JPH09148568A - 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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JPH09148568A
JPH09148568A JP30316095A JP30316095A JPH09148568A JP H09148568 A JPH09148568 A JP H09148568A JP 30316095 A JP30316095 A JP 30316095A JP 30316095 A JP30316095 A JP 30316095A JP H09148568 A JPH09148568 A JP H09148568A
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JP
Japan
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gate electrode
insulating film
forming
film
diffusion layer
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JP30316095A
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English (en)
Inventor
Kazuo Iwai
計夫 岩井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】サイドウォールを介してゲート電極とソース・
ドレイン間において高融点金属ケイ化物がショートする
危険性を防止することができる半導体装置の製造方法を
提供する。 【解決手段】多結晶シリコンから成るゲート電極を形成
後、膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜を形成し、連
続して膜厚数1000Å程度のシリコン窒化膜を形成す
る。さらにゲート電極の側壁にのみシリコン窒化膜を残
すように異方性エッチングを施す。このプロセスにおい
て、シリコン窒化膜のオーバーエッチング時にシリコン
酸化膜もエッチングされるため、サイドウォールはゲー
ト電極の上面より突き出る形状になる。その後高融点金
属薄膜を形成し、熱処理を施し、未反応高融点金属を除
去することによりゲート電極表面および拡散層表面にシ
リサイド層を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はMOS型半導体装
置、特にゲート電極上とソース・ドレイン領域に選択的
に高融点金属ケイ化物が形成された(以下サリサイド構
造と略記)MOS型半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、MOS型半導体装置のサリサイド
構造を形成するために以下の様な方法が行われてきた。
図4(a)〜図4(g)は従来の半導体装置におけるサ
リサイド構造の形成方法を説明するために工程順に示し
た断面図である。
【0003】最初、図4(a)の如く、N型シリコン基
板1の表面に膜厚数10〜数100Å程度のシリコン酸
化膜2を形成する。次に、図4(b)に示すように、膜
厚数1000Å程度の多結晶シリコン膜を形成、パター
ニングしゲート電極3を形成する。ここでは多結晶シリ
コン膜を形成後、P型に導電化した後に、パターニング
する事によりゲート電極を形成する事もある。
【0004】次に、シリコン酸化膜2を除去後、あらた
に、N型シリコン基板1上およびゲート電極3の表面上
に膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜を形成し、イオ
ン注入法により10E12〜10E13atoms/c
m2程度のドーズ量のP型不純物をN型シリコン基板1
の表面に導入し、低濃度P型不純物拡散層4を形成す
る。続いて図4(c)に示すように、膜厚数1000Å
程度のシリコン酸化膜5を形成する。さらに図4(d)
に示すように、ゲート電極3の側壁にのみシリコン酸化
膜5を残すように異方性エッチングを施す。
【0005】次に、図4(e)に示すように、あらた
に、N型シリコン基板1上およびゲート電極3の表面上
に膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜8を形成し、イ
オン注入法により10E15atoms/cm2程度以
上のドーズ量のP型不純物をN型シリコン基板1の表面
およびゲート電極3の表面に導入し、アニールする事に
より、高濃度P型不純物拡散層7およびP型ゲート電極
3’を形成する。
【0006】最後に、図4(f)に示すように、シリコ
ン酸化膜8を除去し、膜厚数100〜1000Å程度の
チタン(Ti)9を被着する。続いて図4(g)に示す
ように、シリサイド化アニール後、未反応Tiを選択エ
ッチング液にて除去することにより、高濃度P型不純物
拡散層7表面上およびP型ゲート電極3’表面上にチタ
ンシリサイド層10が形成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来技
術においては、シリサイド化アニール温度のマージンが
狭く、低温側ではシリサイド化が不十分に行われないた
め、選択エッチング時の選択比を充分に確保できない。
また、高温側では不純物拡散層中もしくはサイドウォー
ル中のシリコン(Si)が吸い出されれることにより、
サイドウォール上にまでチタンシリサイド層が形成され
てしまい、ゲート電極とソース・ドレインのショートを
引き起こしてしまうという欠点があった。
【0008】本発明はそのような問題点を解決するもの
で、その目的とするところは、シリサイド化アニール温
度のマージンが広く、ゲート電極とソース・ドレインの
ショートを引き起こしにくくする事ができる半導体装置
の製造方法を提供する事にある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、シリコン基板の一主表面上に第1絶縁膜を形
成する工程と、第1絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形成
・パターニングし、ゲート電極を形成する工程と、前記
基板全面に第2絶縁膜および第3絶縁膜を順次形成し異
方性エッチングを施すことにより、前記ゲート電極の側
壁に第2絶縁膜を介した第3絶縁膜から成るサイドウォ
ールを形成する工程と、導電型不純物拡散層を形成する
工程と、全面に高融点金属薄膜を形成し熱処理を施すこ
とにより前記ゲート電極表面上および前記拡散層表面に
シリサイド層を形成する工程と、未反応高融点金属を除
去する工程とを含む事を特徴とする。
【0010】また、前記の半導体装置の製造方法におい
て、第2絶縁膜および第3絶縁膜を順次形成し異方性エ
ッチングを施し、さらに第2絶縁膜に対し等方性エッチ
ングを施すこと等方性エッチングを施すことを特徴とす
る。
【0011】また、シリコン基板の一主表面上に第1絶
縁膜を形成する工程と、第1絶縁膜上に多結晶シリコン
膜を形成・パターニングし、ゲート電極を形成する工程
と、前記基板全面に砒素をドーピングした第2絶縁膜を
形成し、異方性エッチングを施すことにより、前記ゲー
ト電極の側壁に第2絶縁膜から成るサイドウォールを形
成する工程と、導電型不純物拡散層を形成する工程と、
全面に高融点金属薄膜を形成し熱処理を施すことにより
前記ゲート電極表面上および前記拡散層表面にシリサイ
ド層を形成する工程と、未反応高融点金属を除去する工
程とを含む事を特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施例について図面
を参照しながら説明する。図1(a)〜図1(g)は、
本発明の一実施例を説明するために工程順に示した素子
の断面図である。
【0013】当初の工程である図1(a)〜図1(b)
は、従来方法の図4(a)〜図4(b)の工程と同様の
方法で、N型シリコン基板1上に、シリコン酸化膜2と
多結晶シリコンを形成し、ゲート電極3を加工する。さ
らに従来方法と同様にシリコン酸化膜2を除去後、あら
たにN型シリコン基板1上およびゲート電極3の表面上
に膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜を形成し、イオ
ン注入法により10E12〜10E13atoms/c
m2程度のドーズ量のP型不純物をN型シリコン基板1
の表面に導入し、低濃度P型不純物拡散層4を形成す
る。
【0014】続いて図1(c)に示すように、膜厚数1
00Å程度のシリコン酸化膜5を形成し、連続して膜厚
数1000Å程度のシリコン窒化膜6を形成する。さら
に図1(d)に示すように、ゲート電極3の側壁にのみ
シリコン窒化膜6を残すように異方性エッチングを施
す。このプロセスにおいて、シリコン窒化膜のオーバー
エッチング時にシリコン酸化膜5もエッチングされるた
め、サイドウォールはゲート電極3の上面より突き出る
形状になる。
【0015】次に、図1(e)に示すように、あらた
に、N型シリコン基板1上およびゲート電極3の表面上
に膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜8を形成し、イ
オン注入法により10E15atoms/cm2程度以
上のドーズ量のP型不純物をN型シリコン基板1の表面
およびゲート電極3の表面に導入し、アニールする事に
より、高濃度P型不純物拡散層7およびP型ゲート電極
3’を形成する。
【0016】最後に、図1(f)に示すように、シリコ
ン酸化膜8を除去し、膜厚数100〜1000Å程度の
チタン(Ti)9を被着する。続いて図1(g)に示す
ように、シリサイド化アニール後、未反応Tiを選択エ
ッチング液にて除去することにより、高濃度P型不純物
拡散層7表面上およびP型ゲート電極3’表面上にチタ
ンシリサイド層10が形成される。
【0017】次に、図2(a)〜図2(g)は、本発明
の他の実施例を説明するために工程順に示した素子の断
面図である。
【0018】当初の工程である図2(a)〜図2(c)
は、前記実施例の図1(a)〜図1(c)の工程と同様
の方法で、N型シリコン基板1の表面にシリコン酸化膜
2、ゲート電極3および低濃度P型不純物拡散層4を形
成後、シリコン絶縁膜5および6が形成される。続いて
ゲート電極3の側壁にのみシリコン窒化膜6を残すよう
に異方性エッチングを施し、さらに等方性エッチングを
施す事により、シリコン窒化膜6から成るサイドウォー
ル下部のシリコン酸化膜5をえぐる様にエッチングする
ことにより、図2(d)に示すような形状になる。
【0019】以降の図2(e)〜図2(g)に示す高濃
度P型不純物拡散層7の形成、チタンシリサイド層10
の形成は、請求項1の実施方法の図1(e)〜図1
(g)の工程と同様の方法で行われる。つまり、図2
(e)に示すシリコン酸化膜8を介してP型不純物をN
型シリコン基板1の表面およびゲート電極3の表面に導
入し、アニールする事により、高濃度P型不純物拡散層
7およびP型ゲート電極3’を形成する。さらに、図2
(f)に示すように、シリコン酸化膜8を除去し、チタ
ン(Ti)9を被着し、図2(g)に示すように、シリ
サイド化アニール後、未反応Tiを選択エッチング液に
て除去することにより、高濃度P型不純物拡散層7表面
上およびP型ゲート電極3’表面上にチタンシリサイド
10が形成される。
【0020】以上の実施例は、N型シリコン基板に対す
るPチャネルトランジスタについて説明を行ってきた
が、同様の製造方法を用いる事により、Nチャネルトラ
ンジスタにも適用できる。
【0021】次に本発明のもう一つの実施例について図
面を参照しながら説明する。図3(a)〜図3(g)
は、本発明のもう一つの実施例を説明するために工程順
に示した素子の断面図である。
【0022】本実施例も当初の工程である図3(a)〜
図3(b)は、従来方法の図4(a)〜図4(b)の工
程と同様の方法で、N型シリコン基板1上に、シリコン
酸化膜2と多結晶シリコンを形成し、ゲート電極3を加
工する。さらに従来方法や前記実施例と同様にシリコン
酸化膜2を除去後、あらたにシリコン酸化膜を形成し、
イオン注入法によりP型不純物をN型シリコン基板1の
表面に導入し、低濃度P型不純物拡散層4を形成する。
【0023】続いて図3(c)に示すように、膜厚数1
000Å程度の砒素(As)をドーピングしたシリコン
酸化膜11を形成する。さらに図3(d)に示すよう
に、ゲート電極3の側壁にのみシリコン酸化膜11を残
すように異方性エッチングを施す。
【0024】このプロセスは、ドーピングしてないシリ
コン酸化膜を形成した後にイオン注入等の方法により砒
素を導入しても良い。また、シリコン酸化膜の代わりに
シリコン窒化膜等の絶縁膜を用いても良い。
【0025】次に、図3(e)に示すように、あらた
に、膜厚数100Å程度のシリコン酸化膜8を形成し、
イオン注入法により10E15atoms/cm2程度
以上のドーズ量のP型不純物を導入し、アニールする事
により、高濃度P型不純物拡散層7およびP型ゲート電
極3’を形成する。
【0026】最後に、図3(f)に示すように、シリコ
ン酸化膜8を除去し、膜厚数100〜1000Å程度の
チタン(Ti)9を被着する。続いて図3(g)に示す
ように、シリサイド化アニール後、未反応Tiを選択エ
ッチング液にて除去することにより、高濃度P型不純物
拡散層7表面上およびP型ゲート電極3’表面上にチタ
ンシリサイド層10が形成される。
【0027】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、サイ
ドウォールが窒化膜で形成されている事、さらにサイド
ウォールがゲート電極の上面より突き出た形状である事
から、サイドウォール上のチタンシリサイド層の成長を
抑制し、ゲート電極とソース・ドレインがショートする
危険性を防止できる効果がある。
【0028】さらに、実施例2によれば、さらにソース
・ドレイン側からのチタンシリサイドのせり上がりを抑
止できるため、ゲート電極とソース・ドレインのショー
トを防止する効果はより大きくなる。
【0029】また、サイドウォールに砒素を導入する事
により、サイドウォール上でのチタンシリサイドの形成
が抑止され、前記方法と同様に、ゲート電極とソース・
ドレインがショートする危険性を防止できる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を説明するために工程順に示
した素子の断面図である。
【図2】本発明の他の実施例を説明するために工程順に
示した素子の断面図である。
【図3】本発明のもう一つの他の実施例を説明するため
に工程順に示した素子の断面図である。
【図4】従来の半導体装置におけるサリサイド構造の形
成方法を説明するために工程順に示した素子の断面図で
ある。
【符号の説明】
1 N型シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 ゲート電極 3’ P型ゲート電極 4 低濃度P型不純物拡散層 5 シリコン酸化膜 6 シリコン窒化膜 7 高濃度P型不純物拡散層 8 シリコン酸化膜 9 チタン 10 チタンシリサイド層 11 砒素をドーピングしたシリコン酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板の一主表面上に第1絶縁膜を
    形成する工程と、第1絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形
    成・パターニングし、ゲート電極を形成する工程と、前
    記基板全面に第2絶縁膜および第3絶縁膜を順次形成し
    異方性エッチングを施すことにより、前記ゲート電極の
    側壁に第2絶縁膜を介した第3絶縁膜から成るサイドウ
    ォールを形成する工程と、導電型不純物拡散層を形成す
    る工程と、全面に高融点金属薄膜を形成し熱処理を施す
    ことにより前記ゲート電極表面上および前記拡散層表面
    にシリサイド層を形成する工程と、未反応高融点金属を
    除去する工程とを含む事を特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載の半導体装置の製造方法にお
    いて、第2絶縁膜および第3絶縁膜を順次形成し異方性
    エッチングを施し、さらに第2絶縁膜に対し等方性エッ
    チングを施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】シリコン基板の一主表面上に第1絶縁膜を
    形成する工程と、第1絶縁膜上に多結晶シリコン膜を形
    成・パターニングし、ゲート電極を形成する工程と、前
    記基板全面に砒素をドーピングした第2絶縁膜を形成
    し、異方性エッチングを施すことにより、前記ゲート電
    極の側壁に第2絶縁膜から成るサイドウォールを形成す
    る工程と、導電型不純物拡散層を形成する工程と、全面
    に高融点金属薄膜を形成し熱処理を施すことにより前記
    ゲート電極表面上および前記拡散層表面にシリサイド層
    を形成する工程と、未反応高融点金属を除去する工程と
    を含む事を特徴とする半導体装置の製造方法。
JP30316095A 1995-11-21 1995-11-21 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH09148568A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990007327A (ko) * 1997-06-26 1999-01-25 이데이 노부유키 반도체장치의 제조방법
US6566254B1 (en) 1999-01-22 2003-05-20 Nec Electronics Corporation Method for forming a silicide film on gate electrodes and diffusion layers of MOS transistors
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JP2011061222A (ja) * 1998-11-13 2011-03-24 Intel Corp 多結晶シリコン・ゲート上のサリサイドの抵抗を改善するための方法およびデバイス

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