JP2010114449A - シリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を調製する方法 - Google Patents

シリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を調製する方法 Download PDF

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Abstract

【課題】抵抗率が低いままで、高温での相安定性、及び高温でのモルホロジーに関する膜安定性の両方を有する、シリコンを含む基板からニッケルモノシリサイドを含む層を製造するための方法を提供する。
【解決手段】a)シリコンを含む前記基板の厚さの一部に、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素を組み込む工程;b)工程a)にて得られた基板上に、ニッケル層並びにPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の層、又はニッケルとPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む層を堆積させる工程;c)任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層を形成させるために加熱する工程;d)c)にて得られた前記層にフッ素を組み込む工程;及びe)任意に、d)にて記載された層を、全体がニッケルモノシリサイドの含む層に転化するために加熱する工程。からなる。
【選択図】なし

Description

本発明は、例えば半導体構造の一部であるシリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を調製する方法に関し、この層は高温(例えば約700℃の温度)にて相安定性、モルホロジーに関する膜安定性、さらには低い抵抗率を有するニッケルモノシリサイドNiSiを含む。
この方法は特に、シリコン部分を含むMOSトランジスタのような電子半導体デバイスの製造に適用されるが、こうしたデバイスには、シリサイド層が、種々のシリコン部分間、例えばMOSトランジスタのソース及びドレイン間の接触抵抗を低減するために、及びその部分と相互接続レベルとを接続させるために特に必要とされる。
さらにより詳細には、この方法は、本発明の方法によって得られるニッケルモノシリサイドを含む層を含む下層トランジスタレベルと、ゲルマニウム系トランジスタのような上層トランジスタレベルとを含む半導体電子デバイスの製造に適用できる。
前述したように、シリコン系半導体デバイスの種々の部分間、例えばトランジスタのソースとドレインとの間の接触抵抗を制限するために、シリサイド層をそのシリコンデバイスに組み込むことは重要な場合がある。
こうした状況で使用される主なシリサイドは、チタンジシリサイドTiSi、コバルトジシリサイドCoSi及びニッケルシリサイドNiSiであり、他のシリサイドと比較した場合にその低い形成温度、低い抵抗率、及びそれを形成するのに必要とされるシリコン消費量が少ないことから、サブ65nm技術にはニッケルシリサイドNiSiが特に好ましい。
しかし、ニッケルモノシリサイドNiSiは、次の欠点を有する:
−600℃付近の温度及びそれ以上の温度にてNiSi層と下層のシリコン区域間にデウェッティングが生じ(NiSi層は、凝集物に転化されることによってその膜特性を失う)、こうしてシリサイド−シリコン接触の深刻な劣化を生じるという限りにおいて、低い熱安定性;
−さらに、約750℃を超える温度では、ニッケルモノシリサイドNiSiのニッケルジシリサイドNiSiへの相変化が生じ、後者では、新たに形成されたNiSi相及び下層のシリコン区域間の表面ラフネスが大きいため、その層の抵抗率、及びその層と下層のSi区域との接触の質の劣化が増す。
種々のアニーリング温度(それぞれ、曲線aでは550℃、曲線bでは600℃、曲線cでは650℃、及び曲線dでは700℃)を適用した時間t(分単位)の関数としてのNiSiの膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)を示すグラフである図3から明らかなように、NiSiの膜抵抗は、アニーリング温度の上昇によって顕著に増大する。故に、シリサイドNiSiは、550℃で25分間の処理後では変化しないが、600℃では2分以内に膜抵抗が顕著に増大する。この膜抵抗の増大は、膜のモルホロジーの変化(凝集による)を反映したものであり、従って膜は600℃を超えるいかなる温度においても、その低い抵抗率での接触という役割を果たすことができない。故に、ニッケルモノシリサイドNiSiを、600℃を超える処理温度を必要とするアーキテクチャに使用するのは不可能である。
NiSiのデウェッティングの問題を解決し、NiSiの形成を遅らせるために、種々の解決策が提案されており、それは:
−ニッケル中に合金元素を添加すること(この合金元素はNiSiに可溶性である);及び/又は
−シリサイドNiSiに不溶性の元素を添加すること
からなる。
故に、非特許文献1及び2は、Pt、Pd及びRh、特に白金Ptのような可溶性元素の添加が、特にPtについては850℃未満にてNiSiの形成を防止するために役立つことが示されている。白金Ptは特に、NiSiと下層のシリコンとの間の反応を促進し、それによってNiSiの核形成温度を上昇させることによって、NiSiの形成を遅らせるように作用する。NiSiの核形成を遅らせるその役割とは別に、白金はまた、NiSiの凝集を遅らせるようにも作用する。層をデウェッティングし難くするために、PtのNiSiへの添加によりメッシュパラメータを増大させ、シリサイドのテクスチャを改変する。
また、非特許文献3及び4にはまた、W、Ti、Ta、Mo、Crのような元素は、これらの元素が存在しない場合よりも高い温度に、NiSiの凝集(又は換言すればNiSi膜のデウェッティング)を遅らせるように働き、これら組み込まれた元素は、NiSi粒子の形成中にその境界に分配されることが示されている。
しかし、上述の元素を添加することによって、NiSi膜の抵抗率は一般に増大し、それは、この種の膜の目的が、特にこの膜の下層にある元素間の直列抵抗を減少するということにあるとすれば逆効果である。
Mangelinckら、Applied Physics Letters,75(1999),1736 Chengら、Journal of Vacuum Science Technology A18(2000),1776 Detavernierら、Electrochemical Society Transactions3(2006)13 Deduytscheら、Journal of Applied Physics101(2007)
故に、抵抗率が低いままで、高温での相安定性(すなわちNiSiからNiSiへの相変化がない)、及び高温でのモルホロジーに関する膜安定性(すなわち膜のデウェッティングがない)の両方を有する、シリコンを含む基板からニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を製造するための方法が真に必要とされている。
特に、本発明の要旨は次の通りである:
(1)次の工程を連続的に含む、シリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を製造する方法:
a)シリコンを含む前記基板の厚さの一部に、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素を組み込む工程;
b)工程a)にて得られた基板上に、ニッケル層並びにPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の層、又はニッケルとPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む層を堆積させる工程;
c)任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層を形成させるために十分な温度での加熱工程;
d)c)にて得られた前記層にフッ素を組み込む工程;及び
e)任意に、d)に記載の層を、全体がニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層に転化するのに十分な温度に加熱する工程。
(2)前記組み込み工程a)がイオン注入により行なわれる、上記(1)に従う方法。
(3)前記組み込み工程が10nm〜40nmの前記基板厚さにて行なわれる、上記(1)及び(2)のいずれか1つに従う方法。
(4)工程a)にて組み込まれる前記元素が、前記基板のシリコン原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在する、上記(1)から(3)のいずれか1つに従う方法。
(5)工程a)にて組み込まれる前記元素がタングステンである、上記(1)から(4)のいずれか1つに従う方法。
(6)ニッケルが、ニッケルとPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との総原子の少なくとも90原子%を占める、上記(1)から(5)のいずれか1つに従う方法。
(7)工程b)が100℃未満の温度で行なわれる、上記(1)から(6)のいずれか1つに従う方法。
(8)前記加熱工程c)が200℃〜600℃の温度にて行なわれる、上記(1)〜(7)のいずれか1つに従う方法。
(9)フッ素の組み込み工程がイオン注入により行なわれる、上記(1)から(8)のいずれか1つに従う方法。
(10)上記(1)から(9)のいずれか1つに従う方法によって得ることのできるシリコンを含む基板上のニッケルモノシリサイドNiSiを含む層であって、この層がさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素
を含む、層。
(11)W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される前記元素が、前記基板のシリコン原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在する、上記(10)に従う層。
(12)10nm〜40nmの厚さを有する上記(10)及び(11)のいずれか1つに従う層。
(13)ニッケルモノシリサイドのニッケルが、ニッケルとPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される前記元素との総原子の少なくとも90原子%を占める、上記(10)から(12)のいずれか1つに従う層。
(14)電子デバイスを製造する方法であって:
−前記デバイスの構成エレメントを調製する工程であって、前記構成エレメントの少なくとも1つがシリコンで構成される工程と;
−各シリコン構成エレメント上に、上記(1)から(9)のいずれか1つに従う方法の実施によって得られるニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を堆積させる工程と
を連続的に含む方法。
(15)前記デバイスがMOSトランジスタである、上記(14)に従う方法。
(16)少なくとも1つのシリコン構成エレメントを含む電子デバイスであって、前記エレメントが、上記(1)から(9)のいずれか1つに従って記載される方法によって得ることができるニッケルモノシリサイドNiSiを含む層によって覆われており、前記層がさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素
を含む、電子デバイス。
(17)MOSトランジスタである、上記(16)に記載の電子デバイスであって、上記(16)に記載のニッケルモノシリサイドを含む層で覆われた前記シリコン構成エレメントが、ソース、ドレイン及びグリッドである、電子デバイス。
(18)異なる導電性を有するトランジスタを含むMOSタイプの三次元集積回路を製造する方法であって、前記トランジスタが、第1及び第2多層半導体層にてそれぞれ形成され、前記方法が連続的に:
−シリコン半導体層に形成された少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベルを製造する工程と;
−前記トランジスタの前記シリコン部分にニッケルモノシリサイドを含む層を堆積させる工程であって、前記部分がソース、ドレイン及びグリッドであり、前記層が、上記(1)から(9)のいずれか1つに従って記載される方法の実施によって得られるニッケルモノシリサイドNiSiを含む、工程と;
−ゲルマニウム半導体層を第1のレベルに転写することにより前記第1レベル上に第2レベルを構成する工程と;
−前記第2レベルにて、ゲルマニウム半導体層に少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを製造する工程と、
を含む、方法。
(19)シリコン半導体層に形成される少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベルと;
前記トランジスタの前記シリコン部分にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層であって、この部分がソース、ドレイン及びグリッドであり、前記層が、上記(1)から(9)のいずれか1つに従って記載される方法により得ることができるニッケルモノシリサイドNiSiを含み、前記層がさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素
を含む層と;
前記第1のレベル上に、少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを含むゲルマニウム半導体層を含む第2のレベルと
を含むMOSタイプの三次元集積回路。
(20)W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素と、Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む、ニッケルモノシリサイドNiSiを含む層の膜抵抗を減少させるためのフッ素元素の使用。
本発明は、抵抗率が低いままで、高温での相安定性(すなわちNiSiからNiSiへの相変化がない)、及び高温でのモルホロジーに関する膜安定性(すなわち膜のデウェッティングがない)の両方を有する、シリコンを含む基板からニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を製造するための方法を提供する。
MOSトランジスタの断面図を示し、その特定部分において、本発明の方法によって得られるニッケルモノシリサイドを含む層を含む。 n−MOSトランジスタを含む第1のレベルと、p−MOSトランジスタを含む第2レベルとを含む装置の断面図を示す。 種々のアニーリング温度を適用した場合(それぞれ曲線aでは550℃、曲線bでは600℃、曲線cでは650℃、及び曲線dでは700℃)の、時間t(分単位)の関数としてのNiSiの膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)を示すグラフである。
種々の膜NiSi(曲線a)、NiSi+F(曲線b)、NiSi+W(曲線c)及びNiSi+W+F(曲線d)について、600℃にて、時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)の変動を示すグラフである。 種々の膜NiSi(曲線a)、NiSi+F(曲線b)、NiSi+W(曲線c)及びNiSi+W+F(曲線d)について、600℃にて、時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)の変動を示すグラフである。 種々の膜について、650℃にて、時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)の変動を示すグラフである: 種々の膜について、650℃にて、時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/sqで示されるΩ/平方単位)の変動を示すグラフである: −図5aについては、NiSi(曲線a)、NiSi+F(曲線b)、NiSi+W(曲線c)及びNiSi+W+F(曲線d); −図5bについては、Ni(Pt)Si(曲線a)、W+Ni(Pt)Si(曲線b)及びW+Ni(Pt)Si+F(曲線c)。
故に、本発明者らは、上述の必要性を満たすように作用する一連の工程及び成分を含む方法を、思いがけず見出した。
第1の目的に従って、故に本発明は、連続的に次の工程を含む、シリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を製造する方法に関する:
a)シリコンを含む前記基板の厚さの一部に、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素を組み込む工程;
b)工程a)にて得られた基板上に、ニッケル層並びにPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の層、又はニッケルとPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む層を堆積させる工程;
c)任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層を形成させるために十分な温度に加熱する工程;
d)c)にて得られた前記層にフッ素を組み込む工程;及び
e)任意に、d)にて記載された層を、全体がニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層に転化するのに十分な温度に加熱する工程。
故に、この一連の工程が、以下に関連する問題を解決する:
−NiSiを含む層が高温(例えば約700℃)に曝される場合に、その層の凝集体への転化を、特にW、Ti、Ta、Mo及びCrから選択される元素をこの層に存在させることにより解決する;
−この層が、高温(例えば約700℃)に曝される場合にNiSiがNiSiに転化するのを、特にこの層中にPt、Pd及びRh及びこれらの混合物から選択される元素を存在させることで、NiSi核形成温度を、こうした元素が存在しない場合よりも高温にシフトさせて解決する;
−2種類の上述元素を組み込むことによる層の抵抗の増大を、こうした抵抗増大を補うように作用する元素(特にフッ素)の添加によって解決する。
上述の方法における一連の工程に関して、上述の元素それぞれの効果が得られるように適切に行なわれることが重要である。
上述の種をNiSiへ導入することにより上述の利点を与えることができることは、全く予期できない。実際、ある系における幾つかの種の微量での挙動は、その種の系への導入によりその熱動力学的平衡が変化するので、依然として予測が困難である。例として、こうした機構は、Darkenの実験により非常に明確に示されており、その実験では、同量の炭素を初期にFe(C)/FeSi(C)対の二相に存在させている。系は平衡状態にあるように見えるが、炭素は、シリコンの存在により二相間に不均一な様式で再分配される。
従って、この方法の第1の工程は、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素を、シリコンを含む基板の厚さの一部に組み込む工程からなる。
シリコンを含む基板はシリコン区域を含む基板を意味し、これは、この基板が二酸化ケイ素の絶縁区域のようなシリコンでない区域を含有し得るという事実を排除しない。
シリコンを含む基板は、例えばこの方法がMOSトランジスタの製造のために行なわれる場合に、いずれもシリコンで構成された、トランジスタのチャンネル、ソース及び/又はドレインに対応していてもよい。
上述の元素を組み込む工程a)は、イオン注入によって従来通り行なうことができる。
実際には、イオン注入の場合、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素がシリコンを含む基板の厚さに浸透するように、シリコンを含む基板をそれら元素のイオンビームに供する。この技術では、加速電圧の調節によりイオン束及びこの基板厚さへの前記イオンの浸透深さを調節することによって、シリコンを含む基板の厚さに組み込まれるべき元素の量を調節できる。
注入エネルギーは、注入されるべき元素及び処理されるべきシリコンの厚さによって調節される。例えば、ドーズ量は、注入されるべき厚さ20nmに対して5×1013at/cm〜1×1015at/cmに設定される。
通常、上述の元素が組み込まれるシリコンを含む基板の厚さは、得られるべきニッケルモノシリサイドNiSiを含む層の厚さに対応し、この厚さは、通常10nm〜40nmである。
元素含量は、通常、形成されるシリサイドのシリコンに対するデウェッティングを防ぐように選択されるが、この含量は、形成するニッケルモノシリサイドNiSiの抵抗率及び下層のシリコンとの接触抵抗の低下を妨げる程に高くはない。
第1の工程a)に組み込まれる元素は、基板のシリコン原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在するのが有利である。
有利なことに、第1工程に組み込まれる元素は、タングステン元素である。
工程a)が終了したら、本発明の方法は、堆積工程b)の実施の前に、基板表面の洗浄工程を含んでいてもよい。洗浄目的は、可能ならばシリコン表面を覆う二酸化ケイ素SiOを除去することであり、この酸化物が存在することで、シリサイド化が妨げられ易い。それは、元々の酸化物又はイオン注入工程の前に堆積した酸化物のいずれかに関連し得る。
任意の洗浄工程後又は洗浄が必要でない場合、組み込み工程a)の後、本発明の方法は、a)にて得られた前記基板上に、ニッケル層並びにPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の層、又はニッケルとPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む層を堆積させる工程を含む。
ニッケル元素は、ニッケルシリサイドNiSiの構成の一部となることを目的とする元素である。
Pt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素は、NiSi相が形成される場合にその相を安定化して、特にNiSiを含む層が高温(例えば700℃の温度)に供される場合に、高い抵抗率を有するとともに、大きなシリコン消費量(NiSiの場合の1.5倍以上)を必要とするといった欠点を有するNiSiの形成を妨げる一方で、NiSiの凝集も妨げることを目的とする。
堆積が2つの別個の層を用いて行なわれるか、2つの元素を含む単一の層を用いて行なわれるかに拘わらず、Ni元素は、少なくとも90原子%(すなわち、Ni、堆積元素Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物を含む総原子の少なくとも90%)を占めるのが有利であるが、Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素は、原子総数の10原子%以下(すなわち、Ni、堆積元素Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物を含む総原子の10%以下)を占めるのが有利である。
2つの層又は単一層(後者は2つの元素を含む)の堆積は、いずれかの種類の金属層堆積技術によって行なうことができる。
例えば、以下を挙げることができる:
−化学気相堆積法(CVD);
−カソードスパッタリング;
−電子ビーム蒸発;
−原子層堆積(ALD);
−無電解堆積(電流入力がない)。
より詳細には、例として単一層の堆積に関して、こうした堆積は、ニッケル及びその他の元素(すなわち、Pd、Pt、Rh又はこれらの混合物)を含む合金ターゲットをスパッタリングすることによって、又は2つの別個のターゲット:ニッケルターゲット及び他の元素(すなわち、Pd、Pt、Rh又はこれらの混合物)のターゲットの同時コスパッタリングによって、行なうことができる。
例として2つの層の堆積に関して、こうした堆積は、ニッケル層を堆積させた後、他の元素(すなわち、Pd、Pt、Rh又はこれらの混合物)の層を堆積することによって行なうことができる。
堆積工程は、特に堆積中シリサイドの早発形成を防止するために、100℃未満の温度にて行なうのが有利である。
1又は複数の層の厚さは、1nm〜100nm、好ましくは5nm〜20nmであってもよい。
次いで、本発明の方法は、ニッケルがシリコンと反応して、少なくとも一部がニッケルモノシリサイドであり得るニッケルシリサイドを形成するのに十分な温度に加熱する工程を含む。
理論に束縛されないが、この工程中、形成過程のシリサイドに不溶性のW、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素は、シリサイドの粒子境界に放出されることによって、機械的作用によりシリサイドの良好な挙動を確実にする。この第1の熱処理工程の終了時、形成されたシリサイドは、NiSi及びニッケルがより豊富な他のシリサイドの混合物となり得る。
加熱工程は、急速と言われる熱プロセス(「急速熱処理」(RTP)としても知られる)によって行なうことができる。
特定の種類の急速熱処理としては、ランプ式急速熱アニーリング(RTA)(その処理時間は一般に数十秒から数分である)、スパイクRTA又はフラッシュRTAタイプのアニーリングを挙げることができる。これらの超急速アニーリングは、スパイクアニーリングの場合の数秒から、フラッシュアニーリングの場合の数ミリ秒までの範囲の処理時間に対応する。
有利なことに、加熱工程は、アルゴンAr又は窒素Nのような不活性ガスを含む雰囲気下で行なわれる。
この加熱工程は、例えば1nm〜100nmの金属層厚さに関して、数秒画分(特に加熱がスパイクアニーリングによって行なわれる場合)から10分間に及ぶ期間中、200℃〜600℃の温度にて行なうことができる。金属層の厚さは一般に、5nm〜15nmの間で変動し、温度は300℃〜450℃の間、期間は30秒〜2分の間で変更される。
この加熱工程の終了時、こうして得られた層は、任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイド、及びさらにW、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素及びPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素を含む。
金属層が堆積した基板上にて、この基板がシリコン区域以外の区域、例えば金属酸化物の誘電区域を含む場合、加熱工程の終了時に、未反応金属がシリコン区域以外の区域に存在する可能性がある。
この場合、本発明の方法は、この区域から金属を除去する工程を含んでいてもよく、この除去工程は、形成されたシリサイドに対して金属だけを選択的に除去できる溶液に基板を接触させる工程で構成できる。
例えば、基板が、ニッケルシリサイドの層が形成されているシリコン区域と、未反応金属層(Pd+Ni)で覆われたシリカ区域とを含む場合、除去工程は、シリサイドから金属を選択的にエッチングするための溶液と基板とを接触させる工程で構成されてもよい。ニッケルの場合、HSO/H/HO混合物が一般に使用される。
上述の加熱工程中にシリサイドが形成されたら、本発明の方法は、工程c)にて得られたニッケルシリサイドを含む層にフッ素を組み込む工程を含む。
このフッ素元素は、W及びPtのような金属元素の添加によって生じた抵抗率及び接触抵抗の変化を補うのに重要である。
シリサイド層にフッ素を添加することには、二重の効果がある:
−形成されたニッケルシリサイドNiSiの抵抗率の低下;
−形成されたNiSiの安定化。
この組み込み工程は、通常、フッ素のイオン注入によって行なわれる。
有利なことに、注入されたフッ素の全量が、シリサイド層に含まれなければならない。故に、注入エネルギーは、フッ素がシリサイド層にだけ限定されるように設定される。注入ドーズ量は、1×1013at/cm〜1×1015at/cmの範囲であってもよい。
この工程d)の終了時、こうして得られた層が、任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイド、並びにさらにフッ素、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素及びPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素を含む。
最後に、本発明の方法は、第1の加熱工程が、層全体に存在するニッケルシリサイドを、完全にニッケルモノシリサイドNiSiに転化するのに十分でない場合に、工程d)にて得られた層に存在するニッケルシリサイドの全てをニッケルモノシリサイドNiSiに転化するのに十分な加熱温度にて第2の加熱工程を含んでいてもよい。
さらに、この加熱工程は、先の工程中でフッ素の注入によって生じた欠点(非晶質化)を排除し、シリサイド層にフッ素を均一に分配するように作用し得る。
第1の加熱工程について、加熱工程は、急速熱処理(RTP)によって行なわれてよい。
特定の種類の急速熱処理としては、第1の加熱工程にて上述したような、ランプ式急速熱アニーリング(RTA)又はスパイクアニーリングを挙げることができる。有利なことに、加熱工程は、アルゴンAr又は窒素Nのような不活性ガスを含む雰囲気下で行なわれる。
この加熱工程は、例えば、1nm〜100nmの金属層厚さに関して、数秒画分(特に加熱がスパイクアニーリングによって行なわれる場合)から、10分間に及ぶ期間中、350℃〜600℃の温度にて行なうことができる。金属層の厚さは一般に、5nm〜15nmの間で変動し、温度は300℃〜450℃の間、時間は30秒〜2分の間で変動する。一般に、この第2の加熱工程中に適用される温度は、第1の工程中に適用される温度より高い。
本発明はまた、先に規定された方法によって得られるシリコンを含む基板上のニッケルモノシリサイドNiSiを含む層に関し、この層はさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素;
を含み、この層は、10nm〜40nmの厚さを有し得る。
W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素は、基板のSi原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在するのが有利である。
有利なことに、ニッケルモノシリサイドのニッケルは、ニッケルとPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との総原子の少なくとも90原子%を占める。
製造方法の文脈にて既に記載した層の他の特徴的要素も、この場合に有効である。
先に述べたように、本発明の方法によって得られたニッケルモノシリサイドNiSiを含む層は、シリコン区域を覆うので、MOSトランジスタのようなシリコンの半導体区域を含む電子デバイスのような電子デバイスに適用できる。
故に、本発明は電子デバイスの製造方法に関することができ、この方法は:
−デバイスの構成エレメントを調製する工程であって、この構成エレメントの少なくとも1つがシリコンで構成される工程;
−各シリコン構成エレメント上に、上記で規定された方法の実施により得られるニッケルモノシリサイドを含む層を堆積させる工程
を連続的に含む。
電子デバイスは、ドレイン、ソース、グリッドのようなシリコンの構成エレメントを含むMOSトランジスタであってもよい。
本発明はまた、少なくとも1つのシリコン構成エレメントを含む電子デバイスに関し、このエレメントは、上記で規定された方法によって得ることのできるニッケルモノシリサイドNiSiを含む層によって覆われており、この層はさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素
を含み、このデバイスは、上記で規定されたニッケルモノシリサイドNiSiを含む層によって覆われたシリコン構成エレメントがソース、ドレイン及びグリッドであるようなMOSトランジスタであることができる。
トランジスタの例を図1に示すが、それぞれ:
−シリコン基板1:
−それぞれ3と5の番号が付けられたソース及びドレイン;
−グリッド7;
−スペーサ9;
−それぞれ11、13及び15の番号が付けられた、それぞれソース、ドレイン及びグリッドに堆積したニッケルモノシリサイドを含む層
を含む。
本発明の方法によって得られたニッケルモノシリサイドを含む層の特徴のために、本発明の方法は、より複雑なデバイス、例えばMOSトランジスタコンポーネントのような電子コンポーネントの幾つかの層を含むデバイスに関連させて実施できる。
故に、本発明はまた、MOSタイプの三次元集積回路に関し、この集積回路は:
シリコン半導体層に形成された少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベル;
このトランジスタのシリコン部分上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層であって、この部分がソース、ドレイン及びグリッドであり、この層が、先に規定した方法によって得ることのできるニッケルモノシリサイドNiSiを含み、この層がさらに:
−W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
−Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
−フッ素
を含む層;
前記第1のレベル上にある、少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを含むゲルマニウム半導体層を含む第2のレベル
を含む。
こうした回路の例を図2に示すが、この回路は:
−シリコン基板17;
−前記基板の面に堆積した埋設酸化物層19;
−それぞれが、配向シリコン基板(001)23、それぞれ25及び27の番号が付与されたソース及びドレイン、グリッド29、スペーサ31、並びにソース、ドレイン及びグリッドそれぞれに堆積したニッケルモノシリサイドを含む層(それらの層はそれぞれ33、35、及び37の番号が付与されている)を含む下方レベル21;
−下方レベル21の上にある上方レベル39であって、この上方レベルが、それぞれ、配向(001)したゲラニウム基板41、それぞれ43、45及び47の番号が付与されたソース、ドレイン及びグリッドを含む上方レベル;
−2つのレベルを接続する金属相互接続49;
を含む。
本発明の方法に従って得られたニッケルモノシリサイドを含む層は、損傷を受けずに、第2のレベル(又は上方レベル)の製造に必要な熱量に耐えることができる。実際、第1のレベル(又は下方レベル)が終了したら、第1のレベルのシリコン部分に存在するニッケルモノシリサイドでは、第2レベルを製造するための種々の工程における全ての熱処理(例えば、少なくとも650℃にて少なくとも5分間のエピタキシャル型ゲルマニウム堆積)が行なわれる。先行技術の方法で得られるニッケルモノシリサイドを含む層に関しては、この後、ニッケルモノシリサイドを含む層のデウェッティング及び/又はNiSiの形成が生じて、抵抗率及び接触抵抗が増大し、それによってトランジスタの性能が顕著に悪化する。
最後に、本発明はまた、先に規定されたようなMOSタイプの三次元集積回路、すなわち異なる導電率を有するトランジスタを含む回路を製造する方法に関し、このトランジスタには第1及び第2多層半導体層がそれぞれ形成され、この方法は:
−シリコン半導体層に形成された少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベルを製造する工程;
−このトランジスタのシリコン部分にニッケルモノシリサイドを含む層を堆積させる工程であって、この部分がソース、ドレイン、及びグリッドであり、この層は、上記で規定された方法の実施によって得られるニッケルモノシリサイドを含む、工程;
−ゲルマニウム半導体層を第1のレベルに転写することにより、この第1のレベル上に第2のレベルを構成する工程;
−ゲルマニウム半導体層における少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを、第2のレベルに製造する工程
を連続的に含む。
シリサイド層の堆積工程は別として、この方法の工程は、本明細書に参考として組み込まれるFR 2 896 620に記載される様式と同様に行なう。
第1のレベルは、第1シリコン半導体層に形成されたn−MOSタイプのトランジスタを含み、この層は、好ましくはn−MOSタイプのトランジスタの製造に適合された配向を有する。第1のレベルは、このトランジスタに堆積した誘電体層を含んでいてもよい。
第1のレベルに堆積した第2のレベル(任意に、その間に上述の誘電体層が挿入される)は、第2の半導体層にて形成されたp−MOSタイプのトランジスタを含み、任意に誘電層で覆われる。第2の半導体層は、一般にp−MOSタイプのトランジスタの製造に適合した配向を有するゲルマニウムで構成される。
トランジスタは、n−MOSトランジスタのシリコン層及びp−MOSトランジスタのゲルマニウム層にてそれぞれ従来通り製造される。
この製造は、次の工程を含む:
−トランジスタチャンネルの境界を付けるためのシリコン又はゲルマニウム層のエッチング;
−チャンネルの両側に配置され、互いに電気的に接触したソース及びドレインの調製;
−チャンネル上方に配置され、コントロール誘電体及びフローティンググリッド、並びに任意にトンネル誘電体によって少なくともチャンネルから分離されたコントロールグリッドの堆積;
−誘電体の堆積によるスペーサの調製であって、このスペーサはトンネル誘電体/フローティンググリッド/コントロール誘電体/コントロールグリッドスタックの側面にある、調製;
−n−MOSトランジスタについてはn−ドーパント(例えばAs、P)、及びp−MOSトランジスタではpドーパント(例えばB)でのイオン注入によるドーピング。
ゲルマニウム半導体層を転写する工程は、分子貼り合わせ及び薄膜化によって、又はSmart Cut(登録商標)プロセス(水素注入、貼り合わせ及び剥離)によって行なうことができる。
レベルが幾つかのトランジスタを含む場合、これらトランジスタは、ドライエッチングによって製造可能なビアによって電気的に接続される。同様に、異なるレベルに属するトランジスタは、垂直ビアによって電気的に接続され、それは、2つの別々のトランジスタにおける接続されるべき部分を直接相互接続させるという事実に加えて、さらに、必要により回路の他のエレメントに接続させることができ、これらのビアはドライエッチングによって製造可能である。
上述したように、フッ素元素は、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素及びPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の組み合わせによって増大する、ニッケルモノシリサイドNiSiを含む層の膜抵抗を低下させるのに寄与する。
こうした理由から、本発明はまた、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素と、Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含むニッケルモノシリサイドNiSiを含む層の膜抵抗を低下させるフッ素元素の使用に関する。
ここで本発明を、例示のためであり、限定のためではない以下の実施例と合わせて説明する。
本実施例では、次の工程を含む本発明の方法の実施形態に従ってNiSiを含む層の調製を例示し:
−厚さ20nmへのWドーズ量におけるイオン衝撃効果を制限するための、シリコンプレート上への熱酸化物層の堆積;
−実質的に20nmに等しい厚さにタングステンを制限するために、エネルギー60keVにて速度5×1014at/cmでのイオン注入によるシリコン基板中へのタングステンWの組み込みであって、シリコン中にて0.5原子%未満のW濃度に対応する、組み込み;
−保護用熱酸化物層の除去;
−Ni及びPtのカソードスパッタリング(PVD)による金属層のシリコン上への連続的堆積であって、この白金含量はニッケルに対してほぼ8原子%である、堆積;
−450℃付近の温度にて60秒間のRTAによる制御された不活性雰囲気下における熱処理工程;
−熱処理後に形成されたシリサイド中への注入によるフッ素の組み込みであって、7keVのエネルギーにて、Fのドーズ量が1×1015at/cmとなるようにし、Fの総ドーズ量をニッケルシリサイドを含む層に制限する、組み込み;
−種々の温度(650℃及び700℃)での熱処理工程であって、こうして処理されたサンプルを膜抵抗測定に供する、工程。
n−MOSトランジスタでの条件を模倣するために、予めAsを注入した固体プレートにて試験を行なった。このプレ注入は、特にドーパント(As)と追加の元素、すなわちここではNi、Pt及びFとの間に不都合な相互作用が生じるかどうかを確認するために役立つ。
比較のために、Ni中にPtを用いないで(図4a〜4b及び5a)、及びNi中にPtを存在させて(図5b)、単一のW及び/又はFだけを注入したサンプルについて同じ測定を行なった。
故に、図4a、4bは、種々の膜NiSi(曲線a)、NiSi+F(曲線b)、NiSi+W(曲線c)及びNiSi+W+F(曲線d)について、600℃にて時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/平方単位)における変動を示すグラフであり、図4は曲線4aのy軸拡大表示である。
図5a及び5bは、以下の種々の膜について、650℃にて時間t(分単位)の関数としての膜抵抗R(Ω/平方単位)における変動を示すグラフである:
−図5aに関して、NiSi(曲線a)、NiSi+F(曲線b)、NiSi+W(曲線c)及びNiSi+W+F(曲線d);
−Ni(Pt)Si(曲線a)、W+Ni(Pt)Si(曲線b)及びW+Ni(Pt)Si+F(曲線c)。
これらの曲線から、元素Wが組み込まれた膜を600℃の温度に供する場合に、1時間半のアニーリングの後でさえも、元素Wはその膜に安定性を与えると推察できる(図4a及び4bにおける曲線a及びbと比較した曲線cを参照のこと)。W及びPtの合わせて添加することにより、膜抵抗が増大する(t=0にて図5aの曲線aとt=0での図5bの曲線bとを比べた場合)。Fはその膜抵抗を低下させる(図4bにおける曲線c及びd、及び図5bの曲線b及びcを参照のこと)。
650℃(図5a)では、おそらくNiSi膜が凝集し、NiSiの一部がNiSiに転化するので、膜抵抗の悪化が観察される。
故に白金の添加は650℃を超える場合に必要となる(図5b)。WとPtとの足し合わせ効果は、NiSiを安定化するが(曲線b)、足し合わせた存在が、膜抵抗の大きな膜を生じることになる。Fを存在させることで、W及びPtの合わせた作用によって得られる膜の安定性も保持しつつ、その膜抵抗を望ましい値に低下させる(曲線c)。

Claims (20)

  1. 次の工程を連続的に含む、シリコンを含む基板上にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を製造する方法:
    a)シリコンを含む前記基板の厚さの一部に、W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素を組み込む工程;
    b)工程a)にて得られた基板上に、ニッケル層並びにPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素の層、又はニッケルとPt、Pd、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む層を堆積させる工程;
    c)任意にニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層を形成させるために十分な温度で加熱する工程;
    d)c)にて得られた前記層にフッ素を組み込む工程;及び
    e)任意に、d)にて記載された層を、全体がニッケルモノシリサイドNiSiの形態でニッケルシリサイドを含む層に転化するのに十分な温度に加熱する工程。
  2. 前記組み込み工程a)がイオン注入により行なわれる、請求項1に記載の方法。
  3. 前記組み込み工程が10nm〜40nmの前記基板厚さにて行なわれる、請求項1及び2のいずれか1項に記載の方法。
  4. 工程a)にて組み込まれる前記元素が、前記基板のシリコン原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在する、請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 工程a)にて組み込まれる前記元素がタングステンである、請求項1から4のいずれか1項に記載の方法。
  6. ニッケルが、ニッケルとPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との総原子の少なくとも90原子%を占める、請求項1から5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 工程b)が100℃未満の温度で行なわれる、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 前記加熱工程c)が200℃〜600℃の温度にて行なわれる、請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法。
  9. フッ素の組み込み工程がイオン注入により行なわれる、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
  10. 請求項1から9のいずれか1項に記載の方法によって得ることのできるシリコンを含む基板上のニッケルモノシリサイドNiSiを含む層であって、この層がさらに:
    −W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
    −Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
    −フッ素
    を含む、層。
  11. W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される前記元素が、前記基板のシリコン原子総数の0.05原子%〜1原子%の含量で存在する、請求項10に記載の層。
  12. 10nm〜40nmの厚さを有する請求項10及び11のいずれか1項に記載の層。
  13. ニッケルモノシリサイドのニッケルが、ニッケルとPd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される前記元素との総原子の少なくとも90原子%を占める、請求項10から12のいずれか1項に記載の層。
  14. 電子デバイスを製造する方法であって:
    −前記デバイスの構成エレメントを調製する工程であって、前記構成エレメントの少なくとも1つがシリコンで構成される工程と;
    −各シリコン構成エレメント上に、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法の実施によって得られるニッケルモノシリサイドNiSiを含む層を堆積させる工程と
    を連続的に含む方法。
  15. 前記デバイスがMOSトランジスタである、請求項14に記載の方法。
  16. 少なくとも1つのシリコン構成エレメントを含む電子デバイスであって、前記エレメントが、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法によって得ることができるニッケルモノシリサイドNiSiを含む層によって覆われており、前記層がさらに:
    −W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
    −Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
    −フッ素
    を含む、電子デバイス。
  17. MOSトランジスタである、請求項16に記載の電子デバイスであって、請求項16に記載のニッケルモノシリサイドを含む層で覆われた前記シリコン構成エレメントが、ソース、ドレイン及びグリッドである、電子デバイス。
  18. 異なる導電性を有するトランジスタを含むMOSタイプの三次元集積回路を製造する方法であって、前記トランジスタが、第1及び第2多層半導体層にてそれぞれ形成され、前記方法が連続的に:
    −シリコン半導体層に形成された少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベルを製造する工程と;
    −前記トランジスタの前記シリコン部分にニッケルモノシリサイドを含む層を堆積させる工程であって、前記部分がソース、ドレイン及びグリッドであり、前記層が、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法の実施によって得られるニッケルモノシリサイドNiSiを含む、工程と;
    −ゲルマニウム半導体層を第1のレベルに転写して前記第1レベル上に第2レベルを構成する工程と;
    −前記第2レベルにて、ゲルマニウム半導体層に少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを製造する工程と、
    を含む、方法。
  19. シリコン半導体層に形成される少なくとも1つのn−MOSタイプのトランジスタを含む第1のレベルと;
    前記トランジスタの前記シリコン部分にニッケルモノシリサイドNiSiを含む層であって、この部分がソース、ドレイン及びグリッドであり、前記層が、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法により得ることができるニッケルモノシリサイドNiSiを含み、前記層がさらに:
    −W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素;
    −Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素;及び
    −フッ素
    を含む層と;
    前記第1のレベル上に、少なくとも1つのp−MOSタイプのトランジスタを含むゲルマニウム半導体層を含む第2のレベルと
    を含むMOSタイプの三次元集積回路。
  20. W、Ti、Ta、Mo、Cr及びこれらの混合物から選択される元素と、Pd、Pt、Rh及びこれらの混合物から選択される元素との両方を含む、ニッケルモノシリサイドNiSiを含む層の膜抵抗を減少させるためのフッ素元素の使用。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796143B2 (en) 2010-11-19 2014-08-05 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8785322B2 (en) * 2011-01-31 2014-07-22 International Business Machines Corporation Devices and methods to optimize materials and properties for replacement metal gate structures
US9379207B2 (en) 2014-06-12 2016-06-28 GlobalFoundries, Inc. Stable nickel silicide formation with fluorine incorporation and related IC structure
US9281305B1 (en) * 2014-12-05 2016-03-08 National Applied Research Laboratories Transistor device structure
CN105514095B (zh) * 2015-12-18 2020-05-12 华北电力大学 一种凸台高度可变的压接式igbt模块
EP3497714A1 (en) * 2016-08-09 2019-06-19 King Abdullah University Of Science And Technology A semiconductor device including monolithically integrated pmos and nmos transistors

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3389075B2 (ja) * 1997-10-01 2003-03-24 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US6265779B1 (en) * 1998-08-11 2001-07-24 International Business Machines Corporation Method and material for integration of fuorine-containing low-k dielectrics
JP4377721B2 (ja) * 2004-03-11 2009-12-02 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US7119012B2 (en) * 2004-05-04 2006-10-10 International Business Machines Corporation Stabilization of Ni monosilicide thin films in CMOS devices using implantation of ions before silicidation
US7382028B2 (en) * 2005-04-15 2008-06-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Method for forming silicide and semiconductor device formed thereby
US7419907B2 (en) * 2005-07-01 2008-09-02 International Business Machines Corporation Eliminating metal-rich silicides using an amorphous Ni alloy silicide structure
FR2896620B1 (fr) 2006-01-23 2008-05-30 Commissariat Energie Atomique Circuit integre tridimensionnel de type c-mos et procede de fabrication
KR100796642B1 (ko) * 2006-01-27 2008-01-22 삼성전자주식회사 고집적 반도체 장치 및 그 제조 방법
US7390729B2 (en) * 2006-09-21 2008-06-24 United Microelectronics Corp. Method of fabricating a semiconductor device
US8247861B2 (en) * 2007-07-18 2012-08-21 Infineon Technologies Ag Semiconductor device and method of making same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8796143B2 (en) 2010-11-19 2014-08-05 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof

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