JP3958345B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP3958345B2 JP3958345B2 JP2006183213A JP2006183213A JP3958345B2 JP 3958345 B2 JP3958345 B2 JP 3958345B2 JP 2006183213 A JP2006183213 A JP 2006183213A JP 2006183213 A JP2006183213 A JP 2006183213A JP 3958345 B2 JP3958345 B2 JP 3958345B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- silicon
- film
- cobalt
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
本発明は、半導体層の表面部に半導体金属間の化合物層、特に高い結晶配向性を持つ半導体金属間化合物層をエピタキシャル成長させる方法に関する。 The present invention relates to a method for epitaxially growing a compound layer between semiconductor metals, particularly a semiconductor metal compound layer having high crystal orientation on a surface portion of a semiconductor layer.
高速動作を必要とする半導体集積回路装置においては、近年の半導体素子の微細化に伴って、不純物が拡散されてなる半導体層のシート抵抗及びコンタクト抵抗の増加が問題になってきている。 In semiconductor integrated circuit devices that require high-speed operation, with the recent miniaturization of semiconductor elements, the increase in sheet resistance and contact resistance of semiconductor layers in which impurities are diffused has become a problem.
この問題を解決する方法の1つとして、半導体層の表面部にシリサイド層を形成するプロセスが提案されている。シリサイド層を形成するための金属としては種々のものが提案されているが、コバルトを用いて形成するコバルトダイシリサイド(CoSi2)層は、熱的安定性及び抵抗率の両面から優れているので特に注目されている。 As one method for solving this problem, a process for forming a silicide layer on the surface of a semiconductor layer has been proposed. Various metals have been proposed for forming the silicide layer, but the cobalt disilicide (CoSi 2 ) layer formed using cobalt is superior in terms of both thermal stability and resistivity. Particular attention has been paid.
ところが、シリコン基板の表面部をコバルトを用いてシリサイド化する場合、コバルト原子とシリコン原子との反応プロセスにおいて、コバルトシリサイド層が凝集したり又はコバルトシリサイド層にスパイク欠陥が発生したりする(IEDM1995−449 K.Goto)。コバルトシリサイド層が凝集すると断線が発生するという問題があり、またスパイク欠陥が発生すると接合リークが起きるという問題がある。 However, when the surface portion of the silicon substrate is silicided using cobalt, the cobalt silicide layer aggregates or a spike defect occurs in the cobalt silicide layer in the reaction process between cobalt atoms and silicon atoms (IEDM 1995- 449 K. Goto). When the cobalt silicide layer is aggregated, there is a problem that disconnection occurs, and when a spike defect occurs, there is a problem that junction leakage occurs.
そこで、コバルトシリサイド層の凝集及びスパイク欠陥の発生を防止するため、論文(Appl.Phys.Lett.68、1996、June)において、以下に説明するように、エピタキシャル成長によりコバルトシリサイド層を形成する方法が提案されている。すなわち、シリコンの結晶からなる半導体層の上に0.5〜1.5nmの厚さを持つSiOx(x<2)膜を形成した後、該SiOx膜の上に超高真空下でコバルト膜を数nm程度の厚さに堆積し、その後、熱処理を行なうことにより、コバルト原子とシリコン原子とを反応させてコバルトシリサイド層をエピタキシャル成長させる技術(Oxide Mediated Epitaxy;OME技術)が提案されている。また、この技術によると、SiOx膜がコバルトシリサイド層の成長を促進する役割を果たすと説明されている。
しかしながら、エピタキシャル成長法によりコバルトシリサイド層を形成する前述の方法は、コバルト膜の堆積に超高真空装置が必要になり、該超高真空装置は通常のシリコンからなる半導体のプロセスでは用いられないので、量産のプロセスには適しないという問題がある。 However, the above-described method of forming a cobalt silicide layer by epitaxial growth requires an ultra-high vacuum apparatus for depositing a cobalt film, and the ultra-high vacuum apparatus is not used in a semiconductor process made of ordinary silicon. There is a problem that it is not suitable for mass production processes.
また、前述の方法は、半導体層の上に、極めて薄い膜厚を持つと共に化学量論的組成よりもシリコンが過剰であるSiOx(x<2)膜を介してコバルト膜を形成しているため、SiOx膜の膜質及び膜厚のばらつきに起因して種々の問題が発生する。すなわち、SiOx膜にピンホールがあった場合、該ピンホールを介してコバルトとシリコンとが爆発的に反応してしまうので、コバルトシリサイド層をエピタキシャル成長させることができないという問題、及びSiOx膜の膜厚にばらつきがあった場合、膜厚の薄い部位においてコバルト原子とシリコン原子との反応が一気に進んでしまうので、コバルトシリサイド層を良好にエピタキシャル成長させることができないという問題がある。 In the above-described method, a cobalt film is formed on a semiconductor layer through a SiO x (x <2) film having a very thin film thickness and silicon in excess of the stoichiometric composition. Therefore, various problems occur due to variations in film quality and film thickness of the SiO x film. That is, when there is a pinhole in the SiO x film, cobalt and silicon react explosively through the pinhole, and therefore, the problem that the cobalt silicide layer cannot be epitaxially grown, and the SiO x film When the film thickness varies, there is a problem that the cobalt silicide layer cannot be epitaxially grown well because the reaction between the cobalt atom and the silicon atom proceeds at a stretch in the thin film portion.
前記に鑑み、本発明は、凝集及びスパイク欠陥のない半導体金属間化合物層例えばコバルトシリサイド層を、半導体の量産プロセスにおいて通常用いられている、真空度領域において又は製造装置を用いて、安定してエピタキシャル成長させることができるようにすることを目的とする。 In view of the above, the present invention provides a semiconductor intermetallic compound layer free of aggregation and spike defects, such as a cobalt silicide layer, which is normally used in a semiconductor mass production process, in a vacuum region or using a manufacturing apparatus. An object is to enable epitaxial growth.
前記の目的を達成するため、本願発明者らは、エピタキシャル成長により形成されたコバルトシリサイド層において凝集及びスパイク欠陥が発生する原因について検討を行なった結果、以下に説明するような知見を得た。すなわち、コバルト原子とシリコン原子とが反応してコバルトシリサイドが形成されるメカニズムは、熱力学的に考えると、Co2Si→CoSi→CoSi2の反応が進むことによる。ところが、Co2Si→CoSi→CoSi2の反応パスにおいては、界面エネルギーが不安定で且つ不均一であるため、コバルトシリサイドが多結晶化し、これによって、凝集及びスパイク欠陥が発生するのである。 In order to achieve the above object, the inventors of the present invention have studied the cause of the occurrence of aggregation and spike defects in the cobalt silicide layer formed by epitaxial growth, and as a result, have obtained knowledge as described below. In other words, the mechanism by which cobalt atoms and silicon atoms react to form cobalt silicide is due to a reaction of Co 2 Si → CoSi → CoSi 2 in view of thermodynamics. However, in the reaction path of Co 2 Si → CoSi → CoSi 2 , the interfacial energy is unstable and non-uniform, so that cobalt silicide is polycrystallized, which causes aggregation and spike defects.
従って、シリコンを含む半導体層とコバルト膜との界面にCoSi2からなるシード層を形成しておいてからエピタキシャル成長させると、Co2Si →CoSi→CoSi2の反応パスを経ることなくCoSi2を形成することができるという結論に達した。 Therefore, when a seed layer made of CoSi 2 is formed at the interface between the semiconductor layer containing silicon and the cobalt film and then epitaxially grown, CoSi 2 is formed without passing through a reaction path of Co 2 Si → CoSi → CoSi 2. You have reached the conclusion that you can.
そこで、シリコンを含む半導体層とコバルト膜との界面にCoSi2からなるシード層を形成する方法について種々の検討を行なった結果、半導体層とコバルト膜との間に存在する酸素原子の濃度を制御すると、CoSi2からなるシード層を形成することができることを見出した。具体的には、表面近傍の領域に酸素原子が分布している半導体層の上にコバルト膜を堆積すると、半導体層とコバルト膜との間に介在する酸素原子の量は、半導体層とコバルト膜との間にSiOx膜を介在させる場合に比べて低減するので、半導体層とコバルト膜との間にCoSi2からなるシード層を形成できることを見出した。 Therefore, as a result of various studies on the method of forming a seed layer made of CoSi 2 at the interface between the semiconductor layer containing silicon and the cobalt film, the concentration of oxygen atoms existing between the semiconductor layer and the cobalt film is controlled. Then, it has been found that a seed layer made of CoSi 2 can be formed. Specifically, when a cobalt film is deposited on a semiconductor layer in which oxygen atoms are distributed in a region near the surface, the amount of oxygen atoms interposed between the semiconductor layer and the cobalt film is determined by the semiconductor layer and the cobalt film. since reduced as compared with the case of interposing the SiO x film between it has been found that can form a seed layer made of CoSi 2 between the semiconductor layer and the cobalt film.
本発明の請求項1に係る半導体装置の製造方法は、シリコンからなる半導体層の上に、半導体元素と、酸素、窒素及びフッ素のうちのいずれか一つである非金属元素とからなる化合物層を形成する工程と、化合物層に粒子エネルギー線を照射して化合物層に含まれる非金属元素を反跳により半導体層中に分布させる工程と、化合物層を除去する工程と、半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、金属膜に熱処理を施して半導体層を構成するシリコンと金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含む。According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a compound layer comprising a semiconductor element and a nonmetallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine on a semiconductor layer made of silicon. A step of irradiating the compound layer with particle energy rays to distribute nonmetallic elements contained in the compound layer in the semiconductor layer by recoil, a step of removing the compound layer, and A step of depositing a metal film made of a transition metal, and a silicon intermetallic compound on the surface of the semiconductor layer by reacting silicon constituting the semiconductor layer and transition metal constituting the metal film by subjecting the metal film to a heat treatment And epitaxially growing the layer.
本発明の請求項2に係る半導体装置の製造方法は、シリコンからなる半導体層の上に、半導体元素と、酸素、窒素及びフッ素のうちのいずれか一つである非金属元素とからなる化合物層を形成する工程と、化合物層に粒子エネルギー線を照射して化合物層に含まれる非金属元素を反跳により半導体層中に分布させると共に化合物層を除去する工程と、半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、金属膜に熱処理を施して半導体層を構成するシリコンと金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含む。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a compound layer comprising a semiconductor element and a nonmetallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine on a semiconductor layer made of silicon. , Irradiating the compound layer with particle energy rays to distribute non-metallic elements contained in the compound layer in the semiconductor layer by recoil, removing the compound layer, and a transition metal on the semiconductor layer A silicon transition intermetallic compound layer is formed on the surface of the semiconductor layer by depositing a metal film comprising: and reacting the silicon constituting the semiconductor layer with the transition metal constituting the metal film by performing a heat treatment on the metal film. Epitaxial growth.
本発明の請求項3に係る半導体装置の製造方法は、請求項1又は請求項2に係る半導体装置の製造方法において、半導体層は面心立方型の結晶構造を有しており、シリコン遷移金属間化合物層は面心立方型の結晶構造を有しており、半導体元素と非金属元素とからなる化合物層は非晶質である。According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to the first or second aspect of the present invention, wherein the semiconductor layer has a face-centered cubic crystal structure, and a silicon transition metal. The intermetallic compound layer has a face-centered cubic crystal structure, and the compound layer composed of a semiconductor element and a nonmetallic element is amorphous.
本発明の請求項4に係る半導体装置の製造方法は、請求項1又は請求項2に係る半導体装置の製造方法において、粒子エネルギー線はArイオン線からなる。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device manufacturing method according to the first or second aspect, wherein the particle energy beam is an Ar ion beam.
本発明の請求項5に係る半導体装置の製造方法は、請求項1又は請求項2に係る半導体装置の製造方法において、半導体層はシリコン層であり、非金属元素は酸素であり、金属膜はコバルト膜であり、シリコン遷移金属間化合物層はコバルトシリサイド層である。 The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5 of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to
本発明の請求項6に係る半導体装置の製造方法は、請求項1又は請求項2に係る半導体装置の製造方法において、酸素を分布させた領域における酸素の単位面積あたりの原子数は、4×10A method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth aspect of the present invention is the method for manufacturing a semiconductor device according to the first or second aspect, wherein the number of atoms per unit area of oxygen in a region in which oxygen is distributed is 4 ×. 10 1414 〜4×10~ 4x10 1515 cmcm −2-2 である。It is.
本発明の請求項7に係る半導体装置の製造方法は、シリコンからなる半導体層の上にゲート電極を形成する工程と、半導体層におけるゲート電極の両側に不純物層を形成する工程と、半導体層の上に、半導体元素と、酸素、窒素及びフッ素のうちのいずれか一つである非金属元素とからなる化合物層を形成する工程と、化合物層に粒子エネルギー線を照射して化合物層に含まれる非金属元素を反跳により半導体層中に分布させる工程と、化合物層を除去する工程と、半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、金属膜に熱処理を施して半導体層を構成するシリコンと金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含む。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a gate electrode on a semiconductor layer made of silicon; forming an impurity layer on both sides of the gate electrode in the semiconductor layer; A compound layer including a semiconductor element and a non-metallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine; and a compound energy layer irradiated with particle energy rays to be included in the compound layer A step of distributing the nonmetallic element in the semiconductor layer by recoil, a step of removing the compound layer, a step of depositing a metal film made of a transition metal on the semiconductor layer, and subjecting the metal film to a heat treatment And a step of causing a silicon transition intermetallic compound layer to epitaxially grow on the surface of the semiconductor layer by reacting silicon constituting the metal and a transition metal constituting the metal film.
本発明によると、半導体層における表面近傍の領域に非金属元素を分布させた状態で熱処理を施して半導体層を構成する元素と金属膜を構成する金属とを反応させるため、金属膜を構成する金属と半導体層を構成する元素とが一気に反応する事態を回避できるので、エピタキシャル半導体金属間化合物層の多結晶化を防止することができる。 According to the onset bright, to react the metal constituting the element and the metal film constituting the semiconductor layer is subjected to heat treatment in a state of being distributed non-metallic element in the region near the surface of the semiconductor layer, a metal film Since it is possible to avoid a situation in which the constituent metal and the element constituting the semiconductor layer react at a stretch, it is possible to prevent the epitaxial semiconductor intermetallic compound layer from being polycrystallized.
従って、本発明によると、凝集及びスパイク欠陥のないエピタキシャル半導体金属間化合物層を、半導体の量産プロセスにおいて通常用いられている真空度領域で且つ低温において安定して形成することができる。 Therefore, according to the present invention, an epitaxial semiconductor intermetallic compound layer free from agglomeration and spike defects can be stably formed at a low temperature in a vacuum region normally used in a semiconductor mass production process.
(参考実施形態1)
以下、参考実施形態1に係る半導体装置について、図1(a)及び(b)を参照しながら説明する。
( Reference Embodiment 1 )
A semiconductor device according to the
図1(a)は参考実施形態1に係る半導体装置の平面構造を示し、図1(b)は図1(a)におけるIb−Ib線の断面構造を示している。 FIG. 1A shows a planar structure of the semiconductor device according to the first embodiment , and FIG. 1B shows a cross-sectional structure taken along line Ib-Ib in FIG.
参考実施形態1に係る半導体装置は、CMOS、pMOS又はnMOSのいずれのタイプのトランジスタでもよいが、ここでは、n型MOSトランジスタについて説明する。
The semiconductor device according to the
図1(a)及び(b)に示すように、n型のシリコン結晶からなり数Ω・cmの抵抗率を有する半導体基板10の表面部には、n型のチャネルストッパー11が形成されていると共に該チャネルストッパー11の上には素子分離領域となるフィールド絶縁膜13が形成されており、半導体基板10におけるチャネルストッパー11に囲まれた領域にはp型ウェル領域12が形成されている。
As shown in FIGS. 1A and 1B, an n-
p型ウェル領域12の内部におけるソース又はドレインとなる領域には、LDD構造を構成するn型の低濃度不純物拡散層16及びn型の高濃度不純物拡散層18が形成されている。また、半導体基板10上におけるソース領域とドレイン領域との間にはシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜14を介して多結晶シリコン膜からなるゲート電極15が設けられており、該ゲート電極15の側面はシリコン酸化膜からなるサイドウォール17が形成されている。
An n-type low-concentration
参考実施形態1の特徴として、n型の高濃度不純物拡散層18の表面部にはコバルトダイシリサイド(CoSi2)からなるエピタキシャル成長層が形成されていると共に、ゲート電極15の表面部には、多結晶シリコンの個々の結晶粒に対してはエピタキシャルな関係を有する多結晶コバルトダイシリサイド層が、n型の高濃度不純物拡散層18の上にエピタキシャル成長層が形成されるのと同じ条件で同時に形成されている。n型の高濃度不純物拡散層18及びゲート電極15の各表面部に成長したシリサイド層の膜厚は例えば30〜50nm程度である。このため、n型の高濃度不純物拡散層18及びゲート電極15の抵抗値が十分に低減しているので、参考実施形態1に係るMOSFETを有する半導体集積回路装置の性能が向上している。
As a feature of the first embodiment, an epitaxial growth layer made of cobalt disilicide (CoSi 2 ) is formed on the surface portion of the n-type high-concentration
半導体基板10の上には層間絶縁膜22が堆積されており、該層間絶縁膜22の上には例えばアルミニウム合金膜からなる金属配線24が形成されており、該金属配線24は保護絶縁膜25に覆われている。金属配線24は層間絶縁膜22に形成されたコンタクトホール23を介して、n型の高濃度不純物拡散層18の表面部に形成されているエピタキシャルシリサイド層21に接続されている。このため、n型の高濃度不純物拡散層18と金属配線24とのコンタクト抵抗が十分に低減している。
An
(参考実施形態2)
以下、参考実施形態2として、参考実施形態1に係る半導体装置の製造方法について、図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)及び図4(a)、(b)を参照しながら説明する。
( Reference Embodiment 2 )
Hereinafter, as a reference embodiment 2 , a semiconductor device manufacturing method according to the
まず、図2(a)に示すn型のシリコン結晶からなる半導体基板100の表面に薄い膜厚のシリコン酸化膜を形成した後、該シリコン酸化膜の上にシリコン窒化膜を堆積し、その後、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてシリコン窒化膜に対してパターニングを行なって、シリコン窒化膜におけるフィールド絶縁膜形成領域を除去する。
First, after forming a thin silicon oxide film on the surface of the
次に、半導体基板100にパターン化されたシリコン窒化膜をマスクにして、リン又はヒ素等のn型不純物を高濃度にイオン注入してチャネルストッパー101を形成した後、半導体基板100にボロン等のp型不純物をイオン注入してp型ウェル領域102を形成する。その後、半導体基板100に対して熱処理を行なって半導体基板100の表面部におけるシリコン窒化膜に覆われていない領域を酸化するLOCOS法を行なって、半導体基板100の表面部に例えば400nmの厚さを有するフィールド絶縁膜103を形成する。尚、この熱処理によって、チャネルストッパー101及びp型ウェル領域102は活性化される。その後、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜を除去する。
Next, using a silicon nitride film patterned on the
次に、例えば熱酸化法により半導体基板100の表面に全面に亘って例えば5〜10nmの膜厚を有するシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜104を形成した後、例えばCVD法によりゲート絶縁膜104の上に多結晶シリコン膜を堆積した後、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて多結晶シリコン膜をパターニングしてゲート電極105を形成する。
Next, a
次に、半導体基板100にゲート電極105をマスクとしてヒ素又はリン等のn型不純物を低濃度にイオン注入して、図2(b)に示すように、n型の低濃度不純物層106を形成する。
Next, n-type impurities such as arsenic or phosphorus are ion-implanted into the
次に、半導体基板100の上に全面に亘ってシリコン酸化膜を堆積した後、該シリコン酸化膜に対して異方性エッチングを行なって、図2(c)に示すように、ゲート電極105の側面にサイドウォール107を形成する。その後、半導体基板100にゲート電極105及びサイドウォール107をマスクとしてヒ素又はリン等のn型不純物を高濃度にイオン注入して、n型の高濃度不純物層108を形成した後、半導体基板100に対して熱処理を施して、n型の低濃度不純物層106及び高濃度不純物層108を活性化する。
Next, after depositing a silicon oxide film over the entire surface of the
尚、サイドウォール107は、シリコン酸化膜に代えて、シリコン窒化膜を用いてもよい。また、活性化のための熱処理は、後述する第1回目及び第2回目の熱処理工程において行なってもよい。
The
次に、図3(a)に示すように、半導体基板100に、非金属元素イオン例えば酸素イオンを例えば100〜500eVの低い加速エネルギーでイオン注入して、図3(b)に示すように、n型の高濃度不純物層108の表面近傍の領域及びゲート電極105の表面近傍の領域に、酸素原子が基板面方向に分布してなる酸素原子分布領域109を形成する。尚、酸素原子分布領域109の形成方法としては、酸素イオンの注入に代えて、プラズマドーピングにより酸素原子を分布させてもよい。
Next, as shown in FIG. 3A, non-metal element ions such as oxygen ions are implanted into the
酸素原子分布領域109を構成する酸素原子を分布させる深さとしては、n型の高濃度不純物層108又はゲート電極105の表面から0.5〜5nmの範囲が好ましく、酸素原子分布領域109を構成する酸素原子の濃度としては、4×1014cm−2〜4×1015cm−2の範囲が好ましい。これらの理由については後述する。
The depth at which oxygen atoms constituting the oxygen
次に、チャンバーの内部が1×105 〜1×107 Paの真空度に保持されたスパッタ装置内においてスパッタ法を行なうことにより、図3(c)に示すように、半導体基板100の上に全面に亘って金属膜例えばコバルト膜110を堆積する。
Next, as shown in FIG. 3C, by performing sputtering in a sputtering apparatus in which the inside of the chamber is maintained at a vacuum degree of 1 × 10 5 to 1 × 10 7 Pa, the upper surface of the
コバルト膜110とn型の高濃度不純物層108又はゲート電極105との間には酸素原子分布領域109が形成されており、酸素原子はn型の高濃度不純物層108又はゲート電極105の表面から0.5〜5nmの深さの範囲に分布している。このため、コバルト膜110を構成するコバルト原子の半導体基板100中への拡散は酸素原子分布領域109によって抑制される。また、コバルト膜110を構成するコバルト原子からは、酸素原子分布領域109の下側に存在するシリコンの結晶格子が見えるため、酸素原子分布領域109の上側の領域がイオン注入又はプラズマドーピングなどによって乱れているとしても、コバルト原子は半導体基板100における酸素原子分布領域109の下側領域の結晶構造の影響を受けながら反応するので、n型の高濃度不純物層108とコバルト膜110との界面に、シリコンの結晶と格子定数が近いコバルトダイシリサイド(CoSi2)の核(図示は省略している。)が形成される。また、ゲート電極105は多結晶シリコンからなるが、個々の結晶粒に対してはn型の高濃度不純物層108におけるコバルト原子とシリコン原子との反応と同様にコバルトダイシリサイド(CoSi2)の核が形成される。
An oxygen
次に、半導体基板100を500℃の温度下で10秒間保持する第1回目の熱処理(RTA:Rapid Thermal Anneal)を行なう。このようにすると、コバルト膜110を構成するコバルト原子がコバルトダイシリサイドの核を介してシリコン領域に拡散していくと共にコバルト原子がシリコン原子と反応するため、図3(c)に示すように、n型の高濃度不純物層108及びゲート電極105の表面部に、既に形成されているコバルトダイシリサイドの核の結晶構造と対応するコバルトダイシリサイド(CoSi2)のエピタキシャル成長層(以下、第1のエピタキシャルシリサイド層と称する。)111Aが形成される。
Next, first heat treatment (RTA: Rapid Thermal Anneal) is performed in which the
尚、コバルト膜110の膜厚が5nmの場合には第1のエピタキシャルシリサイド層111Aの膜厚は17〜18nm程度であり、コバルト膜110の膜厚が10nmの場合には第1のエピタキシャルシリサイド層111Aの膜厚は34〜36nm程度である。
When the thickness of the
また、半導体基板100の結晶構造が面心立方型であるときには、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aの結晶構造も面心立方型となり、半導体基板100の結晶構造がダイヤモンド型又は閃亜鉛鉱型であるときには、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aの結晶構造は弗化カルシウム型(螢石)となる。
When the crystal structure of the
前述のように、n型の高濃度不純物層108及びゲート電極105の表面近傍の領域には、酸素原子分布領域109が表面から0.5〜5nmの深さに形成されており、コバルト膜110を構成するコバルト原子とn型の高濃度不純物層108又はゲート電極105を構成するシリコン原子とが直接に接していないため、コバルト原子とシリコン原子とは一気に反応しないので、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aが凝集したり又は多結晶化したりする事態を防止できる。
As described above, in the region near the surface of the n-type high-
ところで、酸素原子分布領域109を構成する酸素原子の濃度が4×1014cm−2よりも低いと、コバルト原子とシリコン原子とが一気に反応して、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aが凝集したり又は多結晶化したりする恐れがあり、また、酸素原子の濃度が4×1015cm−2よりも高いと、コバルト原子と半導体基板100の結晶格子との距離が大きくなるため、コバルト原子とシリコン原子との反応が良好に行なわれない恐れがある。従って、酸素原子分布領域109を構成する酸素原子の濃度としては、4×1014cm−2〜4×1015cm−2の範囲が好ましい。
By the way, when the concentration of oxygen atoms constituting the oxygen
尚、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aにおいては、すべての層がコバルトダイシリサイド(CoSi2)からなっていてもよいし、下層(シリコン層との界面側)がコバルトダイシリサイド(CoSi2)であると共に上層(コバルト膜110側)がコバルトシリサイド(CoSi)であってもよい。参考実施形態2の第1のエピタキシャルシリサイド層111Aにおいては、下層がコバルトダイシリサイドであり且つ上層がコバルトシリサイドである。少なくともシリコン層との界面にコバルトダイシリサイド層が形成されていると、コバルトシリサイド層の凝集が起こらないので、リーク電流の低減を図ることができる。
Note that in the first
次に、図4(a)に示すように、第1回目の熱処理で反応しなかったコバルト膜110を、例えばアンモニア液と過酸化水素水との混合液又は塩酸系混酸液からなるエッチャントを用いて除去した後、半導体基板100を800℃の温度下で10秒間保持する第2回目の熱処理(RTA)を行なう。このようにすると、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aの上層のコバルトシリサイドも成長してコバルトダイシリサイドになるので、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aは、すべての層がコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層111Bに変化する。
Next, as shown in FIG. 4A, the
尚、第1のエピタキシャルシリサイド層111Aのすべての層がコバルトダイシリサイド(CoSi2)からなる場合には、第2回目の熱処理を省略することができる。この場合には、以下の説明における第2のエピタキシャルシリサイド層111Bを第1のエピタキシャルシリサイド層111Aと読み替える。
When all the layers of the first
次に、図4(b)に示すように、例えばTEOS(テトラエトキシシラン)を用いるCVD法により、半導体基板100の上に全面に亘ってシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜112を堆積した後、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて層間絶縁膜112にコンタクトホール113を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, an
次に、例えばスパッタ法により半導体基板100の上に全面に亘って例えばアルミニウム合金膜をコンタクトホール113に埋め込まれるように堆積した後、周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いてアルミニウム合金膜をパターニングすることにより金属配線114を形成する。次に、例えばプラズマCVD法を用いて金属配線114の上に、例えばシリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層体からなる保護絶縁膜115を堆積すると、参考実施形態1に係る半導体装置が得られる。
Next, after depositing, for example, an aluminum alloy film so as to be embedded in the
尚、金属配線114としては、アルミニウム合金膜に代えて、アルミニウム合金膜と窒化チタン膜又はタングステン膜等との積層膜を用いてもよい。
As the
参考実施形態2によると、n型の高濃度不純物層108及びゲート電極105の表面部にはコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層111Bが形成されているため、n型の高濃度不純物層108及びゲート電極105のシート抵抗を5Ω/□程度に低減できるので、第2のエピタキシャルシリサイド層111Bが形成されていない場合のシート抵抗(100Ω/□)に比べて大きく低減できると共に、コンタクト抵抗も低減できるので、MOSFETを有する半導体集積回路装置の性能を向上させることができる。
According to the second embodiment, since the second
また、参考実施形態2によると、n型の高濃度不純物層108の表面近傍の領域及びゲート電極105の表面近傍の領域に非金属元素例えば酸素原子109を分布させておいてから金属膜例えばコバルト膜110を堆積し、その後、第1回目及び第2回目の熱処理を行なって、n型の高濃度不純物層108の表面部及びゲート電極105の表面部にコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層111Bを形成するため、コバルト原子とシリコン原子とが一気に反応する事態を回避できるので、第2のエピタキシャルシリサイド層111Bが凝集したり多結晶化したりする事態を回避できると共に第2のエピタキシャルシリサイド層111Bにスパイク欠陥が形成される事態を回避することができる。このため、エピタキシャルシリサイド層の凝集又は多結晶化に起因する断線を防止できると共に、スパイク欠陥に起因する接合リークを防止することができる。
Further, according to the second embodiment , a non-metal element such as an
さらに、参考実施形態2によると、n型の高濃度不純物層108の表面近傍の領域及びゲート電極105の表面近傍の領域に酸素原子109を分布させた状態で、つまりn型の高濃度不純物層108及びゲート電極105とコバルト膜110との間に低濃度の酸素原子109が介在した状態で第1回目の熱処理を行なうため、該第1回目の熱処理を低温例えば500℃の温度下で行なうことができる。
Further, according to the second embodiment , the
尚、参考実施形態2においては、n型の高濃度不純物層108の表面部及びゲート電極105の表面部の両方にコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層111Bを形成したが、これに代えて、n型の高濃度不純物層108の表面部及びゲート電極105の表面部のうちの一方にのみ第2のエピタキシャルシリサイド層111Bを形成してもよい。
In the second embodiment , the second
また、参考実施形態2においては、n型の高濃度不純物層108の表面近傍の領域及びゲート電極105の表面近傍の領域に非金属元素として酸素原子を分布させたが、酸素原子に代えて、窒素原子又はフッ素原子等を分布させてもよい。
In the second embodiment , oxygen atoms are distributed as nonmetallic elements in the region near the surface of the n-type high
また、参考実施形態2においては、金属膜としてコバルト膜110を堆積して、コバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層111Bを形成したが、コバルト膜110に代えて、ニッケル又は鉄等の他の遷移金属からなる金属膜を堆積して、該金属膜を構成する遷移金属とシリコンとからなるエピタキシャルシリサイド層を形成してもよい。
In the second embodiment , the
(本発明の一実施形態)
以下、本発明の一実施形態として、参考実施形態1に係る半導体装置の製造方法について、図5(a)〜(c)、図6(a)〜(c)及び図7(a)、(b)を参照しながら説明する。
( One embodiment of the present invention )
Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a semiconductor device according to
まず、参考実施形態2と同様にして、図5(a)に示すように、n型のシリコン結晶からなる半導体基板200にボロン等のp型不純物をイオン注入してp型ウェル領域202を形成した後、LOCOS法により半導体基板200の表面部に例えば400nmの厚さを有するフィールド絶縁膜203を形成する。次に、半導体基板200の表面に全面に亘って例えば5〜10nmの膜厚を有するシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜204を形成した後、例えばCVD法によりゲート絶縁膜204の上に多結晶シリコン膜を堆積した後、該多結晶シリコン膜をパターニングしてゲート電極205を形成する。
First, similarly to the reference embodiment 2 , as shown in FIG. 5A, a p-
次に、半導体基板200にゲート電極205をマスクとしてヒ素又はリン等のn型不純物を低濃度にイオン注入して、図5(b)に示すように、n型の低濃度不純物層206を形成する。
Next, n-type impurities such as arsenic or phosphorus are ion-implanted into the
次に、半導体基板200の上に全面に亘ってシリコン酸化膜を堆積した後、該シリコン酸化膜に対して異方性エッチングを行なって、図5(c)に示すように、ゲート電極205の側面にサイドウォール207を形成した後、半導体基板200にゲート電極205及びサイドウォール207をマスクとしてヒ素又はリン等のn型不純物を高濃度にイオン注入して、n型の高濃度不純物層208を形成した後、半導体基板200に対して熱処理を施して、n型の低濃度不純物層206及び高濃度不純物層208を活性化する。
Next, after a silicon oxide film is deposited on the entire surface of the
次に、図6(a)に示すように、半導体基板200上に全面に亘って、半導体元素と非金属膜からなり10nm程度の厚さを有する化合物層例えばシリコン酸化膜209を形成する。
Next, as shown in FIG. 6A, a compound layer made of a semiconductor element and a non-metal film and having a thickness of about 10 nm, for example, a
シリコン酸化膜209の形成方法としては、半導体基板200の表面に酸化力を有する溶液(例えば、アンモニア、過酸化水素水及び純水からなる混合溶液)を供給していわゆるChemical Oxide(SiO2)膜を形成する第1の方法、半導体基板200の表面を酸素プラズマに曝して10nm程度の厚さを有するシリコン酸化膜を形成する第2の方法、又は、半導体基板200を酸化性雰囲気で750〜900℃に加熱して10nm程度の厚さを有する熱酸化膜を形成する第3の方法等が挙げられる。
As a method for forming the
次に、図6(b)に示すように、シリコン酸化膜209に対して非金属元素からなる粒子エネルギー線、例えばArイオン線を低エネルギーで照射する。このようにすると、粒子エネルギー線の反跳(Recoil)により、図6(c)に示すように、シリコン酸化膜209を構成する酸素原子が、n型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に基板面方向に分布して酸素原子分布領域210が形成される。この場合、粒子エネルギー線の照射により、シリコン酸化膜209を構成する酸素原子がスパッタされても差し支えない。
Next, as shown in FIG. 6B, the
また、酸素原子分布領域210を構成する酸素原子を分布させる深さとしては、n型の高濃度不純物層208又はゲート電極205の表面から0.5〜5nmの範囲が好ましく、酸素原子分布領域210を構成する酸素原子の濃度としては、4×1014cm−2〜4×1015cm−2の範囲が好ましい。これらの理由については参考実施形態2と同様である。
The depth at which oxygen atoms constituting the oxygen
尚、粒子エネルギー線の照射としてArイオンの照射を行なう場合、Arイオンの加速エネルギーが100eVであれば、酸素原子分布領域210における酸素原子の分布のピークはシリコン領域の表面から1nmの深さになり、Arイオンの加速エネルギーが300eVであれば、酸素原子の分布のピークはシリコン領域の表面から2nmの深さになる。
When Ar ion irradiation is performed as particle energy beam irradiation, if the acceleration energy of Ar ions is 100 eV, the peak of oxygen atom distribution in the oxygen
次に、図7(a)に示すように、シリコン酸化膜209を除去した後、チャンバーの内部が1×105 〜1×107 Paの真空度に保持されたスパッタ装置内においてスパッタ法を行なうことにより、半導体基板200の上に全面に亘って金属膜例えばコバルト膜211を堆積する。このようにすると、参考実施形態2と同様、コバルト膜211を構成するコバルト原子がシリコンの結晶格子に組み込まれるため、n型の高濃度不純物層208とコバルト膜210との界面にコバルトダイシリサイド(CoSi2)の核が形成されると共に、ゲート電極205の個々の結晶粒に対してもコバルトダイシリサイド(CoSi2)の核が形成される。
Next, as shown in FIG. 7A, after the
次に、半導体基板200を500℃の温度下で10秒間保持する第1回目の熱処理(RTA)を行なって、n型の高濃度不純物層208及びゲート電極205の表面部に、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aを形成する。
Next, a first heat treatment (RTA) is performed to hold the
本発明の一実施形態においては、n型の高濃度不純物層208及びゲート電極205の表面近傍の領域には、表面から0.5〜5nmの深さに酸素原子分布領域210が形成されているため、コバルト原子とシリコン原子とは一気に反応しないので、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aが凝集したり又は多結晶化したりする事態を防止できる。
In one embodiment of the present invention, an oxygen
ここで、酸素原子分布領域210を構成する酸素原子の濃度を測定した結果について説明する。
Here, the result of measuring the concentration of oxygen atoms constituting the oxygen
図8は、低エネルギーSIMSにより、酸素原子の濃度を測定した結果を示し、横軸は酸素濃度(単位:原子数/cm2)を表わし、縦軸はエピタキシャル成長の度合いを表わしている。エピタキシャル成長の度合いは、強度で表わすことができ、この強度の値が大きいほどエピタキシャル成長の度合いが大きいといえる。ここで、縦軸はCoSi2(400)のピーク強度を表わしている。 FIG. 8 shows the result of measuring the concentration of oxygen atoms by low energy SIMS, the horizontal axis represents the oxygen concentration (unit: number of atoms / cm 2 ), and the vertical axis represents the degree of epitaxial growth. The degree of epitaxial growth can be expressed by intensity, and it can be said that the greater the intensity value, the greater the degree of epitaxial growth. Here, the vertical axis represents the peak intensity of CoSi 2 (400).
図8に示すデータから、半導体基板200の表面近傍に酸素をどの程度の濃度で分布させれば、コバルトダイシリサイド(CoSi2)からなる第1のエピタキシャルシリサイド層212Aを形成できるかが分かる。また、図8から、コバルトダイシリサイドが実用上、耐熱性の問題がなくエピタキシャル成長するのは、縦軸の値が100以上のときである。すなわち、縦軸の値が100以上であれば、800℃程度の高温でもコバルトダイシリサイドは耐熱性を持ち、高温でも凝集する事態を防止できる。縦軸の値が100以上となるのは、酸素の濃度が4×1014cm−2〜4×1015cm−2atoms/cm2の範囲である。
From the data shown in FIG. 8, it can be seen how the concentration of oxygen distributed near the surface of the
従って、酸素原子分布領域210における酸素原子の濃度を4×1014cm−2〜4×1015cm−2atoms/cm2に制御すると、コバルトダイシリサイド(CoSi2)の凝集を防止して、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aを良好に成長できることが分かる。
Therefore, when the concentration of oxygen atoms in the oxygen
尚、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aにおいては、すべての層がコバルトダイシリサイド(CoSi2)からなっていてもよいし、下層(シリコン層との界面側)がコバルトダイシリサイド(CoSi2)であると共に上層(コバルト膜110側)がコバルトシリサイド(CoSi)であってもよい。このようにすると、コバルトシリサイド層の凝集が起こらないので、リーク電流の低減を図ることができる。
In the first
次に、図7(b)に示すように、第1回目の熱処理で反応しなかったコバルト膜211を、例えばアンモニア液と過酸化水素水との混合液又は塩酸系混酸液からなるエッチャントを用いて除去した後、半導体基板200を800℃の温度下で10秒間保持する第2回目の熱処理(RTA)を行なって、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aを、すべての層がコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層212Bに変化させる。
Next, as shown in FIG. 7B, the
尚、第1のエピタキシャルシリサイド層212Aのすべての層がコバルトダイシリサイドからなる場合には、第2回目の熱処理を省略することができる。この場合には、以下の説明における第2のエピタキシャルシリサイド層212Bを第1のエピタキシャルシリサイド層212Aと読み替える。
When all the layers of the first
次に、図示は省略しているが、参考実施形態2と同様にして、層間絶縁膜、コンタクトホール、金属配線及び保護絶縁膜を形成すると、参考実施形態1に係る半導体装置が得られる。 Next, although not shown, when an interlayer insulating film, contact holes, metal wirings, and a protective insulating film are formed in the same manner as in the second embodiment , the semiconductor device according to the first embodiment is obtained.
本発明の一実施形態によると、n型の高濃度不純物層208及びゲート電極205の表面部にはコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層212Bが形成されているため、n型の高濃度不純物層208及びゲート電極205のシート抵抗を5Ω/□程度に低減できると共にコンタクト抵抗も低減できるので、MOSFETを有する半導体集積回路装置の性能を向上させることができる。
According to one embodiment of the present invention, since the second
また、本発明の一実施形態によると、半導体基板200の上にシリコン酸化膜209を堆積しておいてから粒子エネルギー線を照射するため、シリコン酸化膜209を構成する酸素原子210をn型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に確実に分布させることができる。
In addition, according to an embodiment of the present invention , the
また、n型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に非金属元素例えば酸素原子210を分布させておいてから金属膜例えばコバルト膜211を堆積し、その後、第1回目及び第2回目の熱処理を行なって、n型の高濃度不純物層208の表面部及びゲート電極205の表面部にコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層212B形成するため、コバルト原子とシリコン原子とが一気に反応する事態を回避できるので、第2のエピタキシャルシリサイド層212Bが凝集したり多結晶化したりする事態を回避できると共に第2のエピタキシャルシリサイド層212Bにスパイク欠陥が形成される事態を回避することができる。このため、エピタキシャルシリサイド層の凝集又は多結晶化に起因する断線を防止できると共に、スパイク欠陥に起因する接合リークを防止することができる。
Further, after a nonmetallic element such as
さらに、本発明の一実施形態によると、n型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に酸素原子210を分布させた状態で第1回目の熱処理を行なうため、該第1回目の熱処理を低温例えば500℃の温度下で行なうことができる。
Furthermore, according to an embodiment of the present invention, the first heat treatment is performed in a state where
尚、本発明の一実施形態においては、n型の高濃度不純物層208の表面部及びゲート電極205の表面部の両方にコバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層212Bを形成したが、これに代えて、n型の高濃度不純物層208の表面部及びゲート電極205の表面部のうちの一方にのみ第2のエピタキシャルシリサイド層212Bを形成してもよい。
In the embodiment of the present invention, the second
また、本発明の一実施形態においては、半導体基板200の上にシリコン酸化膜209を形成したが、これに代えて、シリコン窒化膜又はシリコン弗化膜を堆積して、窒素原子又はフッ素原子を、n型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に分布させてもよい。
In one embodiment of the present invention , the
また、本発明の一実施形態においては、金属膜としてコバルト膜211を堆積して、コバルトダイシリサイドからなる第2のエピタキシャルシリサイド層212Bを形成したが、コバルト膜211に代えて、ニッケル又は鉄等の他の遷移金属からなる金属膜を堆積して、該金属膜を構成する遷移金属とシリコンとからなるエピタキシャルシリサイド層を形成してもよい。
In one embodiment of the present invention, the
(本発明の一実施形態の変形例)
本発明の一実施形態においては、シリコン酸化膜209に対して非金属元素からなる粒子エネルギー線例えばArイオンを照射して、酸素原子210をn型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に分布させた後、シリコン酸化膜209を除去したが、本発明の一実施形態の変形例においては、粒子エネルギー線に用いる粒子例えばArイオンの質量及びエネルギー量を制御して、酸素原子210をn型の高濃度不純物層208の表面近傍の領域及びゲート電極205の表面近傍の領域に分布させる際に、粒子エネルギー線の照射によってシリコン酸化膜209を除去する。このようにすると、シリコン酸化膜209を除去する工程を省略することができる。
(Modification of one embodiment of the present invention )
In one embodiment of the present invention , the
本発明は、凝集及びスパイク欠陥のないエピタキシャル半導体金属間化合物層を、半導体の量産プロセスにおいて通常用いられている真空度領域で且つ低温において形成する方法にとって有用である。 The present invention is useful for a method of forming an epitaxial semiconductor intermetallic compound layer free from agglomeration and spike defects in a vacuum region generally used in a semiconductor mass production process at a low temperature.
Claims (7)
前記化合物層に粒子エネルギー線を照射して前記化合物層に含まれる前記非金属元素を反跳により前記半導体層中に分布させる工程と、
前記化合物層を除去する工程と、
前記半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、
前記金属膜に熱処理を施して前記半導体層を構成するシリコンと前記金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、前記半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a compound layer made of a semiconductor element and a non-metallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine on the semiconductor layer made of silicon;
Irradiating the compound layer with particle energy rays and distributing the non-metallic elements contained in the compound layer in the semiconductor layer by recoil; and
Removing the compound layer;
Depositing a metal film comprising a transition metal on the semiconductor layer,
And a step of epitaxially growing a silicon intermetallic compound layer on the surface of the semiconductor layer by reacting silicon constituting the semiconductor layer with a transition metal constituting the metal film by performing a heat treatment on the metal film. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記化合物層に粒子エネルギー線を照射して前記化合物層に含まれる前記非金属元素を反跳により前記半導体層中に分布させると共に前記化合物層を除去する工程と、
前記半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、
前記金属膜に熱処理を施して前記半導体層を構成するシリコンと前記金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、前記半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a compound layer made of a semiconductor element and a non-metallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine on the semiconductor layer made of silicon;
Irradiating the compound layer with particle energy rays to distribute the nonmetallic element contained in the compound layer in the semiconductor layer by recoil, and removing the compound layer;
Depositing a metal film comprising a transition metal on the semiconductor layer,
And a step of epitaxially growing a silicon intermetallic compound layer on the surface of the semiconductor layer by reacting silicon constituting the semiconductor layer with a transition metal constituting the metal film by performing a heat treatment on the metal film. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記シリコン遷移金属間化合物層は面心立方型の結晶構造を有しており、
前記半導体元素と前記非金属元素とからなる化合物層は非晶質であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor layer has a face-centered cubic crystal structure;
The silicon transition intermetallic compound layer has a face-centered cubic crystal structure,
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1 , wherein the compound layer made of the semiconductor element and the nonmetallic element is amorphous.
前記非金属元素は酸素であり、
前記金属膜はコバルト膜であり、
前記シリコン遷移金属間化合物層はコバルトシリサイド層であることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。 The semiconductor layer is a silicon layer;
The non-metallic element is oxygen;
The metal film is a cobalt film;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the silicon transition metal intermetallic compound layer is a cobalt silicide layer.
前記半導体層における前記ゲート電極の両側に不純物層を形成する工程と、
前記半導体層の上に、半導体元素と、酸素、窒素及びフッ素のうちのいずれか一つである非金属元素とからなる化合物層を形成する工程と、
前記化合物層に粒子エネルギー線を照射して前記化合物層に含まれる前記非金属元素を反跳により前記半導体層中に分布させる工程と、
前記化合物層を除去する工程と、
前記半導体層の上に遷移金属からなる金属膜を堆積する工程と、
前記金属膜に熱処理を施して前記半導体層を構成するシリコンと前記金属膜を構成する遷移金属とを反応させることにより、前記半導体層の表面にシリコン遷移金属間化合物層をエピタキシャル成長させる工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a gate electrode on the semiconductor layer made of silicon ;
Forming an impurity layer on both sides of the gate electrode in the semiconductor layer;
Forming a compound layer comprising a semiconductor element and a non-metallic element that is one of oxygen, nitrogen, and fluorine on the semiconductor layer;
Irradiating the compound layer with particle energy rays and distributing the non-metallic elements contained in the compound layer in the semiconductor layer by recoil; and
Removing the compound layer;
Depositing a metal film made of a transition metal on the semiconductor layer;
And a step of epitaxially growing a silicon intermetallic compound layer on the surface of the semiconductor layer by reacting silicon constituting the semiconductor layer with a transition metal constituting the metal film by performing a heat treatment on the metal film. A method for manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006183213A JP3958345B2 (en) | 1999-10-04 | 2006-07-03 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28266899 | 1999-10-04 | ||
JP2000263467 | 2000-08-31 | ||
JP2006183213A JP3958345B2 (en) | 1999-10-04 | 2006-07-03 | Manufacturing method of semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001529012 Division | 2000-10-03 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006261707A JP2006261707A (en) | 2006-09-28 |
JP3958345B2 true JP3958345B2 (en) | 2007-08-15 |
Family
ID=37100515
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006183213A Expired - Fee Related JP3958345B2 (en) | 1999-10-04 | 2006-07-03 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3958345B2 (en) |
-
2006
- 2006-07-03 JP JP2006183213A patent/JP3958345B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006261707A (en) | 2006-09-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7326599B2 (en) | Gate material for semiconductor device fabrication | |
US20070018255A1 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
US20060281288A1 (en) | Semiconductor device fabrication method | |
US7655972B2 (en) | Structure and method for MOSFET with reduced extension resistance | |
JP5332947B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2003031806A (en) | Mos transistor method for manufacturing it | |
KR100478680B1 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
US6069045A (en) | Method of forming C49-structure tungsten-containing titanium salicide structure | |
US20080176399A1 (en) | Metallic silicide forming method and method of manufacturing semiconductor device | |
JP3313432B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2930042B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3958345B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
JP2000196086A (en) | Method of forming titanium polycide gate | |
JP3033526B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US20040106250A1 (en) | Method of fabricating semiconductor integrated circuit device | |
JP3023189B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPH09219516A (en) | N-channel mos semiconductor element and manufacture semiconductor element | |
JP2005056900A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP2006295181A (en) | Method for forming semiconductor device | |
JP2002261274A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH10256191A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPH06224380A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JP2005259773A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JPH0950997A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
JP2000091566A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060926 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061113 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070130 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070326 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070417 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070509 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110518 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120518 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130518 Year of fee payment: 6 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |