JPH10223559A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10223559A
JPH10223559A JP2023397A JP2023397A JPH10223559A JP H10223559 A JPH10223559 A JP H10223559A JP 2023397 A JP2023397 A JP 2023397A JP 2023397 A JP2023397 A JP 2023397A JP H10223559 A JPH10223559 A JP H10223559A
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JP
Japan
Prior art keywords
titanium
titanium silicide
silicide layer
layer
semiconductor device
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2023397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Watanabe
純一 渡邉
Kazuto Ikeda
和人 池田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the reaction of conversion from C49 titanium/silicide into C54 titanium/silicide is readily promoted, even when the width and the thickness of an electrode is reduced. SOLUTION: A titanium layer is formed on a gate electrode 4G, a source region 6 and a drain region 7, followed by a heat treatment to form C49 titanium/silicide layers 4S1 , 6S1 and 7S1 . Subsequently, ion implantation is executed on the C49 titanium/silicide layers 4S1 , 6S1 and 7S1 with an energy which is insufficient to reach the gate electrode 4G, the source region 6 or the drain region 7 to introduce defects therein. Then, by performing heat treatment, the C49 titanium/silicide layers 4S1 , 6S1 and 7S1 are converted into C54 titanium/ silicide layers 4S2 , 6S2 and 7S2 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン基板や多
結晶シリコン層に低抵抗のチタン・シリサイド層を形成
する工程が含まれる半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device including a step of forming a low-resistance titanium silicide layer on a silicon substrate or a polycrystalline silicon layer.

【0002】一般に、集積回路などの半導体装置が高性
能化するにつれて、低抵抗の電極が必要とされ、それに
対処する為、チタン・シリサイド電極が開発されたが、
それを製造する従来の方法に欠点があるので、その問題
を解消しなければならない。
In general, as semiconductor devices such as integrated circuits become more sophisticated, low-resistance electrodes are required, and titanium silicide electrodes have been developed in order to deal with this.
The disadvantages of the conventional method of manufacturing it have to be solved.

【0003】[0003]

【従来の技術】従来、低抵抗の電極を形成する技術とし
てチタンを用いたシリサイド電極を形成する技術が知ら
れているが、集積回路の集積度が高くなるにつれ、電極
寸法は微細化し、ソース電極及びドレイン電極の幅は1
〔μm〕以下になり、また、集積回路パターンの微細化
に伴って、不純物の拡散も極めて浅くなっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for forming a silicide electrode using titanium is known as a technique for forming a low-resistance electrode. However, as the degree of integration of an integrated circuit increases, the electrode dimensions become smaller and the source becomes smaller. The width of the electrode and drain electrode is 1
[Μm] or less, and with the miniaturization of integrated circuit patterns, the diffusion of impurities has become extremely shallow.

【0004】集積回路を高性能化する為には、前記した
微細寸法、浅い不純物拡散層に対して、電極の抵抗率を
従来と同程度に維持しなければならない。
In order to improve the performance of an integrated circuit, the resistivity of the electrode must be maintained at the same level as that of the prior art with respect to the above-mentioned fine dimension and shallow impurity diffusion layer.

【0005】前記したように、不純物拡散層が浅くなっ
た場合、それに伴いシリサイド層も薄くなるので、電極
の幅及び厚さの縮小が、シリサイド電極に於ける抵抗率
増加の一因となっている。
As described above, when the impurity diffusion layer becomes shallower, the silicide layer becomes thinner as the impurity diffusion layer becomes shallower. Therefore, the reduction in the width and the thickness of the electrode contributes to the increase in the resistivity of the silicide electrode. I have.

【0006】通常、チタン・シリサイド電極では、C4
9結晶構造からC54結晶構造へ構造相転移すると高抵
抗であったものが低抵抗になるのであるが、その構造相
転移は、電極の幅及び厚さの縮小で妨げられることが知
られている。
Normally, a titanium silicide electrode has C4
It is known that when the structural phase transition from the 9 crystal structure to the C54 crystal structure has a high resistance, the resistance decreases, but the structural phase transition is hindered by the reduction in the width and thickness of the electrode. .

【0007】その主たる原因は、C49結晶構造のチタ
ン・シリサイドの粒径が大きいと粒界領域が少なくな
り、粒界領域から発生するとされているC54結晶構造
のチタン・シリサイドに於ける核の発生頻度が減少する
からであると理解されている。
The main reason is that the grain boundary region is reduced when the grain size of the titanium silicide having the C49 crystal structure is large, and the generation of nuclei in the titanium silicide having the C54 crystal structure which is considered to be generated from the grain boundary region. It is understood that the frequency is reduced.

【0008】チタン・シリサイドに於けるC49結晶構
造からC54結晶構造への相転移を促進させる為、チタ
ン・シリサイド層に圧縮歪みが加わるように応力を与え
ることが知られている(要すれば、「特開平8−139
056号公報」、を参照)。
It is known that in order to promote the phase transition from the C49 crystal structure to the C54 crystal structure in titanium silicide, a stress is applied to the titanium silicide layer so as to apply compressive strain (if necessary, "Japanese Patent Laid-Open No. 8-139
No. 056).

【0009】前記公報に開示された発明では、基板に応
力を与える為、基板裏面に基板に比較して熱膨張係数が
小さい材料膜を堆積し、その全体を加熱し、基板を反ら
せることで応力を発生させている。
In the invention disclosed in the above publication, a material film having a smaller thermal expansion coefficient than that of the substrate is deposited on the back surface of the substrate to apply stress to the substrate, and the whole is heated to warp the substrate. Is occurring.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】チタン・シリサイドに
於けるC49結晶構造からC54結晶構造への相転移を
促進させる手段として、前記公報に開示された発明に依
った場合、通常のプロセスに比較すると、基板裏面に成
膜する工程、また、形成した被膜を除去する工程が必要
となるので、工程増加は避けられない。
As means for promoting the phase transition from the C49 crystal structure to the C54 crystal structure in titanium silicide, according to the invention disclosed in the above-mentioned publication, compared with a normal process, Since a step of forming a film on the back surface of the substrate and a step of removing the formed film are required, an increase in the number of steps is inevitable.

【0011】特に、基板裏面から被膜を除去するに際し
ては、基板表面に形成されているソース、ドレイン、ゲ
ートの各部分に損傷を与えないように処理する必要があ
り、面倒な作業を強いられることは疑いない。
In particular, when removing the film from the back surface of the substrate, it is necessary to perform processing so as not to damage the source, drain and gate portions formed on the surface of the substrate, and a complicated operation is required. No doubt.

【0012】通常、基板裏面の研磨は、配線工程が終了
した基板に対して施される為、基板表面の各素子部分は
カバー膜で覆われていて、損傷が加わることは殆どない
のであるが、前記公報に開示された発明では、明記はさ
れていないものの、裏面を研磨する為、一旦、表面をカ
バー膜で覆い、再び、除去してから配線工程など、残り
のプロセスを続ける必要がある。
Usually, since the back surface of the substrate is polished on the substrate after the wiring process, each element portion on the surface of the substrate is covered with a cover film, and there is almost no damage. In the invention disclosed in the above-mentioned publication, although not specified, in order to grind the back surface, it is necessary to cover the front surface with a cover film, remove it again, remove it, and then continue the remaining processes such as a wiring process. .

【0013】前記のようなことは、実験室レベルでの工
程であれば可能であるが、現実の生産ラインで実施する
となると実現性に乏しい。
Although the above-mentioned process can be performed at a laboratory level, it is not feasible to implement the process on an actual production line.

【0014】このように、チタン・シリサイド電極の抵
抗率を低くする為の問題は未だ解消に至らず、電極の幅
や厚さを縮小した場合、結晶構造の相転移を促進させる
ことは、依然として困難である。
As described above, the problem of lowering the resistivity of the titanium silicide electrode has not been solved yet. When the width or thickness of the electrode is reduced, it is still difficult to promote the phase transition of the crystal structure. Have difficulty.

【0015】本発明は、電極の幅及び厚さを縮小した場
合であっても、C49チタン・シリサイドからC54チ
タン・シリサイドへの反応を促進することが容易である
ようにする。
The present invention makes it easy to promote the reaction from C49 titanium silicide to C54 titanium silicide even when the width and thickness of the electrode are reduced.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】一般に、C49チタン・
シリサイドからC54チタン・シリサイドへの構造相転
移が起こり難くなる主な原因は、C49チタン・シリサ
イドの粒径が大きいと粒界領域が少なくなり、粒界領域
から発生するC54チタン・シリサイドの核発生頻度が
減少することにあるのは既に記述した。
SUMMARY OF THE INVENTION Generally, C49 titanium
The main reason that the structural phase transition from silicide to C54 titanium silicide is difficult to occur is that the grain size of C49 titanium silicide is large, the grain boundary region is reduced, and nucleation of C54 titanium silicide generated from the grain boundary region. It has already been mentioned that the frequency is reduced.

【0017】C54チタン・シリサイドの核は、多結晶
C49チタン・シリサイドの粒界、特に、三つの結晶粒
が近接している粒界の三重点で多くの頻度で発生するこ
とが知られている。
It is known that nuclei of C54 titanium silicide occur at a large frequency at the grain boundary of polycrystalline C49 titanium silicide, particularly at the triple point of the grain boundary where three crystal grains are close to each other. .

【0018】表面まで、結晶性が維持されたシリコン上
にチタン層を形成した場合、チタン層はシリコン表面の
結晶構造に影響され、結晶方位が揃った結晶となる傾向
があり、その結果、格子定数が異なる為、完全なエピタ
キシャル成長に依る単結晶は得られないが、チタン層の
結晶粒径は大きくなる筈である。
When a titanium layer is formed on silicon whose crystallinity is maintained up to the surface, the titanium layer is influenced by the crystal structure of the silicon surface and tends to be a crystal having a uniform crystal orientation. Since the constants are different, a single crystal cannot be obtained by complete epitaxial growth, but the crystal grain size of the titanium layer should be large.

【0019】本発明では、シリコン基板に達しない加速
エネルギでC49チタン・シリサイド層にイオンを注入
し、C49チタン・シリサイド層に欠陥を与えることが
基本になっている。
In the present invention, it is fundamental that ions are implanted into the C49 titanium silicide layer at an acceleration energy that does not reach the silicon substrate to give defects to the C49 titanium silicide layer.

【0020】そのようにすると、C49チタン・シリサ
イド層の結晶性に乱れが生じ、C49チタン・シリサイ
ド層の粒径は小さくなるので、結晶領域に比較して相対
的に粒界の領域が大きくなる。
In such a case, the crystallinity of the C49 titanium silicide layer is disturbed, and the grain size of the C49 titanium silicide layer becomes small, so that the region of the grain boundary becomes relatively large as compared with the crystal region. .

【0021】従って、C49チタン・シリサイド中にC
54チタン・シリサイドの核発生頻度が増加し、C49
チタン・シリサイドからC54チタン・シリサイドへの
構造相転移が起こり易くなるのである。
Therefore, the C49 titanium silicide contains C
54 Titanium silicide nucleation frequency increased, C49
The structural phase transition from titanium silicide to C54 titanium silicide is likely to occur.

【0022】その結果、微細化された寸法のもとに於け
るチタン・シリサイドの低抵抗化を実現することができ
る。
As a result, it is possible to reduce the resistance of titanium silicide under the miniaturized dimensions.

【0023】本発明で適用するイオン注入法は、通常の
イオン注入法であって、半導体分野で多用されている技
法であって、その適用について、プロセス上で問題を生
ずることは皆無であり、また、チタン・シリサイド層に
圧縮歪みを加える公知技術と比較すると簡単であること
は明らかであり、シート抵抗は同程度にすることができ
る。
The ion implantation method applied in the present invention is an ordinary ion implantation method, a technique widely used in the field of semiconductors, and there is no problem in its application in the process. Further, it is clear that the sheet resistance is simpler than that of a known technique in which a compressive strain is applied to a titanium silicide layer, and the sheet resistance can be made substantially the same.

【0024】前記したところから、本発明に依る半導体
装置の製造方法に於いては、 (1)シリコン(例えばゲート電極4G、ソース領域
6、ドレイン領域7など)上にチタン層(例えばチタン
層9)を形成してから熱処理を行ってC49チタン・シ
リサイド層(例えばC49チタン・シリサイド層4
1 、6S1 、7S1 など)を生成する工程と、次い
で、前記シリコンに達しないエネルギでC49チタン・
シリサイド層にイオンを注入して欠陥を導入する工程
と、次いで、加熱してC49チタン・シリサイド層をC
54チタン・シリサイド層(例えばC54チタン・シリ
サイド層4S2 、6S2 、7S2 など)とする工程とが
含まれてなることを特徴とするか、或いは、
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, (1) a titanium layer (eg, titanium layer 9) is formed on silicon (eg, gate electrode 4G, source region 6, drain region 7, etc.). ) And then heat-treated to form a C49 titanium silicide layer (for example, C49 titanium silicide layer 4).
S 1 , 6S 1 , 7S 1, etc.), and then C49 titanium.
Implanting ions into the silicide layer to introduce defects, and then heating to remove the C49 titanium silicide layer
Forming a titanium 54 silicide layer (for example, C54 titanium silicide layer 4S 2 , 6S 2 , 7S 2, etc.), or

【0025】(2)前記(1)に於いて、シリコン上に
C49チタン・シリサイド層を形成して未反応のチタン
層を除去することなくイオンを注入することを特徴とす
るか、或いは、
(2) The method according to (1), wherein a C49 titanium silicide layer is formed on silicon and ions are implanted without removing an unreacted titanium layer.

【0026】(3)前記(1)に於いて、シリコン上に
C49チタン・シリサイド層を形成して未反応のチタン
層を除去してからイオンを注入することを特徴とする
か、或いは、
(3) The method according to (1), wherein a C49 titanium silicide layer is formed on silicon to remove an unreacted titanium layer and then implant ions.

【0027】(4)前記(2)に於いて、イオン種がT
i、Ge、Si、As、Arから選択された何れかであ
ることを特徴とするか、或いは、
(4) In the above (2), when the ion species is T
or any one selected from i, Ge, Si, As, Ar, or

【0028】(5)前記(3)に於いて、イオン種がG
e、Si、As、Arから選択された何れかであること
を特徴とするか、或いは、
(5) In the above (3), the ion species is G
e, any one selected from Si, As, and Ar, or

【0029】(6)前記(1)乃至(5)の何れか1に
於いて、C49チタン・シリサイド層上にTiN膜を形
成してからイオンを注入することを特徴とする。
(6) The method according to any one of (1) to (5), wherein ions are implanted after forming a TiN film on the C49 titanium silicide layer.

【0030】前記手段を採ることに依り、電極の幅及び
厚さを縮小した場合であっても、C49チタン・シリサ
イドからC54チタン・シリサイドへの反応を促進する
ことが容易である為、微細な寸法及び浅い不純物拡散層
をもち、高性能化された集積回路に於ける電極の抵抗率
を従来と同程度に維持することができる。
By adopting the above-mentioned means, even when the width and thickness of the electrode are reduced, it is easy to promote the reaction from C49 titanium silicide to C54 titanium silicide. With the size and the shallow impurity diffusion layer, the resistivity of the electrode in an integrated circuit with high performance can be maintained at the same level as the conventional one.

【0031】[0031]

【発明の実施の形態】図1乃至図4は本発明に於ける実
施の形態1を説明する為の工程要所に於ける半導体装置
を表す要部切断側面図であり、また、図5はC49チタ
ン・シリサイド層に対してGeイオンを注入した場合の
Ge分布プロファイルを表す線図であり、以下、これ等
の図を参照しつつ説明する。
FIG. 1 to FIG. 4 are cutaway side views showing a main part of a semiconductor device in a process step for explaining a first embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a diagram showing a Ge distribution profile when Ge ions are implanted into a C49 titanium silicide layer, and will be described below with reference to these drawings.

【0032】図1(A)参照 1−(1) 選択酸化(local oxidation of s
ilicon:LOCOS)法を適用することに依り、
p−Si基板1のフィールドに厚さが例えば250〔n
m〕のSiO2 からなる絶縁膜2を形成する。
FIG. 1 (A) 1- (1) Local oxidation of s
By applying the ilicon (LOCOS) method,
In the field of the p-Si substrate 1, the thickness is, for example, 250 [n].
m] of the insulating film 2 made of SiO 2 .

【0033】1−(2) 選択酸化を行った際に活性領域を覆うのに用いたSi3
4 などの耐酸化性マスク膜を除去してから、熱酸化法
を適用することに依って、厚さが例えば5〔nm〕のS
iO2 からなるゲート絶縁膜3を形成する。
1- (2) Si 3 used for covering the active region when performing selective oxidation
After removing the oxidation-resistant mask film such as N 4, by applying a thermal oxidation method, the thickness of the S
A gate insulating film 3 made of iO 2 is formed.

【0034】1−(3) 化学気相堆積(chemical vapour de
position:CVD)法を適用することに依り、
例えば燐(P)を1020〔cm-3〕以上、例えば1×10
21〔cm-3〕程度を含有し、且つ、厚さが例えば180
〔nm〕である不純物含有多結晶Si膜4を形成する。
1- (3) Chemical vapor deposition
By applying the position (CVD) method,
For example, phosphorus (P) is added to 10 20 [cm −3 ] or more, for example, 1 × 10
Containing about 21 [cm -3 ] and having a thickness of, for example, 180
An impurity-containing polycrystalline Si film 4 of [nm] is formed.

【0035】1−(4) 熱酸化法を適用することに依り、不純物含有多結晶Si
膜4の表面を酸化して厚さが例えば50〔nm〕のSi
2 からなる絶縁膜5を形成する。
1- (4) Impurity-containing polycrystalline Si
The surface of the film 4 is oxidized to a thickness of, for example, 50 nm
An insulating film 5 made of O 2 is formed.

【0036】図1(B)参照 1−(5) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、ゲート電極パターンをもつレジスト膜を
形成する。
Referring to FIG. 1B, 1- (5) A resist film having a gate electrode pattern is formed by applying a resist process in the lithography technique.

【0037】1−(6) 反応性イオン・エッチング(reactive ion
etching:RIE)法を適用することに依り、
ゲート電極パターンをもつレジスト膜をマスクとしてS
iO2 からなる絶縁膜5及び多結晶Si膜4のエッチン
グを行ってゲート電極4Gを形成する。
1- (6) Reactive ion etching (reactive ion)
By applying the etching (RIE) method,
S using a resist film having a gate electrode pattern as a mask
The insulating film 5 made of iO 2 and the polycrystalline Si film 4 are etched to form a gate electrode 4G.

【0038】1−(7) ゲート電極パターンをもつレジスト膜を残したままの状
態で、イオン注入法を適用することに依り、加速エネル
ギを例えば40〔keV〕、ドーズ量を例えば2×10
15〔cm-2〕としてAsイオンの打ち込みを行う。
1- (7) With the resist film having the gate electrode pattern left as it is, by applying the ion implantation method, the acceleration energy is set to, for example, 40 keV and the dose is set to, for example, 2 × 10
As ions are implanted at 15 [cm -2 ].

【0039】1−(8) 温度を例えば850〔℃〕、時間を例えば10〔分〕と
する不純物活性化熱処理を行ってn+ ソース領域6及び
+ ドレイン領域7を形成する。
1- (8) Impurity activation heat treatment at a temperature of, for example, 850 ° C. and a time of, for example, 10 [minutes] is performed to form an n + source region 6 and an n + drain region 7.

【0040】 図2(A)参照2−(1) CVD法を適用することに依り、全面に厚さが例えば2
00〔nm〕のSiO2 からなる絶縁膜8を形成する。
Referring to FIG. 2A, 2- (1) a thickness of, for example, 2
An insulating film 8 made of 00 [nm] SiO 2 is formed.

【0041】図2(B)参照 2−(2) RIE法を適用することに依り、絶縁膜8の異方性エッ
チングを行い、絶縁膜5及びゲート電極4Gの側面を覆
うサイド・ウォール8Sを形成する。尚、ここで適用す
るエッチング技術は、RIE法の他、例えばスパッタ・
エッチング法を用いても良い。
Referring to FIG. 2B, 2- (2) anisotropic etching of the insulating film 8 is performed by applying the RIE method to form a side wall 8S covering the side surfaces of the insulating film 5 and the gate electrode 4G. Form. The etching technique applied here is not limited to the RIE method, and may be, for example, a sputtering method.
An etching method may be used.

【0042】図3(A)参照 3−(1) 酸処理を行って表面を洗浄した後、希フッ酸からなるエ
ッチング液中に浸漬し、ゲート電極4G上の絶縁膜5、
ソース領域6及びドレイン領域7上の絶縁膜3を除去す
る。
3 (A) 3- (1) After the surface is cleaned by performing an acid treatment, it is immersed in an etching solution composed of diluted hydrofluoric acid to form an insulating film 5 on the gate electrode 4G.
The insulating film 3 on the source region 6 and the drain region 7 is removed.

【0043】3−(2) 真空蒸着法を適用することに依り、厚さが例えば20
〔nm〕であるチタン層9を形成する。尚、ここで適用
する成膜法は、真空蒸着法の他、スパッタリング法を用
いても良い。
3- (2) The thickness is, for example, 20 by applying the vacuum evaporation method.
The titanium layer 9 of [nm] is formed. Note that the film formation method applied here may be a sputtering method other than the vacuum evaporation method.

【0044】図3(B)参照 3−(3) 窒素雰囲気中に於いて、温度を400〔℃〕〜700
〔℃〕、例えば600〔℃〕として時間30〔秒〕の熱
処理を行ない、ゲート電極4G、ソース領域6、ドレイ
ン領域7の各表面に高抵抗のC49チタン・シリサイド
層4S1 、6S1 、7S1 をそれぞれ生成させる。
FIG. 3 (B) 3- (3) In a nitrogen atmosphere, the temperature is set to 400 [° C.]-700.
[° C.], for example, 600 ° C., and heat treatment for 30 seconds is performed, and a high-resistance C49 titanium silicide layer 4S 1 , 6S 1 , 7S is formed on each surface of the gate electrode 4G, the source region 6, and the drain region 7. 1 is generated.

【0045】3−(4) 未反応のチタン層9は、通常の酸処理、例えばアンモニ
ア水:過酸化水素水:水=1:1:2の酸溶液に浸漬し
て除去する。
3- (4) The unreacted titanium layer 9 is removed by a usual acid treatment, for example, immersion in an acid solution of ammonia water: hydrogen peroxide solution: water = 1: 1: 2.

【0046】図4(A) 4−(1) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを例えば60〔keV〕及びドーズ量を例えば5×1
14〔cm-2〕として、C49チタン・シリサイド層4S
1 、6S1 、7S1 にGeの打ち込みを行う。
FIG. 4A 4- (1) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to, for example, 60 keV and the dose is set to, for example, 5 × 1.
0 14 [cm -2 ], C49 titanium silicide layer 4S
1, and the implantation of Ge to 6S 1, 7S 1.

【0047】前記Geの打ち込みに依り、C49チタン
・シリサイド層4S1 、6S1 、7S1 には欠陥が与え
られるので、結晶性が乱れて結晶粒径は小さくなり、C
54チタン・シリサイド核の発生源である粒界が増加す
る。
Defects are given to the C49 titanium silicide layers 4S 1 , 6S 1 , and 7S 1 by the implantation of Ge, so that the crystallinity is disturbed and the crystal grain size is reduced.
Grain boundaries, which are the sources of 54 titanium silicide nuclei, increase.

【0048】この場合に於けるGeのイオン注入は、G
eがゲート電極4G、ソース領域6、ドレイン領域7に
到達しないようにすることが肝要であり、この実施の態
様に於いて、前記条件の下でイオン注入を実施した場
合、図5に見られるようなプロファイルになる。尚、図
5に於ける横軸は0を表面とした基板方向への深さであ
り、縦軸はイオンの個数を示している。
In this case, Ge ion implantation is performed as follows.
It is important to prevent e from reaching the gate electrode 4G, the source region 6, and the drain region 7. In this embodiment, when ion implantation is performed under the above conditions, it can be seen in FIG. It becomes such a profile. The horizontal axis in FIG. 5 is the depth in the substrate direction with 0 as the surface, and the vertical axis shows the number of ions.

【0049】図4(B)参照 4−(2) アルゴン雰囲気中に於いて、温度を600〔℃〕〜90
0〔℃〕、例えば700〔℃〕として、時間30〔秒〕
の熱処理を行って、高抵抗のC49チタン・シリサイド
層4S1 、6S1 、7S1 を構造相転移させ、それぞれ
低抵抗のC54チタン・シリサイド層4S2 、6S2
7S2 とする。
4 (B) 4- (2) In an argon atmosphere, the temperature was set between 600 ° C. and 90 ° C.
0 [° C], for example, 700 [° C], time 30 [seconds]
Is performed to cause a structural phase transition of the high-resistance C49 titanium silicide layers 4S 1 , 6S 1 , and 7S 1, and to form low-resistance C54 titanium silicide layers 4S 2 , 6S 2 ,
And 7S 2.

【0050】4−(3) この後、通常の技法を適用することに依り、全面にPS
G(phosphosilicate glass)膜
の形成、電極コンタクト窓の形成、アルミニウム配線な
どの形成、PSGからなる保護膜の形成、ボンディング
・パッド用開口の形成などを行って、nチャネルMOS
トランジスタが完成される。
4- (3) After that, by applying the ordinary technique, the entire PS
Forming a G (phosphosilicate glass) film, forming an electrode contact window, forming an aluminum wiring, forming a protective film made of PSG, forming an opening for a bonding pad, etc.
The transistor is completed.

【0051】前記実施の形態では、チタン層9の厚さを
20〔nm〕としたが、これは、必要とするチタン・シ
リサイド層の厚さに応じ、適切な厚さを選択すれば良
い。
In the above-described embodiment, the thickness of the titanium layer 9 is set to 20 [nm]. However, an appropriate thickness may be selected according to the required thickness of the titanium silicide layer.

【0052】本発明では、前記実施の形態に限られず、
他に多くの改変を実現することができる。
The present invention is not limited to the above embodiment,
Many other modifications can be implemented.

【0053】前記実施の形態では、工程3−(4)に於
いて、未反応のチタン層9を除去してからイオン注入を
行なっていて、そのようにすると、イオンの衝突を受け
た未反応のチタンがC49チタン・シリサイド層中に混
入するおそれがなくなるからである。
In the above embodiment, in the step 3- (4), the ion implantation is performed after the unreacted titanium layer 9 is removed. This is because there is no possibility that titanium of the above will be mixed into the C49 titanium silicide layer.

【0054】然しながら、未反応のチタン層9を除去す
ることなく、イオン注入を行なっても良く、そのように
すると、未反応のチタン層がバリヤとなり、不純物の混
入を防ぐことができる。唯、イオンの衝突を受けた未反
応のチタンがC49チタン・シリサイド層中に混入し、
組成を変えてしまう場合がある。
However, the ion implantation may be performed without removing the unreacted titanium layer 9. In such a case, the unreacted titanium layer becomes a barrier, and the contamination of impurities can be prevented. However, unreacted titanium that has been subjected to ion collisions is mixed into the C49 titanium silicide layer,
The composition may be changed.

【0055】前記実施の形態では、C49チタン・シリ
サイド層にGeを打ち込んでいるのであるが、Geを例
えばTi、Si、As、Arに代替することができ、例
えばAsを用いた場合、ソース領域及びドレイン領域の
構成元素であるから、C49チタン・シリサイド層をC
54チタン・シリサイド層とする際の反応には影響を及
ぼさない旨の利点があり、必要に応じてイオン種を選択
すると良い。
In the above-described embodiment, Ge is implanted into the C49 titanium silicide layer. However, Ge can be replaced with, for example, Ti, Si, As, or Ar. C49 titanium silicide layer
There is an advantage that the reaction at the time of forming a titanium 54 silicide layer is not affected, and it is preferable to select an ion species as needed.

【0056】未反応のチタン層を除去してからイオンの
打ち込みを行なう手段を採った場合には、注入イオンと
してTiを用いると、C49チタン・シリサイド層の組
成が変わってしまうから、それが望ましくなければ、T
iの使用は避けた方が良い。
In the case where a means for implanting ions after removing the unreacted titanium layer is employed, if Ti is used as the implanted ions, the composition of the C49 titanium silicide layer changes. If not, T
It is better to avoid using i.

【0057】イオン注入した後の熱処理工程でチタン・
シリサイド層表面が酸化されるおそれがあれば、イオン
を打ち込む前の段階で、例えばスパッタリング法を適用
し、厚さ例えば30〔nm〕のTiN膜を形成しておく
と有効である。
In the heat treatment step after ion implantation, titanium
If the surface of the silicide layer is likely to be oxidized, it is effective to form a TiN film having a thickness of, for example, 30 [nm] by applying a sputtering method, for example, before ion implantation.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明に依る半導体装置の製造方法に於
いては、シリコン上にチタン層を形成してから熱処理を
行ってC49チタン・シリサイド層を生成し、シリコン
に達しないエネルギでC49チタン・シリサイド層にイ
オンを注入して欠陥を導入し、加熱してC49チタン・
シリサイド層をC54チタン・シリサイド層にする。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a titanium layer is formed on silicon and then heat-treated to form a C49 titanium silicide layer. Ions are implanted into the silicide layer to introduce defects, and heated to C49 titanium.
The silicide layer is a C54 titanium silicide layer.

【0059】前記手段を採ることに依り、電極の幅及び
厚さを縮小した場合であっても、C49チタン・シリサ
イドからC54チタン・シリサイドへの反応を促進する
ことが容易である為、微細な寸法及び浅い不純物拡散層
をもち、高性能化された集積回路に於ける電極の抵抗率
を従来と同程度に維持することができる。
By adopting the above means, even when the width and thickness of the electrode are reduced, it is easy to promote the reaction from C49 titanium silicide to C54 titanium silicide. With the size and the shallow impurity diffusion layer, the resistivity of the electrode in an integrated circuit with high performance can be maintained at the same level as the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 1 is a cutaway side view showing a main part of a semiconductor device in a process key point for explaining a first embodiment of the present invention;

【図2】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 2 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key step for explaining the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 3 is a fragmentary sectional side view showing a semiconductor device in a process essential point for explaining the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明に於ける実施の形態1を説明する為の工
程要所に於ける半導体装置を表す要部切断側面図であ
る。
FIG. 4 is a fragmentary side view showing a semiconductor device at a key point in the process for describing Embodiment 1 of the present invention;

【図5】C49チタン・シリサイド層に対してGeイオ
ンを注入した場合のGe分布プロファイルを表す線図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing a Ge distribution profile when Ge ions are implanted into a C49 titanium silicide layer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p−Si基板 2 絶縁膜 3 ゲート絶縁膜 4 不純物含有多結晶Si膜 4G ゲート電極 4S1 C49チタン・シリサイド層 4S2 C54チタン・シリサイド層 5 絶縁膜 6 n+ ソース領域 6S1 C49チタン・シリサイド層 6S2 C54チタン・シリサイド層 7 n+ ドレイン領域 7S1 C49チタン・シリサイド層 7S2 C54チタン・シリサイド層 8 絶縁膜 8S サイド・ウォールReference Signs List 1 p-Si substrate 2 insulating film 3 gate insulating film 4 polycrystalline Si film containing impurities 4 G gate electrode 4 S 1 C49 titanium silicide layer 4 S 2 C54 titanium silicide layer 5 insulating film 6 n + source region 6 S 1 C49 titanium silicide Layer 6S 2 C54 titanium silicide layer 7 n + drain region 7S 1 C49 titanium silicide layer 7S 2 C54 titanium silicide layer 8 Insulating film 8S Side wall

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコン上にチタン層を形成してから熱処
理を行ってC49チタン・シリサイド層を生成する工程
と、 次いで、前記シリコンに達しないエネルギでC49チタ
ン・シリサイド層にイオンを注入して欠陥を導入する工
程と、 次いで、加熱してC49チタン・シリサイド層をC54
チタン・シリサイド層とする工程とが含まれてなること
を特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming a titanium layer on silicon and then performing a heat treatment to form a C49 titanium silicide layer; and then implanting ions into the C49 titanium silicide layer with energy that does not reach the silicon. Introducing a defect, and then heating the C49 titanium silicide layer to C54
Forming a titanium silicide layer.
【請求項2】シリコン上にC49チタン・シリサイド層
を形成して未反応のチタン層を除去することなくイオン
を注入することを特徴とする請求項1記載の半導体装置
の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a C49 titanium silicide layer is formed on silicon and ions are implanted without removing an unreacted titanium layer.
【請求項3】シリコン上にC49チタン・シリサイド層
を形成して未反応のチタン層を除去してからイオンを注
入することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a C49 titanium silicide layer is formed on silicon to remove an unreacted titanium layer and then implant ions.
【請求項4】イオン種がTi、Ge、Si、As、Ar
から選択された何れかであることを特徴とする請求項2
記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the ion species is Ti, Ge, Si, As, Ar.
3. The method according to claim 2, wherein the selected one is selected from the group consisting of:
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項5】イオン種がGe、Si、As、Arから選
択された何れかであることを特徴とする請求項3記載の
半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 3, wherein the ion species is any one selected from Ge, Si, As, and Ar.
【請求項6】C49チタン・シリサイド層上にTiN膜
を形成してからイオンを注入することを特徴とする請求
項1乃至5の何れか1記載の半導体装置の製造方法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a TiN film is formed on the C49 titanium silicide layer and then ions are implanted.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100691936B1 (en) * 2000-11-29 2007-03-08 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a semiconductor device
JP2009135227A (en) * 2007-11-29 2009-06-18 Toshiba Corp Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device

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