JP2001015735A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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Abstract
(57)【要約】
【課題】ゲート電極上には耐熱性の高いシリサイド膜
を、拡散層上には良好な接合リーク特性が得られるシリ
サイド膜を有する半導体装置及びその製造方法の提供。 【解決手段】素子分離酸化膜で分離されたシリコン基板
に、ゲート絶縁膜、ゲートシリコン膜(図1の104)
とゲートシリコン膜により自己整合的に形成された拡散
層(図1の106)とサイドウォールとから構成される
トランジスタを有し、ゲートシリコン膜の上には第1コ
バルト膜(図1の108a)と第2コバルト膜(図1の
108b)が積層され、拡散層上には第2コバルト膜の
みが形成され、この厚みの異なるコバルト膜がシリコン
と反応することによって、ゲートシリコン上には厚いシ
リサイド膜が、拡散層上には薄いシリサイド膜が同時に
形成される。
を、拡散層上には良好な接合リーク特性が得られるシリ
サイド膜を有する半導体装置及びその製造方法の提供。 【解決手段】素子分離酸化膜で分離されたシリコン基板
に、ゲート絶縁膜、ゲートシリコン膜(図1の104)
とゲートシリコン膜により自己整合的に形成された拡散
層(図1の106)とサイドウォールとから構成される
トランジスタを有し、ゲートシリコン膜の上には第1コ
バルト膜(図1の108a)と第2コバルト膜(図1の
108b)が積層され、拡散層上には第2コバルト膜の
みが形成され、この厚みの異なるコバルト膜がシリコン
と反応することによって、ゲートシリコン上には厚いシ
リサイド膜が、拡散層上には薄いシリサイド膜が同時に
形成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法に関し、特に、半導体装置のゲート電極上およ
び拡散層上にシリサイド膜を形成するサリサイド技術を
用いて作製される半導体装置及びその製造方法に関す
る。
製造方法に関し、特に、半導体装置のゲート電極上およ
び拡散層上にシリサイド膜を形成するサリサイド技術を
用いて作製される半導体装置及びその製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置のゲート電極および拡散層上
に自己整合的にシリサイド膜を形成するシリサイド(自
己整合シリサイド:Self Align Silic
ide、サリサイド)技術においては、ゲート電極と拡
散層上に、電気抵抗が低く、かつ、安定したシリサイド
膜を形成することが重要である。このため、従来は、シ
リサイド膜の比抵抗が低く、p型およびn型の両シリコ
ンに対して適当なショットキー障壁高さを有するチタン
(Ti)を用いたサリサイド技術が採用されてきた。
に自己整合的にシリサイド膜を形成するシリサイド(自
己整合シリサイド:Self Align Silic
ide、サリサイド)技術においては、ゲート電極と拡
散層上に、電気抵抗が低く、かつ、安定したシリサイド
膜を形成することが重要である。このため、従来は、シ
リサイド膜の比抵抗が低く、p型およびn型の両シリコ
ンに対して適当なショットキー障壁高さを有するチタン
(Ti)を用いたサリサイド技術が採用されてきた。
【0003】しかしながら、従来のシリサイド膜形成方
法では、半導体装置の微細化にともなってゲート電極や
拡散層表面の不純物濃度も高くなり、さらにパターンも
微細化するため、チタンでは、特にn型拡散層上におい
て高抵抗のC49構造チタン・ダイシリサイド(TiS
i2)から、抵抗の低いC54構造チタン・ダイシリサ
イドに相転移する温度が高くなり、p型シリコン上にお
ける相転移温度との差が大きくなる。
法では、半導体装置の微細化にともなってゲート電極や
拡散層表面の不純物濃度も高くなり、さらにパターンも
微細化するため、チタンでは、特にn型拡散層上におい
て高抵抗のC49構造チタン・ダイシリサイド(TiS
i2)から、抵抗の低いC54構造チタン・ダイシリサ
イドに相転移する温度が高くなり、p型シリコン上にお
ける相転移温度との差が大きくなる。
【0004】そのため、n型拡散層にシリサイド化の熱
処理温度をあわせると、p型ゲートおよびp型拡散層上
では過剰なシリサイド反応によるpn接合リーク特性の
劣化やシリサイド膜の凝集などの問題が生じる。一方、
p型ゲートやp型拡散層にシリサイド化熱処理温度をあ
わせるとn型拡散層上ではシリサイド反応不足によるシ
リサイド膜の高抵抗化やシリサイドの薄膜化に起因する
耐熱性の低下を生じることから、ゲート電極と拡散層上
に自己整合的にシリサイド膜を形成する技術としては十
分ではなかった。
処理温度をあわせると、p型ゲートおよびp型拡散層上
では過剰なシリサイド反応によるpn接合リーク特性の
劣化やシリサイド膜の凝集などの問題が生じる。一方、
p型ゲートやp型拡散層にシリサイド化熱処理温度をあ
わせるとn型拡散層上ではシリサイド反応不足によるシ
リサイド膜の高抵抗化やシリサイドの薄膜化に起因する
耐熱性の低下を生じることから、ゲート電極と拡散層上
に自己整合的にシリサイド膜を形成する技術としては十
分ではなかった。
【0005】そこで、例えば、K. Goto et
al、 Technical Digest of I
EEE International Electro
nDevice Meeting 1995 (IED
M95)、 pp449−452.(1995)には、
チタンよりもp型シリコンとn型シリコンとの間のシリ
サイド化反応温度に差が少ないコバルト(Co)を用い
てゲート電極上および拡散層上に自己整合的にシリサイ
ド膜を選択的に形成する手法が開示されている。
al、 Technical Digest of I
EEE International Electro
nDevice Meeting 1995 (IED
M95)、 pp449−452.(1995)には、
チタンよりもp型シリコンとn型シリコンとの間のシリ
サイド化反応温度に差が少ないコバルト(Co)を用い
てゲート電極上および拡散層上に自己整合的にシリサイ
ド膜を選択的に形成する手法が開示されている。
【0006】この従来のシリサイド膜形成方法について
図3を参照して説明する。図3は、従来のシリサイド膜
形成方法を製造工程順に示す工程断面図である。
図3を参照して説明する。図3は、従来のシリサイド膜
形成方法を製造工程順に示す工程断面図である。
【0007】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板101上の所定の領域に、選択酸化(LOCOS)
法により形成した素子分離領域102、ゲート酸化膜1
03、ゲートシリコン膜104、サイドウォール10
5、100nmのn+/p接合深さを有する拡散層10
6より構成されるMOSFET(Metal Oxid
e Semiconductor Field Eff
ect Transistor、金属−酸化膜−半導体
電界効果型トランジスタ)を形成する。
基板101上の所定の領域に、選択酸化(LOCOS)
法により形成した素子分離領域102、ゲート酸化膜1
03、ゲートシリコン膜104、サイドウォール10
5、100nmのn+/p接合深さを有する拡散層10
6より構成されるMOSFET(Metal Oxid
e Semiconductor Field Eff
ect Transistor、金属−酸化膜−半導体
電界効果型トランジスタ)を形成する。
【0008】次に、図3(b)に示すように、MOSF
ETの上に、第2コバルト(Co)膜108bをスパッ
タ法により10nm程度の厚みで形成し、続いて、その
上層に窒化チタン(TiN)膜109をスパッタ法によ
り30nm程度の厚さで形成する。この窒化チタン膜1
09は、コバルトのシリサイド化熱処理時の酸化を防止
することを目的として形成されるものである。
ETの上に、第2コバルト(Co)膜108bをスパッ
タ法により10nm程度の厚みで形成し、続いて、その
上層に窒化チタン(TiN)膜109をスパッタ法によ
り30nm程度の厚さで形成する。この窒化チタン膜1
09は、コバルトのシリサイド化熱処理時の酸化を防止
することを目的として形成されるものである。
【0009】続いて、図3(c)に示すように、ランプ
急速加熱法により、窒素雰囲気中においてシリコン基板
101を550℃、30秒の第1の熱処理を施すことに
より、ゲートシリコン膜104および拡散層106の表
面部と第2コバルト膜108bとを反応させて、Coと
Siの反応層であるCoxSiy膜110(x≧y)を
ゲートシリコン膜104上と拡散層106上に自己整合
的に形成する。
急速加熱法により、窒素雰囲気中においてシリコン基板
101を550℃、30秒の第1の熱処理を施すことに
より、ゲートシリコン膜104および拡散層106の表
面部と第2コバルト膜108bとを反応させて、Coと
Siの反応層であるCoxSiy膜110(x≧y)を
ゲートシリコン膜104上と拡散層106上に自己整合
的に形成する。
【0010】そして、図3(d)に示すように、窒化チ
タン膜109および素子分離領域やサイドウォール上に
残っている未反応のコバルト膜をウエットエッチング法
により順次除去した後、ランプ急速加熱法により、窒素
雰囲気中で750〜900℃、30秒の第2の熱処理を
施して、ゲートシリコン膜104および拡散層106表
面上のCoxSiy膜110を熱的・組成的に安定で、
抵抗も低いコバルト・ダイシリサイド(CoSi2)膜
111aに相転移させる。
タン膜109および素子分離領域やサイドウォール上に
残っている未反応のコバルト膜をウエットエッチング法
により順次除去した後、ランプ急速加熱法により、窒素
雰囲気中で750〜900℃、30秒の第2の熱処理を
施して、ゲートシリコン膜104および拡散層106表
面上のCoxSiy膜110を熱的・組成的に安定で、
抵抗も低いコバルト・ダイシリサイド(CoSi2)膜
111aに相転移させる。
【0011】この手法では、チタンのかわりにコバルト
をシリサイド化金属として用い、熱処理時のコバルトの
酸化防止膜として窒化チタン膜をコバルト膜上に形成す
ることにより、上述の高濃度不純物領域におけるC49
構造チタン・ダイシリサイドからC54構造チタン・ダ
イシリサイドへの相転移温度差の上昇に起因するシリサ
イド膜の高抵抗化やシリサイド膜の凝集などの問題を解
決することができる。
をシリサイド化金属として用い、熱処理時のコバルトの
酸化防止膜として窒化チタン膜をコバルト膜上に形成す
ることにより、上述の高濃度不純物領域におけるC49
構造チタン・ダイシリサイドからC54構造チタン・ダ
イシリサイドへの相転移温度差の上昇に起因するシリサ
イド膜の高抵抗化やシリサイド膜の凝集などの問題を解
決することができる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たサリサイド技術は、ゲート上と拡散層上にほぼ同等の
膜厚のシリサイド膜を自己整合的に形成するため、多結
晶シリコンより構成されるゲート電極上のシリサイド膜
の耐熱性は、単結晶である拡散層上に形成されるシリサ
イド膜の耐熱性と比較して低くなり、デバイス自体の耐
熱性はゲート上のシリサイド膜の耐熱性により決定され
てしまうという問題が生じる。また、耐熱性を改善する
にはシリサイドの厚膜化が有効であるが、pn接合の浅
い拡散層に対してシリサイドを厚膜化すると、接合リー
ク電流が増加してしまうという問題が生じる。
たサリサイド技術は、ゲート上と拡散層上にほぼ同等の
膜厚のシリサイド膜を自己整合的に形成するため、多結
晶シリコンより構成されるゲート電極上のシリサイド膜
の耐熱性は、単結晶である拡散層上に形成されるシリサ
イド膜の耐熱性と比較して低くなり、デバイス自体の耐
熱性はゲート上のシリサイド膜の耐熱性により決定され
てしまうという問題が生じる。また、耐熱性を改善する
にはシリサイドの厚膜化が有効であるが、pn接合の浅
い拡散層に対してシリサイドを厚膜化すると、接合リー
ク電流が増加してしまうという問題が生じる。
【0013】本発明は上記問題点を鑑みてなされたもの
であり、その主たる目的は、サリサイド技術の改良に関
し、特に、ゲート電極上には耐熱性の高いシリサイド膜
を、拡散層上には良好な接合リーク特性が得られるシリ
サイド膜を有する半導体装置及びその製造方法を提供す
ることにある。
であり、その主たる目的は、サリサイド技術の改良に関
し、特に、ゲート電極上には耐熱性の高いシリサイド膜
を、拡散層上には良好な接合リーク特性が得られるシリ
サイド膜を有する半導体装置及びその製造方法を提供す
ることにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、第1の視点において、素子分離酸化膜で
分離されたシリコン基板の所定の領域に、ゲート絶縁膜
を介して形成されたシリコンからなるゲート電極と該ゲ
ート電極により自己整合的に形成された拡散層と前記ゲ
ート電極の側壁に形成されたサイドウォールとから構成
されるトランジスタを有し、前記ゲート電極及び前記拡
散層の上層には、前記ゲート電極及び前記拡散層上に形
成した金属膜をシリサイド化してなるシリサイド膜を有
する半導体装置において、前記ゲート電極上のシリサイ
ド膜が、前記拡散層上のシリサイド膜よりも厚く形成さ
れているものである。
に、本発明は、第1の視点において、素子分離酸化膜で
分離されたシリコン基板の所定の領域に、ゲート絶縁膜
を介して形成されたシリコンからなるゲート電極と該ゲ
ート電極により自己整合的に形成された拡散層と前記ゲ
ート電極の側壁に形成されたサイドウォールとから構成
されるトランジスタを有し、前記ゲート電極及び前記拡
散層の上層には、前記ゲート電極及び前記拡散層上に形
成した金属膜をシリサイド化してなるシリサイド膜を有
する半導体装置において、前記ゲート電極上のシリサイ
ド膜が、前記拡散層上のシリサイド膜よりも厚く形成さ
れているものである。
【0015】また、本発明は、第2の視点において、半
導体装置の製造方法を提供する。該製造方法は、素子分
離酸化膜で分離されたシリコン基板の所定の領域にゲー
ト酸化膜を介してシリコンよりなるゲート電極を形成
し、前記ゲート電極により自己整合的に拡散層を配設
し、前記ゲート電極の両側面に絶縁膜よりなるサイドウ
ォールを設けてトランジスタを形成した後、前記ゲート
電極上および前記拡散層上に選択的にシリサイド膜を形
成する半導体装置の製造方法において、前記シリサイド
膜を形成するに際し、(a)前記トランジスタの前記ゲ
ート電極のみが露出するように前記シリコン基板上にマ
スク膜を形成する工程と、(b)露出した前記ゲート電
極上のみに第1金属膜を選択的に形成後、前記マスク膜
を除去する工程と、(c)前記シリコン基板上に前記第
1金属膜と同一元素よりなる第2金属膜を形成する工程
と、(d)前記シリコン基板に熱処理を施し、前記ゲー
ト電極および前記拡散層と前記第1金属膜および前記第
2金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工程
と、(e)前記第1金属膜および第2金属膜の未反応部
分を除去する工程と、を少なくとも有するものである。
導体装置の製造方法を提供する。該製造方法は、素子分
離酸化膜で分離されたシリコン基板の所定の領域にゲー
ト酸化膜を介してシリコンよりなるゲート電極を形成
し、前記ゲート電極により自己整合的に拡散層を配設
し、前記ゲート電極の両側面に絶縁膜よりなるサイドウ
ォールを設けてトランジスタを形成した後、前記ゲート
電極上および前記拡散層上に選択的にシリサイド膜を形
成する半導体装置の製造方法において、前記シリサイド
膜を形成するに際し、(a)前記トランジスタの前記ゲ
ート電極のみが露出するように前記シリコン基板上にマ
スク膜を形成する工程と、(b)露出した前記ゲート電
極上のみに第1金属膜を選択的に形成後、前記マスク膜
を除去する工程と、(c)前記シリコン基板上に前記第
1金属膜と同一元素よりなる第2金属膜を形成する工程
と、(d)前記シリコン基板に熱処理を施し、前記ゲー
ト電極および前記拡散層と前記第1金属膜および前記第
2金属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工程
と、(e)前記第1金属膜および第2金属膜の未反応部
分を除去する工程と、を少なくとも有するものである。
【0016】本発明は、上記構成により、ゲート電極上
には拡散層上よりも厚い金属膜が形成されるため、金属
膜がシリサイド化して形成されるシリサイド膜の膜厚
も、ゲート電極上のほうが拡散層上よりも厚くなる。そ
のため、ゲート電極上のシリサイド膜の耐熱性を向上さ
せることができる一方、拡散層上のシリサイド膜ではp
n接合リーク特性の劣化を防ぐことができる。
には拡散層上よりも厚い金属膜が形成されるため、金属
膜がシリサイド化して形成されるシリサイド膜の膜厚
も、ゲート電極上のほうが拡散層上よりも厚くなる。そ
のため、ゲート電極上のシリサイド膜の耐熱性を向上さ
せることができる一方、拡散層上のシリサイド膜ではp
n接合リーク特性の劣化を防ぐことができる。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明に係る半導体装置は、その
好ましい一実施の形態において、素子分離酸化膜で分離
されたシリコン基板に、ゲート絶縁膜、ゲートシリコン
膜(図1の104)とゲートシリコン膜により自己整合
的に形成された拡散層(図1の106)とサイドウォー
ルとから構成されるトランジスタを有し、ゲートシリコ
ン膜の上には第1コバルト膜(図1の108a)と第2
コバルト膜(図1の108b)が積層され、拡散層上に
は第2コバルト膜のみが形成され、この厚みの異なるコ
バルト膜がシリコンと反応することによって、ゲートシ
リコン上には厚いシリサイド膜が、拡散層上には薄いシ
リサイド膜が同時に形成される。
好ましい一実施の形態において、素子分離酸化膜で分離
されたシリコン基板に、ゲート絶縁膜、ゲートシリコン
膜(図1の104)とゲートシリコン膜により自己整合
的に形成された拡散層(図1の106)とサイドウォー
ルとから構成されるトランジスタを有し、ゲートシリコ
ン膜の上には第1コバルト膜(図1の108a)と第2
コバルト膜(図1の108b)が積層され、拡散層上に
は第2コバルト膜のみが形成され、この厚みの異なるコ
バルト膜がシリコンと反応することによって、ゲートシ
リコン上には厚いシリサイド膜が、拡散層上には薄いシ
リサイド膜が同時に形成される。
【0018】
【実施例】上記した本発明の実施の形態についてさらに
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照
して以下に説明する。
【0019】[実施例1]図1を参照して、本発明の第
1の実施例に係る半導体装置及びその製造方法について
説明する。図1は、第1の実施例に係る半導体装置の製
造方法を工程順に模式的に示した工程断面図である。
1の実施例に係る半導体装置及びその製造方法について
説明する。図1は、第1の実施例に係る半導体装置の製
造方法を工程順に模式的に示した工程断面図である。
【0020】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板101上の所定の領域にシリコン酸化膜より構成さ
れる、深さ300〜400nm、幅200〜500nm
程度の溝埋め込み構造の素子分離領域102を介して、
厚さ5nm程度のゲート酸化膜103、幅100〜25
0nm、厚さ100〜150nm程度のシリコンより構
成されるゲートシリコン膜104、ゲートシリコン膜の
側壁部に設けられた幅80〜100nm程度のシリコン
酸化膜より構成されるサイドウォール105、サイドウ
ォールの両側部に設けられた拡散層106より構成され
るMOSトランジスタを既知の材料と手法を用いて形成
する。
基板101上の所定の領域にシリコン酸化膜より構成さ
れる、深さ300〜400nm、幅200〜500nm
程度の溝埋め込み構造の素子分離領域102を介して、
厚さ5nm程度のゲート酸化膜103、幅100〜25
0nm、厚さ100〜150nm程度のシリコンより構
成されるゲートシリコン膜104、ゲートシリコン膜の
側壁部に設けられた幅80〜100nm程度のシリコン
酸化膜より構成されるサイドウォール105、サイドウ
ォールの両側部に設けられた拡散層106より構成され
るMOSトランジスタを既知の材料と手法を用いて形成
する。
【0021】次に、図1(b)に示すように、フォトレ
ジストより構成される厚さ約500〜1000nmのマ
スク膜107をシリコン基板101上に形成し、異方性
エッチバックを行ってゲートシリコン膜104のみを露
出させる。続いて、例えば、無電解コバルトメッキ法に
より、露出したゲートシリコン膜104上のみに選択的
に第1コバルト(Co)膜108aを5〜10nm程度
の厚みで形成する。
ジストより構成される厚さ約500〜1000nmのマ
スク膜107をシリコン基板101上に形成し、異方性
エッチバックを行ってゲートシリコン膜104のみを露
出させる。続いて、例えば、無電解コバルトメッキ法に
より、露出したゲートシリコン膜104上のみに選択的
に第1コバルト(Co)膜108aを5〜10nm程度
の厚みで形成する。
【0022】ここで、無電解コバルトメッキに用いるメ
ッキ液としては、塩化コバルトを主成分とするもので、
これに還元剤として次亜リン酸ナトリウム、pH調整や
pH安定化を目的として酒石酸ナトリウムや塩化アンモ
ニウムなどが添加されているものが好ましく、以下の手
順に従って第1コバルト膜108aを形成することがで
きる。
ッキ液としては、塩化コバルトを主成分とするもので、
これに還元剤として次亜リン酸ナトリウム、pH調整や
pH安定化を目的として酒石酸ナトリウムや塩化アンモ
ニウムなどが添加されているものが好ましく、以下の手
順に従って第1コバルト膜108aを形成することがで
きる。
【0023】まず、シリコン基板101を、濃度0.0
1〜0.05g/リットルの塩化パラジウム(II)溶液
中に10〜30秒間程度浸漬し、シリコン基板101上
でシリコンが露出しているゲートシリコン膜104領域
のみに選択的に、1nm程度の極めて薄いパラジウム
(Pd)膜(図示せず)を析出させた後、純水にてウエ
ハを洗浄する。
1〜0.05g/リットルの塩化パラジウム(II)溶液
中に10〜30秒間程度浸漬し、シリコン基板101上
でシリコンが露出しているゲートシリコン膜104領域
のみに選択的に、1nm程度の極めて薄いパラジウム
(Pd)膜(図示せず)を析出させた後、純水にてウエ
ハを洗浄する。
【0024】なお、この処理は、触媒活性の高いパラジ
ウムをシリコン表面に析出させることによりメッキ膜の
堆積が均一に起こりやすくするためのもので、メッキ時
に清浄なシリコン基板が露出している場合には、塩化パ
ラジウム(II)溶液へのシリコン基板の浸漬処理は必ず
しも必要としない。
ウムをシリコン表面に析出させることによりメッキ膜の
堆積が均一に起こりやすくするためのもので、メッキ時
に清浄なシリコン基板が露出している場合には、塩化パ
ラジウム(II)溶液へのシリコン基板の浸漬処理は必ず
しも必要としない。
【0025】次に、50〜90℃に恒温保持した上述の
メッキ液中にシリコン基板101を浸漬し、露出してい
るゲートシリコン膜104に選択的に、第1コバルト
(Co)膜108aを5〜10nm程度の厚みで形成す
るものである。なお、薄く均一な第1コバルト膜108
aを形成するためにメッキ膜の成長速度を低く抑える必
要がある場合やマスク膜であるレジストへの影響を抑え
たい場合は、還元剤濃度を下げる、メッキ液pHを調整
する、メッキ浴を低温化する、などの措置を取ればよ
い。
メッキ液中にシリコン基板101を浸漬し、露出してい
るゲートシリコン膜104に選択的に、第1コバルト
(Co)膜108aを5〜10nm程度の厚みで形成す
るものである。なお、薄く均一な第1コバルト膜108
aを形成するためにメッキ膜の成長速度を低く抑える必
要がある場合やマスク膜であるレジストへの影響を抑え
たい場合は、還元剤濃度を下げる、メッキ液pHを調整
する、メッキ浴を低温化する、などの措置を取ればよ
い。
【0026】また、この無電解コバルトメッキ工程にお
いて、第1コバルト膜成長の選択性が低下して非選択に
なり、マスク膜107上にメッキコバルト膜が堆積した
場合でも、マスク膜を除去する際に一緒に除去できるの
で問題となることはない。更に、この第1コバルト膜1
08aの形成には、必ずしも無電解メッキ液を用いる必
要はなく、コバルトイオンを含有した溶液中に浸漬して
イオン置換により析出させることもできる。
いて、第1コバルト膜成長の選択性が低下して非選択に
なり、マスク膜107上にメッキコバルト膜が堆積した
場合でも、マスク膜を除去する際に一緒に除去できるの
で問題となることはない。更に、この第1コバルト膜1
08aの形成には、必ずしも無電解メッキ液を用いる必
要はなく、コバルトイオンを含有した溶液中に浸漬して
イオン置換により析出させることもできる。
【0027】次に、図1(c)に示すように、マスク膜
107を除去した後、スパッタ法等により第2コバルト
(Co)膜108bを10〜15nm程度の厚みで堆積
し、その上層に窒化チタン(TiN)膜109を10〜
30nm程度の厚みで形成する。この第2コバルト膜1
08bは、スパッタ法に限らず、CVD法によりその堆
積を行うことも可能であり、また、TiN膜109のか
わりにタングステン(W)膜を用いても良い。
107を除去した後、スパッタ法等により第2コバルト
(Co)膜108bを10〜15nm程度の厚みで堆積
し、その上層に窒化チタン(TiN)膜109を10〜
30nm程度の厚みで形成する。この第2コバルト膜1
08bは、スパッタ法に限らず、CVD法によりその堆
積を行うことも可能であり、また、TiN膜109のか
わりにタングステン(W)膜を用いても良い。
【0028】本実施例の方法では、ゲートシリコン膜1
04上に第1コバルト膜108aを形成した後に、ゲー
トシリコン膜104及び拡散層106上に第2コバルト
膜108bを形成しているために、この工程でゲートシ
リコン膜104上には、拡散層106上よりも厚いコバ
ルト(Co)膜が堆積されていることになる。
04上に第1コバルト膜108aを形成した後に、ゲー
トシリコン膜104及び拡散層106上に第2コバルト
膜108bを形成しているために、この工程でゲートシ
リコン膜104上には、拡散層106上よりも厚いコバ
ルト(Co)膜が堆積されていることになる。
【0029】続いて、図1(d)に示すように、ランプ
急速加熱法により、窒素雰囲気中で400〜700℃、
10〜30秒の熱処理を施し、ゲートシリコン膜104
および拡散層106と第1コバルト膜108aおよび第
2コバルト膜108bとを反応させ、CoとSiの反応
層であるCoxSiy膜110(x≧y)をゲートシリ
コン膜104および拡散層106上に形成する。この
際、ゲートシリコン膜104上には、拡散層106上よ
りも厚いCoxSiy膜が形成されることになる。
急速加熱法により、窒素雰囲気中で400〜700℃、
10〜30秒の熱処理を施し、ゲートシリコン膜104
および拡散層106と第1コバルト膜108aおよび第
2コバルト膜108bとを反応させ、CoとSiの反応
層であるCoxSiy膜110(x≧y)をゲートシリ
コン膜104および拡散層106上に形成する。この
際、ゲートシリコン膜104上には、拡散層106上よ
りも厚いCoxSiy膜が形成されることになる。
【0030】そして、図1(e)に示すように、窒化チ
タン膜109および、未反応の第1コバルト膜108a
および第2コバルト膜108bを除去した後、750〜
850℃、10〜30秒の第2の熱処理を施し、反応相
をCoSi2(コバルト・ダイシリサイド)膜111a
に変換して、本実施例の半導体装置を形成する。
タン膜109および、未反応の第1コバルト膜108a
および第2コバルト膜108bを除去した後、750〜
850℃、10〜30秒の第2の熱処理を施し、反応相
をCoSi2(コバルト・ダイシリサイド)膜111a
に変換して、本実施例の半導体装置を形成する。
【0031】上述したように、本実施例の方法によれ
ば、ゲートシリコン膜104上には拡散層106上より
も厚いコバルト膜が形成されているため、それを反映し
てCoSi2(コバルト・ダイシリサイド)膜の膜厚も
ゲートシリコン膜104上のほうが拡散層106上より
も厚くなる。そのため、ゲート電極上のシリサイド膜の
耐熱性を向上させることができる一方、拡散層上のCo
Si2膜は厚くならないためにpn接合リーク特性が劣
化することはない。
ば、ゲートシリコン膜104上には拡散層106上より
も厚いコバルト膜が形成されているため、それを反映し
てCoSi2(コバルト・ダイシリサイド)膜の膜厚も
ゲートシリコン膜104上のほうが拡散層106上より
も厚くなる。そのため、ゲート電極上のシリサイド膜の
耐熱性を向上させることができる一方、拡散層上のCo
Si2膜は厚くならないためにpn接合リーク特性が劣
化することはない。
【0032】[実施例2]次に、本発明の第2の実施例
に係る半導体装置及びその製造方法について、図2を参
照して説明する。図2は、第2の実施例に係る半導体装
置の製造方法を工程順に模式的に示した工程断面図であ
る。なお、本実施例と前記した第1の実施例との相違点
は、本実施例では、シリサイド化する第1金属膜および
第2金属膜としてニッケルを用いることを特徴とするも
のである。
に係る半導体装置及びその製造方法について、図2を参
照して説明する。図2は、第2の実施例に係る半導体装
置の製造方法を工程順に模式的に示した工程断面図であ
る。なお、本実施例と前記した第1の実施例との相違点
は、本実施例では、シリサイド化する第1金属膜および
第2金属膜としてニッケルを用いることを特徴とするも
のである。
【0033】まず、図2(a)に示すように、前記した
第1の実施例と同様の材料および手法を用いて、シリコ
ン基板101上の所定の領域に、シリコン酸化膜より構
成される、深さ300〜400nm、幅200〜500
nm程度の溝埋め込み構造の素子分離領域102を介し
て、厚さ5nm程度のゲート酸化膜103、幅100〜
250nm、厚さ100〜150nm程度のシリコンよ
り構成されるゲートシリコン膜104、ゲートシリコン
膜の側壁部に設けられた幅80〜100nm程度のシリ
コン酸化膜より構成されるサイドウォール105、サイ
ドウォールの両側部に設けられた拡散層106より構成
されるMOSトランジスタを既知の材料と手法を用いて
形成する。
第1の実施例と同様の材料および手法を用いて、シリコ
ン基板101上の所定の領域に、シリコン酸化膜より構
成される、深さ300〜400nm、幅200〜500
nm程度の溝埋め込み構造の素子分離領域102を介し
て、厚さ5nm程度のゲート酸化膜103、幅100〜
250nm、厚さ100〜150nm程度のシリコンよ
り構成されるゲートシリコン膜104、ゲートシリコン
膜の側壁部に設けられた幅80〜100nm程度のシリ
コン酸化膜より構成されるサイドウォール105、サイ
ドウォールの両側部に設けられた拡散層106より構成
されるMOSトランジスタを既知の材料と手法を用いて
形成する。
【0034】次に、図2(b)に示すように、フォトレ
ジストより構成される厚さ約500〜1000nmのマ
スク膜107をシリコン基板上に形成し、異方性エッチ
バックを行ってゲートシリコン膜104のみを露出させ
る。続いて、無電解ニッケルメッキ法により、ゲートシ
リコン膜104上のみに選択的に第1ニッケル(Ni)
膜108cを5〜10nm程度の厚みで形成する。
ジストより構成される厚さ約500〜1000nmのマ
スク膜107をシリコン基板上に形成し、異方性エッチ
バックを行ってゲートシリコン膜104のみを露出させ
る。続いて、無電解ニッケルメッキ法により、ゲートシ
リコン膜104上のみに選択的に第1ニッケル(Ni)
膜108cを5〜10nm程度の厚みで形成する。
【0035】ここで、無電解ニッケルメッキに用いるメ
ッキ液は、塩化ニッケルを主成分とし、還元剤としてジ
メチルアミンボランを用い、これにマロン酸、アンモニ
ア水などが添加されているものを使用することができ、
メッキの要領は前記した第1の実施例と同様である。ま
た、この無電解ニッケルメッキ工程において、第1ニッ
ケル膜108cの成長の選択性が低下して非選択にな
り、マスク膜107上に堆積した場合でも、マスク膜を
除去する際に一緒に除去することができるため、問題が
生じることはない。
ッキ液は、塩化ニッケルを主成分とし、還元剤としてジ
メチルアミンボランを用い、これにマロン酸、アンモニ
ア水などが添加されているものを使用することができ、
メッキの要領は前記した第1の実施例と同様である。ま
た、この無電解ニッケルメッキ工程において、第1ニッ
ケル膜108cの成長の選択性が低下して非選択にな
り、マスク膜107上に堆積した場合でも、マスク膜を
除去する際に一緒に除去することができるため、問題が
生じることはない。
【0036】次に、図2(c)に示すように、マスク膜
107を除去した後、スパッタ法等により、第2ニッケ
ル(Ni)膜108dを10〜15nm程度の厚みで堆
積する。このように、本実施例においても、ゲートシリ
コン膜104上に第1ニッケル膜108cを形成した後
に、ゲートシリコン膜104及び拡散層106上に第2
ニッケル膜108dを形成しているため、ゲートシリコ
ン膜104上には、拡散層106上よりも厚いニッケル
膜が堆積されていることになる。
107を除去した後、スパッタ法等により、第2ニッケ
ル(Ni)膜108dを10〜15nm程度の厚みで堆
積する。このように、本実施例においても、ゲートシリ
コン膜104上に第1ニッケル膜108cを形成した後
に、ゲートシリコン膜104及び拡散層106上に第2
ニッケル膜108dを形成しているため、ゲートシリコ
ン膜104上には、拡散層106上よりも厚いニッケル
膜が堆積されていることになる。
【0037】そして、図2(d)に示すように、ランプ
急速加熱法により、窒素雰囲気中で300〜500℃、
10〜30秒程度の熱処理を施し、ゲートシリコン膜1
04および拡散層106と第1ニッケル膜108cおよ
び第2ニッケル膜108dとを反応させ、NiSi(ニ
ッケル・モノシリサイド)膜111bに相転移させる。
急速加熱法により、窒素雰囲気中で300〜500℃、
10〜30秒程度の熱処理を施し、ゲートシリコン膜1
04および拡散層106と第1ニッケル膜108cおよ
び第2ニッケル膜108dとを反応させ、NiSi(ニ
ッケル・モノシリサイド)膜111bに相転移させる。
【0038】この熱処理の前にニッケルの酸化を防止す
るために、例えば、第1の実施例において示したTiN
膜等を第2ニッケル膜108d上に形成してもよいが、
その場合は、シリサイド化の熱処理を2段階で行い、第
1の熱処理終了後にTiN膜を除去する必要がある。
るために、例えば、第1の実施例において示したTiN
膜等を第2ニッケル膜108d上に形成してもよいが、
その場合は、シリサイド化の熱処理を2段階で行い、第
1の熱処理終了後にTiN膜を除去する必要がある。
【0039】この反応過程では、ゲートシリコン膜10
4上には拡散層106上よりも厚いニッケル膜が形成さ
れているため、それを反映して、NiSi(ニッケル・
モノシリサイド)膜の膜厚もゲートシリコン膜104上
のほうが厚くなる。そのため、ゲート電極上のシリサイ
ド膜の耐熱性を向上させることができる一方、拡散層上
のNiSi膜は厚くならないため、pn接合リーク特性
が劣化することはない。
4上には拡散層106上よりも厚いニッケル膜が形成さ
れているため、それを反映して、NiSi(ニッケル・
モノシリサイド)膜の膜厚もゲートシリコン膜104上
のほうが厚くなる。そのため、ゲート電極上のシリサイ
ド膜の耐熱性を向上させることができる一方、拡散層上
のNiSi膜は厚くならないため、pn接合リーク特性
が劣化することはない。
【0040】なお、本発明において、シリサイド膜の材
料として、コバルト又はニッケルを用いた実施例につい
て記載したが、本発明は上記各実施例に限定されるもの
ではなく、ゲートシリコン膜の特性を維持しつつ相当の
温度処理においてシリサイド化反応を生じる材料であれ
ばよいことは明らかである。
料として、コバルト又はニッケルを用いた実施例につい
て記載したが、本発明は上記各実施例に限定されるもの
ではなく、ゲートシリコン膜の特性を維持しつつ相当の
温度処理においてシリサイド化反応を生じる材料であれ
ばよいことは明らかである。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
あらかじめゲートシリコン膜上にシリサイド化する金属
を選択的に堆積し、続いて基板全面にシリサイド化する
金属を堆積した後、熱処理を行うため、ゲート電極上に
は厚いシリサイド膜を、拡散層上には薄いシリサイド膜
を、同時にかつ自己整合的に形成することができる。従
って、高い耐熱性と良好な接合リーク特性を同時に満足
する半導体装置を形成することができるという効果を奏
する。
あらかじめゲートシリコン膜上にシリサイド化する金属
を選択的に堆積し、続いて基板全面にシリサイド化する
金属を堆積した後、熱処理を行うため、ゲート電極上に
は厚いシリサイド膜を、拡散層上には薄いシリサイド膜
を、同時にかつ自己整合的に形成することができる。従
って、高い耐熱性と良好な接合リーク特性を同時に満足
する半導体装置を形成することができるという効果を奏
する。
【0042】なお、本発明は上記各実施例に限定され
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。
ず、本発明の技術思想の範囲内において、各実施例は適
宜変更され得ることは明らかである。
【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の製造
工程を模式的に示す工程断面図である。
工程を模式的に示す工程断面図である。
【図2】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の製造
工程を模式的に示す工程断面図である。
工程を模式的に示す工程断面図である。
【図3】従来の半導体装置の製造工程を模式的に示す工
程断面図である。
程断面図である。
101 シリコン基板 102 素子分離領域 103 ゲート酸化膜 104 ゲートシリコン膜 105 サイドウォール 106 拡散層 107 マスク膜 108a 第1コバルト膜 108b 第2コバルト膜 108c 第1ニッケル膜 108d 第2ニッケル膜 109 窒化チタン膜 110 CoxSiy膜 111a CoSi2膜 111b NiSi膜
Claims (9)
- 【請求項1】素子分離酸化膜で分離されたシリコン基板
の所定の領域に、ゲート絶縁膜を介して形成されたシリ
コンからなるゲート電極と該ゲート電極により自己整合
的に形成された拡散層と前記ゲート電極の側壁に形成さ
れたサイドウォールとから構成されるトランジスタを有
し、前記ゲート電極及び前記拡散層の上層には、前記ゲ
ート電極及び前記拡散層上に形成した金属膜をシリサイ
ド化してなるシリサイド膜を有する半導体装置におい
て、 前記ゲート電極上のシリサイド膜が、前記拡散層上のシ
リサイド膜よりも厚く形成されている、ことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】前記ゲート電極上の金属膜が、前記拡散層
上の金属膜よりも厚く形成されている、ことを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項3】前記ゲート電極及び前記拡散層上に形成さ
れる金属膜が、コバルト又はニッケルのいずれかを含
む、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装
置。 - 【請求項4】素子分離酸化膜で分離されたシリコン基板
の所定の領域にゲート酸化膜を介してシリコンよりなる
ゲート電極を形成し、前記ゲート電極により自己整合的
に拡散層を配設し、前記ゲート電極の両側面に絶縁膜よ
りなるサイドウォールを設けてトランジスタを形成した
後、前記ゲート電極上および前記拡散層上に選択的にシ
リサイド膜を形成する半導体装置の製造方法において、 前記シリサイド膜を形成するに際し、 (a)前記トランジスタの前記ゲート電極のみが露出す
るように前記シリコン基板上にマスク膜を形成する工程
と、 (b)露出した前記ゲート電極上のみに第1金属膜を選
択的に形成後、前記マスク膜を除去する工程と、 (c)前記シリコン基板上に前記第1金属膜と同一元素
よりなる第2金属膜を形成する工程と、 (d)前記シリコン基板に熱処理を施し、前記ゲート電
極および前記拡散層と前記第1金属膜および前記第2金
属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工程と、 (e)前記第1金属膜および第2金属膜の未反応部分を
除去する工程と、を少なくとも有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】素子分離酸化膜で分離されたシリコン基板
の所定の領域にゲート酸化膜を介してシリコンよりなる
ゲート電極を形成し、前記ゲート電極により自己整合的
に拡散層を配設し、前記ゲート電極の両側面に絶縁膜よ
りなるサイドウォールを設けてトランジスタを形成し、
前記ゲート電極上および前記拡散層上に選択的にシリサ
イド膜を形成する半導体装置の製造方法において、 前記シリサイド膜を形成するに際し、 (a)前記トランジスタの前記ゲート電極のみが露出す
るように前記シリコン基板上にマスク膜を形成する工程
と、 (b)露出した前記ゲート電極上のみに第1金属膜を選
択的に形成後、前記マスク膜を除去する工程と、 (c)前記シリコン基板上に前記第1金属膜と同一元素
よりなる第2金属膜を形成する工程と、 (d)前記第2金属膜上に第3金属膜を形成する工程
と、 (e)前記シリコン基板に熱処理を施し、前記ゲート電
極および前記拡散層と前記第1金属膜および前記第2金
属膜とを反応させ、シリサイド膜を形成する工程と、 (f)前記第3金属膜ならびに前記第1金属および第2
金属膜の未反応部分を除去する工程と、を少なくとも有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項6】前記第3金属膜が、窒化チタン又はタング
ステンのいずれかを含むことを特徴とする請求項5記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】前記第1金属膜および前記第2金属膜が、
コバルト又はニッケルのいずれかを含むことを特徴とす
る請求項4乃至6のいずれか一に記載の半導体装置の製
造方法。 - 【請求項8】前記マスク膜がフォトレジストよりなり、
前記第1金属膜が無電解メッキ法により形成されること
を特徴とする請求項4乃至7のいずれか一に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項9】前記第2金属膜がスパッタ法又は化学的気
相成長法により形成されることを特徴とする請求項4乃
至8のいずれか一に記載の半導体装置の製造方法。
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JP11182648A JP2001015735A (ja) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | 半導体装置及びその製造方法 |
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JPWO2005112089A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2008-03-27 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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US7317204B2 (en) * | 2005-01-13 | 2008-01-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Test structure of semiconductor device |
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- 1999-06-29 JP JP11182648A patent/JP2001015735A/ja active Pending
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2000
- 2000-06-02 US US09/585,272 patent/US6413807B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPWO2005112089A1 (ja) * | 2004-05-17 | 2008-03-27 | 富士通株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
KR100690923B1 (ko) | 2005-09-15 | 2007-03-09 | 삼성전자주식회사 | 금속 실리사이드막 형성 방법 및 이를 이용한 반도체소자의 제조 방법 |
JP5449326B2 (ja) * | 2009-03-31 | 2014-03-19 | Jx日鉱日石金属株式会社 | ショットキー接合fetの製造方法 |
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