JPH06291141A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents
Fabrication of semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH06291141A JPH06291141A JP7725293A JP7725293A JPH06291141A JP H06291141 A JPH06291141 A JP H06291141A JP 7725293 A JP7725293 A JP 7725293A JP 7725293 A JP7725293 A JP 7725293A JP H06291141 A JPH06291141 A JP H06291141A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractory metal
- film
- silicon
- metal silicide
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高融点金属シリサイド
層を有する半導体装置の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a refractory metal silicide layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年の半導体装置においては、素子の微
細化に伴いＭＯＳトランジスタのチャンネル長が極めて
短くなっている。このようにチャンネル長が短くなる
と、短チャンネル効果によって、反転しきい値にバラツ
キが生じたり、サブスレショルド特性の劣化によるオフ
リーク電流が増大したり、またパンチスルー等が発生し
易くなる。2. Description of the Related Art In recent semiconductor devices, the channel length of MOS transistors has become extremely short with the miniaturization of elements. When the channel length is shortened in this way, the inversion threshold value varies due to the short channel effect, the off-leakage current increases due to the deterioration of the subthreshold characteristics, and punch-through easily occurs.
【０００３】そこで、従来技術では、短チャンネル効果
を抑制するために、シリコン基板に形成する拡散層を薄
くして、ソース・ドレインの各接合を浅接合化すること
が行われていた。浅接合（Ｓｈａｌｌｏｗ Ｊｕｎｃｔ
ｉｏｎ）は、ソース・ドレイン領域に不純物イオンを注
入する際の加速エネルギを低減することにより、また、
ランプ加度熱等の急速加熱（ＲＴＡ）による活性化アニ
ールによって拡散距離を減少させることにより、ある程
度実現できる。Therefore, in the prior art, in order to suppress the short channel effect, the diffusion layer formed on the silicon substrate is thinned to make the junctions of the source and drain shallow. Shallow Junction
ion) by reducing the acceleration energy when implanting impurity ions into the source / drain regions,
This can be achieved to some extent by reducing the diffusion distance by activation annealing by rapid heating (RTA) such as lamp heating.
【０００４】しかし、この浅接合化は、ソース・ドレイ
ンのシート抵抗（拡散層抵抗）を増大させるので、これ
による抵抗（寄生抵抗）の増加がＭＯＳトランジスタの
動作速度の低下をもたらす。このため、従来技術では、
ソース・ドレインを浅接合化すると共に、シリコン基板
の拡散層の上部を高融点金属シリサイド化して、シート
抵抗の低減化を図っていた。However, since this shallow junction increases the sheet resistance (diffusion layer resistance) of the source / drain, the increase in resistance (parasitic resistance) due to this causes a decrease in the operating speed of the MOS transistor. Therefore, in the conventional technology,
Along with making the source / drain shallow junctions, the upper part of the diffusion layer of the silicon substrate is made of refractory metal silicide to reduce the sheet resistance.
【０００５】図１９〜図２１を参照して、上記コンタク
ト部分の高融点金属シリサイド化工程の従来例を説明す
る。A conventional example of the refractory metal silicidation process for the contact portion will be described with reference to FIGS.
【０００６】まず、図１９に示すように、ＬＯＣＯＳ法
等の一般的な製法によって、ｐ型のシリコン基板１の素
子領域（活性領域）の周囲にフィールド酸化膜２を形成
した後、素子領域においてチャンネル領域となる部分上
にゲート絶縁膜３と、多結晶シリコンからなるゲート電
極４とを形成する。この後、ゲート電極４をマスクとし
て、シリコン基板１の露出した表層部にｎ型不純物イオ
ンをごく浅く低濃度に注入することにより、ゲート電極
４に対して自己整合した位置にｎ-拡散層５を形成す
る。このｎ-拡散層５は、電界強度の勾配を低減するた
めのＬＤＤとなる。ゲート電極を覆うように絶縁膜を堆
積した後、その絶縁膜を上面からエッチバックすること
によって、ゲート電極４の側面にサイドウォール６を形
成する。その後、ゲート電極４及びサイドウォール６を
マスクとして、シリコン基板１の表層部にｎ型不純物イ
オンを高濃度に注入することにより、ゲート電極４及び
サイドウォール６に対して自己整合した位置にｎ+拡散
層７を形成する。First, as shown in FIG. 19, a field oxide film 2 is formed around an element region (active region) of a p-type silicon substrate 1 by a general manufacturing method such as a LOCOS method, and then in the element region. A gate insulating film 3 and a gate electrode 4 made of polycrystalline silicon are formed on a portion to be a channel region. Thereafter, by using the gate electrode 4 as a mask, n-type impurity ions are injected into the exposed surface layer portion of the silicon substrate 1 in a very shallow and low concentration, so that the n − diffusion layer 5 is formed at a position self-aligned with the gate electrode 4. To form. The n − diffusion layer 5 serves as an LDD for reducing the gradient of electric field strength. After depositing an insulating film to cover the gate electrode, the sidewall 6 is formed on the side surface of the gate electrode 4 by etching back the insulating film from the upper surface. After that, by using the gate electrode 4 and the sidewall 6 as a mask, n-type impurity ions are implanted at a high concentration in the surface layer portion of the silicon substrate 1, so that n + is formed at a position self-aligned with the gate electrode 4 and the sidewall 6. The diffusion layer 7 is formed.
【０００７】次に、図２０に示すように、シリコン基板
１やフィールド酸化膜２及びゲート電極４上にＴｉ（チ
タン）等の高融点金属膜８を堆積する。そして、熱処理
を行うことにより、図２１に示すように、シリコン基板
１及びゲート電極４の露出するシリコン部分と高融点金
属膜８とが接触する領域において、シリコンと高融点金
属とを熱反応させる。この反応により、シリコンが露出
している領域に自己整合的に高融点金属シリサイド層９
が生成される。高融点金属膜８において、そのの下にシ
リコンが存在しない部分は、シリサイド化しない。シリ
サイド化しなかった、サイドウォール６上及びフィール
ド酸化膜２上の高融点金属膜８を、ウエットエッチング
により除去する。Next, as shown in FIG. 20, a refractory metal film 8 such as Ti (titanium) is deposited on the silicon substrate 1, the field oxide film 2 and the gate electrode 4. Then, by heat treatment, as shown in FIG. 21, in the region where the exposed silicon portions of the silicon substrate 1 and the gate electrode 4 and the refractory metal film 8 are in contact with each other, silicon and the refractory metal are thermally reacted. . By this reaction, the refractory metal silicide layer 9 is self-aligned with the region where silicon is exposed.
Is generated. In the refractory metal film 8, a portion where silicon does not exist below the refractory metal film 8 is not silicified. The refractory metal film 8 on the side wall 6 and the field oxide film 2 which has not been silicided is removed by wet etching.
【０００８】ＭＯＳトランジスタのソース及びドレイン
領域となるｎ+拡散層７の表層部分に対して、自己整合
的に高融点金属シリサイド層９が生成される結果、これ
によってソース及びドレイン領域のシート抵抗が低下す
る。このようなトランジスタは、サリサイド型トランジ
スタと呼ばれている。A refractory metal silicide layer 9 is generated in a self-aligning manner with respect to the surface layer portion of the n + diffusion layer 7 serving as the source and drain regions of the MOS transistor, and as a result, the sheet resistance of the source and drain regions is increased. descend. Such a transistor is called a salicide transistor.
【０００９】図２２〜図２５を参照して、高融点金属シ
リサイド化工程を包含するの他の従来例を説明する。Another conventional example including a refractory metal silicidation step will be described with reference to FIGS.
【００１０】この高融点金属シリサイド化工程は、まず
図２２に示すように、ｐ型のシリコン基板１の素子領域
の周囲にフィールド酸化膜２を形成した後、これらの上
に多結晶シリコン膜１０と酸化膜１１を形成し、ＭＯＳ
トランジスタのチャンネル領域となる部分をシリコン基
板１が露出するまでＲＩＥによりエッチングする。次
に、図２３に示すように、酸化膜１１を除去し、チャン
ネル領域上に選択的にゲート絶縁膜３及びゲート電極４
を積層し、図２４に示すように、ｎ型の不純物をイオン
注入法により高濃度にドーピングして、シリコン基板１
の表層部におけるゲート電極４の両側にｎ+拡散層７を
形成する。In this refractory metal silicidation process, first, as shown in FIG. 22, a field oxide film 2 is formed around the element region of a p-type silicon substrate 1, and then a polycrystalline silicon film 10 is formed thereon. And oxide film 11 are formed,
The portion which becomes the channel region of the transistor is etched by RIE until the silicon substrate 1 is exposed. Next, as shown in FIG. 23, the oxide film 11 is removed, and the gate insulating film 3 and the gate electrode 4 are selectively formed on the channel region.
24 is stacked and n-type impurities are doped at a high concentration by an ion implantation method as shown in FIG.
The n + diffusion layers 7 are formed on both sides of the gate electrode 4 in the surface layer portion of the above.
【００１１】そして、図２５に示すように、スパッタ法
によってこれらの上層にＴｉ等からなる高融点金属膜８
を堆積し、ＲＴＡ（急速加熱処理）によってこの高融点
金属膜８の高融点金属と多結晶シリコン膜１０及びゲー
ト電極４のシリコンとを反応させ高融点金属シリサイド
層９を生成させて後、ゲート絶縁膜３が露出した部分の
未反応の高融点金属膜８を除去する。Then, as shown in FIG. 25, a refractory metal film 8 made of Ti or the like is formed on the upper layer of these by a sputtering method.
Is deposited, and the refractory metal of the refractory metal film 8 is reacted with the polycrystalline silicon film 10 and the silicon of the gate electrode 4 by RTA (rapid heat treatment) to form a refractory metal silicide layer 9, and then the gate is formed. The unreacted refractory metal film 8 on the exposed portion of the insulating film 3 is removed.
【００１２】すると、ＭＯＳトランジスタのソース・ド
レイン領域となるｎ+拡散層７上の多結晶シリコン膜１
０及びゲート電極４の多結晶シリコンに対して、自己整
合的に高融点金属シリサイド層９が生成され、これによ
ってソース・ドレイン領域の寄生抵抗が低減される。Then, the polycrystalline silicon film 1 on the n + diffusion layer 7 which becomes the source / drain regions of the MOS transistor is formed.
The refractory metal silicide layer 9 is generated in a self-aligned manner with respect to the polycrystalline silicon of 0 and the gate electrode 4, whereby the parasitic resistance of the source / drain regions is reduced.
【００１３】[0013]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１９
〜図２１に示した従来例では、シリコン基板１の表層部
のシリコンが高融点金属膜８の高融点金属と反応し、高
融点金属シリサイド層９がシリコン基板１に食い込んで
生成されるので、ｎ+拡散層７を高融点金属シリサイド
層９が生成される深さ（侵食する部分の厚さ）よりも十
分に深く形成しておく必要がある。従って、この方法で
は、高融点金属シリサイド層９の生成後のｎ+拡散層７
の厚さ（基板表面から計測したＰＮ接合の深さｘｊ）を
正確に制御することが困難になる。そのため、高融点金
属シリサイド化の本来の目的であるソース・ドレインの
浅接合化が制限されるという問題があった。However, as shown in FIG.
In the conventional example shown in FIG. 21, since the silicon in the surface layer portion of the silicon substrate 1 reacts with the refractory metal of the refractory metal film 8 and the refractory metal silicide layer 9 bites into the silicon substrate 1 to generate, It is necessary to form n + diffusion layer 7 sufficiently deeper than the depth at which refractory metal silicide layer 9 is generated (the thickness of the eroded portion). Therefore, according to this method, the n + diffusion layer 7 after the refractory metal silicide layer 9 is formed.
It becomes difficult to accurately control the thickness of the pn junction (the depth xj of the PN junction measured from the substrate surface). Therefore, there is a problem that the original purpose of refractory metal silicidation is limited to shallow junction of source / drain.
【００１４】また、図２２〜図２５に示した従来例で
は、ｎ+拡散層７の上部に形成した多結晶シリコン膜１
０のシリコンと高融点金属膜８の高融点金属とを反応さ
せて高融点金属シリサイド層９を生成するので、このｎ
+拡散層７の厚さ（ＰＮ接合深さｘｊ）が、シリサイド
化に影響されるおそれはなくなる。しかしながら、シリ
サイド化前に、ｎ型不純物をイオン注入法により多結晶
シリコン膜１０を介してドーピングするので、この後の
ＲＴＡによる高融点金属シリサイド化工程において、不
純物の影響により多結晶シリコン膜１０と高融点金属膜
８とのシリサイド化が精密に制御できなくなる。また、
多結晶シリコン膜１０は、柱状の結晶粒（グレイン）か
らなるため、高融点金属と均一に反応することが困難で
ある。従って、この方法では、熱的に安定した結晶構造
を有し、表面モフォロジーの優れた高融点金属シリサイ
ド層９を形成することが困難であるため、シリサイド化
によるソース及びドレイン抵抗の低減が制限されるとい
う問題があった。Further, in the conventional example shown in FIGS. 22 to 25, the polycrystalline silicon film 1 formed on the n + diffusion layer 7 is formed.
Since the silicon of 0 and the refractory metal of the refractory metal film 8 are reacted to generate the refractory metal silicide layer 9, this n
+ The thickness of the diffusion layer 7 (PN junction depth xj) is not affected by silicidation. However, since the n-type impurity is doped through the polycrystalline silicon film 10 by the ion implantation method before silicidation, in the subsequent refractory metal silicidation process by RTA, the polycrystalline silicon film 10 is formed by the influence of impurities. The silicidation with the refractory metal film 8 cannot be precisely controlled. Also,
Since the polycrystalline silicon film 10 is composed of columnar crystal grains (grains), it is difficult to uniformly react with the refractory metal. Therefore, according to this method, it is difficult to form the refractory metal silicide layer 9 having a thermally stable crystal structure and excellent surface morphology, so that reduction of the source and drain resistance due to silicidation is limited. There was a problem that
【００１５】本発明は、上記事情に鑑み、シリコン基板
の拡散層の浅接合化に悪影響を与えることなく、しか
も、熱的安定性の高い結晶構造を有する高融点金属シリ
サイド層を容易に形成することのできる半導体装置の製
造方法を提供することを目的としている。In view of the above circumstances, the present invention easily forms a refractory metal silicide layer having a crystal structure with high thermal stability without adversely affecting the shallow junction of the diffusion layer of the silicon substrate. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing the same.
【００１６】また、本発明の他の目的は、高融点金属シ
リサイド層をソース及びドレイン領域上に自己整合的に
形成する、新しい半導体装置の製造方法を提供すること
を目的としている。Another object of the present invention is to provide a new method of manufacturing a semiconductor device in which a refractory metal silicide layer is formed on the source and drain regions in a self-aligned manner.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、第１導電型のシリコン基板上にシリコン膜を
形成するシリコン膜形成工程と、該シリコン膜上に高融
点金属膜を形成する高融点金属膜形成工程と、熱処理に
よって該シリコン膜のシリコンと該高融点金属膜の高融
点金属とを反応させ、それによって高融点金属シリサイ
ドを生成するシリサイド化工程と、該高融点金属シリサ
イドに第２導電型の不純物を注入する不純物注入工程
と、熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純
物を該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程とを包
含し、そのことにより上記目的が達成される。According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a silicon film forming step of forming a silicon film on a first conductivity type silicon substrate and a refractory metal film are formed on the silicon film. A step of forming a refractory metal film, a silicidation step of reacting silicon of the silicon film with a refractory metal of the refractory metal film by heat treatment, thereby generating refractory metal silicide, and the refractory metal silicide. And an impurity diffusion step of diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment, thereby achieving the above object. .
【００１８】前記シリコン膜形成工程が多結晶シリコン
膜を形成する工程であり、該シリコン膜形成工程後に、
該多結晶シリコン膜の表面に高融点金属イオンを注入
し、それによって該多結晶シリコン膜の表層部を非晶質
化する非晶質化工程を更に包含していてもよい。The silicon film forming step is a step of forming a polycrystalline silicon film, and after the silicon film forming step,
It may further include an amorphization step of implanting refractory metal ions into the surface of the polycrystalline silicon film, thereby amorphizing the surface layer portion of the polycrystalline silicon film.
【００１９】本発明の他の半導体装置の製造方法は、第
１導電型のシリコン基板上に高融点金属膜を形成する高
融点金属膜形成工程と、該高融点金属膜上にシリコン膜
を形成するシリコン膜形成工程と、熱処理によって該高
融点金属膜の高融点金属と該シリコン膜のシリコンとを
反応させ、それによって高融点金属シリサイドを生成す
るシリサイド化工程と、該高融点金属シリサイドに第２
導電型の不純物を注入する不純物注入工程と、熱処理に
よって該高融点金属シリサイド中の該不純物を該シリコ
ン基板に拡散させる不純物拡散工程とを包含し、それに
よって上記目的が達成される。According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a refractory metal film forming step of forming a refractory metal film on a silicon substrate of the first conductivity type and a silicon film formed on the refractory metal film. And a silicidation step of reacting the refractory metal of the refractory metal film with the silicon of the silicon film by heat treatment to generate refractory metal silicide, and the refractory metal silicide Two
An impurity implantation step of implanting a conductivity type impurity and an impurity diffusion step of diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment are included, thereby achieving the above object.
【００２０】本発明の他の半導体装置の製造方法は、側
面が絶縁膜からなるサイドウォールで覆われたゲート電
極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導電型のシリコン基
板のチャンネル領域上に形成されている半導体装置を製
造する方法であって、該シリコン基板と該ゲート電極を
覆うように、シリコン膜を形成するシリコン膜形成工程
と、該シリコン膜上に高融点金属膜を形成する高融点金
属膜形成工程と、低等方性薄膜堆積手段によって、マス
ク絶縁膜を該高融点金属膜上に形成するマスク絶縁膜形
成工程と、該マスク絶縁膜を等方的にエッチングするこ
とにより、該サイドウォール上のマスク絶縁膜のみを除
去し、それによって該高融点金属膜の一部を露出させる
マスク絶縁膜除去工程と、該サイドウォール上に開口部
を有する該マスク絶縁膜をマスクとして、該サイドウォ
ール上の露出した高融点金属膜のみを選択的に除去する
高融点金属膜除去工程と、熱処理によって該シリコン膜
のシリコンと該高融点金属膜の高融点金属とを反応さ
せ、それによって高融点金属シリサイドを生成する高融
点金属シリサイド化工程と、該高融点金属シリサイドに
第２導電型の不純物を注入する不純物注入工程と、熱処
理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を該シ
リコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、該高融点金
属膜除去工程の後の任意の時期に、該高融点金属膜の該
一部が除去されたために、該サイドウォール上にあって
該高融点金属と反応しなかった該シリコン膜を除去する
未反応シリコン膜除去工程とを包含し、そのことにより
上記目的が達成される。According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on the channel region of the first conductivity type silicon substrate through the gate insulating film. A method of manufacturing a formed semiconductor device, comprising: a silicon film forming step of forming a silicon film so as to cover the silicon substrate and the gate electrode; and a step of forming a refractory metal film on the silicon film. A melting point metal film forming step, a mask insulating film forming step of forming a mask insulating film on the high melting point metal film by a low-isotropic thin film deposition means, and an isotropic etching of the mask insulating film, A mask insulating film removing step of removing only the mask insulating film on the sidewall, thereby exposing a part of the refractory metal film, and the mask having an opening on the sidewall A refractory metal film removal step of selectively removing only the exposed refractory metal film on the sidewalls using the edge film as a mask, and silicon of the silicon film and refractory metal of the refractory metal film by heat treatment. Of the refractory metal silicide, a refractory metal silicidation step of reacting the refractory metal silicide with the refractory metal silicide, an impurity implantation step of injecting a second conductivity type impurity into the refractory metal silicide, and a heat treatment. Since the part of the refractory metal film is removed at any time after the impurity diffusion step of diffusing the impurities into the silicon substrate and the refractory metal film removal step, the refractory metal film remains on the sidewall. And an unreacted silicon film removing step of removing the silicon film that has not reacted with the refractory metal, whereby the above object is achieved.
【００２１】本発明の他の半導体装置の製造方法は、側
面が絶縁膜からなるサイドウォールで覆われたゲート電
極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導電型のシリコン基
板のチャンネル領域上に形成されている半導体装置を製
造する方法であって、該シリコン基板とゲート電極を覆
うように高融点金属膜を形成する高融点金属膜形成工程
と、該高融点金属膜上にシリコン膜を形成するシリコン
膜形成工程と、低等方性薄膜堆積手段によって、マスク
絶縁膜を該シリコン膜上に形成するマスク絶縁膜形成工
程と、該マスク絶縁膜を等方的にエッチングすることに
より、該サイドウォール上のマスク絶縁膜のみを除去
し、それによって該シリコン膜の一部を露出させるマス
ク絶縁膜除去工程と、該サイドウォール上に開口部を有
する該マスク絶縁膜をマスクとして、該サイドウォール
上の露出したシリコン膜のみを選択的に除去するシリコ
ン膜除去工程と、熱処理によって該高融点金属膜の高融
点金属と該シリコン膜のシリコンとを反応させ、それに
よって高融点金属シリサイドを生成する高融点金属シリ
サイド化工程と、該高融点金属シリサイドに第２導電型
の不純物を注入する不純物注入工程と、熱処理によって
該高融点金属シリサイド中の該不純物を該シリコン基板
に拡散させる不純物拡散工程と、該シリコン膜除去工程
の後の任意の時期に、該シリコン膜の一部が除去された
ために、該サイドウォール上にあって該シリコンと反応
していない該高融点金属膜を除去する未反応高融点金属
膜除去工程とを包含し、そのことにより上記目的が達成
される。According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on the channel region of the first conductivity type silicon substrate through the gate insulating film. A method of manufacturing a formed semiconductor device, the method comprising: forming a refractory metal film so as to cover the silicon substrate and a gate electrode; and forming a silicon film on the refractory metal film. And a mask insulating film forming step of forming a mask insulating film on the silicon film by means of a low-isotropic thin film depositing means, and the mask insulating film isotropically etched to obtain the side surface. A mask insulating film removing step of removing only the mask insulating film on the wall, thereby exposing a part of the silicon film, and the mask insulating film having an opening on the sidewall As a mask, a silicon film removing step of selectively removing only the exposed silicon film on the sidewalls, and a heat treatment to react the refractory metal of the refractory metal film with the silicon of the silicon film, thereby to Refractory metal silicidation step of generating refractory metal silicide, impurity implantation step of injecting second conductivity type impurity into the refractory metal silicide, and heat treatment to remove the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate. The refractory metal which is on the sidewall and has not reacted with the silicon because a part of the silicon film is removed at an arbitrary time after the impurity diffusion step of diffusing and the silicon film removal step. An unreacted refractory metal film removing step of removing the film is included, whereby the above object is achieved.
【００２２】本発明の他の半導体装置の製造方法は、側
面が絶縁膜からなるサイドウォールで覆われたゲート電
極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導電型のシリコン基
板のチャンネル領域上に形成されている半導体装置を製
造する方法であって、該シリコン基板上の基板露出部分
に対して選択的にシリコン膜を成長させるシリコン膜成
長工程と、該シリコン膜と該ゲート電極を覆うように、
高融点金属膜を形成する高融点金属膜形成工程と、熱処
理によって該シリコン膜のシリコンと該高融点金属膜の
高融点金属とを反応させ、それによって高融点金属シリ
サイドを生成する高融点金属シリサイド化工程と、該高
融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入する不
純物注入工程と、熱処理によって該高融点金属シリサイ
ド中の該不純物を該シリコン基板に拡散させる不純物拡
散工程と、該高融点金属シリサイド化工程の後の任意の
時期に、下層にシリコン膜が存在しないために、該シリ
コンと反応していないゲート電極等の上の高融点金属膜
を除去する未反応高融点金属膜除去工程とを包含し、そ
のことにより上記目的が達成される。According to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on the channel region of the first conductivity type silicon substrate via the gate insulating film. A method of manufacturing a formed semiconductor device, comprising: a silicon film growing step of growing a silicon film selectively on a substrate exposed portion on the silicon substrate; and a method of covering the silicon film and the gate electrode. ,
Refractory metal silicide forming step of forming a refractory metal film, and heat treatment to react silicon of the silicon film with refractory metal of the refractory metal film, thereby generating refractory metal silicide Process, an impurity injection process of injecting an impurity of the second conductivity type into the refractory metal silicide, an impurity diffusion process of diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment, and a refractory process. An unreacted refractory metal film removal step of removing the refractory metal film on the gate electrode or the like that has not reacted with the silicon at any time after the metal silicidation step because the silicon film does not exist in the lower layer. The above object is achieved thereby.
【００２３】[0023]
【作用】請求項１から請求項３に記載の発明によれば、
高融点金属シリサイド化工程において、シリコン膜と高
融点金属膜との間でのみシリコンと高融点金属とを反応
させて高融点金属シリサイドを生成するので、高融点金
属膜の高融点金属がシリコン基板のシリコンと反応し表
層部に形成される拡散層の厚さに影響を与えるようなこ
とがほとんどなくなる。従って、シリコン基板の表層部
の拡散層を浅く形成して浅接合化を行うことが容易にな
る。According to the inventions of claims 1 to 3,
In the refractory metal silicidation step, since the silicon and the refractory metal react with each other only between the silicon film and the refractory metal film to generate the refractory metal silicide, the refractory metal of the refractory metal film is changed to the silicon substrate. Almost no reaction with the above silicon and affecting the thickness of the diffusion layer formed in the surface layer portion. Therefore, it becomes easy to form a shallow diffusion layer in the surface layer portion of the silicon substrate to form a shallow junction.
【００２４】また、請求項１から求項３に記載の発明に
よれば、不純物注入工程によって不純物が注入される前
に、高融点金属シリサイド化工程によって高融点金属シ
リサイドを生成するので、この高融点金属シリサイド化
の制御が容易になり、高融点金属シリサイドの抵抗を低
減することができるようになる。Further, according to the invention described in claims 1 to 3, refractory metal silicide is generated by the refractory metal silicidation step before impurities are injected by the impurity implantation step. It becomes easy to control the formation of the refractory metal silicide, and the resistance of the refractory metal silicide can be reduced.
【００２５】シリコン膜は、多結晶シリコン又は非晶質
シリコンによって形成される。このシリコン膜が多結晶
シリコン膜である場合には、請求項２の発明に示すよう
に、高融点金属膜形成工程の前に、多結晶シリコン膜の
表面に高融点金属をイオン注入し、この多結晶シリコン
膜の表層部を非晶質化することにより、高融点金属シリ
サイド化工程の際のシリコンと高融点金属との反応をよ
り均一かつ円滑にすることができるようになる。The silicon film is made of polycrystalline silicon or amorphous silicon. When the silicon film is a polycrystalline silicon film, as shown in the invention of claim 2, before the refractory metal film forming step, the refractory metal is ion-implanted on the surface of the polycrystalline silicon film, By amorphizing the surface layer portion of the polycrystalline silicon film, the reaction between silicon and the refractory metal in the refractory metal silicidation step can be made more uniform and smooth.
【００２６】請求項４及び請求項５の発明によれば、シ
リコン基板上にゲート電極が形成されている場合に、常
圧ＣＶＤ等の低等方性薄膜堆積手段によって堆積された
マスク絶縁膜の段差被膜性の悪さを利用して、このゲー
ト電極の側面を除いたシリコン基板上及びゲート電極上
にのみ選択的に高融点金属シリサイドを生成することが
できる。従って、請求項１から請求項３に記載された高
融点金属シリサイドを実際のＭＯＳトランジスタのソー
ス・ドレイン領域上に自己整合的に生成することができ
るようになる。According to the fourth and fifth aspects of the invention, when the gate electrode is formed on the silicon substrate, the mask insulating film deposited by the low isotropic thin film deposition means such as atmospheric pressure CVD is used. By utilizing the poor step coverage, the refractory metal silicide can be selectively generated only on the silicon substrate and the gate electrode excluding the side surface of the gate electrode. Therefore, it becomes possible to generate the refractory metal silicide described in claims 1 to 3 on the source / drain regions of the actual MOS transistor in a self-aligned manner.
【００２７】請求項６の発明によれば、シリコン基板上
にゲート電極が形成されている場合に、シリコン基板露
出部分上にのみシリコン膜を成長させることにより、ゲ
ート電極等を除いたシリコン基板上にのみ選択的に高融
点金属シリサイドを生成することができる。従って、こ
の場合も、請求項１から請求項３に示した高融点金属シ
リサイドを実際のＭＯＳトランジスタのソース・ドレイ
ン領域上に自己整合的に生成することができるようにな
る。According to the invention of claim 6, when the gate electrode is formed on the silicon substrate, the silicon film is grown only on the exposed portion of the silicon substrate, so that the silicon electrode on the silicon substrate excluding the gate electrode is removed. The refractory metal silicide can be selectively generated only in Therefore, also in this case, the refractory metal silicide described in claims 1 to 3 can be generated in a self-aligned manner on the source / drain regions of the actual MOS transistor.
【００２８】[0028]
【実施例】本発明を実施例について以下に説明する。EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.
【００２９】まず、図１から図６を参照しながら、本発
明の第１実施例を説明する。なお、図１９〜図２５に示
した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号
を付記している。以下、ｐ型のシリコン基板にｎ型の拡
散層を形成し、この拡散層のコンタクト部分を高融点金
属シリサイド化する場合について説明するが、ｎ型のシ
リコン基板にｐ型の拡散層を形成する場合も同様に実施
可能である。First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The constituent members having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS. 19 to 25 are designated by the same reference numerals. Hereinafter, a case will be described in which an n-type diffusion layer is formed on a p-type silicon substrate and the contact portion of this diffusion layer is made into a refractory metal silicide. The p-type diffusion layer is formed on the n-type silicon substrate. In the case, it can be implemented in the same manner.
【００３０】図１に示すように、ｐ型のシリコン基板１
上に１０００オングストローム程度の厚さの多結晶シリ
コン膜１０を堆積した後、図２に示すように、この多結
晶シリコン膜１０の表層部にイオン注入法により高融点
金属イオンを注入する。多結晶シリコン膜１０は、減圧
ＣＶＤ法により堆積される。また、高融点金属イオン
は、ここでは、後に形成する高融点金属膜８の材料と同
じ材料であるＴｉ（チタン）を用いる。この高融点金属
イオンの注入工程は、多結晶シリコン膜１０の表層部を
非晶質化（アモルファス化）して後の高融点金属シリサ
イド化を促進し、形成される高融点金属シリサイド層の
比抵抗（抵抗率）を減少させるためのものである。As shown in FIG. 1, a p-type silicon substrate 1
After depositing a polycrystalline silicon film 10 having a thickness of about 1000 Å, refractory metal ions are implanted into the surface layer of the polycrystalline silicon film 10 by an ion implantation method, as shown in FIG. The polycrystalline silicon film 10 is deposited by the low pressure CVD method. As the refractory metal ions, Ti (titanium), which is the same material as the refractory metal film 8 to be formed later, is used here. In this refractory metal ion implantation step, the surface layer portion of the polycrystalline silicon film 10 is made amorphous to promote subsequent refractory metal silicidation, and the ratio of the refractory metal silicide layers formed is increased. This is for reducing the resistance (resistivity).
【００３１】次に、図３に示すように、多結晶シリコン
膜１０上に高融点金属膜８を５００オングストローム程
度堆積した後、第１のＲＴＡ（急速加熱処理）によって
多結晶シリコン膜１０のシリコンと、高融点金属膜８の
高融点金属とを反応させることにより、図４に示すよう
に、高融点金属シリサイド層９を生成する。この場合の
ＲＴＡは、窒素雰囲気中で６２５℃、２０秒程度の急速
加熱を行う。高融点金属膜８の材料としてＴｉを用いる
ので、高融点金属シリサイド層９はチタンシリサイドと
なる。形成された高融点金属シリサイド層９の厚さは、
８００オングストローム程度である。この高融点金属シ
リサイド化で未反応となった表層部の高融点金属は、硫
酸と過酸化水素水の混合液によってエッチング除去され
る。Next, as shown in FIG. 3, after the refractory metal film 8 is deposited on the polycrystalline silicon film 10 for about 500 angstroms, the silicon of the polycrystalline silicon film 10 is subjected to the first RTA (rapid heat treatment). By reacting with the refractory metal of the refractory metal film 8, the refractory metal silicide layer 9 is generated as shown in FIG. The RTA in this case is rapidly heated at 625 ° C. for about 20 seconds in a nitrogen atmosphere. Since Ti is used as the material of the refractory metal film 8, the refractory metal silicide layer 9 is titanium silicide. The thickness of the formed refractory metal silicide layer 9 is
It is about 800 Å. The refractory metal in the surface layer that has not reacted due to the silicidation of the refractory metal is removed by etching with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
【００３２】次に、図５に示すように、高融点金属シリ
サイド層９にイオン注入法によりｎ型不純物イオンを注
入する。不純物イオンは、シリコン基板１とは逆の導電
型であるため、ここではｎ型の砒素（Ａｓ）を用いてい
る。ただし、ｎ型のシリコン基板１を使用する場合には
ｐ型の不純物イオンを注入することになる。イオン注入
法は、注入加速エネルギ１５０ＫｅＶ、ドーズ量５×１
０15ｃｍ-2程度で行う。この注入加速エネルギは、ドー
ズ量の９０％程度が高融点金属シリサイド層９中に注入
されるように設定される。Next, as shown in FIG. 5, n-type impurity ions are implanted into the refractory metal silicide layer 9 by an ion implantation method. Since the impurity ions have a conductivity type opposite to that of the silicon substrate 1, n-type arsenic (As) is used here. However, when the n-type silicon substrate 1 is used, p-type impurity ions are implanted. The ion implantation method has an implantation acceleration energy of 150 KeV and a dose amount of 5 × 1.
It is performed at about 0 15 cm -2 . This implantation acceleration energy is set so that about 90% of the dose amount is implanted into the refractory metal silicide layer 9.
【００３３】上記イオン注入工程後、第２のＲＴＡによ
って高融点金属シリサイド層９のチタンシリサイドを安
定なＴｉＳｉ2−Ｃ５４結晶構造に変化させる。この場
合のＲＴＡは、窒素雰囲気中で９５０℃、３０秒程度の
急速加熱を行う。ここで、高融点金属シリサイド層９
は、不純物イオンの注入の前に高融点金属シリサイド化
されているので、ＲＴＡにより容易に結晶化される。After the ion implantation step, the second RTA changes the titanium silicide of the refractory metal silicide layer 9 into a stable TiSi 2 -C54 crystal structure. The RTA in this case is rapidly heated at 950 ° C. for about 30 seconds in a nitrogen atmosphere. Here, the refractory metal silicide layer 9
Since the refractory metal silicide has been converted into a refractory metal silicide prior to the implantation of impurity ions, is easily crystallized by RTA.
【００３４】また、高融点金属シリサイド層９の結晶化
後（第２のＲＴＡ後）、図６に示すように、この上に層
間絶縁膜１２を堆積する。その後、熱処理によって高融
点金属シリサイド層９中の不純物イオンをシリコン基板
１の表層部に拡散させることにより、シリコン基板１中
にｎ+拡散層７を形成する。９００℃、１５分程度の条
件で熱処理を行うことにより、高融点金属シリサイド層
９中の不純物イオンがシリコン基板１の表層部に浅く拡
散されるようにする。形成された不純物拡散層の厚さ
（ＰＮ接合深さｘｊ）は、５００オングストローム程度
である。なお、層間絶縁膜１２は、上記熱処理時に高融
点金属シリサイド層９の酸化を防止する機能を有してい
る。After the refractory metal silicide layer 9 is crystallized (after the second RTA), an interlayer insulating film 12 is deposited thereon as shown in FIG. After that, the n + diffusion layer 7 is formed in the silicon substrate 1 by diffusing the impurity ions in the refractory metal silicide layer 9 into the surface layer portion of the silicon substrate 1 by heat treatment. The heat treatment is performed at 900 ° C. for about 15 minutes so that the impurity ions in the refractory metal silicide layer 9 are shallowly diffused into the surface layer portion of the silicon substrate 1. The thickness (PN junction depth xj) of the formed impurity diffusion layer is about 500 Å. The interlayer insulating film 12 has a function of preventing the refractory metal silicide layer 9 from being oxidized during the heat treatment.
【００３５】本実施例によれば、シリコン基板１上に形
成した多結晶シリコン膜１０と高融点金属膜８とが反応
することにより、高融点金属シリサイド層９がシリコン
基板１の表面より上に形成される。そのため、高融点金
属シリサイド層９がシリコン基板１に食い込んでｎ+拡
散層７の厚さ（ＰＮ接合深さｘｊ）が変動するようなこ
とがなくなる。また、高融点金属シリサイド層９は、不
純物イオンの注入の前に高融点金属シリサイド化される
ので、容易に安定した結晶構造に変化し、抵抗が高くな
るようなことがなくなる。According to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 10 formed on the silicon substrate 1 reacts with the refractory metal film 8 so that the refractory metal silicide layer 9 is formed above the surface of the silicon substrate 1. It is formed. Therefore, the refractory metal silicide layer 9 does not bite into the silicon substrate 1 to change the thickness of the n + diffusion layer 7 (PN junction depth xj). Further, since the refractory metal silicide layer 9 is made into a refractory metal silicide before the implantation of the impurity ions, the crystal structure is easily changed to a stable crystal structure and the resistance does not increase.
【００３６】本実施例の方法により生成した高融点金属
シリサイド層９の抵抗率を測定した結果は１２μΩｃｍ
であった。これは、不純物イオンの注入の前に高融点金
属シリサイド化した従来の高融点金属シリサイド層９の
抵抗率約２０μΩｃｍと比較して十分に低い値である。
なお、高融点金属シリサイド層９を構成するチタンシリ
サイドは、一般には高温処理によって凝集が起こり易い
性質を有するが、本実施例では熱的に安定なＴｉＳｉ2
−Ｃ５４結晶構造に完全に変化するため、このような凝
集も起こり難くなる。The result of measuring the resistivity of the refractory metal silicide layer 9 produced by the method of this embodiment is 12 μΩcm.
Met. This is a sufficiently low value as compared with the resistivity of the conventional refractory metal silicide layer 9 which is made into a refractory metal silicide prior to the implantation of impurity ions to about 20 μΩcm.
The titanium silicide forming the refractory metal silicide layer 9 generally has a property of easily aggregating by high temperature treatment, but in this embodiment, it is thermally stable TiSi 2
Since the -C54 crystal structure is completely changed, such aggregation is less likely to occur.
【００３７】本実施例では、シリコン基板１上に、まず
多結晶シリコン膜１０を形成し、次に高融点金属膜８を
形成してから第１のＲＴＡによって高融点金属シリサイ
ド化を行ったが、シリコン基板１上に高融点金属膜８を
形成し、次に多結晶シリコン膜１０を形成してから第１
のＲＴＡによって高融点金属シリサイド化を行うように
することもできる。この場合、ＲＴＡを上記のように６
００〜７００℃程度の比較的低温で行うので、高融点金
属膜８の高融点金属が上層の多結晶シリコン１０のシリ
コンのみと反応し、下層のシリコン基板１のシリコンと
反応することはほとんどないので、高融点金属シリサイ
ド層９がこのシリコン基板１に食い込むおそれは生じな
い。なお、多結晶シリコン膜１０を使用する代わりに、
非晶質シリコン膜を使用してもよい。In this embodiment, the polycrystalline silicon film 10 is first formed on the silicon substrate 1, the refractory metal film 8 is then formed, and then the refractory metal silicide is formed by the first RTA. First, the refractory metal film 8 is formed on the silicon substrate 1, and then the polycrystalline silicon film 10 is formed.
It is also possible to perform refractory metal silicidation by RTA. In this case, RTA is 6 as above.
Since it is performed at a relatively low temperature of about 00 to 700 ° C., the refractory metal of the refractory metal film 8 reacts only with the silicon of the upper polycrystalline silicon 10 and hardly reacts with the silicon of the lower silicon substrate 1. Therefore, there is no possibility that the refractory metal silicide layer 9 will cut into the silicon substrate 1. Instead of using the polycrystalline silicon film 10,
An amorphous silicon film may be used.
【００３８】図７から図１３を参照して、本発明の第２
実施例を説明する。なお、図１９〜図２５に示した従来
例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記す
る。本実施例の説明は、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴの製
造方法について行う。なお、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴ
を製造する場合にも、ｎ型のシリコン基板とｐ型不純物
を用いることにより同様に実施可能である。Referring to FIGS. 7 to 13, the second aspect of the present invention is described.
An example will be described. In addition, the same numbers are added to the components having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS. The description of the present embodiment will be made on a method of manufacturing an n-channel MOSFET. In addition, p-channel MOSFET
Also in the case of manufacturing, the same can be done by using an n-type silicon substrate and a p-type impurity.
【００３９】まず、図７に示すように、通常の工程によ
って、ｐ型のシリコン基板１の素子領域の周囲にフィー
ルド酸化膜２を形成した後、チャンネル領域の上方にゲ
ート絶縁膜３とゲート電極４を順に形成する。この後、
シリコン基板１の表層部にＰ（リン）等のｎ型の不純物
をイオン注入して、ソース・ドレイン領域に浅いｎ-拡
散層５を形成する。ゲート電極４には、多結晶シリコン
が用いられる。ｎ-拡散層５の形成のためのイオン注入
は、注入エネルギ１０〜４０ＫｅＶ、ドーズ量１×１０
12〜１×１０14ｃｍ-2程度で行う。このｎ-拡散層５
は、ゲート電極４のエッジ部によるチャンネル領域の電
界を緩和するために形成されるＬＤＤとして機能する。
ｎ-拡散層５の形成後、ゲート電極４を覆うようにして
ＳｉＯ2等の絶縁膜を３００〜１５００オングストロー
ム程度堆積する。その絶縁膜をエッチバックすることに
より、ゲート電極４の側面にサイドウォール６を形成す
る。この後、多結晶シリコン膜１０と高融点金属膜８を
順に形成する。多結晶シリコン膜１０は、多結晶シリコ
ンからなるシリコン膜であり、減圧ＣＶＤ法等によって
３００〜１５００オングストローム程度の厚さに堆積さ
れる。また、高融点金属膜８は、Ｔｉ（チタン）等の高
融点金属からなり、スパッタ法等によって３００〜１０
００オングストローム程度の厚さに堆積される。First, as shown in FIG. 7, the field oxide film 2 is formed around the element region of the p-type silicon substrate 1 by a normal process, and then the gate insulating film 3 and the gate electrode are formed above the channel region. 4 are sequentially formed. After this,
N-type impurities such as P (phosphorus) are ion-implanted into the surface layer of the silicon substrate 1 to form shallow n − diffusion layers 5 in the source / drain regions. Polycrystalline silicon is used for the gate electrode 4. Ion implantation for forming the n − diffusion layer 5 is performed with an implantation energy of 10 to 40 KeV and a dose of 1 × 10.
It is performed at about 12 to 1 × 10 14 cm -2 . This n - diffusion layer 5
Serves as an LDD formed to relax the electric field in the channel region due to the edge portion of the gate electrode 4.
After forming the n − diffusion layer 5, an insulating film such as SiO 2 is deposited to cover the gate electrode 4 to a thickness of about 300 to 1500 Å. By etching back the insulating film, the sidewall 6 is formed on the side surface of the gate electrode 4. After that, the polycrystalline silicon film 10 and the refractory metal film 8 are sequentially formed. The polycrystalline silicon film 10 is a silicon film made of polycrystalline silicon and is deposited by the low pressure CVD method or the like to a thickness of about 300 to 1500 angstroms. The refractory metal film 8 is made of refractory metal such as Ti (titanium) and is 300 to 10 by a sputtering method or the like.
It is deposited to a thickness of about 00 Å.
【００４０】次に、図８に示すように、スパッタ法又は
常圧ＣＶＤ法等の段差被覆性（ステップカバレッジ）の
比較的に良くない成膜方法で、ＳｉＯ2等の絶縁膜１３
を５００〜１５００オングストローム程度堆積する。本
明細書においては、このような段差被覆性の比較的悪い
薄膜堆積方法を、「低等方性薄膜堆積手段」と称する。
このような低等性薄膜堆積手段によれば、シリコン基板
１の表面に並行な面上には、比較的厚い膜が堆積される
のに対して、シリコン基板１の表面から傾いた斜面上に
は、比較的に薄い膜が堆積されることとなる。一般に、
スパッタリング法や蒸着法等の物理的薄膜堆積方法は、
この低等方性薄膜堆積手段に含まれ、化学的気相成長法
は、常圧に近い圧力で堆積が実行され場合、低等方性薄
膜堆積手段に含まれる。サイドウォール上の膜厚が、他
の部分上の膜厚よりも相対的に薄くなるような薄膜堆積
方法は、すべて、本明細書でいう低等方性薄膜堆積手段
に実質的に含まれる。Next, as shown in FIG. 8, an insulating film 13 such as SiO 2 is formed by a film forming method such as a sputtering method or an atmospheric pressure CVD method having relatively poor step coverage.
Of about 500 to 1500 angstrom is deposited. In the present specification, such a thin film deposition method having relatively poor step coverage is referred to as "low-isotropic thin film deposition means".
According to such a low-uniformity thin film depositing means, a relatively thick film is deposited on the surface parallel to the surface of the silicon substrate 1, while on the slope inclined from the surface of the silicon substrate 1. Would result in a relatively thin film being deposited. In general,
Physical thin film deposition methods such as sputtering and vapor deposition are
The chemical vapor deposition method is included in the low-isotropic thin film deposition means, and is included in the low-isotropic thin film deposition means when the deposition is performed at a pressure close to normal pressure. All the thin film deposition methods in which the film thickness on the side wall is made relatively thinner than the film thickness on other portions are substantially included in the low-isotropic thin film deposition means in this specification.
【００４１】図９に示すように、フィールド酸化膜２よ
り外側に位置する多結晶シリコン膜１０と高融点金属膜
８及び絶縁膜１３を、フォトリソグラフィ及びエッチン
グを用いたパターニングによって除去する。絶縁膜１３
を段差被覆性の悪い成膜方法で形成したため、絶縁膜１
３の厚さは、平坦なゲート電極４上やソース・ドレイン
領域の上方に比べ、傾斜面となるサイドウォール６上で
薄くなる。サイドウォール６上における絶縁膜１３の厚
さは、例えば、１００〜６００オングストローム以下と
なる。As shown in FIG. 9, the polycrystalline silicon film 10, the refractory metal film 8 and the insulating film 13 located outside the field oxide film 2 are removed by patterning using photolithography and etching. Insulating film 13
Is formed by a film-forming method with poor step coverage, the insulating film 1
The thickness of 3 is smaller on the sidewall 6 that is an inclined surface than on the flat gate electrode 4 and above the source / drain regions. The thickness of the insulating film 13 on the sidewall 6 is, for example, 100 to 600 angstroms or less.
【００４２】図１０に示すように、この絶縁膜１３を等
方性エッチングにより均等に薄くすることにより、膜厚
の薄いサイドウォール６上の絶縁膜１３のみを完全に除
去し、この部分の高融点金属膜８を露出させると共に、
ゲート電極４上やソース・ドレイン領域の上方の絶縁膜
１３を残留させる。等方性のエッチングは、例えば、フ
ッ酸溶液等のウェットエッチ又はＲＩＥ等を用いて実行
される。そして、図１１に示すように、残留した絶縁膜
１３をマスクとして、サイドウォール６上に露出した高
融点金属膜８を除去する。この高融点金属膜８の除去
は、硫酸と過酸化水素水との混合水溶液又はアンモニア
と過酸化水素水との混合水溶液等によるエッチングを用
いて行う。As shown in FIG. 10, the insulating film 13 is uniformly thinned by isotropic etching to completely remove only the insulating film 13 on the side wall 6 having a small film thickness, and the height of this portion is increased. While exposing the melting point metal film 8,
The insulating film 13 on the gate electrode 4 and above the source / drain regions is left. The isotropic etching is performed using, for example, wet etching with a hydrofluoric acid solution or the like or RIE. Then, as shown in FIG. 11, the refractory metal film 8 exposed on the sidewalls 6 is removed using the remaining insulating film 13 as a mask. The refractory metal film 8 is removed by etching with a mixed aqueous solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution or a mixed aqueous solution of ammonia and hydrogen peroxide solution.
【００４３】上記のようにしてサイドウォール６上の高
融点金属膜８のみが選択的に除去された後、図１２に示
すように、第１の熱処理を行うことにより、多結晶シリ
コン膜１０のシリコンと高融点金属膜８の高融点金属と
を反応させて準安定な高融点金属シリサイド層９を生成
する。この場合の熱処理は、６００〜７００℃程度の比
較的低温で行う。この際、サイドウォール６上の多結晶
シリコン膜１０は、高融点金属膜８が除去されたために
未反応のまま残る。After only the refractory metal film 8 on the sidewalls 6 is selectively removed as described above, the first heat treatment is performed to form the polycrystalline silicon film 10 as shown in FIG. Silicon is reacted with the refractory metal of the refractory metal film 8 to form a metastable refractory metal silicide layer 9. The heat treatment in this case is performed at a relatively low temperature of about 600 to 700 ° C. At this time, the polycrystalline silicon film 10 on the sidewall 6 remains unreacted because the refractory metal film 8 is removed.
【００４４】多結晶シリコン膜１０を高融点金属シリサ
イド化した後に、Ａｓ（砒素）等のｎ型の不純物を高融
点金属シリサイド層９にイオン注入する。イオン注入
は、注入エネルギ１００〜２００ＫｅＶ、ドーズ量×１
０14〜１×１０16ｃｍ-2程度で行う。また、この後、第
２の熱処理によって高融点金属シリサイド層９の準安定
な高融点金属シリサイドを安定した結晶構造（チタンシ
リサイドの場合には、ＴｉＳｉ2−Ｃ５４）に変化させ
る。この場合の熱処理は、８５０〜１０００℃程度の比
較的高温で行う。After the polycrystalline silicon film 10 is made into a refractory metal silicide, an n-type impurity such as As (arsenic) is ion-implanted into the refractory metal silicide layer 9. Ion implantation is performed with an implantation energy of 100 to 200 KeV and a dose amount of 1
It is performed at about 0 14 to 1 × 10 16 cm -2 . After that, the metastable refractory metal silicide of the refractory metal silicide layer 9 is changed into a stable crystal structure (TiSi 2 -C 54 in the case of titanium silicide) by the second heat treatment. The heat treatment in this case is performed at a relatively high temperature of about 850 to 1000 ° C.
【００４５】上記のようにして高融点金属シリサイド層
９の形成が完了すると、図１３に示すように、再び残留
した絶縁膜１３をマスクとしてＲＩＥ等の等方性エッチ
ングによりサイドウォール６上の未反応の多結晶シリコ
ン膜１０を除去する。その後、これらの上面全面にＳｉ
Ｏ2等の絶縁膜１４を３００〜１０００オングストロー
ム程度堆積する。そして、不純物活性化のためのアニー
ルによって、高融点金属シリサイド層９に注入された不
純物をシリコン基板１の表層部に拡散させてソース・ド
レイン領域となるｎ+拡散層７を形成する。絶縁膜１４
は、シリコン基板１の酸化防止のためのものであり、Ｐ
ＥＣＶＤ（ブラズマＣＶＤ）等により低温で形成する。When the formation of the refractory metal silicide layer 9 is completed as described above, as shown in FIG. 13, the remaining insulating film 13 is used as a mask to carry out the isotropic etching such as RIE on the sidewall 6 without etching. The reaction polycrystalline silicon film 10 is removed. After that, Si is formed on the entire upper surface of these.
An insulating film 14 such as O 2 is deposited to a thickness of about 300 to 1000 Å. Then, by annealing for activating the impurities, the impurities injected into the refractory metal silicide layer 9 are diffused into the surface layer portion of the silicon substrate 1 to form the n + diffusion layers 7 to be the source / drain regions. Insulating film 14
Is for preventing the oxidation of the silicon substrate 1, and P
It is formed at a low temperature by ECVD (plasma CVD) or the like.
【００４６】本実施例によれば、シリコン基板１上に形
成した多結晶シリコン膜１０と高融点金属膜８とが反応
することにより高融点金属シリサイド層９が生成される
ので、この高融点金属シリサイド層９がシリコン基板１
に食い込んでｎ+拡散層７の厚さ（ＰＮ接合深さｘｊ）
が影響されるということがなくなる。そのため、ソース
・ドレインの浅接合化を容易に実現することができるよ
うになる。また、高融点金属シリサイド層９は、不純物
イオンの注入の前に高融点金属シリサイド化されるの
で、容易に安定した結晶構造に変化し、ソース・ドレイ
ンの抵抗が高くなるようなことがなくなる。According to this embodiment, the polycrystalline silicon film 10 formed on the silicon substrate 1 and the refractory metal film 8 react with each other to form the refractory metal silicide layer 9. The silicide layer 9 is the silicon substrate 1
Thickness of the n + diffusion layer 7 (PN junction depth xj)
Will not be affected. Therefore, it becomes possible to easily realize the shallow junction of the source / drain. Further, since the refractory metal silicide layer 9 is made into a refractory metal silicide before the implantation of the impurity ions, the refractory metal silicide layer 9 easily changes to a stable crystal structure and the source / drain resistance does not increase.
【００４７】また、高融点金属シリサイド層９の形成
が、ソース・ドレインに対して、自己整合的に行われる
ため、フォトリソグラフィ工程におけるマスクアライメ
ントのための寸法マージンを確保する必要がない。その
ため、レイアウト面積の縮小が可能となる。Further, since the refractory metal silicide layer 9 is formed in self-alignment with the source / drain, it is not necessary to secure a dimensional margin for mask alignment in the photolithography process. Therefore, the layout area can be reduced.
【００４８】本実施例では、多結晶シリコン膜１０を高
融点金属膜８の下層として第１の熱処理により高融点金
属シリサイド化を行ったが、高融点金属膜８を下層とし
多結晶シリコン膜１０を上層に形成して高融点金属シリ
サイド化を行うようにすることもできる。この場合、第
１の熱処理を上記のように６００〜７００℃Ｃ程度の比
較的低温で行うので、高融点金属膜８の高融点金属が上
層の多結晶シリコン膜１０のシリコンのみと反応し、下
層のシリコン基板１のシリコンと反応することはほとん
どない。そのため、高融点金属シリサイド層９がシリコ
ン基板１に食い込むおそれは生じない。In this embodiment, the polycrystalline silicon film 10 is used as the lower layer of the high melting point metal film 8 to perform the refractory metal silicidation by the first heat treatment, but the polycrystalline silicon film 10 is used as the lower layer of the high melting point metal film 8. Can be formed on the upper layer to perform refractory metal silicidation. In this case, since the first heat treatment is performed at a relatively low temperature of about 600 to 700 ° C. as described above, the refractory metal of the refractory metal film 8 reacts only with the silicon of the upper polycrystalline silicon film 10, It hardly reacts with the silicon of the underlying silicon substrate 1. Therefore, there is no possibility that the refractory metal silicide layer 9 will cut into the silicon substrate 1.
【００４９】図１４から図１８を参照しながら、本発明
の第３実施例を説明する。なお、図１９〜図２５に示し
た従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を
付記する。A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 18. In addition, the same numbers are added to the components having the same functions as those of the conventional example shown in FIGS.
【００５０】本実施例の説明も、第３実施例の説明と同
様に、ｎチャンネルＭＯＳＦＥＴの製造方法について説
明する。なお、ｐチャンネルＭＯＳＦＥＴを製造する場
合にも、同様に実施可能であることは同じである。In the description of this embodiment as well, as in the description of the third embodiment, a method of manufacturing an n-channel MOSFET will be described. The same applies to the case of manufacturing a p-channel MOSFET.
【００５１】まず、図１４に示すように、通常の工程に
よって、ｐ型のシリコン基板１の素子領域の周囲にフィ
ールド酸化膜２を形成した後、チャンネル領域の上方に
ゲート絶縁膜３とゲート電極４を順に形成する。その
後、ゲート電極４の側面及び上面を覆う酸化膜１５を形
成する。ゲート電極４は、下層の多結晶シリコンと上層
のタングステンシリサイドとの２層構造からなるポリサ
イド構造を有している。タングステンシリサイド層の存
在により、ゲート電極４の抵抗が低減されている。First, as shown in FIG. 14, the field oxide film 2 is formed around the element region of the p-type silicon substrate 1 by a normal process, and then the gate insulating film 3 and the gate electrode are formed above the channel region. 4 are sequentially formed. After that, an oxide film 15 is formed to cover the side surface and the upper surface of the gate electrode 4. The gate electrode 4 has a polycide structure composed of a two-layer structure of lower layer polycrystalline silicon and upper layer tungsten silicide. The presence of the tungsten silicide layer reduces the resistance of the gate electrode 4.
【００５２】次に、図１５に示すように、フィールド酸
化膜２とゲート電極４で覆われた部分以外のシリコン基
板１が露出した部分に選択的に多結晶シリコン膜１０を
成長させる。また、この多結晶シリコン膜１０にイオン
注入法により高融点金属イオンを注入し、表層部を非晶
質化させる。そして、図１６に示すように、この多結晶
シリコン膜１０上に高融点金属膜８を堆積して覆う。高
融点金属イオン及び高融点金属膜８は、共にＴｉを用い
る。Next, as shown in FIG. 15, a polycrystalline silicon film 10 is selectively grown on the exposed portion of the silicon substrate 1 other than the portion covered with the field oxide film 2 and the gate electrode 4. Refractory metal ions are implanted into the polycrystalline silicon film 10 by the ion implantation method to make the surface layer portion amorphous. Then, as shown in FIG. 16, a refractory metal film 8 is deposited and covered on the polycrystalline silicon film 10. The refractory metal ions and the refractory metal film 8 both use Ti.
【００５３】上記のようにして高融点金属膜８が堆積さ
れると、図１７に示すように、第１のＲＴＡを行い、多
結晶シリコン膜１０のシリコンと高融点金属膜８の高融
点金属とを反応させて準安定な高融点金属シリサイド層
９を生成する。この場合のＲＴＡは、窒素雰囲気中で６
２５℃，２０秒程度で行う。また、高融点金属膜８の表
層部の未反応の高融点金属は、硫酸と過酸化水素水との
混合水溶液でエッチング除去する。When the refractory metal film 8 is deposited as described above, as shown in FIG. 17, the first RTA is performed and the silicon of the polycrystalline silicon film 10 and the refractory metal of the refractory metal film 8 are subjected to the first RTA. Are reacted with each other to form a metastable refractory metal silicide layer 9. The RTA in this case is 6 in a nitrogen atmosphere.
It is carried out at 25 ° C. for about 20 seconds. The unreacted refractory metal in the surface layer of the refractory metal film 8 is removed by etching with a mixed aqueous solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide solution.
【００５４】そして、この高融点金属シリサイド層９に
Ａｓ（砒素）等のｎ型の不純物をイオン注入する。イオ
ン注入は、注入エネルギ１５０ＫｅＶ、ドーズ量５×１
０15ｃｍ-2程度で行う。この注入エネルギは、ドーズ量
の９５％以上が高融点金属シリサイド層９中に注入され
るように設定される。また、このイオン注入が完了する
と、第２のＲＴＡを行い、準安定な高融点金属シリサイ
ド層９を安定なＴｉＳｉ2−Ｃ５４結晶構造に変化させ
る。Then, n-type impurities such as As (arsenic) are ion-implanted into the refractory metal silicide layer 9. Ion implantation is performed with an implantation energy of 150 KeV and a dose of 5 × 1.
It is performed at about 0 15 cm -2 . This implantation energy is set so that 95% or more of the dose amount is implanted into the refractory metal silicide layer 9. When this ion implantation is completed, a second RTA is performed to change the metastable refractory metal silicide layer 9 into a stable TiSi 2 -C54 crystal structure.
【００５５】上記のようにして高融点金属シリサイド層
９を結晶化した後、図１８に示すように、層間絶縁膜１
２を堆積する。その後、９００℃、１５分程度の熱処理
を行うことにより、高融点金属シリサイド層９に注入さ
れた不純物をシリコン基板１の表層部に拡散させて、ソ
ース・ドレイン領域となるｎ+拡散層７を形成する。After crystallizing the refractory metal silicide layer 9 as described above, the interlayer insulating film 1 is formed as shown in FIG.
2 is deposited. Then, by performing heat treatment at 900 ° C. for about 15 minutes, the impurities implanted in the refractory metal silicide layer 9 are diffused into the surface layer portion of the silicon substrate 1 to form the n + diffusion layer 7 to be the source / drain regions. Form.
【００５６】この結果、本実施例によれば、シリコン基
板１の上層に形成した多結晶シリコン膜１０と高融点金
属膜８とが反応することにより高融点金属シリサイド層
９が生成されるので、この高融点金属シリサイド層９が
シリコン基板１に食い込んでｎ+拡散層７の深さが影響
されるということがなくなり、ソース・ドレインの浅接
合化を容易に実現することができるようになる。また、
高融点金属シリサイド層９は、不純物イオンの注入の前
に高融点金属シリサイド化されるので、容易に安定した
結晶構造に変化し、ソース・ドレインの抵抗が高くなる
ようなことがなくなる。As a result, according to this embodiment, the polycrystalline silicon film 10 formed on the upper layer of the silicon substrate 1 reacts with the refractory metal film 8 to generate the refractory metal silicide layer 9, The refractory metal silicide layer 9 does not bite into the silicon substrate 1 and the depth of the n + diffusion layer 7 is not affected, and the shallow junction between the source and the drain can be easily realized. Also,
Since the refractory metal silicide layer 9 is made into a refractory metal silicide before the implantation of the impurity ions, the refractory metal silicide layer 9 easily changes to a stable crystal structure, and the source / drain resistance does not increase.
【００５７】なお、上記全ての実施例では、多結晶シリ
コンによって形成される多結晶シリコン膜１０を用いた
が、非晶質シリコンによって形成されたシリコン膜を用
いることもできる。また、高融点金属膜８は、Ｔｉを用
いたが、この他にＮｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバル
ト）、Ｚｒ（ジルコニウム）、Ｖ（バナジウム）、また
はＨｆ（ハフニウム）等の高融点金属を用いることもで
きる。採用する高融点金属の種類に応じて、シリサイド
化のための熱処理条件は適宜好ましい条件に選択され
る。Although the polycrystalline silicon film 10 made of polycrystalline silicon is used in all the above-mentioned embodiments, a silicon film made of amorphous silicon may be used. Further, although Ti is used for the refractory metal film 8, other refractory metals such as Ni (nickel), Co (cobalt), Zr (zirconium), V (vanadium), or Hf (hafnium) are used. You can also The heat treatment conditions for silicidation are appropriately selected according to the type of refractory metal used.
【００５８】また、各薄膜堆積工程で成長させる膜の厚
さに応じて、イオン注入の加速エネルギは変更され得
る。上記各実施例に使用された数値以外の数値を用いて
も本発明の効果は得られる。The acceleration energy of ion implantation can be changed according to the thickness of the film grown in each thin film deposition step. The effects of the present invention can be obtained by using numerical values other than the numerical values used in each of the above-described embodiments.
【００５９】[0059]
【発明の効果】このように本発明の半導体装置の製造方
法によれば、シリコン膜と高融点金属膜を反応させるこ
とにより、高融点金属シリサイド層をシリコン基板表面
よりも上に生成するので、シリサイド化がシリコン基板
内の拡散層の浅接合化に悪影響を与えることがなくな
る。しかも、高融点金属シリサイド層の生成後に高融点
金属中に不純物イオンの注入を行うので、高融点金属シ
リサイドを熱安定性の高い結晶構造にすることができる
ようになり、それによってシート抵抗の低減を図ること
ができる。As described above, according to the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention, the refractory metal silicide layer is formed above the surface of the silicon substrate by reacting the silicon film with the refractory metal film. The silicidation does not adversely affect the shallow junction of the diffusion layer in the silicon substrate. Moreover, since the impurity ions are implanted into the refractory metal after the refractory metal silicide layer is formed, the refractory metal silicide can have a crystal structure with high thermal stability, thereby reducing the sheet resistance. Can be achieved.
【００６０】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、非等方的な薄膜堆積手段でサイドウォール上の絶
縁膜の膜厚を選択的にかつ自己整合的に減少させる工程
と、その薄膜化した部分を除去する工程とを包含するこ
とによって、シリコン基板表面よりも上に位置する高融
点金属層を備えたサリイサイド構造を形成している。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of selectively and self-aligningly reducing the film thickness of the insulating film on the side wall by the anisotropic thin film deposition means, By including the step of removing the thinned portion, a salicide structure having a refractory metal layer located above the surface of the silicon substrate is formed.
【図１】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第１工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing a first embodiment of the present invention and schematically showing a first step of refractory metal silicidation.
【図２】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第２工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 2 shows the first embodiment of the present invention and is a vertical sectional view schematically showing a second step of refractory metal silicidation.
【図３】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第３工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 3 is a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention and schematically showing a third step of refractory metal silicidation.
【図４】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第４工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention and schematically showing a fourth step of refractory metal silicidation.
【図５】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第５工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention and schematically showing a fifth step of refractory metal silicidation.
【図６】本発明の第１実施例を示すものであって、高融
点金属シリサイド化の第６工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing the first embodiment of the present invention and schematically showing a sixth step of refractory metal silicidation.
【図７】本発明の第２実施例を示すものであって、ＭＯ
Ｓトランジスタの第１製造工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention, in which MO
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st manufacturing process of an S transistor typically.
【図８】本発明の第２実施例を示すものであって、ＭＯ
Ｓトランジスタの第２製造工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 8 shows a second embodiment of the present invention, in which MO
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd manufacturing process of an S transistor typically.
【図９】本発明の第２実施例を示すものであって、ＭＯ
Ｓトランジスタの第３製造工程を模式的に示す縦断面図
である。FIG. 9 shows a second embodiment of the present invention, in which MO
It is a longitudinal section showing a 3rd manufacturing process of an S transistor typically.
【図１０】本発明の第２実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第４製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 10 shows a second embodiment of the present invention, in which M
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view schematically showing a fourth manufacturing process of an OS transistor.
【図１１】本発明の第２実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第５製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 11 shows a second embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal section showing a fifth manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１２】本発明の第２実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第６製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 12 shows a second embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 6th manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１３】本発明の第２実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第７製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 13 shows a second embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the 7th manufacturing process of an OS transistor.
【図１４】本発明の第３実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第１製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 14 shows a third embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 1st manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１５】本発明の第３実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第２製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 15 shows a third embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal cross-sectional view which shows the 2nd manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１６】本発明の第３実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第３製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 16 shows a third embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal section showing a 3rd manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１７】本発明の第３実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第４製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 17 shows a third embodiment of the present invention, in which M
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view schematically showing a fourth manufacturing process of an OS transistor.
【図１８】本発明の第３実施例を示すものであって、Ｍ
ＯＳトランジスタの第５製造工程を模式的に示す縦断面
図である。FIG. 18 shows a third embodiment of the present invention, in which M
It is a longitudinal section showing a fifth manufacturing process of an OS transistor typically.
【図１９】第１の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第１製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 19 is a vertical sectional view schematically showing a first manufacturing process of a MOS transistor, showing a first conventional example.
【図２０】第１の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第２製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 20 is a vertical cross-sectional view showing a first conventional example and schematically showing a second manufacturing process of a MOS transistor.
【図２１】第１の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第３製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 21 is a vertical cross-sectional view showing a first conventional example and schematically showing a third manufacturing process of a MOS transistor.
【図２２】第２の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第１製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 22 is a vertical cross-sectional view showing a second conventional example and schematically showing a first manufacturing process of a MOS transistor.
【図２３】第２の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第２製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 23 is a vertical cross-sectional view showing a second conventional example and schematically showing a second manufacturing process of a MOS transistor.
【図２４】第２の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第３製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 24 is a vertical cross-sectional view showing a second conventional example and schematically showing a third manufacturing process of a MOS transistor.
【図２５】第２の従来例を示すものであって、ＭＯＳト
ランジスタの第４製造工程を模式的に示す縦断面図であ
る。FIG. 25 is a vertical cross-sectional view showing a second conventional example and schematically showing a fourth manufacturing process of a MOS transistor.
１ シリコン基板 ３ ゲート絶縁膜 ４ ゲート電極 ６ サイドウォール ７ 拡散層 ８ 高融点金属膜 ９ 高融点金属シリサイド層 １０ 多結晶シリコン膜 １５ 酸化膜 1 Silicon Substrate 3 Gate Insulating Film 4 Gate Electrode 6 Sidewall 7 Diffusion Layer 8 Refractory Metal Film 9 Refractory Metal Silicide Layer 10 Polycrystalline Silicon Film 15 Oxide Film
Claims (6)
膜を形成するシリコン膜形成工程と、 該シリコン膜上に高融点金属膜を形成する高融点金属膜
形成工程と、 熱処理によって該シリコン膜のシリコンと該高融点金属
膜の高融点金属とを反応させ、それによって高融点金属
シリサイドを生成するシリサイド化工程と、 該高融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入す
る不純物注入工程と、 熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を
該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、 を包含する半導体装置の製造方法。1. A silicon film forming step of forming a silicon film on a first conductivity type silicon substrate, a refractory metal film forming step of forming a refractory metal film on the silicon film, and the silicon film by heat treatment. Of silicon and the refractory metal of the refractory metal film are reacted to generate refractory metal silicide, and an impurity implantation step of injecting a second conductivity type impurity into the refractory metal silicide. An impurity diffusion step of diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment, a method of manufacturing a semiconductor device.
ン膜を形成する工程であり、該シリコン膜形成工程後
に、該多結晶シリコン膜の表面に高融点金属イオンを注
入し、それによって該多結晶シリコン膜の表層部を非晶
質化する非晶質化工程を更に包含する請求項１に記載の
半導体装置の製造方法。2. The silicon film forming step is a step of forming a polycrystalline silicon film, and after the silicon film forming step, refractory metal ions are implanted into the surface of the polycrystalline silicon film, whereby the polycrystalline film is formed. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising an amorphization step of amorphizing the surface layer portion of the silicon film.
属膜を形成する高融点金属膜形成工程と、 該高融点金属膜上にシリコン膜を形成するシリコン膜形
成工程と、 熱処理によって該高融点金属膜の高融点金属と該シリコ
ン膜のシリコンとを反応させ、それによって高融点金属
シリサイドを生成するシリサイド化工程と、 該高融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入す
る不純物注入工程と、 熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を
該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、 を包含する半導体装置の製造方法。3. A refractory metal film forming step of forming a refractory metal film on a first conductivity type silicon substrate; a silicon film forming step of forming a silicon film on the refractory metal film; A silicidation step of reacting the refractory metal of the refractory metal film with the silicon of the silicon film to generate refractory metal silicide, and an impurity implantation for injecting a second conductivity type impurity into the refractory metal silicide And a step of diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment.
覆われたゲート電極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導
電型のシリコン基板のチャンネル領域上に形成されてい
る半導体装置を製造する方法であって、 該シリコン基板と該ゲート電極を覆うように、シリコン
膜を形成するシリコン膜形成工程と、 該シリコン膜上に高融点金属膜を形成する高融点金属膜
形成工程と、 低等方性薄膜堆積手段によって、マスク絶縁膜を該高融
点金属膜上に形成するマスク絶縁膜形成工程と、 該マスク絶縁膜を等方的にエッチングすることにより、
該サイドウォール上のマスク絶縁膜のみを除去し、それ
によって該高融点金属膜の該サイドウォール上に位置す
る部分を露出させるマスク絶縁膜除去工程と、 該サイドウォール上に開口部を有する該マスク絶縁膜を
マスクとして、該サイドウォール上の露出した高融点金
属膜のみを選択的に除去する高融点金属膜除去工程と、 熱処理によって該シリコン膜のシリコンと該高融点金属
膜の高融点金属とを反応させ、それによって高融点金属
シリサイドを生成する高融点金属シリサイド化工程と、 該高融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入す
る不純物注入工程と、 熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を
該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、 該高融点金属膜除去工程の後の任意の時期に、該高融点
金属膜の該一部が除去されたために、該サイドウォール
上にあって該高融点金属と反応しなかった該シリコン膜
を除去する未反応シリコン膜除去工程と、 を包含する半導体装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on a channel region of a first conductivity type silicon substrate via a gate insulating film. A silicon film forming step of forming a silicon film so as to cover the silicon substrate and the gate electrode; a refractory metal film forming step of forming a refractory metal film on the silicon film; A mask insulating film is formed on the refractory metal film by a conductive thin film deposition means, and the mask insulating film is isotropically etched,
A mask insulating film removing step of removing only the mask insulating film on the sidewall, thereby exposing a portion of the refractory metal film located on the sidewall, and the mask having an opening on the sidewall. A refractory metal film removal step of selectively removing only the exposed refractory metal film on the sidewalls using the insulating film as a mask, and silicon of the silicon film and refractory metal of the refractory metal film by heat treatment. Of the refractory metal silicide, and a refractory metal silicidation step of forming a refractory metal silicide thereby to generate a refractory metal silicide; an impurity implantation step of injecting a second conductivity type impurity into the refractory metal silicide; The impurity diffusion step of diffusing the impurities into the silicon substrate, and the refractory metal film removal step at any time after the refractory metal film removal step. To said portion has been removed, the method of manufacturing a semiconductor device comprising unreacted silicon film removal step of removing the silicon film that did not react with the refractory metal be on the side walls, the.
覆われたゲート電極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導
電型のシリコン基板のチャンネル領域上に形成されてい
る半導体装置を製造する方法であって、 該シリコン基板とゲート電極を覆うように高融点金属膜
を形成する高融点金属膜形成工程と、 該高融点金属膜上にシリコン膜を形成するシリコン膜形
成工程と、 低等方性薄膜堆積手段によって、マスク絶縁膜を該シリ
コン膜上に形成するマスク絶縁膜形成工程と、 該マスク絶縁膜を等方的にエッチングすることにより、
該サイドウォール上のマスク絶縁膜のみを除去し、それ
によって該シリコン膜の該サイドウォール上に位置する
部分を露出させるマスク絶縁膜除去工程と、 該サイドウォール上に開口部を有する該マスク絶縁膜を
マスクとして、該サイドウォール上の露出したシリコン
膜のみを選択的に除去するシリコン膜除去工程と、 熱処理によって該高融点金属膜の高融点金属と該シリコ
ン膜のシリコンとを反応させ、それによって高融点金属
シリサイドを生成する高融点金属シリサイド化工程と、 該高融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入す
る不純物注入工程と、 熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を
該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、 該シリコン膜除去工程の後の任意の時期に、該シリコン
膜の一部が除去されたために、該サイドウォール上にあ
って該シリコンと反応していない該高融点金属膜を除去
する未反応高融点金属膜除去工程と、 を包含する半導体装置の製造方法。5. A method of manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on a channel region of a first conductivity type silicon substrate via a gate insulating film. A refractory metal film forming step of forming a refractory metal film so as to cover the silicon substrate and the gate electrode; a silicon film forming step of forming a silicon film on the refractory metal film; A mask insulating film forming step of forming a mask insulating film on the silicon film by a conductive thin film depositing means, and isotropically etching the mask insulating film,
A mask insulating film removing step of removing only the mask insulating film on the side wall, thereby exposing a portion of the silicon film located on the side wall, and the mask insulating film having an opening on the side wall. Using as a mask, a silicon film removing step of selectively removing only the exposed silicon film on the sidewall, and a heat treatment to react the refractory metal of the refractory metal film with the silicon of the silicon film, thereby A refractory metal silicidation step of generating refractory metal silicide; an impurity implantation step of injecting a second conductivity type impurity into the refractory metal silicide; and a step of heat treating the impurities in the refractory metal silicide to the silicon substrate. And a part of the silicon film is removed at an arbitrary time after the step of diffusing the impurities and the step of removing the silicon film. Is the to be, a method of manufacturing a semiconductor device comprising unreacted refractory metal film removing step of removing the refractory metal film which has not reacted with the silicon be on the side walls, the.
覆われたゲート電極が、ゲート絶縁膜を介して、第１導
電型のシリコン基板のチャンネル領域上に形成されてい
る半導体装置を製造する方法であって、 該シリコン基板上の基板露出部分に対して選択的にシリ
コン膜を成長させるシリコン膜成長工程と、 該シリコン膜と該ゲート電極を覆うように、高融点金属
膜を形成する高融点金属膜形成工程と、 熱処理によって該シリコン膜のシリコンと該高融点金属
膜の高融点金属とを反応させ、それによって高融点金属
シリサイドを生成する高融点金属シリサイド化工程と、 該高融点金属シリサイドに第２導電型の不純物を注入す
る不純物注入工程と、 熱処理によって該高融点金属シリサイド中の該不純物を
該シリコン基板に拡散させる不純物拡散工程と、 該高融点金属シリサイド化工程の後の任意の時期に、下
層にシリコン膜が存在しないために、該シリコンと反応
していないゲート電極等の上の高融点金属膜を除去する
未反応高融点金属膜除去工程と、 を包含する半導体装置の製造方法。6. A method of manufacturing a semiconductor device in which a gate electrode whose side surface is covered with a sidewall made of an insulating film is formed on a channel region of a first conductivity type silicon substrate via a gate insulating film. A silicon film growth step of selectively growing a silicon film with respect to a substrate exposed portion on the silicon substrate, and a high melting point forming a high melting point metal film so as to cover the silicon film and the gate electrode. A metal film forming step, a refractory metal silicidation step of reacting silicon of the silicon film with a refractory metal of the refractory metal film by heat treatment, thereby generating refractory metal silicide, and the refractory metal silicide. An impurity implantation step of implanting a second conductivity type impurity into the substrate, and an impurity for diffusing the impurities in the refractory metal silicide into the silicon substrate by heat treatment. At any time after the diffusion process and the refractory metal silicidation process, the refractory metal film on the gate electrode or the like that has not reacted with the silicon is not removed because the silicon film does not exist in the lower layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a reaction refractory metal film removing step;
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07725293A JP3496723B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07725293A JP3496723B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002176434A Division JP2003045895A (en) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | Semiconductor device |
| JP2003330794A Division JP2004048056A (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Semiconductor device manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06291141A true JPH06291141A (en) | 1994-10-18 |
| JP3496723B2 JP3496723B2 (en) | 2004-02-16 |
Family
ID=13628671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07725293A Expired - Fee Related JP3496723B2 (en) | 1993-04-02 | 1993-04-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3496723B2 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07245277A (en) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH08274045A (en) * | 1995-01-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH0964363A (en) * | 1995-06-16 | 1997-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos semiconductor device and its manufacture |
| JPH09129870A (en) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| KR100313510B1 (en) * | 1999-04-02 | 2001-11-07 | 김영환 | Fabrication method of semiconductor device |
| US6344694B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| KR100507861B1 (en) * | 2000-12-20 | 2005-08-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating gate of flash semiconductor device |
-
1993
- 1993-04-02 JP JP07725293A patent/JP3496723B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07245277A (en) * | 1994-03-07 | 1995-09-19 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH08274045A (en) * | 1995-01-30 | 1996-10-18 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPH0964363A (en) * | 1995-06-16 | 1997-03-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Mos semiconductor device and its manufacture |
| JPH09129870A (en) * | 1995-10-31 | 1997-05-16 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US6344694B1 (en) | 1998-11-12 | 2002-02-05 | Nec Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
| KR100313510B1 (en) * | 1999-04-02 | 2001-11-07 | 김영환 | Fabrication method of semiconductor device |
| KR100507861B1 (en) * | 2000-12-20 | 2005-08-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for fabricating gate of flash semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3496723B2 (en) | 2004-02-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100218894B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2978736B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| KR100196598B1 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP3209164B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH10284728A (en) | Manufacture of mosfet having cobalt silicide film | |
| JP2925008B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH0878683A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
| JPH08236761A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JPH05326552A (en) | Semiconductor element and its manufacture | |
| JP2891093B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor integrated circuit | |
| JP3496723B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3876401B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2930042B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3190858B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP3129867B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2000114515A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2733082B2 (en) | MOS device manufacturing method | |
| JPH10209291A (en) | Manufacture of mos type semiconductor device | |
| JP3394083B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| KR100586178B1 (en) | Schottky barrier Tunnel Transsitor And Fabricating Method Thereof | |
| JP2004228351A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
| JP2738402B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3639745B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP3287621B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2845168B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020417 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081128 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091128 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101128 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111128 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121128 Year of fee payment: 9 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |