JP4960125B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明の第1の実施の形態の半導体装置は、半導体基板上にn型拡散層とp型拡散層を備える半導体装置である。そして、これらのn型拡散層およびp型拡散層と絶縁層を介して形成された第1の金属配線および第2の金属配線と、n型拡散層と第1の金属配線を電気的に接続するための第1のコンタクト電極と、p型拡散層と第2の金属配線を電気的に接続するための第2のコンタクト電極とを有している。さらに、第1のコンタクト電極のn型拡散層と接合する部分、および、第2のコンタクト電極のp型拡散層と接合する部分が、第1の金属含有導電体と、希土類金属を含む第2の金属含有導電体とによって形成されている。
本発明の第2の実施の形態の半導体装置は、半導体基板上の第1の半導体領域上に形成されたn型MISFETと、半導体基板上の第2の半導体領域上に形成されたp型MISFETをそなえた半導体装置である。そして、第1の半導体領域に形成された、n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と、このn型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域上に形成されたn型MISFETのソース電極およびドレイン電極を有している。そして、第2の半導体領域に形成された、p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と、このp型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域上に形成されたp型MISFETのソース電極およびドレイン電極を有している。さらに、n型MISFETのソース電極およびドレイン電極の、n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と接合する部分、および、p型MISFETのソース電極およびドレイン電極の、p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と接合する部分が、第1の金属含有導電体と、希土類金属を含む第2の金属含有導電体とによって形成されている。
本発明の第3の実施の形態の半導体装置は、半導体基板がSi(シリコン)であって、n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、SixC1−x(0<x<1)であること、および、p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、SixGe1−x(0<x<1)であること以外は、第2の実施の形態の半導体装置と同様であるので記述を省略する。
本発明の第4の実施の形態の半導体装置は、n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、p型半導体であること、および、p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、n型半導体であること以外は、第2の実施の形態の半導体装置と同様であるので記述を省略する。
本発明の第5の実施の形態の半導体装置は、n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の、n型MISFETの第2の金属含有導電体との界面におけるn型不純物濃度が8×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下であって、界面から深さ20nmにおけるn型不純物濃度が、界面におけるn型不純物濃度の1/10以下であることが、第4の実施の形態と異なっている。また、p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の、p型MISFETの第2の金属含有導電体との界面におけるp型不純物濃度が8×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下であって、界面から深さ20nmにおけるp型不純物濃度が、界面におけるp型不純物濃度の1/10以下であることが第4の実施の形態と異なっている。以上2つの相違点以外については、第4の実施の形態と同様であるので記述を省略する。
102 n型拡散層
104 p型拡散層
106 絶縁層
108 第1の金属配線
110 第2の金属配線
112 第1のコンタクト電極
113 第2のコンタクト電極
114 第1の金属含有導電体
116 第2の金属含有導電体
122 第1の金属膜
124 第1の金属半導体化合物
126 第2の金属膜
134 第3の金属半導体化合物
136 第2の金属半導体化合物
200 半導体基板
204 第1の半導体領域
206 第2の半導体領域
210 n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域
211 p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域
214 n型のソース拡散層およびドレイン拡散層
216 p型のソース拡散層およびドレイン拡散層
218 ゲート絶縁膜
220 n型MISFETのゲート電極
221 p型MISFETのゲート電極
222 側壁絶縁膜
230 SixC1−x(0<x<1)
232 SixGe1−x(0<x<1)
234 n型不純物偏析層
236 p型不純物偏析層
250 n型MISFET
252 p型MISFET
Claims (20)
- シリコンを含有する半導体基板上にn型拡散層とp型拡散層を具備する半導体装置であって、
前記n型拡散層および前記p型拡散層と絶縁層を介して形成された第1の金属配線および第2の金属配線と、
前記n型拡散層と前記第1の金属配線を電気的に接続するための第1のコンタクト電極と、
前記p型拡散層と前記第2の金属配線を電気的に接続するための第2のコンタクト電極とを有し、
前記第1のコンタクト電極の前記n型拡散層と接合する部分に、シリサイド化した第1の金属含有導電体と前記n型拡散層との界面、希土類金属を含むシリサイド化した第2の金属含有導電体と前記n型拡散層との界面が共存し、
前記第2のコンタクト電極の前記p型拡散層と接合する部分に、シリサイド化した第1の金属含有導電体と前記p型拡散層との界面、希土類金属を含むシリサイド化した第2の金属含有導電体と前記p型拡散層との界面が共存することを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の金属含有導電体と前記p型拡散層の間の正孔に対するショットキー障壁高さが0.50eV以下、
前記第2の金属含有導電体と前記n型拡散層の間の電子に対するショットキー障壁高さが0.50eV以下であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 前記第1の金属含有導電体がNiまたはPtを含む金属シリサイドで構成され、
前記第2の金属含有導電体が金属シリサイドで構成されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - シリコンを含有する半導体基板上の第1の半導体領域上に形成されたn型MISFETと、前記半導体基板上の第2の半導体領域上に形成されたp型MISFETを具備する半導体装置であって、
前記第1の半導体領域に形成された、前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と、
前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域上に形成された、前記n型MISFETのソース電極およびドレイン電極と、
前記第2の半導体領域に形成された、前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と、
前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域上に形成された、前記p型MISFETのソース電極およびドレイン電極とを有し、
前記n型MISFETのソース電極およびドレイン電極の、前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と接合する部分に、シリサイド化した第1の金属含有導電体と前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域との界面、希土類金属を含むシリサイド化した第2の金属含有導電体と前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域との界面が共存し、
前記p型MISFETのソース電極およびドレイン電極の、前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域と接合する部分に、シリサイド化した第1の金属含有導電体と前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域との界面、希土類金属を含むシリサイド化した第2の金属含有導電体と前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域との界面が共存することを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の金属含有導電体と前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の間の正孔に対するショットキー障壁高さが0.50eV以下、
前記第2の金属含有導電体と前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の間の電子に対するショットキー障壁高さが0.50eV以下であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 前記第1の金属含有導電体がNiまたはPtを含む金属シリサイドで構成され、
前記第2の金属含有導電体が金属シリサイドで構成されることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 前記半導体基板がSiであって、
前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、SixC1−x(0<x<1)であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 前記半導体基板がSiであって、
前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、SixGe1−x(0<x<1)であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。 - 前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、p型半導体であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
- 前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域が、n型半導体であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
- 前記n型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の、前記n型MISFETの前記第2の金属含有導電体との界面におけるn型不純物濃度が8×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下であって、前記界面から深さ20nmにおけるn型不純物濃度が、前記界面におけるn型不純物濃度の1/10以下であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
- 前記p型MISFETのソース半導体領域およびドレイン半導体領域の、前記p型MISFETの前記第2の金属含有導電体との界面におけるp型不純物濃度が8×1019atoms/cm3以上5×1020atoms/cm3以下であって、前記界面から深さ20nmにおけるp型不純物濃度が、前記界面におけるp型不純物濃度の1/10以下であることを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
- シリコンを含有する半導体基板上にn型拡散層とp型拡散層を形成し、
前記n型拡散層および前記p型拡散層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁層に前記n型拡散層が露出するよう第1のコンタクトホールを開孔し、
前記絶縁層に前記p型拡散層が露出するよう第2のコンタクトホールを開孔し、
前記n型拡散層および前記p型拡散層が露出した領域に、第1の金属膜を堆積し、
第1の熱処理により前記第1の金属膜を前記n型拡散層および前記p型拡散層とシリサイド反応させ、第1の金属半導体化合物を形成し、
前記第1の金属半導体化合物上に、希土類金属を含む第2の金属膜を堆積し、
第2の熱処理により、前記第2の金属膜を前記第1の金属半導体化合物と反応させ、第2の金属半導体化合物を形成するとともに、前記第1の金属半導体化合物中の金属を前記n型拡散層および前記p型拡散層とシリサイド反応させ、第3の金属半導体化合物を形成し、
前記絶縁層上の前記第1のコンタクトホール上を含む領域に、第1の金属配線を形成し、
前記絶縁層上の前記第2のコンタクトホール上を含む領域に、第2の金属配線を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記第1のコンタクトホール部に前記第2の金属半導体化合物と前記n型拡散層との界面、前記第3の金属半導体化合物と前記n型拡散層との界面を共存させ、
前記第2のコンタクトホール部に前記第2の金属半導体化合物と前記p型拡散層との界面、前記第3の金属半導体化合物と前記p型拡散層との界面を共存させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1の金属膜がNiまたはPtを含む金属膜であることを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板がSiであって、
前記第1の金属膜がNiであり、
前記希土類金属がErまたはYであることを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の金属膜の膜厚が、前記第1の金属半導体化合物の膜厚の10%以上100%未満であることを特徴とする請求項15記載の半導体装置の製造方法。
- シリコンを含有する半導体基板上にn型MISFETとp型MISFETを具備する半導体装置の製造方法であって、
前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して、前記n型MISFETおよび前記p型MISFETのゲート電極を形成し、
前記ゲート電極の両側面に側壁絶縁膜を形成し、
前記半導体基板上の、前記n型MISFETおよび前記p型MISFETのソース電極およびドレイン電極となる領域に、第1の金属膜を堆積し、
第1の熱処理により前記第1の金属膜を前記半導体基板とシリサイド反応させ、第1の金属半導体化合物を形成し、
前記第1の金属半導体化合物上に希土類金属を含む第2の金属膜を堆積し、
第2の熱処理により、前記第2の金属膜を前記第1の金属半導体化合物と反応させ、第2の金属半導体化合物を形成するとともに、前記第1の金属半導体化合物中の金属を前記半導体基板とシリサイド反応させ、第3の金属半導体化合物を形成する半導体装置の製造方法であって、
前記n型MISFETのソース電極およびドレイン電極となる領域に前記第2の金属半導体化合物と前記半導体基板との界面、前記第3の金属半導体化合物と前記半導体基板との界面を共存させ、
前記p型MISFETのソース電極およびドレイン電極となる領域に前記第2の金属半導体化合物と前記半導体基板との界面、前記第3の金属半導体化合物と前記半導体基板との界面を共存させることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1の金属膜がNiまたはPtを含む金属膜であることを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。
- 前記半導体基板がSiであって、
前記第1の金属膜がNiであり、
前記希土類金属がErまたはYであることを特徴とする請求項17記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の金属膜の膜厚が、前記第1の金属半導体化合物の膜厚の10%以上100%未満であることを特徴とする請求項19記載の半導体装置の製造方法。
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