JPH06204456A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06204456A
JPH06204456A JP34784992A JP34784992A JPH06204456A JP H06204456 A JPH06204456 A JP H06204456A JP 34784992 A JP34784992 A JP 34784992A JP 34784992 A JP34784992 A JP 34784992A JP H06204456 A JPH06204456 A JP H06204456A
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film
semiconductor device
drain
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JP34784992A
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English (en)
Inventor
Masao Iwase
政雄 岩瀬
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、微細化に際しても短チャネル効果
を抑制することができ、高速性能を発揮することのでき
る半導体装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明では、ソース・ドレイン電極19a,
19bをゲート絶縁膜13とゲート電極14との界面よ
りも上方に形成するとともに、このソース・ドレイン拡
散層内に溝を形成し、この溝に金属膜26を形成するよ
うにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に係り、特
にコンタクト抵抗の低減に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体技術の発展に伴い、素子の
微細化、高集積化が進められている。このように素子の
微細化が進められると、トランジスタの短チャネル効果
やパンチスルー耐圧の劣化というような、素子特性の上
で多くの問題が生じることになる。また、ソースドレイ
ンなどの高濃度拡散層と金属配線のコンタクト抵抗は、
コンタクト部の面積に反比例して増大することから、将
来トランジスタのチャネル長が0.1μm 、コンタクト
サイズが0.1μm ×0.1μm 程度になった場合、ソ
ースドレインのコンタクト抵抗がチャネル抵抗とほぼ同
程度の値になってしまう。このため微細化による素子の
高駆動力を十分に発揮させることは寄生抵抗のために困
難となる。
【0003】そこでより具体的に説明するために、MO
SFETの設計ルールに対するコンタクト、チャネル、
およびトランジスタ全体の各々の抵抗の関係を計算した
結果を図9に示す。ここでMOSFETの寸法は、図8
に示すようにチャネル長がL、チャネル幅がW,ソース
ドレインのコンタクトサイズがC×CでW=2Cであ
り、アルミニウムと拡散層とのコンタクト抵抗(比抵
抗)ρC=10-7Ω・cm2 とした。この図8からあき
らかなように設計ルールが小さくなるにしたがって、チ
ャネル抵抗は小さくなるが、それにも増してコンタクト
抵抗がC2 倍に比例して急激に大きくなるため、トラン
ジスタ全体の抵抗は0.5μm 辺りの設計ルールで最小
値を示し、その後はほとんどがコンタクト抵抗の影響を
受け、トランジスタ全体の抵抗は逆に高くなるという特
性を示している。
【0004】このように、従来のMOSFETはある設
計ルール以下になるとトランジスタの駆動力が遅くなる
という問題がある。従って、素子を微細化した際に高速
性能を確保するためには、拡散層と金属配線とのコンタ
クト抵抗をいかに低減するかが深刻な問題となってい
る。
【0005】そこで図10に示すように、ソース・ドレ
イン領域に溝を形成して、この溝の内壁面全体に接触さ
せるように金属配線を形成する方法が提案されている。
【0006】このようにすれば金属配線のコンタクト面
積の増大によりコンタクト抵抗の減少は可能となる。し
かしながら、金属配線と高濃度層との接触抵抗が高いた
めに、ドレイン領域に流れ込む電流パスはソース側のコ
ンタクト溝側面および底面となるためコンタクト抵抗は
それほど低減されない。このためMOSFETのソース
ドレイン領域に形成する溝を深くし、その内壁に高濃度
層を設けるようにすると実効的に深いソースドレイン拡
散層を形成したものと等価となり、短チャネル効果やパ
ンチスルー耐圧の劣化が顕著になる。さらにまた、微細
化が進むと、溝の開口面積が微細かつ深くなり溝側面お
よび底面への高濃度層の形成が困難になる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】このように従来のMO
Sトランジスタは、微細化が進むにつれてコンタクト抵
抗の増大によって性能劣化をもたらし、コンタクト抵抗
を下げるためにソースドレイン領域に溝を設けて実効的
なコンタクト面積の増大をはかると短チャネル効果やパ
ンチスルー耐圧の劣化が顕著になり、正常なトランジス
タ動作を得ることができないという問題があった。
【0008】本発明は、前記実情に鑑みてなされたもの
で、微細化に際しても短チャネル効果を抑制することが
でき、高速性能を発揮することのできる半導体装置を提
供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の半導体装
置では、第1の導電型の半導体基板表面に形成された第
2の導電型のソース・ドレイン領域と、前記半導体基板
上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを含
み、前記ソース・ドレイン領域上に、それぞれソース・
ドレイン電極が形成され該ソース・ドレイン電極に溝
が、その底部が前記ソース・ドレイン領域とゲート絶縁
膜との界面またはそれより上方に位置するように形成さ
れ、この溝内に電極が形成されている。
【0010】
【作用】上記構成によれば、設計ルールの微細なトラン
ジスタにおいて、ソースおよびドレイン配線コンタクト
が溝の底面および側面でこの金属膜に接触して形成する
ことで、コンタクト全体に均一に電位が与えられ、ドレ
イン領域に流れ込む電流パスが配線コンタクトの溝の全
面に広がって形成されるためにコンタクト抵抗が低減さ
れる。
【0011】従って、コンタクトパターンの面積を増大
することなく、ソースおよびドレイン領域と配線の接触
面積を増大させることができ、設計ルールよりも低いコ
ンタクト抵抗を得ることができる。また、短チャネル効
果およびパンチスルー耐圧の劣化が防止される。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
つつ詳細に説明する。
【0013】図1乃至図7は、本発明実施例のMOSF
ETの製造工程を示す図である。
【0014】このMOSFETは、ソース・ドレイン電
極19a,19bをゲート絶縁膜13とゲート電極14
との界面よりも上方に形成するとともに、このソース・
ドレイン電極内に溝22a,22bを形成し、この溝2
2a,22bにバリアメタル層を介してアルミニウム電
極26を形成したことを特徴とする。
【0015】まず図1に示すようにp型シリコン基板1
1に、LOCOS法により膜厚700nmの素子分離絶縁
膜12を形成したのち、HClとO2 の雰囲気中で75
0℃に維持し熱酸化を行い、ゲート絶縁膜となる酸化シ
リコン膜13を10nmの厚さに形成した後、SiH4
スを用い減圧CVD法により全面に膜厚200nmの多結
晶シリコン膜14を形成する。続いてPOCl3 雰囲気
で850℃に加熱して燐拡散を行い、減圧CVD法によ
り全面にSiH2 Cl2 とNH3 との混合比が1:1の
混合ガス中で、0.6Torr,700℃の条件下で、窒化
シリコン膜15を膜厚100nmの厚さに堆積形成する。
【0016】そして、窒化シリコン膜15および多結晶
シリコン膜14をフォトリソグラフィによりパターニン
グしゲート電極14を形成し、さらにゲート電極をマス
クとして砒素イオンを加速電圧50keV,注入ドーズ
量1×1014cm-2でイオン注入し、ゲート電極に自己整
合的にソースドレイン領域16a,16bとなるn型拡
散層を形成する。
【0017】次に、図2に示すように減圧CVD法によ
り全面にSiH2 Cl2 とNH3 との混合比が1:1の
混合ガス中で、0.6Torr,700℃の条件下で、窒化
シリコン膜を膜厚50nmの厚さに堆積形成したのち、こ
の窒化シリコン膜を周知の反応性イオンエッチングによ
りゲート電極の側壁に側壁絶縁膜18を形成する。
【0018】そしてゲート電極および側壁絶縁膜の下以
外の酸化シリコン膜13をH2 OとHFとの混合比が2
00:1のエッチング液中でエッチングを行い拡散層表
面を露呈せしめた後、図3に示すように、選択的エピタ
キシャル成長法で砒素濃度2×1020cm-3のn型シリコ
ン膜19a,19bを拡散層表面に選択的に成長せしめ
る。このときガスとしてはH2 ,SiH2 Cl2 ,HC
lを用い、基板温度800℃で膜厚200nm程度となる
ようにした。なお、ここでリンやボロンをドープする場
合にはそれぞれPH3 ,B2 6 を用いるとよい。
【0019】続いて図4に示すように気相成長法を用い
て酸化シリコン膜20を形成しさらにn型シリコン膜
(ソース・ドレイン電極)19a,19bに開口をもつ
レジストパターン21を形成し、これをマスクとして順
次エッチングを行いソース領域およびドレイン領域に、
溝22a,22bを形成する。
【0020】こののち、図5に示すように、ゲート電極
のコンタクト部分(図示せず)に開口を形成した後、全
面に膜厚20nmのTi膜23,膜厚70nmのTiN膜2
4を順次形成する。
【0021】そして、ゲート電極のコンタクト開口部分
の多結晶シリコン膜14をラピッドサーマルアニール技
術を用い、タングステンフィラメントを用いたランプで
750℃30秒の条件下でアニールを行い、熱反応によ
りチタンシリサイド膜25を形成する。そして硫酸と過
酸化水素水の混合液を用いて未反応のTi膜23および
TiN膜24をエッチング除去する(図6)。このとき
Ti膜23は酸化シリコン膜20の一部にまで延在した
形で残置せしめられる。
【0022】そして最後にアルミニウム膜26を堆積
し、パターニングして図7に示すようにMOSFETが
完成する。
【0023】このようにして形成されたMOSFETは
ソースドレイン領域の溝のn型拡散層がゲート電極とゲ
ート絶縁膜との界面よりも上方に位置するためトランジ
スタのチャネル領域への空乏層の延びが抑えられ、短チ
ャネル効果やパンチスルー耐圧の低下は抑制される。
【0024】なお、前記実施例では、n型拡散層19
a,19b表面に選択的に成長させるシリコン膜は、成
長過程では不純物を含ませることなく、後に燐をイオン
注入エネルギー60keV,注入量4×1015cm-2でイ
オン注入し、1000℃、30秒のラピッドサーマルア
ニールにより活性化アニールを行い、燐濃度2×1020
cm-3のn型シリコン層を形成することもできる。また、
ソース・ドレイン領域の溝部およびゲート電極の多結晶
シリコン膜に選択的に形成する金属膜はTiに限定され
るものではなく、W,Mo,Nd,Ta,Coその他の
高融点金属を用いるようにしてもよい。
【0025】また、配線金属としてはアルミニウムに限
定されることなく、Zn,Pb,Snその他の導電膜を
用いるようにしても良い。
【0026】さらに、前記実施例ではソースドレイン領
域の双方に溝を形成したが、ソース領域のみに溝を形成
しコンタクト面積を増大するようにしてもよい。
【0027】また前記実施例ではシリコンMOSFET
について説明したが、各種MISFETやMESFET
等、他の化合物を用いた電界効果トランジスタ等にも本
発明を適用することが可能である。
【0028】加えて、n型のトランジスタに限定される
ことなく、p型のトランジスタはp型とn型の混用され
たトランジスタ、例えばCMOSトランジスタに対して
本発明を用いるようにしてもよい。
【0029】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、素子特性の劣化をひきおこすことなく、微細化に際
しても拡散層領域のコンタクト抵抗を低減することので
きる半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図2】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図3】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図4】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図5】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図6】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図7】本発明実施例の半導体装置の製造工程図
【図8】MOSFETのレイアウト図
【図9】MOSFETの設計ルールと寄生抵抗との関係
を示す図
【図10】従来例の改良型MOSFETを示す図
【符号の説明】 11 p型シリコン基板 12 素子分離絶縁膜 13 ゲート絶縁膜 14 ゲート電極 15 窒化シリコン膜 16a,16b ソースドレイン領域 18 側壁絶縁膜 19a,19b n型シリコン膜(ソース・ドレイン電
極) 20 酸化シリコン膜 22a,22b 溝 23 Ti膜 24 TiN膜 25 チタンシリサイド膜 26 アルミニウム膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の導電型の半導体基板表面に形成さ
    れた第2の導電型のソース・ドレイン領域と、前記半導
    体基板上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
    とを含み、 前記ソース・ドレイン領域上に、それぞれソース・ドレ
    イン電極が形成され該ソース・ドレイン電極に溝が、そ
    の底部が前記ソース・ドレイン領域とゲート絶縁膜との
    界面またはそれより上方に位置するように形成され、こ
    の溝内に電極が形成されてなることを特徴とする半導体
    装置。
JP34784992A 1992-12-28 1992-12-28 半導体装置 Pending JPH06204456A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060088411A1 (en) * 2004-10-25 2006-04-27 Shinya Imano Ni-Fe based super alloy, process of producing the same and gas turbine
JP2008028324A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
JP2008053349A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Elpida Memory Inc Mosトランジスタ、半導体装置及びその製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060088411A1 (en) * 2004-10-25 2006-04-27 Shinya Imano Ni-Fe based super alloy, process of producing the same and gas turbine
JP2008028324A (ja) * 2006-07-25 2008-02-07 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法
JP4534164B2 (ja) * 2006-07-25 2010-09-01 エルピーダメモリ株式会社 半導体装置の製造方法
JP2008053349A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Elpida Memory Inc Mosトランジスタ、半導体装置及びその製造方法

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