JPH09129875A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH09129875A
JPH09129875A JP28771295A JP28771295A JPH09129875A JP H09129875 A JPH09129875 A JP H09129875A JP 28771295 A JP28771295 A JP 28771295A JP 28771295 A JP28771295 A JP 28771295A JP H09129875 A JPH09129875 A JP H09129875A
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JP
Japan
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type impurity
diffusion layer
concentration diffusion
titanium
layer
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JP28771295A
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English (en)
Inventor
Kotaro Misawa
孝太郎 三沢
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】半導体基板にN型拡散層とP型拡散層を形成
し、その各々の拡散層の上層にシリサイドを形成する半
導体装置においてN型拡散層上のチタニウムの膜厚をP
型拡散層上より厚くすることでP型拡散層と基板間のリ
ーク電流を増加させずにN型拡散層を低抵抗化すること
ができる半導体装置を提供する。 【解決手段】半導体基板全面にチタニウムを蒸着後、P
型不純物が注入された領域のチタニウムをエッチングに
よりすべて除去し、再度前記半導体基板全面にチタニウ
ムを蒸着することでP型不純物高濃度拡散層上よりもN
型不純物高濃度拡散層上のチタニウムが厚くなることを
特徴とする。あるいは、前記半導体全面にチタニウムを
蒸着後、P型不純物が注入された領域のチタニウムをエ
ッチングによりわずかに削ることでN型不純物高濃度拡
散層上に比べ、P型不純物高濃度拡散層上のチタニウム
を薄くすることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の不純物
拡散層上層のシリサイド形成に関する。
【0002】
【従来の技術】前記第一導電型不純物高濃度拡散層およ
び前記第二導電型不純物高濃度拡散層の上層にチタンシ
リサイドを形成するための従来の技術を図7に示す。
【0003】半導体基板101上に素子分離のためのフ
ィールド酸化膜109、ゲート絶縁膜102を形成し、
前記ゲート絶縁膜102上にゲート電極103を形成す
る。その後第一導電型不純物、ここではN型不純物をイ
オン注入し、N型不純物低濃度拡散層105を、また第
二導電型不純物、ここではP型不純物をイオン注入し、
P型不純物低濃度拡散層107を形成する。その後ゲー
ト側壁104を形成し、N型不純物高濃度拡散層106
およびP型不純物高濃度拡散層108をイオン注入によ
り形成する。その後前記半導体基板101全面に酸化膜
を形成し、フォトリソグラフィ、およびエッチングを行
い、N型不純物拡高濃度散層106上およびP型不純物
高濃度拡散層108上の酸化膜を除去し、シリコンを露
出させる。その後前記半導体基板101全面に一層目チ
タニウム膜110を蒸着し、高温熱処理することでチタ
ニウムとシリコンとを反応させチタンシリサイド112
を形成する。この際、N型不純物高濃度拡散層上および
P型不純物高濃度拡散層上以外の部分は酸化膜で覆われ
ているためチタンシリサイドは形成されず、未反応のチ
タニウム、また表面は窒素雰囲気中での高温熱処理のた
めにチタンナイトライドが形成される。その後、過酸化
水素水とアンモニア水の混合液でウエットエッチングす
ることによりN型不純物高濃度拡散層上およびP型不純
物高濃度拡散層上以外の部分に形成されたチタニウムお
よびチタンナイトライドを除去する。これによりN型不
純物高濃度拡散層上およびP型不純物高濃度拡散層上に
のみチタンシリサイドが形成される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術においては
下記のような問題点を有していた。
【0005】これまではN型不純物高濃度拡散層を形成
するのに75As+を、またP型不純物高濃度拡散層を形
成するのに49BF2 +をイオン注入している。そこで前記
半導体基板全面にチタニウムを蒸着し、高温熱処理によ
りチタンシリサイドを形成する場合、N型不純物高濃度
拡散層では75As+がシリサイド反応を抑制する働きが
あるためシリサイド反応速度はN型不純物拡散層の方が
P型不純物拡散層に比べて遅くなる。従ってN型不純物
高濃度拡散層上とP型不純物高濃度拡散層上に同じ膜厚
のチタニウムを蒸着すると、N型不純物高濃度拡散層上
に形成されたチタンシリサイドの膜厚はP型不純物高濃
度拡散層上のチタンシリサイド膜より薄くなってしま
う。そのためN型不純物高濃度拡散層をさらに低抵抗化
するためにチタニウムの膜厚を厚くするとP型不純物高
濃度拡散層上のチタンシリサイドの膜厚も厚くなってし
まうために、P型不純物高濃度拡散層と基板間でのリー
ク電流が増加してしまう。そのためN型不純物高濃度拡
散層の今以上の低抵抗化が出来ない。
【0006】そこで本発明はこのような問題を解決する
もので、その目的とするところはN型不純物高濃度拡散
層上およびP型不純物高濃度拡散層上へのチタンシリサ
イド形成についてN型不純物高濃度拡散層上のチタニウ
ムの膜厚をP型不純物高濃度拡散層上より厚くすること
でP型不純物高濃度拡散層と基板間でのリーク電流を増
加させずにN型不純物高濃度拡散層の低抵抗化できる半
導体装置を提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体基板上の絶縁膜上に多結晶シリコンおよび高
融点金属シリサイドの二層構造からなるゲート電極を形
成し、前記絶縁膜および前記ゲート電極を介してN型不
純物をイオン注入し、N型不純物高濃度拡散層を、また
P型不純物をイオン注入し、P型不純物高濃度拡散層を
形成し、前記N型不純物高濃度拡散層上およびP型不純
物高濃度拡散層上の絶縁膜を除去し、前記N型不純物高
濃度拡散層およびP型不純物高濃度拡散層の上層に、チ
タニウムを蒸着し高温熱処理により形成されるチタンシ
リサイドを有する半導体装置において、前記半導体基板
全面にチタニウムを蒸着後、P型不純物が注入された領
域のチタニウムをエッチングによりすべて除去し、再度
前記半導体基板全面にチタニウムを蒸着することでP型
不純物高濃度拡散層上よりもN型不純物高濃度拡散層上
のチタニウムが厚くなることを特徴とする。
【0008】また半導体基板上の絶縁膜上に多結晶シリ
コンおよび高融点金属シリサイドの二層構造からなるゲ
ート電極を形成し、前記絶縁膜および前記ゲート電極を
介してN型不純物をイオン注入し、N型不純物高濃度拡
散層を、またP型不純物をイオン注入し、P型不純物高
濃度拡散層を形成し、前記N型不純物高濃度拡散層上お
よびP型不純物高濃度拡散層上の絶縁膜を除去し、前記
N型不純物高濃度拡散層およびP型不純物高濃度拡散層
の上層に、チタニウムを蒸着し高温熱処理により形成さ
れるチタンシリサイドを有する半導体装置において、前
記半導体全面にチタニウムを蒸着後、P型不純物が注入
された領域のチタニウムをエッチングによりわずかに削
ることでN型不純物高濃度拡散層上に比べ、P型不純物
高濃度拡散層上のチタニウムを薄くすることを特徴とす
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明における第一の実施例の断
面図を図1に示す。101は半導体基板、102はゲー
ト絶縁膜、103はゲート電極、104はゲート側壁、
105はN型不純物低濃度拡散層、106はN型不純物
高濃度拡散層、107はP型不純物低濃度拡散層、10
8はP型不純物高濃度拡散層、109はフィールド酸化
膜、110は一層目チタニウム膜、111は二層目チタ
ニウム膜、112はチタンシリサイド膜を示している。
【0010】次に本発明による第一の実施例の製造方法
を図2〜図5に基づき説明する。
【0011】まず半導体基板101上に素子分離のため
のフィールド酸化膜109を4000〜6000Å、ま
たゲート絶縁膜102を150〜200Åそれぞれシリ
コン酸化膜で形成し、その上に多結晶シリコンを化学的
気相成長法、タングステンシリサイドをスパッタ法によ
ってそれぞれ2000Å程度堆積させ、フォトリソグラ
フィおよびエッチングによってゲート電極103を形成
する。その後31+を1〜3×1013cmー2程度イオン
注入しN型不純物低濃度拡散層105を、また49BF2 +
を5〜10×1012cmー2程度イオン注入しP型不純物
低濃度拡散層107を形成する。その後全面にシリコン
酸化膜を2000〜4000Å程度堆積し、RIE(R
eactive Ion Etching)によってエ
ッチングすることによりゲート電極の側壁104を形成
する。その後、N型不純物高濃度拡散層106を形成す
るために75As+を2〜4×1015cmー2程度、またP
型不純物高濃度拡散層108を形成するために49BF2 +
を2〜4×1015cmー2程度イオン注入する。この状態
を示す図が図2である。
【0012】次に前記半導体基板101全面にシリコン
酸化膜を300〜500Å程度堆積し、フォトリソグラ
フィおよびエッチングによってN型不純物高濃度拡散層
106上とP型不純物高濃度拡散層108上のシリコン
酸化膜を除去し、シリコン基板を露出させる。その後前
記半導体基板101全面にチタニウムを100〜150
Å程度スパッタし、一層目チタニウム膜110を形成す
る。この状態を示す図が図3である。
【0013】次にNチャネルトランジスタの領域をフォ
トレジストで覆い、エッチングすることによりPチャネ
ルトランジスタの部分のチタニウムをすべて除去する。
この場合のフォトリソグラフィに関してはP型不純物高
濃度拡散層を形成する際のマスクを用いればよいため、
マスクをさらに1枚追加する必要はない。またエッチン
グは過酸化水素水とアンモニア水との混合液によるウエ
ットエッチング、またはBCl3/Cl2によるドライエ
ッチングのどちらでもよい。この状態を示す図が図4で
ある。
【0014】次に再度前記半導体基板101全面に二層
目チタニウム膜111をスパッタ法により200〜30
0Å形成し、窒素雰囲気中で700〜800℃で60秒
程度熱処理をすることによりN型不純物高濃度拡散層上
およびP型不純物高濃度拡散層上ではチタニウムとシリ
コンを反応させ、チタンシリサイド膜112を形成す
る。それ以外の領域ではシリコン酸化膜上にチタニウム
が形成されているためチタンシリサイドは形成されず、
未反応のチタニウムと窒素雰囲気中での熱処理のために
表面にチタンナイトライドが形成される。その後過酸化
水素水とアンモニア水との混合液で20〜30分ウエッ
トエッチングし、チタニウムおよびチタンナイトライド
を除去する。こうしてN型不純物高濃度拡散層上および
P型不純物高濃度拡散層上にのみチタンシリサイドが形
成される。またN型不純物高濃度拡散層上にはP型不純
物高濃度拡散層上とほぼ同じ膜厚のチタンシリサイドが
形成される。この状態を示す図が図5である。
【0015】以上が本発明における第一の実施例の製造
方法である。
【0016】次に本発明の第二の実施例における製造方
法を説明する。N型不純物高濃度拡散層上とP型不純物
高濃度拡散層上のシリコン酸化膜を除去する工程までは
第一の実施例と同様である。その後半導体基板101全
面にチタニウムを500〜600Åスパッタ法により形
成し、Pチャネルトランジスタ上のチタニウムを150
〜200Åエッチングにより除去する。この状態を示す
図が図6である。
【0017】以後第一の実施例同様窒素雰囲気中で70
0〜800℃、60秒程度の熱処理をすることによりN
型不純物高濃度拡散層上およびP型不純物高濃度拡散層
上にチタンシリサイドを形成し、それ以外の領域に形成
されているチタニウムおよびチタンナイトライドを過酸
化水素水とアンモニア水との混合液で20〜30分ウエ
ットエッチングすることにより除去する。こうして第一
の実施例同様N型不純物高濃度拡散層上およびP型不純
物高濃度拡散層上にのみチタンシリサイドが形成され
る。またこの場合もN型不純物高濃度拡散層上にはP型
不純物高濃度拡散層上とほぼ同じ膜厚のチタンシリサイ
ドが形成される。
【0018】
【発明の効果】以上に述べた本発明によると、 半導体
基板にN型不純物高濃度拡散層とP型不純物高濃度拡散
層を形成し、その各々の拡散層の上層にシリサイドを形
成する半導体装置においてN型不純物高濃度拡散層上の
チタニウムの膜厚をP型不純物高濃度拡散層上より厚く
することでP型不純物高濃度拡散層と基板間でのリーク
電流を増加させずにN型不純物高濃度拡散層を低抵抗化
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の第一の実施例を示す断面
図。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の第一の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の第一の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の第一の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図5】本発明の半導体装置の製造方法の第一の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図6】本発明の半導体装置の第二の実施例を示す断面
図。
【図7】本発明の従来構造を示す断面図。
【符号の説明】
101 半導体基板 102 ゲート絶縁膜 103 ゲート電極 104 ゲート側壁 105 N型不純物低濃度拡散層 106 N型不純物高濃度拡散層 107 P型不純物低濃度拡散層 108 P型不純物高濃度拡散層 109 フィールド酸化膜 110 一層目チタニウム膜 111 二層目チタニウム膜 112 チタンシリサイド膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上の絶縁膜上に多結晶シリコン
    および高融点金属シリサイドの二層構造からなるゲート
    電極を形成し、前記絶縁膜および前記ゲート電極を介し
    て第一導電型不純物をイオン注入し、第一導電型不純物
    高濃度拡散層を、また第二導電型不純物をイオン注入
    し、第二導電型不純物高濃度拡散層を形成し、前記第一
    導電型不純物高濃度拡散層上および第二導電型不純物高
    濃度拡散層上の絶縁膜を除去し、前記第一導電型不純物
    高濃度拡散層および第二導電型不純物高濃度拡散層の上
    層に、チタニウムを蒸着し高温熱処理により形成される
    チタンシリサイドを有する半導体装置において、前記半
    導体基板全面にチタニウムを蒸着後、第二導電型不純物
    が注入された領域のチタニウムをエッチングによりすべ
    て除去し、再度前記半導体基板全面にチタニウムを蒸着
    することで第二導電型不純物高濃度拡散層上よりも第一
    導電型不純物高濃度拡散層上のチタニウムが厚くなるこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】半導体基板上の絶縁膜上に多結晶シリコン
    および高融点金属シリサイドの二層構造からなるゲート
    電極を形成し、前記絶縁膜および前記ゲート電極を介し
    て第一導電型不純物をイオン注入し、第一導電型不純物
    高濃度拡散層を、また第二導電型不純物をイオン注入
    し、第二導電型不純物高濃度拡散層を形成し、前記第一
    導電型不純物高濃度拡散層上および第二導電型不純物高
    濃度拡散層上の絶縁膜を除去し、前記第一導電型不純物
    高濃度拡散層および第二導電型不純物高濃度拡散層の上
    層に、チタニウムを蒸着し高温熱処理により形成される
    チタンシリサイドを有する半導体装置において、前記半
    導体基板全面にチタニウムを蒸着後、第二導電型不純物
    が注入された領域のチタニウムをエッチングによりわず
    かに削ることで第一導電型不純物高濃度拡散層上に比
    べ、第二導電型不純物高濃度拡散層上のチタニウムを薄
    くすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP28771295A 1995-11-06 1995-11-06 半導体装置の製造方法 Pending JPH09129875A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7303955B2 (en) 2005-02-21 2007-12-04 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor memory device with high operating current and method of manufacturing the same

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