JPH01179415A - 金属シリサイド層の形成方法 - Google Patents
金属シリサイド層の形成方法Info
- Publication number
- JPH01179415A JPH01179415A JP75488A JP75488A JPH01179415A JP H01179415 A JPH01179415 A JP H01179415A JP 75488 A JP75488 A JP 75488A JP 75488 A JP75488 A JP 75488A JP H01179415 A JPH01179415 A JP H01179415A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silicon
- metal
- silicon substrate
- damage
- ions
- 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.)
- Pending
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 13
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 35
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 16
- -1 silicon ions Chemical class 0.000 claims abstract description 15
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims abstract description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 23
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 9
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 8
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 2
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005280 amorphization Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical group [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は半導体の製造技術関連の、金属シリサイド層
の形成方法に関するものである。
の形成方法に関するものである。
（従来の技術）
シリコン基板表面層に形成される浅い不純物拡散層上に
自己整合的な金属シリサイド層の形成には、従来上とし
て次のような方法が採られている。
自己整合的な金属シリサイド層の形成には、従来上とし
て次のような方法が採られている。
すなわち、拡散層上に金属を、スパッタリング法で約５
００人堆積させた後、６００〜９００°Ｃでアニールす
る。
００人堆積させた後、６００〜９００°Ｃでアニールす
る。
近年、このアニール工程前に金属薄膜越しに拡散層中へ
ゲルマニウムをイオン注入することが応用物理学会予稿
集（１９８７年春期）ｐ、４７７、講演Ｎα２８ａ−Ｂ
−４，にて提案されている。
ゲルマニウムをイオン注入することが応用物理学会予稿
集（１９８７年春期）ｐ、４７７、講演Ｎα２８ａ−Ｂ
−４，にて提案されている。
ゲルマニウムイオンを拡散層中に注入することによって
シリコン基板表面が非１品質化し、金属／シリコンの界
面全体にわたってシリサイド化が一様に起こることが期
待できる。この場合、金属としてチタンを用い、チタン
薄膜越しに１１０ｋｅＶゲルマニウムイオンをドーズｌ
ｉ Ｉ Ｘｌ０１４〜５ ＸＩＯ”ｃｍ−”イオン注入
した後ランプアニール装置により約２００秒以上アニー
ルを行い、チタンシリサイドを形成したものであり、こ
れによってシート抵抗が５Ω／口以下の低抵抗を実現し
ている。
シリコン基板表面が非１品質化し、金属／シリコンの界
面全体にわたってシリサイド化が一様に起こることが期
待できる。この場合、金属としてチタンを用い、チタン
薄膜越しに１１０ｋｅＶゲルマニウムイオンをドーズｌ
ｉ Ｉ Ｘｌ０１４〜５ ＸＩＯ”ｃｍ−”イオン注入
した後ランプアニール装置により約２００秒以上アニー
ルを行い、チタンシリサイドを形成したものであり、こ
れによってシート抵抗が５Ω／口以下の低抵抗を実現し
ている。
（発明が解決しようとする問題点）
ゲルマニウム原゛子はシリコン基板中のシリコン原子に
対し、て異種原子なので、拡散層を変質させ、活性化率
を低下させる。さらにチタンの薄膜越しに重イオンであ
るゲルマニウムイオンを注入することは、ダイシリサイ
ド化（化学量論的Ｔｉ５ｉｚの形成）を妨げ、さらに低
抵抗化することはできない。
対し、て異種原子なので、拡散層を変質させ、活性化率
を低下させる。さらにチタンの薄膜越しに重イオンであ
るゲルマニウムイオンを注入することは、ダイシリサイ
ド化（化学量論的Ｔｉ５ｉｚの形成）を妨げ、さらに低
抵抗化することはできない。
この発明はこれらの点を克服し、良質のグイシリサイド
を短時間に形成し、さらに活性化率の裔い拡散層を得る
ことを目的としている。
を短時間に形成し、さらに活性化率の裔い拡散層を得る
ことを目的としている。
（問題点を解決するための手段）
上述の問題点を克服するために、従来技術で用いていた
ゲルマニウムイオンのイオン注入の代わりにシリコンイ
オンのイオン注入を用いる。
ゲルマニウムイオンのイオン注入の代わりにシリコンイ
オンのイオン注入を用いる。
このシリコンイオン注入を用いる根拠は以下の通りであ
る。
る。
すなわち、シリコンイオン注入によって拡散層に混入す
る原子はシリコンであり、シリサイド化の過程で最終的
にはすべてダイシリサイドとなるので低抵抗化が妨げら
れることはない。
る原子はシリコンであり、シリサイド化の過程で最終的
にはすべてダイシリサイドとなるので低抵抗化が妨げら
れることはない。
さらに、拡散層に注入されるシリコン原子は基板原子と
同種原子であり、異種原子のイオン注入による拡散層の
変質という現象を避けることができ、アニールによって
高い活性化率を得ることが可能となる。
同種原子であり、異種原子のイオン注入による拡散層の
変質という現象を避けることができ、アニールによって
高い活性化率を得ることが可能となる。
この発明はシリコン基板上に化学量論的な金属シリサイ
ド層を形成するに際し、金属／シリコン基板の界面にお
いてイオン照射損傷が最大損傷量の８０％以上になるよ
うな運動エネルギーでもってシリコンイオンを注入した
後、アニールすることを特徴とする金属シリサイド層の
形成方法である。
ド層を形成するに際し、金属／シリコン基板の界面にお
いてイオン照射損傷が最大損傷量の８０％以上になるよ
うな運動エネルギーでもってシリコンイオンを注入した
後、アニールすることを特徴とする金属シリサイド層の
形成方法である。
第１図に、チタン薄膜越しにシリコンイオン注入を行っ
て拡散層の表面層を非晶質化する要領を図解し、図中１
はシリコンイオンビーム、２はチタン薄膜、３は酸化膜
、４は多結晶シリコン膜、５は非晶質層である。
て拡散層の表面層を非晶質化する要領を図解し、図中１
はシリコンイオンビーム、２はチタン薄膜、３は酸化膜
、４は多結晶シリコン膜、５は非晶質層である。
（作 用）
シリコンイオン注入によってシリコン基板表面を非晶質
化する場合、これを効率よく実現するためには、金属／
シリコン基板界面のシリコン基板側に、イオン照射損傷
の分布のピーク°が来るようにイオンのエネルギーを選
ぶ必要がある。このイオン照射損傷の分布のピークは第
２図に番号６で示すように注入シリコン原子の分布７の
ピークより若干浅い側に存在することを考慮しなければ
ならない。
化する場合、これを効率よく実現するためには、金属／
シリコン基板界面のシリコン基板側に、イオン照射損傷
の分布のピーク°が来るようにイオンのエネルギーを選
ぶ必要がある。このイオン照射損傷の分布のピークは第
２図に番号６で示すように注入シリコン原子の分布７の
ピークより若干浅い側に存在することを考慮しなければ
ならない。
現実のプロセスにおいては、金属とシリコンの界面にお
ける照射損傷量がこのピーク値の８０％以上であるよう
にする。すなわち、約５００人の金属薄膜越しにシリコ
ンイオン注入を行う場合、８０％以上とすることによっ
て、非晶質化される領域を５００Å以下に抑えることが
でき、かつ効率よい非晶質化が実現できる。
ける照射損傷量がこのピーク値の８０％以上であるよう
にする。すなわち、約５００人の金属薄膜越しにシリコ
ンイオン注入を行う場合、８０％以上とすることによっ
て、非晶質化される領域を５００Å以下に抑えることが
でき、かつ効率よい非晶質化が実現できる。
金属としては、上にチタンの場合について示したがそれ
以外にも高融点金属であるモリブデン、タングステンな
どにも適用できる。
以外にも高融点金属であるモリブデン、タングステンな
どにも適用できる。
注入イオンのエネルギーは、金属の種類、金属層の厚み
などによって適宜前記のイオン照射損傷の分布になるよ
うに選べばよい。
などによって適宜前記のイオン照射損傷の分布になるよ
うに選べばよい。
また、イオン注入後のアニールについては、１回アニー
ルする方法の他に比較的低温のアニールを行い、未反応
の金属等をエツチングで除去した後再度アニールを行っ
て目的とする化学量論的な金属のシリサイド層を形成す
る２回アニール法などがある。
ルする方法の他に比較的低温のアニールを行い、未反応
の金属等をエツチングで除去した後再度アニールを行っ
て目的とする化学量論的な金属のシリサイド層を形成す
る２回アニール法などがある。
（実施例）
第１図に示した例では、（１００）シリコン基板上にス
パッタリング法で厚さ５００人のチタン薄膜を堆積させ
た後、エネルギー５０ｋｅＶのシリコンイオン注入で非
晶質層を形成した。例えば、２Ｘ１０Ｉ５ｃｍ −”の
ドーズ量でシリコンイオンを注入した後Ｎ２ガス雰囲気
で７００°Ｃ１６０秒の熱処理をランプアニール装置を
用いて行った後、未反応のチタン及び窒化チタンをエツ
チング除去し、その後Ａｒガス雰囲気で８００°Ｃ１３
０秒の熱処理をランプアニール装置を用いて行うことに
よってチタンシリサイド層はダイシリサイド化し、低抵
抗化が実現できた。シート抵抗の測定値として２Ω／口
を得た。
パッタリング法で厚さ５００人のチタン薄膜を堆積させ
た後、エネルギー５０ｋｅＶのシリコンイオン注入で非
晶質層を形成した。例えば、２Ｘ１０Ｉ５ｃｍ −”の
ドーズ量でシリコンイオンを注入した後Ｎ２ガス雰囲気
で７００°Ｃ１６０秒の熱処理をランプアニール装置を
用いて行った後、未反応のチタン及び窒化チタンをエツ
チング除去し、その後Ａｒガス雰囲気で８００°Ｃ１３
０秒の熱処理をランプアニール装置を用いて行うことに
よってチタンシリサイド層はダイシリサイド化し、低抵
抗化が実現できた。シート抵抗の測定値として２Ω／口
を得た。
（発明の効果）
本発明により活性化率が高くかつ低抵抗の拡散層を自己
整合的に形成することができ、高融点のシリサイドまた
は金属を用いた耐熱配線が可能となる。
整合的に形成することができ、高融点のシリサイドまた
は金属を用いた耐熱配線が可能となる。
第１図はチタン薄膜越しにシリコンイオンを行い、拡散
層の表面層を非晶質化する方法す模式図、 第２図は５０ｋｅνでシリコンイオン注入を待時の注入
シリコン原子の深さ分布及び照射積法さ分布を示すグラ
フである。 １・・・シリコンイオンビーム ２・・・チタン薄膜 ３・・・酸化膜４・・・多
結晶シリコン膜 ５・・・非晶質層６・・・照射損傷分
布 ７・・・注入シリコン原子分布
層の表面層を非晶質化する方法す模式図、 第２図は５０ｋｅνでシリコンイオン注入を待時の注入
シリコン原子の深さ分布及び照射積法さ分布を示すグラ
フである。 １・・・シリコンイオンビーム ２・・・チタン薄膜 ３・・・酸化膜４・・・多
結晶シリコン膜 ５・・・非晶質層６・・・照射損傷分
布 ７・・・注入シリコン原子分布
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、シリコン基板上に化学量論的な金属シリサイド層を
形成するに際し、 金属／シリコン基板の界面においてイオン 照射損傷が最大損傷量の８０％以上になるような運動エ
ネルギーでもってシリコンイオンを注入した後、アニー
ルすること を特徴とする金属シリサイド層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP75488A JPH01179415A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 金属シリサイド層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP75488A JPH01179415A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 金属シリサイド層の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179415A true JPH01179415A (ja) | 1989-07-17 |
Family
ID=11482486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP75488A Pending JPH01179415A (ja) | 1988-01-07 | 1988-01-07 | 金属シリサイド層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01179415A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03154333A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-02 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07230969A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体集積回路の製造方法 |
| WO1996013061A1 (en) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming a thermally stable silicide |
| JPH08162453A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH09139360A (ja) * | 1995-11-03 | 1997-05-27 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の金属配線形成方法 |
| US6096647A (en) * | 1999-10-25 | 2000-08-01 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method to form CoSi2 on shallow junction by Si implantation |
| KR20030048548A (ko) * | 2001-12-12 | 2003-06-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| RU2610056C1 (ru) * | 2015-11-19 | 2017-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Чеченский государственный университет (ФГБОУ ВО "Чеченский государственный университет") | Способ изготовления полупроводникового прибора |
-
1988
- 1988-01-07 JP JP75488A patent/JPH01179415A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03154333A (ja) * | 1989-11-10 | 1991-07-02 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH07230969A (ja) * | 1994-02-17 | 1995-08-29 | Nec Corp | 半導体集積回路の製造方法 |
| US6245622B1 (en) * | 1994-02-17 | 2001-06-12 | Nec Corporation | Method for fabricating semiconductor integrated circuit device including step of forming self-aligned metal silicide film |
| WO1996013061A1 (en) * | 1994-10-25 | 1996-05-02 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming a thermally stable silicide |
| JPH08162453A (ja) * | 1994-12-06 | 1996-06-21 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH09139360A (ja) * | 1995-11-03 | 1997-05-27 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子の金属配線形成方法 |
| US6096647A (en) * | 1999-10-25 | 2000-08-01 | Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. | Method to form CoSi2 on shallow junction by Si implantation |
| KR20030048548A (ko) * | 2001-12-12 | 2003-06-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 장치의 제조 방법 |
| RU2610056C1 (ru) * | 2015-11-19 | 2017-02-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Чеченский государственный университет (ФГБОУ ВО "Чеченский государственный университет") | Способ изготовления полупроводникового прибора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6624489B2 (en) | Formation of silicided shallow junctions using implant through metal technology and laser annealing process | |
| US6100189A (en) | Second implant for agglomeration control | |
| US6335253B1 (en) | Method to form MOS transistors with shallow junctions using laser annealing | |
| KR0155587B1 (ko) | 반도체 웨이퍼의 실리콘 층 위에 규화 티탄 층을 형성하는 방법 | |
| US5356837A (en) | Method of making epitaxial cobalt silicide using a thin metal underlayer | |
| US5828131A (en) | Low temperature formation of low resistivity titanium silicide | |
| JPH11251591A (ja) | 浅いソース／ドレイン接合を形成する部分的シリサイド化方法 | |
| JPH1055984A (ja) | チタンケイ化の注入による強化 | |
| JPH07245277A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US6251777B1 (en) | Thermal annealing method for forming metal silicide layer | |
| US6204173B1 (en) | Multiple implantation and grain growth method | |
| US6274511B1 (en) | Method of forming junction-leakage free metal silicide in a semiconductor wafer by amorphization of refractory metal layer | |
| US6255214B1 (en) | Method of forming junction-leakage free metal silicide in a semiconductor wafer by amorphization of source and drain regions | |
| WO2009006127A2 (en) | Method for forming a metal siliicide | |
| JPH0878361A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH01179415A (ja) | 金属シリサイド層の形成方法 | |
| JP2000196081A (ja) | チタンポリサイドゲ―ト電極形成方法 | |
| US5286678A (en) | Single step salicidation process | |
| JP3262676B2 (ja) | 半導体装置 | |
| WO2006041837A1 (en) | Pre-silicidation amorphization in semiconductor device nickel sili cide | |
| JP2930042B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3208599B2 (ja) | 接続孔埋め込み形成方法 | |
| JPH10242079A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH04137621A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS63227018A (ja) | 半導体装置の製造方法 |