JPH0964349A - 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法 - Google Patents

高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法

Info

Publication number
JPH0964349A
JPH0964349A JP21384995A JP21384995A JPH0964349A JP H0964349 A JPH0964349 A JP H0964349A JP 21384995 A JP21384995 A JP 21384995A JP 21384995 A JP21384995 A JP 21384995A JP H0964349 A JPH0964349 A JP H0964349A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion layer
region
semiconductor device
refractory metal
metal silicide
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
JP21384995A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Suenaga
淳 末永
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 JP21384995A priority Critical patent/JPH0964349A/ja
Publication of JPH0964349A publication Critical patent/JPH0964349A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑なプロセスを用いることなく、しかも大
幅な工程像を招くことなく、高融点金属シリサイドを形
成するにもかかわらず、低抵抗な拡散層と高抵抗な拡散
層とを同時に形成することができる半導体装置とその製
造方法を提供すること。 【解決手段】 拡散層16,18の表面に高融点シリサ
イド22a,22bが形成してある半導体装置におい
て、同一半導体基板2上に形成された第1拡散層16の
構造と第2拡散層18の構造とが相違する。第1拡散層
16は、たとえば保護回路と成るMOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域であり、第2拡散層18は、保護
回路以外のたとえばメモリセル回路のためのMOSトラ
ンジスタのソース・ドレイン領域である。第1拡散層1
6の表面の不純物濃度は、第2拡散層18の表面の不純
物濃度よりも高く設定してある。拡散層16の表面の不
純物濃度を高く設定することで、その表面に形成される
高融点金属のシリサイド化反応が不十分になり、結果的
に抵抗が下がらず高抵抗になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、拡散層の表面に高
融点金属シリサイドが形成してある半導体装置およびそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】作今の素子の微細化、高速化の要求に対
し、拡散層およびゲート電極の低抵抗化が必須の技術で
あり、特に高融点金属シリサイド(Self Aligned Silic
ide)技術が広く開発され、一部の製品で既に実用化され
ている。
【0003】また、CMOS・FET回路を適用する半
導体装置においては、特に外部からの静電気による静電
破壊(ESD:Electro Static Discharge) から半導体装置
を保護するために、保護回路を用いていることも公知で
ある。高融点金属シリサイドを特に拡散層に用いた場
合、拡散層の抵抗が数Ω/□まで低抵抗化されているた
めに、保護回路の本来の能力が失われてしまい、様々な
破壊をもたらす。この原因は、保護回路中のMOSトラ
ンジスタの拡散層の抵抗が低いために、外部からの特に
静電気のような高電圧に対して、従来拡散層の抵抗(〜
100Ω/□)によってある程度“なまらせる”ことを
目的としていた機能が作用しないことに起因している。
また、半導体装置では、拡散層をある種の「抵抗」とし
て用いる場合もある。すなわち、現在の半導体装置にお
いては、拡散層の低抵抗化と同時に低抵抗化を行いたく
ない領域が同時に存在している。
【0004】従来のサリサイドプロセスをそのまま半導
体装置に適用すると、シリサイド化反応を行うときに全
てのシリコン基板およびゲート電極のシリコン上が高融
点金属シリサイドとなり、同時に低抵抗化されてしまう
と言う問題が生じてしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この問題点を解決する
ために様々な提案がされており、特に保護回路について
は様々な提案がされているが、設計手法が煩雑であり特
にプロセス工程数が大幅に増加する問題があった(19
88年IEEE、IEDM88第580頁〜第583
頁)。
【0006】また、保護回路などのように高抵抗な拡散
層を必要とする領域には高融点金属シリサイドを形成し
ない方法が提案させているが、プロセス工程数が増加し
てしまう等の問題が生じる。そこで、高融点金属シリサ
イドを形成する際に、低抵抗な高融点金属シリサイドの
形成は必須であるが、同時に、高抵抗な高融点金属シリ
サイドを形成する技術が必要とされていた。
【0007】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、複雑なプロセスを用いることなく、しかも大幅な工
程像を招くことなく、高融点金属シリサイドを形成する
にもかかわらず、低抵抗な拡散層と高抵抗な拡散層とを
同時に形成することができる半導体装置とその製造方法
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】本発明は、前述の問題点
に鑑み提案されたものであり、保護回路部分に形成され
るシリサイド膜の抵抗を高くすることにより、サリサイ
ドプロセスと保護回路との整合性を高め、かつ工程数の
大幅な増加を抑制することが可能となる半導体装置の構
造およびその製造方法を提供するものである。
【0009】また、本発明は、高融点金属シリサイドを
形成する際に、従来の低抵抗(〜数Ω/□)な高融点金
属シリサイドに加えて、高抵抗(〜100Ω/□)な高
融点金属シリサイドを、プロセス工程数の大幅な増加無
く形成することが可能となる半導体装置の構造およびそ
の製造方法に関するものである。
【0010】すなわち、本発明に係る第1の半導体装置
は、拡散層の表面に高融点シリサイドが形成してある半
導体装置において、同一半導体基板上に形成された第1
拡散層の構造と第2拡散層の構造とが相違することを特
徴とする。前記第1拡散層は、たとえば保護回路と成る
MOSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第
2拡散層は、保護回路以外のたとえばメモリセル回路の
ためのMOSトランジスタのソース・ドレイン領域であ
る。
【0011】前記第1拡散層の表面の不純物濃度は、前
記第2拡散層の表面の不純物濃度よりも高く設定してあ
る。拡散層の表面の不純物濃度を高く設定することで、
その表面に形成される高融点金属のシリサイド化反応が
不十分になり、結果的に抵抗が下がらず高抵抗になる。
たとえば保護回路用MOSトランジスタにおいては、そ
の拡散層が高抵抗になることが好ましい。
【0012】前記第1拡散層の深さが、前記第2拡散層
の深さよりも浅く形成してあることが好ましい。たとえ
ば保護回路用MOSトランジスタのソース・ドレイン領
域と成る第1拡散層においては、高抵抗になることが好
ましいことから、拡散層の表面にのみ不純物をイオン注
入すれば良く、拡散層の深さは浅い方が好ましい。
【0013】本発明に係る第1の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に、第1拡散層を形成するための第1
イオン注入を行う工程と、前記半導体基板上の第1拡散
層と成る領域とは別の領域に、第2拡散層を形成するた
めの第2イオン注入を行う工程と、前記第1拡散層と成
る領域の表面と、第2拡散層と成る領域の表面とに、高
融点金属膜を形成する工程と、その後、熱処理を行うこ
とにより、第1拡散層と第2拡散層の表面に高融点金属
シリサイドを形成する工程とを有し、前記第1イオン注
入の条件と第2イオン注入の条件とが相違することを特
徴とする。
【0014】たとえば前記第1イオン注入時のドーズ量
が、前記第2イオン注入時のドーズ量よりも多いことが
好ましい。第1拡散層は、たとえば保護回路用MOSト
ランジスタのソース・ドレイン領域と成ることから、拡
散層の抵抗は高い方が好ましい。第1イオン注入時のド
ーズ量を多くすることで、拡散層の表面に形成される高
融点金属のシリサイド化が不十分になり、低抵抗化が十
分に図られず、高抵抗となるので好ましい。
【0015】前記第1イオン注入時の注入エネルギー
が、前記第2イオン注入時の注入エネルギーよりも低い
ことが好ましい。注入エネルギーが高いほど、深い拡散
層を形成することができるが、第1イオン注入により形
成される拡散層は、比較的高抵抗の拡散層であることが
好ましいので、注入エネルギーも低いことが好ましい。
【0016】本発明に係る第2の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の第1拡散層となる領域と第2拡散層
となる領域とに、比較的低ドーズ量でイオン注入を行う
工程と、半導体基板上の第1拡散層となる部分にのみ、
さらにイオン注入を行う工程と、前記第1拡散層と成る
領域の表面と、第2拡散層と成る領域の表面とに、高融
点金属膜を形成する工程と、その後、熱処理を行うこと
により、第1拡散層と第2拡散層の表面に高融点金属シ
リサイドを形成する工程とを有する。
【0017】たとえば保護回路用MOSトランジスタの
ソース・ドレイン領域となる第1拡散層の表面に形成さ
れる金属シリサイドは、高抵抗であることが好ましい。
高抵抗にするために、第1拡散層の表面の不純物濃度を
高くすることで、その表面に形成される高融点金属のシ
リサイド化が不十分になり、高抵抗化が図られることは
前述した通りである。この発明では、第2拡散層にイオ
ン注入される回数よりも第1拡散層にイオン注入される
回数を多くすることで、第1拡散層のシリサイド化を不
十分なものとし、高抵抗化を図っている。
【0018】本発明に係る第3の半導体装置の製造方法
は、 半導体基板上の第1拡散層となる領域の表面に
は、緩衝膜を成膜し、第2拡散層となる領域には緩衝膜
を形成せずに、第1拡散層と第2拡散層とを形成するた
めのイオン注入を行う工程と、前記緩衝膜を除去した後
に、前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と
成る領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、
その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
散層の表面に高融点金属シリサイドを形成する工程とを
有する。
【0019】この本発明に係る第3の半導体装置の製造
方法では、第1拡散層の表面に緩衝膜が形成してある。
緩衝膜としては、たとえば酸化シリコン膜を用いること
ができる。第1拡散層の表面には、緩衝膜を通してイオ
ン注入することにより、イオン注入される不純物のピー
クを第1拡散層予定部の表面に持たせることができる。
その結果、第1拡散層の表面の不純物濃度を第2拡散層
のそれに比較して増大させることが可能になり、比較的
高抵抗の金属シリサイドと、比較的低抵抗の金属シリサ
イドとを同時に形成することができる。
【0020】本発明に係る第2の半導体装置は、拡散層
の表面に高融点金属シリサイドが形成してある半導体装
置において、同一半導体基板上に形成された第1拡散層
の表面に形成された高融点金属シリサイドと第2拡散層
の表面に形成された高融点金属シリサイドとが異なる相
構造を有することを特徴とする。
【0021】前記第1拡散層が、たとえば保護回路と成
るMOSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、
第2拡散層が、保護回路以外のたとえばメモリ回路のた
めのMOSトランジスタのソース・ドレイン領域であ
る。前記第1拡散層の表面に形成された高融点金属シリ
サイドが、高抵抗相(C49相)の高融点金属シリサイ
ドを含む。
【0022】本発明に係る第4の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の第1拡散層を形成する予定領域にの
み、シリサイド化抑制用不純物を注入する工程と、半導
体基板上の第1拡散層の予定領域と第2拡散層の予定領
域とに、拡散層を形成するためのイオン注入を行う工程
と、前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と
成る領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、
その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
散層との表面に高融点金属シリサイドを形成する工程と
を有し、前記第1拡散層の表面に形成された高融点金属
シリサイドの抵抗が、第2拡散層の表面に形成された高
融点金属シリサイドの抵抗よりも高いことを特徴とす
る。
【0023】前記シリサイド化抑制用不純物は、シリコ
ンイオン、窒素イオン、酸素イオンのうちのいずれかで
あることが好ましい。このようなシリサイド化抑制用不
純物を第1拡散相予定部にイオン注入することで、その
表面に形成される高融点金属のシリサイド化が抑制さ
れ、低抵抗化を部分的に抑制することができる。
【0024】本発明に係る第5の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上の第1拡散層を形成する予定領域にの
み、ノックオン層が形成されるように、拡散層を形成す
るためのイオン注入を行い、同時に、第2拡散層の予定
領域では、ノックオン層が形成されないように、拡散層
を形成するためのイオン注入を行う工程と、前記ノック
オン層を除去する工程と、前記第1拡散層と成る領域の
表面と、第2拡散層と成る領域の表面とに、高融点金属
膜を形成する工程と、その後、熱処理を行うことによ
り、第1拡散層と第2拡散層との表面に高融点金属シリ
サイドを形成する工程とを有し、前記第1拡散層の表面
に形成された高融点金属シリサイドの抵抗が、第2拡散
層の表面に形成された高融点金属シリサイドの抵抗より
も高いことを特徴とする。
【0025】前記ノックオン層は、たとえば酸化シリコ
ン膜を通してイオン注入することにより形成される。酸
化シリコン膜を介してイオン注入を行うことにより、ノ
ックオン現象が生じ、酸化シリコン膜中の酸原子が半導
体基板表面に飛び込み、酸素の高濃度層が形成され、シ
リサイド化反を行う際に反応が抑制され、結果として、
部分的に高抵抗な高融点金属シリサイドを形成すること
ができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体装置お
よびその製造方法を、図面に示す実施例に基づき、詳細
に説明する。実施例1 本実施例では、図1〜11を用いて、保護回路を持つ半
導体装置にサリサイド(Salicide)・プロセスを適用す
る場合の半導体装置の製造方法について説明する。本実
施例では、ソース・ドレイン領域のイオン注入条件を、
保護回路とその他の部分(たとえばメモリー回路)とで
変えることで、保護回路中のMOSトランジスタの拡散
層のシート抵抗のみを低抵抗化させない。
【0027】以下、詳述する。まず、図1に示すよう
に、単結晶シリコン基板などで構成された半導体基板2
上に素子分離領域4をLOCOS法(たとえば、950 °
C 、Wet 酸化)やトレンチ法により形成する。ウェル
(Well)領域には、トラジスタのパンチスルー(Puncht
hrough)抑制を目的とした埋め込み層の形成や、しきい
値電圧(Vth )調整のためのイオン注入等を行う。その
後、MOSトランジスタのゲート酸化膜6およびゲート
電極8を形成する。
【0028】ここでゲート酸化膜6は、パイロジェニッ
ク(Pyrogenic )酸化(850°C 、H 2 O/O2 ) により
8nm程度に形成し、ゲート電極8は、ポリシリコンを減
圧CVD により堆積し( たとえばSiH4 を原料ガスとし
て、堆積温度620°C)、フォトリソグラフィーとドラ
イエッチングとを用いて加工する。ここでゲート電極8
は、アモルファスシリコン等を用いても良い。ゲート電
極上にサリサイドを行わない場合は、オフセット酸化膜
をゲート電極上に形成したり、WSi2 との複合膜( ポ
リサイド:Polycide) にしても良い。
【0029】なお、図1およびその他の図面では、
(A)に示す領域(第1拡散層領域)が保護回路とな
り、(B)に示す領域(第2拡散層領域)がその他の回
路(メモリ回路)と成る。次に、図2に示すように、N
MOSトランジスタのLDD(Lightly doped drain )
となる領域10を、イオン注入を用いて形成する。たと
えば、 As+ を20keV、6×1012/cm2 の条件
で行う。また、図示はしていないが、PMOSを形成す
る場合はNMOS領域はレジスト等によりマスキングし
ておく。
【0030】次に、図3に示すように、サイドウォール
12の形成を行う。サイドウォール12は、たとえば常
圧CVDにより形成されたSiO2 や、減圧のTEOS
−CVDにより形成されたSiO2 や、SiNや、O3
−TEOS法により形成されたノンドープ酸化シリコン
(NSG)膜などで構成され、これらの膜を150nm
程度成膜後、異方性ドライエッチングによりエッチバッ
クを行うことにより形成される。
【0031】次に、図4に示すように、保護回路中のN
MOSトランジスタのソース・ドレイン領域のみにイオ
ン注入するために、その他の部分( たとえばメモリ) 等
のNMOS領域をレジスト14によりマスキングする。
次に、図4(A)に示す保護回路中のNMOSのソース
・ドレイン領域16を、As+ 、60keV、5×10
15/cm2 の条件でイオン注入により形成する。
【0032】その後、O2 アッシング等によりレジスト
14の除去を行う。前記ソース・ドレイン領域16を形
成するためのイオン注入条件に於いて、As+ のドーズ
量を5×1015/cm2 とすることで、このあとのサリ
サイド(Salicide)プロセスに於いて十分なサリサイド
反応が起こらないため、保護回路には、高抵抗なシリサ
イド膜が形成されることとなる。
【0033】次に、図5に示すように、その他の部分の
NMOSトランジスタのソース・ドレイン領域18を形
成するために、保護回路中のNMOSトランジスタ領域
をレジスト19によりマスキングする。この状態で、A
+ 、60keV、3×10 15/cm2 の条件でイオン
注入し、保護回路以外の部分のソース・ドレイン領域1
8を形成する。その後、O2 アッシング等によりレジス
ト18の除去を行う。
【0034】ここで注入した不純物を活性化するための
熱処理を、窒素雰囲気若しくはアンモニア雰囲気中で、
1000°C 、10秒のRTA (Rapid Thermal anneal)や、Fu
rnace Annealで行う( 図示省略) 。この後は通常のサリ
サイドプロセスにより、シリコンとの界面で高融点金属
のシリサイドを形成する。本実施例1では、一般的な2
ステップアニール法を用いてサリサイド化を行う。ま
ず、図6に示すように、基板2の全面に高融点金属20
をCVD 法や蒸着法を用いて形成する。ここで高融点金属
20は、たとえばTi、Co、Ni、Pt、等であり、その厚さ
は特に限定されないが、たとえば約30nm程度である。
【0035】次に、図7に示すように、サリサイド(Sa
licide:Self Aligned Silicide )反応を行うために、
熱処理を行う。熱処理条件は、たとえば、窒素雰囲気中
で650 °C 、30秒である。この熱処理により、高融点金
属20とシリコン基板21 の界面、および高融点金属2
0とゲート電極8との界面において、サリサイド(Sili
cide)の反応が生じ、保護回路領域とその他の領域との
双方に、高融点金属シリサイド22のC49相が形成さ
れる。本シリサイド反応はアンモニア雰囲気中の熱処理
においても生じる。
【0036】シリコン酸化膜で構成された素子分離領域
4およびサイドウォール12上には、シリサイド反応を
起こさない高融点金属20が残るため、図8に示すよう
に、たとえばアンモニア過水(NH3 :H22 : H2
O=1:2:6、60°C 、10分) によって選択的に
エッチングを行う。この場合のエッチング液は、塩酸過
水および硫酸過水等でも良い。
【0037】図9に示すように、高融点金属シリサイド
22のC49相を低抵抗な高融点金属シリサイド22b
であるC54相に相転移させるために、たとえば窒素雰
囲気中若しくはアンモニア雰囲気中において800°
C、30秒の熱処理を行う。このとき、図9(A)に示
す保護回路中のNMOSトランジスタの拡散層上の高融
点金属シリサイド22aは、拡散層16の不純物濃度、
特にAs+ の濃度が高いために十分な反応が起きず、結
果的に抵抗が下がらない。
【0038】As+ が高濃度にドープされた拡散層上で
は、シリサイド反応に於いて十分に抵抗が下がらないこ
とが報告されており、我々の検討でも5×1015/cm
2 の濃度でイオン注入することで、シリサイドを形成し
ない場合と同程度の〜100Ω/□程度の高抵抗層が形
成されることが分かっている。これに対し、ドーズ量を
3×1015/cm2 まで低くすることで、5Ω/□まで
低抵抗化できることも分かっている。
【0039】その後、図10に示すように、通常の層間
絶縁膜24を形成し、図11に示すように、接続孔をタ
ングステンプラグ26等を用いて形成し、Alなどで構
成される金属配線28を形成し、その上にパッシベーシ
ョン膜30を成膜する。本実施例に係る半導体装置およ
びその製造方法では、保護回路部分に形成されるシリサ
イド膜の抵抗を高くすることにより、サリサイドプロセ
スと保護回路との整合性を高めることができる。また、
本実施例では、工程数の大幅な増加を抑制することが可
能となる。
【0040】実施例2 前記実施例1では、保護回路中のNMOSトランジスタ
の拡散層の不純物濃度を高くするために、その他の部分
とイオン注入を打ち分けているが、最終的に保護回路中
の拡散層の不純物濃度が高くなれば同様の効果が得られ
る。すなわち、まず、両方の拡散層に3×1015/cm
2 のドーズ量でイオン注入を行った上で、抵抗を下げた
い部分のNMOSトランジスタのみレジストマスクで覆
い、保護回路中のNMOSトランジスタの拡散層に2×
1015/cm2 のイオン注入を行うことで、所望の拡散
層濃度が得られる。
【0041】本実施例に係る製法では、前記実施例1と
同様な作用をそうすると共に、マスク枚数の低減にも寄
与する。実施例3 拡散層の表面濃度の違いを利用した本発明の別の実施例
として、イオン注入を行うときのエネルギーを変えるこ
とでも同様の効果が得られる。すなわち、高融点金属の
シリサイドを形成して抵抗を下げたい部分のソース・ド
レイン形成用イオン注入は高エネルギー(60keV程
度)で行い、高融点金属のシリサイドを形成しても抵抗
を下げたくない部分には低エネルギーイオン注入を行
い、表面付近にのみ不純物を注入し、不純物濃度を高め
る。
【0042】本実施例でも、前記実施例と同様な作用を
奏する。実施例4 本実施例では、半導体基板上の保護回路となる領域の表
面には、酸化シリコンなどの緩衝膜を成膜し、その他の
回路となる領域には緩衝膜を形成せずに、ソース・ドレ
イン領域形成のためのイオン注入を行う。
【0043】このように保護回路と成る領域の表面に
は、緩衝膜を通してイオン注入することにより、イオン
注入される不純物分布のピークを、ソース・ドレイン領
域予定部の表面に持たせることができる。その結果、保
護回路用ソース・ドレイン領域の表面の不純物濃度を、
その他の回路のソース・ドレイン領域表面のそれに比較
して増大させることが可能になり、保護回路には比較的
高抵抗の金属シリサイドを形成し、その他の回路では、
比較的低抵抗の金属シリサイドを同時に形成することが
できる。
【0044】実施例5 以下に、図12〜19を用いて、本発明に係る別の観点
に係る半導体装置およびその製造方法について説明す
る。本実施例では、高抵抗な高融点金属シリサイドを形
成する領域には、追加のイオン注入を行う事で、高抵抗
なシリサイドを形成する。
【0045】以下、詳述する。ただし、本実施例では、
前記実施例1において用いた図1〜3に示す工程が共通
するので、その説明は省略する。本実施例では、図3に
示すように、サイドウォール12を前記実施例1と同様
にして形成した後、図12に示すように、高抵抗な高融
点金属シリサイドを形成する領域(図12〜19におい
て(A)の領域)にのみシリコン基板表面にイオン注入
を行う。このために、図12に示すように、低抵抗な高
融点金属シリサイドを形成する領域(図12〜19にお
いて(B)の領域)をレジスト40によりマスキングす
る。その状態で、図12に示すように、イオン注入を行
う。その条件は、たとえば、Si+ ( シリコンイオ
ン)、N+ (窒素イオン)、O+ (酸素イオン)等のう
ちのいずれかを、5〜15keV、1×1015/cm2
程度である。ここでのイオン注入の目的は、この後のプ
ロセスで行うシリサイド化反応を行う領域に、余分な不
純物を予め注入しておくことで、シリサイド化反応を抑
制するためである。
【0046】次に、図13に示すように、MOSトラン
ジスタのソース・ドレイン領域16,18を形成するた
めに、イオン注入を行う。この条件は、たとえば、As
+ 、60keV、3×1015/cm2 の条件である。こ
こで注入した不純物を活性化するための熱処理を、たと
えば窒素雰囲気若しくはアンモニア雰囲気中で1000°C
、10秒のRTA や、Fumace Anneal で行う( 図示省略)
【0047】この後は通常のサリサイドプロセスによ
り、シリコンとの界面で高融点金属のシリサイドを形成
する。本実施例では、一般的な2ステップアニール法を
用いる。まず、図14に示すように、全面に高融点金属
20をCVD法や蒸着法を用いて形成する。ここで高融
点金属20は、たとえばTi、Co、Ni、 Pt 、等であり、
その厚さは、特に限定されないが、たとえば30nm程度で
ある。
【0048】次に、図15に示すように、サリサイド
(Salicide:Self Aligned Silicide)応を行うため
に、熱処理を行う。熱処理条件は、たとえば、窒素雰囲
気中で650 °C 、30秒である。この熱処理により、高融
点金属20とシリコン基板2との界面、および高融点金
属20とゲート電極8との界面において、サリサイド
(Silicide)の反応が生じ、(A)に示す領域と(B)
に示すその他の領域との双方に、それぞれ高融点金属シ
リサイド22a,22bが形成される。本シリサイド反
応はアンモニア雰囲気中の熱処理においても生じる。こ
こで、(B)に示す領域でのシリサイド22bは、十分
なシリサイド反応の後に形成され、C49層で構成され
る。ところが、(A)に示す領域では、図13に示すイ
オン注入の影響で反応が不十分であり、C49層の膜中
に高融点金属が多く含まれると考えられる。
【0049】シリコン酸化膜で構成された素子分離領域
4およびサイドウォール12上には、シリサイド反応を
起こさない高融点金属20が残るため、図16に示すよ
うに、たとえばアンモニア過水(NH3 :H22 : H
2 O=1:2:6、60°C、10分) によって選択的
にエッチングを行う。この場合のエッチング液は、塩酸
過水および硫酸過水等でも良い。
【0050】次に、C49相の高融点金属シリサイド2
2bをC54相の高融点金属シリサイドに相転移させる
ために、たとえば窒素雰囲気中若しくてはアルゴン雰囲
気中において、図17に示すように、800°C、30
秒の熱処理を行う。この結果、シリサイド22bは低抵
抗な高融点金属シリサイドC54相(〜5Ω/□)と成
るが、(A)に示す領域のシリサイド22aは、高融点
金属シリサイドC49相、高融点金属シリサイドC59
相および高融点金属を含む膜であり、抵抗が十分高い。
この抵抗値の違いは前述したとおりである。
【0051】その後、図18に示すように、通常の層間
絶縁膜24を形成し、図19に示すように、接続孔をタ
ングステンプラグ26等を用いて形成し、Alなどで構
成される金属配線28を形成し、その上にパッシベーシ
ョン膜30を成膜する。本実施例に係る半導体装置およ
びその製造方法では、保護回路部分などの高抵抗が要求
される領域に形成されるシリサイド膜の抵抗を高くする
ことにより、サリサイドプロセスと高抵抗が要求される
領域との整合性を高めることができる。また、本実施例
では、工程数の大幅な増加を抑制することが可能とな
る。
【0052】実施例6 前記実施例5では、イオン注入を行うことで高抵抗な高
融点金属シリサイドを形成したが、ソース・ドレインイ
オン注入を行う際に、酸素原子のノックオン(Knock-o
n)を利用しても同様の効果が得られる。この場合は図
示はしないが、以下の方法で形成する。
【0053】1)ソース・ドレインイオン注入を行う前
に、高抵抗な高融点金属シリサイドを形成する領域にの
みシリコン酸化膜を形成する。この場合のシリコン酸化
膜はたとえば、常圧CVDにより形成されたSiO2
や、減圧のTEOS−CVDにより形成されたSiO2
や、SiNや、O3 −TEOS法により形成されたノン
ドープ酸化シリコン(NSG)膜、PSG膜、BPSG
膜などで構成され、その膜厚は、約10nm程度である。
【0054】2)高抵抗な高融点金属シリサイドを形成
する領域では、このシリコン酸化膜を通して、低抵抗な
高融点金属シリサイドを形成する領域では、シリコン基
板に直に、ソース・ドレインを形成するための不純物イ
オン(Nch領域では、たとえば砒素、Pch 領域ではたと
えばボロンやフッ化ボロン等のイオンである)注入を行
う。この場合のイオン注入のエネルギーは、シリコン基
板とシリコン酸化膜の界面付近にRp(Projected Range:
射影飛程)が来るように設定する。この条件でイオン注
入を行うことで、シリコン酸化膜中の酸素原子がシリコ
ン基板中へ打ち込まれ、シリサイド化反応を行う際に反
応が抑制され、結果として高抵抗な高融点金属シリサイ
ドが形成される。
【0055】変形例 本発明は、上記の実施例に限定されるものでなく、種類
の変形が可能である。たとえばサリサイド反応を1ステ
ップで行う場合や、ゲート電極には高融点金属シリサイ
ドを形成しない場合、SAC(Self Alignde Contact)
を用いるためにゲート電極上にオフセット酸化膜を形成
するなど多種多様の変形が可能である。
【0056】また、本発明は、メモリに限らず、ゲート
アレイやスタンダードセル等でも、シリサイド反応に於
いて通常の低抵抗な高融点シリサイドに加えて、高抵抗
な高融点金属シリサイドを形成したい場合には全て適用
できる。
【0057】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、 サリサイドプロセスを用いても、保護回路部分の抵抗
は低抵抗化されないため、従来の設計技術、回路技術を
用いて保護回路を形成できる。
【0058】また、本発明では、たとえば埋め込み拡
散層の様な複雑な複雑なプロセスを行う必要がないた
め、工程数の大幅な増加を抑えることができる。 本発明では、保護回路の構造が従来と変わらないた
め、サリサイドを用いたときに生じる保護回路部分の面
積増大によるセルサイズの増大が無い。
【0059】本発明では、拡散層に高融点シリサイド
を用いても、拡散層を従来と同様に「抵抗」として用い
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明に係る半導体装置の製造方法を示
し、図1(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図
1(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図2】図2は図1の続きの工程を示し、図2(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図2(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図3】図3は図2の続きの工程を示し、図3(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図3(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図4】図4は図3の続きの工程を示し、図4(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図4(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図5】図5は図4の続きの工程を示し、図5(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図5(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図6】図6は図5の続きの工程を示し、図6(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図6(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図7】図7は図6の続きの工程を示し、図7(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図7(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図8】図8は図7の続きの工程を示し、図8(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図8(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図9】図9は図8の続きの工程を示し、図9(A)は
保護回路部分の要部断面図であり、図9(B)はその他
の回路部分の要部断面図である。
【図10】図10は図9の続きの工程を示し、図10
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図10
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図11】図11は図10の続きの工程を示し、図11
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図11
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図12】図12は本発明の他の実施例に係る半導体装
置の製造方法を示し、図12(A)は保護回路部分の要
部断面図であり、図12(B)はその他の回路部分の要
部断面図である。
【図13】図13は図12の続きの工程を示し、図13
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図13
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図14】図14は図13の続きの工程を示し、図14
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図14
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図15】図15は図14の続きの工程を示し、図15
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図15
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図16】図16は図15の続きの工程を示し、図16
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図16
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図17】図17は図16の続きの工程を示し、図17
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図17
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図18】図18は図17の続きの工程を示し、図18
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図18
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【図19】図19は図18の続きの工程を示し、図19
(A)は保護回路部分の要部断面図であり、図19
(B)はその他の回路部分の要部断面図である。
【符号の説明】
2… 半導体基板 4… 素子分離領域 6… ゲート酸化膜 8… ゲート電極 10… LDD領域 12… サイドウォール 14… レジスト 16,18… ソース・ドレイン領域 19… レジスト 20… 高融点金属 22,22a,22b… 高融点金属シリサイド 24… 層間絶縁膜

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡散層の表面に高融点シリサイドが形成
    してある半導体装置において、 同一半導体基板上に形成された第1拡散層の構造と第2
    拡散層の構造とが相違する半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1拡散層が、保護回路と成るMO
    Sトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2拡
    散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジス
    タのソース・ドレイン領域である請求項1に記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 前記第1拡散層の表面の不純物濃度を、
    前記第2拡散層の表面の不純物濃度よりも高く設定して
    ある請求項1または2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記第1拡散層の深さが、前記第2拡散
    層の深さよりも浅く形成してある請求項1〜3のいずれ
    かに記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 拡散層の表面に高融点金属シリサイドが
    形成してある半導体装置を製造する方法において、 半導体基板上に、第1拡散層を形成するための第1イオ
    ン注入を行う工程と、 前記半導体基板上の第1拡散層と成る領域とは別の領域
    に、第2拡散層を形成するための第2イオン注入を行う
    工程と、 前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と成る
    領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、 その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
    散層の表面に高融点金属シリサイドを形成する工程とを
    有し、 前記第1イオン注入の条件と第2イオン注入の条件とが
    相違することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記第1拡散層が、保護回路と成るMO
    Sトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2拡
    散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジス
    タのソース・ドレイン領域である請求項5に記載の半導
    体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記第1イオン注入時のドーズ量が、前
    記第2イオン注入時のドーズ量よりも多いことを特徴と
    する請求項5または6に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 前記第1イオン注入時の注入エネルギー
    が、前記第2イオン注入時の注入エネルギーよりも低い
    ことを特徴とする請求項5〜7のいずれかに記載の半導
    体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 拡散層の表面に高融点金属シリサイドが
    形成してある半導体装置を製造する方法において、 半導体基板上の第1拡散層となる領域と第2拡散層とな
    る領域とに、比較的低ドーズ量でイオン注入を行う工程
    と、 半導体基板上の第1拡散層となる部分にのみ、さらにイ
    オン注入を行う工程と、 前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と成る
    領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、 その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
    散層の表面に高融点金属シリサイドを形成する工程とを
    有する半導体装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 前記第1拡散層が、保護回路と成るM
    OSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2
    拡散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジ
    スタのソース・ドレイン領域である請求項9に記載の半
    導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 拡散層の表面に高融点金属シリサイド
    が形成してある半導装置を製造する方法において、 半導体基板上の第1拡散層となる領域の表面には、緩衝
    膜を成膜し、第2拡散層となる領域には緩衝膜を形成せ
    ずに、第1拡散層と第2拡散層とを形成するためのイオ
    ン注入を行う工程と、 前記緩衝膜を除去した後に、前記第1拡散層と成る領域
    の表面と、第2拡散層と成る領域の表面とに、高融点金
    属膜を形成する工程と、 その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
    散層の表面に高融点金属シリサイドを形成する工程とを
    有する半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 前記第1拡散層が、保護回路と成るM
    OSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2
    拡散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジ
    スタのソース・ドレイン領域である請求項10に記載の
    半導体装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 拡散層の表面に高融点金属シリサイド
    が形成してある半導体装置において、 同一半導体基板上に形成された第1拡散層の表面に形成
    された高融点金属シリサイドと第2拡散層の表面に形成
    された高融点金属シリサイドとが異なる相構造を有する
    半導体装置。
  14. 【請求項14】 前記第1拡散層が、保護回路と成るM
    OSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2
    拡散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジ
    スタのソース・ドレイン領域である請求項13に記載の
    半導体装置。
  15. 【請求項15】 前記第1拡散層の表面に形成された高
    融点金属シリサイドが、高抵抗相の高融点金属シリサイ
    ドを含む請求項13または14に記載の半導体装置。
  16. 【請求項16】 拡散層の表面に高融点金属シリサイド
    が形成してある半導体装置を製造する方法において、 半導体基板上の第1拡散層を形成する予定領域にのみ、
    シリサイド化抑制用不純物を注入する工程と、 半導体基板上の第1拡散層の予定領域と第2拡散層の予
    定領域とに、拡散層を形成するためのイオン注入を行う
    工程と、 前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と成る
    領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、 その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
    散層との表面に高融点金属シリサイドを形成する工程と
    を有し、 前記第1拡散層の表面に形成された高融点金属シリサイ
    ドの抵抗が、第2拡散層の表面に形成された高融点金属
    シリサイドの抵抗よりも高いことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  17. 【請求項17】 前記第1拡散層が、保護回路と成るM
    OSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2
    拡散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジ
    スタのソース・ドレイン領域である請求項16に記載の
    半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 前記シリサイド化抑制用不純物が、シ
    リコンイオン、窒素イオン、酸素イオンのうちのいずれ
    かである請求項16または17に記載の半導体装置の製
    造方法。
  19. 【請求項19】 拡散層の表面に高融点金属シリサイド
    が形成してある半導体装置を製造する方法において、 半導体基板上の第1拡散層を形成する予定領域にのみ、
    ノックオン層が形成されるように拡散層を形成するため
    のイオン注入を行い、同時に、第2拡散層の予定領域で
    は、ノックオン層を形成しないで拡散層を形成するため
    のイオン注入を行う工程と前記ノックオン層を除去する
    工程と、 前記第1拡散層と成る領域の表面と、第2拡散層と成る
    領域の表面とに、高融点金属膜を形成する工程と、 その後、熱処理を行うことにより、第1拡散層と第2拡
    散層との表面に高融点金属シリサイドを形成する工程と
    を有し、 前記第1拡散層の表面に形成された高融点金属シリサイ
    ドの抵抗が、第2拡散層の表面に形成された高融点金属
    シリサイドの抵抗よりも高いことを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  20. 【請求項20】 前記第1拡散層が、保護回路と成るM
    OSトランジスタのソース・ドレイン領域であり、第2
    拡散層が、保護回路以外の回路のためのMOSトランジ
    スタのソース・ドレイン領域である請求項19に記載の
    半導体装置の製造方法。
JP21384995A 1995-08-22 1995-08-22 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法 Pending JPH0964349A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21384995A JPH0964349A (ja) 1995-08-22 1995-08-22 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21384995A JPH0964349A (ja) 1995-08-22 1995-08-22 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0964349A true JPH0964349A (ja) 1997-03-07

Family

ID=16646042

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21384995A Pending JPH0964349A (ja) 1995-08-22 1995-08-22 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0964349A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137177A (en) * 1997-10-31 2000-10-24 Nec Corporation CMOS semiconductor device
US6472311B1 (en) 1999-05-12 2002-10-29 Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US6869867B2 (en) 1997-10-01 2005-03-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device comprising metal silicide films formed to cover gate electrode and source-drain diffusion layers and method of manufacturing the same wherein the silicide on gate is thicker than on source-drain
US7365404B2 (en) 2003-09-19 2008-04-29 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device having silicide reaction blocking region
JP2014524158A (ja) * 2011-07-27 2014-09-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 集積回路内に金属ケイ素化合物領域を形成する方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6869867B2 (en) 1997-10-01 2005-03-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device comprising metal silicide films formed to cover gate electrode and source-drain diffusion layers and method of manufacturing the same wherein the silicide on gate is thicker than on source-drain
US7220672B2 (en) 1997-10-01 2007-05-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device comprising metal silicide films formed to cover gate electrode and source-drain diffusion layers and method of manufacturing the same
US7638432B2 (en) 1997-10-01 2009-12-29 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device comprising metal silicide films formed to cover gate electrode and source-drain diffusion layers and method of manufacturing the same
US6137177A (en) * 1997-10-31 2000-10-24 Nec Corporation CMOS semiconductor device
US6472311B1 (en) 1999-05-12 2002-10-29 Asahi Kasei Microsystems Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US7365404B2 (en) 2003-09-19 2008-04-29 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device having silicide reaction blocking region
JP2014524158A (ja) * 2011-07-27 2014-09-18 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド 集積回路内に金属ケイ素化合物領域を形成する方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7538397B2 (en) Semiconductor device and method for fabricating the same
US5956584A (en) Method of making self-aligned silicide CMOS transistors
JP3348070B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6090653A (en) Method of manufacturing CMOS transistors
JP4375821B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6720241B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US20050151203A1 (en) Temporary self-aligned stop layer is applied on silicon sidewall
TWI229374B (en) Method for fabricating semiconductor device
US6121090A (en) Self-aligned silicided MOS devices with an extended S/D junction and an ESD protection circuit
JPH11284179A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US6020240A (en) Method to simultaneously fabricate the self-aligned silicided devices and ESD protection devices
US6261912B1 (en) Method of fabricating a transistor
JP3297784B2 (ja) 拡散層抵抗の形成方法
JP2002076136A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0964349A (ja) 高融点シリサイドを持つ半導体装置とその製造方法
JP3190858B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3371875B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2003077856A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3061027B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0982812A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000106436A (ja) 半導体装置の製造方法
TW396419B (en) A method of manufacturing resistors with high ESD resistance and salicide CMOS transistor
JPH10313117A (ja) Misトランジスタ及びその製造方法
JPH07263690A (ja) サリサイド構造を有する半導体装置とその製造方法
JP2004228351A (ja) 半導体装置及びその製造方法