JPH0794446A - 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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JPH0794446A
JPH0794446A JP23301493A JP23301493A JPH0794446A JP H0794446 A JPH0794446 A JP H0794446A JP 23301493 A JP23301493 A JP 23301493A JP 23301493 A JP23301493 A JP 23301493A JP H0794446 A JPH0794446 A JP H0794446A
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JP
Japan
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film
silicon
semiconductor device
insulating film
silicide layer
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Pending
Application number
JP23301493A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiromi Abe
宏美 阿部
Masayasu Suzuki
正恭 鈴樹
Shinji Nishihara
晋治 西原
Shunji Moribe
俊二 守部
Katsuhiko Tanaka
克彦 田中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体ウエハ上にMOS形トランジスタを形
成する際の半導体装置の製造方法であって、ゲート電
極、拡散層上に、シリサイド層を形成し、ゲート酸化膜
に影響なく、拡散層抵抗およびコンタクト抵抗を充分に
低抵抗化させる。 【構成】 Pウェル形成のn形のシリコン基板1上を酸
化させ、素子間分離絶縁膜2を形成し、チャネルストッ
パ領域3も形成する。次に、ゲート絶縁膜4とゲート電
極5を形成し、P形MOS部に、ボロンをイオン打ち込
み、P形半導体領域6を形成した後、ゲート電極5の側
面に酸化シリコンの絶縁膜7を形成させ、薄い酸化シリ
コン膜をシリコン基板1に形成させ、ボロンをイオン打
ち込みして、P+形半導体領域8を形成する。次に、反
応性CVD法により、ハロゲン化メタルガスである四塩
化チタンガスをシリコンと反応させることによって、チ
タンシリサイド膜9を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造技術
に関し、特に、高速動作を要求される高集積半導体装置
に適用して有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高集積化の進む半導体装置において、特
に、高速動作が要求されるマイクロプロセッサ等のロジ
ックLSI(Large Scale Integra
tion)では、コンタクト抵抗や拡散層抵抗等の抵抗
増加が問題となっており、高速での信号伝搬を困難にさ
せている。
【0003】また、この問題を解決するために、たとえ
ば、サリサイド(Salicide)と呼ばれるプロセ
スが提案されている。
【0004】このプロセスは、半導体装置のフォトエッ
チング工程において、熱酸化膜等により素子間を分離し
た後、半導体基板の拡散層を露出させ、そこに、チタン
(Ti)、モリブデン(Mo)またはタングステン
(W)等の金属を堆積させた後に熱処理を行い、基板拡
散層部分とゲート電極の表面部分を合金化反応によりシ
リサイド化させることによって、シリサイド層を形成さ
せ、未反応の部分の金属をウエットエッチングによって
除去する方法である。
【0005】これによって、拡散層の抵抗は、チタンシ
リサイド(TiSi2 )等の低抵抗であるシリサイド層
の影響で減少し、さらに、コンタクト抵抗も減少させる
ことができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このサリサ
イドプロセスであると、合金化反応によってシリサイド
層を形成させる場合、前記合金化反応前後における格子
定数の違いから、シリサイド層の形成に伴い、体積の減
少が生じてしまう。
【0007】そして、この体積変化によって、応力等の
ストレスが増加してしまい、ゲート酸化膜への悪影響や
P−N接合の破壊等が生じてしまう。
【0008】また、チタン、モリブデンおよびタングス
テン等は、高融点金属であるので、低温でのシリサイド
化および低抵抗化が困難であり、シリサイド化にはIB
I(Ion Beam Induced)法が必要とな
り、プロセスが非常に複雑になってしまう。
【0009】本発明の目的は、ゲート電極ならびに拡散
層上に、チタン、モリブデンまたはタングステン等のハ
ロゲン化メタルガスとシリコンとを反応させることによ
って、熱処理を行わずにシリサイド層を選択的に形成す
ることにより、ゲート酸化膜に悪影響を及ぼすことな
く、拡散層抵抗およびコンタクト抵抗が充分に低抵抗化
される半導体装置の製造方法を提供することにある。
【0010】本発明の前記並びにその他の目的と新規な
特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかにな
るであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0012】すなわち、請求項1記載の発明は、半導体
ウエハの主面上にMOS形トランジスタを形成するプロ
セスにおいて、半導体ウエハの主面を露出させ、ハロゲ
ン化メタルガス雰囲気中に前記半導体ウエハを放置する
ことによって、前記ハロゲン化メタルガスと半導体ウエ
ハの露出された主面上および多結晶シリコン部分とを反
応させることにより、選択的にシリサイド層を形成させ
るものである。
【0013】また、請求項2記載の発明は、前記ハロゲ
ン化メタルガスが、四塩化チタン(TiCl4 )、六フ
ッ化モリブデン(MoF6 )または六フッ化タングステ
ン(WF6 )であるものである。
【0014】さらに、請求項3記載の発明は、半導体ウ
エハが、単結晶シリコンからなるものである。
【0015】
【作用】上記した半導体装置の製造方法によれば、シリ
コン基板の主面上および多結晶シリコン膜の表面を露出
させ、ハロゲン化メタルガスと反応させることによっ
て、熱処理を行うことなくシリサイド層を選択的に形成
することができる。
【0016】それにより、チタン、モリブデンおよびタ
ングステン等の高融点金属でも、容易にシリサイド層を
形成することができる。さらに、低拡散層抵抗および低
コンタクト抵抗となるので、半導体装置の動作速度をよ
り高速化することができる。
【0017】また、エッチング工程が不要となるので、
製造工数を少なくすることができる。
【0018】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【0019】図1は、本発明の一実施例によるC(Co
mplementary)MOSLSIのP形MOS部
のシリサイド層形成前の工程における断面図、図2は、
本発明の一実施例によるCMOS LSIのP形MOS
部のシリサイド層形成の工程における断面図、図3は、
本発明の一実施例によるCMOS LSIのP形MOS
部のシリサイド層形成後の工程における断面図である。
【0020】本実施例において、図1に示すように、P
ウェルを形成してあるn形のシリコン基板(半導体ウエ
ハ)1の非活性領域の主面上を選択的に酸化させ、素子
間分離絶縁膜2を形成する。また、この工程において
は、隣接する素子間を電気的に分離するためのチャネル
ストッパ領域3も形成する。
【0021】次に、前記素子間分離絶縁膜2で周囲を規
定された領域内で、前記シリコン基板1の主面上を酸化
させることによって、ゲート絶縁膜4を形成する。そし
て、CVD(化学的気相成長)法等によって、多結晶シ
リコンをシリコン基板1上に形成し、エッチングによっ
てゲート絶縁膜4上にゲート電極(多結晶シリコン部
分)5を形成する。
【0022】その後、P形MOS部には、ゲート電極5
をマスクとすることによって、ボロンをイオン打ち込み
して、P形半導体領域6を形成する。また、図示しない
N形MOS部には、砒素(As)を打ち込みすることに
よってN形半導体領域を形成する。
【0023】また、ゲート電極5の側面に、前記CVD
法およびエッチングによって、酸化シリコンの絶縁膜7
を形成する。その後、薄い酸化シリコン膜をシリコン基
板1に形成させ、ゲート電極5と絶縁膜7とをマスクに
することによって、ボロンをイオン打ち込みして、P+
形半導体領域(露出部分)8を形成する。この時、同様
に、N+形半導体領域(図示せず)も形成する。
【0024】これにより、前記P形半導体領域6と前記
P+形半導体領域8とによって、高電界を緩和するため
の領域となるLDD(Lightly Doped D
rain)構造を形成することになる。
【0025】次に、図2に示すように、反応性CVD法
によって、四塩化チタンガスをシリコンと反応させるこ
とによって、金属系シリサイド膜であるチタンシリサイ
ド膜(シリサイド層)9を50nm程度の厚さで形成す
る。
【0026】そして、図3に示すように、740℃程度
の高温で、テトラエトキシシラン(TEOS)と酸素
(O2 )によるCVD法によって、二酸化シリコン(S
iO2)膜10を形成した後、その上面に、モノシラン
(SiH4 )、ジボラン(B26 )および酸素による
CVD法によって、ホウ化リンガラス(BPSG)膜1
1を形成し、その後、900℃程度の高温で、20分程
度のアニールを行い、粘性流動(リフロー)により平坦
化させ、層間絶縁膜を形成する。
【0027】そして、開孔12および配線13を形成し
た後、二酸化シリコン膜と窒化シリコン(SiN)膜か
らなる保護絶縁膜14を形成する。
【0028】それにより、本実施例によれば、チタンシ
リサイド膜9を反応性CVD法により、シリコン基板1
のP+形半導体領域8およびゲート電極5の多結晶シリ
コン上に選択的に形成できるので、P−N接合の破壊等
のゲート酸化膜であるゲート絶縁膜4への悪影響がなく
なる。
【0029】また、金属系シリサイド層を形成すること
によって、拡散層抵抗およびコンタクト抵抗が減少する
ので、より高速動作が可能となる。
【0030】なお、本実施例の金属系シリサイド層の形
成により、拡散層抵抗を従来の100Ω/□程度から、
5Ω/□程度に低減できた。
【0031】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき説明したが、本発明は前記実施例に限定さ
れるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
【0032】たとえば、シリサイド層を形成させる反応
ガスは、前記実施例の四塩化チタン以外でも良く、六フ
ッ化モリブデンまたは六フッ化タングステンでもよい。
【0033】また、前記実施例では、シリサイド層を拡
散層上およびゲート酸化膜上に形成したが、たとえば、
拡散層上だけにシリサイド層を形成しても効果は同様で
ある。
【0034】
【発明の効果】本発明によって開示される発明のうち、
代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれ
ば、以下のとおりである。
【0035】(1)本発明によれば、熱処理を行わずに
反応性CVD法を用いて、ハロゲン化メタルガスとシリ
コンを反応させることにより、金属系シリサイド層を半
導体ウエハ上および多結晶シリコン上に選択的に形成で
きる。
【0036】(2)また、上記(1)により、モリブデ
ンやタングステン等の高融点金属でも、容易にシリサイ
ド層を形成することができ、P−N接合の破壊やゲート
酸化膜への悪影響がなくなる。
【0037】(3)さらに、金属系シリサイド層によ
り、低拡散層抵抗および低コンタクト抵抗となるので、
半導体装置の動作速度をより高速化することができる。
【0038】(4)また、エッチング工程が不要となる
ので、製造工数を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例によるCMOS LSIのP
形MOS部のシリサイド層形成前の工程における断面図
である。
【図2】本発明の一実施例によるCMOS LSIのP
形MOS部のシリサイド層形成の工程における断面図で
ある。
【図3】本発明の一実施例によるCMOS LSIのP
形MOS部のシリサイド層形成後の工程における断面図
である。
【符号の説明】
1 シリコン基板(半導体ウエハ) 2 素子間分離絶縁膜 3 チャネルストッパ領域 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極(多結晶シリコン部分) 6 P形半導体領域 7 絶縁膜 8 P+形半導体領域(露出部分) 9 チタンシリサイド膜(シリサイド層) 10 二酸化シリコン(SiO2 )膜 11 ホウ化リンガラス(BPSG)膜 12 開孔 13 配線 14 保護絶縁膜
フロントページの続き (72)発明者 守部 俊二 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 田中 克彦 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体ウエハの主面上にMIS形トラン
    ジスタを形成する際に、ハロゲン化メタルガス雰囲気中
    に前記半導体ウエハを放置することによって、前記ハロ
    ゲン化メタルガスと前記半導体ウエハの主面上の露出部
    分および多結晶シリコン部分とを反応させることによ
    り、選択的にシリサイド層を形成させることを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記ハロゲン化メタルガスが、四塩化チ
    タン、六フッ化モリブデンまたは六フッ化タングステン
    であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. 【請求項3】 前記半導体ウエハが、単結晶シリコンで
    あることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装
    置の製造方法。
JP23301493A 1993-09-20 1993-09-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH0794446A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006123673A1 (ja) * 2005-05-17 2006-11-23 Phyzchemix Corporation シリコン化合物の形成方法
WO2008065908A1 (fr) * 2006-11-29 2008-06-05 Phyzchemix Corporation Procédé de formation d'un film de composé d'élément métallique du groupe iv et procédé de fabrication d'un dispositif semi-conducteur

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