JPH08130305A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH08130305A
JPH08130305A JP6266984A JP26698494A JPH08130305A JP H08130305 A JPH08130305 A JP H08130305A JP 6266984 A JP6266984 A JP 6266984A JP 26698494 A JP26698494 A JP 26698494A JP H08130305 A JPH08130305 A JP H08130305A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
silicide layer
manufacturing
gate electrode
polycrystalline silicon
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
Application number
JP6266984A
Other languages
English (en)
Inventor
Tamako Takahashi
瑞子 高橋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6266984A priority Critical patent/JPH08130305A/ja
Publication of JPH08130305A publication Critical patent/JPH08130305A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板への不純物の突き抜けを抑え、かつ工程
増や性能の低下をもたらすことなくp+ ゲート構造を形
成できるPMOSFET等の半導体装置の製造方法を提
供する。 【構成】 多結晶シリコン層2a,2bと、シリサイド
層3a,3bとを備えるポリサイド構造Ia,Ibのゲ
ート電極を備える半導体装置を製造する際、ゲート電極
のp+ 化のためにB+ を用い、かつB+ のプロジェクシ
ョンレンジをシリサイド層3の中に合わせて打ち込み、
その後熱処理により、多結晶シリコン中にボロンを拡散
させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。本発明は、例えばPMOSFETの製造方法
として好適に利用できるものである。
【0002】
【従来の技術及びその問題点】近年、PMOSFETの
短チャネル効果が問題とされており、ゲート電極として
+ 多結晶シリコンを用いる代わりに、p+ 多結晶シリ
コンを用いることが提案されている。p+ 多結晶シリコ
ンにすることで、PMOSFETは表面チャネル(Su
rface Channel)動作となり、短チャネル
効果に対する高い耐性を得ることができる。
【0003】p+ 多結晶シリコンに含まれるボロンは、
熱処理によってゲート絶縁膜である例えばシリコン酸化
膜を突き抜けて、シリコン基板中に拡散することが知ら
れている。特にBF2 + のようなFの含有は、酸化膜中
のボロンの拡散を増長させ、突き抜けが起こりやすいこ
とが報告されている。酸化膜中にFが含有することによ
る増速拡散によってボロンがチャネル領域に達すると、
しきい値Vthが低下する現象が生じる。従って、性能
の低下をもたらす(このようなFの影響については、例
えば、W.S.Lindenberger,et.a
l.,“Fluorine Effect Boron
Diffusion of P+Gate Devi
ces”,IEDM 89,pp447〜450参
照)。よってこのようなボロンの半導体基板への突き抜
けを防ぐため、酸化膜を窒化してかかる突き抜けを防止
することが試みられている。しかしこの技術では工程数
が増加し、かつトランジスタのGmの劣化を引き起こす
という問題が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
技術にあっては、ボロンの突き抜けが生じないようなp
+ 多結晶シリコンゲート電極の形成は、BF2 + のイオ
ン打ち込みでは困難であり、また、ボロン突き抜けを防
止するため窒化酸化膜を形成する技術は、工程数の増加
やトランジスタのGmの劣化を引き起こしていたもので
ある。
【0005】本発明は上記問題点を解決して、基板への
不純物の突き抜けを抑え、かつ工程増や性能の低下をも
たらすことなくp+ ゲート構造を形成できる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本出願の請求項1の発明
は、多結晶シリコン層と、シリサイド層とを備えるポリ
サイド構造のゲート電極を備える半導体装置の製造方法
であって、B+ のプロジェクションレンジをシリサイド
層の中に合わせて打ち込み、その後熱処理により、多結
晶シリコン中にボロンを拡散させることによりゲート電
極をp+ 化することを特徴とする半導体装置の製造方法
であって、これにより上記課題を解決するものである。
【0007】本出願の請求項2の発明は、シリサイド層
がタングステンシリサイドから成り、該タングステンシ
リサイドから成るシリサイド層はジクロロシランSiH
2 Cl2 と6フッ化タングステンWF6 とヘリウムHe
ガスにより形成することを特徴とする請求項1に記載の
半導体装置の製造方法であって、これにより上記課題を
解決するものである。
【0008】本出願の請求項3の発明は、シリサイド層
がチタンまたはコバルトのシリサイドから成り、該シリ
サイド層はスパッタリングにより形成することを特徴と
する請求項1に記載の半導体装置の製造方法であって、
これにより上記課題を解決するものである。
【0009】本出願の請求項4の発明は、多結晶シリコ
ン中のB+ をRTAにより活性化させることを特徴とす
る請求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置の製
造方法であって、これにより上記課題を解決するもので
ある。
【0010】本出願の請求項5の発明は、ゲート電極と
なるp+ 化したポリサイド構造上に、オフセット絶縁膜
を堆積する構造としたことを特徴とする請求項1ないし
4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法であって、
これにより上記課題を解決するものである。
【0011】本発明の構成を、後記詳述する本発明の実
施例を示す図1ないし図4の例示を用いて説明すると、
次のとおりである。本発明は、図4に示すような多結晶
シリコン層2a,2bと、シリサイド層3a,3bとを
備えるポリサイド構造Ia,Ibのゲート電極を備える
半導体装置を製造する際、ゲート電極のp+ 化のために
+ を用い、かつB+ のプロジェクションレンジをシリ
サイド層3の中に合わせて打ち込み(図1)、その後熱
処理により、多結晶シリコン中にボロンを拡散させる
(図4)ものである。
【0012】この発明は、ゲート電極となるp+ 化した
ポリサイド構造Ia,Ib上に、オフセット絶縁膜4
a,4bを堆積する構造とする(図3)態様を好ましく
採用できる。
【0013】
【作用】本発明によれば、p+ ゲート電極の形成の手段
は、B+ のイオン注入により多結晶シリコンをp+ 化す
るものであり、特にB+ をシリサイド層にプロジェクシ
ョンレンジを合わせて打ち込みを行ってその後熱処理す
る手法を用いるので、B+ のようなFを含まないイオン
を用いる結果、ボロンの突き抜けが生じにくい。工程数
の増加もなくトランジスタ性能の低下の問題をもたらす
こともない。かつ、ポリサイド構造をとるので、ゲート
電極として低抵抗であり、かつ、B+ 注入後のアニール
により、ゲート電極となる多結晶シリコン中の空乏化を
防ぐことができる。
【0014】また、ゲート電極上にオフセット絶縁膜を
堆積させた後に、BF2 + のイオン注入によりLDDと
ソース・ドレインを形成する方法を採用すると、その場
合のゲート電極中へのFの注入を避けることができる。
【0015】
【実施例】以下本発明の実施例について、詳述する。但
し、当然のことではあるが、本発明は以下の実施例によ
り限定を受けるものではない。
【0016】実施例1 この実施例は、本発明を、p+ ポリサイドゲートMOS
FETの製造に適用したものである。この実施例を図1
ないし図4に示す。
【0017】本実施例は、図4に示すような多結晶シリ
コン層2a,2bと、シリサイド層3a,3bとを備え
るポリサイド構造Ia,Ibのゲート電極を備える半導
体装置を製造する際、ゲート電極のp+ 化のためにB+
を用い、かつB+ のプロジェクションレンジをシリサイ
ド層3の中に合わせて打ち込み(図1)、その後熱処理
により、多結晶シリコン中にボロンを拡散させる(図
4)工程をとる。
【0018】本実施例では特に、ゲート電極となるp+
化したポリサイド構造Ia,Ib上に、オフセット絶縁
膜4a,4bを堆積する構造とする(図3)態様をとっ
た。これによりLDD5やソース・ドレイン7の形成に
BF2 + のイオン注入を用いても、ゲート電極にFの影
響を与えないようにした。
【0019】また本実施例では、シリサイド層3がタン
グステンシリサイドから成り、該タングステンシリサイ
ドから成るシリサイド層はジクロロシランSiH2 Cl
2 と6フッ化タングステンWF6 とヘリウムHeガスに
より形成した。
【0020】また、多結晶シリコン中のB+ をRTAに
より活性化させる構成とした。
【0021】更に詳しくは、本実施例は下記の工程によ
りPMOSFETを製造した。 ゲート酸化膜の形成 図1に示すように、Si基板10上にトランジスタのゲ
ート絶縁膜となる酸化膜1(SiO2 )を850℃で、
パイロジェニック酸化により、8nm厚形成する。酸化
膜1の形成後に、N2 雰囲気中で900℃、10分のア
ニールを行う。
【0022】p+ ゲート電極の形成 更に、アンドープの多結晶シリコン2を80nm堆積す
る。その後に、SPM洗浄と希フッ酸処理により該多結
晶シリコン2上に成長した自然酸化膜を除去してから、
シリサイド層3としてWSixを80nm堆積し、ポリ
サイド構造とする。WSixは、ジクロロシランSiH
2 Cl2 と、6フッ化タングステンWF6 と、ヘリウム
Heガスとによって形成した。条件は下記のとおりとし
た。
【0023】温度 550〜780℃ 圧力 20〜60Pa 使用ガス WF6 :SiH2 Cl2 :He=10:50
0:60sccm
【0024】この構造について、多結晶シリコン2をp
+ 型にするために、図1に矢印IIで模式的に示すよう
に、B+ を、15keVで3E15/cm2 の条件で、
シリサイド層3であるWSix中に打ち込む。ここで、
シリサイド層3であるWSix中にプロジェクションレ
ンジRpを合わせてB+ を打ち込む。これは後の熱処理
により、多結晶シリコン3中にボロンが拡散することに
なる。以上により、図1の構造とした。
【0025】オフセット絶縁膜の形成 SPM洗浄を行った後、図2に示すように、オフセット
絶縁膜となる絶縁膜4を形成する。例えば、SiO2
常圧CVD法にて堆積して、このオフセット絶縁膜形成
用絶縁膜4とする。常圧CVD法にて成膜するSiO2
の形成は比較的低温での成膜の下記条件とした。
【0026】使用ガス SiH4 :O2 :N2 =30:
1000:2000sccm 温度 420℃ 圧力 700〜760Torr
【0027】ゲート電極のパターニング、LDDの形
成 次に図3に示すように、マスクM1により、ゲート電極
形成用のポリサイドI(多結晶シリコン2とシリサイド
層3とから成る)とオフセット絶縁膜形成用絶縁膜4を
同時にパターニングするための異方性エッチングを行
う。パターニングされた後の多結晶シリコンを符号2
a,2bで示し、同じくシリサイド層を3a,3bで示
し、オフセット絶縁膜を4a,4bで示す。Ia,Ib
はパターニングされた後のポリサイド構造、1a,1b
は同じくゲート絶縁膜を示す。その後に、BF2 + を2
0keVで2E13/cm2 の条件で基板10中に打ち
込む。これにより、PMOSFETの低濃度不純物領域
であるLDD5を形成する。ここで、オフセット絶縁膜
4a,4bを堆積してあるため、ゲート電極中へのFの
注入が抑えられる。以上により図3の構造を得た。
【0028】側壁絶縁膜の形成、ソース・ドレインの
形成 側壁絶縁膜6となる絶縁膜を100〜120nm堆積す
る。この絶縁膜6の材料としては例えば常圧CVD法に
て成膜するSiO2 (形成条件は前掲)が挙げられる。
全面をエッチバックして側壁絶縁膜6を形成し、その後
に、BF2 + を30keVで4E15/cm2 の条件で
基板10中に打ち込み、PMOSFETのソース・ドレ
イン7を形成する。以上により、図4で示す構造とし
た。
【0029】熱処理(活性化) 次に、図示しないが更に層間膜を形成する。その後、1
050℃、10秒のRTA(Rapid Therma
l Anneal,急速加熱アニール)を用いて、熱処
理により多結晶シリコン2a,2b中に拡散したB+
活性化する。
【0030】本実施例によれば、PMOSFETにおけ
るp+ 電極の形成をB+ のイオン打ち込みで行うので、
例えばBF2 + のイオン打ち込みにおいて問題であった
Fの影響を受けることなく、半導体装置を形成すること
ができる。
【0031】また、本実施例によれば、ゲート電極とす
るポリサイド構造Iを形成後にオフセット絶縁膜形成用
絶縁膜4を堆積させ、これによるオフセット絶縁膜4
a,4bが存在する状態でBF2 + のイオン注入により
LDD5、ソース・ドレイン7を形成するので、このよ
うな拡散領域形成のためにはBF2 + を用いても、オフ
セット絶縁膜4a,4bで保護されているのでゲート電
極へのFの注入はこれを抑えることができる。
【0032】また本実施例では、シリサイド層3をタン
グステンシリサイド層としたので、B+ 注入後のRTA
によるゲート多結晶シリコンのp+ 化がきわめて良好に
行えて、その空乏化を十分に防止できた。更に、常圧C
VD法によるSiO2 の堆積によりオフセット絶縁膜4
を形成したので、これの形成はそれ程高温にする必要が
ないので、WSixに対する悪影響はなかった。
【0033】本実施例は更に様々な変形が可能であり、
例えば、別途、スパッタリングにより形成したTi,C
oのシリサイドを用いて実施例1と同様にp+ MOSF
ETを形成したところ、その場合もほぼ上記と同程度に
多結晶シリコンを十分にp+化できた。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、基板への不純物の突き
抜けを抑え、かつ工程増や性能の低下をもたらすことな
くp+ ゲート構造を形成できる半導体装置の製造方法を
提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を製造工程順に示した断面図
である(1)。
【図2】本発明の一実施例を製造工程順に示した断面図
である(2)。
【図3】本発明の一実施例を製造工程順に示した断面図
である(3)。
【図4】本発明の一実施例を製造工程順に示した断面図
である(4)。
【符号の説明】
10 Si基板 1,1a,1b ゲート絶縁膜 2,2a,2b 多結晶ポリシリコン 3,3a,3b シリサイド(WSix) 4,4a,4b オフセット絶縁膜 5 LDD 6 側壁絶縁膜 7 ソース・ドレイン領域 I ポリサイド構造(パターニング前) Ia,Ib ポリサイド構造(パターニング後)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】多結晶シリコン層と、シリサイド層とを備
    えるポリサイド構造のゲート電極を備える半導体装置の
    製造方法であって、 B+ のプロジェクションレンジをシリサイド層の中に合
    わせて打ち込み、その後熱処理により、多結晶シリコン
    中にボロンを拡散させることによりゲート電極をp+
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】シリサイド層がタングステンシリサイドか
    ら成り、該タングステンシリサイドから成るシリサイド
    層はジクロロシランSiH2 Cl2 と6フッ化タングス
    テンWF6 とヘリウムHeガスにより形成することを特
    徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】シリサイド層がチタンまたはコバルトのシ
    リサイドから成り、該シリサイド層はスパッタリングに
    より形成することを特徴とする請求項1に記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】多結晶シリコン中のB+ をRTAにより活
    性化させることを特徴とする請求項1ないし3のいずれ
    かに記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】ゲート電極となるp+ 化したポリサイド構
    造上に、オフセット絶縁膜を堆積する構造としたことを
    特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の半導体
    装置の製造方法。
JP6266984A 1994-10-31 1994-10-31 半導体装置の製造方法 Pending JPH08130305A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6266984A JPH08130305A (ja) 1994-10-31 1994-10-31 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6266984A JPH08130305A (ja) 1994-10-31 1994-10-31 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08130305A true JPH08130305A (ja) 1996-05-21

Family

ID=17438447

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6266984A Pending JPH08130305A (ja) 1994-10-31 1994-10-31 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08130305A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000072731A1 (en) * 1999-05-26 2000-12-07 Seung Ho Park Pillow by which a user can easily convert lying posture
JP2003037265A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Asahi Kasei Microsystems Kk 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2005286302A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリ素子の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000072731A1 (en) * 1999-05-26 2000-12-07 Seung Ho Park Pillow by which a user can easily convert lying posture
JP2003037265A (ja) * 2001-07-24 2003-02-07 Asahi Kasei Microsystems Kk 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2005286302A (ja) * 2004-03-30 2005-10-13 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリ素子の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4484392B2 (ja) 半導体素子のゲート電極形成方法
JP2978736B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5767004A (en) Method for forming a low impurity diffusion polysilicon layer
JP3523151B2 (ja) Mosトランジスタの製造方法
US6090653A (en) Method of manufacturing CMOS transistors
JP2002198526A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04225529A (ja) 微量の不純物を添加したドレイン(ldd)を有する集積回路構造体を製作する改良された方法
JP2877104B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US5972761A (en) Method of making MOS transistors with a gate-side air-gap structure and an extension ultra-shallow S/D junction
US6699744B2 (en) Method of forming a MOS transistor of a semiconductor device
JPH0794731A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6117744A (en) Method of fabricating semiconductor device
JPH09312395A (ja) 半導体装置の製造方法
US6057185A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JPH08130305A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10335640A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3185235B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3263941B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100277855B1 (ko) 반도체 소자의 게이트 전극 형성 방법_
JP2746100B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07161988A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH1065171A (ja) モストランジスタの製造方法
JP3371631B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3376305B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100861282B1 (ko) 반도체소자의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term