JP2003179138A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2003179138A
JP2003179138A JP2002311746A JP2002311746A JP2003179138A JP 2003179138 A JP2003179138 A JP 2003179138A JP 2002311746 A JP2002311746 A JP 2002311746A JP 2002311746 A JP2002311746 A JP 2002311746A JP 2003179138 A JP2003179138 A JP 2003179138A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device in which a high-concentration Ge layer is formed on the surface of an impurity diffusion layer in contact with a wiring layer. <P>SOLUTION: A Si substrate has a first impurity diffusion layer which is formed in a specified surface layer region of a crystal region of the first conductivity type and has the opposite conductivity to the first conductivity, a second impurity diffusion layer which is formed in another specified surface layer region of the crystal region and has the same conductivity as the first conductivity, a first wiring layer which is formed for connecting the first impurity diffusion layer and a second wiring layer which is formed for connecting the second impurity diffusion layer. In this case, the surface of both the first and second impurity diffusion layers of the Si substrate which are connected to the first and second wiring layers is etched and Ge is added to the surface layer part of the first and second impurity diffusion layers. The concentration of Ge is distributed in such a way that it is almost the highest on the surface and is continuously reduced in the direction of the depth. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上に形成さ
れた不純物拡散層と配線層との接触抵抗を低減した半導
体製造装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor manufacturing apparatus in which the contact resistance between an impurity diffusion layer formed on a semiconductor substrate and a wiring layer is reduced.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の集積化には、デバイスパタ
ーンの微細化を伴う。これに従い、半導体基板上に形成
される不純物拡散層とそれに接続される配線層の接触面
積も微細化が余儀なくされている。接触面積の微細化
は、接触抵抗の増大を招き、デバイスへの負担となる。
そこで、新たな接触抵抗を低減化する対策が必要となっ
てきた。
2. Description of the Related Art The integration of semiconductor devices involves miniaturization of device patterns. Accordingly, the contact area between the impurity diffusion layer formed on the semiconductor substrate and the wiring layer connected to the impurity diffusion layer must be miniaturized. The miniaturization of the contact area leads to an increase in contact resistance, which imposes a burden on the device.
Therefore, new measures for reducing the contact resistance have become necessary.

【0003】一般に、不純物拡散層と配線層との接触抵
抗率値ρc 及び接触抵抗値RC は、以下の2式で与えら
れている。
Generally, the contact resistance value ρ c and the contact resistance value R C between the impurity diffusion layer and the wiring layer are given by the following two equations.

【0004】[0004]

【数1】ρc ∝exp{4π(εc ・m* 1/2 ・ΦB
/((ND 1/2 ・q・h)}
[Equation 1] ρ c ∝ exp {4π (ε c · m * ) 1/2 · Φ B
/ ((N D ) 1/2・ q ・ h)}

【0005】[0005]

【数2】RC = ρc /AC 上記式において、ΦB は配線材料である金属と不純物拡
散層を形成する半導体間のショットキー障壁の高さ、N
D はキャリア濃度、m* はキャリアの有効質量、εc
半導体の比誘電率、hはプランク定数、AC は接触面積
である。
[Number 2] R C = ρ c / A C In the above formula, [Phi B is the height of the Schottky barrier between the semiconductor forming the metal and the impurity diffusion layer is a wiring material, N
D is the carrier concentration, m * is the effective mass of the carrier, ε c is the relative dielectric constant of the semiconductor, h is the Planck's constant, and A C is the contact area.

【0006】上記2式より、接触抵抗値RC を下げる為
には、1)接触面積AC を拡げる、2)ショットキー障
壁高さΦB を低減する、2)キャリア濃度ND を増大す
る等の対策が考えられる。
From the above equation 2, in order to reduce the contact resistance value R C , 1) increase the contact area A C , 2) decrease the Schottky barrier height Φ B , and 2) increase the carrier concentration N D. It is possible to take measures such as

【0007】接触面積AC は微細化が進む中、むしろ減
少する方向にある。また、Si基板へ固溶する不純物濃
度に限界があること、加えて微細化に伴う不純物拡散層
のシャロー化、プロセスの低温化がさらに不純物の固溶
限界を減少させていること等を考慮すると、キャリア濃
度ND を増大することもあまり期待できない。
The contact area A C tends to decrease as miniaturization progresses. Considering that there is a limit to the concentration of impurities that form a solid solution in the Si substrate, and that the impurity diffusion layer is shallowed due to miniaturization and that the process temperature is lowered, the solid solution limit of impurities is further reduced. However, it cannot be expected that the carrier concentration N D will be increased.

【0008】ショットキー障壁高さΦB を低減させる方
法としては、配線材料にΦB の小さい金属材料を選択す
ることが考えられる。しかし、一般に金属の場合、n型
の半導体に対するショットキー障壁の小さい材料は、p
型の半導体に対して逆に高いショットキー障壁を有する
傾向がある。この性質は、次式で示される金属と半導体
の関係に起因するものである。
As a method of reducing the Schottky barrier height Φ B , it can be considered to select a metal material having a small Φ B as the wiring material. However, in general, in the case of metal, a material having a small Schottky barrier for an n-type semiconductor is p
Conversely, it tends to have a high Schottky barrier for semiconductors of the type. This property is due to the relationship between the metal and the semiconductor shown by the following equation.

【0009】[0009]

【数3】Eg ≒ ΦBn + ΦBp 上式において、Egは半導体のバンドギャップ、ΦBn
n型半導体に対するショットキー障壁の値、ΦBpはp型
半導体に対するショットキー障壁の値を示す。
In Equation 3] Eg ≒ Φ Bn + Φ Bp above equation, Eg is the semiconductor bandgap, [Phi Bn is the value of the Schottky barrier to n-type semiconductor, [Phi Bp represents the value of the Schottky barrier to the p-type semiconductor.

【0010】配線層はSiを含む不純物拡散層と接続さ
れている為、上記式のEgは、Siのバンドギャップ
1.12eVにほぼ近い値となる。例えば、配線材料に
ΦBnが0.2eVと小さい値を示すPtを選択すると、
Egは1.05eV、ΦBpは0.85eVとなる。また
Tiを選択すると、Egは1.10eV、ΦBnは、0.
50eV、ΦBpは0.60eVとなる(E.H.Rhoderick,
Metal Semiconductor Contacts ,Oxford Press,Londo
n, 1980)。
Since the wiring layer is connected to the impurity diffusion layer containing Si, Eg in the above equation has a value almost close to the band gap of Si of 1.12 eV. For example, if Pt, which has a small value of Φ Bn of 0.2 eV, is selected as the wiring material,
Eg is 1.05 eV and Φ Bp is 0.85 eV. When Ti is selected, Eg is 1.10 eV and Φ Bn is 0.
50 eV, Φ Bp becomes 0.60 eV (EHRhoderick,
Metal Semiconductor Contacts, Oxford Press, Londo
n, 1980).

【0011】多くの場合、デバイス上にはp型、n型ど
ちらの不純物拡散層も存在する。それぞれの導電型に対
してΦB を小さい値にしようとすれば、それぞれの導電
型で異なる配線材料を選択する必要があった。しかし、
工程の効率化の観点から、両方の導電型に対応できるひ
とつの材料の選択が望まれる。
In many cases, both p-type and n-type impurity diffusion layers are present on the device. In order to make Φ B small for each conductivity type, it is necessary to select different wiring materials for each conductivity type. But,
From the viewpoint of improving the efficiency of the process, it is desired to select one material that can support both conductivity types.

【0012】Geのバンドギャップは、0.67eVで
あり、Siに比較してその値はかなり小さい。よって、
配線材料と不純物拡散層の接続面に半導体であるGeを
挟むことによって、ΦBn、ΦBpを共に小さくすることが
できる。即ち、Geの使用は、どちらの導電型に対して
も、その接触抵抗を下げることを可能にする。
The band gap of Ge is 0.67 eV, which is considerably smaller than that of Si. Therefore,
Both Φ Bn and Φ Bp can be reduced by sandwiching Ge, which is a semiconductor, on the connection surface between the wiring material and the impurity diffusion layer. That is, the use of Ge makes it possible to reduce the contact resistance for both conductivity types.

【0013】これまでに半導体層と配線層の接触部分に
Geを用いたものとしては、不純物拡散層の上にスパッ
タリングや、CVD法(気相成長法)を用いてGeの単
層膜を形成する方法があった。しかし、Si膜上へのG
eの単層膜の堆積は、格子定数のミスマッチから、その
界面に電流リークの要因となる欠陥部を発生することが
ある。
In the case of using Ge in the contact portion between the semiconductor layer and the wiring layer so far, a single layer film of Ge is formed on the impurity diffusion layer by sputtering or CVD (vapor phase growth method). There was a way to do it. However, G on the Si film
The deposition of the single-layer film of e may generate a defect portion that causes a current leak at the interface due to the mismatch of lattice constants.

【0014】そこで、Ge単体ではなく、SiGe層と
してその組成を段階的、連続的に調整して用いることも
検討されている。Si/Geの組成を調整するには、C
VD法、スパッタ法を用いても可能ではあるが、イオン
注入方法を用いるとより容易に、深さ方向に連続してG
e/Si比が変化するSiGe層を形成することができ
る。
Therefore, it is also considered to use the SiGe layer by adjusting its composition stepwise and continuously instead of using Ge alone. To adjust the composition of Si / Ge, C
Although it is possible to use the VD method or the sputtering method, it is easier to use the ion implantation method, and the continuous G
A SiGe layer with varying e / Si ratio can be formed.

【0015】イオン注入方法を用いる場合は、不純物拡
散Si層に対し、Geイオンを注入して表面層にSiG
e層を形成する。マスクを用いて選択的に注入層を形成
できること、ドーズ量、イオン加速電圧等を調整するこ
とで制御性よくイオン注入深さを調整できることなどの
メリットも合わせ持つ。
When the ion implantation method is used, Ge ions are implanted into the impurity-diffused Si layer to form SiG on the surface layer.
e layer is formed. It also has the advantages that the implantation layer can be selectively formed using a mask and that the ion implantation depth can be adjusted with good controllability by adjusting the dose amount, ion acceleration voltage, and the like.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】Geをイオン注入した
不純物拡散Si層の表面には、SiGe層が形成され
る。配線との接触抵抗を低減しようとすれば接触面にお
けるGeの濃度をできるだけあげることが望ましい。S
iに対するGeの比率をあげる程、バンドギャップが低
減し、ΦB 値を小さくできるからである。
A SiGe layer is formed on the surface of an impurity-diffused Si layer into which Ge is ion-implanted. In order to reduce the contact resistance with the wiring, it is desirable to increase the Ge concentration on the contact surface as much as possible. S
This is because the band gap can be reduced and the Φ B value can be reduced as the ratio of Ge to i is increased.

【0017】しかし、イオン注入法で形成されたGeの
イオン注入層は、イオン加速電圧やドーズ量の条件の違
いで深さ方向の濃度分布は変化するものの、いずれの条
件においても表面より深い位置に高濃度ピークを持つガ
ウス型に近い濃度分布を示す。また、条件によっては、
不純物拡散層表面でのGe濃度がかなり低くなることも
ある。
However, in the Ge ion-implanted layer formed by the ion-implantation method, the concentration distribution in the depth direction changes depending on the conditions such as the ion acceleration voltage and the dose amount. Shows a Gaussian concentration distribution with a high concentration peak. Also, depending on the conditions,
The Ge concentration on the surface of the impurity diffusion layer may be considerably low.

【0018】本発明の目的は、配線層に接続される不純
物拡散層の表面に確実に高濃度Ge層が形成された半導
体装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a high concentration Ge layer is surely formed on the surface of an impurity diffusion layer connected to a wiring layer.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明の1観点によれ
ば、Si基板の第1の導電型を有する結晶領域の所定の
表層領域に形成された第1の導電型と逆の導電型を有す
る第1の不純物拡散層と、該結晶領域の他の所定の表層
領域に形成された第1の導電型と同じ導電型を有する第
2の不純物拡散層と、該第1の不純物拡散層に接続する
ように形成される第1の配線層と、該第2の不純物拡散
層に接続するように形成される第2の配線層とを有する
構成において、該第1と第2の配線層に接続される該S
i基板の該第1と第2の不純物拡散層はともに表面がエ
ッチングされており、かつ、該第1と第2の不純物拡散
層の表層部にはGeが添加されており、Geの濃度分布
は該表面においてほぼ最も高く、深さ方向に対して連続
的に減少する半導体装置が提供される。
According to one aspect of the present invention, a conductivity type opposite to a first conductivity type formed in a predetermined surface region of a crystal region having a first conductivity type of a Si substrate is provided. A first impurity diffusion layer having the same, a second impurity diffusion layer having the same conductivity type as the first conductivity type formed in another predetermined surface layer region of the crystal region, and the first impurity diffusion layer In a configuration having a first wiring layer formed so as to be connected and a second wiring layer formed so as to be connected to the second impurity diffusion layer, the first and second wiring layers are The S connected
The surfaces of both the first and second impurity diffusion layers of the i substrate are etched, and Ge is added to the surface layer portions of the first and second impurity diffusion layers to obtain a Ge concentration distribution. Is almost the highest at the surface, and the semiconductor device is continuously reduced in the depth direction.

【0020】[0020]

【作用】イオン注入されたGeは、深さ方向にガウス型
に近い濃度分布を有するので、適切な位置までエッチン
グすることで表面により高濃度のGe層を表出すること
ができる。Si結晶領域にGeが注入されている場合
は、Ge/Si比率が高い程SiGeのバンドギャップ
を小さくでき、ΦB も下げることができる。また、エッ
チングにより接続面の形状を凹型とし、側面部分によっ
て実効的に接触面積を拡げることもできる。これらは、
いずれも不純物拡散層と配線層の接触抵抗を低くする。
The ion-implanted Ge has a concentration distribution close to a Gaussian type in the depth direction, so that a Ge layer of higher concentration can be exposed on the surface by etching to an appropriate position. When Ge is implanted in the Si crystal region, the higher the Ge / Si ratio, the smaller the band gap of SiGe and the lower Φ B can be. Further, the shape of the connection surface can be made concave by etching, and the contact area can be effectively expanded by the side surface portion. They are,
Both reduce the contact resistance between the impurity diffusion layer and the wiring layer.

【0021】又、不純物のイオン注入前に行うGeイオ
ン注入は、注入領域を非晶質化する。不純物のイオン注
入は、この非晶質層に対して行う為、チャネリングが抑
制され、不純物拡散層を浅く形成できる。
Further, the Ge ion implantation performed before the impurity ion implantation makes the implanted region amorphous. Since impurity ion implantation is performed on this amorphous layer, channeling is suppressed and the impurity diffusion layer can be formed shallowly.

【0022】配線層の第1層にGeの単層膜を用いた場
合は、さらに不純物拡散層と配線層の接触抵抗を低くす
ることができる。
When a Ge single layer film is used as the first wiring layer, the contact resistance between the impurity diffusion layer and the wiring layer can be further reduced.

【0023】[0023]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。始めに第1の実施例について、その形成方
法をCMOS半導体装置の、特にnチャンネル部分を取
り出して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, a method of forming the first embodiment will be described by taking out the n-channel portion of the CMOS semiconductor device.

【0024】まず、Bが約3×1015atoms/cm
3 添加されたp型の面方位(100)のSi基板1を準
備する。図2(A)に示すように、熱酸化により基板表
面に約30nm程度のSiO2 膜2を形成した後、Bイ
オンのイオン注入を行う。この時のイオン注入条件は、
SiO2 膜2の層を貫いてイオン注入層3'を形成でき
る条件、例えばイオン加速電圧30KeV、ドーズ量
1.5×1013ions/cm2 の条件を用いる。
First, B is about 3 × 10 15 atoms / cm 3.
3 Prepared p-type Si substrate 1 having a plane orientation (100). As shown in FIG. 2A, after the SiO 2 film 2 having a thickness of about 30 nm is formed on the surface of the substrate by thermal oxidation, B ions are implanted. Ion implantation conditions at this time are
The conditions under which the ion-implanted layer 3'can be formed by penetrating the layer of the SiO 2 film 2, for example, the ion acceleration voltage of 30 KeV and the dose amount of 1.5 × 10 13 ions / cm 2 are used.

【0025】この後、例えば1150℃、240分の熱
処理を行い、イオン注入層を活性化するとともに、注入
したBを深く拡散(ドライブイン)させる。この拡散層
は、図2(B)に示すp型ウェル3を形成する。尚、S
iO2膜2は、p型ウェルと図中に記載されていないn
型ウェル形成時のイオン注入マスクとして利用される。
After that, heat treatment is performed at 1150 ° C. for 240 minutes, for example, to activate the ion-implanted layer and deeply diffuse (drive-in) the implanted B. This diffusion layer forms the p-type well 3 shown in FIG. Incidentally, S
The iO 2 film 2 is a p-type well and is not shown in the drawing.
It is used as an ion implantation mask when forming the mold well.

【0026】次に、最初のSiO2 膜2をエッチング
し、基板を再度熱酸化して新たな約15nmのSiO2
膜2aを形成する。SiO2 膜2aの上にCVD法(気
相成長法)で140nm程度の厚みのSiNx 膜を形成
する。SiNx 膜上全面にレジスト膜を形成し、露光、
現像を経てレジストマスク5を形成する。このレジスト
マスク5をエッチングマスクとしてSiNx 膜をエッチ
ングし、SiNx 膜パターン4を形成する。
Next, a first SiO 2 film 2 is etched, SiO new about 15nm and again thermally oxidized substrate 2
The film 2a is formed. A SiN x film having a thickness of about 140 nm is formed on the SiO 2 film 2a by the CVD method (vapor phase growth method). A resist film is formed on the entire surface of the SiN x film, exposed,
A resist mask 5 is formed through development. The SiN x film is etched using the resist mask 5 as an etching mask to form the SiN x film pattern 4.

【0027】図2(B)に示すように、SiNx膜パタ
ーン4およびレジストマスク5をイオン注入マスクとし
てBイオンを注入し、チャンネルストップ領域形成用の
イオン注入層6を形成する。例えば、イオン加速電圧1
00KeV、ドーズ量1.5×1013ions/cm2
の条件を用いる。この後、レジストマスクは除去する。
As shown in FIG. 2B, B ions are implanted using the SiN x film pattern 4 and the resist mask 5 as an ion implantation mask to form an ion implantation layer 6 for forming a channel stop region. For example, ion acceleration voltage 1
00 KeV, dose 1.5 × 10 13 ions / cm 2
The condition of is used. After that, the resist mask is removed.

【0028】次に、SiNx膜パターン4をマスクとし
て、熱酸化を行い、図2(C)に示すような厚さ約40
0nmのフィールド酸化膜7を形成する。この熱酸化工
程でイオン注入層6は活性化し、フィールド酸化膜の下
に高濃度p型のチャンネルストップ領域8を形成する。
この後SiNx 膜パターン4はエッチング除去する。
Next, using the SiN x film pattern 4 as a mask, thermal oxidation is performed to obtain a thickness of about 40 as shown in FIG. 2 (C).
A field oxide film 7 of 0 nm is formed. In this thermal oxidation step, the ion implantation layer 6 is activated and a high concentration p-type channel stop region 8 is formed under the field oxide film.
After that, the SiN x film pattern 4 is removed by etching.

【0029】図2(C)に示すように、フィールド酸化
膜7をイオン注入マスクとしてBのイオン注入を行い、
イオン注入層9を形成する。この時のイオン注入条件
は、薄いSiO2 膜2aは通過するが、厚いフィールド
酸化膜7を越えることができない条件を選択する。例え
ば、イオン加速電圧15KeV、ドーズ量1.5×10
12ions/cm2 といった条件である。このイオン注
入層9は、しきい値電圧制御として機能することとな
る。
As shown in FIG. 2C, field oxidation is performed.
Ion implantation of B is performed using the film 7 as an ion implantation mask,
The ion implantation layer 9 is formed. Ion implantation conditions at this time
Is thin SiO2Membrane 2a passes, but thick field
The condition that the oxide film 7 cannot be exceeded is selected. example
For example, ion acceleration voltage 15 KeV, dose amount 1.5 × 10
12ions / cm2Is the condition. This ion injection
The entrance layer 9 does not function as a threshold voltage control.
It

【0030】次にゲート電極の形成を行う。基板全面に
スパッタリングにより多結晶Si膜とWSi膜の2層膜
を例えばそれぞれ150nmづつ積層する。このような
多結晶Si膜上に金属シリサイドを形成した2層膜の構
成は、ポリサイド構造と呼ばれる。レジスト膜をWSi
膜上全面に形成し、露光、現像によりレジストマスクパ
ターンを得る。
Next, the gate electrode is formed. A two-layer film of a polycrystalline Si film and a WSi film is deposited on the entire surface of the substrate by sputtering, for example, each having a thickness of 150 nm. The structure of such a two-layer film in which metal silicide is formed on the polycrystalline Si film is called a polycide structure. The resist film is WSi
A resist mask pattern is obtained by forming on the entire surface of the film and exposing and developing.

【0031】このレジストマスクをエッチングマスクと
して、Cl2 、O2 、Heの混合ガス又は、HBr、S
6 の混合ガスを用いて、ポリサイド層およびSiO2
膜2aをドライエッチングする。不要になったレジスト
を除去すると、図3(D)で示すゲート電極11が得ら
れる。
[0031] The resist mask as an etching mask, Cl 2, O 2, He gas mixture or, HBr, S
Using a mixed gas of F 6 and the polycide layer and SiO 2
The film 2a is dry-etched. When the unnecessary resist is removed, the gate electrode 11 shown in FIG. 3D is obtained.

【0032】次に、図3(E)に示すように、フィール
ド酸化膜7とゲート電極11をイオン注入マスクとして
Pイオンをイオン注入し、極浅い領域にイオン注入層1
2を形成する。例えばこの時のイオン注入条件として
は、イオン加速電圧80KeV、ドーズ量4.0×10
13ions/cm2 、注入角度45度を用いる。このイ
オン注入層12は、LDD(Lightly doped drain )領
域を形成する。
Next, as shown in FIG. 3E, P ions are ion-implanted using the field oxide film 7 and the gate electrode 11 as an ion implantation mask, and the ion-implanted layer 1 is formed in an extremely shallow region.
Form 2. For example, the ion implantation conditions at this time are as follows: ion acceleration voltage 80 KeV, dose amount 4.0 × 10.
Use 13 ions / cm 2 and an injection angle of 45 degrees. The ion implantation layer 12 forms an LDD (Lightly doped drain) region.

【0033】続いて、全面にTEOS(テトラエトキシ
シラン)を用いたCVD法にて厚み約200nmのSi
2 膜を形成する。RIE(reactive ion etching)
を用いて、このSiO2膜をエッチングし、図3(F)
に示すようにゲート電極11の側壁のみにSiO2 領域
13を形成する。このSiO2 領域13は、一般にサイ
ドスペーサもしくは、サイドウォールオキサイド等と呼
ばれている。
Then, a Si film having a thickness of about 200 nm is formed on the entire surface by a CVD method using TEOS (tetraethoxysilane).
An O 2 film is formed. RIE (reactive ion etching)
This SiO 2 film is etched by using
As shown in, the SiO 2 region 13 is formed only on the side wall of the gate electrode 11. This SiO 2 region 13 is generally called a side spacer or a side wall oxide.

【0034】次にGeをイオン注入する工程について説
明する。従来、不純物拡散層と配線層の接触抵抗を低減
する目的で形成されたGe層、もしくはSiGe層の形
成は、不純物拡散層の形成後に行われていた。本実施例
においては、以下に説明するように、不純物拡散層の形
成工程である不純物のイオン注入工程前にGeのイオン
注入を行う。
Next, the step of implanting Ge ions will be described. Conventionally, the Ge layer or the SiGe layer formed for the purpose of reducing the contact resistance between the impurity diffusion layer and the wiring layer has been formed after the formation of the impurity diffusion layer. In this embodiment, as described below, Ge ion implantation is performed before the impurity ion implantation step which is the step of forming the impurity diffusion layer.

【0035】図4(G)に示すように、フィールド酸化
膜7、ゲート電極11さらにその両壁に形成されたサイ
ドスペーサ13をマスクとしてGeイオンのイオン注入
を行い、注入層21を形成する。イオン注入条件は、こ
の工程の後に行う不純物のイオン注入によって得られる
不純物分布深さよりGeの分布範囲が浅くなるように設
定する。例えばイオン加速電圧30〜150KeV、ド
ーズ量5.0×1013〜5.0×1015ions/cm
2 好ましくはイオン加速電圧30〜80KeV、ドーズ
量1.0〜5.0×1014ions/cm2 さらに好ま
しくはイオン加速電圧30KeV、ドーズ量2.0×1
14の条件を選択する。
As shown in FIG. 4G, Ge ions are ion-implanted by using the field oxide film 7, the gate electrode 11 and the side spacers 13 formed on both walls thereof as a mask to form an implantation layer 21. The ion implantation conditions are set so that the Ge distribution range is shallower than the impurity distribution depth obtained by the impurity ion implantation performed after this step. For example, an ion acceleration voltage of 30 to 150 KeV and a dose amount of 5.0 × 10 13 to 5.0 × 10 15 ions / cm.
2 Ion acceleration voltage 30 to 80 KeV, dose amount 1.0 to 5.0 × 10 14 ions / cm 2 More preferably, ion acceleration voltage 30 KeV, dose amount 2.0 × 1
0 14 conditions are selected.

【0036】続いて、図4(H)に示すように導電性を
付与するイオンであるPイオンをイオン注入し、イオン
注入層22を形成する。この時のイオン注入条件とし
て、例えばイオン加速電圧20KeV、ドーズ量5.0
×1015ions/cm2 、45°のイオン注入条件を
用いれば、イオン注入直後において約0.12μmの深
さの不純物分布を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 4H, P ions, which are ions that impart conductivity, are ion-implanted to form an ion-implanted layer 22. Ion implantation conditions at this time are, for example, an ion acceleration voltage of 20 KeV and a dose of 5.0.
When the ion implantation conditions of × 10 15 ions / cm 2 and 45 ° are used, an impurity distribution having a depth of about 0.12 μm is obtained immediately after the ion implantation.

【0037】この後、RTA(rapid thermal annealin
g )装置を用い、基板をN2 雰囲気で10秒で800〜
1000℃まで昇温し、この温度を10秒保持する条件
でアニールを行う。イオン注入層22の不純物が活性化
されるとともに、注入層が再結晶化され、図4(I)に
示す不純物拡散層23が形成される。
After this, RTA (rapid thermal annealin
g) Using the device, the substrate is 800 to 800 in 10 seconds in N 2 atmosphere.
Annealing is performed under the condition that the temperature is raised to 1000 ° C. and this temperature is maintained for 10 seconds. The impurities in the ion-implanted layer 22 are activated, and the implanted layer is recrystallized to form the impurity-diffused layer 23 shown in FIG. 4 (I).

【0038】本実施例で行ったように、不純物のイオン
注入前に行うGeのイオン注入は、単に不純物拡散層の
表面領域にGeの混入層を形成する為ばかりでなく、次
に説明するような不純物拡散層(接合)のシャロー化の
効果をもたらす。
The Ge ion implantation performed before the ion implantation of impurities as in the present embodiment is not only for forming a Ge mixed layer in the surface region of the impurity diffusion layer, but also as described below. This brings about the effect of shallowing the impurity diffusion layer (junction).

【0039】図6に、不純物拡散層の深さ方向における
不純物分布を示す。横軸が深さ、縦軸が導電性を付与す
る不純物濃度を示す。デバイスが高集積化していく中
で、不純物拡散層いわゆる接合のシャロー化が要求され
ている背景から、不純物分布幅はできるだけ浅いことが
望まれている。本実施例に相当する不純物イオン注入前
にGeのイオン注入を行った場合の不純物イオン注入直
後の不純物濃度分布を実線で示す。Geのイオン注入を
行わずに、結晶基板に直接不純物イオンを注入した場合
の不純物濃度分布を破線で示す。Geのイオン注入を予
め行うことにより、不純物濃度分布幅はかなり浅くな
る。
FIG. 6 shows the impurity distribution in the depth direction of the impurity diffusion layer. The horizontal axis represents depth and the vertical axis represents the concentration of impurities that impart conductivity. As devices are highly integrated, it is desired that the impurity distribution width be as shallow as possible from the background that impurity diffusion layers, so-called junctions are required to be shallow. The solid line shows the impurity concentration distribution immediately after the impurity ion implantation when Ge ion implantation is performed before the impurity ion implantation corresponding to this embodiment. The impurity concentration distribution when the impurity ions are directly implanted into the crystal substrate without the Ge ion implantation is shown by a broken line. By performing the Ge ion implantation in advance, the impurity concentration distribution width becomes considerably shallow.

【0040】不純物イオンを結晶基板に直接イオン注入
すると、注入イオンが基板原子と大きな衝突をすること
なく基板結晶格子の隙間を通り基板に深く進入するチャ
ネリングが発生する。しかし、不純物イオン注入前に行
う原子量16以上のGeのイオン注入は、基板表面を非
晶質化することができる。非晶質層には、規則的な結晶
格子が存在しない為、この非晶質層にイオン注入される
不純物のチャネリングは抑制されることになる。このよ
うに、本実施例ではGeイオン注入がPのチャネリング
を抑制し、図6で示すような浅い接合を形成しうる。
When the impurity ions are directly ion-implanted into the crystal substrate, channeling occurs in which the implanted ions penetrate deeply into the substrate through the gaps in the substrate crystal lattice without causing a large collision with the substrate atoms. However, the Ge ion implantation with an atomic weight of 16 or more performed before the impurity ion implantation can amorphize the substrate surface. Since there is no regular crystal lattice in the amorphous layer, the channeling of impurities ion-implanted into the amorphous layer is suppressed. As described above, in the present embodiment, Ge ion implantation suppresses P channeling, and a shallow junction as shown in FIG. 6 can be formed.

【0041】続けて、不純物拡散層形成後の工程につい
て説明する。図4(I)に示すように、常圧CVDを用
い、膜厚約100nmのPSG膜(フォスフォシリケー
トガラス)と、膜厚約600nmのBPSG膜(ボロン
フォスフォシリケートガラス)の2層膜を有する層間絶
縁膜24を全面に形成する。
Next, the steps after forming the impurity diffusion layer will be described. As shown in FIG. 4I, atmospheric pressure CVD is used to form a two-layer film of a PSG film (phosphosilicate glass) having a thickness of about 100 nm and a BPSG film (boron phosphosilicate glass) having a thickness of about 600 nm. The interlayer insulating film 24 is formed on the entire surface.

【0042】この後、レジスト膜を層間絶縁膜24上に
形成し、露光、現像によりレジストマスクを形成する。
このレジストマスクをエッチングマスクとし、エッチン
グをすることにより、層間絶縁膜24に不純物拡散層と
配線層の接続を行う為のコンタクトホールを形成する。
レジスト膜は、この時点もしくはこの後に続く不純物拡
散層のエッチング工程の後に除去する。
After that, a resist film is formed on the interlayer insulating film 24, and a resist mask is formed by exposure and development.
By using this resist mask as an etching mask and performing etching, a contact hole for connecting the impurity diffusion layer and the wiring layer is formed in the interlayer insulating film 24.
The resist film is removed at this point or after the subsequent step of etching the impurity diffusion layer.

【0043】さらに、図5(J)に示すように、このコ
ンタクトホールを形成した層間絶縁膜24をマスクとし
て、露出している不純物拡散層の表面をGeの高濃度領
域が表出するようにエッチングする。エッチング条件
は、例えば平行平板形のリアクティブイオンエッチング
装置を用い、トレンチエッチングが可能な条件、例えば
HBrが10〜15sccm、好ましくは12scc
m、Cl2 が25〜30sccm、好ましくは27sc
cmの混合ガスを用い、圧力が100〜150mtor
r好ましくは125mtorr、RF出力300〜50
0W、好ましくは400Wで行う。
Further, as shown in FIG. 5 (J), with the interlayer insulating film 24 having the contact hole formed as a mask, a high Ge concentration region is exposed on the exposed surface of the impurity diffusion layer. Etching. As for the etching conditions, for example, a parallel plate type reactive ion etching apparatus is used, and trench etching is possible, for example, HBr is 10 to 15 sccm, preferably 12 sccc.
m, Cl 2 is 25 to 30 sccm, preferably 27 sc
cm mixed gas, pressure 100-150 mtor
r preferably 125 mtorr, RF output 300-50
It is performed at 0 W, preferably 400 W.

【0044】図7は、不純物拡散層表面のエッチング工
程前後における、深さ方向のGeの濃度分布を示したも
のである。図7(A)は、エッチング直前におけるGe
の濃度分布を示す。基板表面よりDcの深さに最も高い
濃度Cmax を持つガウス型に近い濃度分布を有する。
FIG. 7 shows the Ge concentration distribution in the depth direction before and after the step of etching the surface of the impurity diffusion layer. FIG. 7A shows Ge just before etching.
The concentration distribution of is shown. It has a Gaussian concentration distribution having the highest concentration Cmax at the depth of Dc from the substrate surface.

【0045】エッチングする深さは、このGe濃度が最
も高くなる深さDcとするのが最も好ましい。エッチン
グ深さのコントロールは、例えばドライエッチングの場
合、Geの発光スペクトルをモニターし、最も発光強度
の上がったポイントでエッチングを終了すればよい。ま
た、予めGeの不純物分布、エッチング速度を測定し
て、エッチング時間を管理することでも対処できる。
The etching depth is most preferably the depth Dc at which the Ge concentration is highest. In the case of dry etching, for example, the etching depth can be controlled by monitoring the emission spectrum of Ge and ending the etching at the point where the emission intensity is highest. It is also possible to measure the Ge impurity distribution and the etching rate in advance and manage the etching time.

【0046】このように不純物拡散層の表面を理想的な
深さDcまでエッチングすると、図7(B)に示すよう
に、不純物拡散層の表面にGe濃度の最も高い領域を持
ってくることができる。後述するように、このエッチン
グ工程はnチャンネルと同時にpチャンネルについても
行うことができる。両チャンネルともに、不純物拡散層
の表面にGe濃度の最も高い領域を持ってくることがで
きる。
When the surface of the impurity diffusion layer is etched to the ideal depth Dc in this way, a region having the highest Ge concentration may be brought to the surface of the impurity diffusion layer as shown in FIG. 7B. it can. As will be described later, this etching process can be performed on the p-channel as well as the n-channel. Both channels can bring a region having the highest Ge concentration on the surface of the impurity diffusion layer.

【0047】さらに、図5(J)に示すようにエッチン
グされた不純物拡散層の表面部分は、凹型になってい
る。この形状により実効的に接触面積を拡げることがで
き、より接触抵抗を下げることができる。
Further, as shown in FIG. 5 (J), the surface portion of the etched impurity diffusion layer has a concave shape. With this shape, the contact area can be effectively expanded, and the contact resistance can be further reduced.

【0048】この後、図5(K)に示すように、スパッ
タリングでTiNもしくは、WSi膜等のいわゆるバリ
アメタル層31を約50nm程度形成する。続いて、例
えばAl−Si−Cu3組成よりなるAl合金層32を
スパッタリングで約800nm程度形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 5K, a so-called barrier metal layer 31 such as a TiN or WSi film is formed by sputtering to a thickness of about 50 nm. Subsequently, an Al alloy layer 32 having, for example, an Al-Si-Cu3 composition is formed by sputtering to have a thickness of about 800 nm.

【0049】基板全面にレジスト膜を形成し、露光、現
像により電極/配線パターンを有するレジストマスクを
形成する。このレジストマスクをエッチングマスクとし
て、バリアメタル層31とAl合金層32をエッチング
する。不要となったレジストを除去し、図4(L)に示
すように所望の配線を形成する。さらに、基板全面にプ
ラズマCVDを用いて、100〜500nm好ましくは
150nmの膜厚を有するPSG膜と500〜1500
nm好ましくは1000nmの膜厚を有するSiNx
からなる連続膜のパッシベーション膜33を形成する。
A resist film is formed on the entire surface of the substrate, and a resist mask having an electrode / wiring pattern is formed by exposure and development. The barrier metal layer 31 and the Al alloy layer 32 are etched using this resist mask as an etching mask. The unnecessary resist is removed, and desired wiring is formed as shown in FIG. Further, using plasma CVD on the entire surface of the substrate, a PSG film having a film thickness of 100 to 500 nm, preferably 150 nm, and 500 to 1500 are used.
A continuous film passivation film 33 made of a SiN x film having a thickness of preferably 1000 nm is formed.

【0050】基板全面にレジスト膜を形成し、露光、現
像によりボンディングパッド、スクライブライン等に対
応する開口を有するレジストマスクを形成する。このレ
ジストマスクをエッチングマスクとして、パッシベーシ
ョン膜をエッチングし、配線引出しの為のボンディング
パッド等の為の窓開けを行う。尚、図面中この窓開けは
省略してある。
A resist film is formed on the entire surface of the substrate, and a resist mask having openings corresponding to bonding pads, scribe lines, etc. is formed by exposure and development. Using this resist mask as an etching mask, the passivation film is etched, and windows are opened for bonding pads and the like for drawing out wiring. Incidentally, this window opening is omitted in the drawing.

【0051】最後に、水素雰囲気中で400℃、30分
程基板をアニールし、各種工程でのダメージにより、ゲ
ート酸化膜中に発生した電荷を中和する。上記実施例で
は、CMOSトランジスタのnチャネル部分の形成工程
のみを説明したが、CMOS作製工程の中では、もちろ
んpチャネルも形成する。両チャンネルを有するCMO
S半導体装置の断面図を図1に示した。Si結晶基板1
上のp型ウェル3上に上述したプロセスで形成されたn
チャンネル、n型ウェル41上にpチャンネルがそれぞ
れ形成される。pチャンネルを形成する場合は、nチャ
ンネル領域等の工程に不要な部分をレジストマスクで覆
いイオン注入等を行う。導電性付与イオンとしては例え
ばB、BF2 を選択して注入する。Geのイオン注入、
および不純物拡散層のエッチング等の工程は、両チャン
ネルとも共通なので、同時に行うことができる。
Finally, the substrate is annealed in a hydrogen atmosphere at 400 ° C. for about 30 minutes to neutralize the charges generated in the gate oxide film due to damage in various steps. In the above embodiment, only the process of forming the n-channel portion of the CMOS transistor has been described, but of course the p-channel is also formed in the CMOS manufacturing process. CMO with both channels
A sectional view of the S semiconductor device is shown in FIG. Si crystal substrate 1
N formed by the above-described process on the upper p-type well 3
A p-channel is formed on the channel and the n-type well 41, respectively. When forming a p-channel, a portion such as an n-channel region that is unnecessary for the process is covered with a resist mask and ion implantation or the like is performed. As the conductivity-imparting ions, for example, B or BF 2 is selected and implanted. Ge ion implantation,
Since the steps such as etching of the impurity diffusion layer and the like are common to both channels, they can be performed simultaneously.

【0052】次に、第2の実施例の形成方法について説
明する。第2の実施例は、不純物拡散層の表面エッチン
グの工程が第1の実施例と異なるものである。不純物拡
散層のアニール工程までは、第1の実施例と共通する。
不純物拡散層形成後の工程について図8を参照にして以
下に説明する。
Next, the forming method of the second embodiment will be described. The second embodiment differs from the first embodiment in the step of etching the surface of the impurity diffusion layer. The process up to the step of annealing the impurity diffusion layer is the same as that of the first embodiment.
The steps after forming the impurity diffusion layer will be described below with reference to FIG.

【0053】図8(A)に示すように、第1の実施例と
同様な工程を経て、p型ウェル層3、フィールド酸化膜
7、チャンネルストップ領域8、ゲート電極11、不純
物拡散層23等を形成した基板全面に、SiO2 膜をC
VDあるいは、スパッタリングで形成する。さらにレジ
スト膜を全面に形成し、露光、現像工程を経てレジスト
マスクを形成する。このレジストマスクをエッチングマ
スクとしてこのSiO 2 膜をドライエッチングする。ウ
ェットエッチングであってもよい。
As shown in FIG. 8A,
Through similar steps, p-type well layer 3 and field oxide film
7, channel stop region 8, gate electrode 11, impure
SiO is formed on the entire surface of the substrate on which the object diffusion layer 23 and the like are formed.2Membrane C
It is formed by VD or sputtering. Cashier
Stroke film is formed on the entire surface, exposed and developed, and then resist
Form a mask. Etch this resist mask
This SiO as a disc 2Dry etch the film. C
It may be wet etching.

【0054】こうして、不純物拡散層以外の部分、特に
ゲート電極上にSiO2 膜のエッチングマスク51を形
成する。尚、エッチングマスクの材料はSiNx 膜等で
もよい。
Thus, the etching mask 51 of the SiO 2 film is formed on the portion other than the impurity diffusion layer, especially on the gate electrode. The material of the etching mask may be a SiN x film or the like.

【0055】次に、図8(B)に示すように、基板全面
にCl2、O2、SF6、HBr等の混合ガスを用いてド
ライエッチングを行う。エッチングマスクによる被覆が
されていない不純物拡散層表面全域がエッチングされ
る。第1の実施例と同様に、Ge濃度がほぼ最も高い深
さまでエッチングする。
Next, as shown in FIG. 8B, dry etching is performed on the entire surface of the substrate using a mixed gas of Cl 2 , O 2 , SF 6 , HBr and the like. The entire surface of the impurity diffusion layer not covered with the etching mask is etched. Similar to the first embodiment, etching is performed to a depth where the Ge concentration is almost the highest.

【0056】図8(C)に示すように、基板全面に層間
絶縁膜24を形成する。エッチングマスク51は、層間
絶縁膜と同種の材料である為、特にエッチング除去する
必要はない。この後に続く、コンタクトホール、配線
層、パッシベーション膜等の形成工程は、第1の実施例
と同じ工程条件を用いる。勿論、第1の実施例で層間絶
縁膜にコンタクトホールを形成後に行う不純物拡散層の
エッチングは、すでに上記工程で行っているので省略さ
れる。図9に最終工程を経たCMOS半導体装置のnチ
ャンネル部分の断面図を示した。
As shown in FIG. 8C, an interlayer insulating film 24 is formed on the entire surface of the substrate. Since the etching mask 51 is made of the same material as the interlayer insulating film, it need not be removed by etching. Subsequent steps of forming contact holes, wiring layers, passivation films, and the like use the same process conditions as those in the first embodiment. Of course, the etching of the impurity diffusion layer performed after forming the contact hole in the interlayer insulating film in the first embodiment is omitted because it has already been performed in the above process. FIG. 9 shows a sectional view of the n-channel portion of the CMOS semiconductor device which has undergone the final step.

【0057】このように、第2の実施例では、不純物拡
散層をエッチングする際、比較的広い領域をエッチング
することになるので、トレンチエッチング条件に限定さ
れず、等方性のエッチング条件を用いることができる。
よって、ウェットエッチングを行うことも可能である。
As described above, in the second embodiment, when the impurity diffusion layer is etched, a relatively wide area is etched. Therefore, the etching condition is not limited to the trench etching condition, but an isotropic etching condition is used. be able to.
Therefore, wet etching can be performed.

【0058】尚、図8(B)に示すように、不純物拡散
層表面全体をエッチングする場合は、配線層の接続部も
平坦なものとなるが、不純物拡散層と配線の接続部分の
みが開口しているエッチングマスクを用いれば、第1の
実施例と同様に接続部に凹型のエッチング形状を形成で
き、接触面積を拡げることもできる。
As shown in FIG. 8B, when the entire surface of the impurity diffusion layer is etched, the connection portion of the wiring layer is also flat, but only the connection portion of the impurity diffusion layer and the wiring is opened. If the etching mask is used, a concave etching shape can be formed in the connection portion as in the first embodiment, and the contact area can be expanded.

【0059】また、上記エッチングは、不純物のイオン
注入直後に行うものであってもよい。この場合は、エッ
チング終了後にイオン注入層のアニールを行うこととす
る。第3の実施例について説明する。図10にそのCM
OS半導体装置のnチャンネル部の断面構造図を示す。
バリアメタル層31の下層に、配線層の第1層として、
Ge単層膜61を有する。形成方法は、前述した第1の
実施例の作成方法に準じるが、バリアメタル形成工程の
前に、スパッタリングもしくは、CVDにより数10か
ら数100ÅのGeの単層薄膜を形成する工程がこれに
加わる。この実施例においては不純物拡散層と配線層の
接続部分に確実にバンドギャプの小さいGeの層を形成
できる。
The etching may be carried out immediately after the impurity ion implantation. In this case, the ion implantation layer is annealed after the etching is completed. A third embodiment will be described. The CM in Figure 10
3 is a cross-sectional structural view of an n-channel portion of an OS semiconductor device.
Under the barrier metal layer 31, as a first layer of the wiring layer,
It has a Ge single layer film 61. The forming method is similar to the forming method of the first embodiment described above, but a step of forming a single-layer thin film of Ge of several tens to several hundred Å by sputtering or CVD is added before the barrier metal forming step. . In this embodiment, a Ge layer having a small band gap can be reliably formed at the connecting portion between the impurity diffusion layer and the wiring layer.

【0060】第4の実施例について図11を用いて説明
する。図11に示すように、図1にすでに示したCMO
S半導体装置のnチャンネル部、pチャンネル部の両側
には、フィールド酸化膜をはさみ各ウェルと配線層とを
接続するいわゆるウェルコンタクトが形成されている
(図中αで示す部分)。このウェルコンタクト部分も実
施例1に示したソース、ドレイン部分と配線層との接続
部分と同様な方法で低抵抗な接続部を形成することがで
きる。
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, the CMO already shown in FIG.
On both sides of the n-channel portion and the p-channel portion of the S semiconductor device, so-called well contacts are formed to sandwich the field oxide film and connect each well to the wiring layer (portion indicated by α in the figure). Also in this well contact portion, a low resistance connecting portion can be formed by the same method as the connecting portion between the source / drain portion and the wiring layer shown in the first embodiment.

【0061】例えば、各ウェルの表面層部分に、Geを
注入する。この後、各ウェルと同じ導電型の不純物のイ
オンドーピングを行い、さらにアニール処理を行う。こ
うしてウェル表面層に周囲のウェル濃度より高濃度の不
純物拡散層71を形成する。この後、ウェルの表面部分
をエッチングし、表面にGeの高濃度領域を表出させ
る。配線層は、コンタクトホールを介して高濃度Geの
表面層に接続される。
For example, Ge is implanted into the surface layer portion of each well. After that, ion doping of impurities of the same conductivity type as that of each well is performed, and further annealing treatment is performed. Thus, the impurity diffusion layer 71 having a higher concentration than the surrounding well concentration is formed in the well surface layer. After that, the surface portion of the well is etched to expose a high Ge concentration region on the surface. The wiring layer is connected to the surface layer of high concentration Ge through the contact hole.

【0062】ウェルコンタクトの作製は、第1の実施例
であるソース、ドレイン部分と並行して行われ、同時に
形成できるものは、同時に形成される。よって、イオン
注入条件、不純物材料、配線材料等の具体的作製条件
は、実施例1の条件と同じものを用いてよい。
The well contact is formed in parallel with the source and drain portions of the first embodiment, and those which can be formed at the same time are formed at the same time. Therefore, the specific manufacturing conditions such as the ion implantation conditions, the impurity material, and the wiring material may be the same as those in the first embodiment.

【0063】以上4つの実施例について説明したが、各
配線形成工程において、高温スパッタ法を用いたAlの
リフローや、CVD法によるW膜の作成等平坦化工程を
組み合わせてもよい。尚、本発明は上記した実施例に制
限されるものではない。例えば、種々の材料の変更、改
良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろ
う。
Although the four embodiments have been described above, each wiring forming step may be combined with a flattening step such as Al reflow using a high temperature sputtering method or W film formation by a CVD method. The present invention is not limited to the above embodiment. For example, it will be apparent to those skilled in the art that various materials can be changed, improved, combined and the like.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明によれば、Si基板中の不純物拡
散層と配線層の接触面に、Ge/Si比率の高い即ちΦ
Bn、ΦBpを小さくできる。また、その接触面を凹型と
し、実効的に接触面積を拡げることができる。これらの
効果により不純物拡散層と配線層の接触抵抗を下げるこ
ともできる。
According to the present invention, the contact surface of the impurity diffusion layer in the Si substrate and the wiring layer has a high Ge / Si ratio, that is, Φ.
Bn and Φ Bp can be reduced. In addition, the contact surface can be concave so that the contact area can be effectively expanded. Due to these effects, the contact resistance between the impurity diffusion layer and the wiring layer can be reduced.

【0065】また、同時にGeのイオン注入層は、不純
物イオン注入時におこるチャネリングを抑制し、不純物
拡散層の深さを浅くすることができる。
At the same time, the Ge ion-implanted layer can suppress channeling that occurs at the time of implanting impurity ions, and can make the depth of the impurity-diffused layer shallow.

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

【図1】本発明の第1の実施例によるCMOS半導体装
置を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a CMOS semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例によるCMOS半導体装
置の作成工程を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a CMOS semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施例によるCMOS半導体装
置の作成工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the CMOS semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1の実施例によるCMOS半導体装
置の作成工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the CMOS semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1の実施例によるCMOS半導体装
置の作成工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the CMOS semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】不純物拡散層における不純物の深さ方向の濃度
分布を示すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the concentration distribution of impurities in the impurity diffusion layer in the depth direction.

【図7】不純物拡散層におけるGeの深さ方向の濃度分
布を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the concentration distribution of Ge in the impurity diffusion layer in the depth direction.

【図8】第2の実施例によるCMOS半導体装置の作成
工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a CMOS semiconductor device according to a second embodiment.

【図9】第2の実施例によるCMOS半導体装置を示す
断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a CMOS semiconductor device according to a second embodiment.

【図10】第3の実施例によるCMOS半導体装置を示
す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a CMOS semiconductor device according to a third embodiment.

【図11】第4の実施例によるCMOS半導体装置を示
す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a CMOS semiconductor device according to a fourth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・Si基板、2、2a・・・SiO2 膜、3'・
・・イオン注入層、3・・・p型ウェル、4・・・Si
x 膜パターン、5・・・レジストマスク、6・・・イ
オン注入層、7・・・フィールド酸化膜、8・・・チャ
ンネルストップ領域、9・・・イオン注入層、11・・
・ゲート電極、12・・・イオン注入層、13・・・サ
イドスペーサ、21・・・イオン注入層、22・・・イ
オン注入層、23・・・拡散層、24・・・層間絶縁
膜、31・・・バリアメタル、32・・・Al合金、3
3・・・パッシベーション膜、41・・・n型ウェル、
51・・・エッチングマスク、61・・・Ge膜、71
・・・不純物拡散層、α・・・ウェルコンタクト。
1 ··· Si substrate, 2,2a ··· SiO 2 film, 3 '-
..Ion-implanted layer, 3 ... P-type well, 4 ... Si
Nx film pattern, 5 ... Resist mask, 6 ... Ion implantation layer, 7 ... Field oxide film, 8 ... Channel stop region, 9 ... Ion implantation layer, 11 ...
-Gate electrode, 12 ... Ion implantation layer, 13 ... Side spacer, 21 ... Ion implantation layer, 22 ... Ion implantation layer, 23 ... Diffusion layer, 24 ... Interlayer insulating film, 31 ... Barrier metal, 32 ... Al alloy, 3
3 ... passivation film, 41 ... n-type well,
51 ... Etching mask, 61 ... Ge film, 71
... Impurity diffusion layer, α ... Well contact.

フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH03 HH04 HH09 HH19 HH28 HH33 JJ01 JJ03 JJ09 JJ19 JJ28 JJ33 KK01 MM07 MM08 MM13 NN06 NN07 NN13 PP06 PP15 PP18 QQ07 QQ08 QQ09 QQ10 QQ11 QQ13 QQ16 QQ18 QQ19 QQ37 QQ58 QQ61 QQ65 QQ73 QQ75 QQ82 RR04 RR06 RR14 RR15 SS04 SS08 SS11 SS12 SS15 TT02 TT08 XX01 XX03 XX09 5F048 AA01 AC03 BA14 BB05 BB08 BC01 BC06 BC15 BD04 BE03 BF01 BF02 BF11 BF16 BG12 BH07 DA25 5F140 AA10 AA13 AA28 AB03 BA01 BC06 BE07 BF04 BF11 BF18 BG08 BG12 BG38 BG52 BG53 BH07 BH08 BH13 BH15 BH19 BH22 BH43 BJ04 BJ08 BJ10 BJ11 BJ16 BJ18 BJ20 BK02 BK13 BK14 BK21 BK22 BK23 BK25 BK29 BK30 CB01 CB02 CB08 CC01 CC05 CC07 CC08 CC12 CC13 Continued front page    F term (reference) 5F033 HH03 HH04 HH09 HH19 HH28                       HH33 JJ01 JJ03 JJ09 JJ19                       JJ28 JJ33 KK01 MM07 MM08                       MM13 NN06 NN07 NN13 PP06                       PP15 PP18 QQ07 QQ08 QQ09                       QQ10 QQ11 QQ13 QQ16 QQ18                       QQ19 QQ37 QQ58 QQ61 QQ65                       QQ73 QQ75 QQ82 RR04 RR06                       RR14 RR15 SS04 SS08 SS11                       SS12 SS15 TT02 TT08 XX01                       XX03 XX09                 5F048 AA01 AC03 BA14 BB05 BB08                       BC01 BC06 BC15 BD04 BE03                       BF01 BF02 BF11 BF16 BG12                       BH07 DA25                 5F140 AA10 AA13 AA28 AB03 BA01                       BC06 BE07 BF04 BF11 BF18                       BG08 BG12 BG38 BG52 BG53                       BH07 BH08 BH13 BH15 BH19                       BH22 BH43 BJ04 BJ08 BJ10                       BJ11 BJ16 BJ18 BJ20 BK02                       BK13 BK14 BK21 BK22 BK23                       BK25 BK29 BK30 CB01 CB02                       CB08 CC01 CC05 CC07 CC08                       CC12 CC13

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Si基板の第1の導電型を有する結晶領
域の所定の表層領域に形成された第1の導電型と逆の導
電型を有する第1の不純物拡散層と、該結晶領域の他の
所定の表層領域に形成された第1の導電型と同じ導電型
を有する第2の不純物拡散層と、該第1の不純物拡散層
に接続するように形成される第1の配線層と、該第2の
不純物拡散層に接続するように形成される第2の配線層
とを有する構成において、 該第1と第2の配線層に接続される該Si基板の該第1
と第2の不純物拡散層はともに表面がエッチングされて
おり、かつ、該第1と第2の不純物拡散層の表層部には
Geが添加されており、Geの濃度分布は該表面におい
てほぼ最も高く、深さ方向に対して連続的に減少する半
導体装置。
1. A first impurity diffusion layer having a conductivity type opposite to the first conductivity type formed in a predetermined surface layer region of the crystal region having the first conductivity type of the Si substrate, and the crystal region of the first impurity diffusion layer. A second impurity diffusion layer having the same conductivity type as the first conductivity type formed in another predetermined surface layer region, and a first wiring layer formed so as to be connected to the first impurity diffusion layer. A second wiring layer formed so as to be connected to the second impurity diffusion layer, the first of the Si substrate being connected to the first and second wiring layers.
The surfaces of both the first and second impurity diffusion layers are etched, and Ge is added to the surface layer portions of the first and second impurity diffusion layers, and the Ge concentration distribution is almost the most on the surface. A semiconductor device that is high and decreases continuously in the depth direction.
【請求項2】 該第1および第2の配線層が接続される
該第1および第2の不純物拡散層の表面が凹型にエッチ
ングされた請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the surfaces of the first and second impurity diffusion layers to which the first and second wiring layers are connected are concavely etched.
【請求項3】 該第1および第2の配線層の該第1およ
び第2の不純物拡散層に接続する側の第1層が、Ge単
層膜である請求項1もしくは2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor according to claim 1, wherein the first layer of the first and second wiring layers on the side connected to the first and second impurity diffusion layers is a Ge single layer film. apparatus.
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