JPH05315355A - Soi構造のmosfetとその製造方法 - Google Patents

Soi構造のmosfetとその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、SOI構造のMOSFETに関す
るもので、その製造時SOI基板の上層が多結晶化され
て、シート抵抗の増加、結晶欠陥の発生をきたすことを
除去することを目的とするものである。 【構成】 前記目的のため本発明は、少なくともソース
・ドレインとしての拡散層14となる領域の上に接し
て、不純物を注入した金属シリサイド膜4を形成して、
そのシリサイド膜4からの固相拡散により前記ソース・
ドレイン拡散層14を形成するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体基板としてS
OI基板を用いたSOI構造のMOSFETの構造とそ
の製造方法に関するものである。特に多結晶層を形成し
ない方法を提供するものである。
【0002】
【従来の技術】高速、高集積化可能な半導体素子とし
て、SOI(Silicon on Insulato
r)構造のMOSFETが開発されている。SOI構造
は周知のように、シリコン(Si)基板に絶縁層(Si
2 ,Si3 2 など)を埋め込んだものを基板とする
ものである。
【0003】この素子の典型的な製造工程を図3に示
し、以下順に説明する。
【0004】図3(a) SOI基板として、例えばSIMOX(Separat
ion by Inplanted Oxygen)基
板10を用意する。即ち、酸化膜2が埋め込まれている
基板である。上層3の単結晶シリコン膜厚は典型的には
200nmである。このウェハを用いて、まず上層Si層
3を、例えば周知のLOCOS法により素子形成領域毎
に絶縁・分離4する。その後、10−20nmの厚さのゲ
ート絶縁膜5を形成し、さらに膜厚300nmのリンドー
プ・ポリシリコン(polySi)を用いて、ゲート電
極6を形成する。
【0005】図3(b) さらに、ソース・ドレイン(S/D)拡散層形成のため
に、例えば、As(ヒ素)を40KeV ,5×1015cm-2
の条件でイオン注入を行う。この時、イオン注入された
上層Si層3は、全領域が非晶質Si(a−Si)にな
る。
【0006】図3(c) その後、注入されたイオン種の活性化(高濃度拡散層に
する)のために熱処理を行う。この時、上層Si3は、
チャネル領域に接する箇所を除いて、すべてシリコン酸
化膜(または雰囲気)に囲まれているため、単結晶にな
らず、多結晶になる。
【0007】その後、中間絶縁膜11、配線電極12を
形成し、図3(d)のように素子として完成する。
【0008】なお、ドレイン接合近傍の電界緩和のため
に、周知のLDD構造にしてもよい。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
のべた方法では、 (1)S/D層の多結晶化により、S/Dのシート抵抗
が大幅に増大する (2)多結晶化による結晶欠陥が接合近傍に残存する という問題がある。
【0010】これは共に多結晶化に伴う問題であり、こ
の多結晶化を回避するためには、横方向固相エピタキシ
ャル成長法により活性化熱処理の前に、例えば600
℃,10H程度の熱処理を行なえばよいが、この長時間
の熱処理は現実的ではない。また、それでも、バルクS
i(厚いSi基板を一般にいう)に比べて、拡散層厚さ
が薄いため、依然としてシート抵抗値が高いという問題
が残る。また、前記(1)に対してのみはS/Dのシリ
サイド化により対応できるが依然として、(2)の問題
は残る。
【0011】本発明は以上述べた、SOI構造MOSF
ETのS/D層の多結晶化の問題を回避し、優れた接合
特性をもつ半導体素子を形成することを第1の目的とす
る。また、同時に、薄膜SOIで問題となる、S/D抵
抗の増大という問題を回避することを第2の目的とす
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的のた
め、薄膜SOI構造MOSFETにおいて、S/D領域
の上に金属シリサイドを形成し、該金属シリサイドから
のドーパントの固相拡散により、該S/D高濃度拡散層
を形成するようにしたものである。
【0013】
【作用】前述のように本発明は、薄膜SOI−MOSF
ETにおいて、S/D領域の高濃度拡散層を、その上に
形成された金属シリサイドからの固相拡散により形成す
るようにしたので、上記Si層の多結晶化がなく、S/
D層のシート抵抗の増大と多結晶化による結晶欠陥の発
生という問題を同時に解消できる。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の実施例の構造の断面の模式
図である。シリコン基板1上に、埋込酸化膜2があり、
分離絶縁膜4に囲まれて、上層シリコン層3があること
は従来通りである。この上層シリコン層3中には、S/
Dとなる高濃度拡散領域14、低濃度拡散層13と、チ
ャネル領域16があり、チャネル領域16の上方には、
ゲート絶縁膜5を介して、ゲート電極6が存在し、他
方、高濃度拡散領域14の上方には、金属シリサイド膜
7が形成されている。さらに、中間絶縁膜11、配線電
極12が従来同様形成されている。
【0015】ここで高濃度拡散領域14は金属シリサイ
ド7からのドーパントからの固相拡散により形成されて
いる。本実施例では、後述するように従来例のイオン注
入による非晶質化を経ることがなく、このため、多結晶
化の可能性はなく、結晶欠陥のない良好な、接合が形成
できる。また、薄い拡散層によるシート抵抗の上昇、寄
生抵抗の増大、という問題については、拡散層、上方に
存在する金属シリサイド層7による低抵抗化により解決
できる。
【0016】次に本実施例の製造工程について、図2を
用いて順に説明する。
【0017】図2(a) まず、埋込酸化膜2の上層に結晶Si層3を有するSO
I基板として、従来同様例えば、SIMOX基板を用意
する。上層の単結晶シリコン層3の膜厚は、典型的には
200nmである。このウェハ(基板)を用いて、まず、
上層Si層3を、従来同様例えば周知のLOCOS法に
より、素子形成領域毎に分離絶縁4を行う。その後膜厚
10−20nm厚さのゲート絶縁膜5を形成し、さらに、
膜厚300nmのリンドープpolySiを使用して、ゲ
ート電極6を形成する。以上は従来と変るところはな
い。
【0018】図2(b) 次いで、S/D領域にドーズ量2×1013cm-2、加速電
圧30KeV の条件でリンをイオン注入し、上層Si層3
にn- 拡散層(低濃度拡散層)13を形成した後、サイ
ドウォール8を既知の方法で形成する。
【0019】図2(c) さらに、厚さ10−15nmのCo(コバルト)を全面に
堆積した後、600−700℃、30秒程度のRTA
(Rapid Thermal Anneal)法によ
り、Coとシリコンを反応させて、CoSi2 (コバル
トシリサイド)15を形成する。この時膜厚は、30−
50nmとなる。そして、未反応のCoをH2 SO4 /H
2 2 の混合液により除去する。
【0020】図2(d) その後、Asを40KeV 、0.5〜1.0×1016cm-2
の条件でイオン注入する。この時、AsのCoSi2
の投影飛程(Rp)は約15nmであり、このため、イオ
ン注入されたAsは、ほぼ全てがCoシリサイド15中
に存在するようになる。上層シリコン層3は、Asがイ
オン注入されることがないため、非晶質とならず、単結
晶のままで残る。
【0021】図2(e) その後、CoSi2 15中のAsを、熱処理により、上
層Si層3中に固相、熱拡散させる。熱処理の典型的な
条件は、900℃30分または1050℃10秒であ
る。これにより、上層Si層3中には高濃度拡散領域1
4が形成される(図3(e))。固相での熱拡散である
ため、上層Si層3の結晶性を劣化させることはなく、
このため、従来例で問題となったような、結晶欠陥は発
生しない。
【0022】図2(f) 最後に、中間絶縁膜11、配線電極12を従来同様形成
し、素子として完成する。
【0023】以上、NMOS型素子について、CoSi
2 とAsを利用した例について説明したが、本実施例は
これに限るものではない。NMOSだけではなくPMO
Sにも適用可能であり、この場合、Asではなく、B
(ボロン)を使用すればよい。また、金属シリサイドと
して、CoSi2 を例に挙げたが、これに限るものでは
なく、Siと比較的低温で反応し、不純物原子に対し
て、Si基体への拡散源となりうる条件を満足すればよ
く、例えば、TiSi2 ,TaSi2 ,ZrSi2,M
oSi2 ,W1 Si2 などが候補として挙げることがで
きる。
【0024】また、プロセスの条件については、典型的
な例を挙げただけであり、この条件に限定するわけでは
ないのはもちろんである。例えば、上層Si層3の厚さ
として200nmを例示したが、これは、高濃度拡散層1
4が上層Si層3の厚さ方向にわたって、全面に形成さ
れていればよい。また、形成されたCoSi2 層15の
厚さとして30−50nmを例示したが、この値は、必要
なシート抵抗値と、イオンが金属シリサイド中にイオン
注入されるという条件より最小値が決まり、上層Si層
をシリサイド化によりすべて消費することのないという
条件で最大値が決定される。金属シリサイドの膜厚はこ
の間の任意の値を選択することが可能であるが、上層S
i膜厚の1/2〜1倍であることが望ましい。また、ゲ
ート電極上のシリサイドの有無は本発明とは直接的に関
与しないのはもちろんである。
【0025】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば薄膜SOI構造のMOSFETにおいて、S/D
領域の高濃度拡散層をその上に形成された金属シリサイ
ドからの固相拡散により形成するようにしたので、上層
Si層の多結晶化がなく、S/D層のシート抵抗の増大
と多結晶化による結晶欠陥の発生という問題を同時に解
消できる。
【0026】しかも、本発明は従来に比べて、特段の製
造工程の増加を招くことなく、これを達成しているもの
である。
【0027】これにより従来型の素子に比べてリーク電
流が小さく、ドライブ電流の大きな素子を得ることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構造
【図2】本発明の実施例の製造工程
【図3】従来例
【符号の説明】
1 Si基板 2 埋込酸化膜 3 上層Si層 4 分離絶縁膜 7 金属シリサイド膜 8 サイドウォール 10 SOI基板
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/28 T 7738−4M 27/12 Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置として、絶縁層上に形成され
    た単結晶半導体層を有するSOI基板を用いたSOI構
    造のMOSFETにおいて、 少なくとも、ソース・ドレイン領域となる拡散層に接し
    た上層に金属シリサイド層が存在していることを特徴と
    するSOI構造のMOSFET。
  2. 【請求項2】 (a)半導体基板としてSOI基板を使
    用し、該基板上に、少なくともソース・ドレイン領域と
    しての拡散層となる層の上に、該層に接して金属シリサ
    イド層を形成する工程、 (b)前記金属シリサイド層に不純物を注入する工程、 (c)前記不純物が注入された金属シリサイド層から該
    層の下層に、固相拡散によって、前記ソース・ドレイン
    の拡散層を形成する工程、 以上の工程を含むことを特徴とするSOI構造のMOS
    FETの製造方法。
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Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0778782A (ja) * 1993-06-18 1995-03-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JPH07183253A (ja) * 1993-10-29 1995-07-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 薄い金属下層を用いて形成するエピタキシャル・コバルト・シリサイド
EP0664566A1 (en) * 1994-01-19 1995-07-26 Sony Corporation MOS transistor and method for making the same
US5962897A (en) * 1992-06-18 1999-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for forming the same
US6049092A (en) * 1993-09-20 2000-04-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6060725A (en) * 1993-03-12 2000-05-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor using a semiconductor film
US6160293A (en) * 1997-10-24 2000-12-12 Nec Corporation Sub-quarter micron silicon-on-insulator MOS field effect transistor with deep silicide contact layers
US6261875B1 (en) 1993-03-12 2001-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Transistor and process for fabricating the same
US6507069B1 (en) 1994-07-14 2003-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US6624477B1 (en) 1992-10-09 2003-09-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6906383B1 (en) 1994-07-14 2005-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US7002208B2 (en) 2001-07-02 2006-02-21 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method of the same
JP2006345003A (ja) * 2006-09-20 2006-12-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP2010010709A (ja) * 2009-10-08 2010-01-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP2010157756A (ja) * 2010-02-17 2010-07-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
USRE42097E1 (en) 1998-09-04 2011-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a semiconductor device
US7993992B2 (en) 1996-10-31 2011-08-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same

Cited By (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5962897A (en) * 1992-06-18 1999-10-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for forming the same
US6624477B1 (en) 1992-10-09 2003-09-23 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6455875B2 (en) 1992-10-09 2002-09-24 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor having enhanced field mobility
US6939749B2 (en) 1993-03-12 2005-09-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd Method of manufacturing a semiconductor device that includes heating the gate insulating film
US6060725A (en) * 1993-03-12 2000-05-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Thin film transistor using a semiconductor film
US6261875B1 (en) 1993-03-12 2001-07-17 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Transistor and process for fabricating the same
US6541313B2 (en) 1993-03-12 2003-04-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Transistor and process for fabricating the same
JPH0778782A (ja) * 1993-06-18 1995-03-20 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
US6049092A (en) * 1993-09-20 2000-04-11 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method for manufacturing the same
JPH07183253A (ja) * 1993-10-29 1995-07-21 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 薄い金属下層を用いて形成するエピタキシャル・コバルト・シリサイド
EP0664566A1 (en) * 1994-01-19 1995-07-26 Sony Corporation MOS transistor and method for making the same
US6507069B1 (en) 1994-07-14 2003-01-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US6906383B1 (en) 1994-07-14 2005-06-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US6773971B1 (en) 1994-07-14 2004-08-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of manufacturing a semiconductor device having lightly-doped drain (LDD) regions
US7183614B2 (en) 1994-07-14 2007-02-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US7635895B2 (en) 1994-07-14 2009-12-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US8273613B2 (en) 1994-07-14 2012-09-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacture thereof
US7993992B2 (en) 1996-10-31 2011-08-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
US6160293A (en) * 1997-10-24 2000-12-12 Nec Corporation Sub-quarter micron silicon-on-insulator MOS field effect transistor with deep silicide contact layers
USRE42097E1 (en) 1998-09-04 2011-02-01 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a semiconductor device
USRE42139E1 (en) 1998-09-04 2011-02-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a semiconductor device
USRE42241E1 (en) 1998-09-04 2011-03-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a semiconductor device
US9070604B2 (en) 1998-09-04 2015-06-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method of fabricating a semiconductor device
US7002208B2 (en) 2001-07-02 2006-02-21 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method of the same
US7364995B2 (en) 2001-07-02 2008-04-29 Oki Electric Industry Co., Ltd. Method of forming reduced short channel field effect transistor
JP2006345003A (ja) * 2006-09-20 2006-12-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置およびその作製方法
JP4481361B2 (ja) * 2009-10-08 2010-06-16 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置
JP2010010709A (ja) * 2009-10-08 2010-01-14 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置
JP4628485B2 (ja) * 2010-02-17 2011-02-09 株式会社半導体エネルギー研究所 薄膜トランジスタの作製方法
JP2010157756A (ja) * 2010-02-17 2010-07-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

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