JP2000164866A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000164866A
JP2000164866A JP10338932A JP33893298A JP2000164866A JP 2000164866 A JP2000164866 A JP 2000164866A JP 10338932 A JP10338932 A JP 10338932A JP 33893298 A JP33893298 A JP 33893298A JP 2000164866 A JP2000164866 A JP 2000164866A
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JP
Japan
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forming
layer
silicide layer
contact hole
silicon
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JP10338932A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Yamaguchi
崇 山口
Kunihiro Kasai
邦弘 笠井
Fumitomo Matsuoka
史倫 松岡
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a silicide layer from being formed deeper than a diffusion layer, even if a second silicide layer is formed on the bottom surface of a contact hole connected to a first silicide layer on the diffused layer. SOLUTION: A process, in which a diffused layer 12 is formed on the surface of a silicon substrate 11, a process where a first silicide layer 17 is selectively formed on the diffusion layer 12, a process where an undoped silicon layer 18 is formed on the first silicide layer 17, a process where insulating films 19 and 20 are formed on the first silicide layer 17, a process where the insulating films 19 and 20 are etched under such etching condition with high selective ratio against the silicon layer 18 to form a contact hole 22 connected to the silicon layer 18, a process where a barrier metal 23 is formed along the bottom and side surfaces of the contact hole 22, and a process where a second silicide layer 24 connected to the first silicide layer 17 is formed on the bottom surface of the contact hole 22, are provided.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、拡散層表面のシリ
サイド上の絶縁膜にコンタクトホールを形成する半導体
装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which a contact hole is formed in an insulating film on a silicide on a surface of a diffusion layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13,14は、半導体集積回路におけ
るソース/ドレイン、及びゲート電極上にシリサイド層
を有するトランジスタの製造方法における従来の層間絶
縁膜形成工程を示している。
2. Description of the Related Art FIGS. 13 and 14 show a conventional step of forming an interlayer insulating film in a method of manufacturing a transistor having a silicide layer on a source / drain and a gate electrode in a semiconductor integrated circuit.

【0003】即ち、図13(a)に示すように、シリコ
ン基板11上に素子分離絶縁膜12,ゲート電極13,
ゲート側壁絶縁膜14及びソース/ドレイン領域15の
形成後に、サリサイド(Salicide:Self Align
Silicidation )技術を用いてゲート電極13、ソース
/ドレイン領域15の表面に第1のシリサイド(シリコ
ン−金属化合物)層17を形成する。
[0003] That is, as shown in FIG. 13 (a), an element isolation insulating film 12, a gate electrode 13,
After the formation of the gate sidewall insulating film 14 and the source / drain regions 15, salicide (Salicide: Self Align) is formed.
A first silicide (silicon-metal compound) layer 17 is formed on the surfaces of the gate electrode 13 and the source / drain regions 15 by using a silicidation technique.

【0004】次いで、図13(b)に示すように、第1
の層間絶縁膜19、第2の層間絶縁膜20を順次堆積す
る。そして、図13(c)に示すように、平坦化技術を
用いて第2の層間絶禄膜20の表面を平坦化した後、第
2の層間絶縁膜20上にコンタクトホールが形成される
領域に開口部を有するレジスト膜21を形成する。
[0004] Next, as shown in FIG.
Of the first interlayer insulating film 19 and the second interlayer insulating film 20 are sequentially deposited. Then, as shown in FIG. 13C, after the surface of the second interlayer insulating film 20 is flattened using a flattening technique, a region where a contact hole is formed on the second interlayer insulating film 20 is formed. Then, a resist film 21 having an opening is formed.

【0005】次いで、図14(d)に示すように、第2
及び第1の層間絶縁膜20,19をRIE技術を用いて
エッチングしてコンタクトホール22を形成する。
[0005] Next, as shown in FIG.
Then, the contact holes 22 are formed by etching the first interlayer insulating films 20 and 19 using the RIE technique.

【0006】次いで、図14(e)に示すように、レジ
スト膜21を除去したうえで、全面に薄いバリアメタル
23を成膜した後に熱処理を加え、コンタクトホール2
2底のバリアメタル23をシリサイド化させて第2のシ
リサイド層24を形成する。次いで、図14(f)に示
すように、コンタクトホール22内にタングステンプラ
グ25を埋め込み形成した後、通常の工程により金属配
線26を形成する。
[0006] Next, as shown in FIG. 14 (e), after removing the resist film 21, a thin barrier metal 23 is formed on the entire surface, and then heat treatment is applied to the contact hole 2.
The second bottom barrier metal 23 is silicided to form a second silicide layer 24. Next, as shown in FIG. 14F, after a tungsten plug 25 is buried in the contact hole 22, a metal wiring 26 is formed by a normal process.

【0007】ところで、上記製造工程においては、コン
タクトホール22を形成するとき、ソース/ドレイン領
域15上の第1のシリサイド層17がエッチングによっ
て削られる。更にバリアメタル23を成膜して熱処理を
加えると、バリアメタル23がシリコンと反応して第2
のシリサイド層24が、第1のシリサイド層17より深
く形成される。このとき、第2のシリサイド層24がソ
ース/ドレイン領域15の深さを追い越すことにより接
合リークを引き起こす原因となる。
In the above-described manufacturing process, when forming the contact hole 22, the first silicide layer 17 on the source / drain region 15 is etched away. Further, when the barrier metal 23 is formed and heat-treated, the barrier metal 23 reacts with silicon and
Is formed deeper than the first silicide layer 17. At this time, the second silicide layer 24 causes a junction leak by overtaking the depth of the source / drain region 15.

【0008】また、コンタクトホール22のパターニン
グにおいて合わせズレが生じ、ソース/ドレイン領域1
5と素子分離絶縁膜12の境界にコンタクトホール22
が乗り上げた場合、エッチングの選択比により、コンタ
クトホール22底面において段差が生じ、バリアメタル
23の成膜時の被覆性の悪さに起因してプラグ電極(タ
ングステンプラグ25)とバリアメタル23界面で剥が
れが生じ、コンタクト不良が起こることがある。
In addition, misalignment occurs in the patterning of the contact hole 22, and the source / drain region 1
Contact hole 22 at the boundary between
Is formed on the bottom surface of the contact hole 22 due to the etching selectivity, and peels off at the interface between the plug electrode (tungsten plug 25) and the barrier metal 23 due to poor coverage when the barrier metal 23 is formed. May occur and a contact failure may occur.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、第1
のシリサイド層に接続するコンタクトホールを層間絶縁
膜に形成した後、コンタクトホールの表面に沿ってバリ
アメタルを形成すると、第1のシリサイド層が削られ、
第2のシリサイド層の形成によって、シリサイド層がM
ISトランジスタのソース/ドレイン領域の深さを追い
越すことにより、接合リークを引き起こすという問題が
あった。
SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the first
Forming a contact hole connected to the silicide layer in the interlayer insulating film and then forming a barrier metal along the surface of the contact hole, the first silicide layer is cut off,
Due to the formation of the second silicide layer, the silicide layer becomes M
There is a problem that a junction leak is caused by overtaking the depth of the source / drain region of the IS transistor.

【0010】また、合わせズレが生じてコンタクトホー
ルが素子分離絶縁膜上に乗り上げた場合、コンタクトホ
ールの底面に生じる段差に起因してバリアメタルとプラ
グ電極との剥がれによるコンタクト不良を生じることが
あった。
[0010] Further, when the misalignment occurs and the contact hole runs over the element isolation insulating film, a contact failure may occur due to the separation between the barrier metal and the plug electrode due to the step formed on the bottom surface of the contact hole. Was.

【0011】本発明の目的は、拡散層上の第1のシリサ
イド層に接続するコンタクトホールの表面に形成された
バリアメタルを構成する金属元素を含む第2のシリサイ
ド層をコンタクトホールの底面に形成しても、シリサイ
ド層が拡散層より深く形成されることが抑制され、さら
には合わせズレが生じてコンタクトホールが素子分離絶
縁膜上に乗り上げて段差が生じた場合もコンタクト不良
の発生を回避できる半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
An object of the present invention is to form a second silicide layer containing a metal element constituting a barrier metal formed on a surface of a contact hole connected to a first silicide layer on a diffusion layer on a bottom surface of the contact hole. However, the formation of the silicide layer deeper than the diffusion layer is suppressed, and furthermore, even when the misalignment occurs and the contact hole runs over the element isolation insulating film and a step occurs, occurrence of a contact failure can be avoided. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】[構成]本発明は、上記
目的を達成するために以下のように構成されている。 (1) 本発明(請求項1)の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板の表面に拡散層を形成する工程と、前
記拡散層上に選択的に第1のシリサイド層を形成する工
程と、前記シリコン基板上に第1のシリサイド層を覆う
ようにアンドープのシリコン層を形成する工程と、第1
のシリサイド層上に絶縁膜を形成する工程と、前記シリ
コン層に対して選択比が高いエッチング条件で前記絶縁
膜の一部を選択的にエッチングし、該絶縁膜に前記シリ
コン層に接続するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの少なくとも底面にバリアメタル
を形成する工程と、熱処理を行うことで前記バリアメタ
ルと前記シリコン層とを反応させ、前記コンタクトホー
ルの底面に第1のシリサイド層に接続する第2のシリサ
イド層を形成する工程と、前記コンタクトホール内にプ
ラグ電極を埋め込み形成する工程とを含むことを特徴と
する。 (2) 本発明(請求項2)の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板の表面に拡散層を形成する工程と、前
記拡散層上に選択的に第1のシリサイド層を形成する工
程と、第1のシリサイド層上に絶縁膜を形成する工程
と、前記絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、該絶縁
膜に第1のシリサイド層に接続するコンタクトホールを
形成する工程と、前記コンタクトホールの少なくとも底
面にシリコン層を形成する工程と、前記シリコン層上に
バリアメタルを形成する工程と、熱処理を行うことで前
記バリアメタルと前記シリコン層とを反応させ、前記コ
ンタクトホールの底面に第1のシリサイド層に接続する
第2のシリサイド層を形成する工程と、前記コンタクト
ホール内にプラグ電極を埋め込み形成する工程とを含む
ことを特徴とする。 (3) 本発明(請求項3)の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板に形成されたMISトランジスタの少
なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリサイド層
を形成する工程と、前記シリコン基板上に、前記MIS
トランジスタ及び第1のシリサイド層を覆うようにアン
ドープのシリコン層を形成する工程と、前記シリコン基
板上に、前記MISトランジスタ及びシリコン層を覆う
ように層間絶縁膜を形成する工程と、前記シリコン層に
対して選択比が高いエッチング条件で前記層間絶縁膜の
一部を選択的にエッチングし、第1のシリサイド層上の
前記シリコン層に接続するコンタクトホールを形成する
工程と、前記コンタクトホールの底面及び側面に沿って
バリアメタルを形成する工程と、熱処理を行うことで前
記バリアメタルと前記シリコン層とを反応させ、前記コ
ンタクトホールの底面に第1のシリサイド層に接続する
第2のシリサイド層を形成する工程と、前記コンタクト
ホール内にプラグ電極を埋め込み形成する工程とを含む
ことを特徴とする。 (4) 本発明(請求項4)の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板に形成されたMISトランジスタの少
なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリサイド層
を形成する工程と、前記シリコン基板上に、前記MIS
トランジスタのゲート電極上を少なくとも除き、且つ第
1のシリサイド層の少なくとも一部を覆うアンドープの
シリコン層を形成する工程と、前記シリコン基板上に、
前記MISトランジスタ及びシリコン層を覆うように層
間絶縁膜を形成する工程と、前記シリコン層に対して選
択比が高いエッチング条件で前記層間絶縁膜の一部を選
択的にエッチングし、第1のシリサイド層上の前記シリ
コン層に接続するコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホールの底面及び側面に沿ってバリアメ
タルを形成する工程と、熱処理を行うことで前記バリア
メタルと前記シリコン層とを反応させ、前記コンタクト
ホールの底面に第1のシリサイド層に接続する第2のシ
リサイド層を形成する工程と、前記コンタクトホール内
にプラグ電極を埋め込み形成する工程とを含むことを特
徴とする。 (5) 本発明(請求項5)の半導体装置の製造方法
は、シリコン基板に形成されたMISトランジスタの少
なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリサイド層
を形成する工程と、前記シリコン基板上に、前記MIS
トランジスタ及び第1のシリサイド層を覆うように層間
絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜の一部を選択
的にエッチングし、第1のシリサイド層に接続するコン
タクトホールを形成する工程と、前記コンタクトホール
の底面及び側面上に沿ってシリコン層を形成する工程
と、前記シリコン層の表面に沿ってバリアメタルを形成
する工程と、熱処理を行うことで前記バリアメタルと前
記シリコン層とを反応させ、前記コンタクトホールの底
面に第1のシリサイド層に接続する第2のシリサイド層
を形成する工程と、前記コンタクトホール内にプラグ電
極を埋め込み形成する工程とを含むことを特徴とする。
Means for Solving the Problems [Configuration] The present invention is configured as follows to achieve the above object. (1) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 1) includes a step of forming a diffusion layer on a surface of a silicon substrate, and a step of selectively forming a first silicide layer on the diffusion layer. Forming an undoped silicon layer on the silicon substrate so as to cover the first silicide layer;
Forming an insulating film on the silicide layer; and selectively contacting the insulating film with the silicon layer by selectively etching a part of the insulating film under etching conditions having a high selectivity to the silicon layer. Forming a hole;
A step of forming a barrier metal on at least the bottom surface of the contact hole; and performing a heat treatment to cause the barrier metal and the silicon layer to react with each other and to connect a first silicide layer on the bottom surface of the contact hole to the first silicide layer. Forming a layer and burying a plug electrode in the contact hole. (2) A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 2) includes a step of forming a diffusion layer on a surface of a silicon substrate, and a step of selectively forming a first silicide layer on the diffusion layer. Forming an insulating film on the first silicide layer; selectively etching a part of the insulating film to form a contact hole in the insulating film connected to the first silicide layer; A step of forming a silicon layer on at least the bottom surface of the hole, a step of forming a barrier metal on the silicon layer, and performing a heat treatment so that the barrier metal and the silicon layer react with each other. Forming a second silicide layer connected to the first silicide layer; and burying a plug electrode in the contact hole. (3) In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 3), a step of forming a first silicide layer on at least a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate; , The MIS
Forming an undoped silicon layer so as to cover the transistor and the first silicide layer; forming an interlayer insulating film on the silicon substrate so as to cover the MIS transistor and the silicon layer; Selectively etching a part of the interlayer insulating film under an etching condition having a high selectivity to form a contact hole connected to the silicon layer on the first silicide layer; Forming a barrier metal along the side surface and performing a heat treatment to cause the barrier metal and the silicon layer to react with each other to form a second silicide layer connected to a first silicide layer on the bottom surface of the contact hole And forming a plug electrode in the contact hole. (4) A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 4) includes a step of forming a first silicide layer at least on a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate; , The MIS
Forming an undoped silicon layer at least excluding at least the gate electrode of the transistor and covering at least a portion of the first silicide layer;
Forming an interlayer insulating film so as to cover the MIS transistor and the silicon layer; and selectively etching a part of the interlayer insulating film under etching conditions having a high selectivity with respect to the silicon layer; Forming a contact hole that connects to the silicon layer on the layer;
A step of forming a barrier metal along the bottom and side surfaces of the contact hole; and performing a heat treatment to cause the barrier metal and the silicon layer to react with each other and connect the first silicide layer to the bottom surface of the contact hole. 2) forming a silicide layer, and burying a plug electrode in the contact hole. (5) In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention (claim 5), a step of forming a first silicide layer on at least a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate; , The MIS
A step of forming an interlayer insulating film so as to cover the transistor and the first silicide layer; a step of selectively etching a part of the interlayer insulating film to form a contact hole connected to the first silicide layer; Forming a silicon layer along the bottom and side surfaces of the contact hole, forming a barrier metal along the surface of the silicon layer, and reacting the barrier metal with the silicon layer by performing a heat treatment. Forming a second silicide layer connected to a first silicide layer on the bottom surface of the contact hole; and burying a plug electrode in the contact hole.

【0013】なお、第1のシリサイド層の材料として
は、チタン、ニッケル、コバルト、パラジウムなどとシ
リコンとの金属化合物が用いられ得る。
As a material of the first silicide layer, a metal compound of titanium, nickel, cobalt, palladium and the like and silicon can be used.

【0014】[作用]本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
[Function] The present invention has the following functions and effects by the above configuration.

【0015】本発明によれば、バリアメタルとシリコン
層とが反応して形成される第2のシリサイド層の形成位
置は、従来のように第1のシリサイド層中のシリコンと
バリアメタルとが反応して形成される第2のシリサイド
層に比べ、実質浅くなるので、シリサイド層が拡散層よ
りも深く形成されることによって生じる接合リークに対
するマージンが向上する。
According to the present invention, the formation position of the second silicide layer formed by the reaction between the barrier metal and the silicon layer is determined by the fact that the silicon in the first silicide layer reacts with the barrier metal as in the prior art. Since the second silicide layer is formed to be substantially shallower than the second silicide layer formed as described above, a margin for junction leakage caused by forming the silicide layer deeper than the diffusion layer is improved.

【0016】また、層間絶縁膜へのコンタクトホールの
形成のエッチングの際に、シリコンとの選択比の高い条
件を用いて、シリコン層の膜厚内でエッチングを止める
ことにより、合わせずれが生じてコンタクトホールが素
子分離領域とソース/ドレイン領域の境界に乗り上げた
場合でも、コンタクトホールの底にある材料が全てシリ
コンの単一材料であるため、エッチングは均一になさ
れ、複雑な段差は形成されない。従って、バリアメタル
の成膜時において、段差での被覆性の悪さに起因するプ
ラグ電極とバリアメタルの界面での剥がれは生じない。
Further, when etching for forming a contact hole in the interlayer insulating film, the etching is stopped within the thickness of the silicon layer by using a condition having a high selectivity with respect to silicon. Even when the contact hole runs over the boundary between the element isolation region and the source / drain region, since the material at the bottom of the contact hole is all a single material of silicon, the etching is uniform and no complicated steps are formed. Therefore, at the time of forming the barrier metal, peeling does not occur at the interface between the plug electrode and the barrier metal due to poor coverage at the step.

【0017】また、シリコンをパターニングし、選択的
にシリコン層を形成することにより、同一素子内でのゲ
ート電極−ソース/ドレイン領域間、及び各素子間の微
少リークが発生しない。
Further, by patterning silicon and selectively forming a silicon layer, a small leak does not occur between the gate electrode and the source / drain region and between the elements in the same element.

【0018】また、コンタクトホール形成後に、シリコ
ンを堆積する事により、ソース/ドレイン領域上に形成
されるコンタクトホールの底のシリサイド層が、エッチ
ングによって削られていても、コンタクトの底に積み増
されたシリコン層とバリアメタルとの反応によって生じ
る第2のシリサイド層は拡散層の深さを追い越すおそれ
が少なく、接合リークの発生を有効に防ぐ事が出来る。
Further, by depositing silicon after the formation of the contact hole, the silicide layer at the bottom of the contact hole formed on the source / drain region is added to the bottom of the contact even if it is etched away. The second silicide layer generated by the reaction between the silicon layer and the barrier metal, which is less likely to overtake the depth of the diffusion layer, can effectively prevent the occurrence of junction leak.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0020】[第1実施形態]図1〜5は、本発明の第
1実施形態に係わるソース/ドレイン領域及びゲート電
極上にシリサイド層が形成されているMISトランジス
タを有する半導体集積回路の製造工程を示す工程断面図
である。
First Embodiment FIGS. 1 to 5 show a process of manufacturing a semiconductor integrated circuit having a MIS transistor having a silicide layer formed on a source / drain region and a gate electrode according to a first embodiment of the present invention. FIG.

【0021】先ず、図1(a)に示すように、例えばp
型のシリコン基板11に素子分離絶縁膜12を形成した
後、公知の手法を用いてゲート電極13,ゲート側壁絶
縁膜14及び例えばn型のソース/ドレイン領域15を
形成する。次いで、図1(b)に示すように、シリコン
基板11上の全面に、高融点金属等の金属膜16を推積
する。次いで、図1(c)に示すように、サリサイド技
術を用いて、ゲート電極13、及びソース/ドレイン領
域15の表面にのみ選択的に数nm〜数10nm程度の
薄い第1のシリサイド層17を形成する。
First, as shown in FIG.
After the element isolation insulating film 12 is formed on the silicon substrate 11 of the mold type, the gate electrode 13, the gate sidewall insulating film 14, and the source / drain regions 15 of, for example, n-type are formed by using a known method. Next, as shown in FIG. 1B, a metal film 16 such as a refractory metal is deposited on the entire surface of the silicon substrate 11. Next, as shown in FIG. 1C, a thin first silicide layer 17 having a thickness of about several nm to several tens nm is selectively formed only on the surfaces of the gate electrode 13 and the source / drain regions 15 by using the salicide technique. Form.

【0022】次いで、図2(d)に示すように、全面に
数10nm程度の薄いアンドープのシリコン層18をC
VD(ChemicalVaporDeposition :化学気相蒸着)法、
或いはスパッタリング法を用いて堆積する。なお、シリ
コン層18としては、ポリシリコン、アモルファスシリ
コンの何れの形態であっても良い。即ち、ポリシリコ
ン、或いはアモルファスシリコンを用いると、低温での
成膜が可能になるため、成膜時にシリサイド層の凝縮等
の問題が発生しない。
Next, as shown in FIG. 2 (d), a thin undoped silicon layer 18
VD (Chemical Vapor Deposition),
Alternatively, deposition is performed using a sputtering method. Note that the silicon layer 18 may be in any form of polysilicon or amorphous silicon. That is, when polysilicon or amorphous silicon is used, film formation can be performed at a low temperature, so that a problem such as condensation of a silicide layer does not occur during film formation.

【0023】次いで、図2(e)に示すように、全面に
第1の層間絶縁膜19、第2の層間絶縁膜20を順次堆
積する。次いで、図2(f)に示すように、CMP(Ch
emicalMechanicalPolish:化学的機械的研磨)技術等の
平坦化技術を用いて、第2の層間絶縁膜20の表面を平
坦化する。
Next, as shown in FIG. 2E, a first interlayer insulating film 19 and a second interlayer insulating film 20 are sequentially deposited on the entire surface. Next, as shown in FIG.
The surface of the second interlayer insulating film 20 is flattened by using a flattening technique such as an emical mechanical polishing (chemical mechanical polishing) technique.

【0024】次いで、図3(g)に示すように、レジス
ト膜21を塗布し、フォトリソグラフィ技術を用いてレ
ジスト膜21のパターニングを行う。次いで、図3
(h)に示すように、レジスト膜21をマスク材として
RIE(ReactiveIonEtching:反応性イオンエッチン
グ)技術を用いて第2の層間絶縁膜20、第1の層間絶
縁膜19を順次エッチングする。この時のエッチング
は、シリコン層18に対して選択比の高い条件を用い、
シリコン層18でエッチングが止まるようにする。ま
た、第2の層間絶縁膜20と第1の層間絶縁膜19のエ
ッチングを別個に行うことも可能である。次いで、図3
(i)に示すように、レジスト膜21を除去し、第1の
シリサイド層17上のシリコン層18に接続するコンタ
クトホール22を形成する。
Next, as shown in FIG. 3G, a resist film 21 is applied, and the resist film 21 is patterned using a photolithography technique. Then, FIG.
As shown in (h), the second interlayer insulating film 20 and the first interlayer insulating film 19 are sequentially etched by using RIE (Reactive Ion Etching) technology using the resist film 21 as a mask material. The etching at this time uses a condition having a high selectivity with respect to the silicon layer 18.
The etching is stopped at the silicon layer 18. Further, the etching of the second interlayer insulating film 20 and the etching of the first interlayer insulating film 19 can be performed separately. Then, FIG.
As shown in (i), the resist film 21 is removed, and a contact hole 22 connected to the silicon layer 18 on the first silicide layer 17 is formed.

【0025】次いで、図4(j)に示すように、コンタ
クトホール22に埋込まれるタングステンの拡散を抑制
するために、スパッタリング法を用いて全面にバリアメ
タル23を堆積する。次いで、図4(k)に示すよう
に、熱処理を加えることにより、コンタクトホール22
の底のシリコン層18とバリアメタル23とを反応させ
て、第2のシリサイド層24を形成する。コンタクトホ
ール22の底のシリコン層18は完全にシリサイド化す
る程度に薄いため、第2のシリサイド層24は第1のシ
リサイド層17と接触し、第2のシリサイド層24と第
1のシリサイド層17との導通が得られる。
Next, as shown in FIG. 4J, a barrier metal 23 is deposited on the entire surface by sputtering to suppress the diffusion of tungsten buried in the contact hole 22. Next, as shown in FIG.
The second silicide layer 24 is formed by reacting the bottom silicon layer 18 with the barrier metal 23. Since the silicon layer 18 at the bottom of the contact hole 22 is thin enough to completely silicide, the second silicide layer 24 comes into contact with the first silicide layer 17 and the second silicide layer 24 and the first silicide layer 17 Continuity is obtained.

【0026】次いで、図5(l)に示すように、CVD
法を用いてプラグとなるタングステン膜を全面に堆積し
た後、CMP法等を用いて第2の層間絶縁膜20上のバ
リアメタル23及びタングステン膜を除去し、コンタク
トホール22内にタングステンプラグ25を埋め込み形
成する。なお、コンタクトホール22の底にのみ選択的
タングステン膜を成膜することによってタングステンプ
ラグ25を形成しても良い。次いで、図5(m)に示す
ように、そして、全面への配線金属膜の堆積,パターニ
ングを行い、金属配線26を形成する。
Next, as shown in FIG.
After a tungsten film serving as a plug is deposited on the entire surface by using a method, the barrier metal 23 and the tungsten film on the second interlayer insulating film 20 are removed by using a CMP method or the like, and a tungsten plug 25 is formed in the contact hole 22. Buried formation. The tungsten plug 25 may be formed by forming a selective tungsten film only on the bottom of the contact hole 22. Next, as shown in FIG. 5 (m), a wiring metal film is deposited on the entire surface and patterned to form a metal wiring 26.

【0027】上記実施例によれば、図3(h)に示すよ
うに、コンタクトホール22の形成時のエッチングの際
にシリコン層18との選択比が高い条件を用いてシリコ
ン層18の膜厚内でエッチングを止めることにより、合
わせずれが生じてコンタクトホール22が素子分離絶縁
膜12とソース/ドレイン領域15の境界に乗り上げた
場合でも、コンタクトホール22の底の形状は従来の工
程を経て得られたものに比べ、コンタクトホール22の
底にある材料が全てシリコン層18の単一材料であるた
め、エッチングは均一になされ、複雑な段差は形成され
ない。
According to the above embodiment, as shown in FIG. 3 (h), the thickness of the silicon layer 18 is increased by using a condition that the selectivity with the silicon layer 18 is high at the time of etching when forming the contact hole 22. Even if the contact hole 22 runs over the boundary between the element isolation insulating film 12 and the source / drain region 15 due to misalignment caused by stopping the etching in the inside, the shape of the bottom of the contact hole 22 can be obtained through a conventional process. Since the material at the bottom of the contact hole 22 is all a single material of the silicon layer 18 as compared with the one formed, the etching is made uniform and no complicated steps are formed.

【0028】従って、バリアメタルのスパッタにおける
段差での被覆性の悪さに起因するタングステンとバリア
メタルとの界面での剥がれは生じない。また、バリアメ
タルとシリコンが反応して形成される第2のシリサイド
層は、従来の工程を経て形成される第2のシリサイド層
に比べ、実質浅くなるので、シリサイド層が拡散層より
も深くなることにより生じる接合リークに対するマージ
ンは向上する。
Therefore, peeling does not occur at the interface between the tungsten and the barrier metal due to poor coverage at the step in the sputtering of the barrier metal. Further, the second silicide layer formed by the reaction between the barrier metal and silicon is substantially shallower than the second silicide layer formed through the conventional process, so that the silicide layer is deeper than the diffusion layer. Thus, the margin for the junction leak generated by the above is improved.

【0029】[第2実施形態]上記の第1の実施例は数
10nm程度の薄いアンドープのポリシリコン、或いは
アモルファスシリコンを全面に堆積している。この図5
(m)に示した構造において、同一素子内のゲート電極
とソース/ドレイン領域間、また素子分離領域により分
離された異なる素子間においてリーク電流が生じる可能
性がある。故に、これを防ぐための実施例について図面
を用いて詳細に説明する。
[Second Embodiment] In the first embodiment, a thin undoped polysilicon of about several tens of nm or amorphous silicon is deposited on the entire surface. This figure 5
In the structure shown in (m), a leak current may be generated between the gate electrode and the source / drain region in the same device or between different devices separated by the device isolation region. Therefore, an embodiment for preventing this will be described in detail with reference to the drawings.

【0030】図6〜9は、本発明の第2実施形態に係わ
るソース/ドレイン領域及びゲート電極上にシリサイド
層が形成されているMISトランジスタを有する半導体
集積回路の製造工程を示す工程断面図である。
FIGS. 6 to 9 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor integrated circuit having a MIS transistor having a silicide layer formed on a source / drain region and a gate electrode according to a second embodiment of the present invention. is there.

【0031】先ず、図1(a)〜図2(d)を用いて第
1実施形態において説明した工程と同様の工程を経て、
シリコン基板11に素子分離絶縁膜12、ゲート電極1
3、ゲート側壁絶縁膜14、ソース/ドレイン領域15
を形成し、次いで、シリコン基板11上の全面に金属膜
を堆積させ、サリサイド技術を用いて、ゲート電極1
3、及びソース/ドレイン領域15上にのみ選択的に数
nm〜数10nm程度の薄い第1のシリサイド層17を
形成する。更に、その上に、数10nm程度の薄いアン
ドープのシリコン層18を形成する。
First, through the same steps as those described in the first embodiment with reference to FIGS. 1A to 2D,
Element isolation insulating film 12 and gate electrode 1 on silicon substrate 11
3, gate sidewall insulating film 14, source / drain region 15
Is formed, and then a metal film is deposited on the entire surface of the silicon substrate 11, and the gate electrode 1 is formed using salicide technology.
3 and a thin first silicide layer 17 having a thickness of about several nm to several tens of nm is selectively formed only on the source / drain regions 15. Further, a thin undoped silicon layer 18 of about several tens nm is formed thereon.

【0032】そして、図6(a)に示すように、シリコ
ン層18上にレジスト膜31を塗布し、リソグラフィ技
術を用いてレジスト膜31のパターニングを行い、ゲー
ト電極13上及びゲート電極13に隣接した領域のシリ
コン層18を露出させる。
Then, as shown in FIG. 6A, a resist film 31 is applied on the silicon layer 18, and the resist film 31 is patterned by using a lithography technique. The exposed portion of the silicon layer 18 is exposed.

【0033】次いで、図6(b)に示すように、レジス
ト膜31をマスク材として、シリコン層18をRIE、
或いはCDE(ChemicalDryEtching)技術を用いてエッ
チングし、ゲート電極13に隣接した領域の第1のシリ
サイド層17を露出させる。次いで、図6(c)に示す
ように、レジスト膜31を除去する。このとき、シリコ
ン層18は、後に形成されるコンタクトホールの領域に
加えて、コンタクトホールの合わせずれを考慮した範囲
にのみ選択的に残る様にする。
Next, as shown in FIG. 6B, the silicon layer 18 is subjected to RIE by using the resist film 31 as a mask material.
Alternatively, the first silicide layer 17 in a region adjacent to the gate electrode 13 is exposed by etching using CDE (Chemical Dry Etching) technology. Next, as shown in FIG. 6C, the resist film 31 is removed. At this time, the silicon layer 18 is selectively left only in a range in which misalignment of the contact holes is considered in addition to a region of a contact hole to be formed later.

【0034】その後は、第1実施形態と同様に第1及び
第2の層間絶縁膜19,20の堆積(図7(d))、第
2の層間絶縁膜20の平坦化(図7(e))、レジスト
膜21のパターニング(図7(f))、コンタクトホー
ル22の形成(図8(g))、(図8(h))、バリア
メタル23の椎積(図8(i))、第2のシリサイド層
24の形成(図9(j))、タングステンプラグ25の
形成(図9(k))、金属配線26の形成(図9
(l))の工程を経て半導体装置を完成させる。
Thereafter, as in the first embodiment, the first and second interlayer insulating films 19 and 20 are deposited (FIG. 7D), and the second interlayer insulating film 20 is planarized (FIG. 7E). )), Patterning of the resist film 21 (FIG. 7 (f)), formation of the contact hole 22 (FIG. 8 (g)), (FIG. 8 (h)), accumulation of the barrier metal 23 (FIG. 8 (i)) , The formation of the second silicide layer 24 (FIG. 9 (j)), the formation of the tungsten plug 25 (FIG. 9 (k)), and the formation of the metal wiring 26 (FIG. 9).
The semiconductor device is completed through the step (l)).

【0035】上記実施形態によれば、シリコン層18の
堆積後、パターニングを施すことによって、選択的にシ
リコン層18を形成するため、上述した第1実施形態の
ような同一素子内でのゲート電極−ソース/ドレイン領
域間、及び各素子間の微少リークは発生しない。
According to the above embodiment, since the silicon layer 18 is selectively formed by patterning after the deposition of the silicon layer 18, the gate electrode in the same element as in the first embodiment described above is formed. -No minute leakage occurs between the source / drain regions and between the elements.

【0036】[第3実施形態]図10〜12は、本発明
の第3実施形態に係わるソース/ドレイン領域及びゲー
ト電極上にシリサイド層が形成されているMISトラン
ジスタを有する半導体集積回路の製造工程を示す工程断
面図である。
Third Embodiment FIGS. 10 to 12 show a process of manufacturing a semiconductor integrated circuit having a MIS transistor having a silicide layer formed on a source / drain region and a gate electrode according to a third embodiment of the present invention. FIG.

【0037】先ず、図10(a)に示すように、第1実
施形態で説明した工程と同様の工程を経て、シリコン基
板11表面に素子分離絶縁膜12、ゲート電極13、ゲ
ート側壁絶縁膜14、ソース/ドレイン領域15を形成
する。そして、ゲート電極13及びソース/ドレイン領
域15上にのみ選択的に数nm〜数10nm程度の薄い
第1のシリサイド層17を形成する。次に、第1の層間
絶縁膜19、第2の層間絶縁膜20を順次堆積した後、
CMP法等の平坦化技術を用いて第2の層間絶縁膜20
の表面を平坦にする。次に、第2の層間絶縁膜20上へ
のレジストパターンの形成、第1の層間絶縁膜19及び
第2の層間絶縁膜20のRIEエッチング、レジストパ
ターンの除去を行って、コンタクトホール22を形成す
る。
First, as shown in FIG. 10A, through the same steps as those described in the first embodiment, an element isolation insulating film 12, a gate electrode 13, and a gate side wall insulating film 14 are formed on the surface of a silicon substrate 11. , Source / drain regions 15 are formed. Then, a thin first silicide layer 17 having a thickness of several nm to several tens nm is selectively formed only on the gate electrode 13 and the source / drain regions 15. Next, after a first interlayer insulating film 19 and a second interlayer insulating film 20 are sequentially deposited,
The second interlayer insulating film 20 is formed by using a planarization technique such as a CMP method.
The surface of is flattened. Next, a contact hole 22 is formed by forming a resist pattern on the second interlayer insulating film 20, etching the first interlayer insulating film 19 and the second interlayer insulating film 20 by RIE, and removing the resist pattern. I do.

【0038】次いで、図10(b)に示すように、全面
に薄い数10nm程度のシリコン層18を堆積する。な
お、シリコン層18は、アモルファスシリコン、ポリシ
リコンの何れの形態でも良い。次いで、図10(c)に
示すように、CMP技術等を用いて第2の層間絶縁膜2
0の表面上のシリコン層18を除去し、少なくともコン
タクトホール22の底部にシリコン層18が残るように
する。
Next, as shown in FIG. 10B, a thin silicon layer 18 of several tens of nm is deposited on the entire surface. Note that the silicon layer 18 may be in any form of amorphous silicon or polysilicon. Next, as shown in FIG. 10C, the second interlayer insulating film 2 is formed by using a CMP technique or the like.
The silicon layer 18 on the surface of the contact hole 22 is removed so that the silicon layer 18 remains at least at the bottom of the contact hole 22.

【0039】次いで、図11(d)に示すように、スパ
ッタリング法を用いてコンタクトホール22全面にバリ
アメタル23を堆積する。次いで、図11(e)に示す
ように、熱処理を加えることにより、シリコン層18と
バリアメタル23とを反応させて、第2のシリサイド層
24を形成する。コンタクトホール22の底のシリコン
層18は、完全にシリサイド化する程度に薄いため、第
2のシリサイド層24と第1のシリサイド層17とが接
触し、導通が得られる。
Next, as shown in FIG. 11D, a barrier metal 23 is deposited on the entire surface of the contact hole 22 by using a sputtering method. Next, as shown in FIG. 11E, the silicon layer 18 reacts with the barrier metal 23 by applying a heat treatment to form a second silicide layer 24. Since the silicon layer 18 at the bottom of the contact hole 22 is thin enough to be completely silicided, the second silicide layer 24 and the first silicide layer 17 are in contact with each other, and conduction is obtained.

【0040】次いで、図12(f)に示すように、第2
の層間絶縁膜20上のバリアメタル23を除去すると共
にコンタクトホール22内にタングステンプラグ25を
埋め込み形成する。次いで、図12(g)に示すよう
に、全面に配線金属膜を堆積させ、パターニングを行
い、金属配線26を形成する。
Next, as shown in FIG.
The barrier metal 23 on the interlayer insulating film 20 is removed, and a tungsten plug 25 is buried in the contact hole 22. Next, as shown in FIG. 12G, a wiring metal film is deposited on the entire surface and patterned to form a metal wiring 26.

【0041】上記実施例によれば、ソース/ドレイン領
域15上に形成されるコンタクトホール22の底の第1
のシリサイド層17がエッチングによって削られていて
もポリシリコン、或いはアモルファスシリコン層をコン
タクトの底に積み増すので、その上にバリアメタルとの
反応によって生じる第2のシリサイド層は拡散層の探さ
を追い越すことがなく、接合リークを防ぐ事が出来る。
According to the above embodiment, the first contact hole 22 formed on the source / drain region 15 is formed at the bottom of the contact hole 22.
Even if the silicide layer 17 is etched away, a polysilicon or amorphous silicon layer is added to the bottom of the contact, so that the second silicide layer generated by the reaction with the barrier metal overtakes the search for the diffusion layer. And junction leakage can be prevented.

【0042】また、合わせずれが生じてコンタクトホー
ルが素子分離領域に乗り上げるように形成された場合、
コンタクトホールはソース/ドレイン領域のシリサイド
領域と、素子分離領域のSiO2 領域にまたがって形成
されるため、異なるエッチング速度でコンタクトの底面
がエッチングされ、コンタクトホールの底に段差が生じ
る。また、サリサイド構造を有し、ソース/ドレイン、
及びゲート電極上にシリサイド層がある場合、素子分離
領域の境界に近いソース/ドレイン領域端ではシリサイ
ド層が薄くなる傾向があり、コンタクトホールのエッチ
ング時にこのシリサイド層の薄い部分が掘れ易くなり、
段差が生じる。
Further, when a contact hole is formed so as to run over the element isolation region due to misalignment,
Since the contact hole is formed over the silicide region of the source / drain region and the SiO 2 region of the element isolation region, the bottom surface of the contact is etched at different etching rates, and a step is generated at the bottom of the contact hole. In addition, it has a salicide structure, and has a source / drain,
And when there is a silicide layer on the gate electrode, the silicide layer tends to be thinner at the end of the source / drain region near the boundary of the element isolation region, and the thinner portion of this silicide layer is easily dug at the time of etching the contact hole.
A step occurs.

【0043】このため、段差部での被覆性が悪いスパッ
タリング法によりコンタクト底面に直接バリアメタルを
堆積させるとバリアメタルで覆われない領域ができ、タ
ングステンプラグに対するバリア性がなくなりバリアメ
タルとの界面でタングステンが剥がれるという問題が生
じる。
For this reason, if a barrier metal is deposited directly on the bottom surface of the contact by a sputtering method having poor coverage at the stepped portion, a region not covered with the barrier metal is formed, and the barrier property against the tungsten plug is lost and the interface with the barrier metal is lost. There is a problem that the tungsten is peeled off.

【0044】しかし、本実施形態によれば、合わせずれ
が生じてコンタクトホールが素子分離領域に乗り上げる
ようにパターニングされたり、ソース/ドレイン領域の
端の第1のシリサイド層が薄く、その部分がコンタクト
ホールのエッチング時に集中的に掘れたりして、コンタ
クトホールの底に段差が生じた場合でも、コンタクトホ
ールの内壁にシリコン層を堆積させる事により素子分離
領域などのエッチングによって掘れた部分が埋まるた
め、掘れた事による段差が小さくなり、バリアメタルの
スパッタ形状が改善され、タングステンプラグとバリア
メタルの界面での剥がれによるコンタクト不良を抑制す
ることができる。また、この方法を用いる事により、コ
ンタクトホール側面にもシリコン層が残ることになる
が、電気的には特に問題ない。なお、本発明は、上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、MISトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域に限らず、他の半導体
素子を構成する拡散層にも適用することができる。ま
た、MISトランジスタのゲート電極上には、シリサイ
ド層が形成されていなくても良い。
However, according to the present embodiment, patterning is performed so that misalignment occurs and the contact hole runs over the element isolation region, or the first silicide layer at the end of the source / drain region is thin, and that portion is contacted. Even if there is a step at the bottom of the contact hole due to digging intensively during etching of the hole, since the silicon layer is deposited on the inner wall of the contact hole, the part dug by etching such as the element isolation region is filled, The step due to the excavation is reduced, the sputtered shape of the barrier metal is improved, and contact failure due to peeling at the interface between the tungsten plug and the barrier metal can be suppressed. Also, by using this method, a silicon layer remains on the side surface of the contact hole, but there is no particular problem in terms of electrical. Note that the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the invention can be applied not only to the source / drain regions of the MIS transistor but also to a diffusion layer forming another semiconductor element. Further, a silicide layer may not be formed on the gate electrode of the MIS transistor.

【0045】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することが可能である。
In addition, the present invention can be implemented in various modifications without departing from the scope of the invention.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、拡
散層上に形成した第1のシリサイド層上にコンタクトホ
ールを開口し、さらにコンタクトホールの表面に形成さ
れたバリアメタルを構成する金属元素を含む第2のシリ
サイド層をコンタクトホールの底面に形成しても、シリ
サイド層が拡散層より深く形成されることが抑制され
る。
As described above, according to the present invention, a contact hole is opened on a first silicide layer formed on a diffusion layer, and a metal constituting a barrier metal formed on the surface of the contact hole is formed. Even when the second silicide layer containing the element is formed on the bottom surface of the contact hole, formation of the silicide layer deeper than the diffusion layer is suppressed.

【0047】また、合わせズレが生じてコンタクトホー
ルが素子分離絶縁膜上に乗り上げても、コンタクトホー
ル底面での段差に起因するコンタクト不良の発生を回避
し得る。
Further, even if the misalignment occurs and the contact hole runs over the element isolation insulating film, it is possible to avoid the occurrence of a contact failure due to a step at the bottom surface of the contact hole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment.

【図2】第1実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図3】第1実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図4】第1実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図5】第1実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 5 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment.

【図6】第2実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 6 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図7】第2実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 7 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図8】第2実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 8 is a process cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図9】第2実施形態に係わる半導体装置の製造工程を
示す工程断面図。
FIG. 9 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment.

【図10】第3実施形態に係わる半導体装置の製造工程
を示す工程断面図。
FIG. 10 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment.

【図11】第3実施形態に係わる半導体装置の製造工程
を示す工程断面図。
FIG. 11 is a process sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment;

【図12】第3実施形態に係わる半導体装置の製造工程
を示す工程断面図。
FIG. 12 is a process sectional view illustrating the manufacturing process of the semiconductor device according to the third embodiment;

【図13】従来の半導体装置の製造工程を示す工程断面
図。
FIG. 13 is a process sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【図14】従来の半導体装置の製造工程を示す工程断面
図。
FIG. 14 is a process sectional view showing a manufacturing process of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板 12…素子分離絶縁膜 13…ゲート電極 14…ゲート側壁絶縁膜 15…ソース/ドレイン領域 16…金属膜 17…第1のシリサイド層 18…シリコン層 19…第1の層間絶縁膜 20…第2の層間絶縁膜 21…レジスト膜 22…コンタクトホール 23…バリアメタル 24…第2のシリサイド層 25…タングステンプラグ 26…金属配線 31…レジスト膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Silicon substrate 12 ... Element isolation insulating film 13 ... Gate electrode 14 ... Gate side wall insulating film 15 ... Source / drain region 16 ... Metal film 17 ... First silicide layer 18 ... Silicon layer 19 ... First interlayer insulating film 20 ... second interlayer insulating film 21 ... resist film 22 ... contact hole 23 ... barrier metal 24 ... second silicide layer 25 ... tungsten plug 26 ... metal wiring 31 ... resist film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松岡 史倫 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 CC01 CC05 DD04 DD84 DD99 FF14 GG09 HH04 HH08 5F040 DA00 DA20 DC01 EC01 EC07 EC13 EH02 EH07 EH08 EJ02 EJ03 FC00 FC19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Shimichi Matsuoka 8th Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term in the Toshiba Yokohama office (reference) 4M104 AA01 BB01 CC01 CC05 DD04 DD84 DD99 FF14 GG09 HH04 HH08 5F040 DA00 DA20 DC01 EC01 EC07 EC13 EH02 EH07 EH08 EJ02 EJ03 FC00 FC19

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコン基板の表面に拡散層を形成する工
程と、 前記拡散層上に選択的に第1のシリサイド層を形成する
工程と、 前記シリコン基板上に第1のシリサイド層を覆うように
アンドープのシリコン層を形成する工程と、 第1のシリサイド層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記シリコン層に対して選択比が高いエッチング条件で
前記絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、該絶縁膜に
前記シリコン層に接続するコンタクトホールを形成する
工程と、 前記コンタクトホールの少なくとも底面にバリアメタル
を形成する工程と、 熱処理を行うことで前記バリアメタルと前記シリコン層
とを反応させ、前記コンタクトホールの底面に第1のシ
リサイド層に接続する第2のシリサイド層を形成する工
程と、 前記コンタクトホール内にプラグ電極を埋め込み形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
A step of forming a diffusion layer on a surface of a silicon substrate; a step of selectively forming a first silicide layer on the diffusion layer; and a step of covering the first silicide layer on the silicon substrate. Forming an undoped silicon layer, forming an insulating film on the first silicide layer, and selectively etching a part of the insulating film under etching conditions having a high selectivity to the silicon layer. Forming a contact hole connected to the silicon layer in the insulating film; forming a barrier metal on at least a bottom surface of the contact hole; performing a heat treatment to react the barrier metal with the silicon layer. Forming a second silicide layer connected to a first silicide layer on a bottom surface of the contact hole; and forming a plug in the contact hole. Forming a buried electrode.
【請求項2】シリコン基板の表面に拡散層を形成する工
程と、 前記拡散層上に選択的に第1のシリサイド層を形成する
工程と、 第1のシリサイド層上に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、該絶縁膜に
第1のシリサイド層に接続するコンタクトホールを形成
する工程と、 前記コンタクトホールの少なくとも底面にシリコン層を
形成する工程と、 前記シリコン層上にバリアメタルを形成する工程と、 熱処理を行うことで前記バリアメタルと前記シリコン層
とを反応させ、前記コンタクトホールの底面に第1のシ
リサイド層に接続する第2のシリサイド層を形成する工
程と、 前記コンタクトホール内にプラグ電極を埋め込み形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. A step of forming a diffusion layer on a surface of a silicon substrate, a step of selectively forming a first silicide layer on the diffusion layer, and a step of forming an insulating film on the first silicide layer. A step of selectively etching a part of the insulating film to form a contact hole connected to a first silicide layer in the insulating film; and a step of forming a silicon layer on at least a bottom surface of the contact hole. Forming a barrier metal on the silicon layer; and performing heat treatment to cause the barrier metal and the silicon layer to react with each other, thereby forming a second silicide layer connected to a first silicide layer on the bottom surface of the contact hole. Forming a plug electrode in the contact hole, and forming the plug electrode in the contact hole.
【請求項3】シリコン基板に形成されたMISトランジ
スタの少なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリ
サイド層を形成する工程と、 前記シリコン基板上に、前記MISトランジスタ及び第
1のシリサイド層を覆うようにアンドープのシリコン層
を形成する工程と、 前記シリコン基板上に、前記MISトランジスタ及びシ
リコン層を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、 前記シリコン層に対して選択比が高いエッチング条件で
前記層間絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、第1の
シリサイド層上の前記シリコン層に接続するコンタクト
ホールを形成する工程と、 前記コンタクトホールの底面及び側面に沿ってバリアメ
タルを形成する工程と、 熱処理を行うことで前記バリアメタルと前記シリコン層
とを反応させ、前記コンタクトホールの底面に第1のシ
リサイド層に接続する第2のシリサイド層を形成する工
程と、 前記コンタクトホール内にプラグ電極を埋め込み形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
3. A step of forming a first silicide layer at least on a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate, and covering the MIS transistor and the first silicide layer on the silicon substrate. Forming an undoped silicon layer on the silicon substrate; forming an interlayer insulating film on the silicon substrate so as to cover the MIS transistor and the silicon layer; Selectively etching a part of the interlayer insulating film to form a contact hole connected to the silicon layer on the first silicide layer; and forming a barrier metal along the bottom and side surfaces of the contact hole. Reacting the barrier metal and the silicon layer by performing a heat treatment, Forming a second silicide layer connected to the first silicide layer on the bottom surface of Tohoru method of manufacturing a semiconductor device which comprises a step of forming the buried plug electrode in the contact hole.
【請求項4】シリコン基板に形成されたMISトランジ
スタの少なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリ
サイド層を形成する工程と、 前記シリコン基板上に、前記MISトランジスタのゲー
ト電極上を少なくとも除き、且つ第1のシリサイド層の
少なくとも一部を覆うアンドープのシリコン層を形成す
る工程と、 前記シリコン基板上に、前記MISトランジスタ及びシ
リコン層を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、 前記シリコン層に対して選択比が高いエッチング条件で
前記層間絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、第1の
シリサイド層上の前記シリコン層に接続するコンタクト
ホールを形成する工程と、 前記コンタクトホールの底面及び側面に沿ってバリアメ
タルを形成する工程と、 熱処理を行うことで前記バリアメタルと前記シリコン層
とを反応させ、前記コンタクトホールの底面に第1のシ
リサイド層に接続する第2のシリサイド層を形成する工
程と、 前記コンタクトホール内にプラグ電極を埋め込み形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
4. A step of forming a first silicide layer at least on a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate; and excluding at least a gate electrode of the MIS transistor on the silicon substrate. Forming an undoped silicon layer covering at least a part of the first silicide layer; forming an interlayer insulating film on the silicon substrate so as to cover the MIS transistor and the silicon layer; Selectively etching a part of the interlayer insulating film under an etching condition having a high selectivity to form a contact hole connected to the silicon layer on the first silicide layer; Forming a barrier metal along the side surface; Forming a second silicide layer connected to a first silicide layer on a bottom surface of the contact hole, and forming a plug electrode in the contact hole. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項5】シリコン基板に形成されたMISトランジ
スタの少なくともソース/ドレイン領域上に第1のシリ
サイド層を形成する工程と、 前記シリコン基板上に、前記MISトランジスタ及び第
1のシリサイド層を覆うように層間絶縁膜を形成する工
程と、 前記層間絶縁膜の一部を選択的にエッチングし、第1の
シリサイド層に接続するコンタクトホールを形成する工
程と、 前記コンタクトホールの底面及び側面上に沿ってシリコ
ン層を形成する工程と、 前記シリコン層の表面に沿ってバリアメタルを形成する
工程と、 熱処理を行うことで前記バリアメタルと前記シリコン層
とを反応させ、前記コンタクトホールの底面に第1のシ
リサイド層に接続する第2のシリサイド層を形成する工
程と、 前記コンタクトホール内にプラグ電極を埋め込み形成す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
5. A step of forming a first silicide layer on at least a source / drain region of a MIS transistor formed on a silicon substrate; and covering the MIS transistor and the first silicide layer on the silicon substrate. Forming an interlayer insulating film on the substrate; selectively etching a part of the interlayer insulating film to form a contact hole connected to a first silicide layer; Forming a silicon layer along the surface of the silicon layer; and performing heat treatment to cause the barrier metal and the silicon layer to react with each other, thereby forming a first layer on the bottom surface of the contact hole. Forming a second silicide layer connected to the first silicide layer, and embedding a plug electrode in the contact hole. The method of manufacturing a semiconductor device which comprises the step of write form.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20160035857A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 International Business Machines Corporation Extended contact area using undercut silicide extensions

Cited By (3)

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US20160035857A1 (en) * 2014-08-01 2016-02-04 International Business Machines Corporation Extended contact area using undercut silicide extensions
US9716160B2 (en) * 2014-08-01 2017-07-25 International Business Machines Corporation Extended contact area using undercut silicide extensions
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