JPH0730108A - Mis型半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
Mis型半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH0730108A JPH0730108A JP5168191A JP16819193A JPH0730108A JP H0730108 A JPH0730108 A JP H0730108A JP 5168191 A JP5168191 A JP 5168191A JP 16819193 A JP16819193 A JP 16819193A JP H0730108 A JPH0730108 A JP H0730108A
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- nitride
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- semiconductor device
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】MIS型半導体装置に於て、ポリサイドゲート
電極中のN型不純物とP形不純物の相互拡散を抑え、安
定したP型、N型多結晶シリコンをもつポリサイドゲー
ト電極を構成できる技術を提供する。 【構成】ポリサイドゲート電極、配線中に窒素を導入さ
せたり、ポリシリコン層306とシリサイド層307間
に窒素を含む金属化合物層322を設けることによっ
て、引き続いて行われる熱処理によってもドーパント不
純物の異常な拡散や増速拡散を防止する。 【効果】不純物導入後の熱処理温度及び時間に余裕があ
り、不純物導入時に形成される結晶欠陥を十分回復でき
るため、素子の信頼性が向上する。また、導入した不純
物のイオン化率を高め、ポリシリコン層とシリサイド層
との接触抵抗が下がり、最大動作速度が向上する。また
NchMOSトランジスタとPchMOSトランジスタ
間をポリサイド構造のまま接続でき集積度が向上する。
電極中のN型不純物とP形不純物の相互拡散を抑え、安
定したP型、N型多結晶シリコンをもつポリサイドゲー
ト電極を構成できる技術を提供する。 【構成】ポリサイドゲート電極、配線中に窒素を導入さ
せたり、ポリシリコン層306とシリサイド層307間
に窒素を含む金属化合物層322を設けることによっ
て、引き続いて行われる熱処理によってもドーパント不
純物の異常な拡散や増速拡散を防止する。 【効果】不純物導入後の熱処理温度及び時間に余裕があ
り、不純物導入時に形成される結晶欠陥を十分回復でき
るため、素子の信頼性が向上する。また、導入した不純
物のイオン化率を高め、ポリシリコン層とシリサイド層
との接触抵抗が下がり、最大動作速度が向上する。また
NchMOSトランジスタとPchMOSトランジスタ
間をポリサイド構造のまま接続でき集積度が向上する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MIS型半導体装置お
よび、その製造方法に関するものである。特に、ゲート
配線の構造を改良した半導体装置に関する。
よび、その製造方法に関するものである。特に、ゲート
配線の構造を改良した半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、MIS形トランジスタのゲー
ト電極及び配線の構造として、ゲート酸化膜の上にポリ
シリコン層と金属シリコン化合物であるシリサイド層と
が積層された、ポリサイドゲートが知られている。この
様なポリサイドの形成方法については、例えば「月刊Se
miconductor World」プレスジャーナル社1987年1
2月139〜148頁に記載されている。また、このポ
リサイド電極は酸化後シリサイドが剥離してしまうとい
う問題点を有していた。これを解決する方法としては、
例えば特開昭61−181150、特開昭61−251
170に開示されているように、燐、硼素、砒素等のド
ーパント不純物をシリサイド表面からイオン注入法等を
用いて導入することによりストレスを緩和し、シリサイ
ド膜とポリシリコン膜との密着性を向上させることがで
き現在では広くLSIの電極及び配線構造として用いら
れている。
ト電極及び配線の構造として、ゲート酸化膜の上にポリ
シリコン層と金属シリコン化合物であるシリサイド層と
が積層された、ポリサイドゲートが知られている。この
様なポリサイドの形成方法については、例えば「月刊Se
miconductor World」プレスジャーナル社1987年1
2月139〜148頁に記載されている。また、このポ
リサイド電極は酸化後シリサイドが剥離してしまうとい
う問題点を有していた。これを解決する方法としては、
例えば特開昭61−181150、特開昭61−251
170に開示されているように、燐、硼素、砒素等のド
ーパント不純物をシリサイド表面からイオン注入法等を
用いて導入することによりストレスを緩和し、シリサイ
ド膜とポリシリコン膜との密着性を向上させることがで
き現在では広くLSIの電極及び配線構造として用いら
れている。
【0003】図6に、従来のMIS型半導体装置の製造
方法及び構造をゲート酸化工程以降について概略を示
す。
方法及び構造をゲート酸化工程以降について概略を示
す。
【0004】N型、比抵抗 10 〜20Ωcmのシリ
コン基板101上に、ゲート酸化膜102を1000℃
O2 雰囲気中で 20nm形成させたのち、ゲート
電極層108)として 例えば、多結晶シリコン層10
7をCVD(ChemicalVapour Depo
sition)法によって200nm堆積させた後、W
Si2(タングステンシリサイド)層103をスパッタ
法によって 300nm堆積させる。この時のタングス
テンとシリコンの組成比は必ずしも2というわけではな
く様々な組成比を取り得る。この後、燐イオン111を
イオン注入法によって 30KeVのエネルギーで5×
1015個/cm2注入させる(図6(a))。
コン基板101上に、ゲート酸化膜102を1000℃
O2 雰囲気中で 20nm形成させたのち、ゲート
電極層108)として 例えば、多結晶シリコン層10
7をCVD(ChemicalVapour Depo
sition)法によって200nm堆積させた後、W
Si2(タングステンシリサイド)層103をスパッタ
法によって 300nm堆積させる。この時のタングス
テンとシリコンの組成比は必ずしも2というわけではな
く様々な組成比を取り得る。この後、燐イオン111を
イオン注入法によって 30KeVのエネルギーで5×
1015個/cm2注入させる(図6(a))。
【0005】ついで、ポジレジストを用いたフォトリソ
グラフィーによって所望のパターニングをし、ドライエ
ッチングによって ゲート電極層108をエッチングす
る(図6(b))。ドライエッチングは CF4ガスを
用い 圧力0.8mTorr雰囲気中、150Wのパワ
ーで 約60秒行う。
グラフィーによって所望のパターニングをし、ドライエ
ッチングによって ゲート電極層108をエッチングす
る(図6(b))。ドライエッチングは CF4ガスを
用い 圧力0.8mTorr雰囲気中、150Wのパワ
ーで 約60秒行う。
【0006】さらに、900℃ 水蒸気雰囲気中で30
分間酸化し、ゲート電極層208の周囲に約2000∂
の酸化シリコン膜を形成させる。
分間酸化し、ゲート電極層208の周囲に約2000∂
の酸化シリコン膜を形成させる。
【0007】こののち MOSトランジスターのソー
ス、ドレインとなる部分をポジレジストをもちいたフォ
トリソグラフィーによって、開孔した後、イオン化砒素
を9×1015個/cm2イオン注入する(図6
(c))。
ス、ドレインとなる部分をポジレジストをもちいたフォ
トリソグラフィーによって、開孔した後、イオン化砒素
を9×1015個/cm2イオン注入する(図6
(c))。
【0008】この後、酸化シリコン膜を、たとえばCV
D法によって堆積させたのち、コンタクト孔をフォトリ
ソグラフイー、および ドライエッチングによって開孔
し、配線金属例えば Alを蒸着し、配線金属をフォト
リソグラフイー、および ドライエッチング して、配
線に必要な部分をのこす(図6(d))。
D法によって堆積させたのち、コンタクト孔をフォトリ
ソグラフイー、および ドライエッチングによって開孔
し、配線金属例えば Alを蒸着し、配線金属をフォト
リソグラフイー、および ドライエッチング して、配
線に必要な部分をのこす(図6(d))。
【0009】以上従来のMIS型半導体装置の製造方法
の概略をしめした。
の概略をしめした。
【0010】さらに、素子の微細化の進展にともないト
ランジスタ性能を決めるゲート電極幅の微細化とともに
ゲート電極層の厚さの低減化も進められてきている。ま
た、ポリサイド電極層中のポリシリコンの導電タイプに
ついても、従来はNチャネルMOSトランジスタ、Pチ
ャネルMOSトランジスタ共ポリシリコン中はn型であ
ったが、素子性能を向上させるためにNチャネルトラン
ジスタの電極タイプとしてn型ポリシリコンを持つポリ
サイド電極、Pチャネルトランジスタの電極タイプとし
てp型ポリシリコンをもつポリサイド電極が必要とされ
る。
ランジスタ性能を決めるゲート電極幅の微細化とともに
ゲート電極層の厚さの低減化も進められてきている。ま
た、ポリサイド電極層中のポリシリコンの導電タイプに
ついても、従来はNチャネルMOSトランジスタ、Pチ
ャネルMOSトランジスタ共ポリシリコン中はn型であ
ったが、素子性能を向上させるためにNチャネルトラン
ジスタの電極タイプとしてn型ポリシリコンを持つポリ
サイド電極、Pチャネルトランジスタの電極タイプとし
てp型ポリシリコンをもつポリサイド電極が必要とされ
る。
【0011】図7は、別の従来の半導体装置の平面図の
一部をしめしたものである。
一部をしめしたものである。
【0012】半導体基板上に、素子の活性領域202と
厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域203が形成さ
れており、素子の活性領域上にはゲート酸化膜が形成さ
れている。このゲート酸化膜の上部には多結晶シリコン
層とタングステンシリサイド層とからなるポリサイド層
がゲート電極層201としてパターニングされている。
このタングステンポリサイド層からなるゲート電極層
201は、NチャネルMOSトランジスタ部204とP
チャネルMOSトランジスタ部205のゲート電極層を
共有しており、例えば図7のような相補型MOSインバ
ーターを形成している。Nチャネルトランジスタ部分2
04にはソース、ドレイン領域を形成するためにN型不
純物を領域206中に導入する。 この時同時にタング
ステンポリサイド中にもN型不純物が導入される。この
N型不純物の濃度は通常1×1020個/cm3以上の
燐、または砒素が含まれている。
厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域203が形成さ
れており、素子の活性領域上にはゲート酸化膜が形成さ
れている。このゲート酸化膜の上部には多結晶シリコン
層とタングステンシリサイド層とからなるポリサイド層
がゲート電極層201としてパターニングされている。
このタングステンポリサイド層からなるゲート電極層
201は、NチャネルMOSトランジスタ部204とP
チャネルMOSトランジスタ部205のゲート電極層を
共有しており、例えば図7のような相補型MOSインバ
ーターを形成している。Nチャネルトランジスタ部分2
04にはソース、ドレイン領域を形成するためにN型不
純物を領域206中に導入する。 この時同時にタング
ステンポリサイド中にもN型不純物が導入される。この
N型不純物の濃度は通常1×1020個/cm3以上の
燐、または砒素が含まれている。
【0013】同様に、Pチャネルトランジスタ部分20
5にはソース、ドレイン領域を形成するためにP型不純
物を領域207中に導入する。このとき、P型不純物は
多結晶シリコン中にも導入される。 このP型不純物の
濃度は1×1020個/cm-3程度のホウ素が含まれてい
る。このように、ソース、ドレイン及び、ゲート電極層
への不純物の導入はゲート電極層に対して自己整合的に
行なわれるために、NチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極層中にはN型不純物が、PチャネルMOSトラ
ンジスターのゲート電極層中にはP型不純物が導入され
る(図7(a))。
5にはソース、ドレイン領域を形成するためにP型不純
物を領域207中に導入する。このとき、P型不純物は
多結晶シリコン中にも導入される。 このP型不純物の
濃度は1×1020個/cm-3程度のホウ素が含まれてい
る。このように、ソース、ドレイン及び、ゲート電極層
への不純物の導入はゲート電極層に対して自己整合的に
行なわれるために、NチャネルMOSトランジスタのゲ
ート電極層中にはN型不純物が、PチャネルMOSトラ
ンジスターのゲート電極層中にはP型不純物が導入され
る(図7(a))。
【0014】この後、導入された不純物を電気的に活性
化させる為に950度20分程度不活性ガス雰囲気中で
熱処理を行なう。層間絶縁膜を形成した後、配線層であ
るアルミニウム209を接続孔208を介して多結晶シ
リコンと接続させていた(図7(b))。
化させる為に950度20分程度不活性ガス雰囲気中で
熱処理を行なう。層間絶縁膜を形成した後、配線層であ
るアルミニウム209を接続孔208を介して多結晶シ
リコンと接続させていた(図7(b))。
【0015】以上従来のMIS型半導体装置の製造方法
の概略を2例しめした。
の概略を2例しめした。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置で
は、前記従来例のようにゲート電極層として、ポリサイ
ド電極として多結晶シリコンとタングステンポリサイド
を用いている。しかし、P型MOSトランジスタのゲー
ト電極層を3価の不純物原子、たとえばほう素を用いて
多結晶シリコンからなる電極層を形成させた場合、ほう
素は多結晶シリコン中の結晶粒界を介して単結晶中より
も3倍から5倍程度早く拡散するため、ほう素は燐の場
合よりは早くゲート絶縁膜に到達してしまう。しかも、
ほう素は絶縁膜中を迅速に拡散してしまうため。微細化
されたトランジスタのゲート酸化膜中を容易に通り抜け
てしきい値電圧を変化させたり、ほう素が絶縁膜中でク
ラスター化してしまい絶縁膜の機能を失ってしまう、い
わゆる突き抜け現象を起こしてしまうという問題点を有
していた。たとえば、前記実施例で950℃の熱処理を
行なうと導入させたほう素がゲート酸化膜を若干突き抜
けるために、MOSトランジスタのしきい値電圧が0.
1から1ボルト以上も変動してしまっていた。特開平1
−251757には、上記突き抜けを回避する一方法が
開示されている。しかし、多結晶シリコン間に絶縁膜で
あるシリコン窒化膜を介在させるとゲート電極部に新た
な容量を作ることになってしまいデバイスの高速化の妨
げになる。
は、前記従来例のようにゲート電極層として、ポリサイ
ド電極として多結晶シリコンとタングステンポリサイド
を用いている。しかし、P型MOSトランジスタのゲー
ト電極層を3価の不純物原子、たとえばほう素を用いて
多結晶シリコンからなる電極層を形成させた場合、ほう
素は多結晶シリコン中の結晶粒界を介して単結晶中より
も3倍から5倍程度早く拡散するため、ほう素は燐の場
合よりは早くゲート絶縁膜に到達してしまう。しかも、
ほう素は絶縁膜中を迅速に拡散してしまうため。微細化
されたトランジスタのゲート酸化膜中を容易に通り抜け
てしきい値電圧を変化させたり、ほう素が絶縁膜中でク
ラスター化してしまい絶縁膜の機能を失ってしまう、い
わゆる突き抜け現象を起こしてしまうという問題点を有
していた。たとえば、前記実施例で950℃の熱処理を
行なうと導入させたほう素がゲート酸化膜を若干突き抜
けるために、MOSトランジスタのしきい値電圧が0.
1から1ボルト以上も変動してしまっていた。特開平1
−251757には、上記突き抜けを回避する一方法が
開示されている。しかし、多結晶シリコン間に絶縁膜で
あるシリコン窒化膜を介在させるとゲート電極部に新た
な容量を作ることになってしまいデバイスの高速化の妨
げになる。
【0017】さらにポリサイド電極の場合、多結晶シリ
コンとタングステンシリサイド間の偏析係数はタングス
テンシリサイドの方が3倍程度大きいため、多結晶シリ
コン中の不純物はタングステンシリサイド中へより多く
取り込まれることになる。また、一般にシリサイド中の
不純物の拡散係数は非常に大きいことが知られており、
600℃の熱処理によってドーパントの拡散距離は20
ミクロンにも達する。このため、NチャネルMOSトラ
ンジスタの電極中にある砒素がPチャネルMOSトラン
ジスタの電極へ、逆にPチャネルMOSトランジスタの
電極中にある硼素がNチャネルMOSトランジスタの電
極へ拡散することになり、電極中の多結晶シリコン中の
それぞれの不純物濃度を下げ仕事関数を変化させるため
にトランジスタのしきい値電圧が変化してしまうばかり
か、多結晶シリコン層とシリサイド層との接触抵抗が増
大して回路の遅延時間を遅くしてしまうという問題点を
有していた。従来技術では、イオン注入と熱拡散により
一旦ポリシリコン中に不純物が導入されても、上記の理
由でトランジスタ多結晶シリコンからゲート膜中及びシ
リサイド中へ不純物が再分布してしまうためトランジス
タの微細化とそれにともなう低電圧動作化の障害の一つ
になっていた。この現象はトランジスタの微細化にとも
ないポリシリコン膜厚が薄くなればより顕著になること
は自明である。
コンとタングステンシリサイド間の偏析係数はタングス
テンシリサイドの方が3倍程度大きいため、多結晶シリ
コン中の不純物はタングステンシリサイド中へより多く
取り込まれることになる。また、一般にシリサイド中の
不純物の拡散係数は非常に大きいことが知られており、
600℃の熱処理によってドーパントの拡散距離は20
ミクロンにも達する。このため、NチャネルMOSトラ
ンジスタの電極中にある砒素がPチャネルMOSトラン
ジスタの電極へ、逆にPチャネルMOSトランジスタの
電極中にある硼素がNチャネルMOSトランジスタの電
極へ拡散することになり、電極中の多結晶シリコン中の
それぞれの不純物濃度を下げ仕事関数を変化させるため
にトランジスタのしきい値電圧が変化してしまうばかり
か、多結晶シリコン層とシリサイド層との接触抵抗が増
大して回路の遅延時間を遅くしてしまうという問題点を
有していた。従来技術では、イオン注入と熱拡散により
一旦ポリシリコン中に不純物が導入されても、上記の理
由でトランジスタ多結晶シリコンからゲート膜中及びシ
リサイド中へ不純物が再分布してしまうためトランジス
タの微細化とそれにともなう低電圧動作化の障害の一つ
になっていた。この現象はトランジスタの微細化にとも
ないポリシリコン膜厚が薄くなればより顕著になること
は自明である。
【0018】そこで、本発明はこのような課題を解決し
ようとするもので、その目的とするところは、安定した
P型、N型多結晶シリコンをもつポリサイドゲート電極
を構成できる技術を提供するものである。
ようとするもので、その目的とするところは、安定した
P型、N型多結晶シリコンをもつポリサイドゲート電極
を構成できる技術を提供するものである。
【0019】
(手段1) 主に金属−絶縁膜−半導体基板が半導体
素子の主要構成要素としてなっており、前記金属として
構成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリコンを主
成分として含む第1のシリコン層とシリコンと高融点金
属とを主成分として含む第1のシリサイド層とから構成
されてなるMIS半導体素子に於て、前記半導体基板と
絶縁膜層間、前記絶縁膜と第1シリコン層間、前記第1
シリコン層と第1のシリサイド層間の少なくとも何れか
には、窒素の最高濃度が1×1014個/cm3以上2×
1022個/cm3未満含まれる領域が存在してなること
を特徴とするMIS型半導体装置。
素子の主要構成要素としてなっており、前記金属として
構成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリコンを主
成分として含む第1のシリコン層とシリコンと高融点金
属とを主成分として含む第1のシリサイド層とから構成
されてなるMIS半導体素子に於て、前記半導体基板と
絶縁膜層間、前記絶縁膜と第1シリコン層間、前記第1
シリコン層と第1のシリサイド層間の少なくとも何れか
には、窒素の最高濃度が1×1014個/cm3以上2×
1022個/cm3未満含まれる領域が存在してなること
を特徴とするMIS型半導体装置。
【0020】(手段2) 主に金属−絶縁膜−半導体
が半導体素子の主要構成要素としてなっており、前記金
属として構成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリ
コンを主成分として含む第1のシリコン層とシリコンと
高融点金属とを主成分として含む第1のシリサイド層と
から構成されてなるMIS半導体素子に於て、前記第1
シリコン層と第1のシリサイド層間には、窒素と金属を
主成分として含む第1の窒化膜層が介在してなることを
特徴とするMIS型半導体装置。
が半導体素子の主要構成要素としてなっており、前記金
属として構成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリ
コンを主成分として含む第1のシリコン層とシリコンと
高融点金属とを主成分として含む第1のシリサイド層と
から構成されてなるMIS半導体素子に於て、前記第1
シリコン層と第1のシリサイド層間には、窒素と金属を
主成分として含む第1の窒化膜層が介在してなることを
特徴とするMIS型半導体装置。
【0021】(手段3) 前記、手段2のMIS型半導
体装置において、第1の窒化膜層を構成する主要素とし
て窒素の他にチタン、タングステン、クロム、ニッケ
ル、バナジウム、銅、金、白金、鉛、パラジウム、マン
ガン、鉄、コバルト、あることを特徴とする請求項2記
載のMIS形半導体装置。
体装置において、第1の窒化膜層を構成する主要素とし
て窒素の他にチタン、タングステン、クロム、ニッケ
ル、バナジウム、銅、金、白金、鉛、パラジウム、マン
ガン、鉄、コバルト、あることを特徴とする請求項2記
載のMIS形半導体装置。
【0022】(手段4) MIS型半導体装置の製造方
法において、少なくともシリコン基板上にゲート酸化を
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、シリ
サイド層を堆積する工程と該シリサイド層上から窒素イ
オンをイオン注入する工程と、熱処理をする工程とから
なることを特徴とする MIS型半導体装置の製造方
法。
法において、少なくともシリコン基板上にゲート酸化を
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、シリ
サイド層を堆積する工程と該シリサイド層上から窒素イ
オンをイオン注入する工程と、熱処理をする工程とから
なることを特徴とする MIS型半導体装置の製造方
法。
【0023】(手段5) MIS型半導体装置の製造方
法において、少なくともシリコン基板上にゲート酸化を
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上から窒素イオンをイオン注入する工程
と、熱処理をする工程と、シリサイド層を堆積する工程
とレジストパターンをマスクにして、前記シリサイド層
と多結晶シリコン層をエッチングする工程とからなるこ
とを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
法において、少なくともシリコン基板上にゲート酸化を
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上から窒素イオンをイオン注入する工程
と、熱処理をする工程と、シリサイド層を堆積する工程
とレジストパターンをマスクにして、前記シリサイド層
と多結晶シリコン層をエッチングする工程とからなるこ
とを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
【0024】(手段6) MIS型半導体装置の製造方
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
をする工程と、第1の窒素を含むプラズマ処理する工程
と多結晶シリコン層を堆積する工程と、第2の窒素を含
むプラズマ処理する工程と、シリサイド層を堆積する工
程とレジストパターンをマスクにして、前記シリサイド
層と多結晶シリコン層をエッチングする工程とからなる
ことを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
をする工程と、第1の窒素を含むプラズマ処理する工程
と多結晶シリコン層を堆積する工程と、第2の窒素を含
むプラズマ処理する工程と、シリサイド層を堆積する工
程とレジストパターンをマスクにして、前記シリサイド
層と多結晶シリコン層をエッチングする工程とからなる
ことを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
【0025】(手段7) MIS型半導体装置の製造方
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、金属層を堆積する工程と熱処理に
よって該金属層を窒化金属層にする工程と該窒化金属層
上に、シリサイド層を堆積する工程と、レジストパター
ンをマスクにして、前記シリサイド層、窒化金属層、多
結晶シリコン層をエッチングする工程からなることを特
徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、金属層を堆積する工程と熱処理に
よって該金属層を窒化金属層にする工程と該窒化金属層
上に、シリサイド層を堆積する工程と、レジストパター
ンをマスクにして、前記シリサイド層、窒化金属層、多
結晶シリコン層をエッチングする工程からなることを特
徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
【0026】(手段8) MIS型半導体装置の製造方
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、窒化金属層を堆積する工程と該窒
化金属層上に、シリサイド層を堆積する工程と、レジス
トパターンをマスクにして、前記シリサイド層、窒化金
属層、多結晶シリコン層をエッチングする工程からなる
ことを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、窒化金属層を堆積する工程と該窒
化金属層上に、シリサイド層を堆積する工程と、レジス
トパターンをマスクにして、前記シリサイド層、窒化金
属層、多結晶シリコン層をエッチングする工程からなる
ことを特徴とする MIS型半導体装置の製造方法。
【0027】(手段9) MIS型半導体装置の製造方
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、窒化シリサイド層を堆積する工程
と該窒化シリサイド層上に、シリサイド層を堆積する工
程と、レジストパターンをマスクにして、前記シリサイ
ド層、窒化シリサイド層、多結晶シリコン層をエッチン
グする工程からなることを特徴とする MIS型半導体
装置の製造方法。
法において、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化
する工程と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多
結晶シリコン層上に、窒化シリサイド層を堆積する工程
と該窒化シリサイド層上に、シリサイド層を堆積する工
程と、レジストパターンをマスクにして、前記シリサイ
ド層、窒化シリサイド層、多結晶シリコン層をエッチン
グする工程からなることを特徴とする MIS型半導体
装置の製造方法。
【0028】(手段10) 前記、手段4、手段5、手
段6、手段7、手段8、手段9のMIS型半導体装置の
製造方法において、シリサイド膜としてタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、クロムシリサイド、
ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、バナジウムシ
リサイド、白金シリサイド、鉛シリサイド、パラジウム
シリサイド、マンガンシリサイド、鉄シリサイド、コバ
ルトシリサイドであることを特徴とする手段4、手段
5、手段6及び手段7、手段8、手段9記載のMIS形
半導体装置の製造方法。
段6、手段7、手段8、手段9のMIS型半導体装置の
製造方法において、シリサイド膜としてタングステンシ
リサイド、モリブデンシリサイド、クロムシリサイド、
ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、バナジウムシ
リサイド、白金シリサイド、鉛シリサイド、パラジウム
シリサイド、マンガンシリサイド、鉄シリサイド、コバ
ルトシリサイドであることを特徴とする手段4、手段
5、手段6及び手段7、手段8、手段9記載のMIS形
半導体装置の製造方法。
【0029】(手段11) 前記、手段7のMIS型半
導体装置の製造方法において、金属膜膜としてチタン、
タングステン、モリブデン、クロム、ニッケル、バナジ
ウム、白金、鉛、パラジウム、マンガン、鉄、コバルト
であることを特徴とする手段7記載のMIS形半導体装
置の製造方法。
導体装置の製造方法において、金属膜膜としてチタン、
タングステン、モリブデン、クロム、ニッケル、バナジ
ウム、白金、鉛、パラジウム、マンガン、鉄、コバルト
であることを特徴とする手段7記載のMIS形半導体装
置の製造方法。
【0030】(手段12) 前記、手段8のMIS型半
導体装置の製造方法において、窒化金属膜として窒化チ
タン、窒化タングステン、窒化モリブデン、窒化クロ
ム、窒化ニッケル、窒化バナジウム、窒化白金、窒化
鉛、窒化パラジウム、窒化マンガン、窒化鉄、窒化コバ
ルト、窒化チタンタングステン、窒化チタンモリブデ
ン、窒化タングステンモリブデンであることを特徴とす
る手段8記載のMIS形半導体装置の製造方法。
導体装置の製造方法において、窒化金属膜として窒化チ
タン、窒化タングステン、窒化モリブデン、窒化クロ
ム、窒化ニッケル、窒化バナジウム、窒化白金、窒化
鉛、窒化パラジウム、窒化マンガン、窒化鉄、窒化コバ
ルト、窒化チタンタングステン、窒化チタンモリブデ
ン、窒化タングステンモリブデンであることを特徴とす
る手段8記載のMIS形半導体装置の製造方法。
【0031】(手段13) 前記、手段9のMIS型半
導体装置の製造方法において、窒化シリサイド膜として
窒化タングステンシリサイド、窒化モリブデンシリサイ
ド、窒化クロムシリサイド、窒化ニッケルシリサイド、
窒化チタンシリサイド、窒化バナジウムシリサイド、窒
化白金シリサイド、窒化鉛シリサイド、窒化パラジウム
シリサイド、窒化マンガンシリサイド、窒化鉄シリサイ
ド、窒化コバルトシリサイド、窒化チタンタングステ
ン、窒化チタンモリブデン、窒化チタンタングステンシ
リサイド、窒化チタンモリブデンシリサイド、窒化タン
グステンモリブデンシリサイドであることを特徴とする
手段9記載のMIS形半導体装置の製造方法。
導体装置の製造方法において、窒化シリサイド膜として
窒化タングステンシリサイド、窒化モリブデンシリサイ
ド、窒化クロムシリサイド、窒化ニッケルシリサイド、
窒化チタンシリサイド、窒化バナジウムシリサイド、窒
化白金シリサイド、窒化鉛シリサイド、窒化パラジウム
シリサイド、窒化マンガンシリサイド、窒化鉄シリサイ
ド、窒化コバルトシリサイド、窒化チタンタングステ
ン、窒化チタンモリブデン、窒化チタンタングステンシ
リサイド、窒化チタンモリブデンシリサイド、窒化タン
グステンモリブデンシリサイドであることを特徴とする
手段9記載のMIS形半導体装置の製造方法。
【0032】
【作用】多結晶シリコン中でほう素の拡散が増速してし
まうのは、ほう素は、シリコン中の未結合手を介して拡
散するからである。一般に、多結晶シリコンの粒界に多
量に存在するこの未結合シリコンがほう素の拡散を早め
る原因となっている。窒素はこのシリコンの未結合手と
結合をつくるために未結合手の濃度を減少させて、ほう
素の多結晶シリコン中の拡散係数を減少させて、P型多
結晶シリコンをゲート電極材料に適用させた場合の安定
性を向上させる事ができる。
まうのは、ほう素は、シリコン中の未結合手を介して拡
散するからである。一般に、多結晶シリコンの粒界に多
量に存在するこの未結合シリコンがほう素の拡散を早め
る原因となっている。窒素はこのシリコンの未結合手と
結合をつくるために未結合手の濃度を減少させて、ほう
素の多結晶シリコン中の拡散係数を減少させて、P型多
結晶シリコンをゲート電極材料に適用させた場合の安定
性を向上させる事ができる。
【0033】また、特に金属の窒化物は導電性を持つと
ともに、一般に不純物の拡散バリア層となる。このため
多結晶シリコンからシリサイド層への不純物の拡散を抑
止できる。
ともに、一般に不純物の拡散バリア層となる。このため
多結晶シリコンからシリサイド層への不純物の拡散を抑
止できる。
【0034】
(実施例1)図1は、本発明によるMIS型半導体装置
の製造装置及びその製造方法の一実施例である。シリコ
ン基板301上に、素子の活性領域302、303と厚
い酸化膜でおおわれた素子の分離領域304が形成され
ている。初めに、1000℃ 乾燥酸素中 40分熱酸
化して、40nmのゲート酸化膜305を形成させた。
このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコン膜306を堆
積させた。形成条件としては、620℃の雰囲気中でシ
ランの熱分解によって行なわれ、400nm堆積した。
フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した後、スパッタ法
によってタングステンシリサイド膜307を堆積させ
た。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドターゲットを
用いて1.5KWの電力、1mTorrのアルゴンガス
圧のもとで処理をした。シリサイドの形成方法は他に、
CVD法などがよく知られている。
の製造装置及びその製造方法の一実施例である。シリコ
ン基板301上に、素子の活性領域302、303と厚
い酸化膜でおおわれた素子の分離領域304が形成され
ている。初めに、1000℃ 乾燥酸素中 40分熱酸
化して、40nmのゲート酸化膜305を形成させた。
このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコン膜306を堆
積させた。形成条件としては、620℃の雰囲気中でシ
ランの熱分解によって行なわれ、400nm堆積した。
フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した後、スパッタ法
によってタングステンシリサイド膜307を堆積させ
た。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドターゲットを
用いて1.5KWの電力、1mTorrのアルゴンガス
圧のもとで処理をした。シリサイドの形成方法は他に、
CVD法などがよく知られている。
【0035】つぎに、イオン注入法を用いてイオン化し
た窒素324を加速電圧50KeVで1×1014個/c
m2程度導入させた(図1(a))。
た窒素324を加速電圧50KeVで1×1014個/c
m2程度導入させた(図1(a))。
【0036】この後フォトリソグラフィー技術とエッチ
ング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極
層101として形成させた。次に、ポリシリコンのグレ
イン境界に存在するシリコンの未結合手と注入した窒素
を結合させるために、900℃の温度で乾燥酸素中20
分熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMO
Sトランジスタ部104とPチャネルMOSトランジス
タ部105のゲート電極層を共有している(図示されて
いない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分には
ソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグ
ラフィー技術によってレジストパターン311を形成し
たのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン312
を45keVで5×1015個/cm2を導入した(図1
(b))。同様に、Pチャネルトランジスタ部分310
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン312を形
成したのち、P型不純物として、たとえば硼素イオン3
13を30KeVで5×1015個/cm2を導入した。
この、ソース、ドレイン領域への不純物の導入はゲート
電極層に対して自己整合的に行なわれるために、Nチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極層中にはN型不純
物が、PチャネルMOSトランジスターのゲート電極層
中にはP型不純物が導入されている。さらに、導入させ
たN型、P型不純物を活性化させるために、950℃の
不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行なった。この熱
処理によってもトランジスタのしきい値電圧がシフトし
たり、いわゆる突き抜け現象が現れる等の特性の劣化は
ない(図1(c))。
ング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極
層101として形成させた。次に、ポリシリコンのグレ
イン境界に存在するシリコンの未結合手と注入した窒素
を結合させるために、900℃の温度で乾燥酸素中20
分熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMO
Sトランジスタ部104とPチャネルMOSトランジス
タ部105のゲート電極層を共有している(図示されて
いない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分には
ソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグ
ラフィー技術によってレジストパターン311を形成し
たのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン312
を45keVで5×1015個/cm2を導入した(図1
(b))。同様に、Pチャネルトランジスタ部分310
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン312を形
成したのち、P型不純物として、たとえば硼素イオン3
13を30KeVで5×1015個/cm2を導入した。
この、ソース、ドレイン領域への不純物の導入はゲート
電極層に対して自己整合的に行なわれるために、Nチャ
ネルMOSトランジスタのゲート電極層中にはN型不純
物が、PチャネルMOSトランジスターのゲート電極層
中にはP型不純物が導入されている。さらに、導入させ
たN型、P型不純物を活性化させるために、950℃の
不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行なった。この熱
処理によってもトランジスタのしきい値電圧がシフトし
たり、いわゆる突き抜け現象が現れる等の特性の劣化は
ない(図1(c))。
【0037】この後層間絶縁膜を形成した後、配線層で
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図1(d))。
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図1(d))。
【0038】上の方法においては、ポリサイドの一つと
してタングステンポリサイドを選んで説明したが、 モ
リブデンポリサイド、クロムポリサイド、ニッケルポリ
サイド、チタンポリサイド、バナジウムポリサイド、白
金ポリサイド、鉛ポリサイド、パラジウムポリサイド、
マンガンポリサイド、鉄ポリサイド、コバルトポリサイ
ド等であってもよい。また、窒素イオン注入は、多結晶
シリコンを堆積した後に行っても効果がある。
してタングステンポリサイドを選んで説明したが、 モ
リブデンポリサイド、クロムポリサイド、ニッケルポリ
サイド、チタンポリサイド、バナジウムポリサイド、白
金ポリサイド、鉛ポリサイド、パラジウムポリサイド、
マンガンポリサイド、鉄ポリサイド、コバルトポリサイ
ド等であってもよい。また、窒素イオン注入は、多結晶
シリコンを堆積した後に行っても効果がある。
【0039】(実施例2)図2は、本発明によるMIS
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃乾燥酸素中
40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305を形
成させた。この後、50W100TorrのN2プラズ
マを30秒照射した(図2(a))。これによってゲー
ト膜表面を終端していた水素が置換されて窒素になり界
面が安定するようになる。次に、このゲート酸化膜の上
部に多結晶シリコン膜306を堆積させる。形成条件と
しては、620℃の雰囲気中でシランの熱分解によって
行なわれ、400nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然
酸化膜を除去した後、再びN2プラズマを先ほどと同じ
条件によって処理した(図2(b))。つぎに、スパッ
タ法によってタングステンシリサイド膜307を堆積さ
せた。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドターゲット
を用いて1.5KWの電力、1mTorrのアルゴンガ
ス圧のもとで処理をした。
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃乾燥酸素中
40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305を形
成させた。この後、50W100TorrのN2プラズ
マを30秒照射した(図2(a))。これによってゲー
ト膜表面を終端していた水素が置換されて窒素になり界
面が安定するようになる。次に、このゲート酸化膜の上
部に多結晶シリコン膜306を堆積させる。形成条件と
しては、620℃の雰囲気中でシランの熱分解によって
行なわれ、400nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然
酸化膜を除去した後、再びN2プラズマを先ほどと同じ
条件によって処理した(図2(b))。つぎに、スパッ
タ法によってタングステンシリサイド膜307を堆積さ
せた。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドターゲット
を用いて1.5KWの電力、1mTorrのアルゴンガ
ス圧のもとで処理をした。
【0040】この後フォトリソグラフィー技術とエッチ
ング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極
層101として形成させた(図2(c))。次に、ポリ
シリコンのグレイン境界に存在するシリコンの未結合手
と注入した窒素を結合させるために、900℃の温度で
乾燥酸素中20分熱処理をした。このゲート電極層は、
NチャネルMOSトランジスタ部104とPチャネルM
OSトランジスタ部105のゲート電極層を共有してい
る(図示されていない)。このとき、Nチャネルトラン
ジスタ部分にはソース、ドレイン領域を形成するため
に、フォトリソグラフィー技術によってレジストパター
ン311を形成したのち、N型不純物として、たとえば
砒素イオン312を45keVで5×1015個/cm2
を導入した。同様に、Pチャネルトランジスタ部分31
0にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォト
リソグラフィー技術によってレジストパターン312を
形成したのち、P型不純物として、たとえば硼素イオン
313を30KeVで5×1015個/cm2を導入し
た。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導入はゲ
ート電極層に対して自己整合的に行なわれるために、N
チャネルMOSトランジスタのゲート電極層中にはN型
不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲート電
極層中にはP型不純物が導入されている。さらに、導入
させたN型、P型不純物を活性化させるために、950
℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行なった。こ
の熱処理によってもトランジスタのしきい値電圧がシフ
トしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等の特性の劣
化はない。
ング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極
層101として形成させた(図2(c))。次に、ポリ
シリコンのグレイン境界に存在するシリコンの未結合手
と注入した窒素を結合させるために、900℃の温度で
乾燥酸素中20分熱処理をした。このゲート電極層は、
NチャネルMOSトランジスタ部104とPチャネルM
OSトランジスタ部105のゲート電極層を共有してい
る(図示されていない)。このとき、Nチャネルトラン
ジスタ部分にはソース、ドレイン領域を形成するため
に、フォトリソグラフィー技術によってレジストパター
ン311を形成したのち、N型不純物として、たとえば
砒素イオン312を45keVで5×1015個/cm2
を導入した。同様に、Pチャネルトランジスタ部分31
0にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォト
リソグラフィー技術によってレジストパターン312を
形成したのち、P型不純物として、たとえば硼素イオン
313を30KeVで5×1015個/cm2を導入し
た。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導入はゲ
ート電極層に対して自己整合的に行なわれるために、N
チャネルMOSトランジスタのゲート電極層中にはN型
不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲート電
極層中にはP型不純物が導入されている。さらに、導入
させたN型、P型不純物を活性化させるために、950
℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行なった。こ
の熱処理によってもトランジスタのしきい値電圧がシフ
トしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等の特性の劣
化はない。
【0041】この後層間絶縁膜を形成した後、配線層で
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図2(d))。
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図2(d))。
【0042】上の方法においては、ポリサイドの一つと
してタングステンポリサイドを選んで説明したが、 モ
リブデンポリサイド、クロムポリサイド、ニッケルポリ
サイド、チタンポリサイド、バナジウムポリサイド、白
金ポリサイド、鉛ポリサイド、パラジウムポリサイド、
マンガンポリサイド、鉄ポリサイド、コバルトポリサイ
ド等であってもよい。
してタングステンポリサイドを選んで説明したが、 モ
リブデンポリサイド、クロムポリサイド、ニッケルポリ
サイド、チタンポリサイド、バナジウムポリサイド、白
金ポリサイド、鉛ポリサイド、パラジウムポリサイド、
マンガンポリサイド、鉄ポリサイド、コバルトポリサイ
ド等であってもよい。
【0043】(実施例3)図3は、本発明によるMIS
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によってチタン膜321を20nm堆積
させた。堆積条件は、Tiのターゲットを用いて1KW
の電力、4mTorrのアルゴンガス圧のもとで処理を
した。チタン膜の形成方法としては、熱蒸着法の他にC
VD法などがある。また、チタンの他にタングステン、
モリブデン、クロム、ニッケル、バナジウム、白金、
鉛、パラジウム、マンガン、鉄、コバルトなどであって
もよい(図3(a))。
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によってチタン膜321を20nm堆積
させた。堆積条件は、Tiのターゲットを用いて1KW
の電力、4mTorrのアルゴンガス圧のもとで処理を
した。チタン膜の形成方法としては、熱蒸着法の他にC
VD法などがある。また、チタンの他にタングステン、
モリブデン、クロム、ニッケル、バナジウム、白金、
鉛、パラジウム、マンガン、鉄、コバルトなどであって
もよい(図3(a))。
【0044】つぎに、800℃ N2雰囲気中で30秒
熱処理を行って、チタンを窒化チタン322に変化させ
た。この時ポリシリコンと接続している部分は窒化チタ
ンシリサイドとなり、ポリシリコンとの密着性が高ま
る。そして、スパッタ法によってタングステンシリサイ
ド膜307を300nm堆積させた。堆積条件は、WS
i2. 9のシリサイドターゲットを用いて1.5KWの電
力、1mTorrのアルゴンガス圧のもとで処理をし
た。タングステンシリサイド層307の下地は窒化チタ
ン膜322でありこれ以降の熱処理において、不純物の
拡散バリアとなるばかりでなくタングステンシリサイド
との密着性も優れていることから、加工処理中のはがれ
を完全に防止できる。もちろんここで、実施例1に示し
たような窒素イオン注入を行うことによってさらに効果
が期待できる。フォトリソグラフィー技術とエッチング
技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極層1
01として形成させた(図3(b))。
熱処理を行って、チタンを窒化チタン322に変化させ
た。この時ポリシリコンと接続している部分は窒化チタ
ンシリサイドとなり、ポリシリコンとの密着性が高ま
る。そして、スパッタ法によってタングステンシリサイ
ド膜307を300nm堆積させた。堆積条件は、WS
i2. 9のシリサイドターゲットを用いて1.5KWの電
力、1mTorrのアルゴンガス圧のもとで処理をし
た。タングステンシリサイド層307の下地は窒化チタ
ン膜322でありこれ以降の熱処理において、不純物の
拡散バリアとなるばかりでなくタングステンシリサイド
との密着性も優れていることから、加工処理中のはがれ
を完全に防止できる。もちろんここで、実施例1に示し
たような窒素イオン注入を行うことによってさらに効果
が期待できる。フォトリソグラフィー技術とエッチング
技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート電極層1
01として形成させた(図3(b))。
【0045】次に、900℃の温度で乾燥酸素中20分
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015個/cm2を導入した。
同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソー
ス、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフ
ィー技術によってレジストパターン312を形成したの
ち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を3
0KeVで5×1015個/cm2を導入した(図3
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015個/cm2を導入した。
同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソー
ス、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフ
ィー技術によってレジストパターン312を形成したの
ち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を3
0KeVで5×1015個/cm2を導入した(図3
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
【0046】この後層間絶縁膜を形成した後、配線層で
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図3(d))。
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図3(d))。
【0047】上の方法においては、窒化チタン層322
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
【0048】(実施例4)図4は、本発明によるMIS
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によって窒化チタン膜322を20nm
堆積させた。堆積条件は、Tiのターゲットを用いて1
KWの電力、4mTorrの窒素ガス圧のもとで処理を
した。窒化チタン膜の形成方法としては、熱蒸着法の他
にCVD法などがある。また、窒化チタンの他に窒化タ
ングステン、窒化モリブデン、窒化クロム、窒化ニッケ
ル、窒化バナジウム、窒化白金、窒化鉛、窒化パラジウ
ム、窒化マンガン、窒化鉄、窒化コバルト、窒化チタン
タングステン、窒化モリブデンタングステン、窒化モリ
ブデンチタンなどであってもよい。そして、スパッタ法
によってタングステンシリサイド膜307を300nm
堆積させた。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドター
ゲットを用いて1.5KWの電力、1mTorrのアル
ゴンガス圧のもとで処理をした。タングステンシリサイ
ド層307の下地は窒化チタン膜322でありこれ以降
の熱処理において、不純物の拡散バリアとなるばかりで
なくタングステンシリサイドとの密着性も優れているこ
とから、加工処理中のはがれを完全に防止できる(図4
(a))。もちろんここで、実施例1に示したような窒
素イオン注入を行うことによってさらに効果が期待でき
る。フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によっ
て、ポリサイド層を加工し、ゲート電極層101として
形成させた(図4(b))。
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によって窒化チタン膜322を20nm
堆積させた。堆積条件は、Tiのターゲットを用いて1
KWの電力、4mTorrの窒素ガス圧のもとで処理を
した。窒化チタン膜の形成方法としては、熱蒸着法の他
にCVD法などがある。また、窒化チタンの他に窒化タ
ングステン、窒化モリブデン、窒化クロム、窒化ニッケ
ル、窒化バナジウム、窒化白金、窒化鉛、窒化パラジウ
ム、窒化マンガン、窒化鉄、窒化コバルト、窒化チタン
タングステン、窒化モリブデンタングステン、窒化モリ
ブデンチタンなどであってもよい。そして、スパッタ法
によってタングステンシリサイド膜307を300nm
堆積させた。堆積条件は、WSi2.9のシリサイドター
ゲットを用いて1.5KWの電力、1mTorrのアル
ゴンガス圧のもとで処理をした。タングステンシリサイ
ド層307の下地は窒化チタン膜322でありこれ以降
の熱処理において、不純物の拡散バリアとなるばかりで
なくタングステンシリサイドとの密着性も優れているこ
とから、加工処理中のはがれを完全に防止できる(図4
(a))。もちろんここで、実施例1に示したような窒
素イオン注入を行うことによってさらに効果が期待でき
る。フォトリソグラフィー技術とエッチング技術によっ
て、ポリサイド層を加工し、ゲート電極層101として
形成させた(図4(b))。
【0049】次に、900℃の温度で乾燥酸素中20分
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015[個/cm2]を導入し
た。同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソ
ース、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラ
フィー技術によってレジストパターン312を形成した
のち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を
30KeVで5×1015個/cm2を導入した(図4
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015[個/cm2]を導入し
た。同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソ
ース、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラ
フィー技術によってレジストパターン312を形成した
のち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を
30KeVで5×1015個/cm2を導入した(図4
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
【0050】この後層間絶縁膜を形成した後、配線層で
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図4(d))。
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図4(d))。
【0051】上の方法においては、窒化チタン層322
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
【0052】(実施例5)図5は、本発明によるMIS
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によって窒化チタンシリサイド膜322
を20nm堆積させた。堆積条件は、TiSi2.5のタ
ーゲットを用いて1KWの電力、4mTorrの窒素ガ
ス圧のもとで処理をした。チタンとシリコンの組成比は
2以上3.5以下が望ましい。窒化チタンシリサイド膜
の形成方法としては、CVD法やチタンシリサイド膜を
スパッタ法或はCVD法で形成させたのち、N2あるい
はアンモニア雰囲気中で熱処理する事によって形成する
ことが出来る。また、窒化チタンシリサイドの他に窒化
タングステンシリサイド、窒化モリブデンシリサイド、
窒化クロムシリサイド、窒化ニッケルシリサイド、窒化
バナジウムシリサイド、窒化白金シリサイド、窒化鉛シ
リサイド、窒化パラジウムシリサイド、窒化マンガンシ
リサイド、窒化鉄シリサイド、窒化コバルトシリサイ
ド、窒化チタンタングステンシリサイド、窒化モリブデ
ンタングステンシリサイド、窒化モリブデンチタンシリ
サイドなどであってもよい。
型半導体装置の製造装置及びその製造方法の一実施例で
ある。シリコン基板301上に、素子の活性領域30
2、303と厚い酸化膜でおおわれた素子の分離領域3
04が形成されている。初めに、1000℃ 乾燥酸素
中 40分熱酸化して、40nmのゲート酸化膜305
を形成させた。このゲート酸化膜の上部に多結晶シリコ
ン膜306を堆積させた。形成条件としては、620℃
の雰囲気中でシランの熱分解によって行なわれ、400
nm堆積した。フッ酸水溶液中で自然酸化膜を除去した
後、スパッタ法によって窒化チタンシリサイド膜322
を20nm堆積させた。堆積条件は、TiSi2.5のタ
ーゲットを用いて1KWの電力、4mTorrの窒素ガ
ス圧のもとで処理をした。チタンとシリコンの組成比は
2以上3.5以下が望ましい。窒化チタンシリサイド膜
の形成方法としては、CVD法やチタンシリサイド膜を
スパッタ法或はCVD法で形成させたのち、N2あるい
はアンモニア雰囲気中で熱処理する事によって形成する
ことが出来る。また、窒化チタンシリサイドの他に窒化
タングステンシリサイド、窒化モリブデンシリサイド、
窒化クロムシリサイド、窒化ニッケルシリサイド、窒化
バナジウムシリサイド、窒化白金シリサイド、窒化鉛シ
リサイド、窒化パラジウムシリサイド、窒化マンガンシ
リサイド、窒化鉄シリサイド、窒化コバルトシリサイ
ド、窒化チタンタングステンシリサイド、窒化モリブデ
ンタングステンシリサイド、窒化モリブデンチタンシリ
サイドなどであってもよい。
【0053】そして、スパッタ法によってタングステン
シリサイド膜307を300nm堆積させた。堆積条件
は、WSi2.9のシリサイドターゲットを用いて1.5
KWの電力、1mTorrのアルゴンガス圧のもとで処
理をした。窒化チタンシリサイドのスパッタとタングス
テンシリサイドのスパッタを連続して行うことによって
自然酸化膜の悪影響を完全に取り払うことが出来る。タ
ングステンシリサイド層307の下地は窒化チタン膜3
22でありこれ以降の熱処理において、不純物の拡散バ
リアとなるばかりでなくタングステンシリサイドとの密
着性も優れていることから、加工処理中のはがれを完全
に防止できる(図5(a))。もちろんここで、実施例
1に示したような窒素イオン注入を行うことによってさ
らに効果が期待できる。フォトリソグラフィー技術とエ
ッチング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート
電極層101として形成させた(図5(b))。
シリサイド膜307を300nm堆積させた。堆積条件
は、WSi2.9のシリサイドターゲットを用いて1.5
KWの電力、1mTorrのアルゴンガス圧のもとで処
理をした。窒化チタンシリサイドのスパッタとタングス
テンシリサイドのスパッタを連続して行うことによって
自然酸化膜の悪影響を完全に取り払うことが出来る。タ
ングステンシリサイド層307の下地は窒化チタン膜3
22でありこれ以降の熱処理において、不純物の拡散バ
リアとなるばかりでなくタングステンシリサイドとの密
着性も優れていることから、加工処理中のはがれを完全
に防止できる(図5(a))。もちろんここで、実施例
1に示したような窒素イオン注入を行うことによってさ
らに効果が期待できる。フォトリソグラフィー技術とエ
ッチング技術によって、ポリサイド層を加工し、ゲート
電極層101として形成させた(図5(b))。
【0054】次に、900℃の温度で乾燥酸素中20分
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015個/cm2を導入した。
同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソー
ス、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフ
ィー技術によってレジストパターン312を形成したの
ち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を3
0KeVで5×1015個/cm2を導入した(図5
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
熱処理をした。このゲート電極層は、NチャネルMOS
トランジスタ部104とPチャネルMOSトランジスタ
部105のゲート電極層101を共有している(図示さ
れていない)。このとき、Nチャネルトランジスタ部分
にはソース、ドレイン領域を形成するために、フォトリ
ソグラフィー技術によってレジストパターン311を形
成したのち、N型不純物として、たとえば砒素イオン3
12を45keVで5×1015個/cm2を導入した。
同様に、Pチャネルトランジスタ部分310にはソー
ス、ドレイン領域を形成するために、フォトリソグラフ
ィー技術によってレジストパターン312を形成したの
ち、P型不純物として、たとえば硼素イオン313を3
0KeVで5×1015個/cm2を導入した(図5
(c))。この、ソース、ドレイン領域への不純物の導
入はゲート電極層に対して自己整合的に行なわれるため
に、NチャネルMOSトランジスタのゲート電極層中に
はN型不純物が、PチャネルMOSトランジスターのゲ
ート電極層中にはP型不純物が導入されている。さら
に、導入させたN型、P型不純物を活性化させるため
に、950℃の不活性ガス雰囲気中で20分熱処理を行
なった。この熱処理によってもトランジスタのしきい値
電圧がシフトしたり、いわゆる突き抜け現象が現れる等
の特性の劣化はない。
【0055】この後層間絶縁膜を形成した後、配線層で
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図5(d))。
あるアルミニウムを接続孔を介して多結晶シリコンと接
続させた(図5(d))。
【0056】上の方法においては、窒化チタン層322
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
の上に形成するシリサイドの一つとしてタングステンシ
リサイドを選んで説明したが、 モリブデンシリサイ
ド、クロムシリサイド、ニッケルシリサイド、チタンシ
リサイド、バナジウムシリサイド、白金シリサイド、鉛
シリサイド、パラジウムシリサイド、マンガンシリサイ
ド、鉄シリサイド、コバルトシリサイド等であってもよ
い。
【0057】以上、本発明の5つの実施例を具体的にし
めした。しかし、この実施例は、あくまで一実施例であ
り例えば、MOSトランジスタのチャネル領域に導入さ
せる不純物種として、前記窒素の他に酸素、ヘリウム、
ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンであってもそ
の効果がきたいできる。
めした。しかし、この実施例は、あくまで一実施例であ
り例えば、MOSトランジスタのチャネル領域に導入さ
せる不純物種として、前記窒素の他に酸素、ヘリウム、
ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノンであってもそ
の効果がきたいできる。
【0058】
【発明の効果】以上本発明によれば、不純物導入後の熱
処理温度及び時間に余裕をもたせることが出来るように
なったため、不純物導入時に形成される結晶欠陥を十分
回復させることが出来るようになり、素子の信頼性を向
上させることが可能になった。また、導入した不純物の
イオン化率を高めることが出来るようになったため、ポ
リシリコン層とシリサイド層との接触抵抗を下げること
ができたため、、トランジスタの最大動作速度を従来よ
り5パーセント程度向上させることができ、集積回路の
性能を向上させることが出来た。さらに、従来NchM
OSトランジスタとPchMOSトランジスタ間をポリ
サイド構造のまま接続することは不純物の横方向拡散の
ために不可能であったが、本発明により接続が可能にな
り集積度を向上させることが出来た。
処理温度及び時間に余裕をもたせることが出来るように
なったため、不純物導入時に形成される結晶欠陥を十分
回復させることが出来るようになり、素子の信頼性を向
上させることが可能になった。また、導入した不純物の
イオン化率を高めることが出来るようになったため、ポ
リシリコン層とシリサイド層との接触抵抗を下げること
ができたため、、トランジスタの最大動作速度を従来よ
り5パーセント程度向上させることができ、集積回路の
性能を向上させることが出来た。さらに、従来NchM
OSトランジスタとPchMOSトランジスタ間をポリ
サイド構造のまま接続することは不純物の横方向拡散の
ために不可能であったが、本発明により接続が可能にな
り集積度を向上させることが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のMOS型半導体装置製造方法の一実施
例の工程断面図である。
例の工程断面図である。
【図2】本発明のMOS型半導体装置製造方法の一実施
例の工程断面図である。
例の工程断面図である。
【図3】本発明のMOS型半導体装置製造方法の一実施
例の工程断面図である。
例の工程断面図である。
【図4】本発明のMOS型半導体装置製造方法の一実施
例の工程断面図である。
例の工程断面図である。
【図5】本発明のMOS型半導体装置製造方法の一実施
例の工程断面図である。
例の工程断面図である。
【図6】従来のMOS型半導体装置製造方法の工程断面
図である。
図である。
【図7】従来のMOS型半導体装置製造方法の平面図で
ある。
ある。
101 ・・・シリコン基板 102 ・・・ゲート酸化膜 103 ・・・タングステンシリサイド層 108 ・・・ゲート電極層 111 ・・・燐イオン 112 ・・・硼素イオン 113 ・・・砒素イオン 114 ・・・拡散層 115 ・・・アルミニウム 116 ・・・CVD酸化膜 201 ・・・ゲート電極層 202 ・・・素子の活性領域 203 ・・・素子分離領域 204 ・・・NチャネルMOSトランジスタとなる部
分 205 ・・・PチャネルMOSトランジスタとなる部
分 206 ・・・N型不純物導入領域 207 ・・・P型不純物導入領域 208 ・・・接続孔 209 ・・・アルミニウム 301 ・・・シリコン基板 302 ・・・素子の活性領域 303 ・・・素子の活性領域 304 ・・・素子分離領域 305 ・・・ゲート酸化膜 306 ・・・多結晶シリコン膜 307 ・・・タングステンシリサイド膜 308 ・・・酸化シリコン膜 309 ・・・NチャネルMOSトランジスタとなる部
分 310 ・・・PチャネルMOSトランジスタとなる部
分 311 ・・・レジストパターン 312 ・・・砒素イオン 313 ・・・レジストパターン 314 ・・・硼素イオン 315 ・・・拡散層 316 ・・・CVD酸化膜 317 ・・・アルミニウム 318 ・・・pウェル 319 ・・・nウェル 320 ・・・N2プラズマ 321 ・・・チタン膜 322 ・・・窒化チタン膜 323 ・・・窒化チタンシリサイド膜 324 ・・・窒素イオン
分 205 ・・・PチャネルMOSトランジスタとなる部
分 206 ・・・N型不純物導入領域 207 ・・・P型不純物導入領域 208 ・・・接続孔 209 ・・・アルミニウム 301 ・・・シリコン基板 302 ・・・素子の活性領域 303 ・・・素子の活性領域 304 ・・・素子分離領域 305 ・・・ゲート酸化膜 306 ・・・多結晶シリコン膜 307 ・・・タングステンシリサイド膜 308 ・・・酸化シリコン膜 309 ・・・NチャネルMOSトランジスタとなる部
分 310 ・・・PチャネルMOSトランジスタとなる部
分 311 ・・・レジストパターン 312 ・・・砒素イオン 313 ・・・レジストパターン 314 ・・・硼素イオン 315 ・・・拡散層 316 ・・・CVD酸化膜 317 ・・・アルミニウム 318 ・・・pウェル 319 ・・・nウェル 320 ・・・N2プラズマ 321 ・・・チタン膜 322 ・・・窒化チタン膜 323 ・・・窒化チタンシリサイド膜 324 ・・・窒素イオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/28 D 7376−4M 21/8238 27/092
Claims (13)
- 【請求項1】 主に金属−絶縁膜−半導体基板が半導
体素子の主要構成要素としてなっており、前記金属とし
て構成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリコンを
主成分として含む第1のシリコン層とシリコンと高融点
金属とを主成分として含む第1のシリサイド層とから構
成されてなるMIS半導体素子に於て、前記半導体基板
と絶縁膜層間、前記絶縁膜と第1シリコン層間、前記第
1シリコン層と第1のシリサイド層間の少なくとも何れ
かには、窒素の最高濃度が1×1014個/cm3以上2
×1022個/cm3未満含まれる領域が存在してなるこ
とを特徴とするMIS型半導体装置。 - 【請求項2】 主に金属−絶縁膜−半導体が半導体素
子の主要構成要素としてなっており、前記金属として構
成される材料は、前記絶縁膜上から順にシリコンを主成
分として含む第1のシリコン層とシリコンと高融点金属
とを主成分として含む第1のシリサイド層とから構成さ
れてなるMIS半導体素子に於て、前記第1シリコン層
と第1のシリサイド層間には、窒素と金属を主成分とし
て含む第1の窒化膜層が介在してなることを特徴とする
MIS型半導体装置。 - 【請求項3】 前記、請求項2のMIS型半導体装置に
おいて、第1の窒化膜層を構成する主要素として窒素の
他にチタン、タングステン、クロム、ニッケル、バナジ
ウム、銅、金、白金、鉛、パラジウム、マンガン、鉄、
コバルト、あることを特徴とする請求項2記載のMIS
形半導体装置。 - 【請求項4】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、少なくともシリコン基板上にゲート酸化をする工程
と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、シリサイド層
を堆積する工程と該シリサイド層上から窒素イオンをイ
オン注入する工程と、熱処理をする工程とからなること
を特徴とするMIS型半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、少なくともシリコン基板上にゲート酸化をする工程
と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリ
コン層上から窒素イオンをイオン注入する工程と、熱処
理をする工程と、シリサイド層を堆積する工程とレジス
トパターンをマスクにして、前記シリサイド層と多結晶
シリコン層をエッチングする工程とからなることを特徴
とするMIS型半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化をする工
程と、第1の窒素を含むプラズマ処理する工程と多結晶
シリコン層を堆積する工程と、第2の窒素を含むプラズ
マ処理する工程と、シリサイド層を堆積する工程とレジ
ストパターンをマスクにして、前記シリサイド層と多結
晶シリコン層をエッチングする工程とからなることを特
徴とするMIS型半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化する工程
と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリ
コン層上に、金属層を堆積する工程と熱処理によって該
金属層を窒化金属層にする工程と該窒化金属層上に、シ
リサイド層を堆積する工程と、レジストパターンをマス
クにして、前記シリサイド層、窒化金属層、多結晶シリ
コン層をエッチングする工程からなることを特徴とする
MIS型半導体装置の製造方法。 - 【請求項8】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化する工程
と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリ
コン層上に、窒化金属層を堆積する工程と該窒化金属層
上に、シリサイド層を堆積する工程と、レジストパター
ンをマスクにして、前記シリサイド層、窒化金属層、多
結晶シリコン層をエッチングする工程からなることを特
徴とするMIS型半導体装置の製造方法。 - 【請求項9】 MIS型半導体装置の製造方法におい
て、シリコン基板上に、少なくともゲート酸化する工程
と、多結晶シリコン層を堆積する工程と、該多結晶シリ
コン層上に、窒化シリサイド層を堆積する工程と該窒化
シリサイド層上に、シリサイド層を堆積する工程と、レ
ジストパターンをマスクにして、前記シリサイド層、窒
化シリサイド層、多結晶シリコン層をエッチングする工
程からなることを特徴とするMIS型半導体装置の製造
方法。 - 【請求項10】 前記、請求項4、請求項5、請求項
6、請求項7、請求項8、請求項9のMIS型半導体装
置の製造方法において、シリサイド膜としてタングステ
ンシリサイド、モリブデンシリサイド、クロムシリサイ
ド、ニッケルシリサイド、チタンシリサイド、バナジウ
ムシリサイド、白金シリサイド、鉛シリサイド、パラジ
ウムシリサイド、マンガンシリサイド、鉄シリサイド、
コバルトシリサイドであることを特徴とする請求項4、
請求項5、請求項6及び請求項7、請求項8、請求項9
記載のMIS形半導体装置の製造方法。 - 【請求項11】 前記、請求項7のMIS型半導体装置
の製造方法において、金属膜膜としてチタン、タングス
テン、モリブデン、クロム、ニッケル、バナジウム、白
金、鉛、パラジウム、マンガン、鉄、コバルトであるこ
とを特徴とする請求項7記載のMIS形半導体装置の製
造方法。 - 【請求項12】 前記、請求項8のMIS型半導体装置
の製造方法において、窒化金属膜として窒化チタン、窒
化タングステン、窒化モリブデン、窒化クロム、窒化ニ
ッケル、窒化バナジウム、窒化白金、窒化鉛、窒化パラ
ジウム、窒化マンガン、窒化鉄、窒化コバルト、窒化チ
タンタングステン、窒化チタンモリブデン、窒化タング
ステンモリブデンであることを特徴とする請求項8記載
のMIS形半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 前記、請求項9のMIS型半導体装置
の製造方法において、窒化シリサイド膜として窒化タン
グステンシリサイド、窒化モリブデンシリサイド、窒化
クロムシリサイド、窒化ニッケルシリサイド、窒化チタ
ンシリサイド、窒化バナジウムシリサイド、窒化白金シ
リサイド、窒化鉛シリサイド、窒化パラジウムシリサイ
ド、窒化マンガンシリサイド、窒化鉄シリサイド、窒化
コバルトシリサイド、窒化チタンタングステン、窒化チ
タンモリブデン、窒化チタンタングステンシリサイド、
窒化チタンモリブデンシリサイド、窒化タングステンモ
リブデンシリサイドであることを特徴とする請求項9記
載のMIS形半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168191A JPH0730108A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Mis型半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5168191A JPH0730108A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Mis型半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0730108A true JPH0730108A (ja) | 1995-01-31 |
Family
ID=15863476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5168191A Withdrawn JPH0730108A (ja) | 1993-07-07 | 1993-07-07 | Mis型半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0730108A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299469A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| CN110391233A (zh) * | 2018-04-17 | 2019-10-29 | 联华电子股份有限公司 | 半导体元件及其制作方法 |
| US10971592B2 (en) | 2018-08-27 | 2021-04-06 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device with gate electrode having side surfaces doped with carbon |
-
1993
- 1993-07-07 JP JP5168191A patent/JPH0730108A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002299469A (ja) * | 2001-04-04 | 2002-10-11 | Seiko Instruments Inc | 半導体装置 |
| CN110391233A (zh) * | 2018-04-17 | 2019-10-29 | 联华电子股份有限公司 | 半导体元件及其制作方法 |
| CN110391233B (zh) * | 2018-04-17 | 2022-10-14 | 联华电子股份有限公司 | 半导体元件及其制作方法 |
| US10971592B2 (en) | 2018-08-27 | 2021-04-06 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device with gate electrode having side surfaces doped with carbon |
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|---|---|---|---|
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