JPH0557735B2 - - Google Patents

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JPH0557735B2
JPH0557735B2 JP62295671A JP29567187A JPH0557735B2 JP H0557735 B2 JPH0557735 B2 JP H0557735B2 JP 62295671 A JP62295671 A JP 62295671A JP 29567187 A JP29567187 A JP 29567187A JP H0557735 B2 JPH0557735 B2 JP H0557735B2
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Hisayo Sasaki
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D89/00Aspects of integrated devices not covered by groups H10D84/00 - H10D88/00
    • H10D89/60Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD]
    • H10D89/601Integrated devices comprising arrangements for electrical or thermal protection, e.g. protection circuits against electrostatic discharge [ESD] for devices having insulated gate electrodes, e.g. for IGFETs or IGBTs

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、例えばMOS FET等の半導体装
置の製造方法に関するもので、特に拡散層上に高
融点金属層を選択成長させて形成し、浅く且つシ
ート抵抗の低い拡散層を形成するための半導体装
置の製造方法に関する。
(従来の技術) 近年、半導体素子の微細化によるLSIの高集積
化および高性能化を図るために、浅く且つシート
抵抗の低い拡散層の形成が要求されている。従
来、このような要素を満たせる半導体装置の製造
方法としては、拡散層上に高融点金属層を選択成
長させる方法が用いられている。すなわち、拡散
層を浅く形成しても上記高融点金属層により拡散
層のシート抵抗の低減を図れるようにしたもの
で、このような半導体装置は例えば第2図a〜f
に示すような工程で形成される。第2図a〜f
は、この種の半導体装置として、LDD構造を有
するCMOS型のMOS FETを例に取つて、その
製造工程を順次示している。まず、a図に示すよ
うに、n型シリコン基板1の表面領域中にp型の
ウエル領域2を形成した後、LOCOS方により素
子分離領域3を形成する。続いて、Hlあるいは
Arを用いて希釈酸化を行ない、シリコン基板1
上およびウエル領域2上にゲート絶縁膜となる薄
い酸化膜4を形成する。次に、b図に示すよう
に、LPCVD法により多結晶シリコン層5を4000
Å程度堆積形成する。次に、上記多結晶シリコン
層5をパターニングしてゲート電極5a,5bを
形成し、これらのゲート電極5a,5bをそれぞ
れマスクとしてnチヤネル型MOS FETの形成
予定領域(nチヤネル領域)Qnに例えばリンを、
pチヤネル型MOS FETの形成予定領域(pチ
ヤネル領域)Qpに例えばボロンをそれぞれイオ
ン注入する。これによつて、ドレイン領域近傍に
おける電界集中緩和用の低濃度の拡散層6,6お
よび7,7が形成されc図に示すようになる。次
に、d図に示すように、全面にCVD法を用いて
例えば厚さ1500Åのシリコン酸化膜8を堆積形成
する。引続き、異方性エツチングを行なつて上記
シリコン酸化膜8を除去し、ゲート電極5a,5
bの側壁部のみに上記シリコン酸化膜8a,8
a,8b,8bを残存させる。そして、上記ゲー
ト電極5a、シリコン酸化膜8a,8a、および
上記ゲート電極5b、シリコン酸化膜8b,8b
をマスクとして、nチヤネル領域Qnにはリン(p)
またはヒ素(As)をイオン注入し、pチヤネル
領域Qpにはボロン(B)またはフツ化ホウ素(BF2
をそれぞれイオン注入た後、熱処理を行なつてソ
ース、ドレイン領域としての拡散層9,9,1
0,10を形成する(e図)。その後、希フツ化
水素(希HF)処理を施して上記多結晶シリコン
から成るゲート電極5a,5b上およびソース、
ドレイン領域9,9,10,10上に残存されて
いる酸化膜を除去する。そして、550℃のアルゴ
ン(Ar)雰囲気中で、六フツ化タングステン
(WF6)とシリコンとを反応させることにより、
ソース、ドレイン領域9,9,10,10上およ
びゲート電極5a,5b上にタングステシを選択
成長させてそれぞれタングステン層11,11,
…を形成する。その後、図示しないが、全面に層
間絶縁膜を形成し、各MOS FETのソース、ド
レイン領域およびゲート電極上にコンタクトホー
ルを開孔した後、例えばアルミ配線を行なつてソ
ース、ドレイン電極およびゲート電極を導出し、
パツシベーシヨン膜を形成してCMOS型のMOS
FETを有する半導体装置を完成する。
しかし、上述したような製造方法では、ソー
ス、ドレイン領域としての拡散層9,9,10,
10のシート抵抗の低減のために使用した高融点
金属層11が製造工程(選択成長時の製造条件)
のゆらぎ等により素子分離領域3とシリコン基板
1との界面に沿つて成長し、この高融点金属層1
1とシリコン基板1あるいはpウエル領域2とが
短絡し、製造歩留りが低下する欠点がある。この
現象は上述したCMOS型のMOS FETの製造工
程に限らず、素子分離領域を有し、拡散層上に選
択成長によつて高融点金属層を形成する全ての半
導体装置において問題となつており、その対策が
望まれている。
(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来の半導体装置の製造方法
では、高融点金属層が素子分離領域とシリコン基
板あるいはウエル領域との界面に沿つて成長し、
この高融点金属層とシリコン基板あるいはウエル
領域とが短絡して製造歩留りが低下する欠点があ
る。
従つて、この発明の目的は、拡散層上に高融点
金属層を選択成長させても、高融点金属層とシリ
コン基板あるいはウエル領域とが短絡するのを防
止でき、製造歩留りを向上できる半導体装置の製
造方法を提供することである。
[発明の構成〕 (問題点を解決するための手段と作用) すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、第1導電型の半導体領域上に素
子分離領域を形成し、この半導体領域の表面領域
に前記素子分離領域に接した第2導電型の拡散層
を形成した後、前記素子分離領域と前記拡散層と
の界面上をマスクして前記拡散層上に高融点金属
を選択成長で形成し、前記素子分離領域と前記拡
散層との界面上におけるマスクした部分の前記拡
散層上にシリコンを選択成長させて第2導電型の
シリコン層を形成している。
このような製造方法では、高融点金属が成長し
て問題となる素子分離領域と拡散層との界面上で
マスクした状態で高融点金属層を選択成長させ、
その後このマスクをすることによつて生じた高融
点金属層のオフセツト領域にシリコンを選択成長
させてシリコン層を形成しているので、素子分離
領域と拡散層の界面に高融点金属層が成長するこ
とがなく、高融点金属層とシリコン基板やウエル
領域とが短絡されるのを防止できる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第1図a,bは、この発明の一実
施例に係わる半導体装置の製造方法について説明
するための製造工程の一部を示すもので、LDD
構造を有するCMOS型のMOS FETを例に取つ
て示している。第1図aに至るまでの工程は、前
記第2図a〜eにおける従来の製造工程と同様で
ある。概略的に説明すると、n型シリコン基板1
に周知の方法によりp型のウエル領域2および
LOCOS法を用いて素子分離領域3を形成した後、
多結晶シリコンを用いたセルフアラインプロセス
により、シリコン基板1上にpチヤネル型MOS
FET、ウエル領域2上にnチヤネル型MOS
FETをそれぞれ形成して第2図eに示したよう
な構成を得る。その後、第1図aに示すように、
ソースあるいはドレイン領域としての拡散層9,
9,10,10上における素子分離領域3との界
面上に、幅1μm程度のマスク12,12を形成
する。このマスク材としては、例えばシリコン酸
化膜を用いれば良い。次に、550℃程度のアルゴ
ン(Ar)雰囲気中で、六フツ化タングステン
(WF6)とシリコン(Si)を反応させることによ
り、前記拡散層9,9,10,10上およびゲー
ト電極5a,5b上にタングステン層11,1
1,…を200Å程度の厚さに選択成長させる。そ
の後、前記マスク12,12を除去し、素子分離
領域3と高融点金属層11との間にオフセツト領
域を形成する。次に、第1図bに示すように、例
えば選択気相成長法を用いて、前記素子分離領域
3と高融点金属層11とのオフセツト領域にシリ
コン層13,14を200Å程度の厚さに選択成長
形成する。この際、前記各シリコン層13,14
はそれぞれ、その下の拡散層9,10と同一導電
型である必要があるので、例えばH2ガス雰囲気
中でSiH2Cl2及びHClの反応ガスを圧力100torr、
温度900℃の条件で流し、ドーピングガスとして
nチヤネル領域QnにはPH3ガスを、pチヤネル
領域QpにはB2H6ガスをそれぞれ使用すればよ
い。これによつて、n型の拡散層9上のシリコン
層13はn型、p型の拡散層9上のシリコン層1
4はp型となる。
このような製造方法によれば、高融点金属層1
1,11…をソース、ドレイン領域9,9,1
0,10上およびゲート電極5a,5b上に選択
的に成長させて形成する際に、シリコン基板1あ
るいはウエル領域2と素子分離領域3との界面上
をマスクして行なうので、製造工程に多少のゆら
ぎが生じても高融点金属が素子分離領域3とシリ
コン基板1あるいはウエル領域2との界面に沿つ
て成長することがない。従つて、高融点金属層1
1,11,…とシリコン基板1あるいはウエル領
域2とが短絡するという不良を防止でき、浅く且
つシート抵抗の低い拡散層9,9,10,10を
形成できる。これによつて、製造歩留りを向上で
きるとともに半導体素子の微細化によるLSIの高
集積化および高性能化が図れる。
なお、上記実施例では、LDD構造を有する
CMOS型のMOS FETの製造工程を例に取つて
説明したが、この発明は上述した実施例に限られ
るものではなく、素子分離領域を有し、拡散層上
に高融点金属層を選択成長させる工程を有する半
導体装置であれば全てに適用できる。また、高融
点金属としてタングステンを用いる場合を例に取
つて説明したが、チタン(Ti)、モリブデン
(Mo)、バナジウム(V)等を用いても良い。さら
に、拡散層上に形成するシリコン層を拡散層と同
じ導電型にするために、ドーピングガス中に不純
物を混入したが、シリコン層(不純物を導入して
いない)の形成後にイオン注入を行なつても良
い。また、単にシリコン層を形成するだけでも、
後の熱処理工程において拡散層中の不純物がシリ
コン層中に染み出して導入されるので、各シリコ
ン層はその下の拡散層と同一導電型となる。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、拡散層
上に高融点金属層を選択成長させても高融点金属
層とシリコン基板あるいはウエル領域とが短絡す
るのを防止でき、製造歩留りを向上できる半導体
装置の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係わる半導体装
置の製造方法について説明するための断面図、第
2図は従来の半導体装置の製造方法について説明
するための断面図である。 1……シリコン基板、2……ウエル領域、3…
…素子分離領域、9,9,10,10……拡散層
(ソース、ドレイン領域)、11,11……高融点
金属層、12……マスク(シリコン酸化膜)、1
3,14……シリコン層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体領域上に素子分離領域を
    形成する工程と、この半導体領域の表面領域に前
    記素子分離領域に接した第2導電型の拡散層を形
    成する工程と、前記素子分離領域と前記拡散層と
    の界面上をマスクして前記拡散層上に高融点金属
    を選択成長させることにより前記拡散層のシート
    抵抗を低減させるための高融点金属層を形成する
    工程と、前記素子分離領域と前記拡散層との界面
    上のマスクした部分の前記拡散層上にシリコンを
    選択成長させて第2導電型のシリコン層を形成す
    る工程とを具備することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。 2 前記半導体領域は、シリコン基板であること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置の製造方法。 3 前記半導体領域は、シリコン基板中に形成さ
    れたウエル領域であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。 4 前記拡散層は、MOS FETのソースまたは
    ドレイン領域であることを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。 5 前記高融点金属層は、タングステン、チタ
    ン、モリブデン、あるいはバナジウムから成るこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体装置の製造方法。 6 前記マスクは、シリコン酸化膜から成ること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置の製造方法。 7 前記第2導電型のシリコン層は、前記拡散層
    上の前記素子分離領域との界面上にシリコンを選
    択成長させて形成したシリコン層に、後の熱処理
    工程において前記拡散層中の不純物が導入される
    ことにより形成されるものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
    方法。 8 前記第2導電型のシリコン層の形成は、前記
    拡散層上にシリコンを選択成長させる際に、反応
    ガス中に第2導電型を形成する不純物を混入する
    ことにより形成するものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
    法。 9 前記第2導電型のシリコン層の形成は、前記
    拡散層上にシリコン層を選択成長させた後に、第
    2導電型を形成する不純物をイオン注入して形成
    するものであることを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の半導体装置の製造方法。
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