JP2760493B2 - Method for manufacturing CMOS semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing CMOS semiconductor device

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JP2760493B2
JP2760493B2 JP61274641A JP27464186A JP2760493B2 JP 2760493 B2 JP2760493 B2 JP 2760493B2 JP 61274641 A JP61274641 A JP 61274641A JP 27464186 A JP27464186 A JP 27464186A JP 2760493 B2 JP2760493 B2 JP 2760493B2
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contact
drain region
layer
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義一 広瀬
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Sanyo Denki Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はCMOS半導体装置の製造方法、特に微細化され
たコンタクトが得られるCMOS半導体装置の製造方法に関
する。 (ロ) 従来の技術 従来のCMOS半導体装置では大きなソースドレイン領域
で形成していたためソースドレイン領域へのコンタクト
孔を形成するときにも位置ずれに対して余裕があった。 しかしながら、CMOS半導体装置の高集積化を図るため
にMOSトランジスタの微細化が行なわれ、これに伴いMOS
トランジスタのソースドレイン領域も小さく形成されて
来た。このためにコンタクト孔の位置ずれの余裕度も大
幅に減少し、コンタクト孔がソースドレイン領域からは
み出して形成される場合があり、このときはソースドレ
イン電極から基板あるいはPウェル領域にリーク電流を
発生することになる。 これを防止する方法として特開昭52-60571号公報に示
されている様にコンタクト孔をセルフアラインにより形
成する方法と、コンタクト孔に不純物をイオン注入する
方法とがある。 第2図A乃至第2図Eに上述した後者の方法を詳述す
る。 先ず第2図Aに示す如く、半導体基板(21)内に周知
の方法でPチャンネルMOSトランジスタ(27)およびN
チャンネルMOSトランジスタ(30)を形成する。(21)
はN型のシリコン半導体基板、(22)はイオン注入で形
成したP型ウェル領域、(23)は選択酸化により形成さ
れたフィールド酸化膜、(24)はポリシリコンより成る
ゲート電極、(25)(26)はPチャンネルMOSトランジ
スタ(27)のP+型ソースドレイン領域、(28)(29)
はNチャンネルMOSトランジスタ(30)のN+型ソースド
レイン領域である。 次に第2図Bに示す如く、PチャンネルMOSトランジ
スタ(27)およびNチャンネルMOSトランジスタ(30)
の各ソースドレイン領域(25)(26))(28)(29)上
の酸化膜(31)にコンタクト孔(32)…(32)を形成す
る。本工程は周知のホトエッチングを用いて各コンタク
ト孔(32)…(32)を同時に形成する。なお本工程で各
コンタクト孔(32)…(32)は各ソースドレイン領域
(25)(26)(28)(29)からはみ出しても良い。 次に第2図Cに示す如く、NチャンネルMOSトランジ
スタ(30)上をホトレジスト層(33)でマスクしてPチ
ャンネルMOSトランジスタ(27)上にボロンをイオン注
入する。本工程ではコンタクト孔(32)(32)を介して
その開口部にP型のコンタクト領域(34)(35)が形成
される。 次に第2図Dに示す如く、PチャンネルMOSトランジ
スタ(27)上をホトレジスト層(36)でマスクしてNチ
ャンネルMOSトランジスタ(30)上にヒ素をイオン注入
する。本工程でもコンタクト孔(32)(32)を介してそ
の開口部にN型のコンタクト領域(37)(38)が形成さ
れる。 更に第2図Eに示す如く、半導体基板(21)全面に金
属電極材料であるアルミニウム層(39)をスパッタす
る。アルミニウム層(39)はスパッタ後ホトエッチング
により所望のソースドレイン電極を形成する。 斯上した方法に依れば、ソースドレイン電極が接触す
るコンタクト孔(32)…(32)下には必ずP型あるいは
N型のコンタクト領域(34)(35)(37)(38)があ
り、ソースドレイン電極はコンタクト孔(32)…(32)
の位置ずれによる基板(21)あるいはウェル領域(22)
との接触が防止できる。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 しかしながら斯上した従来のCMOS半導体装置の製造方
法に依れば、コンタクト領域(34)(35)(37)(38)
を形成するイオン注入に行うに際して、マスクとして用
いる2回のホトレジスト工程を必要とする問題点があっ
た。 (ニ) 問題点を解決するための手段 本発明は斯上した問題点に鑑みてなされ、一方のMOS
トランジスタのコンタクト領域の形成をマスク層を用い
ないでイオン注入することにより、従来よりホトレジス
ト工程を1回減少させたCMOS半導体装置の製造方法を提
供するものである。 更に本発明ではイオン注入をバリア層を介して行うこ
とにより微小コンタクト面積でも良好なコンタクト抵抗
が得られるCMOS半導体装置の製造方法を提供するもので
ある。 (ホ) 作用 本発明に依れば、コンタクト孔形成後に基板全面をバ
リア層で被覆し全面に不純物をイオン注入し、更に一方
のMOSトランジスタをマスクして不純物をイオン注入す
ることにより両MOSトランジスタのコンタクト孔下にコ
ンタクト領域を形成しているので、マスクのためのホト
レジスト工程を1回に減少でき、またバリア層で金属電
極層とコンタクト領域の直接接触をなくしているので、
コンタクト領域にシリコンの析出を防止できる。 (ヘ) 実施例 本発明の一実施例を第1図A乃至第1図Eを参照して
詳述する。 本発明の第1の工程は第1図Aに示すように、一導電
型の半導体基板(1)に逆導電チャンネルのMOSトラン
ジスタ(9)を形成する逆導電型のソースドレイン領域
(5)(6)を形成し、半導体基板(1)表面に設けた
逆導電型のウェル領域(2)に一導電チャンネルのMOS
トランジスタ(10)を形成する一導電型のソースドレイ
ン領域(7)(8)を形成することにある。 本工程は従来周知のCMOSプロセスを用いて製造され
る。N型シリコン半導体基板(1)にP型のウェル領域
(2)をイオン注入で形成し、基板(1)およびウェル
領域(2)表面のフィールド領域上には選択酸化法によ
り厚い埋め込み型のフィールド酸化膜(3)が形成され
る。基板(1)およびウェル領域(2)上にはゲート酸
化膜(11)を介してリンドープされたポリシリコンより
成るゲート電極(4)が形成され、このゲート電極
(4)をマスクとしてセルフアラインを利用して基板
(1)にP+型のソースドレイン領域(5)(6)、ウ
ェル領域(2)にN+型のソースドレイン領域(7)
(8)が形成される。 本発明の第2の工程は第1図Bに示すように、半導体
基板(1)表面を被覆する絶縁膜(13)の両MOSトラン
ジスタ(9)(10)のソースドレイン領域(5)(6)
(7)(8)上にコンタクト孔(12)…(12)を形成す
ることにある。 本工程は従来周知のホトエッチングを用いて行い、両
MOSトランジスタ(9)(10)のソースドレイン領域
(5)(6)(7)(8)上の絶縁膜(13)にコンタク
ト孔(12)…(12)を形成する。この際コンタクト孔
(12)…(12)は径が1〜2μmと微細であり、コンタ
クト孔(12)…(12)はマスクずれにより両MOSトラン
ジスタ(9)(10)のソースドレイン領域(5)(6)
(7)(8)からずれて形成される場合もある。 本発明の第3の工程は第1図Cに示すように、絶縁膜
(31)上にバリア層(20)を付着することにある。 本工程は本発明の特徴とする工程であり、絶縁膜(1
3)上全面に薄いバリア層(20)を付着している。バリ
ア層(20)としてはポリシリコンやTiSi、TiW等のシリ
サイドを用いる。本工程ではノンドープのポリシリコン
層を1000Å以下の厚みに減圧CVD法で付着した。このポ
リシリコン層は金属電極層と基板とが直接接触するのを
防止する働きと、後工程でのイオン注入のときの基板表
面の保護の働きとを有している。 本発明の第4の工程は同様に第1図Cに示すように、
バリア層(20)上からコンタクト孔(12)…(12)を介
して両MOSトランジスタ(9)(10)のソースドレイン
領域(5)(6)(7)(8)表面に一導電型あるいは
逆導電型を与える不純物をイオン注入してコンタクト領
域(14)(15)を形成することにある。 本工程は本発明の特徴とする工程であり、コンタクト
領域(14)(15)を形成するイオン注入を基板(1)全
面にマスク層なしで行うことにある。即ち、コンタクト
孔(12)…(12)を形成した状態でボロン(B+)のイ
オン注入を行う。このイオン注入は加速電圧40KeV、ド
ーズ量1×1015cm-2で行い、PチャンネルMOSトランジ
スタ(9)のソースドレイン領域(5)(6)上にコン
タクト孔(12)(12)を介してP+型のコンタクト領域
(14)(15)が形成される。このときNチャンネルMOS
トランジスタ(10)のソースドレイン領域(7)(8)
上にもコンタクト孔(12)(12)を介してボロンが注入
されるが、ソースドレイン領域(7)(8)が高濃度で
あるので表面がP型化するおそれはない。 なお本工程ではバリア層(20)にもボロンがイオン注
入されるので、全面的にポリシリコンはボロンドープさ
れる。またバリア層(20)の存在によりイオン注入の不
純物濃度のピークをコンタクト領域(14)(15)表面に
位置させることができ、コンタクト抵抗の低減を図れ
る。 本発明の第5の工程は第1図Dに示すように、一方の
MOSトランジスタのソースドレイン領域上のコンタクト
孔(12)(12)をマスク層(16)で被覆し、他方のMOS
トランジスタのソースドレイン領域上のコンタクト孔
(12)(12)を介して逆導電型あるいは一導電型を与え
る不純物をバリア層(20)上からイオン注入してコンタ
クト領域を形成することにある。 本工程ではPチャンネルMOSトランジスタ(9)上を
ホトレジスよりなるマスク層(16)で被覆し、Nチャン
ネルMOSトランジスタ(10)のソースドレイン領域
(7)(8)にコンタクト孔(12)(12)を介してヒ素
(As+)のイオン注入を行う。このイオン注入は加速電
圧80KeV、ドーズ量1×1016cm-2で行い、NチャンネルM
OSトランジスタ(10)のソースドレイン領域(7)
(8)上にもコンタクト孔(12)(12)を介してN+
のコンタクト領域(17)(18)が形成される。前工程で
NチャンネルMOSトランジスタ(10)のコンタクト孔(1
2)(12)下にボロンがイオン注入されるが、本工程で
十分にヒ素をイオン注入することによりボロンのイオン
注入を補償できる。 また本工程では露出されたNチャンネルMOSトランジ
スタ(10)上のバリア層(20)であるポリシリコンはヒ
素ドープされて、前工程で注入されたボロンを打消して
N型にドープされる。またバリア層(20)の存在により
イオン注入の不純物濃度のピークをコンタクト領域(1
7)(18)表面に位置させてコンタクト抵抗を低減させ
る。 本発明の第6の工程は第1図Eに示すように、基板
(1)上の絶縁膜(13)上のバリア層(20)上に導電金
属層(19)をスパッタすることにある。 本工程は周知の電極形成方法を利用し、基板(1)上
のバリア層(20)全面にアルミニウム層(19)をスパッ
タして付着する。従ってアルミニウム層(19)はバリア
層(20)をはさんでコンタクト孔(12)…(12)を介し
て各MOSトランジスタ(9)(10)のソースドレイン領
域(5)(6)(7)(8)とオーミック接触する。特
にコンタクト孔(12)…(12)がマスクずれにより各MO
Sトランジスタ(9)(10)のソースドレイン領域
(5)(6)(7)(8)よりはみ出して形成されて
も、コンタクト孔(12)…(12)下には必ずセルアライ
ンによりコンタクト領域(14)(15)(17)(18)が形
成されているので、アルミニウム層(19)は必ず各MOS
トランジスタ(9)(10)のソースドレイン領域(5)
(6)(7)(8)と接続される。 また本工程では金属電極層(19)として通常シリコン
を1重量%含有するアルミニウムを用いるので、コンタ
クト領域(14)(15)(17)(18)に直接付着させると
アルミニウム中のシリコンがコンタクト領域(14)(1
5)(17)(18)表面に析出してコンタクト抵抗が増大
する傾向があった。しかし本実施例ではバリア層(20)
でアルミニウム層(19)とコンタクト領域(4)(15)
(17)(18)との直接接触することを防止しているの
で、アルミニウム層(19)中のシリコンが析出してコン
タクト抵抗を上昇させるおそれはない。従ってコンタク
ト孔(12)…(12)の径を1.2μm程度でも良好なコン
タクトを形成できる。 本発明の他の実施例を説明する。前述した第4の工程
(第1図C)で全面にヒ素(As+)をイオン注入し、N
チャンネルMOSトランジスタ(10)のソースドレイン領
域(7)(8)上にコンタクト領域(17)(18)を形成
する。その後前述した第5の工程(第1図D)でNチャ
ンネルMOSトランジスタ(10)をマスク層(16)で被覆
してPチャンネルMOSトランジスタ(9)のソースドレ
イン領域(5)(6)上にコンタクト孔(12)(12)を
介してボロン(B+)をイオン注入してコンタクト領域
(14)(15)を形成する。なお残る工程は前述と同じで
ある。 (ト) 発明の効果 本発明に依れば、第1に各MOSトランジスタ(9)(1
0)のコンタクト孔(12)…(12)下にセルフアライン
によりコンタクト領域(14)(15)(17)(18)を形成
するに際し、全面的にイオン注入することにより、イオ
ン注入のマスク層(16)を1回のホトレジスト工程で実
現でき、従来より簡便なCMOS半導体装置の製造方法を実
現できる利点を有する。 第2に各MOSトランジスタ(9)(10)のコンタクト
孔(12)…(12)下にセルフアラインによりコンタクト
領域(14)(15)(17)(18)を形成しているので、金
属電極層(19)と基板(1)あるいはウェル領域(2)
とのショートはなくなり、コンタクト孔(12)…(12)
の径を小さくできるとともにソースドレイン領域(5)
(6)(7)(8)の大きさも小さくでき、極めて微細
化できるCMOS半導体装置の製造方法を実現できる利点を
有する。 第3にバリア層(20)を介在させることにより金属電
極層(19)とコンタクト領域(14)(15)(17)(18)
との直接接触をなくすことができ、金属電極層(19)か
らのシリコン析出を抑制できコンタクト抵抗の小さい微
細化されたコンタクトを実現できる利点を有する。
The present invention relates to a method for manufacturing a CMOS semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a CMOS semiconductor device capable of obtaining a miniaturized contact. (B) Conventional technology In a conventional CMOS semiconductor device, a large source / drain region is used, and therefore, there is a margin for displacement when a contact hole to the source / drain region is formed. However, MOS transistors have been miniaturized in order to achieve higher integration of CMOS semiconductor devices.
Source / drain regions of transistors have also been made smaller. As a result, the margin for positional displacement of the contact hole is greatly reduced, and the contact hole may be formed to protrude from the source / drain region. In this case, a leak current is generated from the source / drain electrode to the substrate or the P-well region. Will do. As methods for preventing this, there are a method of forming a contact hole by self-alignment as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-60571 and a method of ion-implanting impurities into the contact hole. The latter method described above with reference to FIGS. 2A to 2E will be described in detail. First, as shown in FIG. 2A, a P-channel MOS transistor (27) and an N-channel MOS transistor (27) are formed in a semiconductor substrate (21) by a known method.
A channel MOS transistor (30) is formed. (twenty one)
Is an N-type silicon semiconductor substrate, (22) is a P-type well region formed by ion implantation, (23) is a field oxide film formed by selective oxidation, (24) is a gate electrode made of polysilicon, (25) (26) is a P + type source / drain region of a P-channel MOS transistor (27), (28) (29)
Is an N + type source / drain region of the N channel MOS transistor (30). Next, as shown in FIG. 2B, a P-channel MOS transistor (27) and an N-channel MOS transistor (30)
Contact holes (32)... (32) are formed in the oxide film (31) on each of the source / drain regions (25) (26)) (28) (29). In this step, the respective contact holes (32)... (32) are simultaneously formed by using known photoetching. In this step, the contact holes (32)... (32) may protrude from the source / drain regions (25) (26) (28) (29). Next, as shown in FIG. 2C, boron is ion-implanted on the P-channel MOS transistor (27) by masking the N-channel MOS transistor (30) with a photoresist layer (33). In this step, P-type contact regions (34) (35) are formed in the openings through the contact holes (32) (32). Next, as shown in FIG. 2D, arsenic is ion-implanted on the N-channel MOS transistor (30) while masking the P-channel MOS transistor (27) with a photoresist layer (36). Also in this step, N-type contact regions (37) and (38) are formed in the openings through the contact holes (32) and (32). Further, as shown in FIG. 2E, an aluminum layer (39) as a metal electrode material is sputtered on the entire surface of the semiconductor substrate (21). The aluminum layer (39) forms desired source / drain electrodes by photoetching after sputtering. According to the above-described method, P-type or N-type contact regions (34) (35) (37) (38) are always provided below the contact holes (32). , The source and drain electrodes are contact holes (32)… (32)
Substrate (21) or well area (22) due to misalignment
Contact can be prevented. (C) Problems to be Solved by the Invention However, according to the above-described conventional method for manufacturing a CMOS semiconductor device, the contact regions (34) (35) (37) (38)
When performing the ion implantation for forming the mask, there is a problem that two photoresist steps used as a mask are required. (D) Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems, and one of the MOS
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a CMOS semiconductor device in which a photoresist step is reduced by one time by ion-implanting a transistor contact region without using a mask layer. Further, the present invention provides a method for manufacturing a CMOS semiconductor device in which good contact resistance can be obtained even with a small contact area by performing ion implantation through a barrier layer. (E) Function According to the present invention, after the contact holes are formed, the entire surface of the substrate is covered with a barrier layer, impurities are ion-implanted over the entire surface, and the impurity is ion-implanted by masking one MOS transistor. Since the contact region is formed below the contact hole, the number of photoresist steps for the mask can be reduced to one, and direct contact between the metal electrode layer and the contact region is eliminated by the barrier layer.
Precipitation of silicon in the contact region can be prevented. (F) Embodiment One embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1A to 1E. In the first step of the present invention, as shown in FIG. 1A, a reverse conductivity type source / drain region (5) (FIG. 1) for forming a MOS channel (9) of a reverse conductivity channel on a semiconductor substrate (1) of one conductivity type. 6) is formed, and a MOS channel of one conductive channel is formed in the well region (2) of the opposite conductivity type provided on the surface of the semiconductor substrate (1).
One object is to form source / drain regions (7) and (8) of one conductivity type for forming the transistor (10). This process is manufactured using a conventionally known CMOS process. A P-type well region (2) is formed in an N-type silicon semiconductor substrate (1) by ion implantation, and a thick buried-type field is formed by selective oxidation on the substrate (1) and the field region on the well region (2). An oxide film (3) is formed. A gate electrode (4) made of phosphorus-doped polysilicon is formed on the substrate (1) and the well region (2) via a gate oxide film (11). Self-alignment is performed using the gate electrode (4) as a mask. Utilizing a substrate (1), P + -type source / drain regions (5) and (6) are used in the substrate (1), and an N + -type source / drain region (7) is used in the well region (2)
(8) is formed. In the second step of the present invention, as shown in FIG. 1B, the source / drain regions (5) (6) of the MOS transistors (9) and (10) of the insulating film (13) covering the surface of the semiconductor substrate (1) )
(7) To form contact holes (12)... (12) on (8). This step is performed using a conventionally well-known photo-etching,
Contact holes (12)... (12) are formed in the insulating film (13) on the source / drain regions (5), (6), (7) and (8) of the MOS transistors (9) and (10). At this time, the contact holes (12)... (12) are as fine as 1 to 2 μm in diameter, and the contact holes (12). ) (6)
(7) In some cases, it is formed out of alignment with (8). The third step of the present invention is to deposit a barrier layer (20) on the insulating film (31) as shown in FIG. 1C. This step is a characteristic step of the present invention, and the insulating film (1
3) A thin barrier layer (20) is deposited on the entire upper surface. As the barrier layer (20), silicide such as polysilicon, TiSi, or TiW is used. In this step, a non-doped polysilicon layer was deposited to a thickness of 1000 mm or less by a low pressure CVD method. The polysilicon layer has a function of preventing direct contact between the metal electrode layer and the substrate, and a function of protecting the surface of the substrate during ion implantation in a later step. In the fourth step of the present invention, similarly, as shown in FIG. 1C,
The source / drain regions (5), (6), (7) and (8) of the MOS transistors (9) and (10) are formed on the surface of the barrier layer (20) through the contact holes (12). An object of the present invention is to form contact regions (14) and (15) by ion-implanting an impurity imparting a reverse conductivity type. This step is a characteristic step of the present invention, in which ion implantation for forming the contact regions (14) and (15) is performed over the entire surface of the substrate (1) without a mask layer. That is, ion implantation of boron (B + ) is performed with the contact holes (12)... (12) formed. This ion implantation is performed at an acceleration voltage of 40 KeV and a dose of 1 × 10 15 cm −2 , and is formed on the source / drain regions (5) and (6) of the P-channel MOS transistor (9) through the contact holes (12) and (12). P + -type contact regions (14) and (15) are formed. At this time, N channel MOS
Source / drain regions of transistor (10) (7) (8)
Although boron is also implanted through the contact holes (12) and (12), the surface is not likely to become P-type because the source / drain regions (7) and (8) have a high concentration. In this step, since boron is also ion-implanted into the barrier layer (20), the polysilicon is entirely boron-doped. Further, the presence of the barrier layer (20) allows the peak of the impurity concentration of the ion implantation to be located on the surface of the contact regions (14) and (15), thereby reducing the contact resistance. In the fifth step of the present invention, as shown in FIG.
The contact holes (12) (12) on the source / drain regions of the MOS transistor are covered with a mask layer (16), and the other MOS
It is to form a contact region by ion-implanting an impurity imparting the opposite conductivity type or one conductivity type from above the barrier layer (20) through the contact holes (12) (12) on the source / drain regions of the transistor. In this step, the P-channel MOS transistor (9) is covered with a mask layer (16) made of photoresist, and contact holes (12) (12) are formed in the source / drain regions (7) (8) of the N-channel MOS transistor (10). Arsenic (As + ) is ion-implanted. This ion implantation is performed at an acceleration voltage of 80 KeV and a dose of 1 × 10 16 cm −2 , and an N-channel M
OS transistor (10) source / drain region (7)
N + -type contact regions (17) and (18) are also formed on (8) via the contact holes (12) and (12). In the previous step, the contact hole (1
2) Boron is ion-implanted under (12). Boron ion implantation can be compensated by sufficiently ion-implanting arsenic in this step. Also, in this step, the polysilicon which is the barrier layer (20) on the exposed N-channel MOS transistor (10) is doped with arsenic to cancel the boron implanted in the previous step and dope it with N-type. In addition, due to the presence of the barrier layer (20), the peak of the impurity concentration of the ion
7) (18) Position on the surface to reduce contact resistance. In the sixth step of the present invention, as shown in FIG. 1E, the conductive metal layer (19) is sputtered on the barrier layer (20) on the insulating film (13) on the substrate (1). In this step, an aluminum layer (19) is sputtered onto the entire surface of the barrier layer (20) on the substrate (1) by utilizing a well-known electrode forming method. Therefore, the aluminum layer (19) sandwiches the barrier layer (20) and the source / drain regions (5) (6) (7) of each MOS transistor (9) (10) through the contact holes (12). Ohmic contact with (8). In particular, contact holes (12) ...
Even if they are formed so as to protrude from the source / drain regions (5) (6) (7) (8) of the S transistors (9) (10), the contact regions (12)... Since 14), (15), (17), and (18) are formed, the aluminum layer (19) must be
Source and drain regions of transistors (9) and (10) (5)
(6) Connected to (7) and (8). In this step, aluminum containing 1% by weight of silicon is usually used as the metal electrode layer (19), so that if it is directly attached to the contact regions (14), (15), (17) and (18), silicon in the aluminum will be (14) (1
5) There was a tendency that contact resistance increased due to precipitation on the (17) and (18) surfaces. However, in this embodiment, the barrier layer (20)
With aluminum layer (19) and contact area (4) (15)
(17) Since direct contact with (18) is prevented, there is no danger that silicon in the aluminum layer (19) will precipitate and increase the contact resistance. Therefore, a good contact can be formed even when the diameter of the contact holes (12)... (12) is about 1.2 μm. Another embodiment of the present invention will be described. Arsenic (As + ) is ion-implanted over the entire surface in the above-described fourth step (FIG. 1C).
Contact regions (17) and (18) are formed on the source / drain regions (7) and (8) of the channel MOS transistor (10). Thereafter, in the above-described fifth step (FIG. 1D), the N-channel MOS transistor (10) is covered with a mask layer (16) to cover the source / drain regions (5) and (6) of the P-channel MOS transistor (9). Boron (B + ) ions are implanted through the contact holes (12) (12) to form contact regions (14) (15). The remaining steps are the same as described above. (G) Effects of the Invention According to the present invention, first, each MOS transistor (9) (1)
In forming the contact regions (14) (15) (17) (18) by self-alignment under the contact holes (12) of (0) ... (12), ion implantation is carried out over the entire surface to form a mask layer for ion implantation. (16) can be realized in a single photoresist process, which has the advantage that a simpler method of manufacturing a CMOS semiconductor device than in the past can be realized. Second, since the contact regions (14) (15) (17) (18) are formed below the contact holes (12)... (12) of the MOS transistors (9) (10) by self-alignment, the metal electrodes are formed. Layer (19) and substrate (1) or well region (2)
There is no short circuit with the contact hole (12)… (12)
Of the source and drain regions (5)
(6) There is an advantage that the size of (7) and (8) can be reduced, and a method of manufacturing a CMOS semiconductor device which can be extremely miniaturized can be realized. Third, the metal electrode layer (19) and the contact regions (14) (15) (17) (18) by interposing the barrier layer (20)
This has the advantage that direct contact with the metal electrode can be eliminated, silicon deposition from the metal electrode layer (19) can be suppressed, and a miniaturized contact with low contact resistance can be realized.

【図面の簡単な説明】 第1図A乃至第1図Eは本発明に依るCMOS半導体装置の
製造方法を説明する断面図、第2図A乃至第2図Eは従
来のCMOS半導体装置の製造方法を説明する断面図であ
る。 (1)は半導体基板、(2)はウェル領域、(5)
(6)(7)(8)はソースドレイン領域、(9)はP
チャンネルMOSトランジスタ、(10)はNチャンネルMOS
トランジスタ、(12)…(12)はコンタクト孔、(14)
(15)(17)(18)はコンタクト領域、(19)は金属電
極層、(20)はバリア層である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1A to 1E are cross-sectional views for explaining a method for manufacturing a CMOS semiconductor device according to the present invention, and FIGS. 2A to 2E are views for manufacturing a conventional CMOS semiconductor device. It is sectional drawing explaining a method. (1) is a semiconductor substrate, (2) is a well region, (5)
(6), (7) and (8) are source / drain regions, and (9) is P
Channel MOS transistor, (10) N-channel MOS
Transistor, (12) ... (12) is contact hole, (14)
(15), (17) and (18) are contact regions, (19) is a metal electrode layer, and (20) is a barrier layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−75653(JP,A) 特開 昭60−182157(JP,A) 特開 昭53−86583(JP,A) 特開 昭59−201444(JP,A) 特開 昭56−134757(JP,A)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (56) References JP-A-59-75653 (JP, A)                 JP-A-60-182157 (JP, A)                 JP-A-53-86583 (JP, A)                 JP-A-59-201444 (JP, A)                 JP-A-56-133477 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 1.一導電型の半導体基板に逆導電チャンネルのMOSト
ランジスタを形成する逆導電型のソースドレイン領域を
形成し、前記半導体基板表面に設けた逆導電型のウエル
領域に一導電チャンネルのMOSトランジスタを形成する
一導電型のソースドレイン領域を形成する工程と、 前記半導体基板表面を被覆する絶縁膜の前記両MOSトラ
ンジスタのソースドレイン領域上にコンタクト孔を形成
する工程と、 前記絶縁膜上にシリサイドから成るバリア層を付着する
工程と、 前記コンタクト孔を介して前記バリア層上から前記両MO
Sトランジスタのソースドレイン領域表面に一導電型あ
るいは逆導電型を与えるボロンあるいはヒ素をイオン注
入することによりイオン注入の不純物濃度のピークがそ
の表面に位置する当該ソースドレイン領域より浅いコン
タクト領域を形成する工程と、 前記一方のMOSトランジスタのソースドレイン領域上の
前記コンタクト孔をマスク層で被覆し、前記他方のMOS
トランジスタのソースドレイン領域上の前記コンタクト
孔を介して前記バリア層上から逆導電型あるいは一導電
型を与えるヒ素あるいはボロンをイオン注入することに
よりイオン注入の不純物濃度のピークがその表面に位置
する当該ソースドレイン領域より浅いコンタクト領域を
形成する工程と、 前記半導体基板上の前記バリア層上にアルミニウム層か
ら成る金属電極層をスパッタする工程とを具備すること
を特徴とするCMOS半導体装置の製造方法。
(57) [Claims] A reverse conductivity type source / drain region for forming a reverse conductivity type MOS transistor is formed in a semiconductor substrate of one conductivity type, and a MOS transistor of one conductivity type is formed in a reverse conductivity type well region provided on the surface of the semiconductor substrate. Forming a source / drain region of one conductivity type; forming contact holes on the source / drain regions of the two MOS transistors in an insulating film covering the surface of the semiconductor substrate; and a barrier made of silicide on the insulating film. Attaching a layer, and the two MOs from above the barrier layer through the contact hole.
By implanting boron or arsenic that gives one conductivity type or the opposite conductivity type to the source / drain region surface of the S transistor, a contact region where the impurity concentration peak of the ion implantation is shallower than the source / drain region located on the surface is formed. Covering the contact hole on the source / drain region of the one MOS transistor with a mask layer;
By implanting arsenic or boron giving the opposite conductivity type or one conductivity type from above the barrier layer through the above contact hole on the source / drain region of the transistor, the peak of the impurity concentration of the ion implantation is located on the surface. A method for manufacturing a CMOS semiconductor device, comprising: a step of forming a contact region shallower than a source / drain region; and a step of sputtering a metal electrode layer made of an aluminum layer on the barrier layer on the semiconductor substrate.
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