JPH07254701A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH07254701A
JPH07254701A JP4402394A JP4402394A JPH07254701A JP H07254701 A JPH07254701 A JP H07254701A JP 4402394 A JP4402394 A JP 4402394A JP 4402394 A JP4402394 A JP 4402394A JP H07254701 A JPH07254701 A JP H07254701A
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JP
Japan
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drain
source
substrate
conductor layer
semiconductor device
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JP4402394A
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English (en)
Inventor
Masaki Kondo
正樹 近藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリシリコン層からの拡散により、ソース・
ドレイン接合を形成することにより、ソース,ドレイン
接合が浅くなっても安定してシリサイド化が可能でソー
ス・ドレイン抵抗の低いMOSトランジスタ構造を提供
する。 【構成】 P型シリコン基板1に形成したPウェル拡散
領域3に形成したN型MOSトランジスタにおいて、ソ
ース・ドレイン領域に形成したポリシリコン膜9からヒ
素を拡散することにより、ソース・ドレインのヒ素拡散
領域10を形成し、さらにポリシリコン膜9の表面にシ
リサイド層12を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関し、特にソース,ドレイン領域を低抵抗化し
た半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のCMOSプロセスで用いられるN
型MOSトランジスタは、特開昭63−296368号
に示されているような構造が一般的である。このような
従来例の構造断面を図5に示す。従来例では図5に示す
ようにP型シリコン基板1に、P型ウェル拡散領域3
と、素子を分離するためのロコス酸化膜2とを形成し、
ゲート酸化膜6を形成した後、ゲート電極となるゲート
・ポリシリコン4を素子領域の中央に選択的に形成す
る。
【0003】さらに、イオン注入によりLDDリン拡散
領域7を形成した後、ゲート電極側壁酸化膜8をエッチ
バックにより形成し、その後セルフアライン的にN型不
純物であるヒ素をイオン注入することにより、ソース・
ドレインとヒ素拡散領域10を形成する。
【0004】最後にシリコンとシリサイドを形成するチ
タンなどの金属膜を表面に形成しシリサイド化すること
により、ゲート・ポリシリコン4の表面にシリサイド層
12を形成する。P型MOSトランジスタの場合も、P
Nが逆である以外は全く同様である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この従来のCMOSプ
ロセスにおけるトランジスタ構造では、ソース・ドレイ
ンの接合がある程度以上深い場合は問題がないが、0.
1μm位より浅くなると、シリサイド層12の厚さコン
トロールが難しいため、シリサイド層12を形成するた
めの金属が接合まで届いてしまい、接合リークを発生さ
せるという問題点がある。
【0006】特にクォーター・ミクロン以下のゲート長
になった場合はソース・ドレイン接合の深さは上記の値
になると考えられ、また、このような浅い接合では、よ
り抵抗が増加するため、従来の構造ではソース・ドレイ
ン抵抗を低減しながら、ゲート寸法の縮小を行うことは
難しい。
【0007】本発明の目的は、ソース・ドレイン抵抗を
低減した半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、MOSトランジスタの
ゲート,ソース,ドレイン,引出部を有する半導体装置
であって、ゲートは、基板上に隆起して形成されたもの
であり、ソース及びドレインは、基板内に形成された半
導体領域からなるものであり、引出部は、ソースとドレ
インとにそれぞれ電気的に接合され、基板上に隆起して
形成されたものである。
【0009】また、引出部は、導体層とシリサイド層と
からなり、導体層は、基板のソース及びドレインをなす
拡散層に接合され、基板上に隆起して形成されたもので
あり、シリサイド層は、導体層の表面を金属でシリサイ
ド化して形成されたものである。
【0010】また、ゲートは、ポリシリ/シリサイドの
積層構造膜を含むものである。
【0011】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、MOSトランジスタのソース・ドレイン形成工程
と、引出部形成工程とを有する半導体装置の製造方法で
あって、ソース・ドレインは、基板内に形成された半導
体領域からなり、引出部は、ソース・ドレインにそれぞ
れ電気的に接合され、基板上に隆起して形成されたもの
であり、ソース・ドレイン形成工程は、基板上に隆起し
て形成した導体層からの拡散によってソース・ドレイン
を形成する処理であり、引出部形成工程は、基板上に隆
起して形成した導体層をエッチバックした後、その表面
をシリサイド化することにより引出部を形成する処理で
ある。
【0012】また、引出部をなす導体層を形成する際
に、同一基板上に形成されるバイポーラトランジスタの
エミッタ及びコレクタの領域に渡って導体層を形成し、
該導体層をエッチバックした後、その表面をシリサイド
化することにより、これをバイポーラトランジスタのエ
ミッタ及びコレクタにそれぞれ電気的に接合する引出部
として用いるものである。
【0013】
【作用】基板上に隆起して形成した導体層からの拡散に
より、ソース・ドレイン接合を形成することにより、ソ
ース・ドレイン接合が浅くなっても安定してシリサイド
化が可能で、かつソース・ドレインの低抵抗化を図る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図により説明する。
【0015】(実施例1)図3(i)に示すように本発
明に係る半導体装置は、MOSトランジスタのゲート
G,ソースS,ドレインD,引出部Hを有している。
【0016】ゲートGは、基板1上に隆起して形成され
たものであり、ソースS及びドレインDは、基板1内に
形成された半導体領域7,10からなるものであり、引
出部Hは、ソースSとドレインDとにそれぞれ電気的に
接合され、基板1上に隆起して形成されたものである。
【0017】引出部Hは、導体層9とシリサイド層12
とからなり、導体層9は、基板のソース及びドレインを
なす半導体領域に電気的に接合され、基板1上に隆起し
て形成されたものであり、シリサイド層12は、導体層
9の表面を金属でシリサイド化して形成されたものであ
る。実施例では、導体層9として、ポリシリコン膜を用
いている。
【0018】図3(i)に示した上記構成した本発明に
係る半導体装置は、MOSトランジスタのソース・ドレ
イン形成工程と、引出部形成工程を経て製造される。す
なわち、ソース・ドレイン形成工程は、基板1上に隆起
して形成した導体層9からの拡散によってソースS・ド
レインDを形成する処理であり、引出部形成工程は、基
板1上に隆起して形成した導体層9をエッチバックした
後、その表面をシリサイド化することにより引出部を形
成する処理である。
【0019】次に本発明の製造方法の具体例について図
面を参照して説明する。図1〜図3は、本発明をNMO
Sトランジスタに適用した場合の製造工程を説明したも
のである。以下、製造工程順に説明する。
【0020】図1(a)に示すように、濃度が5×10
14cm-3程度のP型シリコン基板1にP型ウェル拡散領
域3を形成し、絶縁分離のためのロコス酸化膜2をP型
ウェル拡散領域3の側方に選択的に設ける。ロコス酸化
膜2の膜厚は3000〜6000Å程度にする。
【0021】さらに図1(b)に示すように表面にゲー
ト酸化膜6を50〜200Å形成したのち、ゲートとな
る1000〜3000Å程度のリンを高濃度に含んだゲ
ート・ポリシリコン4を形成する。抵抗を低くするため
に、ゲート・ポリシリコン4の代わりにポリシリ/シリ
サイドの積層構造膜でも良い。さらに1000〜200
0Åの酸化膜5をゲート・ポリシリコン4上に形成す
る。ここに、酸化膜5,ゲート・ポリシリコン4からゲ
ートGが構成される。
【0022】図1(c)に示すように、同一のPR工程
でゲート・ポリシリコン4と酸化膜5を選択的にエッチ
ングする。さらに、LDD構造のためにリンをイオン注
入で注入し、LDDリン拡散領域7を形成する。
【0023】次に図1(d)に示すようにサイドウォー
ルを形成するために1000〜2000Åのゲート電極
側壁酸化膜8を基板上全面に成長させる。
【0024】次に図2(e)に示すように酸化膜8の全
面をエッチバッグすることにより、ゲート・ポリシリコ
ン膜4の側面に酸化膜サイドウォール8aを残留させ
る。
【0025】その後、図2(f)に示すようにソース・
ドレインのコンタクトを引き出すためのポリシリコン膜
(ポリシリ膜)9を3000〜5000Å形成する。さ
らに、ヒ素をポリシリ膜9に全面注入し熱処理によりP
型シリコン基板1を拡散して、ソース・ドレインのヒ素
拡散領域10を形成する。ここに、拡散領域7及び10
によりそれぞれ半導体領域のソースSとドレインDとが
構成される。
【0026】次に図2(g)に示すように、ポリシリ膜
9の全面に粘性の低いフォトレジスト11を塗布する。
【0027】次に図3(h)に示すように、フォトレジ
スト11とポリシリ膜9を同時にエッチバックし、ソー
ス・ドレイン領域にのみポリシリ膜9を残す。
【0028】最後に図3(i)に示すように、露出して
いるポリシリ膜9の表面をシリサイド化しシリサイド層
12を形成してNMOS構造を完成する。ここにポリシ
リ膜9とシリサイド層12とにより引出部Hが構成され
る。
【0029】以上の実施例では、NMOSトランジスタ
の例で説明したが、PMOSトランジスタの場合も同様
に適用することができる。
【0030】(実施例2)図4は、本発明の実施例2を
示す断面図である。本実施例ではMOSトランジスタの
ソース・ドレインの引き出しに用いる引出部Hとしての
ポリシリコン膜(ポリシリ膜)9及びシリサイド層12
を、同一ウェハー上の形成するNPNバイポーラトラン
ジスタのエミッタ及びコレクタ引き出し用として用いて
いる。以下、図4(a)〜(d)について説明する。
【0031】図4(a)は図2(e)と同様の工程を示
しているが、ここではNPNトランジスタを形成するた
めに、N型ウェル拡散領域13とP型ベース領域14が
新たに加わっている。また、ゲート電極側壁酸化膜8
は、NPNトランジスタ領域において選択的にエミッタ
とコレクタ部以外を残している。
【0032】次に図4(b)に示すようにポリシリ膜9
を成長させ、イオン注入によりヒ素を導入したのち、熱
処理を加えてポリシリ膜9からP型シリコン基板1へヒ
素を拡散することによりソース・ドレインのヒ素拡散領
域10を形成する。これによりNPNトランジスタのエ
ミッタ及びコレクタ領域も同時に形成する。
【0033】次に図4(c)に示すように、フォトレジ
スト11を用いてポリシリ膜9をエッチバックする。こ
の時、NPNトランジスタのエミッタとコレクタ部にも
ポリシリ膜9が残るようにする。
【0034】最後に図4(d)に示すように、ポリシリ
膜9の表面にシリサイド層12を形成してNMOSトラ
ンジスタとNPNトランジスタを同一基板上に形成した
場合の構造が完成する。また、ゲート・ポリシリコン4
の代わりにポリシリ/シリサイドの積層構造膜でも良
い。
【0035】以上はNMOSとNPNトランジスタで説
明したが、他の組み合わせでも同様に適用することがで
きる。以上説明したように、同一基板にバイポーラトラ
ンジスタを形成するBi−CMOSにも、本発明を容易
に適用することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、MOSト
ランジスタのソース・ドレインに接合した引出部を隆起
して設け、この引出部にシリサイド層を含めることによ
り、シリサイド層をソース・ドレインの接合から引き離
すことができ、したがってシリサイド層の金属がソース
・ドレインの接合に届くのを防止でき、これにより接合
リークの発生を阻止できる。
【0037】さらに、ソース・ドレイン領域を引出部の
導体層からの拡散で形成し、さらに導体層の表面にシリ
サイド層を設けることにより、今後のクウォータ・ミク
ロンのゲート長になったときに予想される0.1μm以
下の浅接合でも低抵抗のままソース・ドレインの電極を
引き出すことができる。
【0038】さらに、導体層からの拡散より接合を形成
できるので、イオン注入で形成するより浅い接合をコン
トロール性良く形成できる。
【0039】また、ゲートはポリシリコン/シリサイド
の積層構造膜を含むものであるから、ゲートの低抵抗化
を実現することができる。
【0040】また、実施例2に示したように本発明はB
i−CMOS構造にも容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明の実施例1の製造方
法を示す工程断面図である。
【図2】(e)〜(g)は、本発明の実施例1の製造方
法を示す工程断面図である。
【図3】(h),(i)は、本発明の実施例1の製造方
法を示す工程断面図である。
【図4】(a)〜(d)は、本発明の実施例2の製造方
法を示す工程断面図である。
【図5】従来例を示す構造断面図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 ロコス酸化膜 3 P型ウェル拡散領域 4 ゲート・ポリシリコン 5 酸化膜 6 ゲート酸化膜 7 LDDリン拡散領域 8 ゲート電極側壁酸化膜 9 ポリシリコン膜(ポリシリ膜) 10 ソース・ドレインのヒ素拡散領域 11 フォトレジスト 12 シリサイド層 13 N型ウェル拡散領域 14 P型ベース拡散領域

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOSトランジスタのゲート,ソース,
    ドレイン,引出部を有する半導体装置であって、 ゲートは、基板上に隆起して形成されたものであり、 ソース及びドレインは、基板内に形成された半導体領域
    からなるものであり、 引出部は、ソースとドレインとにそれぞれ電気的に接合
    され、基板上に隆起して形成されたものであることを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 引出部は、導体層とシリサイド層とから
    なり、 導体層は、基板のソース及びドレインをなす拡散層に接
    合され、基板上に隆起して形成されたものであり、 シリサイド層は、導体層の表面を金属でシリサイド化し
    て形成されたものであることを特徴とする請求項1に記
    載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 ゲートは、ポリシリコン/シリサイドの
    積層構造膜を含むものであることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 MOSトランジスタのソース・ドレイン
    形成工程と、引出部形成工程とを有する半導体装置の製
    造方法であって、 ソース・ドレインは、基板内に形成された半導体領域か
    らなり、引出部は、ソース・ドレインにそれぞれ電気的
    に接合され、基板上に隆起して形成されたものであり、 ソース・ドレイン形成工程は、基板上に隆起して形成し
    た導体層からの拡散によってソース・ドレインを形成す
    る処理であり、 引出部形成工程は、基板上に隆起して形成した導体層を
    エッチバックした後、その表面をシリサイド化すること
    により引出部を形成する処理であることを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 引出部をなす導体層を形成する際に、同
    一基板上に形成されるバイポーラトランジスタのエミッ
    タ及びコレクタの領域に渡って導体層を形成し、 該導体層をエッチバックした後、その表面をシリサイド
    化することにより、これをバイポーラトランジスタのエ
    ミッタ及びコレクタにそれぞれ電気的に接合する引出部
    として用いることを特徴とする請求項4に記載の半導体
    装置の製造方法。
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