JPH0897281A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱処理後もポリサイド配線のコンタクトをオ
ーミックに維持する。 【構成】 ポリシリコン層４とタングステンシリサイド
層５で構成されるポリサイド配線は、コンタクトホール
３ａにおいてＮ型拡散層１とコンタクトしている。ポリ
シリコン層４は、減圧熱ＣＶＤを用いて"in-situ"にリ
ンがドープされたポリシリコン層として形成する。その
後、リンを高濃度に含有するタングステンシリサイド
（ＷＳｉ₂）をターゲットとしてスパッタを行うことに
よって、リンを１×１０²⁰〜１０×１０²⁰atom/cm³程度
に含んだＷＳｉ₂層５を形成する。その後、熱処理が行
われても、ＷＳｉ₂層５には高濃度のリンがドープされ
ているために、ポリシリコン層４のリンがＷＳｉ₂層５
へと拡散することが抑制される。 【効果】 ポリシリコン層４のリンが拡散しないのでコ
ンタクトはオーミックに維持され、実用上十分に低いコ
ンタクト抵抗が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、シリコンを母材とす
る半導体装置の製造に好適な半導体装置の製造方法に関
し、特にポリサイド構造の配線のコンタクトにおけるコ
ンタクト抵抗を低減するための改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＯＳ型ＬＳＩなどの半導体装置におい
て、高融点であることが要求されるゲート電極などの配
線材料として従来用いられていたポリシリコン（多結晶
シリコン）は、どんなに不純物を添加しても比抵抗が１
０^-3Ωｃｍであって、ＬＳＩの高速化の中で配線遅延の
原因となっていた。そのため、これに代わる新たな配線
材料として、ポリシリコンよりも抵抗が１桁ないしそれ
以上に低い高融点金属シリサイドが用いられるようにな
ってきた。

【０００３】しかしながら、ゲート酸化膜などの絶縁膜
の上にシリサイドを直接に形成すると、絶縁膜中に金属
原子が侵入することにより耐圧が劣化するなど、安定し
た半導体装置を得ることは困難である。このため、金属
シリサイドを用いた配線では、シリサイドの下にリン等
の不純物をドープしたポリシリコン層を形成して２層構
造、すなわちポリサイド（polycide）構造とするのが通
例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＬＳＩなど
の半導体装置において、このポリサイド構造の配線（以
下に「ポリサイド配線」と略記する）は、シリコン基板
の拡散層へコンタクト（接触）をとる場合も多く、さら
に、他のポリサイド配線あるいはポリシリコンの配線と
のコンタクトが行われることもある。これらの接続にお
いては、ポリサイドの下層をなすポリシリコン層が、拡
散層その他へ直接にコンタクトする。

【０００５】ところが、ＬＳＩなどの半導体装置の製造
工程の中で、ポリサイド配線が形成された後の工程にお
いて、熱処理が行われるのが通例である。例えば、低融
点のアルミニウム配線を形成する前に、アルミニウム配
線とポリサイド配線など他の配線との間のＢＰＳＧ（ガ
ラス質の配線間絶縁膜の一種）の平坦化のために熱処理
を要する。また、同じくアルミニウム配線を形成する前
に、アルミニウム配線と半導体基板との接触のためのコ
ンタクトホールを通じてＰ型あるいはＮ型の不純物を半
導体基板に選択的に導入した場合、この不純物を活性化
するために熱処理を要する。これらの熱処理では、８０
０゜Ｃ〜８５０゜Ｃ程度までの昇温が行われる。

【０００６】後工程においてこのような熱処理が行われ
ると、ポリサイド配線を構成するポリシリコン層中にド
ープされているリンなどの不純物が、同じくポリサイド
配線を構成するシリサイド層の中に拡散・侵入する。そ
の結果、拡散層、ポリシリコンなどの半導体、あるいは
他のポリサイドを構成するシリサイド層などの半導体金
属化合物とのコンタクトにおいて、これらのコンタクト
が非オーミック接触となり、そのコンタクト抵抗（接触
抵抗）が増大するという問題点があった。

【０００７】この発明は、従来の製造方法における上記
した問題点を解消するためになされたもので、ポリサイ
ド配線を形成した後に熱処理が行われても、ポリサイド
配線と半導体あるいは半導体金属化合物とのコンタクト
におけるコンタクト抵抗の上昇を抑えることが可能な半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】第１の発明にかかる半導
体装置の製造方法は、多結晶半導体層と半導体金属化合
物層とを少なくとも各１層ずつ有する多層構造のポリサ
イド配線が配設され、前記多結晶半導体層と他の半導体
層または半導体金属化合物層とのコンタクトが形成され
た半導体装置の製造方法において、(a)第１不純物が導
入された多結晶半導体層として前記多結晶半導体層を形
成する工程と、(b)前記第１不純物と同一導電形式の第
２不純物が導入された半導体金属化合物層として前記半
導体金属化合物層を形成する工程と、を備える。

【０００９】第２の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第１の発明において、前記工程(b)が、半導体金属
化合物を層状に堆積する過程の中で同時に前記第２不純
物の導入を行うことによって、前記半導体金属化合物層
を形成する。

【００１０】第３の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第２の発明であって、前記工程(b)において、前記
第２不純物の濃度が、略１×１０²⁰atom/cm³以上となる
ように、当該第２不純物の導入が行われる。

【００１１】第４の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第３の発明であって、前記工程(b)において、前記
第２不純物の濃度が、略１×１０²⁰〜１０×１０²⁰atom
/cm³の範囲となるように、当該第２不純物の導入が行わ
れる。

【００１２】第５の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第１の発明において、前記工程(b)が、半導体金属
化合物を層状に堆積した後に、イオン注入法によって前
記第２不純物を導入することによって、前記半導体金属
化合物層を形成する。

【００１３】第６の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第５の発明であって、前記工程(b)において、前記
第２不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上であ
る。

【００１４】第７の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、多結晶半導体層と半導体金属化合物層とを少なくと
も各１層ずつ有する多層構造のポリサイド配線が配設さ
れ、前記多結晶半導体層と他の半導体層または半導体金
属化合物層とのコンタクトが形成された半導体装置の製
造方法において、(a)アモルファス半導体を層状に堆積
しつつ同時に不純物を導入することによって、当該アモ
ルファス半導体が多結晶化したときの当該不純物に対す
る固溶限付近ないしそれ以上の濃度で当該不純物を含有
するアモルファス半導体層を形成する工程と、(b)前記
半導体金属化合物層を形成する工程と、(c)加熱処理を
行うことによって前記アモルファス半導体層を前記多結
晶半導体層へと転換する工程と、を備える。

【００１５】第８の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第７の発明であって、前記工程(a)において、前記
不純物の濃度が、略１×１０²¹以上となるように、当該
不純物の導入が行われる。

【００１６】第９の発明にかかる半導体装置の製造方法
は、第８の発明であって、前記工程(a)において、前記
不純物の濃度が、略１×１０²¹〜５×１０²¹atom/cm³の
範囲となるように、当該不純物の導入が行われる。

【００１７】第１０の発明にかかる半導体装置の製造方
法は、多結晶半導体層と半導体金属化合物層とを少なく
とも各１層ずつ有する多層構造のポリサイド配線が配設
され、前記多結晶半導体層と他の半導体層または半導体
金属化合物層とのコンタクトが形成された半導体装置の
製造方法において、(a)多結晶半導体を層状に堆積した
後に、イオン注入法によって不純物を導入することによ
って、前記多結晶半導体の当該不純物に対する固溶限付
近ないしそれ以上の濃度で当該不純物を含有する層とし
て前記多結晶半導体層を形成する工程と、(b)前記半導
体金属化合物層を形成する工程と、を備える。

【００１８】第１１の発明にかかる半導体装置の製造方
法は、第１０の発明であって、前記工程(a)において、
前記不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上であ
る。

【００１９】

【作用】第１の発明の半導体装置の製造方法では、ポリ
サイド配線を構成する例えばポリシリコン層などの多結
晶半導体層に導入される第１不純物と同一導電形式の第
２不純物が、ポリサイドを配線を構成する例えばシリサ
イド層などの半導体金属化合物層へも導入される。この
ため、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱処理が行
われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導体金属化
合物層への拡散が緩和ないし抑制される。

【００２０】第２の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物層が含有する第２不純物の導入が、半
導体金属化合物を層状に堆積する過程の中で同時に、い
わゆる"in-situ"に行われる。このため、高価で複雑な
イオン注入法を用いる必要がない。

【００２１】第３の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物層における第２不純物の濃度が、略１
×１０²⁰atom/cm³以上となるように第２不純物の導入が
行われるので、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導
体金属化合物層への拡散が十分に抑制される。

【００２２】第４の発明の半導体装置の製造方法では、
第２不純物の濃度が、さらに略１０×１０²⁰atom/cm³以
下となるように、半導体金属化合物層への第２不純物の
導入が行われる。半導体金属化合物には不純物に対する
固溶限が存在し、この固溶限のために、半導体金属化合
物へ不純物を過度に高い濃度で導入することは困難であ
る。これに対して、この第４の発明において上限が設定
された第２不純物の濃度範囲では、第２不純物の導入が
容易に行われる。

【００２３】第５の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物を層状に堆積した後にイオン注入法に
よって第２不純物を導入することによって、半導体金属
化合物層が形成される。このため、半導体金属化合物に
その固溶限付近ないしそれを超える高い濃度で第２不純
物を導入することが可能である。

【００２４】第６の発明の半導体装置の製造方法では、
第２不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上に設
定されるので、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導
体金属化合物層への拡散が十分に抑制される。

【００２５】第７の発明の半導体装置の製造方法では、
ポリサイド配線を構成する例えばポリシリコン層などの
多結晶半導体層を形成するのに、一旦アモルファスシリ
コンなどのアモルファス半導体層を形成する。そして、
このアモルファス半導体層を形成する際に、アモルファ
ス半導体を層状に堆積しつつ同時に不純物を導入する。
しかも、アモルファス半導体は多結晶半導体よりも不純
物に対する固溶限が高いことを利用して、アモルファス
半導体には、多結晶半導体における固溶限付近ないしそ
れ以上の濃度で不純物が導入される。

【００２６】不純物を導入されたアモルファス半導体層
は、後の加熱処理によって多結晶半導体層へと転換され
ると同時に不純物が半導体金属化合物層へと拡散する
が、多結晶半導体における固溶限付近ないしそれ以上の
濃度で不純物が含有されているために、転換後の多結晶
半導体層には、コンタクト抵抗の過度の上昇を抑えるの
に十分な濃度の不純物が残留する。

【００２７】第８の発明の半導体装置の製造方法では、
不純物の濃度が、略１×１０²¹以上となるように、アモ
ルファス半導体層への不純物の導入が行われる。この濃
度は、多結晶半導体の不純物に対する固溶限付近ないし
それ以上の濃度に相当する。このため、転換後の多結晶
半導体層には、コンタクト抵抗の過度の上昇を抑えるの
に十分な濃度の不純物が残留することが保証される。

【００２８】第９の発明の半導体装置の製造方法では、
不純物の濃度が、さらに略５×１０²¹atom/cm³以下とな
るように、アモルファス半導体層への不純物の導入が行
われる。アモルファス半導体には不純物に対する固溶限
が存在し、この固溶限のために、アモルファス半導体へ
不純物を過度に高い濃度で導入することは困難である。
これに対して、この第９の発明において上限が設定され
た不純物の濃度範囲では、不純物の導入が容易に行われ
る。

【００２９】第１０の発明の半導体装置の製造方法で
は、一旦多結晶半導体を層状に堆積した後、イオン注入
法によって不純物を導入することによって、ポリサイド
配線を構成する例えばポリシリコン層などの多結晶半導
体層を形成する。その際に、イオン注入法では固溶限付
近ないしそれ以上の濃度で不純物を導入し得ることを利
用して、多結晶半導体の不純物に対する固溶限付近ない
しそれ以上の濃度で不純物が導入される。このため、ポ
リサイド配線を形成した後の工程で熱処理が行われて
も、多結晶半導体層には不純物が十分に残留する。

【００３０】第１１の発明の半導体装置の製造方法で
は、不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上に設
定されるので、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層には不純物が十分に
残留することが保証される。

【００３１】

【実施例】

＜第１実施例＞図１〜図４は、第１実施例における半導
体装置の製造方法を示す工程図である。この中で特に図
１は、この実施例の方法終了後の半導体装置の構造を示
している。

【００３２】図１において、１０はシリコン半導体基
板、１はシリコン半導体基板１０の上主面に選択的に形
成されたＮ型拡散層、２はＬＯＣＯＳすなわち素子分離
用の酸化膜、３は例えばＳｉ０₂で構成された絶縁膜、
３ａは絶縁膜３に選択的に形成されたコンタクトホー
ル、４はリンをドープされ、コンタクトホール３ａを通
じてＮ型拡散層１の上面とコンタクトするポリシリコン
層、５はポリシリコン層４の上面に形成されポリシリコ
ン層４とともにポリサイドを構成するタングステンシリ
サイド（ＷＳｉ₂）層、そして、１１はＮ型拡散層１の
下層に位置するＰ型半導体層である。

【００３３】ポリシリコン層４とタングステンシリサイ
ド層５とで構成されるポリサイドにおいて、タングステ
ンシリサイド層５は、リンを含有している。その濃度
は、好ましくは１×１０²⁰〜１０×１０²⁰atom/cm³程度
である。タングステンシリサイド層５にリンが含有され
るために、後工程で熱処理が行われても、ポリシリコン
層４の中のリンがタングステンシリサイド層５へと拡散
することが抑制される。

【００３４】図１に示した構造のポリサイド配線は、図
２〜図４に示す工程を経ることによって形成可能であ
る。すなわち、まず図２に示すように、Ｎ型拡散層１、
ＬＯＣＯＳ２、およびＰ型半導体層１１を有するシリコ
ン半導体基板１０の上面に絶縁膜３を形成する。

【００３５】その後、図３に示すように、Ｎ型拡散層１
の上面に選択的に開口するコンタクトホール３ａを絶縁
膜３に形成する。コンタクトホール３ａを形成するに
は、例えば周知の選択的エッチング技術が用いられる。

【００３６】つぎに、図４に示すように、絶縁膜３およ
びコンタクトホール３ａを覆うようにポリシリコン層４
を形成する。ポリシリコン層４は、例えば減圧熱ＣＶＤ
法を用いて、リンを"in-situ"にドープしたポリシリコ
ン層として形成する。そのためには、原料ガスとして、
例えばシランとホスフィンガスとの混合ガスを用いると
よい。

【００３７】その後、図１に示すように、リンを含有す
るタングステンシリサイド層５をポリシリコン層４の上
に形成する。タングステンシリサイド層５は、リンを含
有したタングステンシリサイドをターゲットとしてスパ
ッタ法を実行することによって形成する。ターゲットに
おけるリンの濃度を適度に設定することによって、タン
グステンシリサイド層５において、１×１０²⁰〜１０×
１０²⁰atom/cm³程度のリン濃度が得られる。

【００３８】タングステンシリサイド層５におけるリン
濃度は１×１０²⁰atom/cm³以上であれば、後工程で熱処
理が行われても、ポリシリコン層４に含まれるリンのタ
ングステンシリサイド層５への拡散が十分に抑えられ
る。その結果、ポリシリコン層４とＮ型拡散層１の間
に、オーミック接触が維持され、製品完成後においても
実用上十分に低いコンタクト抵抗が実現する。

【００３９】また、タングステンシリサイドにおけるリ
ンの固溶限のために、リン濃度は１０×１０²⁰atom/cm³
程度を上限とするのが製造工程の容易さの観点から望ま
しい。すなわち、タングステンシリサイドには不純物に
対する固溶限が存在し、この固溶限のために、タングス
テンシリサイドへリンを導入し得る濃度には限界があ
る。しかしながら、リン濃度が１０×１０²⁰atom/cm³程
度以下の範囲であれば、リンの導入は容易に実行可能で
ある。

【００４０】以上の説明では、タングステンシリサイド
層５の中にリンをドープしたが、リンの代わりにヒ素を
ドープしてもよい。その好ましい濃度は、１×１０²⁰〜
１０×１０²⁰atom/cm³程度である。また、Ｎ型拡散層１
とのコンタクトに代わってＰ型半導体層とのコンタクト
をとる場合には、ポリシリコン層４およびタングステン
シリサイド層５にドープされる不純物としてＰ型不純物
が選択される。

【００４１】さらに、タングステンシリサイド層５を形
成するのに、スパッタ法の代わりに、例えば熱ＣＶＤ法
を用いてもよい。このとき、原料ガスとして、（１）シ
ランまたはジクロルシラン、（２）六フッ化タングステ
ン、および（３）ホスフィンまたはアルシン、の３種の
ガスの混合ガスを用いるとよい。混合ガスの流量を適切
に制御することによって、リンまたはヒ素が、１×１０
²⁰〜１０×１０²⁰atom/cm³程度の濃度で"in-situ"にド
ープされたタングステンシリサイド層５を形成すること
が可能である。

【００４２】また、この実施例の製造方法では、タング
ステンシリサイド層５にドープされるリンなどの不純物
が、イオン注入によらずに、スパッタ法、熱ＣＶＤ法な
どを用いることによって、"in-situ"に導入されるの
で、イオン注入に要する高価な装置、複雑な工程を省く
ことができ、コストの削減を図ることができる。

【００４３】＜第２実施例＞図５および図６は、第２実
施例の半導体装置の製造方法を示す工程図である。この
実施例では、まず、第１実施例の図３に示す工程までを
実行する。つぎに、図５に示すように、絶縁膜３および
コンタクトホール３ａを覆うようにアモルファスシリコ
ン層６を形成する。アモルファスシリコン層６には、リ
ンがドープされており、その濃度はポリシリコンにおけ
るリンの固溶限に近い値ないしそれ以上に設定され、好
ましくは１×１０²¹〜５×１０²¹atom/cm³程度である。

【００４４】アモルファスシリコン層６は、例えばプラ
ズマＣＶＤを用いることによって、リンを"in-situ"に
ドープしたアモルファスシリコン層として形成される。
アモルファスシリコンの固溶限は、ポリシリコンの固溶
限よりも高いので、アモルファスシリコン層６にはポリ
シリコンの固溶限付近ないしそれを超えるリンを、"in-
situ"で容易に導入することが可能である。

【００４５】その後、図６に示すように、タングステン
シリサイド層７をアモルファスシリコン層６の上に形成
する。これらのアモルファスシリコン層６とタングステ
ンシリサイド層７とでポリサイド配線が構成される。タ
ングステンシリサイド層７は、不純物を含有しなくても
よい。

【００４６】アモルファスシリコン層６は、後工程の熱
処理によって多結晶化し、ポリシリコン層となる。この
とき、ポリシリコンにおけるリンはタングステンシリサ
イド層５へと拡散・侵入するが、あらかじめポリシリコ
ン層の固溶限に近い濃度あるいはそれ以上にリンがドー
プされているので、ポリシリコン層には十分な量のリン
が残留する。その結果、アモルファスシリコン層６が転
化したポリシリコン層とＮ型拡散層１の間のコンタクト
において、オーミック接触が維持され、製品完成後にお
いても実用上十分に低いコンタクト抵抗が実現する。

【００４７】アモルファスシリコン層６におけるリン濃
度は１×１０²¹atom/cm³以上であれば、ポリシリコンに
おける固溶限付近ないしそれ以上の濃度に相当するの
で、ポリシリコン層とＮ型拡散層１の間に、オーミック
接触が保証され、低いコンタクト抵抗が実現する。ま
た、アモルファスシリコン層６におけるリンの固溶限の
ために、リン濃度は、５×１０²¹atom/cm³程度を上限と
するのが製造工程の容易さの観点から望ましい。

【００４８】また、この実施例の製造方法では、アモル
ファスシリコン層６にドープされるリンが、イオン注入
によらずに"in-situ"に導入されるので、イオン注入に
要する高価な装置、複雑な工程を省くことができ、コス
トの削減を図ることができる。

【００４９】＜第３実施例＞図７は、第３実施例の半導
体装置の製造方法を示す工程図である。この実施例で
は、まず、第１実施例の図４に示す工程までを実行す
る。つぎに、この工程で形成されたポリシリコン層４、
すなわちリンをドープされたポリシリコン層４に上面か
らイオン注入を実行することによってリンをさらに導入
し、ポリシリコン層４におけるリン濃度をその固溶限付
近ないしそれ以上の高濃度にまで高める。このとき、イ
オン注入量は、好ましくは４×１０¹⁵atom/cm²程度以上
に設定される。

【００５０】その後、図７に示すように、タングステン
シリサイド層８をリン濃度が高濃度に高められたポリシ
リコン層４ａの上に形成する。これらのポリシリコン層
４ａとタングステンシリサイド層８とでポリサイド配線
が構成される。このタングステンシリサイド層８は、不
純物を含有しなくてもよい。

【００５１】後工程で熱処理が行われることによって、
ポリシリコン層４ａの中のリンがタングステンシリサイ
ド層８へと拡散するが、あらかじめポリシリコン層の固
溶限に近い濃度あるいはそれ以上にリンがドープされて
いるので、ポリシリコン層４ａには十分な量のリンが残
留する。その結果、ポリシリコン層４ａとＮ型拡散層１
の間のコンタクトにおいて、オーミック接触が維持さ
れ、製品完成後においても低いコンタクト抵抗が実現す
る。

【００５２】なお、ポリシリコン層４へイオン注入によ
って新たにドープされる不純物は、リンの代わりにヒ素
であってもよい。このときにも、イオン注入量は、好ま
しくは４×１０¹⁵atom/cm²程度以上に設定される。

【００５３】図８は、この実施例および後述する第４実
施例の方法に関する実証試験の結果を示すグラフであ
る。図８において、縦軸はポリサイドとＮ型拡散層１と
の間のコンタクト抵抗の値を表し、横軸はイオン注入量
を表している。丸印符号がこの実施例の方法に関する実
証試験の結果を表している。各イオン注入量に対して黒
丸印と白丸印とでそれぞれ表される２種類の試料につい
て試験が行われた。２種類の試料に関するデータの間に
わずかながら見られる誤差は、主として製造プロセスに
おけるばらつきを反映したものである。丸印符号が表す
この実施例の実証試験では、ヒ素（Ａｓ）が注入され
た。

【００５４】図８が示すように、イオン注入量が３×１
０¹⁵atom/cm²であるときには、コンタクト抵抗の値は約
６２０〜８２０Ω程度の範囲にある。一方、イオン注入
量が６×１０¹⁵atom/cm²ないしそれ以上では、コンタク
ト抵抗の値は約３６０Ω以下の実用上十分に低い値とな
っている。すなわち、イオン注入量が、３×１０¹⁵atom
/cm²から６×１０¹⁵atom/cm²へと増加する中で、コンタ
クト抵抗が急激に下降することが読み取られる。図８の
グラフ上で、データ点の間を妥当な曲線で補間すると、
イオン注入量が約４×１０¹⁵atom/cm²以上であれば、十
分に低いコンタクト抵抗が得られることがわかる。

【００５５】＜第４実施例＞図９は、第４実施例の半導
体装置の製造方法を示す工程図である。この実施例で
は、まず、第１実施例の図４に示す工程までを実行す
る。つぎに、図８に示すように、リンをドープされたポ
リシリコン層４の上にタングステンシリサイド層９を形
成する。これらのポリシリコン層４とタングステンシリ
サイド層９とでポリサイド配線が構成される。タングス
テンシリサイド層９は、形成された時点では不純物を含
有しなくてもよい。

【００５６】つぎに、タングステンシリサイド層９に上
面からイオン注入を実行することによってリンを導入す
る。このとき、イオン注入量は、好ましくは４×１０¹⁵
atom/cm²程度以上に設定される。

【００５７】タングステンシリサイド層９にリンが含有
されるために、後工程で熱処理が行われても、ポリシリ
コン層４の中のリンがタングステンシリサイド層９へ拡
散することが抑制される。特に、イオン注入によってリ
ンが導入されるので、タングステンシリサイド層９の不
純物に対する固溶限付近ないしそれ以上の濃度で、リン
を導入することも可能である。

【００５８】また、イオン注入量が、４×１０¹⁵atom/c
m²程度以上に設定されたときには、後工程で熱処理が行
われても、ポリシリコン層４とＮ型拡散層１の間のコン
タクトにおいて、オーミック接触が維持され、製品完成
後においても実用上十分に低いコンタクト抵抗が実現す
ることが保証される。

【００５９】なお、タングステンシリサイド層９へイオ
ン注入によって新たにドープされる不純物は、リンの代
わりにヒ素であってもよい。このときにも、イオン注入
量は、好ましくは４×１０¹⁵atom/cm²程度以上に設定さ
れる。

【００６０】図８に戻って、この実施例の方法に関する
実証試験の結果について説明する。図８において、四角
印符号がこの実施例の方法に関する実証試験の結果を表
している。各イオン注入量に対して黒四角印と白四角印
とでそれぞれ表される２種類の試料について試験が行わ
れた。２種類の試料に関するデータの間にわずかながら
見られる誤差は、主として製造プロセスのおけるばらつ
きを反映したものである。四角印符号が表すこの実施例
の実証試験では、リン（Ｐ）が注入された。

【００６１】図８が示すように、イオン注入量が２×１
０¹⁵atom/cm²であるときには、コンタクト抵抗の値は約
６００〜７２０Ω程度の範囲にある。一方、イオン注入
量が４×１０¹⁵atom/cm²ないしそれ以上では、コンタク
ト抵抗の値は約３５０Ω以下の実用上十分に低い値とな
っている。すなわち、イオン注入量が、２×１０¹⁵atom
/cm²から４×１０¹⁵atom/cm²へと増加する中で、コンタ
クト抵抗が急激に下降することが読み取られる。したが
って、イオン注入量が約４×１０¹⁵atom/cm²以上であれ
ば、十分に低いコンタクト抵抗が得られることがわか
る。

【００６２】＜変形例＞ （１） 以上の各実施例において、Ｎ型拡散層１とのコ
ンタクトに代わってＰ型半導体層とのコンタクトをとる
場合には、ポリシリコン層、アモルファスシリコン層、
およびタングステンシリサイド層などに導入される不純
物には、Ｐ型不純物が選択される。

【００６３】（２） 以上の各実施例ではポリサイド配
線を構成するシリサイド層として、タングステンシリサ
イド層を例示したが、他のシリサイド層であってもよ
い。

【００６４】（３） 以上の各実施例では、ポリサイド
配線がコンタクトする対象として、Ｎ型拡散層１を例示
したが、一般に半導体層だけでなく、ポリシリコンの配
線層、あるいは他のポリサイドのシリサイド層であって
もよい。すなわち、一般に、半導体および半導体金属化
合物であってよい。

【００６５】（４） 以上の各実施例では、ポリサイド
配線は一層のシリサイドと一層のポリシリコン層とで構
成された二層構造をなしていたが、一般には、シリサイ
ド層とポリシリコン層とを少なくとも各一層ずつ含む多
層構造であってもよい。

【００６６】

【発明の効果】第１の発明の半導体装置の製造方法で
は、ポリサイド配線を構成する多結晶半導体層に導入さ
れる第１不純物と同一導電形式の第２不純物が、ポリサ
イドを配線を構成する半導体金属化合物層へも導入され
る。このため、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導
体金属化合物層への拡散が緩和ないし抑制される。その
結果、多結晶半導体層と他の半導体層または半導体金属
化合物層とのコンタクトにおけるコンタクト抵抗の上昇
が緩和ないし抑制される。

【００６７】第２の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物層が含有する第２不純物の導入が、半
導体金属化合物を層状に堆積する過程の中で同時に行わ
れるので、高価で複雑なイオン注入法を用いる必要がな
い。このため、イオン注入に要する高価な装置、複雑な
工程を省くことができ、コストの削減を図ることができ
る。

【００６８】第３の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物層における第２不純物の濃度が、略１
×１０²⁰atom/cm³以上となるように第２不純物の導入が
行われるので、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導
体金属化合物層への拡散が十分に抑制される。その結
果、多結晶半導体層と他の半導体層または半導体金属化
合物層とのコンタクトにおいて、オーミック接触が維持
され、実用上十分に低いコンタクト抵抗が実現する。

【００６９】第４の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物層における第２不純物の濃度が、さら
に略１０×１０²⁰atom/cm³以下となるように上限が設定
されるので、第２不純物の導入が容易に行い得る。

【００７０】第５の発明の半導体装置の製造方法では、
半導体金属化合物を層状に堆積した後にイオン注入法に
よって第２不純物を導入することによって、半導体金属
化合物層が形成されるので、半導体金属化合物にその固
溶限付近ないしそれを超える高い濃度で第２不純物を導
入することが可能である。その結果、後工程で熱処理が
行われてもコンタクト抵抗を十分に低く抑えることが可
能である。

【００７１】第６の発明の半導体装置の製造方法では、
第２不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上に設
定されるので、ポリサイド配線を形成した後の工程で熱
処理が行われても、多結晶半導体層の第１不純物の半導
体金属化合物層への拡散が十分に抑制される。その結
果、多結晶半導体層と他の半導体層または半導体金属化
合物層とのコンタクトにおいて、オーミック接触が維持
され、実用上十分に低いコンタクト抵抗が実現する。

【００７２】第７の発明の半導体装置の製造方法では、
ポリサイド配線を構成する例えばポリシリコン層などの
多結晶半導体層を形成するのに、一旦アモルファスシリ
コンなどのアモルファス半導体層を形成する。しかも、
アモルファス半導体には、多結晶半導体における固溶限
付近ないしそれ以上の濃度で不純物が導入される。この
ため、後の加熱処理によってアモルファス半導体層が転
換されてなる多結晶半導体層には、十分高い濃度の不純
物が残留する。その結果、多結晶半導体層と他の半導体
層または半導体金属化合物層とのコンタクトにおいて、
オーミック接触が維持され、実用上十分に低いコンタク
ト抵抗が実現する。

【００７３】さらに、アモルファス半導体層が含有する
不純物の導入が、アモルファス半導体を層状に堆積する
過程の中で同時に、いわゆる"in-situ"に行われる。こ
のため、高価で複雑なイオン注入法を用いる必要がな
い。このため、イオン注入に要する高価な装置、複雑な
工程を省くことができ、コストの削減を図ることができ
る。

【００７４】第８の発明の半導体装置の製造方法では、
不純物の濃度が、多結晶半導体の不純物に対する固溶限
付近ないしそれ以上の濃度に相当する略１×１０²¹以上
となるように、アモルファス半導体層への不純物の導入
が行われる。このため、転換後の多結晶半導体層には、
十分高い濃度の不純物が残留するので、多結晶半導体層
と他の半導体層または半導体金属化合物層とのコンタク
トにおいて、オーミック接触が維持され、実用上十分に
低いコンタクト抵抗が保証される。

【００７５】第９の発明の半導体装置の製造方法では、
アモルファス半導体層における不純物の濃度が、さらに
略５×１０²¹atom/cm³以下となるように上限が設定され
るので、不純物の導入が容易に行い得る。

【００７６】第１０の発明の半導体装置の製造方法で
は、イオン注入法を用いることによって、多結晶半導体
層には固溶限付近ないしそれ以上の濃度で不純物が導入
される。このため、ポリサイド配線を形成した後の工程
で熱処理が行われても、多結晶半導体層には不純物が十
分に残留する。その結果、多結晶半導体層と他の半導体
層または半導体金属化合物層とのコンタクトにおいて、
オーミック接触が維持され、実用上十分に低いコンタク
ト抵抗が実現する。

【００７７】第１１の発明の半導体装置の製造方法で
は、不純物の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上に設
定される。このため、ポリサイド配線を形成した後の工
程で熱処理が行われても、多結晶半導体層には不純物が
十分に残留し、その結果、多結晶半導体層と他の半導体
層または半導体金属化合物層とのコンタクトにおいて、
オーミック接触が維持され、実用上十分に低いコンタク
ト抵抗が実現することが保証される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 第１実施例の製造方法を示す工程図である。

【図２】 第１実施例の製造方法を示す工程図である。

【図３】 第１実施例の製造方法を示す工程図である。

【図４】 第１実施例の製造方法を示す工程図である。

【図５】 第２実施例の製造方法を示す工程図である。

【図６】 第２実施例の製造方法を示す工程図である。

【図７】 第３実施例の製造方法を示す工程図である。

【図８】 第３実施例の製造方法を実証するグラフであ
る。

【図９】 第４実施例の製造方法を示す工程図である。

【符号の説明】

１ Ｎ型拡散層（半導体層）、４ ポリシリコン層（多
結晶半導体層）、５，７，８，９ タングステンシリサ
イド層（半導体金属化合物層）、６ アモルファスシリ
コン層（アモルファス半導体層）。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多結晶半導体層と半導体金属化合物層と
   を少なくとも各１層ずつ有する多層構造のポリサイド配
   線が配設され、前記多結晶半導体層と他の半導体層また
   は半導体金属化合物層とのコンタクトが形成された半導
   体装置の製造方法において、(a)第１不純物が導入され
   た多結晶半導体層として前記多結晶半導体層を形成する
   工程と、(b)前記第１不純物と同一導電形式の第２不純
   物が導入された半導体金属化合物層として前記半導体金
   属化合物層を形成する工程と、を備える半導体装置の製
   造方法。
2. 【請求項２】 前記工程(b)が、半導体金属化合物を層
   状に堆積する過程の中で同時に前記第２不純物の導入を
   行うことによって、前記半導体金属化合物層を形成す
   る、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記工程(b)において、前記第２不純物
   の濃度が、略１×１０²⁰atom/cm³以上となるように、当
   該第２不純物の導入が行われる、請求項２に記載の半導
   体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記工程(b)において、前記第２不純物
   の濃度が、略１×１０²⁰〜１０×１０²⁰atom/cm³の範囲
   となるように、当該第２不純物の導入が行われる、請求
   項３に記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記工程(b)が、半導体金属化合物を層
   状に堆積した後に、イオン注入法によって前記第２不純
   物を導入することによって、前記半導体金属化合物層を
   形成する、請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記工程(b)において、前記第２不純物
   の注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上である、請求項
   ５に記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 多結晶半導体層と半導体金属化合物層と
   を少なくとも各１層ずつ有する多層構造のポリサイド配
   線が配設され、前記多結晶半導体層と他の半導体層また
   は半導体金属化合物層とのコンタクトが形成された半導
   体装置の製造方法において、(a)アモルファス半導体を
   層状に堆積しつつ同時に不純物を導入することによっ
   て、当該アモルファス半導体が多結晶化したときの当該
   不純物に対する固溶限付近ないしそれ以上の濃度で当該
   不純物を含有するアモルファス半導体層を形成する工程
   と、(b)前記半導体金属化合物層を形成する工程と、(c)
   加熱処理を行うことによって前記アモルファス半導体層
   を前記多結晶半導体層へと転換する工程と、を備える半
   導体装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記工程(a)において、前記不純物の濃
   度が、略１×１０²¹以上となるように、当該不純物の導
   入が行われる、請求項７に記載の半導体装置の製造方
   法。
9. 【請求項９】 前記工程(a)において、前記不純物の濃
   度が、略１×１０²¹〜５×１０²¹atom/cm³の範囲となる
   ように、当該不純物の導入が行われる、請求項８に記載
   の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 多結晶半導体層と半導体金属化合物層
    とを少なくとも各１層ずつ有する多層構造のポリサイド
    配線が配設され、前記多結晶半導体層と他の半導体層ま
    たは半導体金属化合物層とのコンタクトが形成された半
    導体装置の製造方法において、(a)多結晶半導体を層状
    に堆積した後に、イオン注入法によって不純物を導入す
    ることによって、前記多結晶半導体の当該不純物に対す
    る固溶限付近ないしそれ以上の濃度で当該不純物を含有
    する層として前記多結晶半導体層を形成する工程と、
    (b)前記半導体金属化合物層を形成する工程と、を備え
    る半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 前記工程(a)において、前記不純物の
    注入量が、略４×１０¹⁵atom/cm²以上である、請求項１
    ０に記載の半導体装置の製造方法。