOSトランジスタの製造方法について説明す
る断面図(その2)である。
【図3】本発明の実施例の導電型不純物濃度の補償につ
いて説明する図である。
【図4】従来例のメタルソース/ドレイン構造を有する
MOSトランジスタの製造方法について説明する断面図
である。
【図5】他の従来例のメタルソース/ドレイン構造を有
するMOSトランジスタの製造方法について説明する断
面図である。
【図6】従来例の問題点について説明する図である。
【符号の説明】
21 シリコン基板(半導体基板)、 22 フィールド絶縁膜、 23 ゲート酸化膜、 24 ゲート電極、 24a ポリシリコン膜、 24b タングステンシリサイド膜、 25 側壁絶縁膜、 26a,26b S/D領域層、 27a,27b 金属シリサイド膜、 28 第1の絶縁膜、 29 レジスト膜(耐エッチング性塗布膜)、 30 スルー酸化膜、 31 層間絶縁膜、 32a,32b 開口部、 33a,33b バリアメタル膜、 34a,34b Al配線層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型の半導体基板上のゲート絶縁膜
    の上のゲート電極と、該ゲート電極の両側の前記半導体
    基板に前記ゲート電極をマスクとして反対導電型不純物
    を導入することにより形成されたソース/ドレイン領域
    層と、前記ゲート電極の側壁絶縁膜とを有する前記半導
    体基板の表面に露出するソース/ドレイン領域層に選択
    的に金属シリサイド膜を形成する工程と、 第1の絶縁膜と耐エッチング性塗布膜とを順次形成する
    工程と、 エッチバックにより前記耐エッチング性塗布膜の表層を
    除去して前記第1の絶縁膜又は側壁絶縁膜を露出した
    後、前記耐エッチング性塗布膜をマスクとして前記側壁
    絶縁膜を選択的に除去し、前記側壁絶縁膜下部の半導体
    基板を表出する工程と、 前記耐エッチング性塗布膜及びゲート電極をマスクとし
    て前記側壁絶縁膜下部の半導体基板に選択的に反対導電
    型不純物を導入し、前記金属シリサイド膜に隣接する領
    域の反対導電型不純物濃度を高める工程と、 前記耐エッチング性塗布膜を除去した後、ソース/ドレ
    イン領域層上,ゲート電極上及び前記反対導電型不純物
    が導入された前記ゲート電極の両側の半導体基板上を第
    2の絶縁膜により被覆する工程とを有する半導体装置の
    製造方法。
JP6017292A 1992-03-17 1992-03-17 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05267332A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129870A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09129870A (ja) * 1995-10-31 1997-05-16 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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Effective date: 19990518