JP3041369B2 - セルフアライン珪化物の製造方法 - Google Patents

セルフアライン珪化物の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセルフアライン珪化
物(self-aligned silicide又はsalicide)の製造方法
に関する。さらに特定すれば、本発明は、不都合な接合
部電流リーク(junction current leakage)を防止する
珪化物層(salicide layer)の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】MOS
(metal-oxide semiconductor)の構成部材あるいはコ
ンポーネントの集積度の上昇に伴って、MOSコンポー
ネントのソース/ドレーンターミナルの抵抗は、MOS
コンポーネントのチャネル抵抗と匹敵するレベルにまで
徐々に増加する。MOSコンポーネントの金属部と浅接
合部との間の完全性を保証し、ソース/ドレーンターミ
ナルの面抵抗(sheet resistance)を低減させるため、
線幅(line width)が約0.5μm以下である場合には
半導体コンポーネントの製造にはセルフアライン珪化物
が使用される。
【0003】図1から図5にかけて従来方法によるセル
フアライン珪化物層の製造工程が示されている。図1に
は基板10が示されている。基板10には少なくとも1
領域のMOSコンポーネント領域11が提供される。こ
のMOSコンポーネント領域11は、ゲート領域12、
軽ドープドレーン(lightly doped drain:LDD)領
域12a、及び分離領域(isolating region)13を含
む。この分離領域13は、例えば、図示のごときに、フ
ィールド酸化層(field oxide layer)を使用して形成
された浅トレンチ分離(shallow trench isolation:S
TI)領域でもよい。
【0004】基板10上には、例えば二酸化シリコン層
あるいは窒化シリコン層である絶縁層14が形成され
る。次に絶縁層14にオーバーエッチング処理が施さ
れ、ゲート領域12の2側面上にスペーサ15が形成さ
れる。これらスペーサ15はゲート領域12の高さより
も多少低く提供される。このオーバーエッチング処理中
に分離領域13の上側も削られる。その後に、マスクと
してスペーサ15とゲート領域12とが使用されて基板
10はドープ処理され、ソース/ドレーン領域16が形
成されて図2に示す構造体が提供される。
【0005】続いて、図3に示すように、その構造体上
には、例えばチタン層である金属層17が積層される。
次に、急速熱処理(rapid thermal processing:RT
P)を施して金属層17をゲート領域12とソース/ド
レーン領域16の上側でポリシリコンと反応させる。こ
の反応でソース/ドレーン領域16に隣接した分離層1
3にまで延びる金属珪化物層18が形成される。その後
に、ウェットエッチング処理が施されてその金属層17
の非反応部分が除去され、図4に示すような断面形状が
提供される。
【0006】その後、図5に示すように、その構造体上
には、例えば二酸化シリコン層である誘電(絶縁)層
(dielectric layer)19が形成される。この誘電層1
9はコンタクトウィンド20を提供するためにパターン
処理される。このコンタクトウィンド20はソース/ド
レーン領域16の上部に位置する金属珪化物層18を露
出させる。さらに、コンタクトウィンド20は分離領域
13の一部を露出させる。以上で従来手法に従ったセル
フアライン珪化物層が完成する。
【0007】ソース/ドレーン領域とゲート領域上で実
効的な線幅を維持しながらこの金属珪化物層の線幅を減
少させるには、この従来方法はスペーサのオーバーエッ
チング処理を必要とする。しかし、このオーバーエッチ
ング処理は分離領域13の二酸化シリコン層の上方部の
一部をも削り取る。さらに、金属珪化物層18を分離領
域13の角部にてソース/ドレーン領域16のとの接合
部に隣接して配置させると、不都合な電流リークが発生
する。その結果、使用コンポーネントの機能不全が発生
する。この問題は浅接合部を有したサブミクロンのコン
ポーネントでは特に重大である。
【0008】本発明の1目的は、そのようなソース/ド
レーン領域にイオンを拡散(implant)させる工程にて
傾斜を利用し、分離領域に近接する角部でのソース/ド
レーン領域の接合深度(junction depth)を増加させ、
不都合な電流リークの発生を回避させるようなセルフア
ライン珪化物の製造方法を提供することである。
【0009】本発明の別目的は、そのようなコンタクト
ウィンドのサイズを増加させ、金属珪化物の接触抵抗と
面抵抗とを低減させるようなセルフアライン珪化物の製
造方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明のこれら目的と利
点とを達成させるため、本発明は、少なくとも1領域の
MOSコンポーネント領域を有した基板の提供を含むセ
ルフアライン珪化物の製造方法を提供する。このMOS
コンポーネント領域は、ゲート領域と、軽ドープソース
/ドレーン領域と、分離領域とを含んでいる。この基板
面上には第1絶縁層が積層される。この第1絶縁層に対
して異方性オーバーエッチング(anisotropic overetch
ing)処理が施され、ゲート領域の側面にスペーサが形
成される。同時に分離領域の一部も削り取られる。マス
クとしてこれらスペーサとゲート領域とを使用し、2種
類のイオンを傾斜角度を有して基板内に拡散させ、基板
内のゲートの各側に複数のソース/ドレーン領域を形成
させる。これら層の表面には金属層が形成される。急速
熱処理によってこの金属層はゲート領域とソース/ドレ
ーン領域の上面でシリコンと反応する。次に、選択的エ
ッチング手法を利用し、非反応金属層部分を除去する。
これらの表面には第2絶縁層と誘電層とが順番に形成さ
れる。この第2絶縁層をエッチングストップとして利用
し、誘電層にパターン処理を実行し、複数のワイドボー
ダーコンタクトウィンド(wide border contact windo
w)を形成させる。このワイドボーダーコンタクトウィ
ンドを介して第2絶縁層を除去し、金属層を露出させて
本発明のセルフアライン珪化物を提供する。
【0011】
【発明の実施の形態】図6から図11にかけて、本発明
の1好適実施例に従ったセルフアライン珪化物の製造工
程が示されている。説明のためにこの実施例においては
P型シリコン基板が使用されている。しかし、本発明は
N型シリコン基板の場合にも同様に有効である。
【0012】図6には、例えば少なくとも1領域のMO
Sコンポーネント領域22を有したP型シリコン基板2
1が示されている。このMOSコンポーネント領域22
は、ゲート領域23と、軽ドープ領域23aと、分離領
域24とを有している。分離領域24は、例えば二酸化
シリコンあるいはフィールド酸化層で成る浅トレンチ分
離領域であってもよい。この実施例において浅トレンチ
分離領域は説明のために使用されている。
【0013】次に、この基板21には、例えば化学蒸着
を利用して絶縁層25が積層される。この絶縁層25
は、例えば酸化シリコン層あるいは窒化シリコン層でよ
い。さらに、異方性オーバーエッチング処理が施され、
絶縁層25のほとんどが除去されてゲート領域23の側
面にスペーサ26が形成される。これらスペーサ26は
ゲート領域23の高さよりも多少低い高さを有してい
る。このオーバーエッチング処理中に分離領域24の上
層部も除去される。これでMOSコンポーネント領域2
2の接触部が拡大し、図7に示す構造が得られる。
【0014】その後に、図8に示すように、スペーサ2
6とゲート領域23とがマスクとして使用される。例え
ばN型イオンのごときイオンがMOSコンポーネント領
域22内に傾斜角を有して拡散され、ソース/ドレーン
領域27が形成される。これでソース/ドレーン領域2
7の接合深度が増加する。この傾斜は、例えば図8の矢
印28で示すように、イオンの拡散方向に対して基板2
1を所定の角度にて配置することで得られる。イオン拡
散はこの基板をスピンさせながら遂行される。この傾斜
処理の結果、ソース/ドレーン領域27内で、分離領域
24の下方側に隣接して不純物拡散領域29が形成され
る。この傾斜と分離領域24の上部の先行除去処理とに
よって、拡散イオンは分離領域24に隣接したMOSコ
ンポーネント領域22の外側エッジ部を通過できるから
である。
【0015】図9は前記の構造体に、例えばチタン層で
ある金属層30が形成された状態を示す。次に、急速熱
なまし処理(rapi thermal annealing)を実行して金属
層30をゲート領域23とソース/ドレーン領域27の
上面でシリコンと反応させ、セルフアライン金属珪化物
層31を形成する。このなまし処理で金属珪化物層31
にはさらに大きな領有部分が提供される。その後にウェ
ットエッチング処理が施され、金属層30の非反応部分
が除去されて図10に示す構造が提供される。
【0016】図11に示すように、絶縁層32と誘電層
33とはこの構造体の表面に順番に積層される。絶縁層
32は、例えば窒化シリコン層であり、誘電層33は、
例えば酸化シリコン層である。次に、絶縁層32をエッ
チングストップ層として使用して誘電層33にパターン
処理を施す。その後に、絶縁層32の露出部分は除去さ
れてワイドボーダーコンタクトウィンド34が提供さ
れ、金属珪化物層31が露出される。以降の処理は従来
と同様であり、よってその説明は省略する。
【0017】本発明を以上の実施例を基にして解説して
きたが、本発明はこれら実施例によって限定されるもの
ではない。本発明にはこれらの多様な変形及び改良も含
まれる。従って、本発明を定義する「請求の範囲」はこ
れらの変形及び改良をも含むように解釈されるべきであ
る。
【0018】
【発明の効果】本発明によるセルフアライン珪化物層の
製造方法は少なくとも以下の利点を提供する。
【0019】(1)大傾斜角イオン拡散処理によるソー
ス/ドレーン領域下部での分離領域に隣接させた不純物
拡散領域の形成は、このソース/ドレーン領域の接合深
度を増大させる。図11の矢印40で示すように、分離
領域のエッジ部に配置された金属珪化物はソース/ドレ
ーン接合部に過剰に近接せず、よって不都合な電流リー
クが防止される。
【0020】(2)分離領域の先行オーバーエッチング
処理を通じて露出されているソース/ドレーン領域の表
面に金属珪化物層を形成することが可能である。従っ
て、ワイドボーダーコンタクトウィンドにさらに拡大さ
れた表面部を提供することが可能となり、その接触抵抗
と面抵抗とを同時に低減させる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この図は、従来方法によるセルフアライン珪
化物層の製造工程を示した図1から図5の中の最初の工
程の図であり、基板にMOSコンポーネント領域の提供
された様子が示されている。
【図2】 この図は、ソース/ドレーン領域が形成され
る工程を示す図である。
【図3】 この図は、ソース/ドレーン領域に隣接した
分離層にまで延びる金属珪化物層が形成される工程を示
す図である。
【図4】 この図は、ソース/ドレーン領域に隣接した
分離層にまで延びる金属珪化物層が形成される工程を示
す図である。
【図5】 この図は、ウェットエッチング処理が施され
てその金属層の非反応部分が除去される工程を示す図で
ある。
【図6】 この図は、本発明に従ったセルフアライン珪
化物の製造工程を示した図6から図11の中の最初の工
程の図であり、MOSコンポーネント領域を有したP型
シリコン基板が示されている。
【図7】 この図は、異方性オーバーエッチング処理が
施される工程を示す図である。
【図8】 この図は、不純物拡散領域が形成される工程
を示す図である。
【図9】 この図は、金属層が形成される工程を示す図
である。
【図10】 この図は、ウェットエッチング処理が施さ
れ、金属層の非反応部分が除去される工程を示す図であ
る。
【図11】 この図は、ワイドボーダーコンタクトウィ
ンドが提供され、金属珪化物層が露出される工程を示す
図である。
【符号の説明】
10 基板 11 MOSコンポーネント領域 12 ゲート領域 12a 軽ドープドレーン領域 13 分離領域 14 絶縁層 15 スペーサ 16 ソース/ドレーン領域 17 金属層 18 金属珪化物層 19 誘電層 20 コンタクトウィンド 21 P型シリコン基板 22 MOSコンポーネント領域 23 ゲート領域 23a 軽ドープ領域 24 分離領域 25 絶縁層 26 スペーサ 27 ソース/ドレーン領域 28 イオンの拡散方向 29 不純物拡散領域 30 金属層 31 金属珪化物層 32 絶縁層 33 誘電層 34 ワイドボーダーコンタクトウィンド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 H01L 21/28 301 H01L 21/336

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セルフアライン珪化物の製造方法であっ
    て、 ゲート領域と、軽ドープ領域と、分離領域とを含んだ少
    なくとも1領域のMOSコンポーネント領域を上部に有
    した基板を提供するステップと、 この基板の表面に第1絶縁層を積層させるステップと、 この第1絶縁層に異方性オーバーエッチング処理を施
    し、前記ゲート領域のそれぞれの側面にスペーサを形成
    させ、同時に前記分離領域の上部の一部を除去するステ
    ップと、 前記スペーサと前記ゲート領域とをマスクとして使用
    し、前記MOSコンポーネント領域内に傾斜角を有して
    イオンを拡散させ、そのゲート領域の各側にて前記基板
    内にソース/ドレーン領域を形成させるステップと、 その基板と、前記MOSコンポーネントと、前記スペー
    サとの表面に金属層を形成させるステップと、 急速熱処理を施し、その金属層を前記ゲート領域と前記
    ソース/ドレーン領域の上面でシリコンと反応させ、金
    属珪化物層を形成させるステップと、 前記金属層の非反応部分に選択的エッチング処理を施す
    ステップと、 前記基板、前記MOSコンポーネント領域、前記スペー
    サ、及び前記金属珪化物層の表面に第2絶縁層と誘電層
    とを順番に形成させるステップと、 その第2絶縁層をエッチングストップとして利用し、そ
    の誘電層に対してパターン処理を施して複数のワイドボ
    ーダーコンタクトウィンドを形成させるステップと、 そのワイドボーダーコンタクトウィンドを利用して前記
    第2絶縁層を除去し、前記金属珪化物層を露出させるス
    テップと、を含んでいることを特徴とするセルフアライ
    ン珪化物の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記基板を提供するステップはP型基板
    を提供するステップを含んでおり、前記イオンを拡散さ
    せるステップはN型イオンを拡散させるステップを含ん
    でいることを特徴とする請求項1記載のセルフアライン
    珪化物の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記基板を提供するステップはN型基板
    を提供するステップを含んでおり、前記イオンを拡散さ
    せるステップはP型イオンを拡散させるステップを含ん
    でいることを特徴とする請求項1記載のセルフアライン
    珪化物の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記基板を提供するステップは浅トレン
    チ分離領域である分離領域を含んでいることを特徴とす
    る請求項1記載のセルフアライン珪化物の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記基板を提供するステップはフィール
    ド酸化層である分離領域を含んでいることを特徴とする
    請求項1記載のセルフアライン珪化物の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1絶縁層を積層させるステップは
    酸化シリコンである第1絶縁層を含んでいることを特徴
    とする請求項1記載のセルフアライン珪化物の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記第1絶縁層を積層させるステップは
    窒化シリコンである第1絶縁層を含んでいることを特徴
    とする請求項1記載のセルフアライン珪化物の製造方
    法。
  8. 【請求項8】 前記金属層を形成させるステップはチタ
    ンである金属層を含んでいることを特徴とする請求項1
    記載のセルフアライン珪化物の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第2絶縁層と誘電層とを形成させる
    ステップは窒化シリコンである第2絶縁層を含んでいる
    ことを特徴とする請求項1記載のセルフアライン珪化物
    の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第2絶縁層と誘電層とを形成させ
    るステップは酸化シリコンである誘電層を含んでいるこ
    とを特徴とする請求項1記載のセルフアライン珪化物の
    製造方法。
JP09216235A 1997-05-24 1997-08-11 セルフアライン珪化物の製造方法 Expired - Fee Related JP3041369B2 (ja)

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