JPH10223560A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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Publication number
JPH10223560A
JPH10223560A JP2347097A JP2347097A JPH10223560A JP H10223560 A JPH10223560 A JP H10223560A JP 2347097 A JP2347097 A JP 2347097A JP 2347097 A JP2347097 A JP 2347097A JP H10223560 A JPH10223560 A JP H10223560A
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JP
Japan
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film
forming
semiconductor device
thin film
metal thin
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Withdrawn
Application number
JP2347097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akira Sato
佐藤  明
Natsuki Yokoyama
夏樹 横山
Masakazu Kono
正和 河野
Yoshiaki Yuyama
芳章 湯山
Katsunori Obata
勝則 小畑
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.)
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH10223560A publication Critical patent/JPH10223560A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress a thin-line effect due to a silicide process and to eliminate bridging by selectively forming a metal silicide film on polysilicon, amorphous silicon, or a silicon substrate when forming a metal thin film on the entire surface of a sample by using the chemical vapor deposition method. SOLUTION: LOCOS 2 is formed on an Si substrate 1, a gate oxide film 3 is formed, a polysilicon(PSi) film is deposited, a PSi film and the gate oxide film 3 are collectively etched, and a PSi gate 4 and the gate oxide film 3 are machined to a desired gate pattern. Further, the entire surface of a deposited oxide film is subjected to etchback, thus forming a side wall spacer 5. Then, an impurity ion is implanted and an activation annealing is performed and a diffusion layer 6 is also formed. Then, when a Ti film 7 is formed on the entire surface of a sample by the plasma CVD method, a raw material source for forming the Ti film 7 reacts with silicon, thus selectively forming TiSi2 films 8 and 9 on the diffusion layer 6 and the PSi gate 4.

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】本発明は半導体装置の特に化
学気相成長(CVD)法を用いた金属シリサイド膜の形
成方法とそれを用いた半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a metal silicide film using a chemical vapor deposition (CVD) method for a semiconductor device, and a method for manufacturing a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のサリサイド構造を有する半導体装
置は、スパッタリング法を用いて金属薄膜を形成し、そ
の金属薄膜とシリコンの熱反応を利用して金属シリサイ
ド膜を形成していた。その金属サリサイドプロセスは、
金属薄膜を形成した後、第1アニールを行うことによっ
て金属薄膜とシリコンの界面にのみ金属シリサイド膜を
形成し、次いで、酸化膜上の未反応金属薄膜をウェット
エッチングにより除去した後、第2アニールを行って構
造的に安定な低抵抗の金属シリサイド膜を形成してい
た。上記の従来方法による金属シリサイド膜は、ゲート
幅の縮小に伴ってゲート抵抗が急激に増加するといった
細線効果が現われ、問題となっていた。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor device having a salicide structure, a metal thin film is formed by a sputtering method, and a metal silicide film is formed by utilizing a thermal reaction between the metal thin film and silicon. The metal salicide process is
After forming the metal thin film, the first annealing is performed to form a metal silicide film only on the interface between the metal thin film and silicon, and then the unreacted metal thin film on the oxide film is removed by wet etching, and then the second annealing is performed. To form a structurally stable low-resistance metal silicide film. The metal silicide film according to the above-mentioned conventional method has a problem in that a thin line effect such that the gate resistance sharply increases as the gate width is reduced appears.

【0003】例えば、「大黒 他,Ti及びNiシリサ
イドの細線化における抵抗異常の解析,第41回応用物
理学関係連合講演会講演予稿集,29p−ZG−13(19
94)」では、Tiシリサイドのグレインサイズが0.1μ
m であり、且つ、グレインバウンダリに異なる層が存
在している。そのため、ゲート幅がこのグレインサイズ
と同程度に狭くなると、グレインバウンダリに存在する
層がゲートを横切るようになり、その層が細線効果をも
たらすと述べている。これは、Ti膜をスパッタリング
法で形成した後、通常のサリサイドプロセスでTiシリ
サイド膜を形成したものであることから、グレインバウ
ンダリに存在する層は、通常のTiサリサイドプロセス
の途中で混入した不純物がTiシリサイド膜の結晶成長
の際に結晶粒界に析出してできたものと考えられる。
[0003] For example, "Oguro et al., Analysis of Resistance Anomaly in Thinning of Ti and Ni Silicide, Proceedings of the 41st Joint Lecture on Applied Physics, 29p-ZG-13 (19
94)), the grain size of Ti silicide is 0.1μ.
m and there is a different layer at the grain boundary. Therefore, it is stated that when the gate width becomes as small as this grain size, a layer existing on the grain boundary crosses the gate, and the layer brings about a thin line effect. This is because a Ti film is formed by a sputtering method and then a Ti silicide film is formed by a normal salicide process. It is considered that the Ti silicide film was formed at the crystal grain boundaries during the crystal growth.

【0004】また、「大内 他,細線拡散層上TiSi
2 の相転移,第41回応用物理学関係連合講演会講演予
稿集,30a−ZH−3(1994)」では、Tiシリ
サイドの線幅が細くなるのに伴い、配線端部における応
力の影響が大きくなり、C49構造からC54構造への相
転移温度が上昇すると報告しており、配線端部における
応力緩和が細線効果の抑制につながることを意図してい
る。
In addition, Ouchi et al., TiSi on a fine wire diffusion layer
2 , phase transition, 41th Applied Physics Alliance Lecture Meeting Preliminary Report, 30a-ZH-3 (1994) ", the effect of stress at the wiring edge is reduced as the line width of Ti silicide becomes narrower. It is reported that the temperature increases and the phase transition temperature from the C49 structure to the C54 structure increases, and it is intended that the relaxation of the stress at the end of the wiring leads to the suppression of the fine wire effect.

【0005】さらに、「井上 他,W/Ti積層構造に
よるサリサイドプロセスの検討,第41回応用物理学関
係連合講演会講演予稿集,30a−ZH−8(199
4)」では、W/Tiの積層膜を形成した後、N2 雰囲
気中でシリサイド化の第1アニールを行っている。この
Ti膜上のW膜が第1アニール時のバリア層として働
き、厚いシリサイド膜が形成できるため細線効果を抑制
できると報告している。しかしこの方法はW/Ti積層
構造を用いているため、アニール温度の制御が困難で、
W,Ti,Siの3元系のシリサイド膜が形成されて表
面モホロジーが著しく劣化する可能性が高い。
[0005] Further, "Inoue et al., Study of Salicide Process Using W / Ti Stacked Structure, Proceedings of the 41st Lecture Meeting on Applied Physics, 30a-ZH-8 (199)
In 4), after forming a W / Ti laminated film, the first annealing for silicidation is performed in an N 2 atmosphere. It is reported that the W film on the Ti film functions as a barrier layer at the time of the first annealing, and a thin silicide film can be formed, thereby suppressing the fine wire effect. However, since this method uses a W / Ti laminated structure, it is difficult to control the annealing temperature.
There is a high possibility that a ternary silicide film of W, Ti, and Si is formed and the surface morphology is significantly deteriorated.

【0006】また、「石上 他,減圧N2 RTAを用い
たTiサリサイドプロセスの検討,第42回応用物理学
関係連合講演会講演予稿集,28p−K−13(199
5)」では、Ti膜厚の薄い方が細い線幅までシリサイ
ドが形成されるため、層抵抗上昇の抑制にはTiの薄膜
化が必要であることを報告している。しかしこの方法は
Ti膜厚が薄いため、N2 第1アニール時におけるTi
の窒化反応とTiのシリサイド反応の制御が困難である
といった問題がある。
Also, "Ishigami et al., Study of Ti Salicide Process Using Reduced Pressure N 2 RTA, Proceedings of the 42nd Joint Lecture on Applied Physics, 28p-K-13 (199)
5) reports that silicide is formed to a smaller line width when the Ti film thickness is smaller, so that it is necessary to reduce the thickness of Ti to suppress the increase in the layer resistance. However, since this method the Ti film thickness is small, Ti during N 2 first annealing
There is a problem that it is difficult to control the nitridation reaction of Ti and the silicide reaction of Ti.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】1994年第41回応
用物理学関係連合講演会講演予稿集29p−ZG−13
に記載のグレインバウンダリに存在する層は、通常のT
iサリサイドプロセス(Ti膜形成,第1アニール,T
iN及び未反応Ti膜の除去,第2アニール)の途中で
混入した不純物がTiシリサイドの結晶粒界に析出して
できたものと考えられる。
[Problems to be Solved by the Invention] Proceedings of the 41st Joint Lecture Meeting on Applied Physics 1994, 29p-ZG-13
The layer existing in the grain boundary described in the above section is a normal T
i salicide process (Ti film formation, first annealing, T
It is considered that the impurities mixed during the removal of the iN and the unreacted Ti film and the second annealing were precipitated at the crystal grain boundaries of Ti silicide.

【0008】本発明による方法では、CVD−Ti膜形
成と同時にTiシリサイド膜を形成させ、上記不純物の
混入を防ぐ。また、その不純物による細線効果を抑制す
る。
In the method according to the present invention, a Ti silicide film is formed simultaneously with the formation of the CVD-Ti film, thereby preventing the above-mentioned impurities from being mixed. In addition, the thin wire effect due to the impurities is suppressed.

【0009】また、1994年第41回応用物理学関係
連合講演会講演予稿集30a−ZH−3記載では、Ti
シリサイドの線幅が細くなるのに伴い、配線端部におけ
る応力の影響が大きくなり、それが細線効果に影響を及
ぼしていることを示している。これも前記と同様、Ti
膜をスパッタリング法で形成した後、通常のTiサリサ
イドプロセスでTiシリサイド膜を形成しているため、
細線部における応力緩和が困難である。
[0009] In addition, in the proceedings of the 41st Joint Lecture Meeting on Applied Physics 1994, 30a-ZH-3, Ti
As the line width of the silicide becomes narrower, the influence of the stress at the end of the wiring becomes larger, which indicates that the influence is exerted on the thin line effect. This is also the same as above.
After forming the film by the sputtering method, since the Ti silicide film is formed by the normal Ti salicide process,
It is difficult to alleviate the stress in the thin wire portion.

【0010】本発明による方法では、CVD−Ti膜形
成の際にTiシリサイド膜を僅かずつ形成させ、細線端
部における局所的な応力集中を避ける。
In the method according to the present invention, a Ti silicide film is formed little by little at the time of forming a CVD-Ti film to avoid local stress concentration at the end of the fine wire.

【0011】前記1994年第41回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集30a−ZH−8の記載では、Ti
シリサイドの膜厚の厚い方が、一方、1995年第42
回応用物理学関係連合講演会講演予稿集28p−K−1
3記載ではTiシリサイドの膜厚の薄い方が細線効果の
抑制に効果があることを示している。両者は相反する結
果であるが、Tiの膜質,シリサイド化のアニール条
件、あるいは下地Siの状態の違いによってこのような
結果が得られることは考えられる。いずれの場合におい
てもTiシリサイドの膜厚が細線効果に大きな影響を及
ぼしていることは確実である。
[0011] In the above-mentioned proceedings of the forty-first edition of the 41st Lecture Meeting on Related Physics in 1994, 30a-ZH-8, Ti
A thicker silicide film, on the other hand,
Proceedings of the JSCE Lecture Meeting 28p-K-1
Reference 3 indicates that a thinner film of Ti silicide is more effective in suppressing the thin line effect. Although the two are contradictory results, it is conceivable that such a result can be obtained depending on the difference in the film quality of Ti, the annealing conditions for silicidation, or the state of the underlying Si. In any case, it is certain that the film thickness of Ti silicide has a great effect on the fine wire effect.

【0012】本発明による方法は、Tiシリサイドの膜
厚を容易に制御することを可能とし、Tiシリサイド膜
厚の最適化によって細線効果を抑制する。
The method according to the present invention makes it possible to easily control the thickness of Ti silicide, and suppresses the thin line effect by optimizing the thickness of Ti silicide.

【0013】すなわち、本発明の目的は、サリサイドプ
ロセスにおける細線効果の抑制にある。また、本発明の
他の目的は、サリサイドプロセスにおけるブリッジング
を解消し、信頼性の高いサリサイドプロセスを確立する
ことにある。さらに本発明の目的は、通常のサリサイド
プロセスに比べて工程数を低減し、プロセス中に混入す
る不純物の低減を可能とすることにある。
That is, an object of the present invention is to suppress the thin line effect in the salicide process. Another object of the present invention is to eliminate bridging in the salicide process and to establish a salicide process with high reliability. It is a further object of the present invention to reduce the number of steps as compared with a normal salicide process and to reduce impurities mixed in the process.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の構成に
より達成される。
The above object is achieved by the following constitution.

【0015】(1)半導体装置の製造方法で、化学気相
成長(CVD)法を用いて試料全面に金属薄膜を形成す
る際、ポリシリコン,非晶質シリコン、あるいはSi基
板上のみに金属シリサイド膜を選択的に形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) In a method of manufacturing a semiconductor device, when a metal thin film is formed on the entire surface of a sample using a chemical vapor deposition (CVD) method, a metal silicide is formed only on a polysilicon, amorphous silicon, or Si substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a film is selectively formed.

【0016】(2)半導体装置で、化学気相成長(CV
D)法を用いて試料全面に金属薄膜を形成する際、ゲー
ト電極上、ソース・ドレイン上に選択的に形成された金
属シリサイド膜を有することを特徴とする半導体装置。
(2) In a semiconductor device, chemical vapor deposition (CV)
A semiconductor device having a metal silicide film selectively formed on a gate electrode and a source / drain when a metal thin film is formed on the entire surface of a sample by using the method D).

【0017】(3)半導体装置の製造方法で、ゲート電
極がポリシリコン、あるいはポリサイド構造の最上層が
ポリシリコン又は非晶質シリコンから成るゲート電極に
CVD法による金属薄膜を試料全面に形成し、上記ゲート
電極と上記金属薄膜との界面のみに金属シリサイド膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(3) In the method of manufacturing a semiconductor device, the gate electrode is made of polysilicon, or the uppermost layer of the polycide structure is made of polysilicon or amorphous silicon.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal thin film on the entire surface of a sample by a CVD method; and forming a metal silicide film only on an interface between the gate electrode and the metal thin film.

【0018】(4)半導体装置の製造方法で、ソース・
ドレインから成る拡散層上にCVD法による金属薄膜を
試料全面に形成し、上記拡散層と上記金属薄膜の界面の
みに金属シリサイド膜を形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
(4) In the method of manufacturing a semiconductor device, the source
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal thin film by CVD on an entire surface of a sample on a diffusion layer comprising a drain; and forming a metal silicide film only at an interface between the diffusion layer and the metal thin film.

【0019】(5)半導体装置の製造方法で、CVD法
による金属薄膜を試料全面に形成する際、ポリシリコン
あるいはポリサイド構造の最上層がポリシリコン又は非
晶質シリコンから成るゲート電極と上記金属薄膜との界
面、及びソース・ドレインから成る拡散層と上記金属薄
膜との界面に同時に金属シリサイド膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
(5) In the method of manufacturing a semiconductor device, when a metal thin film is formed on the entire surface of a sample by a CVD method, a gate electrode in which the uppermost layer of polysilicon or polycide structure is made of polysilicon or amorphous silicon and the metal thin film A metal silicide film at the same time at the interface between the metal thin film and the interface between the metal thin film and the diffusion layer comprising the source / drain and the metal thin film.

【0020】(6)半導体装置の製造方法で、ソース・
ドレインから成る拡散層を形成する工程と、ポリシリコ
ンあるいはポリサイド構造における最上層がポリシリコ
ン又は非晶質シリコンであるゲート電極を形成する工程
と、CVD法による金属薄膜を形成する工程を有し、且
つ、CVD法による金属薄膜を形成する際、上記拡散層
と上記金属薄膜の界面、及び上記ゲート電極と上記金属
薄膜の界面に金属シリサイド膜を形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
(6) In the method of manufacturing a semiconductor device, the source
Forming a diffusion layer consisting of a drain, forming a gate electrode in which the uppermost layer in the polysilicon or polycide structure is polysilicon or amorphous silicon, and forming a metal thin film by a CVD method. And forming a metal thin film at the interface between the diffusion layer and the metal thin film and at the interface between the gate electrode and the metal thin film when forming the metal thin film by the CVD method.

【0021】(7)上記(2),(3),(5),(6)記載
の半導体装置及び半導体装置の製造方法で、ゲート電極
幅が0.5μm 以下で発生する細線効果を抑制する。
(7) In the semiconductor device and the method of manufacturing a semiconductor device according to the above (2), (3), (5), and (6), a thin line effect generated when the gate electrode width is 0.5 μm or less is suppressed. .

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】本発明は化学気相成長(CVD)
法により金属膜を試料全面に堆積する際に、シリコン上
に選択的に形成される金属シリサイド膜を利用したもの
である。その原理を図1を用いて説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention is directed to chemical vapor deposition (CVD).
When a metal film is deposited on the entire surface of a sample by a method, a metal silicide film selectively formed on silicon is used. The principle will be described with reference to FIG.

【0023】Si基板1にLOCOS2を形成し、熱酸化によ
りゲート酸化膜3を形成する。次いでポリシリコン膜を
堆積させた後、レジストをマスクとしてポリシリコン膜
とゲート酸化膜3を一括エッチングし、ポリシリコンゲ
ート4及びゲート酸化膜3を所望のゲートパターンに加
工する。さらにCVD法を用いて酸化膜を堆積し、その
酸化膜を全面エッチバックすることによってサイドウォ
ールスペーサ5を形成する。次いで不純物イオンの注入
と活性化アニールを行うことによって拡散層6を形成す
る(図1(a))。尚、ポリシリコンゲート4は単層膜
でも良いし、積層膜の場合はその最上層がポリシリコン
膜あるいは非晶質シリコン膜であれば良い。
A LOCOS 2 is formed on a Si substrate 1, and a gate oxide film 3 is formed by thermal oxidation. Next, after depositing a polysilicon film, the polysilicon film and the gate oxide film 3 are collectively etched using the resist as a mask, and the polysilicon gate 4 and the gate oxide film 3 are processed into a desired gate pattern. Further, an oxide film is deposited by using the CVD method, and the entire surface of the oxide film is etched back to form the sidewall spacer 5. Next, a diffusion layer 6 is formed by performing impurity ion implantation and activation annealing (FIG. 1A). Incidentally, the polysilicon gate 4 may be a single layer film, or in the case of a laminated film, the uppermost layer may be a polysilicon film or an amorphous silicon film.

【0024】試料に対し、プラズマCVD法を用いて試
料全面にCVD−Ti膜7を形成する。この時、CVD
−Ti膜7を形成するための原料ソースとシリコンが反
応し、拡散層6上及びポリシリコンゲート4上に各々T
iSi2 膜8,9が選択的に形成される(図1
(b))。これはTiを主成分とする無機系ソースとシ
リコンとの反応を利用したものであるため、LOCOS2、及
びサイドウォールスペーサ5等の酸化膜上にはTiSi
2 膜は形成されない。尚、CVD−Ti膜7の形成条件
は基板温度を600℃で一定とし、無機系ソースのTi
Cl4 を10sccm、H2を50sccm、反応槽内の圧力を
0.05Torr として膜形成を行った後、さらにアンモニ
アガスを追加してTiN膜形成を行った。
A CVD-Ti film 7 is formed on the entire surface of the sample by using a plasma CVD method. At this time, CVD
-The source material for forming the Ti film 7 reacts with silicon, so that T is formed on the diffusion layer 6 and the polysilicon gate 4 respectively.
iSi 2 films 8 and 9 are selectively formed (FIG. 1)
(B)). Since this utilizes a reaction between an inorganic source containing Ti as a main component and silicon, TiSi is formed on oxide films such as LOCOS2 and sidewall spacers 5.
No two films are formed. The conditions for forming the CVD-Ti film 7 are as follows: the substrate temperature is kept constant at 600 ° C .;
After forming a film with Cl 4 at 10 sccm, H 2 at 50 sccm and the pressure in the reaction tank at 0.05 Torr, a TiN film was formed by further adding ammonia gas.

【0025】次に、過酸化水素水とアンモニア水の混合
液でCVD−Ti膜7をウェットエッチングにより除去
した後、800℃の温度で1分のRTA(Rapid Ther
malAnnealing)処理を行い、TiSi2 膜を低抵抗な
安定した膜とした(図1(c))。尚、CVD−Ti膜7の
ウェットエッチングはRTA処理後に行っても構わな
い。
Next, after removing the CVD-Ti film 7 by wet etching with a mixed solution of aqueous hydrogen peroxide and aqueous ammonia, RTA (Rapid Ther) at a temperature of 800 ° C. for 1 minute.
mal Annealing) treatment to make the TiSi 2 film a low-resistance stable film (FIG. 1 (c)). The wet etching of the CVD-Ti film 7 may be performed after the RTA process.

【0026】従来、シリサイド化反応によりTiSi2
膜を形成する場合、図2(a)の試料に対してスパッタ
リング法を用いて試料全面にスパッタTi膜11を形成
する(図2(b))。次いで第1アニールとして600
℃から750℃の温度範囲内で30秒から30分の熱処
理を行っていた。拡散層6上及びポリシリコンゲート4
上のスパッタTi膜11はこの熱処理で界面にTiSi
x 膜12,13を形成する(X≦2)。このとき同時に
スパッタTi膜11が拡散層6のSi原子を吸い上げる
ことによってサイドウォールスペーサ5上にTiSix
ブリッジ14が形成される(図3(a))。このサイド
ウォールスペーサ5上のTiSix ブリッジ14が原因
でポリシリコンゲート4と拡散層6の間でショートが多
発していた。
Conventionally, TiSi 2 has been produced by a silicidation reaction.
In the case of forming a film, a sputtered Ti film 11 is formed on the entire surface of the sample of FIG. 2A by using a sputtering method (FIG. 2B). Next, as the first annealing, 600
The heat treatment was performed within a temperature range of 750 ° C. to 750 ° C. for 30 seconds to 30 minutes. On the diffusion layer 6 and the polysilicon gate 4
The upper sputtered Ti film 11 becomes TiSi
x films 12 and 13 are formed (X ≦ 2). At the same time, the sputtered Ti film 11 siphons the Si atoms of the diffusion layer 6 to form TiSi x on the sidewall spacers 5.
The bridge 14 is formed (FIG. 3A). Short circuits frequently occurred between the polysilicon gate 4 and the diffusion layer 6 due to the TiSi x bridge 14 on the sidewall spacer 5.

【0027】次にウェットエッチングでスパッタTi膜
11を除去した後、第2アニールとして800℃から8
50℃の温度範囲で熱処理を行うことによってTiSi
x 膜12,13は各々安定したTiSi2 膜15,16
となる(図3(b))。但し、TiSi2 膜15,16
を残してサイドウォールスペーサ5上のTiSix ブリ
ッジ14のみを除去することは極めて困難であり、ショ
ートの問題を解決するには至っていない。
Next, after removing the sputtered Ti film 11 by wet etching, the second annealing is performed at 800 ° C. to 8 ° C.
By performing heat treatment in a temperature range of 50 ° C., TiSi
The x films 12 and 13 are stable TiSi 2 films 15 and 16 respectively.
(FIG. 3B). However, the TiSi 2 films 15, 16
It is extremely difficult to remove only the TiSi x bridges 14 on the side wall spacers 5 while leaving the above, and the problem of short circuit has not been solved.

【0028】また、図4に示すようにゲート電極の幅を
dとした場合、従来のサリサイドプロセスではゲート電
極の幅dが狭くなるに従ってゲートのシート抵抗が増加
する。特に、ゲート幅が0.5μm 以下の狭い領域にな
ると、ゲートのシート抵抗上昇率が極端に増加する(図
5)。これは、スパッタTi膜とポリシリコンゲート4
がシリサイド反応によってTiSi2 膜を形成する際、
ゲート電極幅が狭い領域ではTiSi2 の結晶成長が阻
害されるためである。
When the width of the gate electrode is d as shown in FIG. 4, the sheet resistance of the gate increases as the width d of the gate electrode decreases in the conventional salicide process. In particular, when the gate width is as narrow as 0.5 μm or less, the rate of increase in the sheet resistance of the gate is extremely increased (FIG. 5). This is because the sputtered Ti film and the polysilicon gate 4
Forms a TiSi 2 film by a silicide reaction,
This is because TiSi 2 crystal growth is hindered in a region where the gate electrode width is small.

【0029】本発明では、CVD−Ti膜7を形成して
いくと同時にポリシリコンゲート4上でシリサイド反応
が起こるため、図3(b)で示したポリシリコンゲート
4と拡散層6間でのショート、及び図5で示した0.5
μm 以下の狭ゲート電極幅での極端なシート抵抗上昇
を抑制することができる。
In the present invention, a silicide reaction occurs on the polysilicon gate 4 at the same time as the formation of the CVD-Ti film 7, so that the polysilicon layer 4 and the diffusion layer 6 shown in FIG. Short and 0.5 shown in FIG.
Extremely high sheet resistance at a narrow gate electrode width of less than μm can be suppressed.

【0030】次に、本発明の一実施例を図6を用いて説
明する。まず図1(c)で作製した試料に対して層間絶
縁膜21を形成し、レジストをマスクとして層間絶縁膜
21をドライエッチングして所望のコンタクトホール2
2を開孔した後、レジストを除去する(図6(a))。
次いで、CVD−TiN膜23を形成した(図6(b))。
更に第1配線層24としてCVD−W膜を形成し、レジ
ストをマスクとして第1配線層24とCVD−TiN膜
23を一括でドライエッチングし、所望のパターンとし
た(図6(c))。これによって、拡散層6と第1配線
層24との接触抵抗を低減することができ、低コンタク
ト抵抗を得ることができた。また、ポリシリコンゲート
4上にTiSi2 膜9が形成されているため、ゲート抵
抗を低減することが可能となった。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, an interlayer insulating film 21 is formed on the sample manufactured in FIG. 1C, and the interlayer insulating film 21 is dry-etched using a resist as a mask to form a desired contact hole 2.
After opening the holes 2, the resist is removed (FIG. 6A).
Next, a CVD-TiN film 23 was formed (FIG. 6B).
Further, a CVD-W film was formed as the first wiring layer 24, and the first wiring layer 24 and the CVD-TiN film 23 were collectively dry-etched using a resist as a mask to obtain a desired pattern (FIG. 6C). Thereby, the contact resistance between the diffusion layer 6 and the first wiring layer 24 could be reduced, and a low contact resistance could be obtained. Further, since the TiSi 2 film 9 is formed on the polysilicon gate 4, the gate resistance can be reduced.

【0031】また、図6(a)の試料に対し、選択CV
D法を用いてWプラグ31,32を形成することもでき
る(図7(a))。この場合、ポリシリコンゲート4上
の深さの浅いビアホールにWプラグの膜厚を設定する
と、拡散層6上のコンタクトホールをWプラグで完全に
埋め込むことはできないが、拡散層6上のコンタクトホ
ールの実質的なアスペクト比低減につながり、配線の信
頼性確保に有効である。次いで、バリアメタル33と第
1配線層34を形成した後、レジストをマスクとして第
1配線層34とバリアメタル33を一括ドライエッチン
グして所望のパターンとする(図7(b))。尚、この
ときのバリアメタル33は、スパッタ法によるTiN膜
を用いることもできるが、膜被覆性を考慮するとCVD
−TiN膜を用いることが望ましい。
In addition, the sample of FIG.
The W plugs 31 and 32 can also be formed by using the D method (FIG. 7A). In this case, if the thickness of the W plug is set to the shallow via hole on the polysilicon gate 4, the contact hole on the diffusion layer 6 cannot be completely filled with the W plug. Is effective in ensuring the reliability of the wiring. Next, after forming the barrier metal 33 and the first wiring layer 34, the first wiring layer 34 and the barrier metal 33 are collectively dry-etched into a desired pattern using the resist as a mask (FIG. 7B). The barrier metal 33 at this time may be a TiN film formed by a sputtering method.
-It is desirable to use a TiN film.

【0032】さらに、図6(a)の試料に対し、選択C
VD法を用いてWプラグ41,42を形成する際、最も
深いコンタクトホールにWプラグの膜厚を設定すると、
深さの浅いゲート上のビアホールではWプラグ42が異
常成長してしまう(図8(a))。このようなWプラグ42
の異常成長は、配線間あるいは配線層間のショートの原
因となるため、Wプラグ42の突起部分を削除すること
が必要となる。そこで、化学機械研磨(CMP=Chemi
cal Mechanical Polishing)を用いてWプラグの突起
部分を削除し、平坦化を行う(図8(b))。尚、Wプ
ラグの突起部分の削除方法としては、CMP以外にもエ
ッチバック法を用いることもできる。次に、バリアメタ
ル45及び第1配線層46を形成し、レジストをマスク
として第1配線層46とバリアメタル45を一括ドライ
エッチングして所望のパターンとする(図8(c))。
これにより、配線間及び配線層間のショートが解消さ
れ、試料の平坦化が可能となる。
Further, with respect to the sample of FIG.
When the W plugs 41 and 42 are formed using the VD method, if the thickness of the W plug is set to the deepest contact hole,
The W plug 42 abnormally grows in the via hole on the gate having a small depth (FIG. 8A). Such a W plug 42
Abnormal growth may cause a short circuit between wirings or between wiring layers, and therefore, it is necessary to remove the protruding portion of the W plug 42. Therefore, chemical mechanical polishing (CMP = Chemi
The projection of the W plug is removed using cal mechanical polishing (FIG. 8B). In addition, as a method of removing the protruding portion of the W plug, an etch-back method can be used other than the CMP. Next, a barrier metal 45 and a first wiring layer 46 are formed, and the first wiring layer 46 and the barrier metal 45 are collectively dry-etched using a resist as a mask to form a desired pattern (FIG. 8C).
As a result, a short circuit between wirings and between wiring layers is eliminated, and the sample can be flattened.

【0033】さらに、本発明の一実施例を図9を用いて
説明する。図1(c)で作製した試料に対して層間絶縁
膜21を形成し、レジストをマスクとして層間絶縁膜2
1をドライエッチングして所望のコンタクトホール5
1,52を開孔した後、レジストを除去する。このと
き、層間絶縁膜21に対するTiSi2 膜8,9のドラ
イエッチング選択比が小さい場合、TiSi2 膜8,9
の突き抜けが発生する(図9(a))。この構造に対し
て通常の配線工程を施すと、配線金属膜とポリシリコン
ゲート4及び拡散層6との間で接触抵抗が極端に上昇す
ることが考えられる。
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. An interlayer insulating film 21 is formed on the sample manufactured in FIG. 1C, and the interlayer insulating film 2 is formed using a resist as a mask.
1 is dry-etched to obtain a desired contact hole 5
After opening the holes 1 and 52, the resist is removed. At this time, when the dry etching selectivity of the TiSi 2 films 8, 9 with respect to the interlayer insulating film 21 is small, the TiSi 2 films 8, 9
(See FIG. 9A). When a normal wiring process is performed on this structure, it is considered that the contact resistance between the wiring metal film and the polysilicon gate 4 and the diffusion layer 6 extremely increases.

【0034】そこで、図9(a)に示す構造に対して、
CVD−Ti膜53を形成することにより、TiSi2
膜8,9が突き抜けて露出した拡散層6及びポリシリコ
ンゲート4とCVD−Ti膜53の界面にTiSi2
54,55を形成することができる。次いで、CVD−
TiN膜と第1配線層56を形成した後、レジストをマ
スクとして第1配線層56とCVD−TiN膜及びCV
D−Ti膜53を一括ドライエッチングして所望のパタ
ーンとする(図9(b))。これにより、第1配線層5
6とポリシリコンゲート4及び拡散層6との間の接触抵
抗を低減することができる。
Therefore, for the structure shown in FIG.
By forming the CVD-Ti film 53, TiSi 2
TiSi 2 films 54 and 55 can be formed at the interface between the diffusion layer 6, the polysilicon gate 4, and the CVD-Ti film 53 through which the films 8 and 9 are exposed. Then, CVD-
After forming the TiN film and the first wiring layer 56, the first wiring layer 56, the CVD-TiN film and the CV
The D-Ti film 53 is collectively dry-etched into a desired pattern (FIG. 9B). Thereby, the first wiring layer 5
6 and the contact resistance between polysilicon gate 4 and diffusion layer 6 can be reduced.

【0035】さらに、図9(a)に示す構造に対して、
CVD−Ti膜53を形成する(図10(a))。その
際、TiSi2 膜8,9が突き抜けて露出した拡散層6
及びポリシリコンゲート4とCVD−Ti膜53との界
面には選択的にTiSi2 膜54,55が形成されてい
る。次に、過酸化水素水とアンモニア水の混合液によっ
てCVD−Ti膜53を除去する(図10(b))。
Further, with respect to the structure shown in FIG.
A CVD-Ti film 53 is formed (FIG. 10A). At this time, the diffusion layer 6 through which the TiSi 2 films 8 and 9 penetrate and are exposed.
At the interface between the polysilicon gate 4 and the CVD-Ti film 53, TiSi 2 films 54 and 55 are selectively formed. Next, the CVD-Ti film 53 is removed with a mixed solution of aqueous hydrogen peroxide and aqueous ammonia (FIG. 10B).

【0036】次いで、図10(b)に示す構造に対して
選択CVD法を用いてWプラグ61,62を形成する。
この場合、図7と同様、ポリシリコンゲート4上の深さ
の浅いビアホールにWプラグの膜厚を設定すると、拡散
層6上のコンタクトホールをWプラグで完全に埋め込む
ことはできないが、拡散層6上のコンタクトホールの実
質的なアスペクト比低減につながり、配線の信頼性確保
に有効である。次いで、バリアメタル63と第1配線層
64を形成した後、レジストをマスクとして第1配線層
64とバリアメタル63を一括ドライエッチングして所
望のパターンとする(図11)。尚、このときのバリア
メタル63は、スパッタ法によるTiN膜を用いること
もできるが、膜被覆性を考慮するとCVD−TiN膜を
用いることが望ましい。
Next, W plugs 61 and 62 are formed on the structure shown in FIG. 10B by using the selective CVD method.
In this case, as in FIG. 7, when the thickness of the W plug is set in the shallow via hole on the polysilicon gate 4, the contact hole on the diffusion layer 6 cannot be completely filled with the W plug. 6 leads to a substantial reduction in the aspect ratio of the contact hole, which is effective in ensuring the reliability of the wiring. Next, after forming the barrier metal 63 and the first wiring layer 64, the first wiring layer 64 and the barrier metal 63 are collectively dry-etched into a desired pattern using the resist as a mask (FIG. 11). In this case, as the barrier metal 63, a TiN film formed by a sputtering method can be used, but it is preferable to use a CVD-TiN film in consideration of film coverage.

【0037】また、図10(b)に示す構造に対して、
図8(b)と同様の方法を用いてWプラグ65,66を
形成する。尚、このWプラグ65,66は化学機械研磨
(CMP)によって異常成長したWプラグの突起部分を
削除し、試料の平坦化を行ったものである。これによっ
て、配線間及び配線層間のショートを解消することがで
きる。次に、バリアメタル67と第1配線層68を形成
し、レジストをマスクとして第1配線層68とバリアメ
タル67を一括ドライエッチングして所望のパターンと
する(図12)。尚、このときのバリアメタル67は、
試料が平坦化されていることからスパッタ法によるTi
N膜を用いても、CVD−TiN膜を用いても特性上の
優位性はない。
In addition, with respect to the structure shown in FIG.
The W plugs 65 and 66 are formed using the same method as in FIG. The W plugs 65 and 66 are obtained by removing the protrusions of the W plug abnormally grown by chemical mechanical polishing (CMP) and flattening the sample. As a result, a short circuit between wirings and between wiring layers can be eliminated. Next, the barrier metal 67 and the first wiring layer 68 are formed, and the first wiring layer 68 and the barrier metal 67 are collectively dry-etched into a desired pattern using the resist as a mask (FIG. 12). The barrier metal 67 at this time is
Since the sample is flattened, Ti
There is no superiority in characteristics whether an N film or a CVD-TiN film is used.

【0038】次に、従来の金属サリサイドプロセス後の
問題点を図13及び図14を用いて説明する。拡散層6
上及びポリシリコンゲート4上に各々TiSi2 膜8,
9を形成した後、層間絶縁膜11を形成し、レジストを
マスクとして層間絶縁膜11をドライエッチングしてコ
ンタクトホール71,72を開孔し、その後レジストを
除去する(図13(a))。この層間絶縁膜11のドラ
イエッチングの際、層間絶縁膜11に対するTiSi2
膜8,9のドライエッチング選択比が小さい場合、図1
3(a)に示すようにTiSi2 膜8,9の突き抜けが
発生する。
Next, problems after the conventional metal salicide process will be described with reference to FIGS. Diffusion layer 6
A TiSi 2 film 8 on the polysilicon gate 4 and
After forming 9, an interlayer insulating film 11 is formed, and the interlayer insulating film 11 is dry-etched using the resist as a mask to open contact holes 71 and 72, and then the resist is removed (FIG. 13A). At the time of dry etching of the interlayer insulating film 11, TiSi 2
When the dry etching selectivity of the films 8 and 9 is small, FIG.
As shown in FIG. 3A, penetration of the TiSi 2 films 8 and 9 occurs.

【0039】このTiSi2 膜8,9が突き抜けた拡散
層6とポリシリコンゲート4上に更にTiSi2 膜を形
成しようとすると、従来はスパッタ法を用いてTi(ス
パッタTi)膜を形成しなければならなかった(図13
(b))。しかし、スパッタTi膜73を形成した場
合、図13(b)に示すように、孔径の小さなコンタク
トホール71底部でのTi膜と孔径の大きなコンタクト
ホール72底部でのTi膜に大きな膜厚差が生じてしま
う。
In order to further form a TiSi 2 film on the diffusion layer 6 and the polysilicon gate 4 through which the TiSi 2 films 8 and 9 have penetrated, conventionally, a Ti (sputter Ti) film must be formed by using a sputtering method. (Fig. 13
(B)). However, when the sputtered Ti film 73 is formed, as shown in FIG. 13B, there is a large difference in thickness between the Ti film at the bottom of the contact hole 71 having a small hole diameter and the Ti film at the bottom of the contact hole 72 having a large hole diameter. Will happen.

【0040】図13(b)に示す試料に対して、シリサ
イド化のための熱処理を行ってTiSi2 膜74,75
を形成した後、未反応のスパッタTi膜73をウェット
エッチングにより除去する(図14)。このような方法
で形成したTiSi2 膜74,75の膜厚はコンタクト
ホールの径に依存し、コンタクトホール径の縮小に伴っ
てTiSi2 膜厚は薄くなる。このため、径の大きなコ
ンタクトホール72でのTiSi2 膜75を目標の膜厚
にすると、TiSi2 膜74の膜厚は極端に薄くなり、
後に形成する配線金属膜との接触抵抗を低減することが
できなくなる。一方、径の小さなコンタクトホール71
でのTiSi2 膜74を目標の膜厚にすると、TiSi
2 膜75の膜厚は厚くなり、TiSi2 膜75が拡散層
6を突き抜け、拡散層リーク電流増大の原因となる。こ
のように、従来方法によってコンタクトホール開孔後に
TiSi2 膜を形成する場合、コンタクトホール径に依
存した不良の発生確率が高くなる。
The sample shown in FIG. 13B is subjected to a heat treatment for silicidation to form TiSi 2 films 74 and 75.
Is formed, the unreacted sputtered Ti film 73 is removed by wet etching (FIG. 14). The film thickness of the TiSi 2 films 74 and 75 formed by such a method depends on the diameter of the contact hole, and the film thickness of the TiSi 2 becomes smaller as the diameter of the contact hole decreases. Therefore, when the target thickness of the TiSi 2 film 75 in the contact hole 72 having a large diameter is set to a target thickness, the thickness of the TiSi 2 film 74 becomes extremely thin.
The contact resistance with the wiring metal film to be formed later cannot be reduced. On the other hand, the contact hole 71 having a small diameter
When the target film thickness of the TiSi 2 film 74 at
The thickness of the second film 75 is increased, and the TiSi 2 film 75 penetrates through the diffusion layer 6 to cause an increase in the diffusion current of the diffusion layer. As described above, when the TiSi 2 film is formed after the contact hole is formed by the conventional method, the probability of occurrence of a defect depending on the contact hole diameter increases.

【0041】さらに、従来の金属サリサイドプロセス後
の問題点を図15を用いて説明する。図9(a)に示す
ようなTiSi2 膜8,9に突き抜けが発生している試
料に対して配線層を形成する場合、バリアメタル83の
形成が必要である。このバリアメタル83を形成する前
に、コンタクトホール81,82底部の自然酸化膜を除
去するためのウェットエッチングが必要である。このウ
ェットエッチングによって、コンタクトホール81,8
2側壁部に露出しているTiSi2 膜8,9にサイドエ
ッチが生じ、コンタクトホール81,82底部ではオー
バーハングの形状となる。尚、TiSi2 膜8,9が突
き抜けていない場合(図6(a))でも、同様にウェッ
トエッチングの際、TiSi2 膜8,9が等方的にエッ
チングされ、コンタクトホール81,82底部ではオー
バーハングの形状となってしまう。底部がオーバーハン
グ形状となっているコンタクトホール81,82にバリ
アメタル83を形成すると、バリアメタル83と拡散層
6の間、及びバリアメタル83とポリシリコンゲート4
の間で各々断線が顕著に現われる(図15(a))。
Further, problems after the conventional metal salicide process will be described with reference to FIG. In the case where a wiring layer is formed for a sample in which the TiSi 2 films 8 and 9 have a penetration as shown in FIG. 9A, it is necessary to form a barrier metal 83. Before the formation of the barrier metal 83, wet etching for removing the natural oxide film at the bottom of the contact holes 81 and 82 is required. The contact holes 81 and 8 are formed by this wet etching.
Side etching occurs in the TiSi 2 films 8 and 9 exposed on the two side walls, and the bottoms of the contact holes 81 and 82 have an overhang shape. Even when the TiSi 2 films 8 and 9 do not penetrate (FIG. 6A), the TiSi 2 films 8 and 9 are similarly isotropically etched during the wet etching, and the bottoms of the contact holes 81 and 82 are similarly etched. It becomes overhang shape. When the barrier metal 83 is formed in the contact holes 81 and 82 whose bottoms have an overhanging shape, the barrier metal 83 and the diffusion layer 6 and the barrier metal 83 and the polysilicon gate 4 are formed.
In FIG. 15 (a), the disconnection appears remarkably.

【0042】図15(a)のような断面形状の試料に対
して第1配線層84を形成し、第1配線層84とバリア
メタル83を一括ドライエッチングして所望のパターン
とする(図15(b))。この場合、バリアメタル83
と第1配線層84をスパッタリング法で形成するため、
コンタクトホール81,82の底部における配線層のカ
バレジ不足が発生し、断線を回避することは困難であ
る。
A first wiring layer 84 is formed on a sample having a sectional shape as shown in FIG. 15A, and the first wiring layer 84 and the barrier metal 83 are collectively dry-etched into a desired pattern (FIG. 15). (B)). In this case, the barrier metal 83
And the first wiring layer 84 are formed by a sputtering method.
Insufficient coverage of the wiring layer at the bottoms of the contact holes 81 and 82 occurs, and it is difficult to avoid disconnection.

【0043】一方、同様に、コンタクトホール81,8
2底部でオーバーハングが発生しても、CVD−Ti膜
91を用いることにより、オーバーハング部をCVD−
Ti膜91で埋め込むことができる(図16(a))。
次いでCVD−TiN膜とCVD法による第1配線層9
2を形成し、所望のパターンにエッチングする(図16
(b))。これにより、コンタクトホール81,82を
完全に金属膜で埋め込むことができ、低コンタクト抵
抗、且つ、高信頼度化が可能となる。
On the other hand, similarly, contact holes 81, 8
2 Even if an overhang occurs at the bottom, the overhang portion is formed by using the CVD-Ti film 91.
It can be embedded with the Ti film 91 (FIG. 16A).
Next, a CVD-TiN film and a first wiring layer 9 formed by a CVD method
2 is formed and etched into a desired pattern (FIG. 16)
(B)). As a result, the contact holes 81 and 82 can be completely filled with the metal film, and low contact resistance and high reliability can be achieved.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、CVD−Ti膜堆積と
同時にTiのシリサイド化を行うため、通常のTiサリ
サイドプロセスで問題となるソース・ドレインとゲート
間に発生するブリッジングを解消することができる。
According to the present invention, since the silicidation of Ti is performed simultaneously with the deposition of a CVD-Ti film, bridging that occurs between the source / drain and the gate, which is a problem in a normal Ti salicide process, is eliminated. Can be.

【0045】また、通常のTiサリサイドプロセスでは
ゲート幅が狭くなるのに伴ってゲート抵抗が急激に増大
するといった細線効果が発生するが、本発明によれば細
線部における応力緩和が可能であり、且つ、Tiシリサ
イドの膜厚を容易に制御することができるので、細線効
果を抑制することができる。
Further, in the ordinary Ti salicide process, a thin line effect such that the gate resistance sharply increases as the gate width becomes narrower occurs. However, according to the present invention, the stress in the thin line portion can be relaxed. In addition, since the thickness of Ti silicide can be easily controlled, the thin line effect can be suppressed.

【0046】さらに、微細コンタクトホール部で、良好
な配線金属膜カバレジが得られることから、信頼性の高
い配線を形成することができる。
Further, since a good wiring metal film coverage can be obtained in the fine contact hole portion, a highly reliable wiring can be formed.

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

【図1】本発明の原理を示す断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the principle of the present invention.

【図2】従来のサリサイドプロセスを示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional salicide process.

【図3】従来のサリサイドプロセスを示す断面図。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional salicide process.

【図4】従来のゲート電極幅とシート抵抗の関係を示す
ための断面図。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a relationship between a conventional gate electrode width and sheet resistance.

【図5】従来のゲート電極幅とシート抵抗の関係を示す
説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a relationship between a conventional gate electrode width and sheet resistance.

【図6】本発明による一実施例のプロセス工程を示す断
面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process step of one embodiment according to the present invention.

【図7】本発明による第二実施例のプロセス工程を示す
断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing a process step of a second embodiment according to the present invention.

【図8】本発明による第三実施例のプロセス工程を示す
断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing a process step of a third embodiment according to the present invention.

【図9】本発明による第四実施例のプロセス工程を示す
断面図。
FIG. 9 is a sectional view showing a process step of a fourth embodiment according to the present invention.

【図10】本発明による第五実施例のプロセス工程を示
す断面図。
FIG. 10 is a sectional view showing a process step of a fifth embodiment according to the present invention.

【図11】本発明による第六実施例のプロセス工程を示
す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing a process step of a sixth embodiment according to the present invention.

【図12】本発明による第七実施例のプロセス工程を示
す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing a process step of a seventh embodiment according to the present invention.

【図13】従来の金属サリサイドプロセス後の問題点を
示す断面図。
FIG. 13 is a sectional view showing a problem after a conventional metal salicide process.

【図14】従来の金属サリサイドプロセス後の問題点を
示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a problem after a conventional metal salicide process.

【図15】従来の金属サリサイドプロセス後の問題点を
示す断面図。
FIG. 15 is a sectional view showing a problem after a conventional metal salicide process.

【図16】従来の金属サリサイドプロセス後の問題点を
解決する本発明の一実施例の断面図。
FIG. 16 is a cross-sectional view of one embodiment of the present invention for solving the problem after the conventional metal salicide process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Si基板、2…LOCOS、3…ゲート酸化膜、4
…ポリシリコンゲート、5…サイドウォールスペーサ、
6…拡散層、7…CVD−Ti膜、8,9…TiSi2
膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Si substrate, 2 ... LOCOS, 3 ... Gate oxide film, 4
... polysilicon gate, 5 ... sidewall spacer,
6 diffusion layer, 7 CVD-Ti film, 8, 9 TiSi 2
film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 夏樹 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 河野 正和 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 湯山 芳章 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 小畑 勝則 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Natsuki Yokoyama 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Yoshiaki Yuyama 5-20-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo In-house Hitachi, Ltd. (72) Inventor Katsunori Obata 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体装置の製造方法において、化学気相
成長法を用いて試料全面に金属薄膜を形成する際、ポリ
シリコン,非晶質シリコン、あるいはSi基板上のみに
金属シリサイド膜を選択的に形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor device, a metal silicide film is selectively formed only on a polysilicon, amorphous silicon, or Si substrate when a metal thin film is formed on the entire surface of a sample by using a chemical vapor deposition method. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】半導体装置において、化学気相成長法を用
いて試料全面に金属薄膜を形成する際、ゲート電極上,
ソース・ドレイン上に選択的に形成された金属シリサイ
ド膜を有することを特徴とする半導体装置。
2. In a semiconductor device, when a metal thin film is formed on the entire surface of a sample by using a chemical vapor deposition method, a metal thin film is formed on a gate electrode.
A semiconductor device having a metal silicide film selectively formed on a source / drain.
【請求項3】半導体装置の製造方法において、ゲート電
極がポリシリコン、あるいはポリサイド構造の最上層が
ポリシリコン又は非晶質シリコンから成るゲート電極に
化学気相成長法による金属薄膜を試料全面に形成し、上
記ゲート電極と上記金属薄膜との界面のみに金属シリサ
イド膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。
3. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a metal thin film is formed on the entire surface of a sample by a chemical vapor deposition method on a gate electrode whose gate electrode is made of polysilicon or a top layer of a polycide structure is made of polysilicon or amorphous silicon. Forming a metal silicide film only on the interface between the gate electrode and the metal thin film.
【請求項4】半導体装置の製造方法において、ソース・
ドレインから成る拡散層上に化学気相成長法による金属
薄膜を試料全面に形成し、上記拡散層と上記金属薄膜の
界面のみに金属シリサイド膜を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
4. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal thin film on a whole surface of a sample by a chemical vapor deposition method on a diffusion layer comprising a drain; and forming a metal silicide film only on an interface between the diffusion layer and the metal thin film.
【請求項5】半導体装置の製造方法において、化学気相
成長法による金属薄膜を試料全面に形成する際、ポリシ
リコンあるいはポリサイド構造の最上層がポリシリコン
又は非晶質シリコンから成るゲート電極と上記金属薄膜
との界面、及びソース・ドレインから成る拡散層と上記
金属薄膜との界面に同時に金属シリサイド膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a metal thin film by chemical vapor deposition on the entire surface of a sample, wherein the uppermost layer of polysilicon or polycide structure is made of polysilicon or amorphous silicon; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: simultaneously forming a metal silicide film at an interface with a metal thin film and at an interface between a diffusion layer comprising a source and a drain and the metal thin film.
【請求項6】半導体装置の製造方法において、ソース・
ドレインから成る拡散層を形成する工程と、ポリシリコ
ンあるいはポリサイド構造における最上層がポリシリコ
ン又は非晶質シリコンであるゲート電極を形成する工程
と、化学気相成長法による金属薄膜を形成する工程を有
し、化学気相成長法による金属薄膜を形成する際、上記
拡散層と上記金属薄膜の界面、及び上記ゲート電極と上
記金属薄膜の界面に金属シリサイド膜を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Forming a diffusion layer consisting of a drain, forming a gate electrode in which the uppermost layer in the polysilicon or polycide structure is polysilicon or amorphous silicon, and forming a metal thin film by chemical vapor deposition. A semiconductor device having a metal thin film formed by a chemical vapor deposition method, wherein a metal silicide film is formed at an interface between the diffusion layer and the metal thin film and at an interface between the gate electrode and the metal thin film. Manufacturing method.
【請求項7】請求項3,5または6において、ゲート電
極幅が0.5μm 以下で発生する細線効果を抑制する半
導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 3, 5 or 6, wherein a thin line effect generated when the gate electrode width is 0.5 μm or less is suppressed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6268272B1 (en) 1998-12-22 2001-07-31 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of forming gate electrode with titanium polycide
KR100310175B1 (en) * 1999-12-31 2001-09-28 황인길 Method for forming silicide by ion implantation
KR100407684B1 (en) * 2000-06-28 2003-12-01 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a semiconductor device

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