JPH10256191A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10256191A
JPH10256191A JP5891097A JP5891097A JPH10256191A JP H10256191 A JPH10256191 A JP H10256191A JP 5891097 A JP5891097 A JP 5891097A JP 5891097 A JP5891097 A JP 5891097A JP H10256191 A JPH10256191 A JP H10256191A
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JP
Japan
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silicide layer
resistance
heat treatment
titanium
rapid heat
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JP5891097A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Nanjo
健 南條
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor manufacturing method by which a silicide layer having a low layer resistance can be formed without relying upon the line width of electrode wiring by suppressing the increase of the resistance values of silicide layers on a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. SOLUTION: A semiconductor manufacturing method includes a high-melting point metal forming process for depositing a metal having a high melting point on a semiconductor substrate 101, a rapid heat-treating process for forming a high-resistance silicide layer 403 having a desired high resistance value by performing rapid heat treatment on the high-melting point metallic film, a silicide layer forming process for only leaving the silicide layer 403 formed in the first rapid heat-treating process by selectively etching the unreacted or nitrized part of the high-melting point metallic film formed in the first rapid heat-treating process, and a second rapid heat-treating process for reducing the resistance of the silicide layer 403 by executing rapid heat treatment on the layer 403.

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】TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION

【0002】本発明は、半導体装置の製造方法に関し、
特に、微細化が要求される半導体装置のゲート電極及び
ソース/ドレイン電極の低抵抗化を目的として、ゲート
電極上及びソース電極上又はドレイン電極上を高融点金
属を含むシリサイド膜を用いて自己整合的に低抵抗化す
るサリサイド(Salicide)構造が形成されたM
OSトランジスタを有するIC,LSI,ASIC等の
半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device,
In particular, for the purpose of reducing the resistance of the gate electrode and the source / drain electrode of a semiconductor device requiring miniaturization, self-alignment is performed on the gate electrode and the source electrode or the drain electrode using a silicide film containing a high melting point metal. Formed with a salicide structure that reduces resistance
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as an IC, an LSI, and an ASIC having an OS transistor.

【0003】[0003]

【従来の技術】この種の半導体装置の製造方法の従来技
術としては、例えば、図8に示すような第1従来技術が
開示されている。
2. Description of the Related Art As a prior art of this type of semiconductor device manufacturing method, for example, a first prior art as shown in FIG. 8 is disclosed.

【0004】図8は、サリサイド構造を有する第1従来
技術のMOS FETの素子構造断面図である。また図
9は、図8のMOS FETのサリサイド構造の作製工
程フローである。
FIG. 8 is a sectional view of the device structure of a first prior art MOS FET having a salicide structure. FIG. 9 is a flow chart showing a manufacturing process flow of the salicide structure of the MOS FET shown in FIG.

【0005】サリサイド構造を用いてソース電極/ドレ
イン電極(ソース電極又はドレイン電極の意味)の低抵
抗化を図る第1従来技術において、図8に示すMOS構
造のトランジスタ(則ち、MOS FET)のサリサイ
ド構造を形成するための作製プロセス(図9参照)は、
近年行われている半導体装置におけるデバイスサイズの
微細化及び高速動作化を実現するためのプロセスであ
る。
In a first prior art for reducing the resistance of a source electrode / drain electrode (meaning a source electrode or a drain electrode) by using a salicide structure, a MOS transistor (that is, a MOS FET) shown in FIG. The manufacturing process for forming the salicide structure (see FIG. 9) is as follows.
This is a process for realizing miniaturization of a device size and high-speed operation in a semiconductor device which has been performed recently.

【0006】第1従来技術は、図8に示すMOS FE
T自体の信頼性を確保するためにホットキャリア耐性を
向上させるLDD(Lightly Doped Dr
ainの略称)構造を形成する技術と、ゲート電極及び
ソース電極/ドレイン電極をシリサイド(Silici
de)化してソース電極/ドレイン電極の低抵抗化する
技術とを組み合わせた技術であって、サリサイド(SA
LICIDE:Self Aligned Silic
ideの略称)技術と呼ばれる技術である。
A first prior art is a MOS FE shown in FIG.
LDD (Lightly Doped Dr) for improving hot carrier resistance to ensure reliability of T itself
a), and a gate electrode and a source electrode / drain electrode are formed by silicide (Silici).
de) to reduce the resistance of the source electrode / drain electrode.
LICIDE: Self Aligned Silic
ide).

【0007】第1従来技術のMOS FETにおいて
は、図9に示すように、シリコン半導体単結晶から形成
される半導体基板上にMOS FETの基板電極と機能
するウェル1が形成され、その後にLOCOS法等の素
子分離技術を用いて素子分離領域2が形成され、その後
にMOS FETのチャネル濃度を制御するためのイオ
ン注入が実行され、その後にゲート酸化膜3及びゲート
電極4が形成されていた(製造工程T1)。
In the MOS FET of the first prior art, as shown in FIG. 9, a well 1 which functions as a substrate electrode of a MOS FET is formed on a semiconductor substrate formed of a silicon semiconductor single crystal, and then a LOCOS method is performed. The element isolation region 2 is formed by using an element isolation technique such as that described above, and thereafter, ion implantation for controlling the channel concentration of the MOS FET is performed, and thereafter, the gate oxide film 3 and the gate electrode 4 are formed ( Manufacturing process T1).

【0008】製造工程T1において、ゲート酸化膜3及
びゲート電極4の形成に際して、ゲート電極4には多結
晶シリコン単体が用いられるのが一般的であった。
In the manufacturing process T1, when forming the gate oxide film 3 and the gate electrode 4, the gate electrode 4 is generally made of polycrystalline silicon alone.

【0009】製造工程T1においては、ゲート酸化膜3
及びゲート電極4の形成に続いて、比較的低濃度の不純
物拡散層5がゲート電極4を注入マスクとしてイオン注
入法により形成されていた。
In the manufacturing process T1, the gate oxide film 3
After the formation of the gate electrode 4, the impurity diffusion layer 5 having a relatively low concentration is formed by the ion implantation method using the gate electrode 4 as an implantation mask.

【0010】ここで、nチャネルトランジスタの場合は
低濃度の不純物拡散層5の導電型はn型であり、pチャ
ネルトランジスタの場合は低濃度の不純物拡散層5の導
電型はp型に設定される。
Here, in the case of an n-channel transistor, the conductivity type of the low-concentration impurity diffusion layer 5 is set to n-type, and in the case of a p-channel transistor, the conductivity type of the low-concentration impurity diffusion layer 5 is set to p-type. You.

【0011】製造工程T1におけるイオン注入法に続い
て、熱CVD法等の成膜手段を用いて作製されるシリコ
ン酸化膜等の絶縁膜に依りゲート電極4の側壁絶縁膜6
が形成され、側壁絶縁膜6、ゲート電極4及び素子分離
領域2を注入マスクとして自己整合的に高濃度の不純物
拡散層7をイオン注入法などドーピング技術を用いて形
成される。
Subsequent to the ion implantation in the manufacturing process T1, the sidewall insulating film 6 of the gate electrode 4 is formed by an insulating film such as a silicon oxide film formed by using a film forming means such as a thermal CVD method.
Is formed, and a high-concentration impurity diffusion layer 7 is formed in a self-aligning manner using a doping technique such as an ion implantation method using the sidewall insulating film 6, the gate electrode 4 and the element isolation region 2 as an implantation mask.

【0012】高濃度の不純物拡散層7の作製時に、ゲー
ト電極4中にも自己整合的に同様の高濃度の不純物が注
入される。nチャンネルトランジスタの場合は高濃度の
不純物拡散層7の導電型はn型に設定され、pチャンネ
ルトランジスタの場合は高濃度の不純物拡散層7の導電
型はp型に設定される。
At the time of producing the high concentration impurity diffusion layer 7, the same high concentration impurity is also implanted into the gate electrode 4 in a self-aligned manner. In the case of an n-channel transistor, the conductivity type of the high-concentration impurity diffusion layer 7 is set to n-type, and in the case of a p-channel transistor, the conductivity type of the high-concentration impurity diffusion layer 7 is set to p-type.

【0013】製造工程T1に続いて、高濃度の不純物拡
散層7をイオン注入に続いて、チタン(元素記号:T
i)等の高融点金属を半導体基板全面に堆積させ(製造
工程T2)、窒素雰囲気中の第1の急速熱処理工程によ
り高融点金属をシリコンと反応させシリサイド化する
(製造工程T3)。これに依り、比較的高抵抗なシリサ
イド層が形成される(製造工程T3)。なお、急速熱処
理は、Rapid Thermal Anneal(R
TA)処理の意味である。
Subsequent to the manufacturing process T1, the titanium (element symbol: T
A high melting point metal such as i) is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate (manufacturing step T2), and the high melting point metal is reacted with silicon by a first rapid heat treatment step in a nitrogen atmosphere to form silicide (manufacturing step T3). Thereby, a relatively high-resistance silicide layer is formed (manufacturing step T3). The rapid thermal treatment is performed by using Rapid Thermal Anneal (R
TA) Means processing.

【0014】製造工程T3に続いて、比較的高抵抗なシ
リサイド層の形成後に、未反応の高融点金属及びRTA
処理時に窒化した高融点金属の窒化物がエッチング処理
により除去される(製造工程T4)。
Subsequent to the manufacturing step T3, after the formation of a relatively high-resistance silicide layer, unreacted refractory metal and RTA are formed.
The nitride of the refractory metal nitrided during the processing is removed by etching (manufacturing step T4).

【0015】同様に、側壁絶縁膜6上の未反応の高融点
金属及び第1の急速熱処理(製造工程T3)時に窒化し
た高融点金属の窒化物が除去されることに依り、ゲート
電極4とソース電極/ドレイン電極との絶縁処理が実行
される。
Similarly, since the unreacted refractory metal on the sidewall insulating film 6 and the nitride of the refractory metal nitrided during the first rapid heat treatment (the manufacturing step T3) are removed, the gate electrode 4 An insulation process with the source electrode / drain electrode is performed.

【0016】更に、第1の急速熱処理工程(製造工程T
3)及び製造工程T4の実行後、第2の急速熱処理工程
(製造工程T5)が実行され、比較的低抵抗なシリサイ
ド層8がソース電極/ドレイン電極上及びゲート電極4
上に形成される。
Further, a first rapid heat treatment step (manufacturing step T
3) and after the execution of the manufacturing step T4, a second rapid thermal processing step (manufacturing step T5) is performed, and the silicide layer 8 having a relatively low resistance is formed on the source electrode / drain electrode and on the gate electrode 4
Formed on top.

【0017】以上説明したように、この様な第1従来技
術に依り、ソース電極/ドレイン電極及びゲート電極4
の低抵抗化が可能になり、MOS FETの高速動作が
可能になることが開示されている。
As described above, according to the first prior art, the source electrode / drain electrode and the gate electrode 4 are formed.
It is disclosed that the resistance of the MOS FET can be reduced, and the MOS FET can operate at high speed.

【0018】しかしながら、近年の微細化されたMOS
FET構造(特にゲート電極及びソース電極/ドレイ
ン電極の1μm以下の細線)に対して、第1従来技術
は、シリサイド化を十分実行することが難しいことに起
因して、前述のシリサイド層の高抵抗化を回避すること
が難しいという技術的課題があった。
However, recent miniaturized MOS
For the FET structure (especially a thin line of 1 μm or less of the gate electrode and the source electrode / drain electrode), the first conventional technique has a problem that it is difficult to sufficiently perform silicidation. There was a technical problem that it was difficult to avoid the formation.

【0019】以下に、第1従来技術のこの様な技術的課
題について、チタンを用いたサリサイド構造を例に、簡
単に説明する。
Hereinafter, such a technical problem of the first prior art will be briefly described by taking a salicide structure using titanium as an example.

【0020】第1従来技術においては、チタンの堆積
(製造工程T2)の前に、ゲート電極4上及びソース電
極/ドレイン電極上に電極形成のための不純物元素が導
入されていた。
In the first prior art, an impurity element for forming an electrode was introduced on the gate electrode 4 and the source / drain electrodes before the deposition of titanium (the manufacturing step T2).

【0021】例えば、導入する不純物元素として砒素を
用いた場合、第1の急速熱処理工程(製造工程T3)に
おいて、2×1020cm3以上の不純物濃度の砒素がシ
リコン基板又は多結晶シリコン中に含まれたとき、シリ
サイド化が抑制されてしまうことに起因して、前述の比
較的高抵抗なシリサイド層(則ち、TiSi2)のC4
9相の形成が不十分になってしまう。
For example, when arsenic is used as an impurity element to be introduced, arsenic having an impurity concentration of 2 × 10 20 cm 3 or more is contained in a silicon substrate or polycrystalline silicon in a first rapid heat treatment step (manufacturing step T3). When it is included, the silicidation is suppressed, and the C4 of the relatively high-resistance silicide layer (that is, TiSi2) is used.
The formation of nine phases becomes insufficient.

【0022】又、MOS FET作製工程に起因して、
チタン堆積前のシリコン表面又は多結晶シリコン表面に
若干の酸素又は炭素が残存していた場合、第1の急速熱
処理工程(製造工程T3)の実行時にシリサイド化が抑
制されて、前述の比較的高抵抗なシリサイド層TiSi
2のC49相の形成が不十分になってしまう。
Also, due to the MOS FET fabrication process,
If some oxygen or carbon remains on the silicon surface or the polycrystalline silicon surface before titanium deposition, silicidation is suppressed during the execution of the first rapid heat treatment step (manufacturing step T3), and the relatively high silicidation described above is suppressed. Resistive silicide layer TiSi
2, the formation of the C49 phase becomes insufficient.

【0023】シリサイド層TiSi2のC49相の形成
が不十分になってしまうことに起因して、第2の急速熱
処理工程(製造工程T5)における比較的低抵抗なシリ
サイド層TiSi2のC54相への相転位も不十分に成
ってしまい、その結果、ゲート電極上及びソース電極/
ドレイン電極上全面に渡り均一なC54相の形成が行わ
れなくなってしまう問題があった。
Due to the insufficient formation of the C49 phase of the silicide layer TiSi2, the phase of the relatively low-resistance silicide layer TiSi2 to the C54 phase in the second rapid thermal processing step (manufacturing step T5) is performed. Dislocations are also insufficient, and as a result, on the gate electrode and on the source electrode /
There has been a problem that a uniform C54 phase cannot be formed over the entire surface on the drain electrode.

【0024】ゲート電極上及びソース電極/ドレイン電
極上全面に渡り均一なシリサイド層(TiSi2)C5
4相の形成が行われなくなってしまう問題は、ゲート電
極上及びソース電極/ドレイン電極が1μm以下の細線
に形成される場合に特に顕著に現れる。
A uniform silicide layer (TiSi 2) C5 over the entire surface of the gate electrode and the source electrode / drain electrode
The problem that the formation of four phases is not performed is particularly remarkable when the gate electrode and the source / drain electrodes are formed in a fine line of 1 μm or less.

【0025】第1の理由としては、一般的にシリサイド
層(TiSi2)C49相又はシリサイド層(TiSi
2)C54相の粒径が0.3〜0.5μm程度であるこ
とが考えられる。
The first reason is that the silicide layer (TiSi 2) C49 phase or the silicide layer (TiSi 2
2) It is considered that the particle size of the C54 phase is about 0.3 to 0.5 μm.

【0026】この様な粒径特性を有するシリサイド層が
形成された場合、1μm以下では、十分なシリサイド層
(TiSi2)C54相への相転移が行われていないと
き、高抵抗なシリサイド層の線幅に占める割合が上昇
し、結果的に層抵抗(シート抵抗と呼ばれている)が上
昇することになる。
When a silicide layer having such a grain size characteristic is formed, if the phase transition to a silicide layer (TiSi 2) C54 phase is not sufficiently performed at a thickness of 1 μm or less, a line of a high-resistance silicide layer is formed. The ratio to the width increases, and as a result, the layer resistance (referred to as sheet resistance) increases.

【0027】また第2の理由として、MOS FETの
微細化要求に応じてシリサイド層が薄膜化されることが
考えられる。
As a second reason, it is conceivable that the silicide layer is made thinner in response to a demand for miniaturization of a MOS FET.

【0028】則ち、ゲート電極上及びソース電極/ドレ
イン電極が1μm以下の細線で形成される世代のMOS
FET構造では、必然的にソース電極/ドレイン電極
上の拡散層接合深さを0.15μm以下と浅くすること
が必要になる。この様な浅い拡散層上に形成されるチタ
ンシリサイド層もまた、その膜厚が0.05μm程度の
薄膜化が必要になる。
That is, a MOS of the generation in which the gate electrode and the source electrode / drain electrode are formed by fine lines of 1 μm or less.
In the FET structure, the junction depth of the diffusion layer on the source electrode / drain electrode must be reduced to 0.15 μm or less. The titanium silicide layer formed on such a shallow diffusion layer also needs to be thinned to a thickness of about 0.05 μm.

【0029】この様な薄いシリサイド層を形成する目的
で堆積されるチタン薄膜は、その膜厚は30nm程度と
薄膜化される。この様な薄膜化を進めれば進めるほどシ
リサイド化が起きにくくなってしまう結果、第1の急速
熱処理工程(製造工程T3)におけるシリサイド層(T
iSi2)C49相の形成も不十分になってしまってい
た。
The titanium thin film deposited for the purpose of forming such a thin silicide layer has a thickness of about 30 nm. As the thinning proceeds, the silicidation becomes more difficult to occur. As a result, the silicide layer (T) in the first rapid heat treatment step (manufacturing step T3) is reduced.
The formation of the iSi2) C49 phase was also insufficient.

【0030】この様な第1理由及び第2理由に起因し
て、第1従来技術に記載のサリサイド構造の製造方法に
おいては、1μm以下の細線でのシリサイド層が高抵抗
化してしまうといった技術的課題を有していた。
Due to the first and second reasons, in the method of manufacturing the salicide structure described in the first prior art, there is a technical problem that the resistance of the silicide layer in a fine wire of 1 μm or less is increased. Had issues.

【0031】この様な第1従来技術の技術的課題を解決
するための技術として第2従来技術が開示されている。
A second prior art is disclosed as a technique for solving such a technical problem of the first prior art.

【0032】次に、半導体装置の製造方法の第2従来技
術を、図10に示す。
Next, a second prior art of a method of manufacturing a semiconductor device is shown in FIG.

【0033】図10に開示されている第2従来技術のM
OS FETのサリサイド構造の作製工程フローであ
る。
A second prior art M disclosed in FIG.
5 is a flowchart of a manufacturing process of a salicide structure of an OS FET.

【0034】図10に開示されている第2従来技術(特
開平6−69156号公報、出願日:1992年8月1
3日、発明の名称:半導体集積回路装置の製造方法)に
おいては、MOS FETのソース電極/ドレイン電
極、ゲート電極及び側壁絶縁膜の形成(製造工程P1)
後に、半導体基板上に高融点金属(チタン)を堆積し
(製造工程P2)、その後に第1の急速熱処理工程(製
造工程P3)を実行して熱処理を実行していた。
A second prior art disclosed in FIG. 10 (Japanese Patent Laid-Open No. 6-69156, filed on Aug. 1, 1992)
3rd, title of invention: method of manufacturing semiconductor integrated circuit device), the formation of source / drain electrodes, gate electrodes and sidewall insulating films of MOS FETs (manufacturing process P1)
Thereafter, a high melting point metal (titanium) is deposited on the semiconductor substrate (manufacturing step P2), and then a first rapid heat treatment step (manufacturing step P3) is performed to perform the heat treatment.

【0035】この時第1の急速熱処理工程(製造工程P
3)は、窒化雰囲気中で600℃から700℃の温度で
実行される第1の熱処理工程(製造工程P3におけるS
TEP1)と、第1の熱処理工程(製造工程P3におけ
るSTEP1)に続いて700℃から900℃の温度で
実行される第2の熱処理工程(製造工程P3におけるS
TEP2)との2段階の熱処理工程(製造工程P3にお
けるSTEP2)を有していた。
At this time, the first rapid heat treatment step (the manufacturing step P
3) is a first heat treatment step (S in manufacturing process P3) performed at a temperature of 600 ° C. to 700 ° C. in a nitriding atmosphere.
TEP1) and a second heat treatment step (S1 in the manufacturing process P3) performed at a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. following the first heat treatment process (STEP 1 in the manufacturing process P3).
TEP2) (STEP2 in the manufacturing process P3).

【0036】第1の急速熱処理工程(製造工程P3)の
後に、未反応の高融点金属及び熱処理により生成された
高融点金属の窒化物を除去する工程が実行されてゲート
電極及びソース電極/ドレイン電極の絶縁処理が実行さ
れる(製造工程P4)。
After the first rapid heat treatment step (manufacturing step P3), a step of removing the unreacted high melting point metal and the nitride of the high melting point metal generated by the heat treatment is performed to form the gate electrode and the source electrode / drain. Electrode insulation processing is performed (manufacturing process P4).

【0037】更に、ゲート電極及びソース電極/ドレイ
ン電極の絶縁処理(製造工程P4)に続いて、ゲート電
極及びソース電極/ドレイン電極上に形成されたシリサ
イド層の抵抗を十分に低抵抗化するために、第2の急速
熱処理工程(製造工程P5)が実行される。なお、第2
の急速熱処理工程(製造工程P5)における熱処理の温
度は、800℃程度である。
Further, following the insulation treatment of the gate electrode and the source electrode / drain electrode (manufacturing step P4), the resistance of the silicide layer formed on the gate electrode and the source electrode / drain electrode is sufficiently reduced. Then, a second rapid heat treatment step (manufacturing step P5) is performed. The second
Is about 800 ° C. in the rapid heat treatment step (manufacturing step P5).

【0038】この様な第2従来技術を用いたサリサイド
構造の製造方法(製造工程P1乃至製造工程P5)にお
いては、窒化雰囲気中で600℃から700℃の温度で
第1の熱処理工程(製造工程P3におけるSTEP1)
が実行され、続いて、ソース電極/ドレイン電極上のシ
リコンとチタンとを反応させると共にゲート電極上の多
結晶シリコンとチタンとを反応させて比較的高抵抗なシ
リサイド層を形成する点は、前述の第1従来技術と同様
である。
In the method for manufacturing a salicide structure using such a second conventional technique (manufacturing steps P1 to P5), a first heat treatment step (manufacturing step) is performed in a nitriding atmosphere at a temperature of 600 ° C. to 700 ° C. STEP1 in P3)
Then, silicon and titanium on the source / drain electrodes are reacted with each other and polycrystalline silicon and titanium on the gate electrode are reacted with each other to form a relatively high-resistance silicide layer. Is similar to the first prior art.

【0039】第2従来技術では更に第1の急速熱処理工
程(製造工程P3)において、700℃から900℃の
温度での第2の熱処理工程(製造工程P3におけるST
EP2)が実行される。この様な第2の熱処理工程(製
造工程P3におけるSTEP2)を行うことに依り、第
1の熱処理工程(製造工程P3におけるSTEP1)に
おいてシリサイド化が不十分なゲート電極及びソース電
極/ドレイン電極の細線に対して十分なシリサイド化が
促進される点に特徴を有している。
In the second prior art, further, in the first rapid heat treatment step (manufacturing step P3), a second heat treatment step at a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. (ST in the manufacturing step P3) is performed.
EP2) is executed. By performing such a second heat treatment process (STEP 2 in the manufacturing process P3), the thin wires of the gate electrode and the source electrode / drain electrode which are insufficiently silicided in the first heat treatment process (STEP 1 in the manufacturing process P3) Is characterized in that sufficient silicidation is promoted.

【0040】則ち、この様な第2の熱処理工程(製造工
程P3におけるSTEP2)を行うことに依り、第1従
来技術において難しいと考えられるゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線のシリサイド層の高抵抗化
を抑制できることが開示されている。
In other words, by performing such a second heat treatment step (STEP 2 in the manufacturing step P3), the thin silicide layer of the gate electrode and the source / drain electrode, which is considered difficult in the first prior art, is formed. It is disclosed that high resistance can be suppressed.

【0041】この様な第2従来技術は、前述の第1従来
技術の技術的課題を解決するために、第1の急速熱処理
工程(製造工程P3)において、600℃〜700℃の
熱処理による比較的高抵抗なシリサイド層(TiSi
2)C49相を形成する第1の熱処理工程(製造工程P
3におけるSTEP1)を実行し、この第1の熱処理工
程(製造工程P3におけるSTEP1)に続いて、シリ
サイド化が不十分なゲート電極及びソース電極/ドレイ
ン電極の細線に対して700℃〜900℃の熱処理を行
う第2の熱処理工程(製造工程P3におけるSTEP
2)を実行して十分なシリサイド化を促進させる技術が
開示されている。
In order to solve the technical problem of the first prior art, the second prior art is compared with a heat treatment at 600 ° C. to 700 ° C. in the first rapid heat treatment step (manufacturing step P3). High resistance silicide layer (TiSi
2) First heat treatment step for forming C49 phase (manufacturing step P
3), and following the first heat treatment step (STEP1 in the manufacturing step P3), the thin wires of the gate electrode and the source / drain electrode with insufficient silicidation are heated to 700 ° C. to 900 ° C. Second heat treatment step for performing heat treatment (STEP in manufacturing process P3)
A technique for performing 2) to promote sufficient silicidation is disclosed.

【0042】[0042]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第2従
来技術は、比較的高抵抗なシリサイド層(TiSi2)
C49相の比較的低抵抗なシリサイド層(TiSi2)
C54相への相転移は促進されると考えられるが、第1
従来技術とほぼ同等の温度領域の熱処理を行っているに
すぎないことから、前述の比較的高抵抗なシリサイド層
(TiSi2)C49相の形成が第1従来技術と同様に
不十分となってしまうと考えられる。
However, the second prior art has a relatively high resistance silicide layer (TiSi2).
C49 phase relatively low resistance silicide layer (TiSi2)
It is thought that the phase transition to C54 phase is promoted.
Since the heat treatment is performed only in the temperature range substantially equal to that of the prior art, the formation of the relatively high-resistance silicide layer (TiSi2) C49 phase becomes insufficient as in the first prior art. it is conceivable that.

【0043】シリサイド層(TiSi2)C49相の形
成が不十分になってしまうことに起因して、第1従来技
術と同様に、第2従来技術に記載のサリサイド構造の製
造方法においては、1μm以下の細線でのシリサイド層
が高抵抗化してしまうといった技術的課題を十分に解決
するするには至っていないと考えられる。更に第2従来
技術においては、図10に示した未反応の高融点金属及
び高融点金属の窒化物を除去する工程(製造工程P4)
において、側壁絶縁膜6(図8参照)上でのゲート電極
及びソース電極/ドレイン電極の絶縁を図ることが難し
いと考えられるという技術的課題があった。
Due to the insufficient formation of the silicide layer (TiSi 2) C49 phase, the salicide structure manufacturing method described in the second prior art, as in the first prior art, has a thickness of not more than 1 μm. It is considered that the technical problem that the resistance of the silicide layer in the fine wire is increased has not been sufficiently solved. Further, in the second prior art, a step of removing the unreacted refractory metal and the nitride of the refractory metal shown in FIG. 10 (manufacturing step P4).
In this case, there was a technical problem that it was considered difficult to insulate the gate electrode and the source electrode / drain electrode on the side wall insulating film 6 (see FIG. 8).

【0044】第2従来技術の特許公開公報の中で特許発
明者らは、側壁絶縁膜6上にて第1の急速熱処理工程
(製造工程P3)の第1の熱処理工程(製造工程P3に
おけるSTEP1)の600℃〜700℃の熱処理に依
り、側壁絶縁膜6上では微少な酸化チタン膜と窒化チタ
ン膜が積層されて形成されているので、第2の熱処理工
程(製造工程P3におけるSTEP2)の700℃〜9
00℃の熱処理において、ゲート電極上又はソース電極
/ドレイン電極上からシリコン元素が拡散し、側壁絶縁
膜6上にてシリサイド層が形成され、ゲート電極及びソ
ース電極/ドレイン電極の絶縁性が確保されないといっ
た問題は生じないとしている。
Among the patent publications of the second prior art, the inventors of the present invention disclose a first heat treatment step (manufacturing step P3) of a first rapid heat treatment step (manufacturing step P3) on sidewall insulating film 6. According to the heat treatment of 600 ° C. to 700 ° C.), the minute titanium oxide film and the titanium nitride film are laminated on the side wall insulating film 6, so that the second heat treatment step (STEP 2 in the manufacturing step P3) is performed. 700 ° C-9
In the heat treatment at 00 ° C., the silicon element diffuses from the gate electrode or the source electrode / drain electrode, and a silicide layer is formed on the side wall insulating film 6, and the insulating properties of the gate electrode and the source electrode / drain electrode are not ensured. Such problems will not occur.

【0045】しかしながら、第2の熱処理工程(製造工
程P3におけるSTEP2)の700℃〜900℃の熱
処理を行う際に側壁絶縁膜6上にチタン膜が残存してい
ることから、側壁絶縁膜6であるシリコン酸化膜中から
酸素が供給されてしまうことに起因して、側壁絶縁膜6
上の酸化チタン膜は高濃度の酸素を含んだ状態で且つ比
較的厚い膜厚で形成されることが予想される。
However, since the titanium film remains on the side wall insulating film 6 during the heat treatment at 700 ° C. to 900 ° C. in the second heat treatment step (STEP 2 in the manufacturing process P3), the side wall insulating film 6 Due to oxygen being supplied from a certain silicon oxide film, the side wall insulating film 6
It is expected that the upper titanium oxide film contains a high concentration of oxygen and has a relatively large thickness.

【0046】この様な第1の急速熱処理工程(製造工程
P3)における第2の熱処理工程(製造工程P3におけ
るSTEP2)に依り形成された酸化チタン膜は、次の
未反応の高融点金属及び高融点金属の窒化物を除去する
工程(製造工程P4)において、エッチング除去される
ことが困難であると考えられ、その結果、ゲート電極及
びソース電極/ドレイン電極との絶縁を図ることが難し
く成ってしまうという技術的課題があった。
The titanium oxide film formed by the second heat treatment step (STEP 2 in the production step P3) in the first rapid heat treatment step (the production step P3) has the following unreacted refractory metal and high In the step of removing the nitride of the melting point metal (manufacturing step P4), it is considered that it is difficult to remove by etching, and as a result, it is difficult to insulate the gate electrode and the source / drain electrodes. There was a technical problem of getting lost.

【0047】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、サリサイド構造のM
OS FETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレ
イン電極の低抵抗化を図ることができる半導体装置の製
造方法を提供することを課題とする。
An object of the present invention is to solve such a conventional problem. In particular, the present invention has a salicide structure.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of reducing the resistance of a gate electrode and a source electrode / drain electrode in an OSFET.

【0048】則ち、サリサイド構造を有する1μm以下
の微細なゲート電極及びソース電極/ドレイン電極にお
いて、ゲート電極上及びソース電極/ドレイン電極上の
シリサイド層の高抵抗化を抑制し、電極配線の線幅に依
存することなく低い層抵抗を有するシリサイド層を実現
できるサリサイド構造を形成するための半導体装置の製
造方法を提供することを課題とする。
That is, in the fine gate electrode and the source electrode / drain electrode having a salicide structure of 1 μm or less, the resistance of the silicide layer on the gate electrode and the source electrode / drain electrode is suppressed from increasing, and the line of the electrode wiring is suppressed. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device for forming a salicide structure capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on a width.

【0049】また、ゲート電極及びソース電極/ドレイ
ン電極の絶縁性が確保できるサリサイド構造を形成する
ための半導体装置の製造方法を提供することを課題とす
る。
It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device for forming a salicide structure capable of securing insulation of a gate electrode and a source electrode / drain electrode.

【0050】更に、ゲート電極上及びソース電極/ドレ
イン電極上のシリサイド層の低抵抗化を実現することに
依り、最小デバイス寸法が0.5μm以下になるような
微細化が要求されるMOS FETに対して十分な速度
性能の高速化(具体的には、スイッチング特性の高速
化)を実現できるサリサイド構造を形成するための半導
体装置の製造方法を提供することを課題とする。
Further, by realizing low resistance of the silicide layer on the gate electrode and the source electrode / drain electrode, a MOS FET which is required to be miniaturized so that the minimum device size becomes 0.5 μm or less. On the other hand, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device for forming a salicide structure capable of realizing sufficient speed performance (specifically, high speed switching characteristics).

【0051】[0051]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、ゲート電極上及びソース電極上又はドレイン電極上
を高融点金属を含むシリサイド膜を用いて自己整合的に
低抵抗化するサリサイド構造が形成されたMOSトラン
ジスタを有する半導体装置の製造方法において、前記半
導体基板101上に前記高融点金属を堆積する高融点金
属形成工程と、前記高融点金属形成工程において堆積さ
れた前記高融点金属膜に急速熱処理を実行して所望の高
抵抗値を有する高抵抗シリサイド層403を形成する2
段階の第1の急速熱処理工程と、前記急速熱処理におい
て未反応な前記高融点金属膜又は窒化された前記高融点
金属膜を選択的にエッチング処理して除去することに依
り、前記第1の急速熱処理工程において形成された前記
高抵抗シリサイド層403のみを残すシリサイド層形成
工程と、前記第1の急速熱処理工程において形成された
前記高抵抗シリサイド層403に急速熱処理を実行して
当該高抵抗シリサイド層403の低抵抗化を実行する第
2の急速熱処理工程を有する、ことを特徴とする半導体
装置の製造方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a salicide structure in which a gate electrode and a source electrode or a drain electrode are self-aligned and have a low resistance using a silicide film containing a high melting point metal. In the method for manufacturing a semiconductor device having a MOS transistor having a MOS transistor formed thereon, a high melting point metal forming step of depositing the high melting point metal on the semiconductor substrate 101, and the high melting point metal film deposited in the high melting point metal forming step To form a high resistance silicide layer 403 having a desired high resistance value
A first rapid thermal processing step, and selectively removing the high-melting metal film or the nitrided high-melting metal film that has not reacted in the rapid thermal processing by etching. A silicide layer forming step of leaving only the high-resistance silicide layer 403 formed in the heat treatment step, and a rapid heat treatment performed on the high-resistance silicide layer 403 formed in the first rapid heat treatment step to perform the high-resistance silicide layer 403. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a second rapid heat treatment step for reducing the resistance of 403.

【0052】請求項1に記載の発明に依れば、サリサイ
ド構造11の作製過程の第1の急速熱処理工程において
高抵抗多結晶化を実行することに依り、非晶質なシリサ
イド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属シ
リサイドを均一、比較的微細、且つ比較的容易に形成す
ることができるようになるといった効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, the amorphous silicide layer is grown by performing high-resistance polycrystallization in the first rapid heat treatment step in the process of manufacturing the salicide structure 11. As a nucleus, a relatively high-resistance high-melting-point metal silicide can be formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0053】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0054】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0055】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0056】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0057】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の半導体装置の製造方法において、前記高融点金属形成
工程は、前記半導体基板101上に前記高融点金属をス
パッタ法を用いて堆積する工程である、ことを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
According to a second aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, the high melting point metal forming step comprises depositing the high melting point metal on the semiconductor substrate 101 by a sputtering method. A method of manufacturing a semiconductor device.

【0058】請求項2に記載の発明に依れば、請求項1
に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the invention described in claim 2, according to claim 1
The same effect as the effect described in (1) is obtained.

【0059】請求項3に記載の発明は、請求項2に記載
の半導体装置の製造方法において、前記第1の急速熱処
理工程は、シリサイド層に非晶質化処理を実行して非晶
質なシリサイド層を生成する非晶質化工程を含む、こと
を特徴とする半導体装置の製造方法である。
According to a third aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, the first rapid heat treatment step includes performing an amorphization process on the silicide layer to form an amorphous layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising an amorphization step of forming a silicide layer.

【0060】請求項3に記載の発明に依れば、請求項2
に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の作製過程
の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行すること
に依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極104を
構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極
を構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶質
なシリサイド層を形成できるようになるといった効果を
奏する。
According to the invention described in claim 3, according to claim 2
In addition to the effects described in (1), by performing the amorphization step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11, the deposited refractory metal film and the polycrystalline This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate 101 constituting the source electrode / drain electrode.

【0061】その後、第1の急速熱処理工程の高抵抗多
結晶化工程を実行することに依り、非晶質化工程で形成
された非晶質なシリサイド層を成長の核として、比較的
高抵抗な高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細
にかつ比較的容易に形成される。
Thereafter, by performing the high-resistance polycrystallizing step of the first rapid thermal processing step, the amorphous silicide layer formed in the amorphizing step is used as a growth nucleus to form a relatively high-resistance polycrystalline layer. A high refractory metal silicide can be formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0062】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0063】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0064】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0065】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0066】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の半導体装置の製造方法において、前記第1の急速熱処
理工程は、前記非晶質シリサイド層に多結晶化処理及び
高抵抗化処理を実行する当該非晶質シリサイド層を高抵
抗化して前記高抵抗シリサイド層403を生成する高抵
抗多結晶化工程を含む、ことを特徴とする半導体装置の
製造方法である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, the first rapid heat treatment step includes a step of performing a polycrystallization treatment and a high resistance treatment on the amorphous silicide layer. A high-resistance polycrystallization step of increasing the resistance of the amorphous silicide layer to generate the high-resistance silicide layer 403.

【0067】請求項4に記載の発明に依れば、請求項3
に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の作製過程
の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行すること
に依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極104を
構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極
を構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶質
なシリサイド層を形成できるようになるといった効果を
奏する。
According to the invention described in claim 4, according to claim 3,
In addition to the effects described in (1), by performing the amorphization step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11, the deposited refractory metal film and the polycrystalline This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate 101 constituting the source electrode / drain electrode.

【0068】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
After that, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a polycrystallizing process of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallization process for increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0069】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0070】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0071】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0072】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0073】請求項5に記載の発明は、請求項4に記載
の半導体装置の製造方法において、前記第1の急速熱処
理工程は、前記非晶質化工程を実行して前記非晶質化さ
れた非晶質シリサイド層を形成し、当該非晶質化工程の
実行後に、当該非晶質シリサイド層に対して前記高抵抗
多結晶化工程を実行して多結晶且つ高抵抗な高抵抗シリ
サイド層403を形成する工程を含む、ことを特徴とす
る半導体装置の製造方法である。
According to a fifth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth aspect, the first rapid thermal processing step includes the step of performing the amorphizing step to perform the amorphizing. After forming the amorphous silicide layer and performing the amorphizing step, the high-resistance polycrystallizing step is performed on the amorphous silicide layer to form a polycrystalline and high-resistance high-resistance silicide layer. A method for manufacturing a semiconductor device, including a step of forming 403.

【0074】請求項5に記載の発明に依れば、請求項4
に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の作製過程
の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行すること
に依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極104を
構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極
を構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶質
なシリサイド層を形成できるようになるといった効果を
奏する。
According to the invention set forth in claim 5, according to claim 4,
In addition to the effects described in (1), by performing the amorphization step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11, the deposited refractory metal film and the polycrystalline This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate 101 constituting the source electrode / drain electrode.

【0075】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a high-resistance polycrystallization step for polycrystallizing the amorphous silicide layer and increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0076】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The thus formed refractory metal silicide easily undergoes a phase transition to a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step subsequent to the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0077】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0078】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance is sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0079】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0080】請求項6に記載の発明は、請求項3又は5
に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質化
工程は、400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理を実行して前記シリサイド層の
非晶質化処理を実行して前記非晶質シリサイド層を生成
する工程である、ことを特徴とする半導体装置の製造方
法である。
The invention described in claim 6 is the invention according to claim 3 or 5
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above, the amorphizing step includes performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less to perform the amorphizing treatment of the silicide layer. Executing the step of producing the amorphous silicide layer.

【0081】請求項6に記載の発明に依れば、請求項3
又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の作
製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、40
0℃〜550℃の比較的低温下で実行することに依り、
堆積した高融点金属膜と、ゲート電極104を構成する
多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成す
るシリコン基板101との界面に比較的非晶質なシリサ
イド層を形成することができるようになるといった効果
を奏する。
According to the invention described in claim 6, according to claim 3,
Or in addition to the effect described in 5, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide
By running at a relatively low temperature of 0 ° C to 550 ° C,
A relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between the deposited refractory metal film and the polycrystalline silicon constituting the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 constituting the source / drain electrodes. This has the effect.

【0082】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
Further, by performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0083】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a high-resistance polycrystallization step for polycrystallizing the amorphous silicide layer and increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0084】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0085】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0086】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0087】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0088】請求項7に記載の発明は、請求項3又は5
に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質化
工程は、400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理を窒素ガス雰囲気中で実行して
前記シリサイド層の非晶質化処理を実行して前記非晶質
シリサイド層を生成する工程である、ことを特徴とする
半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 7 is the invention according to claim 3 or 5
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above, the amorphizing step includes performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less in a nitrogen gas atmosphere to remove the silicide layer. A method for producing the amorphous silicide layer by performing a crystallization process.

【0089】請求項7に記載の発明に依れば、請求項3
又は5に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程の
非晶質化工程の比較的低温な熱処理と高抵抗多結晶化工
程の比較的高温な熱処理を窒素雰囲気中にて行うことに
依り、非晶質化工程と高抵抗多結晶化工程を雰囲気ガス
の入れ替えをせずに行うことができるようになる結果、
第1の急速熱処理工程のスループットが向上するといっ
た効果を奏する。この様な高抵抗多結晶化工程が窒素雰
囲気中であることが望ましい理由は、熱処理時に、ゲー
ト電極104を構成する多結晶シリコン及びソース電極
/ドレイン電極を構成するシリコン基板101よりシリ
コンが拡散し、側壁絶縁膜106上にチタンシリサイド
層を形成することを抑制するために、チタン表面よりチ
タンを窒化させることにあると考えられる。
According to the invention of claim 7, according to claim 3,
Or In addition to the effect described in 5, the heat treatment at a relatively low temperature in the amorphizing step of the first rapid heat treatment step and the heat treatment at a relatively high temperature in the high resistance polycrystallization step are performed in a nitrogen atmosphere. As a result, the amorphization step and the high-resistance polycrystallization step can be performed without replacing the atmosphere gas.
This has the effect of improving the throughput of the first rapid heat treatment step. It is desirable that such a high-resistance polycrystallization process be performed in a nitrogen atmosphere because, during heat treatment, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes. In order to suppress the formation of a titanium silicide layer on the sidewall insulating film 106, it is considered that titanium is nitrided from the titanium surface.

【0090】またサリサイド構造11の作製過程の第1
の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜550
℃の比較的低温な熱処理を窒素ガス雰囲気中にて行うこ
とに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極104
を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電
極を構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶
質なシリサイド層を形成することができるようになると
いった効果を奏する。
The first step in the process of manufacturing the salicide structure 11 is as follows.
Amorphizing step in the rapid heat treatment step of 400 ° C. to 550
By performing the heat treatment at a relatively low temperature of about .degree. C. in a nitrogen gas atmosphere, the deposited high melting point metal film and the gate electrode
This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between the polycrystalline silicon constituting the semiconductor and the silicon substrate 101 constituting the source / drain electrodes.

【0091】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
Further, by performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0092】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphizing step is formed by performing a poly-crystallizing process for the amorphous silicide layer and a high-resistance poly-crystallizing step for increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0093】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily phase-transformed to a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0094】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0095】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0096】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0097】請求項8に記載の発明は、請求項3又は5
に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質化
工程は、400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理をアルゴンガス雰囲気中で実行
して前記シリサイド層の非晶質化処理を実行して前記非
晶質シリサイド層を生成する工程である、ことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
The invention described in claim 8 is the invention according to claim 3 or 5
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above, in the amorphizing step, the rapid heat treatment is performed on the refractory metal film in an argon gas atmosphere at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less to form the non-silicon layer. A method for producing the amorphous silicide layer by performing a crystallization process.

【0098】請求項8に記載の発明に依れば、請求項3
又は5に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程の
非晶質化工程の比較的低温な熱処理をアルゴンガス雰囲
気中にて行い、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処
理を窒素雰囲気中にて行うことに依り、非晶質化工程の
比較的低温な熱処理中のチタン表面の窒化が全く行われ
ず、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理の段階で
初めてチタン表面の窒化が始まることから、わずかでは
あるがチタンシリサイド(TiSi2)C49相の形成
が促進されるといった効果を奏する。
According to the invention described in claim 8, according to claim 3,
Or in addition to the effect described in 5, the relatively low-temperature heat treatment of the amorphization step of the first rapid heat treatment step is performed in an argon gas atmosphere, and the relatively high-temperature heat treatment of the high-resistance polycrystallization step is performed. By performing in a nitrogen atmosphere, the titanium surface is not nitrided at all during the relatively low-temperature heat treatment in the amorphization process, and the titanium surface is not treated at the relatively high-temperature heat treatment stage in the high-resistance polycrystallization process for the first time. Since the nitridation of the alloy begins, the effect of slightly promoting the formation of the titanium silicide (TiSi2) C49 phase is obtained.

【0099】それに依り、第2の急速熱処理工程で、十
分にチタンシリサイド(TiSi2)C54相が形成さ
れ、細線におけるチタンシリサイド層の層抵抗を低抵抗
化する。
Accordingly, the titanium silicide (TiSi2) C54 phase is sufficiently formed in the second rapid heat treatment step, and the layer resistance of the titanium silicide layer in the fine wire is reduced.

【0100】又、500℃の熱処理をアルゴンガス雰囲
気中で行うことから側壁絶縁膜106上でのゲート電極
104及びソース電極/ドレイン電極からのシリコンの
拡散によるチタンシリサイドの形成が心配されるが、5
00℃の比較的低温下での処理なので、その成長速度は
非常に遅くなり、エッチングの際に十分に絶縁が可能に
なるといった効果を奏する。
Also, since the heat treatment at 500 ° C. is performed in an argon gas atmosphere, there is a concern that titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film 106 by diffusion of silicon from the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. 5
Since the treatment is performed at a relatively low temperature of 00 ° C., the growth rate is extremely slow, and an effect is obtained that the insulation can be sufficiently performed at the time of etching.

【0101】更に、サリサイド構造11の作製過程の第
1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜55
0℃の比較的低温な熱処理を不活性で高純度を得易いア
ルゴンガス雰囲気中にて行うことに依り、堆積した高融
点金属膜と、ゲート電極104を構成する多結晶シリコ
ン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基
板101との界面に比較的非晶質なシリサイド層を純度
良く形成する。
Further, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of manufacturing the salicide structure 11 is performed at 400 ° C. to 55 ° C.
By performing a relatively low temperature heat treatment at 0 ° C. in an argon gas atmosphere that is inert and easily obtains high purity, the deposited high melting point metal film, the polycrystalline silicon constituting the gate electrode 104 and the source electrode / drain A relatively amorphous silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate 101 constituting an electrode.

【0102】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a high-resistance polycrystallization step for polycrystallizing the amorphous silicide layer and increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0103】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0104】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0105】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0106】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0107】請求項9に記載の発明は、請求項3又は5
に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質化
工程は、400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理を水素ガス雰囲気中で実行して
前記シリサイド層の非晶質化処理を実行して前記非晶質
シリサイド層を生成する工程である、ことを特徴とする
半導体装置の製造方法である。
The invention described in claim 9 is the third or fifth invention.
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the above, in the amorphizing step, the rapid heat treatment is performed on the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less in a hydrogen gas atmosphere to remove the silicide layer. A method for producing the amorphous silicide layer by performing a crystallization process.

【0108】請求項9に記載の発明に依れば、請求項3
又は5に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程の
非晶質化工程の比較的低温な熱処理を水素ガス雰囲気中
にて行い、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理を
窒素雰囲気中にて行うことに依り、非晶質化工程の比較
的低温な熱処理中のチタン表面の窒化が全く行われない
といった効果を奏する。更に、MOS FET10作製
過程の中で混入したゲート電極104上及びソース電極
/ドレイン電極上に残存している酸素又は炭素が、50
0℃の熱処理時の水素の拡散により還元されたことに依
り、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理の段階で
のチタンシリサイドC49相の形成がより促進されると
いった効果を奏する。
According to the ninth aspect of the present invention, a third aspect is provided.
Or in addition to the effect described in 5, the heat treatment at a relatively low temperature of the amorphization step of the first rapid heat treatment step is performed in a hydrogen gas atmosphere, and the heat treatment at a relatively high temperature of the high resistance polycrystallization step is performed. By performing the treatment in a nitrogen atmosphere, there is an effect that nitriding of the titanium surface is not performed at all during the heat treatment at a relatively low temperature in the amorphization step. Further, oxygen or carbon remaining on the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode mixed in the process of manufacturing the MOS FET 10 is reduced by 50%.
Due to the reduction due to the diffusion of hydrogen during the heat treatment at 0 ° C., the effect of promoting the formation of the titanium silicide C49 phase during the heat treatment at a relatively high temperature in the high resistance polycrystallization step is achieved.

【0109】それに依り、第2の急速熱処理工程で、十
分にチタンシリサイドC54相が形成され、細線におけ
るチタンシリサイド層の層抵抗を更に低抵抗化すること
ができるようになるといった効果を奏する。
As a result, in the second rapid heat treatment step, the titanium silicide C54 phase is sufficiently formed, so that the layer resistance of the titanium silicide layer in the fine wire can be further reduced.

【0110】又、500℃の熱処理を水素ガス雰囲気中
で行うことに依り、側壁絶縁膜106上でのゲート電極
104及びソース電極/ドレイン電極からのシリコンの
拡散によるチタンシリサイドの形成が心配されるが、5
00℃の比較的低温下での処理なので、その成長速度は
非常に遅くエッチングの際に十分に絶縁が可能になると
いった効果を奏する。
Also, by performing the heat treatment at 500 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, there is a concern that titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film 106 due to diffusion of silicon from the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. But 5
Since the treatment is performed at a relatively low temperature of 00 ° C., the growth rate is very low, and an effect is obtained that insulation can be sufficiently performed during etching.

【0111】更に、サリサイド構造11の作製過程の第
1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜55
0℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒素ガス、
アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行うことに依
り、堆積した高融点金属と、ゲート電極104を構成す
る多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成
するシリコン基板101との界面に比較的非晶質な高融
点金属シリサイド層を純度良く形成する。
Further, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of manufacturing the salicide structure 11 is performed at 400 ° C. to 55 ° C.
Nitrogen gas, which is easy to obtain high purity by heat treatment at a relatively low temperature of 0 ° C,
By performing in an atmosphere of argon gas or hydrogen gas, relatively amorphous metal is formed at the interface between the deposited high melting point metal and the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes. A high quality refractory metal silicide layer is formed with high purity.

【0112】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質な高融
点金属シリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗な
高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比
較的容易に形成される。
Thereafter, by performing a high-resistance polycrystallization step for polycrystallizing the amorphous silicide layer and increasing the resistance, the amorphous high melting point formed in the amorphizing step is obtained. Using the metal silicide layer as a nucleus for growth, a relatively high-resistance high-melting-point metal silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0113】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0114】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極の低抵抗化を図ることができるようになると
いった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode in the FET can be reduced.

【0115】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. As a result, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance decreases, and the fineness decreases. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0116】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
The effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring is exhibited.

【0117】請求項10に記載の発明は、請求項3又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質
化工程は、400℃以上550℃以下の温度で前記高融
点金属膜としてのチタン金属膜401に前記急速熱処理
を実行して前記シリサイド層の非晶質化処理を実行して
非晶質なチタンシリサイド層を前記非晶質シリサイド層
として生成する工程である、ことを特徴とする半導体装
置の製造方法である。
According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third or fifth aspect, the amorphizing step includes forming the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. Performing the rapid heat treatment on the titanium metal film 401 to form an amorphous titanium silicide layer as the amorphous silicide layer by performing an amorphization process on the silicide layer. Of the semiconductor device.

【0118】請求項10に記載の発明に依れば、請求項
3又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の
作製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、4
00℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易
い窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行
うことに依り、堆積したチタン膜と、ゲート電極104
を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電
極を構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶
質なチタンシリサイド層を純度良く形成する。
According to the tenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third or fifth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed by four steps.
The heat treatment at a relatively low temperature of 00 ° C. to 550 ° C. is performed in a nitrogen gas, argon gas, or hydrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained.
A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface between the polycrystalline silicon constituting the silicon substrate 101 and the silicon substrate 101 constituting the source / drain electrodes.

【0119】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0120】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタ
ンシリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタ
ンシリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易
に形成される。
Thereafter, the amorphous titanium silicide formed in the amorphization step is formed by performing a polycrystallization process of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallization step for increasing the resistance. Titanium silicide having a relatively high resistance is formed uniformly, relatively finely and relatively easily, with the layer as a nucleus of growth.

【0121】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The thus formed titanium silicide C4
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0122】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイ
ド層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、
非晶質化工程時に、ゲート電極104を構成する多結晶
シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリ
コン基板101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜10
6上のチタンシリサイド層を形成することも、比較的低
温で行われているので少ないといった効果を奏する。そ
れに依り、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン
電極のリークの問題も発生しないといった効果を奏す
る。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. or,
During the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source electrode / drain electrode, and the side wall insulating film 10
The formation of the titanium silicide layer on 6 is also effected at a relatively low temperature, so that the effect is small. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0123】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. As a result, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance decreases, and the fineness decreases. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0124】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
This has the effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode, and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring.

【0125】請求項11に記載の発明は、請求項4又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記高抵抗
多結晶化工程は、600℃以上750℃以下の温度で前
記シリサイド層に前記多結晶化処理及び前記高抵抗化処
理を実行して前記高抵抗シリサイド層403を生成する
工程である、ことを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
According to an eleventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth or fifth aspect, the high-resistance polycrystallizing step includes forming the polycrystalline silicon layer on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. A method of producing the high-resistance silicide layer 403 by performing a polycrystallization process and the high-resistance process.

【0126】請求項11に記載の発明に依れば、請求項
4又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の
作製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、4
00℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易
い窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行
うことに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極1
04を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイ
ン電極を構成するシリコン基板101との界面に比較的
非晶質な高融点金属シリサイド層を純度良く形成する。
According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth or fifth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed by the fourth step.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at 00 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere in which high purity is easily obtained, the deposited high melting point metal film and the gate electrode 1
A relatively amorphous high-melting-point metal silicide layer is formed with high purity at the interface between the polycrystalline silicon constituting the semiconductor substrate 04 and the silicon substrate 101 constituting the source / drain electrodes.

【0127】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0128】その後、この様に均一に形成された非晶質
な高融点金属シリサイド層を成長の核として用いて、非
晶質シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図
る高抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒
素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質な高融
点金属シリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗な
高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比
較的容易に形成される。
Thereafter, using the amorphous refractory metal silicide layer formed uniformly in this manner as a nucleus for growth, polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and treatment for increasing the resistance are performed. By performing the crystallization step at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, an amorphous high melting point metal silicide layer formed in the amorphization step is grown. As a nucleus, a refractory metal silicide having a relatively high resistance is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0129】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low resistance high melting point metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0130】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極の細線での高融点金属シリ
サイド層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。
又、非晶質化工程時に、ゲート電極104を構成する多
結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成する
シリコン基板101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜
106上の高融点金属シリサイド層を形成することも、
比較的低温で行われているので少ないといった効果を奏
する。それに依り、ゲート電極104及びソース電極/
ドレイン電極のリークの問題も発生しないといった効果
を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the refractory metal silicide layer in the thin lines of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes is eventually reduced.
During the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes, thereby forming a refractory metal silicide layer on the sidewall insulating film 106. Also,
The effect is low because it is performed at a relatively low temperature. Accordingly, the gate electrode 104 and the source electrode /
This has the effect that the problem of leakage of the drain electrode does not occur.

【0131】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0132】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極において、ゲート電極104上及びソース電極/
ドレイン電極上のシリサイド層の高抵抗化を抑制し、電
極配線の線幅に依存することなく低い層抵抗を有するシ
リサイド層を実現できるサリサイド構造11を形成でき
るようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following minute gate electrode 104 and source electrode / drain electrode,
The effect of suppressing the increase in the resistance of the silicide layer on the drain electrode and forming the salicide structure 11 capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the line width of the electrode wiring is exhibited.

【0133】請求項12に記載の発明は、請求項11に
記載の半導体装置の製造方法において、前記高抵抗多結
晶化工程は、600℃以上750℃以下の温度で前記シ
リサイド層に前記多結晶化処理を実行してチタンシリサ
イド層C49相を前記高抵抗シリサイド層403として
生成する工程である、ことを特徴とする半導体装置の製
造方法である。
According to a twelfth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the eleventh aspect, the high-resistance polycrystallization step includes forming the polycrystalline layer on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C. or less. And a step of generating a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer 403 by performing a passivation process.

【0134】請求項12に記載の発明に依れば、請求項
11に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the twelfth aspect, the same effect as the eleventh aspect can be obtained.

【0135】請求項13に記載の発明は、請求項4又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記高抵抗
多結晶化工程は、600℃以上750℃以下の温度で前
記シリサイド層に前記多結晶化処理を実行してチタンシ
リサイド層C49相を前記高抵抗シリサイド層403と
して生成すると同時に、当該チタンシリサイド層C49
相に前記高抵抗化処理を実行して当該チタンシリサイド
層C49相の上層に窒化チタン層402を形成する工程
である、ことを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。
According to a thirteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth or fifth aspect, the high-resistance polycrystallizing step includes the step of: A polycrystallizing process is performed to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high resistance silicide layer 403, and at the same time, the titanium silicide layer C49
Forming a titanium nitride layer 402 on the titanium silicide layer C49 phase by performing the resistance increasing process on the phase.

【0136】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
4又は5に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the thirteenth aspect, the same effect as the fourth or fifth aspect can be obtained.

【0137】請求項14に記載の発明は、請求項4又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記高抵抗
多結晶化工程が600℃以上750℃以下の温度で前記
シリサイド層に前記多結晶化処理を実行してチタンシリ
サイド層C49相を前記高抵抗シリサイド層403とし
て生成すると同時に、当該チタンシリサイド層C49相
に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気中で実行して当該
チタンシリサイド層C49相の上層に窒化チタン層40
2を形成する工程である、ことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。
According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth or fifth aspect, the high-resistance polycrystallization step includes forming the polysilicon layer on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C. or less. The crystallization process is performed to generate the titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer 403, and at the same time, the titanium silicide layer C49 phase is subjected to the high-resistance process in a nitrogen gas atmosphere to perform the titanium silicide layer C49 phase. Titanium nitride layer 40 on top of phase
2 is a process for forming a semiconductor device.

【0138】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
4又は5に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the fourteenth aspect, the same effect as the fourth or fifth aspect can be obtained.

【0139】請求項15に記載の発明は、請求項3又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質
化工程が400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理を窒素ガス雰囲気中で実行して
前記シリサイド層の非晶質化処理を実行する工程であ
り、前記高抵抗多結晶化工程が600℃以上750℃以
下の温度で前記シリサイド層に前記多結晶化処理を実行
してチタンシリサイド層C49相を前記高抵抗シリサイ
ド層403として生成すると同時に、当該チタンシリサ
イド層C49相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気中
で実行して当該チタンシリサイド層C49相の上層に窒
化チタン層402を形成する工程である、ことを特徴と
する半導体装置の製造方法である。
According to a fifteenth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the third or fifth aspect, the amorphizing step includes forming the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. Performing a rapid thermal treatment in a nitrogen gas atmosphere to perform an amorphization treatment of the silicide layer. The high-resistance polycrystallization step includes forming the polycrystalline layer on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C. or less. The crystallization process is performed to generate the titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer 403, and at the same time, the titanium silicide layer C49 phase is subjected to the high-resistance process in a nitrogen gas atmosphere to perform the titanium silicide layer C49 phase. Forming a titanium nitride layer 402 above the phase.

【0140】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
3又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の
作製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、4
00℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易
い窒素ガス雰囲気中雰囲気中にて行うことに依り、堆積
したチタン膜と、ゲート電極104を構成する多結晶シ
リコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコ
ン基板101との界面に比較的非晶質なチタンシリサイ
ド層を純度良く形成する。
According to the fifteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third or fifth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed by four steps.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at a temperature of 00 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere in which high purity is easily obtained, the deposited titanium film, the polycrystalline silicon constituting the gate electrode 104 and the source electrode / drain A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate 101 constituting an electrode.

【0141】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0142】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒素ガ
ス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行するこ
とに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタンシ
リサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタンシ
リサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に形
成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed in this manner as a nucleus for growth, polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are performed. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process is used as a growth nucleus. A relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0143】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The thus formed titanium silicide C4
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0144】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイ
ド層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、
非晶質化工程時に、ゲート電極104を構成する多結晶
シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリ
コン基板101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜10
6上のチタンシリサイド層を形成することも、比較的低
温で行われているので少ないといった効果を奏する。そ
れに依り、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン
電極のリークの問題も発生しないといった効果を奏す
る。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. or,
During the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source electrode / drain electrode, and the side wall insulating film 10
The formation of the titanium silicide layer on 6 is also effected at a relatively low temperature, so that the effect is small. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0145】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0146】請求項16に記載の発明は、請求項3又は
5に記載の半導体装置の製造方法において、前記非晶質
化工程が400℃以上550℃以下の温度で前記高融点
金属膜に前記急速熱処理をアルゴンガス雰囲気中で実行
して前記シリサイド層の非晶質化処理を実行する工程で
あり、前記高抵抗多結晶化工程が600℃以上750℃
以下の温度で前記シリサイド層に前記多結晶化処理を実
行してチタンシリサイド層C49相を前記高抵抗シリサ
イド層403として生成すると同時に、当該チタンシリ
サイド層C49相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気
中で実行して当該チタンシリサイド層C49相の上層に
窒化チタン層402を形成する工程である、ことを特徴
とする半導体装置の製造方法である。
According to a sixteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third or fifth aspect, the amorphizing step includes forming the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. A step of performing a rapid heat treatment in an argon gas atmosphere to perform an amorphization treatment of the silicide layer, wherein the high-resistance polycrystallization step is performed at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C.
At the following temperature, the polycrystallizing process is performed on the silicide layer to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer 403, and at the same time, the titanium silicide layer C49 phase is subjected to the high-resistance process in a nitrogen gas atmosphere. And forming a titanium nitride layer 402 on the titanium silicide layer C49 phase.

【0147】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
3又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の
作製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、4
00℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易
いアルゴンガス雰囲気中雰囲気中にて行うことに依り、
堆積したチタン膜と、ゲート電極104を構成する多結
晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシ
リコン基板101との界面に比較的非晶質なチタンシリ
サイド層を純度良く形成する。
According to the sixteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third or fifth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed by four steps.
By performing a relatively low temperature heat treatment of 00 ° C. to 550 ° C. in an argon gas atmosphere in which high purity can be easily obtained,
A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface between the deposited titanium film and the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes.

【0148】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0149】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒素ガ
ス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行するこ
とに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタンシ
リサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタンシ
リサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に形
成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, a polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process is used as a growth nucleus. A relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0150】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The thus formed titanium silicide C4
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0151】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイ
ド層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、
非晶質化工程時に、ゲート電極104を構成する多結晶
シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリ
コン基板101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜10
6上のチタンシリサイド層を形成することも、比較的低
温で行われているので少ないといった効果を奏する。そ
れに依り、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン
電極のリークの問題も発生しないといった効果を奏す
る。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer in the thin lines of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes is eventually reduced. or,
During the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source electrode / drain electrode, and the side wall insulating film 10
The formation of the titanium silicide layer on 6 is also effected at a relatively low temperature, so that the effect is small. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0152】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。請求項17に記載の発明
は、請求項3又は5に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記非晶質化工程が400℃以上550℃以下の
温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を水素ガス雰
囲気中で実行して前記シリサイド層の非晶質化処理を実
行する工程であり、前記高抵抗多結晶化工程が600℃
以上750℃以下の温度で前記シリサイド層に前記多結
晶化処理を実行してチタンシリサイド層C49相を前記
高抵抗シリサイド層403として生成すると同時に、当
該チタンシリサイド層C49相に前記高抵抗化処理を窒
素ガス雰囲気中で実行して当該チタンシリサイド層C4
9相の上層に窒化チタン層402を形成する工程であ
る、ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved. According to a seventeenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the third or fifth aspect, the amorphizing step includes performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less. A step of performing the amorphousizing treatment of the silicide layer in a hydrogen gas atmosphere, wherein the high-resistance polycrystallization step is performed at 600 ° C.
The polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature of not less than 750 ° C. to generate the titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer 403, and at the same time, the titanium silicide layer C49 phase is subjected to the high-resistance process. Executing in a nitrogen gas atmosphere, the titanium silicide layer C4
Forming a titanium nitride layer 402 as an upper layer of nine phases.

【0153】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
3又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造11の
作製過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、4
00℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易
い窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中雰囲気
中にて行うことに依り、堆積したチタン膜と、ゲート電
極104を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ド
レイン電極を構成するシリコン基板101との界面に比
較的非晶質なチタンシリサイド層を純度良く形成する。
According to the seventeenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the third or fifth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed by four steps.
The heat treatment at a relatively low temperature of 00 ° C. to 550 ° C. is performed in an atmosphere of a nitrogen gas, an argon gas, or a hydrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained, so that the deposited titanium film and the polycrystal forming the gate electrode 104 are formed. A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface between silicon and the silicon substrate 101 constituting source / drain electrodes.

【0154】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0155】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で水素ガ
ス雰囲気中にて実行することに依り、非晶質化工程で形
成された非晶質なチタンシリサイド層を成長の核とし
て、比較的高抵抗なチタンシリサイドが均一にかつ比較
的微細にかつ比較的容易に形成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, a polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, a relatively high-resistance titanium is used as a growth nucleus using the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process. The silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0156】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The thus formed titanium silicide C4
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0157】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイ
ド層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、
非晶質化工程時に、ゲート電極104を構成する多結晶
シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリ
コン基板101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜10
6上のチタンシリサイド層を形成することも、比較的低
温で行われているので少ないといった効果を奏する。そ
れに依り、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン
電極のリークの問題も発生しないといった効果を奏す
る。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes. or,
During the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source electrode / drain electrode, and the side wall insulating film 10
The formation of the titanium silicide layer on 6 is also effected at a relatively low temperature, so that the effect is small. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0158】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極の1μm以下の細線においても、層抵
抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術
に見られるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制
され、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なM
OS FETの速度性能の向上を図ることができるよう
になるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance of the gate electrode 104 and the thin line of the source electrode / drain electrode of 1 μm or less can be sufficiently reduced. Accordingly, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the fineness is reduced. M
There is an effect that the speed performance of the OS FET can be improved.

【0159】請求項18に記載の発明は、請求項1乃至
17のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記第2の急速熱処理工程は、前記第1の急速熱
処理工程において形成された前記チタンシリサイド層C
49相に急速熱処理を実行して当該チタンシリサイド層
C49相をチタンシリサイド層C54相404へ相転移
させることに依って前記低抵抗化を実行する、ことを特
徴とする半導体装置の製造方法である。
According to an eighteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to seventeenth aspects, the second rapid thermal processing step is formed in the first rapid thermal processing step. Said titanium silicide layer C
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: performing a rapid heat treatment on a 49 phase to change the titanium silicide layer C49 phase to a titanium silicide layer C54 phase 404 to reduce the resistance. .

【0160】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
1乃至17のいずれか一項に記載の効果と同様の効果を
奏する。
According to the eighteenth aspect of the invention, the same effects as those of the first aspect can be obtained.

【0161】請求項19に記載の発明は、請求項1乃至
17のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記高融点金属膜がチタンを含んで構成されてい
る、ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
According to a nineteenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to seventeenth aspects, the refractory metal film includes titanium. Of the semiconductor device.

【0162】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至17のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ンを高融点金属として用いることに依り、低い抵抗率を
有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を形成す
ることができるようになるといった効果を奏する。また
チタンは、通常サリサイド構造11を形成するのに用い
られる高融点金属チタン、コバルト、ニッケル、白金等
の中で、最もシリサイドの抵抗率が低く、かつ比較的耐
熱性がある利点を有している。更に、第1の急速熱処理
工程の非晶質化工程400℃〜550℃において、比較
的容易に、非晶質なチタンシリサイド層を形成すること
ができるようになるといった効果を奏する。
According to the nineteenth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to seventeenth aspects, the use of titanium as a refractory metal has a low resistivity. In addition, it is possible to form a silicide layer having relatively high heat resistance. Titanium has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively heat resistance among the refractory metals titanium, cobalt, nickel, platinum and the like usually used to form the salicide structure 11. I have. Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

【0163】請求項20に記載の発明は、請求項1乃至
17のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記高融点金属膜がチタン窒化物を含んで構成さ
れている、ことを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。
According to a twentieth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to seventeenth aspects, the refractory metal film includes titanium nitride. A method for manufacturing a semiconductor device characterized by the following.

【0164】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至17のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ン窒化物を高融点金属として用いることに依り、低い抵
抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を
形成することができるようになるといった効果を奏す
る。またチタン窒化物は、通常サリサイド構造11を形
成するのに用いられる高融点金属窒化物の中で、最もシ
リサイドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱性がある利点
を有している。更に、第1の急速熱処理工程の非晶質化
工程400℃〜550℃において、比較的容易に、非晶
質なチタンシリサイド層を形成することができるように
なるといった効果を奏する。
According to the twentieth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to seventeenth aspects, the use of titanium nitride as a refractory metal enables low resistivity to be achieved. This has an effect that a silicide layer having a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride also has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively high heat resistance among the refractory metal nitrides usually used to form the salicide structure 11. Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

【0165】請求項21に記載の発明は、請求項1乃至
17のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法にお
いて、前記高融点金属膜がチタン酸化物を含んで構成さ
れている、ことを特徴とする半導体装置の製造方法であ
る。
According to a twenty-first aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to seventeenth aspects, the refractory metal film includes a titanium oxide. A method for manufacturing a semiconductor device characterized by the following.

【0166】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
1乃至17のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ン酸化物を高融点金属として用いることに依り、低い抵
抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を
形成することができるようになるといった効果を奏す
る。またチタン窒化物は、通常サリサイド構造11を形
成するのに用いられる高融点金属酸化物の中で、最もシ
リサイドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱性がある利点
を有している。更に、第1の急速熱処理工程の非晶質化
工程400℃〜550℃において、比較的容易に、非晶
質なチタンシリサイド層を形成することができるように
なるといった効果を奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to seventeenth aspects, the use of titanium oxide as a refractory metal allows a low resistivity to be obtained. This has an effect that a silicide layer having a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively high heat resistance among the refractory metal oxides usually used for forming the salicide structure 11. Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

【0167】[0167]

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の各種
実施形態を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0168】図1(a)はソース電極/ドレイン電極1
07、ゲート電極104及び側壁絶縁膜106の形成し
たMOS FETの素子構造断面図であり、図1(b)
は高融点金属形成工程に依り高融点金属膜401が半導
体基板101全面にスパッタ法により堆積されたMOS
FETの素子構造断面図であり、図1(c)は第1の
急速熱処理工程に依り高融点金属の比較的高抵抗なシリ
サイド(Silicide)層を形成したMOS FE
Tの素子構造断面図であり、図1(d)は第1の急速熱
処理工程に依り側壁絶縁膜106上に形成された窒化チ
タン層402、ゲート電極104上並びにソース電極/
ドレイン電極107上に形成されたチタンシリサイド
(TiSi2)C49相上の窒化チタン層402、及び
未反応なチタン層をシリサイド層形成工程に依り選択的
にエッチング除去したMOS FETの素子構造断面図
であり、図1(e)は第2の急速熱処理工程に依り高融
点金属の比較的低抵抗なシリサイド層TiSi2C54
相404を形成したMOSFETの素子構造断面図であ
る。
FIG. 1A shows a source electrode / drain electrode 1.
FIG. 1B is a cross-sectional view of an element structure of a MOS FET in which a gate electrode 07, a gate electrode 104, and a sidewall insulating film 106 are formed.
Is a MOS in which a high melting point metal film 401 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 101 by a sputtering method in accordance with a high melting point metal forming process.
FIG. 1C is a cross-sectional view of the element structure of the FET, and FIG. 1C shows a MOS FE in which a relatively high-resistance silicide (silicide) layer of a refractory metal is formed by a first rapid thermal processing step.
FIG. 1D is a sectional view of the element structure of T. FIG. 1D shows the titanium nitride layer 402 formed on the side wall insulating film 106 by the first rapid heat treatment step, the gate electrode 104 and the source electrode /
FIG. 4 is a cross-sectional view of a device structure of a MOS FET in which a titanium nitride layer 402 on a titanium silicide (TiSi 2) C49 phase formed on a drain electrode 107 and an unreacted titanium layer are selectively etched and removed by a silicide layer forming step. FIG. 1 (e) shows a relatively low resistance silicide layer TiSi2 C54 of a high melting point metal according to a second rapid heat treatment step.
FIG. 4 is a sectional view of the element structure of a MOSFET in which a phase 404 is formed.

【0169】サリサイド(SALICIDE:Self
Aligned Silicideの略称)技術は、
MOS FET10自体の信頼性を確保するためにホッ
トキャリア耐性を向上させるLDD(Lightly
Doped Drain)構造を形成し、ゲート電極1
04及びソース電極/ドレイン電極107をシリサイド
化してソース電極/ドレイン電極107の低抵抗化する
技術である。
Salicide (SALIDE: Self)
Aligned Silicide technology)
LDD (Lightly) for improving hot carrier resistance in order to ensure the reliability of the MOS FET 10 itself.
Doped Drain) structure is formed, and the gate electrode 1 is formed.
In this technique, the resistance of the source electrode / drain electrode 107 is reduced by silicidation of the source electrode / drain electrode 107.

【0170】MOS FET10は、図1(a)に示す
ように、シリコン半導体単結晶から形成される半導体基
板101上にMOS FET10の基板電極と機能する
ウェルが形成され、その後にLOCOS法等の素子分離
技術を用いて素子分離領域102が形成され、その後に
MOS FET10のチャネル濃度を制御するためのイ
オン注入が実行され、その後にゲート酸化膜103及び
ゲート電極104が形成される。。
In the MOS FET 10, as shown in FIG. 1A, a well serving as a substrate electrode of the MOS FET 10 is formed on a semiconductor substrate 101 formed of a silicon semiconductor single crystal. An element isolation region 102 is formed by using an isolation technique. Thereafter, ion implantation for controlling the channel concentration of the MOS FET 10 is performed, and thereafter, a gate oxide film 103 and a gate electrode 104 are formed. .

【0171】ゲート酸化膜103及びゲート電極104
の形成に際して、ゲート電極104には、多結晶シリコ
ン104単体が用いられるのが好ましい。この時、ゲー
ト電極104としては多結晶シリコンが100nm〜3
00nmの膜厚で形成されることが望ましい。
Gate oxide film 103 and gate electrode 104
In the formation of the gate electrode 104, it is preferable to use the polycrystalline silicon 104 alone. At this time, the gate electrode 104 is made of polycrystalline silicon of 100 nm to 3 nm.
It is desirable to form it with a thickness of 00 nm.

【0172】ソース電極/ドレイン電極107は、0.
10〜0.20μmの深さで形成される。この様なソー
ス電極/ドレイン電極107は、nチャンネルMOS
FET10の場合は、砒素をイオン注入法により注入形
成され、pチャネルMOSFET10の場合は、2フッ
化硼素BF2又は硼素Bがイオン注入法により注入形成
されことが好ましく、およそ0.10〜0.20μmの
深さで形成されることが好ましい。
The source electrode / drain electrode 107 has a resistance of 0.1 mm.
It is formed with a depth of 10 to 0.20 μm. Such a source electrode / drain electrode 107 is an n-channel MOS
In the case of the FET 10, arsenic is implanted and formed by ion implantation. In the case of the p-channel MOSFET 10, boron difluoride BF2 or boron B is preferably implanted and formed by ion implantation, and is approximately 0.10 to 0.20 μm. It is preferable to form with the depth of.

【0173】又、側壁絶縁膜106は、シリコン酸化膜
がおよそ0.10〜0.15μmの厚さで形成されるこ
とが好ましい。
Preferably, side wall insulating film 106 is formed of a silicon oxide film having a thickness of about 0.10 to 0.15 μm.

【0174】MOS FET10においては、ゲート酸
化膜103及びゲート電極104の形成に続いて、比較
的低濃度の不純物拡散層105がゲート電極104を注
入マスクとしてイオン注入法により形成される。
In the MOS FET 10, following the formation of the gate oxide film 103 and the gate electrode 104, an impurity diffusion layer 105 having a relatively low concentration is formed by ion implantation using the gate electrode 104 as an implantation mask.

【0175】ここで、nチャネルトランジスタの場合は
低濃度の不純物拡散層105の導電型はn型であり、p
チャネルトランジスタの場合は低濃度の不純物拡散層1
05の導電型はp型に設定されることが好ましい。
Here, in the case of an n-channel transistor, the conductivity type of the low-concentration impurity diffusion layer 105 is n-type,
In the case of a channel transistor, a low concentration impurity diffusion layer 1
Preferably, the conductivity type of 05 is set to p-type.

【0176】具体的には、nチャンネルMOS FET
10の場合は、砒素又は燐がイオン注入法により注入形
成されることが好ましい。またpチャネルMOS FE
T10の場合は、2フッ化硼素BF2又は硼素Bがイオ
ン注入法により注入形成されることが好ましい。
Specifically, an n-channel MOS FET
In the case of 10, it is preferable that arsenic or phosphorus be implanted by ion implantation. Also, p-channel MOS FE
In the case of T10, boron difluoride BF2 or boron B is preferably implanted by ion implantation.

【0177】イオン注入法に続いて、図1(a)に示す
ように、熱CVD法等の成膜手段を用いて作製されるシ
リコン酸化膜106等の絶縁膜に依りゲート電極104
の側壁絶縁膜106が形成され、側壁絶縁膜106、ゲ
ート電極104及び素子分離領域102を注入マスクと
して自己整合的に高濃度の不純物拡散層107をイオン
注入法などドーピング技術を用いて形成される。
After the ion implantation method, as shown in FIG. 1A, the gate electrode 104 is formed by an insulating film such as a silicon oxide film 106 formed by using a film forming means such as a thermal CVD method.
Is formed by using the sidewall insulating film 106, the gate electrode 104, and the element isolation region 102 as an implantation mask to form a high-concentration impurity diffusion layer 107 in a self-aligned manner using a doping technique such as an ion implantation method. .

【0178】高濃度の不純物拡散層107の作製時に、
ゲート電極104中にも自己整合的に同様の高濃度の不
純物が注入される。
At the time of forming the high concentration impurity diffusion layer 107,
Similar high-concentration impurities are implanted into gate electrode 104 in a self-aligned manner.

【0179】ここで、nチャンネルトランジスタの場合
は高濃度の不純物拡散層107の導電型はn型に設定さ
れ、pチャンネルトランジスタの場合は高濃度の不純物
拡散層107の導電型はp型に設定されることが好まし
い。
Here, in the case of an n-channel transistor, the conductivity type of high-concentration impurity diffusion layer 107 is set to n-type, and in the case of a p-channel transistor, the conductivity type of high-concentration impurity diffusion layer 107 is set to p-type. Is preferably performed.

【0180】図2は、本発明の半導体装置の製造方法の
サリサイド構造11を形成する過程を説明するための工
程フロー図である。なお、RTAは急速熱処理の意味で
あって、Rapid Thermal Annealの
略称である。
FIG. 2 is a process flow chart for explaining a process of forming the salicide structure 11 in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. RTA stands for rapid heat treatment, and is an abbreviation for Rapid Thermal Anneal.

【0181】本半導体装置の製造方法は、図2に示すよ
うに、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極
107の低抵抗化を目的として、ゲート電極104上及
びソース電極上又はドレイン電極上を高融点金属を含む
シリサイド膜を用いて自己整合的に低抵抗化するサリサ
イド(Salicide)構造が形成されたMOSトラ
ンジスタ10を有するIC,LSI,ASIC等の半導
体装置の製造方法であって、ソース電極/ドレイン電極
107、ゲート電極104及び側壁絶縁膜106の形成
工程(ステップS1)と高融点金属形成工程(ステップ
S2)と第1の急速熱処理工程(ステップS3)とシリ
サイド層形成工程(ステップS4)と第2の急速熱処理
工程(ステップS5)を有している。
As shown in FIG. 2, in the method of manufacturing the semiconductor device, the gate electrode 104 and the source electrode or the drain electrode are raised to reduce the resistance of the gate electrode 104 and the source / drain electrode 107. A method for manufacturing a semiconductor device such as an IC, LSI, or ASIC having a MOS transistor 10 in which a salicide structure that self-aligns and lowers resistance using a silicide film containing a melting point metal is formed. A step of forming the drain electrode 107, the gate electrode 104, and the sidewall insulating film 106 (step S1), a step of forming a refractory metal (step S2), a first rapid heat treatment step (step S3), and a step of forming a silicide layer (step S4). It has a second rapid heat treatment step (step S5).

【0182】また、本半導体装置の製造方法は、図2に
示すように、高融点金属形成工程(図1(b)又は図2
のステップS2)の実行後に第1の急速熱処理工程(図
1(c)又は図2のステップS3)を実行し、第1の急
速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS3)の
実行後に第2の急速熱処理工程(図1(e)又は図2の
ステップS5)を実行することに依り、サリサイド構造
11を形成するプロセスシーケンスを用いることが望ま
しい。
As shown in FIG. 2, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a refractory metal (FIG. 1B or FIG. 2B).
After the execution of step S2), the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) is executed, and the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) is performed. It is desirable to use a process sequence for forming the salicide structure 11 by performing the second rapid thermal processing step (FIG. 1E or step S5 in FIG. 2) after the execution.

【0183】以下に、各処理工程を説明する。Hereinafter, each processing step will be described.

【0184】高融点金属形成工程(ステップS2)は、
図1(b)に示すように、半導体基板101上にチタン
を堆積する工程である。特に、スパッタ法を用いて半導
体基板101上全面にチタンをスパッタ法等により堆積
することが膜の均一性、膜質、プロセスコストの観点か
ら好ましい。
The high melting point metal forming step (step S2)
This is a step of depositing titanium on the semiconductor substrate 101, as shown in FIG. In particular, it is preferable that titanium is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 101 by a sputtering method or the like by a sputtering method from the viewpoint of film uniformity, film quality, and process cost.

【0185】これに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極107の細線でのチタンシ
リサイド層の低抵抗化につながるといった効果を奏す
る。又、非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)時
に、ゲート電極104を構成する多結晶シリコン及びソ
ース電極/ドレイン電極107を構成するシリコン基板
101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜106上のチ
タンシリサイド層を形成することも、比較的低温(40
0℃〜550℃の温度)で行われているので少ないとい
った効果を奏する。それに依り、ゲート電極104及び
ソース電極/ドレイン電極107のリークの問題も発生
しないといった効果を奏する。
As a result, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer in the thin lines of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 is eventually reduced. At the time of the amorphization step (STEP 1 in step S3), silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes 107, and titanium on the side wall insulating film 106 Forming a silicide layer can also be performed at a relatively low temperature (40
(0 ° C. to 550 ° C.). Thereby, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 does not occur.

【0186】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極107の1μm以下の細線において
も、層抵抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1
従来技術に見られるような細線における層抵抗の高抵抗
化が抑制され、ゲート電極104及びソース電極/ドレ
イン電極107の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減
少し、微細なMOS FETの速度性能の向上を図るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance can be sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. Therefore, the first
The increase in the layer resistance of the thin wire as in the prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the speed of the fine MOS FET is reduced. There is an effect that the performance can be improved.

【0187】また高融点金属形成工程(ステップS2)
では、高融点金属膜401としてチタンを用いることが
望ましい。
Further, a high melting point metal forming step (step S2)
Then, it is desirable to use titanium as the high melting point metal film 401.

【0188】この時のチタンの膜厚は、デバイスから要
求されるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極10
7の抵抗により決まるが、本MOS FET10の最小
寸法を0.5μm以下のデバイス寸法に設定する場合、
ソース電極/ドレイン電極107の形成深さが0.15
μm以下で形成されることが好ましい。
At this time, the film thickness of titanium is determined by the gate electrode and the source / drain electrodes 10 required by the device.
7, the minimum size of the present MOS FET 10 is set to a device size of 0.5 μm or less.
The formation depth of the source electrode / drain electrode 107 is 0.15
It is preferably formed with a thickness of not more than μm.

【0189】このとき、シリサイド層が厚く形成されす
ぎると、ソース電極/ドレイン電極107と基板電極と
の間でのリーク電流の増大を招き、MOS FET10
の性能を劣化させる危険性がある。そのため、およそ5
0nm以下の膜厚のチタンを堆積するのが望ましい。
At this time, if the silicide layer is formed too thick, the leakage current between the source electrode / drain electrode 107 and the substrate electrode increases, and the MOS FET 10
There is a risk of deteriorating the performance of the device. Therefore, about 5
It is desirable to deposit titanium having a thickness of 0 nm or less.

【0190】チタンを高融点金属として用いることに依
り、低い抵抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有するシリ
サイド層を形成することができるようになるといった効
果を奏する。またチタンは、通常サリサイド構造11を
形成するのに用いられる高融点金属チタン、コバルト、
ニッケル、白金等の中で、最もシリサイドの抵抗率が低
く、かつ比較的耐熱性がある利点を有している。更に、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)の非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)4
00℃〜550℃において、比較的容易に、非晶質なチ
タンシリサイド層を形成することができるようになると
いった効果を奏する。
By using titanium as the high melting point metal, there is an effect that a silicide layer having low resistivity and relatively high heat resistance can be formed. Titanium is a metal having a high melting point, such as titanium, cobalt, which is usually used to form the salicide structure 11.
Among nickel, platinum and the like, silicide has the lowest resistivity and has the advantage of relatively heat resistance. Furthermore,
Amorphization step (STEP 1 of step S3) 4 of the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 of FIG. 2)
At a temperature of 00 ° C. to 550 ° C., an effect is obtained that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily.

【0191】なお、半導体装置の製造方法では、高融点
金属膜401としてチタンに代えてチタン窒化物を用い
ることも可能である。この様にチタン窒化物を高融点金
属として用いる場合、低い抵抗率を有し、かつ比較的耐
熱性を有するシリサイド層を形成することができるよう
になるといった効果を奏する。またチタン窒化物は、通
常サリサイド構造11を形成するのに用いられる高融点
金属窒化物の中で、最もシリサイドの抵抗率が低く、か
つ比較的耐熱性がある利点を有している。更に、第1の
急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS3)
の非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)400℃
〜550℃において、比較的容易に、非晶質なチタンシ
リサイド層を形成することができるようになるといった
効果を奏する。また同様の主旨で、高融点金属膜401
としてチタンに代えてチタン酸化物を用いることも可能
である。この様にチタン酸化物を高融点金属として用い
る場合、低い抵抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有する
シリサイド層を形成することができるようになるといっ
た効果を奏する。またチタン窒化物は、通常サリサイド
構造11を形成するのに用いられる高融点金属酸化物の
中で、最もシリサイドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱
性がある利点を有している。更に、第1の急速熱処理工
程(図1(c)又は図2のステップS3)の非晶質化工
程(ステップS3のSTEP1)400℃〜550℃に
おいて、比較的容易に、非晶質なチタンシリサイド層を
形成することができるようになるといった効果を奏す
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device, titanium nitride may be used instead of titanium as the high melting point metal film 401. When the titanium nitride is used as the high melting point metal as described above, there is an effect that a silicide layer having a low resistivity and a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride also has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively high heat resistance among the refractory metal nitrides usually used to form the salicide structure 11. Further, a first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2)
Amorphization step (STEP 1 in step S3) 400 ° C.
At a temperature of up to 550 ° C., an effect is obtained that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily. Further, for the same purpose, the refractory metal film 401
It is also possible to use titanium oxide instead of titanium. When the titanium oxide is used as the high melting point metal as described above, there is an effect that a silicide layer having a low resistivity and a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively high heat resistance among the refractory metal oxides usually used for forming the salicide structure 11. Further, in the first rapid thermal processing step (FIG. 1 (c) or the step S3 in FIG. 2) of the amorphization step (STEP 1 in the step S3), at 400 ° C. to 550 ° C., the amorphous titanium is relatively easily formed. There is an effect that a silicide layer can be formed.

【0192】図3は、従来の急速熱処理工程で実行され
る速熱処理過程に用いられる温度プロファイルを説明す
るためのグラフである。また図4は、図2の第1の急速
熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS3)で実
行される速熱処理過程に用いられる温度プロファイルを
説明するためのグラフである。
FIG. 3 is a graph for explaining a temperature profile used in a rapid heat treatment process performed in a conventional rapid heat treatment process. FIG. 4 is a graph for explaining a temperature profile used in the rapid heat treatment process performed in the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) of FIG.

【0193】第1の急速熱処理工程(ステップS3)
は、図1(c)に示すように、高融点金属形成工程(図
1(b)又は図2のステップS2)において堆積された
チタン膜に急速熱処理を実行して所望の高抵抗値を有す
る高抵抗シリサイド層403を形成する工程である。
First Rapid Heat Treatment Step (Step S3)
As shown in FIG. 1 (c), the titanium film deposited in the high melting point metal forming step (FIG. 1 (b) or step S2 in FIG. 2) is subjected to a rapid heat treatment to have a desired high resistance value. This is a step of forming the high-resistance silicide layer 403.

【0194】第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図
2のステップS3)においては、チタンが堆積された半
導体基板101をRTA装置に導入後におよそ700℃
近い高温に急速加熱し、およそ30秒程度のランプ加熱
による熱処理を行う。この時、半導体基板101上に堆
積したチタンは、高抵抗多結晶化工程(図1(b)又は
図2のステップS2)において、ゲート電極104であ
る多結晶シリコン上及びソース電極/ドレイン電極10
7であるシリコン基板上で、比較的高抵抗なチタンシリ
サイド(TiSi2)C49相を形成する。
In the first rapid thermal processing step (FIG. 1 (c) or step S3 in FIG. 2), the semiconductor substrate 101 on which titanium is deposited is introduced at about 700.degree.
Rapid heating to near high temperature and heat treatment by lamp heating for about 30 seconds are performed. At this time, in the high-resistance polycrystallizing step (step S2 in FIG. 1B or FIG. 2), titanium deposited on the semiconductor substrate 101 is formed on the polycrystalline silicon as the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 10
A relatively high-resistance titanium silicide (TiSi2) C49 phase is formed on the silicon substrate 7.

【0195】第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図
2のステップS3)は、非晶質化工程(図2のステップ
S3におけるSTEP1)と高抵抗多結晶化工程(図2
のステップS3におけるSTEP2)を含んで構成され
ており、非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)を
実行して非晶質化された非晶質シリサイド層を形成し、
非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)の実行後
に、非晶質シリサイド層に対して高抵抗多結晶化工程
(ステップS3のSTEP2)を実行して多結晶且つ高
抵抗な高抵抗シリサイド層403を形成する点に特徴を
有している。
The first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) includes an amorphization step (STEP 1 in step S3 in FIG. 2) and a high-resistance polycrystallization step (FIG. 2).
(Step 2 in Step S3) to form an amorphized amorphous silicide layer by performing an amorphization step (Step 1 in Step S3).
After performing the amorphization step (STEP 1 in step S3), the amorphous silicide layer is subjected to a high-resistance polycrystallizing step (STEP 2 in step S3) to perform a polycrystalline and high-resistance high-resistance silicide layer 403. Is characterized in that

【0196】ここで非晶質化工程(ステップS3におけ
るSTEP1参照)は、シリサイド層に非晶質化処理を
実行して非晶質なシリサイド層を生成する工程である。
Here, the amorphizing step (see STEP 1 in step S3) is a step of performing an amorphizing process on the silicide layer to generate an amorphous silicide layer.

【0197】また非晶質化工程(ステップS3のSTE
P1)は、400℃以上550℃以下の温度でチタン膜
に急速熱処理を窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰
囲気中で実行してシリサイド層の非晶質化処理を実行し
て非晶質シリサイド層を生成する工程である。
Further, the amorphizing step (STE in step S3)
P1) An amorphous silicide layer is formed by performing a rapid thermal treatment on a titanium film in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere at a temperature of 400 ° C. or more and 550 ° C. or less to perform amorphization of the silicide layer. Is a step of generating

【0198】熱処理が窒素雰囲気中で行われている場合
に、チタンシリサイド(TiSi2)C49相の上層に
窒化チタン層が形成される。
When the heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere, a titanium nitride layer is formed on the titanium silicide (TiSi 2) C49 phase.

【0199】又、側壁絶縁膜106上では、側壁絶縁膜
106であるシリコン酸化膜から供給された酸素とチタ
ンが反応して若干の酸化チタン膜が形成され、その上層
にゲート電極104上及びソース電極/ドレイン電極1
07上と同様に、窒化チタン層が形成される。
On the side wall insulating film 106, oxygen supplied from the silicon oxide film serving as the side wall insulating film 106 reacts with titanium to form a slight titanium oxide film. Electrode / Drain electrode 1
07, a titanium nitride layer is formed.

【0200】この様に、第1の急速熱処理工程(図1
(c)又は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステ
ップS3のSTEP1)の比較的低温(400℃〜55
0℃の温度)な熱処理と高抵抗多結晶化工程(ステップ
S3のSTEP2)の比較的高温な熱処理を窒素雰囲気
中にて行う。チタンが堆積された半導体基板101をR
TA装置に導入後、図4に示すように、およそ500℃
近い比較的低温に急速加熱し、およそ60秒程度のラン
プ加熱を実行する非晶質化工程が実行される。
As described above, the first rapid heat treatment step (FIG. 1)
(C) or the relatively low temperature (400 ° C. to 55 ° C.) of the amorphization step (STEP 1 in step S3) in step S3 in FIG.
A heat treatment at a temperature of 0 ° C.) and a relatively high temperature heat treatment of a high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) are performed in a nitrogen atmosphere. The semiconductor substrate 101 on which titanium is deposited is
After introduction into the TA device, as shown in FIG.
An amorphization step of rapidly heating to a relatively low temperature and performing lamp heating for about 60 seconds is performed.

【0201】この時、半導体基板101上に堆積したチ
タンは、ゲート電極104である多結晶シリコン上及び
ソース電極/ドレイン電極107であるシリコン基板上
で比較的非晶質なチタンシリサイド層を均一に形成す
る。
At this time, the titanium deposited on the semiconductor substrate 101 uniformly forms a relatively amorphous titanium silicide layer on the polycrystalline silicon as the gate electrode 104 and the silicon substrate as the source / drain electrodes 107. Form.

【0202】これに依り、非晶質化工程(ステップS3
のSTEP1)と高抵抗多結晶化工程(ステップS3の
STEP2)を雰囲気ガスの入れ替えをせずに行うこと
ができるようになる結果、第1の急速熱処理工程(図1
(c)又は図2のステップS3)のスループットが向上
するといった効果を奏する。この様な高抵抗多結晶化工
程(ステップS3のSTEP2)が窒素雰囲気中である
ことが望ましい理由は、熱処理時に、ゲート電極104
を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電
極107を構成するシリコン基板101よりシリコンが
拡散し、側壁絶縁膜106上にチタンシリサイド層を形
成することを抑制するために、チタン表面よりチタンを
窒化させることにあると考えられる。
By this, the amorphization step (step S3
1) and the high-resistance polycrystallizing step (STEP 2 in step S3) can be performed without replacing the atmosphere gas. As a result, the first rapid thermal processing step (FIG. 1) is performed.
(C) or the throughput of step S3) of FIG. 2 is improved. The reason why such a high-resistance polycrystallizing step (STEP 2 in step S3) is desirably in a nitrogen atmosphere is that the gate electrode 104 is not heat-treated during the heat treatment.
In order to suppress the diffusion of silicon from the polycrystalline silicon constituting silicon and the silicon substrate 101 constituting the source electrode / drain electrode 107 and the formation of a titanium silicide layer on the sidewall insulating film 106, titanium is nitrided from the titanium surface. It is thought that there is to be.

【0203】またサリサイド構造11の作製過程の第1
の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)の非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)を、
400℃〜550℃の比較的低温な熱処理を窒素ガス雰
囲気中にて行うことに依り、堆積したチタン膜と、ゲー
ト電極104を構成する多結晶シリコン及びソース電極
/ドレイン電極107を構成するシリコン基板101と
の界面に比較的非晶質なシリサイド層を形成することが
できるようになるといった効果を奏する。
The first step in the process of manufacturing the salicide structure 11 is as follows.
Rapid heat treatment step (FIG. 1 (c) or step S in FIG. 2)
The amorphization step (3) (STEP 1 in step S3)
By performing a relatively low-temperature heat treatment at 400 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, the deposited titanium film, the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate forming the source / drain electrodes 107 There is an effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface with the substrate 101.

【0204】また第1の急速熱処理工程(図1(c)又
は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステップS3
のSTEP1)を400℃〜550℃の比較的低温で行
うことに依り、600℃以上で形成されやすい比較的高
抵抗なチタンシリサイドをあまり形成せずに、非晶質な
チタンシリサイド層を形成できるようになるといった効
果を奏する。
The amorphizing step (step S3) in the first rapid thermal processing step (FIG. 1 (c) or step S3 in FIG. 2).
By performing STEP 1) at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C., an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide easily formed at 600 ° C. or more. It has the effect of becoming

【0205】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程(ステッ
プS3のSTEP2)を実行することに依り、非晶質化
工程(ステップS3のSTEP1)で形成された非晶質
なシリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタ
ンシリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易
に形成される。
Thereafter, by performing a high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) for polycrystallizing and increasing the resistance of the amorphous silicide layer, an amorphization step (step S3) is performed. Using the amorphous silicide layer formed in STEP 1) as a growth nucleus, relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0206】この様に形成されたチタンシリサイドは、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)に続く後工程である第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)において、比較的低抵
抗なチタンシリサイドに容易に相転移させることができ
るようになるといった効果を奏する。
The titanium silicide thus formed is
A second rapid thermal processing step (FIG. 1) which is a post-process following the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2).
In step (e) or step S5 in FIG. 2, an effect is obtained that a phase transition can be easily made to titanium silicide having a relatively low resistance.

【0207】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極107の低抵抗化を図ることができるように
なるといった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 in the FET can be reduced.

【0208】また第1の急速熱処理工程(図1(c)又
は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステップS3
のSTEP1)の比較的低温(400℃〜550℃の温
度)な熱処理を窒素ガス雰囲気に代えてアルゴンガス雰
囲気中にて行い、高抵抗多結晶化工程(ステップS3の
STEP2)の比較的高温な熱処理を窒素雰囲気中にて
行うことに依り、非晶質化工程(ステップS3のSTE
P1)の比較的低温(400℃〜550℃の温度)な熱
処理中のチタン表面の窒化が全く行われず、高抵抗多結
晶化工程(ステップS3のSTEP2)の比較的高温な
熱処理の段階で初めてチタン表面の窒化が始まることか
ら、わずかではあるがチタンシリサイド(TiSi2)
C49相の形成が促進されるといった効果を奏する。
The amorphizing step (step S3) in the first rapid thermal processing step (FIG. 1 (c) or step S3 in FIG. 2)
Is performed in the argon gas atmosphere instead of the nitrogen gas atmosphere, and the relatively high temperature in the high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) is performed. By performing the heat treatment in a nitrogen atmosphere, an amorphization step (STE in step S3) is performed.
No nitriding of the titanium surface is performed during the relatively low temperature (400 ° C. to 550 ° C.) heat treatment of P1), and this is the first time in the relatively high temperature heat treatment stage of the high-resistance polycrystallization process (STEP 2 in step S3). Since the nitridation of the titanium surface begins, a small amount of titanium silicide (TiSi2)
This has the effect of promoting the formation of the C49 phase.

【0209】それに依り、第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)で、十分にチタンシリ
サイド(TiSi2)C54相が形成され、細線におけ
るチタンシリサイド層の層抵抗を低抵抗化する。
The second rapid heat treatment step (FIG. 1)
In step (e) or step S5 in FIG. 2, the titanium silicide (TiSi2) C54 phase is sufficiently formed, and the layer resistance of the titanium silicide layer in the thin wire is reduced.

【0210】又、500℃の熱処理をアルゴンガス雰囲
気中で行うことから側壁絶縁膜106上でのゲート電極
104及びソース電極/ドレイン電極107からのシリ
コンの拡散によるチタンシリサイドの形成が心配される
が、500℃の比較的低温(400℃〜550℃の温
度)下での処理なので、その成長速度は非常に遅くな
り、エッチングの際に十分に絶縁が可能になるといった
効果を奏する。
Further, since the heat treatment at 500 ° C. is performed in an argon gas atmosphere, there is a concern that titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film 106 by diffusion of silicon from the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. Since the treatment is performed at a relatively low temperature of 500 ° C. (a temperature of 400 ° C. to 550 ° C.), the growth rate is very slow, and an effect is obtained that insulation can be sufficiently performed at the time of etching.

【0211】更に、サリサイド構造11の作製過程の第
1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)の非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)を、
400℃〜550℃の比較的低温な熱処理を不活性で高
純度を得易いアルゴンガス雰囲気中にて行うことに依
り、堆積したチタン膜と、ゲート電極104を構成する
多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極107を
構成するシリコン基板101との界面に比較的非晶質な
シリサイド層を純度良く形成する。
Further, a first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S in FIG. 2) in the process of manufacturing the salicide structure 11 is performed.
The amorphization step (3) (STEP 1 in step S3)
By performing a relatively low-temperature heat treatment at 400 ° C. to 550 ° C. in an argon gas atmosphere that is inert and easily obtains high purity, the deposited titanium film and the polycrystalline silicon and source electrode / A relatively amorphous silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate 101 forming the drain electrode 107.

【0212】また、第1の急速熱処理工程(図1(c)
又は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステップS
3のSTEP1)の比較的低温(400℃〜550℃の
温度)な熱処理を窒素ガス雰囲気に代えて水素ガス雰囲
気中にて行うことに依り、600℃以上で形成されやす
い比較的高抵抗なチタンシリサイドをあまり形成せず
に、非晶質なチタンシリサイド層を形成できるようにな
るといった効果を奏する。
Further, a first rapid heat treatment step (FIG. 1C)
Alternatively, the amorphizing step (step S3) in step S3 in FIG.
By performing the relatively low-temperature (400 ° C. to 550 ° C.) heat treatment in STEP 1) in a hydrogen gas atmosphere instead of a nitrogen gas atmosphere, relatively high-resistance titanium easily formed at 600 ° C. or higher. There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming much silicide.

【0213】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程(ステップS3のSTEP2)を60
0℃〜750℃の温度で水素ガス雰囲気中にて実行する
ことに依り、非晶質化工程(ステップS3のSTEP
1)で形成された非晶質なチタンシリサイド層を成長の
核として、比較的高抵抗なチタンシリサイドが均一にか
つ比較的微細にかつ比較的容易に形成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, a polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. Step (Step 2 of Step S3) 60
By performing the process in a hydrogen gas atmosphere at a temperature of 0 ° C. to 750 ° C., an amorphization step (STEP in step S3) is performed.
Using the amorphous titanium silicide layer formed in 1) as a growth nucleus, a relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0214】また高抵抗多結晶化工程(ステップS3の
STEP2)の比較的高温(600℃〜750℃の温
度)な熱処理を窒素雰囲気中にて行うことに依り、非晶
質化工程(ステップS3のSTEP1)の比較的低温
(400℃〜550℃の温度)な熱処理中のチタン表面
の窒化が全く行われないといった効果を奏する。更に、
MOS FET10作製過程の中で混入したゲート電極
104上及びソース電極/ドレイン電極107上に残存
している酸素又は炭素が、500℃の熱処理時の水素の
拡散により還元されたことに依り、高抵抗多結晶化工程
(ステップS3のSTEP2)の比較的高温な熱処理の
段階でのチタンシリサイドC49相の形成がより促進さ
れるといった効果を奏する。
By performing a relatively high-temperature (600 ° C. to 750 ° C.) heat treatment in the high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) in a nitrogen atmosphere, an amorphization step (step S3) is performed. In step 1), nitriding of the titanium surface during the heat treatment at a relatively low temperature (temperature of 400 ° C. to 550 ° C.) is not performed at all. Furthermore,
Oxygen or carbon remaining on the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 mixed during the manufacturing process of the MOS FET 10 is reduced by diffusion of hydrogen during the heat treatment at 500 ° C., so that high resistance is obtained. There is an effect that the formation of the titanium silicide C49 phase is further promoted in the relatively high temperature heat treatment stage of the polycrystallization process (STEP 2 in step S3).

【0215】それに依り、第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)で、十分にチタンシリ
サイドC54相が形成され、細線におけるチタンシリサ
イド層の層抵抗を更に低抵抗化することができるように
なるといった効果を奏する。
The second rapid heat treatment step (FIG. 1)
(E) or the step S5 in FIG. 2 has an effect that the titanium silicide C54 phase is sufficiently formed and the layer resistance of the titanium silicide layer in the fine wire can be further reduced.

【0216】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極107の細線でのチタンシ
リサイド層の低抵抗化につながるといった効果を奏す
る。又、非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)時
に、ゲート電極104を構成する多結晶シリコン及びソ
ース電極/ドレイン電極107を構成するシリコン基板
101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜106上のチ
タンシリサイド層を形成することも、比較的低温で行わ
れているので少ないといった効果を奏する。それに依
り、ゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極1
07のリークの問題も発生しないといった効果を奏す
る。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer in the thin lines of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 is eventually reduced. At the time of the amorphization step (STEP 1 in step S3), silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes 107, and titanium on the side wall insulating film 106 The effect of forming a silicide layer is relatively small since it is performed at a relatively low temperature. Accordingly, the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 1
07 does not occur.

【0217】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極107の1μm以下の細線において
も、層抵抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1
従来技術に見られるような細線における層抵抗の高抵抗
化が抑制され、ゲート電極104及びソース電極/ドレ
イン電極107の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減
少し、微細なMOS FETの速度性能の向上を図るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance is sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. Therefore, the first
The increase in the layer resistance of the thin wire as in the prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the speed of the fine MOS FET is reduced. There is an effect that the performance can be improved.

【0218】又、500℃の熱処理を水素ガス雰囲気中
で行うことに依り、側壁絶縁膜106上でのゲート電極
104及びソース電極/ドレイン電極107からのシリ
コンの拡散によるチタンシリサイドの形成が心配される
が、500℃の比較的低温(400℃〜550℃の温
度)下での処理なので、その成長速度は非常に遅くエッ
チングの際に十分に絶縁が可能になるといった効果を奏
する。
Further, by performing the heat treatment at 500 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film 106 due to diffusion of silicon from the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. However, since the treatment is performed at a relatively low temperature of 500 ° C. (a temperature of 400 ° C. to 550 ° C.), the growth rate is very low, and an effect is obtained that insulation can be sufficiently performed during etching.

【0219】更に、サリサイド構造11の作製過程の第
1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)の非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)を、
400℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得
易い窒素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて
行うことに依り、堆積したチタンと、ゲート電極104
を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電
極107を構成するシリコン基板101との界面に比較
的非晶質なチタンシリサイド層を純度良く形成する。
Further, a first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S in FIG. 2) in the process of manufacturing the salicide structure 11 is performed.
The amorphization step (3) (STEP 1 in step S3)
The heat treatment at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C. is performed in a nitrogen gas, argon gas, or hydrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained.
A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity on the interface between the polycrystalline silicon constituting the silicon substrate 101 and the silicon substrate 101 constituting the source / drain electrodes 107.

【0220】以上説明したように、この様な非晶質化工
程を設けることに依り、サリサイド構造11の作製過程
の第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステッ
プS3)の非晶質化工程を実行することに依り、堆積し
たチタン膜と、ゲート電極104を構成する多結晶シリ
コン及びソース電極/ドレイン電極107を構成するシ
リコン基板101との界面に比較的非晶質なシリサイド
層を形成できるようになるといった効果を奏する。
As described above, by providing such an amorphization step, the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed. By performing the amorphization step, a relatively amorphous interface is formed between the deposited titanium film and the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes 107. This has an effect that a silicide layer can be formed.

【0221】その後、第1の急速熱処理工程(図1
(c)又は図2のステップS3)の高抵抗多結晶化工程
(ステップS3のSTEP2)を実行することに依り、
非晶質化工程で形成された非晶質なシリサイド層を成長
の核として、比較的高抵抗なチタンシリサイドが均一に
かつ比較的微細にかつ比較的容易に形成される。
Thereafter, a first rapid heat treatment step (FIG. 1)
(C) or by performing the high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) in step S3 in FIG.
With the amorphous silicide layer formed in the amorphization step as a growth nucleus, titanium silicide having relatively high resistance is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0222】この様に形成されたチタンシリサイドは、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)の後工程である第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)において、比較的低抵
抗なチタンシリサイドに容易に相転移させることができ
るようになるといった効果を奏する。
The titanium silicide thus formed is
A second rapid thermal processing step (FIG. 1) which is a post-process of the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2).
In step (e) or step S5 in FIG. 2, an effect is obtained that a phase transition can be easily made to titanium silicide having a relatively low resistance.

【0223】高抵抗多結晶化工程(ステップS3のST
EP2)は、第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図
2のステップS3)は、非晶質シリサイド層に多結晶化
処理及び高抵抗化処理を実行する非晶質シリサイド層を
高抵抗化して高抵抗シリサイド層403を生成する工程
である。
High resistance polycrystallization step (ST in step S3)
In EP2), the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) is to raise the amorphous silicide layer for performing the polycrystallization treatment and the high resistance treatment on the amorphous silicide layer. This is a step of generating a high-resistance silicide layer 403 by resistance.

【0224】高抵抗多結晶化工程(ステップS3のST
EP2)は、600℃以上750℃以下の温度でシリサ
イド層に多結晶化処理を実行してチタンシリサイド層C
49相を高抵抗シリサイド層403として生成すると同
時に、チタンシリサイド層C49相に高抵抗化処理を窒
素ガス雰囲気中で実行してチタンシリサイド層C49相
の上層に窒化チタン層402を形成する工程である。
High-resistance polycrystallizing step (ST in step S3)
EP2) performs a polycrystallization process on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C. or less to perform titanium silicide layer C
This is a step of forming the titanium nitride layer 402 on the titanium silicide layer C49 phase by performing a resistance increasing process on the titanium silicide layer C49 phase in a nitrogen gas atmosphere while generating the 49 phase as the high resistance silicide layer 403. .

【0225】具体的には、非晶質化工程の実行後、図4
に示すように、およそ700℃近い高温に急速加熱し、
およそ30秒程度のランプ加熱による熱処理を行う。
Specifically, after performing the amorphizing step, FIG.
As shown in the figure, rapid heating to a high temperature of about 700 ° C.,
Heat treatment is performed by lamp heating for about 30 seconds.

【0226】この時、非晶質化工程で形成された比較的
非晶質なチタンシリサイド層を成長の核として、ゲート
電極104である多結晶シリコン上及びソース電極/ド
レイン電極107であるシリコン基板上で、比較的高抵
抗なチタンシリサイド(TiSi2)C49相が均一
に、比較的容易に形成される。
At this time, the relatively amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization step is used as a growth nucleus on the polycrystalline silicon as the gate electrode 104 and the silicon substrate as the source / drain electrodes 107. Above, a relatively high-resistance titanium silicide (TiSi2) C49 phase is uniformly and relatively easily formed.

【0227】この時、成長の核となる非晶質なチタンシ
リサイド層が存在することから、形成されるC49相の
粒径は、第1従来技術に比べ、微細になる。
At this time, since an amorphous titanium silicide layer serving as a nucleus for growth is present, the grain size of the C49 phase formed is smaller than that of the first prior art.

【0228】また第1の急速熱処理工程(図1(c)又
は図2のステップS3)を経て、高抵抗多結晶化工程
(ステップS3のSTEP2)において、チタンシリサ
イド(TiSi2)C49相の上層に窒化チタン層が形
成される。
After the first rapid heat treatment step (step S3 in FIG. 1C or FIG. 2), in the high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3), the titanium silicide (TiSi 2) A titanium nitride layer is formed.

【0229】又、側壁絶縁膜106上では、側壁絶縁膜
106であるシリコン酸化膜から供給された酸素とチタ
ンが反応し、若干の酸化チタン膜が形成され、その上層
にゲート電極104上及びソース電極/ドレイン電極1
07上と同様に、窒化チタン層が形成される。
On the side wall insulating film 106, oxygen supplied from the silicon oxide film as the side wall insulating film 106 reacts with titanium to form a slight titanium oxide film, on which the gate electrode 104 and the source are formed. Electrode / Drain electrode 1
07, a titanium nitride layer is formed.

【0230】側壁絶縁膜106上に堆積されたチタン
は、2段階のRTA処理(非晶質化工程及び高抵抗多結
晶化工程)が実行されることに依り、側壁絶縁膜106
であるシリコン酸化膜界面近傍で微少な酸化されたチタ
ン膜を形成し、その上層に窒化されたチタンを形成す
る。すなわち、科学量論的ではないが、酸化チタンと窒
化チタンの積層構造402になる。402の酸化チタン
/窒化チタン層は、図1(d)に後述するシリサイド層
形成工程(図1(d)又は図2のステップS4)にて、
エッチング除去される。
The titanium deposited on the side wall insulating film 106 is subjected to a two-step RTA process (amorphization step and high-resistance polycrystallization step), so that the titanium is deposited on the side wall insulating film 106.
A minute oxidized titanium film is formed near the silicon oxide film interface, and nitrided titanium is formed thereon. That is, although not stoichiometric, a stacked structure 402 of titanium oxide and titanium nitride is obtained. The titanium oxide / titanium nitride layer 402 is subjected to a silicide layer formation step (FIG. 1D or step S4 in FIG. 2) described later in FIG. 1D.
It is etched away.

【0231】これに依り、サリサイド構造11の作製過
程の第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステ
ップS3)の非晶質化工程(ステップS3のSTEP
1)を、400℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高
純度を得易い窒素ガス雰囲気中にて行うことに依り、堆
積したチタン膜と、ゲート電極104を構成する多結晶
シリコン及びソース電極/ドレイン電極107を構成す
るシリコン基板101との界面に比較的非晶質なチタン
シリサイド層を純度良く形成する。
According to this, the amorphizing step (STEP in step S3) of the first rapid heat treatment step (FIG. 1 (c) or step S3 in FIG. 2) in the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed.
1) by performing a relatively low-temperature heat treatment at 400 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained, so that the deposited titanium film, the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104, and the source electrode A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate 101 constituting the / drain electrode 107.

【0232】また第1の急速熱処理工程(図1(c)又
は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステップS3
のSTEP1)を400℃〜550℃の比較的低温で行
うことに依り、600℃以上で形成されやすい比較的高
抵抗なチタンシリサイドをあまり形成せずに、非晶質な
チタンシリサイド層を形成できるようになるといった効
果を奏する。
The amorphizing step (step S3) in the first rapid thermal processing step (FIG. 1 (c) or step S3 in FIG. 2).
By performing STEP 1) at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C., an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide easily formed at 600 ° C. or more. It has the effect of becoming

【0233】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程(ステップS3のSTEP2)を60
0℃〜750℃の温度で窒素ガス雰囲気中にて実行する
ことに依り、非晶質化工程(ステップS3のSTEP
1)で形成された非晶質なチタンシリサイド層を成長の
核として、比較的高抵抗なチタンシリサイドが均一にか
つ比較的微細にかつ比較的容易に形成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and high-resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. Step (Step 2 of Step S3) 60
By performing the process in a nitrogen gas atmosphere at a temperature of 0 ° C. to 750 ° C., an amorphization step (STEP S3) is performed.
Using the amorphous titanium silicide layer formed in 1) as a growth nucleus, a relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0234】この様に形成されたチタンシリサイドは、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)に続く後工程である第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)において、比較的低抵
抗なチタンシリサイドに容易に相転移させることができ
るようになるといった効果を奏する。
The titanium silicide thus formed is:
A second rapid thermal processing step (FIG. 1) which is a post-process following the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2).
In step (e) or step S5 in FIG. 2, an effect is obtained that a phase transition can be easily made to titanium silicide having a relatively low resistance.

【0235】それに依り、最終的にゲート電極104及
びソース電極/ドレイン電極107の細線でのチタンシ
リサイド層の低抵抗化につながるといった効果を奏す
る。又、非晶質化工程(ステップS3のSTEP1)時
に、ゲート電極104を構成する多結晶シリコン及びソ
ース電極/ドレイン電極107を構成するシリコン基板
101よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜106上のチ
タンシリサイド層を形成することも、比較的低温(40
0℃〜550℃の温度)で行われているので少ないとい
った効果を奏する。それに依り、ゲート電極104及び
ソース電極/ドレイン電極107のリークの問題も発生
しないといった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer in the thin lines of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 is eventually reduced. At the time of the amorphization step (STEP 1 in step S3), silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104 and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes 107, and titanium on the side wall insulating film 106 Forming a silicide layer can also be performed at a relatively low temperature (40
(0 ° C. to 550 ° C.). Thereby, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 does not occur.

【0236】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極107の1μm以下の細線において
も、層抵抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1
従来技術に見られるような細線における層抵抗の高抵抗
化が抑制され、ゲート電極104及びソース電極/ドレ
イン電極107の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減
少し、微細なMOS FETの速度性能の向上を図るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance is sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. Therefore, the first
The increase in the layer resistance of the thin wire as in the prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the speed of the fine MOS FET is reduced. There is an effect that the performance can be improved.

【0237】以上説明したように、第1の急速熱処理工
程(図1(c)又は図2のステップS3)に依れば、サ
リサイド構造11の作製過程のための非晶質化工程(ス
テップS3のSTEP1)を、400℃〜550℃の比
較的低温下で実行することに依り、堆積したチタン膜
と、ゲート電極104を構成する多結晶シリコン及びソ
ース電極/ドレイン電極107を構成するシリコン基板
101との界面に比較的非晶質なシリサイド層を形成す
ることができるようになるといった効果を奏する。
As described above, according to the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2), the amorphizing step (step S3) for the manufacturing process of the salicide structure 11 is performed. Is performed at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C. to deposit the titanium film, the polycrystalline silicon forming the gate electrode 104, and the silicon substrate 101 forming the source / drain electrodes 107. This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface with.

【0238】また第1の急速熱処理工程(図1(c)又
は図2のステップS3)の非晶質化工程(ステップS3
のSTEP1)を400℃〜550℃の比較的低温で行
うことに依り、600℃以上で形成されやすい比較的高
抵抗なチタンシリサイドをあまり形成せずに、非晶質な
チタンシリサイド層を形成できるようになるといった効
果を奏する。
The amorphizing step (step S3) in the first rapid thermal processing step (step S3 in FIG. 1 (c) or FIG. 2)
By performing STEP 1) at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C., an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide easily formed at 600 ° C. or more. It has the effect of becoming

【0239】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程(ステッ
プS3のSTEP2)を実行することに依り、非晶質化
工程(ステップS3のSTEP1)で形成された非晶質
なシリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタ
ンシリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易
に形成される。
Thereafter, by performing a high-resistance polycrystallization step (STEP 2 in step S3) for performing a polycrystallization process and a high-resistance process of the amorphous silicide layer, an amorphous process (step S3) is performed. Using the amorphous silicide layer formed in STEP 1) as a growth nucleus, relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0240】この様に形成されたチタンシリサイドは、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)に続く後工程である第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)において、比較的低抵
抗なチタンシリサイドに容易に相転移させることができ
るようになるといった効果を奏する。
The titanium silicide thus formed is:
A second rapid thermal processing step (FIG. 1) which is a post-process following the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2).
In step (e) or step S5 in FIG. 2, an effect is obtained that a phase transition can be easily made to titanium silicide having a relatively low resistance.

【0241】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極107の低抵抗化を図ることができるように
なるといった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 in the FET can be reduced.

【0242】シリサイド層形成工程(ステップS4)
は、図1(d)に示すように、急速熱処理において未反
応なチタン膜又は窒化されたチタン膜を選択的にエッチ
ング処理して除去することに依り、第1の急速熱処理工
程(図1(c)又は図2のステップS3)において形成
された高抵抗シリサイド層403のみを残す工程であ
る。
[0242] Silicide layer forming step (step S4)
As shown in FIG. 1D, the first rapid heat treatment step (FIG. 1 (C)) is performed by selectively etching and removing a titanium film that has not reacted or a nitrided titanium film in the rapid heat treatment. This is a step of leaving only the high-resistance silicide layer 403 formed in c) or step S3) of FIG.

【0243】第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図
2のステップS3)に依り、側壁絶縁膜106上に形成
された窒化チタン層402、及びゲート電極104上ソ
ース電極/ドレイン電極107上に形成されたチタンシ
リサイドC49相上の窒化チタン層、及び未反応なチタ
ン層が、形成されたチタンシリサイド層C49相に対し
て選択的にエッチング除去される。
According to the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2), the titanium nitride layer 402 formed on the side wall insulating film 106 and the source / drain electrodes 107 on the gate electrode 104 The titanium nitride layer on the titanium silicide C49 phase formed thereon and the unreacted titanium layer are selectively etched away with respect to the formed titanium silicide layer C49 phase.

【0244】この時、本実施形態では、エッチング液と
して、過酸化水素とアンモニアと水の混合液を用いるこ
とが望ましい。この様なエッチング液を設けることに依
り、未反応なチタン層と窒化チタン層が選択的にエッチ
ング除去されるようになる結果、ゲート電極104及び
ソース電極/ドレイン電極107を電気的に絶縁できる
ようになるといった効果を奏する。
At this time, in this embodiment, it is desirable to use a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonia and water as the etching solution. By providing such an etchant, the unreacted titanium layer and titanium nitride layer are selectively etched away, so that the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107 can be electrically insulated. It has the effect of becoming

【0245】前述したように、第2従来技術の半導体装
置の製造方法においては、第1の急速熱処理工程(図1
(c)又は図2のステップS3)において、700℃〜
900℃の比較的高温の熱処理を行うことから、側壁絶
縁膜106であるシリコン酸化膜中から酸素がチタン中
へ供給され、エッチング液に比較的エッチングされにく
い酸化チタン膜が厚く形成されてしまう問題がある。又
600℃〜700℃の窒素雰囲気中でのRTA処理によ
るシリコン酸化膜上のチタン膜の窒化が不十分で未反応
なチタン層が残存した場合、700℃〜900℃の比較
的高温の熱処理において、ゲート電極104上及びソー
ス電極/ドレイン電極107上よりシリコン元素が拡散
し、シリコン酸化膜上でチタンシリサイド層が形成され
る問題があった。
As described above, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the second prior art, the first rapid thermal processing step (FIG. 1) is performed.
(C) or in step S3) of FIG.
Since the relatively high-temperature heat treatment at 900 ° C. is performed, oxygen is supplied into the titanium from the silicon oxide film serving as the sidewall insulating film 106, and a thick titanium oxide film that is relatively difficult to etch with an etchant is formed. There is. If the unreacted titanium layer remains due to insufficient nitridation of the titanium film on the silicon oxide film by RTA treatment in a nitrogen atmosphere at 600 ° C. to 700 ° C., the heat treatment at a relatively high temperature of 700 ° C. to 900 ° C. In addition, there is a problem that the silicon element diffuses from the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 to form a titanium silicide layer on the silicon oxide film.

【0246】それらの問題に起因して、ゲート電極10
4及びソース電極/ドレイン電極107との絶縁が十分
に行えず、MOS FET10内のリーク電流を増大さ
せ、MOS FET10性能の劣化を招く恐れがあっ
た。それに対し、本実施形態の半導体装置10の製造方
法においては、第1の急速熱処理工程(図1(c)又は
図2のステップS3)の最大の熱処理温度は750℃以
下と、第1従来技術と同様の比較的低温に設定している
ので、十分にゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極107の絶縁が可能となり、MOSFET10の
性能の劣化を回避できるといった効果を奏する。
Due to these problems, the gate electrode 10
4 and the source electrode / drain electrode 107 could not be sufficiently insulated, increasing the leakage current in the MOS FET 10 and possibly deteriorating the performance of the MOS FET 10. On the other hand, in the method of manufacturing the semiconductor device 10 of the present embodiment, the maximum heat treatment temperature in the first rapid heat treatment step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) is 750 ° C. or less, which is the first prior art. Since the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 can be sufficiently insulated because the temperature is set at a relatively low temperature similar to that described above, there is an effect that deterioration of the performance of the MOSFET 10 can be avoided.

【0247】次に、図4(図1(e))において、第2
の急速熱処理工程(図1(e)又は図2のステップS
5)により、高融点金属の比較的低抵抗なシリサイド層
(TiSi2)C54相を形成する。第2の急速熱処理
工程(図1(e)又は図2のステップS5)は、一般的
に、800℃〜850℃の急速熱処理により行われ、窒
素雰囲気中もしくはアルゴン雰囲気中で行われる。前述
の工程で、側壁絶縁膜106上の窒化したチタン膜はエ
ッチング除去されているので、RTA工程をアルゴンガ
ス雰囲気中で行っても、絶縁性に問題はなく、逆に第1
の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)で形成されたチタンシリサイド(TiSi2)C4
9相が窒化されることが無いので、好ましい。上記第1
の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)で形成された比較的高抵抗なチタンシリサイド(T
iSi2)C49相は、第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)により、比較的低抵抗
なチタンシリサイド(TiSi2)C54相へ相転移す
る。本発明の半導体装置の製造方法によると、形成され
たC49相は、比較的均一で、かつ比較的微細であり、
容易にC54相へ相転移する。それにより、1μm以下
のゲート電極104及びソース電極/ドレイン電極10
7においても、チタンシリサイド層の層抵抗は、第1従
来技術に比べ、十分に低抵抗である。
Next, in FIG. 4 (FIG. 1 (e)), the second
Rapid heat treatment step (FIG. 1 (e) or step S in FIG. 2)
By 5), a relatively low-resistance silicide layer (TiSi2) C54 phase of a high melting point metal is formed. The second rapid heat treatment step (FIG. 1E or step S5 in FIG. 2) is generally performed by a rapid heat treatment at 800 ° C. to 850 ° C., and is performed in a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere. Since the nitrided titanium film on the side wall insulating film 106 has been removed by etching in the above-described process, there is no problem in insulation even if the RTA process is performed in an argon gas atmosphere.
Rapid heat treatment step (FIG. 1 (c) or step S in FIG. 2)
Titanium silicide (TiSi2) C4 formed in 3)
This is preferable because nine phases are not nitrided. The first
Rapid heat treatment step (FIG. 1 (c) or step S in FIG. 2)
The relatively high resistance titanium silicide (T) formed in 3)
The iSi2) C49 phase is subjected to a second rapid heat treatment step (FIG. 1).
By (e) or step S5 in FIG. 2, a phase transition to a titanium silicide (TiSi2) C54 phase having a relatively low resistance is performed. According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the C49 phase formed is relatively uniform and relatively fine,
Easily phase transition to C54 phase. As a result, the gate electrode 104 and the source / drain electrode 10
7, the layer resistance of the titanium silicide layer is sufficiently lower than that of the first prior art.

【0248】第2の急速熱処理工程(ステップS5)
は、図1(e)に示すように、第1の急速熱処理工程
(図1(c)又は図2のステップS3)において形成さ
れた高抵抗シリサイド層403に急速熱処理を実行して
高抵抗シリサイド層403の低抵抗化を実行する工程で
ある。
Second Rapid Heat Treatment Step (Step S5)
As shown in FIG. 1E, the high-resistance silicide layer 403 formed in the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2) is subjected to a rapid thermal processing to This is a step of reducing the resistance of the layer 403.

【0249】以上説明したように、本実施形態に依れ
ば、サリサイド構造11の作製過程の第1の急速熱処理
工程(図1(c)又は図2のステップS3)において高
抵抗多結晶化を実行することに依り、非晶質なシリサイ
ド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタンシリサイ
ドを均一、比較的微細、且つ比較的容易に形成すること
ができるようになるといった効果を奏する。
As described above, according to the present embodiment, high-resistance polycrystallization is performed in the first rapid thermal processing step (step S3 in FIG. 1C or FIG. 2) in the process of manufacturing the salicide structure 11. By performing this, it is possible to obtain an effect that a relatively high-resistance titanium silicide can be formed uniformly, relatively finely, and relatively easily by using an amorphous silicide layer as a growth nucleus.

【0250】この様に形成されたチタンシリサイドは、
第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップ
S3)の後工程である第2の急速熱処理工程(図1
(e)又は図2のステップS5)において、比較的低抵
抗なチタンシリサイドに容易に相転移させることができ
るようになるといった効果を奏する。
The titanium silicide thus formed is:
A second rapid thermal processing step (FIG. 1) which is a post-process of the first rapid thermal processing step (FIG. 1C or step S3 in FIG. 2).
In step (e) or step S5 in FIG. 2, an effect is obtained that a phase transition can be easily made to titanium silicide having a relatively low resistance.

【0251】これに依り、サリサイド構造11のMOS
FETにおけるゲート電極104及びソース電極/ド
レイン電極107の低抵抗化を図ることができるように
なるといった効果を奏する。
According to this, the MOS of the salicide structure 11 is formed.
There is an effect that the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 in the FET can be reduced.

【0252】この結果、ゲート電極104及びソース電
極/ドレイン電極107の1μm以下の細線において
も、層抵抗が十分に低抵抗化される。それに依り、第1
従来技術に見られるような細線における層抵抗の高抵抗
化が抑制され、ゲート電極104及びソース電極/ドレ
イン電極107の低抵抗化が可能になり、寄生抵抗が減
少し、微細なMOS FETの速度性能の向上を図るこ
とができるようになるといった効果を奏する。
As a result, the layer resistance is sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107. Therefore, the first
The increase in the layer resistance of the thin wire as in the prior art is suppressed, the resistance of the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 can be reduced, the parasitic resistance is reduced, and the speed of the fine MOS FET is reduced. There is an effect that the performance can be improved.

【0253】則ち、サリサイド構造11を有する1μm
以下の微細なゲート電極104及びソース電極/ドレイ
ン電極107において、ゲート電極104上及びソース
電極/ドレイン電極107上のシリサイド層の高抵抗化
を抑制し、電極配線の線幅に依存することなく低い層抵
抗を有するシリサイド層を実現できるサリサイド構造1
1を形成できるようになるといった効果を奏する。
That is, 1 μm having the salicide structure 11
In the following fine gate electrode 104 and source electrode / drain electrode 107, the resistance of the silicide layer on the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 is suppressed from being increased, and is low without depending on the line width of the electrode wiring. Salicide structure 1 that can realize silicide layer having layer resistance
1 can be formed.

【0254】[0254]

【実施例】以下に、本発明の半導体装置10の製造方法
の各種実施例を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Various embodiments of the method for manufacturing a semiconductor device 10 according to the present invention will be described below.

【0255】先ず、第1実施例を説明する。First, the first embodiment will be described.

【0256】以下の実施例では、チタンシリサイド層の
層抵抗を、砒素が注入されたゲート電極104と硼素が
注入されたゲート電極104を用いている。図1(a)
に示したように、サリサイド構造が形成されたnチャネ
ルMOSFET10及びpチャネルMOS FET10
を作製する。
In the following embodiments, the layer resistance of the titanium silicide layer uses the gate electrode 104 implanted with arsenic and the gate electrode 104 implanted with boron. FIG. 1 (a)
As shown in FIG. 3, an n-channel MOSFET 10 and a p-channel MOSFET 10 having a salicide structure formed thereon.
Is prepared.

【0257】この時、nチャネルMOS FET10及
びpチャネルMOS FET10のゲート電極104と
ソース電極/ドレイン電極107への不純物注入は、側
壁絶縁膜106の形成後に同時に行われ、側壁絶縁幕1
06とフィールド酸化膜102とを注入マスクとして、
nチャネルMOS FET10に対しては、砒素が加速
電圧=30keV、ドーズ量=3×1015cm-2の注入
条件で行われ、pチャネルMOS FET10に対して
は、BF2が加速電圧=20keV、ドーズ量=3×1
15cm-2の注入条件で行われた。
At this time, the impurity implantation into the gate electrode 104 and the source electrode / drain electrode 107 of the n-channel MOS FET 10 and the p-channel MOS FET 10 is performed simultaneously after the formation of the side wall insulating film 106, and the side wall insulating curtain 1 is formed.
06 and the field oxide film 102 as an implantation mask,
For the n-channel MOS FET 10, arsenic is implanted under the conditions of an acceleration voltage of 30 keV and a dose of 3 × 10 15 cm −2 , and for the p-channel MOS FET 10, BF2 is accelerated at an acceleration voltage of 20 keV and a dose of Amount = 3 x 1
The injection was performed at an injection condition of 0 15 cm -2 .

【0258】側壁絶縁膜106には、熱CVD法に依り
形成されたシリコン酸化膜が用いられ、膜厚は150n
mであった。ゲート電極104の最小寸法は、0.30
μmまで形成された。不純物の注入後、急速熱処理RT
A法により、950℃の活性化を行った。
As the sidewall insulating film 106, a silicon oxide film formed by a thermal CVD method is used, and has a thickness of 150 nm.
m. The minimum size of the gate electrode 104 is 0.30
It was formed up to μm. After impurity implantation, rapid thermal treatment RT
Activation at 950 ° C. was performed by Method A.

【0259】次に、図1(b)に示したように、高融点
金属であるチタンを、DCマグネトロンスパッタ法によ
りスパッタ成膜した。この時、チタン膜は、35nmの
膜厚を堆積した。
Next, as shown in FIG. 1B, titanium, which is a high melting point metal, was formed by sputtering using a DC magnetron sputtering method. At this time, the titanium film was deposited to a thickness of 35 nm.

【0260】次に、図1(c)に示すように、本発明の
特徴である第1のRTA処理を行った。図4に記載の熱
処理過程とほぼ同等で、500℃60秒の熱処理を連続
で、窒素雰囲気中で行った。
Next, as shown in FIG. 1C, a first RTA process which is a feature of the present invention was performed. The heat treatment at 500 ° C. for 60 seconds was performed in a nitrogen atmosphere continuously, almost in the same manner as the heat treatment process shown in FIG.

【0261】次に、図1(d)に示すように、過酸化水
素とアンモニアと水の混合液により未反応なチタン及び
窒化されたチタンを、チタンシリサイド層に対して選択
的にエッチング除去した。
Next, as shown in FIG. 1D, unreacted titanium and nitrided titanium were selectively removed by etching with respect to the titanium silicide layer by using a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonia and water. .

【0262】その後、図1(e)に示すように、第2の
急速熱処理工程(ステップS5)を、窒素雰囲気中で、
850℃,10秒行った。
Thereafter, as shown in FIG. 1E, a second rapid heat treatment step (step S5) is performed in a nitrogen atmosphere.
The test was performed at 850 ° C. for 10 seconds.

【0263】その後、通常のMOS FET10作製工
程により、層間絶縁膜の形成及び、電極と金属配線の接
続孔形成及び金属配線の形成を行った。
After that, an interlayer insulating film was formed, a connection hole between an electrode and a metal wiring was formed, and a metal wiring was formed in a normal MOSFET 10 manufacturing process.

【0264】図5は、第1実施例により得られたゲート
電極104上のチタンシリサイド層の層抵抗のゲート電
極104線幅依存性を説明するためのグラフであって、
点線(曲線A)及び1点鎖線(曲線B)が第1従来技術
の製造方法により得られた電極の層抵抗のゲート電極1
04線幅依存性を表し、実線(曲線C)が本発明の半導
体装置の製造方法により得られた電極の層抵抗のゲート
電極104線幅依存性を表しており、図5(a)は、n
チャネルトランジスタの作製時に砒素が注入されたゲー
ト電極104の層抵抗のゲート電極104線幅依存性を
説明するためのグラフであり、図5(b)は、pチャネ
ルトランジスタの作製時に硼素が注入されたゲート電極
104の層抵抗のゲート電極104線幅依存性を説明す
るためのグラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining the line width dependency of the layer resistance of the titanium silicide layer on the gate electrode 104 obtained in the first embodiment.
The dotted line (curve A) and the one-dot chain line (curve B) show the gate electrode 1 of the layer resistance of the electrode obtained by the manufacturing method of the first prior art.
FIG. 5A shows the line width dependency of the gate electrode 104, and the solid line (curve C) shows the line width dependency of the layer resistance of the electrode obtained by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention. n
FIG. 5B is a graph for explaining the line width dependency of the layer resistance of the gate electrode 104 into which arsenic has been implanted during the fabrication of the channel transistor. FIG. 6 is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode 104 on the line width of the gate electrode 104.

【0265】図5(a)及び(b)において、実線が、
本発明の半導体装置の製造方法により得られた電極の層
抵抗を表し、点線及び1点鎖線が第1従来技術の製造方
法により得られた同電極の層抵抗を表す。点線は、第1
の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステップS
3)として、700℃、30秒の熱処理を窒素雰囲気中
で行ったもの、1点鎖線は、第1の急速熱処理工程とし
て、700℃、60秒の熱処理を窒素雰囲気中で行った
ものである。
In FIGS. 5A and 5B, the solid line is
The layer resistance of the electrode obtained by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention is shown, and the dotted line and the dashed line indicate the layer resistance of the same electrode obtained by the manufacturing method of the first prior art. The dotted line is the first
Rapid heat treatment step (FIG. 1 (c) or step S in FIG. 2)
As 3), a heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds was performed in a nitrogen atmosphere, and the dashed line indicates a heat treatment at 700 ° C. for 60 seconds performed in a nitrogen atmosphere as a first rapid heat treatment step. .

【0266】図5(a)及び(b)に示すように、チタ
ンシリサイドのゲート電極104の層抵抗が低抵抗化さ
れ、砒素が注入されたゲート電極104及び硼素が注入
されたゲート電極104共にほぼ線幅に依存しない低抵
抗な層抵抗が得られていることが分かる。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the layer resistance of the titanium silicide gate electrode 104 is reduced, and both the gate electrode 104 into which arsenic is implanted and the gate electrode 104 into which boron is implanted are formed. It can be seen that a low-resistance layer resistance almost independent of the line width is obtained.

【0267】又、1点鎖線で示した第1従来技術の製造
方法において層抵抗が低抵抗化されていないことから、
第1実施例における層抵抗の低抵抗化が、チタンシリサ
イドC49相の形成時間に起因するものでなく、500
℃と低温の熱処理が加えられたことに起因して非晶質な
チタンシリサイド層が形成されたことに依るものである
と思考される。
Also, since the layer resistance is not reduced in the manufacturing method of the first prior art shown by the dashed line,
The lowering of the layer resistance in the first embodiment is not due to the formation time of the titanium silicide C49 phase,
It is thought that this is due to the formation of the amorphous titanium silicide layer due to the heat treatment at a low temperature of ℃.

【0268】次に第2実施例を説明する。Next, a second embodiment will be described.

【0269】図1(a)に示したように、サリサイド構
造が形成されたnチャネルMOSFET10及びpチャ
ネルMOS FET10を作製する場合を考える。
As shown in FIG. 1A, a case is considered where an n-channel MOSFET 10 and a p-channel MOSFET 10 having a salicide structure are formed.

【0270】この時、nチャネルMOS FET10及
びpチャネルMOS FET10のゲート電極104と
ソース電極/ドレイン電極107への不純物注入は、側
壁絶縁膜106の形成後に同時に行われ、側壁絶縁膜1
06とフィールド酸化膜102を注入マスクとして、n
チャネルMOS FET10に対しては、砒素が加速電
圧=30keV、ドーズ量=3×1015cm-2の注入条
件で行われ、pチャネルMOS FET10に対しては
BF2が加速電圧=20keV、ドーズ量=3×1015
cm-2の注入条件で行われた。
At this time, the implantation of impurities into the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107 of the n-channel MOS FET 10 and the p-channel MOS FET 10 is performed simultaneously after the formation of the sidewall insulating film 106,
06 and the field oxide film 102 as an implantation mask,
For channel MOS FET 10, arsenic accelerating voltage = 30 keV, performed at injection a dose of = 3 × 10 15 cm -2, BF2 acceleration voltage for p-channel MOS FET 10 = 20 keV, a dose = 3 × 10 15
The injection was performed under the condition of cm −2 .

【0271】側壁絶縁膜106には、熱CVD法により
形成されたシリコン酸化膜が用いられ、膜厚は150n
mであった。ゲート電極104の最小寸法は、0.30
μmまで形成された。不純物の注入後、急速熱処理RT
A法により、950℃の活性化を行った。
As the sidewall insulating film 106, a silicon oxide film formed by a thermal CVD method is used, and the film thickness is 150 n.
m. The minimum size of the gate electrode 104 is 0.30
It was formed up to μm. After impurity implantation, rapid thermal treatment RT
Activation at 950 ° C. was performed by Method A.

【0272】次に、図1(b)に示したように、高融点
金属であるチタンを、DCマグネトロンスパッタ法によ
りスパッタ成膜した。この時、チタン膜は、35nmの
膜厚を堆積した。
Next, as shown in FIG. 1B, titanium, which is a high melting point metal, was formed by sputtering using a DC magnetron sputtering method. At this time, the titanium film was deposited to a thickness of 35 nm.

【0273】次に、図1(c)に示すように、前述の第
1のRTA処理を行った。
Next, as shown in FIG. 1C, the first RTA process was performed.

【0274】図4に記載の熱処理過程とほぼ同等で、5
00℃,60秒の熱処理をアルゴンガス雰囲気中で行
い、700℃、30秒の熱処理を窒素雰囲気中で行っ
た。
The heat treatment process shown in FIG.
Heat treatment at 00 ° C. for 60 seconds was performed in an argon gas atmosphere, and heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds was performed in a nitrogen atmosphere.

【0275】次に、図1(d)に示すように、過酸化水
素とアンモニアと水の混合液により未反応なチタン及び
窒化されたチタンを、チタンシリサイド層に対して選択
的にエッチング除去した。
Next, as shown in FIG. 1D, unreacted titanium and nitrided titanium were selectively removed by etching with respect to the titanium silicide layer by using a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonia and water. .

【0276】その後、図1(e)に示すように、第2の
急速熱処理工程(ステップS5)を、窒素雰囲気中で、
850℃10秒行った。その後、通常のMOS FET
10作製工程により、層間絶縁膜の形成及び、電極と金
属配線の接続孔形成及び金属配線の形成を行った。
Thereafter, as shown in FIG. 1E, a second rapid heat treatment step (step S5) is performed in a nitrogen atmosphere.
The test was performed at 850 ° C. for 10 seconds. After that, normal MOS FET
In the ten manufacturing steps, formation of an interlayer insulating film, formation of connection holes between electrodes and metal wiring, and formation of metal wiring were performed.

【0277】図6は、nチャネルトランジスタの制作時
に砒素が注入されたゲート電極104上のチタンシリサ
イド層の層抵抗のゲート電極104線幅依存性を説明す
るためのグラフであって、点線(曲線A)が第1従来技
術の製造方法により得られたゲート電極104の層抵抗
のゲート電極104線幅依存性を説明するためのグラフ
であり、実線(曲線B)が第2実施例により得られたゲ
ート電極104の層抵抗のゲート電極104線幅依存性
を説明するためのグラフである。
FIG. 6 is a graph for explaining the line width dependency of the layer resistance of the titanium silicide layer on the gate electrode 104 into which arsenic was implanted during the fabrication of the n-channel transistor, and the dotted line (curve A) is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode 104 on the line width of the gate electrode 104 obtained by the manufacturing method of the first prior art, and the solid line (curve B) is obtained by the second embodiment. 6 is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode 104 on the line width of the gate electrode 104.

【0278】図6において、縦軸は、nチャネルMOS
FET10の砒素が注入されたゲート電極104の層
抵抗である。また実線が、本発明の半導体装置の製造方
法により得られた電極の層抵抗を表し、点線が第1従来
技術の製造方法により得られた同電極の層抵抗を表す。
また点線は、前述の第1の急速熱処理工程(図1(c)
又は図2のステップS3)として、700℃,30秒の
熱処理を窒素雰囲気中で行ったものである。
In FIG. 6, the vertical axis represents an n-channel MOS
This is the layer resistance of the gate electrode 104 into which arsenic of the FET 10 has been implanted. The solid line represents the layer resistance of the electrode obtained by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, and the dotted line represents the layer resistance of the same electrode obtained by the method of manufacturing the first prior art.
The dotted line indicates the first rapid heat treatment step (FIG. 1C).
Alternatively, as step S3) in FIG. 2, a heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds is performed in a nitrogen atmosphere.

【0279】図6に示すように、第2実施例の製造方法
に依り、チタンシリサイドのゲート電極104の層抵抗
が低抵抗化され、ほぼ線幅に依存しない低抵抗な層抵抗
が得られていることが分かる。
As shown in FIG. 6, according to the manufacturing method of the second embodiment, the layer resistance of the titanium silicide gate electrode 104 is reduced, and a low-resistance layer resistance almost independent of the line width is obtained. You can see that there is.

【0280】又、図5(a)に示した本発明の製造方法
に比べても、細線において、さらに層抵抗が低抵抗化さ
れていると思考される。
Further, it is considered that the layer resistance of the thin wire is further reduced as compared with the manufacturing method of the present invention shown in FIG.

【0281】この理由として、500℃の熱処理をアル
ゴンガス雰囲気中で行ったことから、熱処理中のチタン
表面の窒化が全く行われず、700℃の熱処理の段階で
初めてチタン表面の窒化が始まることから、わずかでは
あるが、チタンシリサイド(TiSi2)C49相の形
成が促進されたためであると思考される。
The reason for this is that since the heat treatment at 500 ° C. was performed in an argon gas atmosphere, nitriding of the titanium surface was not performed at all during the heat treatment, and the nitriding of the titanium surface started at the stage of the heat treatment at 700 ° C. for the first time. It is thought that this is because, though slightly, the formation of the titanium silicide (TiSi2) C49 phase was promoted.

【0282】500℃の熱処理をアルゴンガス雰囲気中
で行う場合、側壁絶縁膜106上でのゲート電極104
及びソース電極/ドレイン電極107からのシリコンの
拡散に起因するチタンシリサイドの形成が心配される
が、500℃の比較的低温下での処理なので、その成長
速度は非常に遅く、図1(d)に示すエッチングの際に
十分に絶縁が可能になる。
When the heat treatment at 500 ° C. is performed in an argon gas atmosphere, the gate electrode 104 on the side wall insulating film 106 is formed.
There is a concern that titanium silicide may be formed due to diffusion of silicon from the source electrode / drain electrode 107. However, since the process is performed at a relatively low temperature of 500 ° C., the growth rate is very slow. In the case of the etching shown in FIG.

【0283】次に、第3実施例を説明する。Next, a third embodiment will be described.

【0284】また合わせて第3実施例により得られたチ
タンシリサイド層の層抵抗を、砒素注入されたゲート電
極104を例に取り、第1従来技術と比較して記載す
る。
Also, the layer resistance of the titanium silicide layer obtained in the third embodiment will be described in comparison with the first prior art, taking the gate electrode 104 implanted with arsenic as an example.

【0285】図1(a)に示したように、サリサイド構
造が形成されたnチャネルMOSFET10及びpチャ
ネルMOS FET10を作製する。
As shown in FIG. 1A, an n-channel MOSFET 10 and a p-channel MOSFET 10 having a salicide structure are manufactured.

【0286】この時、nチャネルMOS FET10及
びpチャネルMOS FET10のゲート電極104と
ソース電極/ドレイン電極107への不純物注入は、側
壁絶縁膜106形成後に同時に行われ、側壁絶縁膜10
6とフィールド酸化膜102を注入マスクとして、nチ
ャネルMOS FET10に対しては、砒素が加速電圧
=30keV、ドーズ量=3×1015cm-2の注入条件
で行われ、pチャネルMOS FET10に対しては、
BF2が加速電圧=20keV、ドーズ量=3×1015
cm-2の注入条件で行わた。
At this time, impurity implantation into the gate electrode 104 and the source / drain electrodes 107 of the n-channel MOS FET 10 and the p-channel MOS FET 10 is performed simultaneously after the formation of the sidewall insulating film 106,
6 and the field oxide film 102 as implantation masks, arsenic is implanted into the n-channel MOS FET 10 under the conditions of an acceleration voltage = 30 keV and a dose = 3 × 10 15 cm −2 , The
BF2 is acceleration voltage = 20 keV, dose = 3 × 10 15
The injection was performed under the condition of cm −2 .

【0287】側壁絶縁膜106には、熱CVD法に依り
形成されたシリコン酸化膜が用いられ、膜厚は150n
mであった。ゲート電極104の最小寸法は、0.30
μmまで形成された。
As the sidewall insulating film 106, a silicon oxide film formed by a thermal CVD method is used, and has a thickness of 150 nm.
m. The minimum size of the gate electrode 104 is 0.30
It was formed up to μm.

【0288】不純物の注入後、急速熱処理RTA法によ
り、950℃の活性化を行った。
After the impurity implantation, activation was performed at 950 ° C. by a rapid thermal processing RTA method.

【0289】次に、図1(b)に示したように、高融点
金属であるチタンを、DCマグネトロンスパッタ法によ
りスパッタ成膜した。この時、チタン膜は、35nmの
膜厚を堆積した。
Next, as shown in FIG. 1B, titanium, which is a high melting point metal, was formed by sputtering using a DC magnetron sputtering method. At this time, the titanium film was deposited to a thickness of 35 nm.

【0290】次に、図1(c)に示すように、本発明の
特徴である第1のRTA処理を行った。図4に記載の熱
処理過程とほぼ同等で、500℃、60秒の熱処理を水
素ガス雰囲気中で行い、700℃、30秒の熱処理を窒
素雰囲気中で行った。
Next, as shown in FIG. 1C, a first RTA process which is a feature of the present invention was performed. As in the heat treatment process shown in FIG. 4, heat treatment at 500 ° C. for 60 seconds was performed in a hydrogen gas atmosphere, and heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds was performed in a nitrogen atmosphere.

【0291】次に、図1(d)に示すように、過酸化水
素とアンモニアと水の混合液により未反応なチタン及び
窒化されたチタンを、チタンシリサイド層に対して選択
的にエッチング除去した。
Next, as shown in FIG. 1D, unreacted titanium and nitrided titanium were selectively removed by etching with respect to the titanium silicide layer using a mixed solution of hydrogen peroxide, ammonia and water. .

【0292】その後、図1(e)に示すように、第2の
急速熱処理工程(ステップS5)を、窒素雰囲気中で、
850℃10秒行った。
Thereafter, as shown in FIG. 1E, a second rapid heat treatment step (step S5) is performed in a nitrogen atmosphere.
The test was performed at 850 ° C. for 10 seconds.

【0293】その後、通常のMOS FET10作製工
程により、層間絶縁膜の形成及び、電極と金属配線の接
続孔形成及び金属配線の形成を行った。
After that, an interlayer insulating film was formed, a connection hole between an electrode and a metal wiring was formed, and a metal wiring was formed in a normal MOSFET 10 manufacturing process.

【0294】図7は、nチャネルトランジスタの制作時
に砒素が注入されたゲート電極104上のチタンシリサ
イド層の層抵抗のゲート電極104線幅依存性を説明す
るためのグラフであって、点線(曲線A)が第1従来技
術の製造方法により得られたゲート電極104の層抵抗
のゲート電極104線幅依存性を説明するためのグラフ
であり、実線(曲線B)が第3実施例により得られたゲ
ート電極104の層抵抗のゲート電極104線幅依存性
を説明するためのグラフである。
FIG. 7 is a graph for explaining the line width dependence of the layer resistance of the titanium silicide layer on the gate electrode 104 into which arsenic has been implanted during the fabrication of the n-channel transistor. A) is a graph for explaining the line width dependence of the gate resistance of the gate electrode 104 obtained by the manufacturing method of the first prior art, and the solid line (curve B) is obtained by the third embodiment. 6 is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode 104 on the line width of the gate electrode 104.

【0295】図7において、縦軸は、nチャネルMOS
FET10の砒素が注入されたゲート電極104の層
抵抗である。実線が、本発明の半導体装置の製造方法に
より得られた電極の層抵抗を表し、点線が第1従来技術
の製造方法により得られた同電極の層抵抗を表す。点線
は、第1の急速熱処理工程(図1(c)又は図2のステ
ップS3)として、700℃、30秒の熱処理を窒素雰
囲気中で行ったものである。
In FIG. 7, the vertical axis represents an n-channel MOS
This is the layer resistance of the gate electrode 104 into which arsenic of the FET 10 has been implanted. The solid line represents the layer resistance of the electrode obtained by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, and the dotted line represents the layer resistance of the same electrode obtained by the method of manufacturing the first prior art. The dotted line is obtained by performing a heat treatment at 700 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere as a first rapid heat treatment process (step S3 in FIG. 1C or FIG. 2).

【0296】本発明の製造方法により、チタンシリサイ
ドゲート電極104の層抵抗が低抵抗化され、完全に線
幅に依存しない低抵抗な層抵抗が得られていることが分
かる。
It can be seen that the layer resistance of the titanium silicide gate electrode 104 was reduced by the manufacturing method of the present invention, and a low layer resistance completely independent of the line width was obtained.

【0297】又、図5(a)に示した本発明の製造方法
に比べても、さらに細線において、層抵抗が低抵抗化さ
れていると思考される。
Further, it is considered that the layer resistance is further reduced in the thin wires even in comparison with the manufacturing method of the present invention shown in FIG.

【0298】この理由として、500℃の熱処理を水素
ガス雰囲気中で行ったことから、熱処理中のチタン表面
の窒化が全く行われず、更に、MOS FET10作製
過程の中で混入したゲート電極104上及びソース電極
/ドレイン電極107上に残存している酸素又は炭素
が、500℃の熱処理時の水素の拡散により還元された
ことにより、700℃の熱処理の段階でのC49相の形
成がより促進されたためであると思考される。
The reason for this is that the heat treatment at 500 ° C. was performed in a hydrogen gas atmosphere, so that the titanium surface was not nitrided at all during the heat treatment. Oxygen or carbon remaining on the source / drain electrodes 107 was reduced by diffusion of hydrogen during the heat treatment at 500 ° C., thereby further promoting the formation of the C49 phase at the heat treatment at 700 ° C. Is thought to be.

【0299】500℃の熱処理を水素ガス雰囲気中で行
うことから、側壁絶縁膜106上でのゲート電極104
及びソース電極/ドレイン電極107からのシリコンの
拡散によるチタンシリサイドの形成が心配されるが、5
00℃の比較的低温下での処理なので、その成長速度は
非常に遅く、図1(d)に示すエッチングの際に十分に
絶縁が可能になる。
Since the heat treatment at 500 ° C. is performed in a hydrogen gas atmosphere, the gate electrode 104 on the side wall insulating film 106 is formed.
There is a concern that titanium silicide may be formed due to diffusion of silicon from the source electrode / drain electrode 107.
Since the treatment is performed at a relatively low temperature of 00 ° C., the growth rate is very low, and sufficient insulation can be achieved at the time of etching shown in FIG.

【0300】[0300]

【発明の効果】請求項1に記載の発明に依れば、サリサ
イド構造の作製過程の第1の急速熱処理工程において高
抵抗多結晶化を実行することに依り、非晶質なシリサイ
ド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属シリ
サイドを均一、比較的微細、且つ比較的容易に形成する
ことができるようになるといった効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, an amorphous silicide layer is grown by performing high-resistance polycrystallization in the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process. As a nucleus, there is an effect that a relatively high-resistance refractory metal silicide can be formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0301】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily phase-transformed to a relatively low resistance high melting point metal silicide in the second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0302】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, the MOS F of the salicide structure
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0303】この結果、ゲート電極及びソース電極/ド
レイン電極の1μm以下の細線においても、層抵抗が十
分に低抵抗化される。それに依り、第1従来技術に見ら
れるような細線における層抵抗の高抵抗化が抑制され、
ゲート電極及びソース電極/ドレイン電極の低抵抗化が
可能になり、寄生抵抗が減少し、微細なMOS FET
の速度性能の向上を図ることができるようになるといっ
た効果を奏する。
[0303] As a result, the layer resistance is sufficiently reduced even in the fine lines of 1 μm or less of the gate electrode and the source electrode / drain electrode. Thereby, the increase in the layer resistance of the thin wire as seen in the first prior art is suppressed,
Gate electrode and source electrode / drain electrode can have low resistance, parasitic resistance decreases, and fine MOS FET
This has the effect that the speed performance of the vehicle can be improved.

【0304】則ち、サリサイド構造を有する1μm以下
の微細なゲート電極及びソース電極/ドレイン電極にお
いて、ゲート電極上及びソース電極/ドレイン電極上の
シリサイド層の高抵抗化を抑制し、電極配線の線幅に依
存することなく低い層抵抗を有するシリサイド層を実現
できるサリサイド構造を形成できるようになるといった
効果を奏する。
That is, in the fine gate electrode and the source electrode / drain electrode having a salicide structure of 1 μm or less, the resistance of the silicide layer on the gate electrode and the source electrode / drain electrode is suppressed from increasing, and the line of the electrode wiring is suppressed. There is an effect that a salicide structure capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the width can be formed.

【0305】請求項2に記載の発明に依れば、請求項1
に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the second aspect of the present invention, the first aspect
The same effect as the effect described in (1) is obtained.

【0306】請求項3に記載の発明に依れば、請求項2
に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the invention set forth in claim 3, according to claim 2
The same effect as the effect described in (1) is obtained.

【0307】請求項4に記載の発明に依れば、請求項2
又は3に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製過
程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行するこ
とに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極を構成
する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構
成するシリコン基板との界面に比較的非晶質なシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
[0307] According to the invention described in claim 4, according to claim 2 of the present invention.
Or, in addition to the effect described in 3, the refractory metal film deposited and the polycrystal forming the gate electrode are formed by performing the amorphizing step of the first rapid thermal processing step in the salicide structure manufacturing process. This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate constituting the source / drain electrodes.

【0308】その後、第1の急速熱処理工程の高抵抗多
結晶化工程を実行することに依り、非晶質化工程で形成
された非晶質なシリサイド層を成長の核として、比較的
高抵抗な高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細
にかつ比較的容易に形成される。
After that, by performing the high-resistance polycrystallization step of the first rapid heat treatment step, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is used as a growth nucleus to obtain a relatively high resistance. A high refractory metal silicide can be formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0309】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily phase-transformed into a relatively low resistance high melting point metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0310】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, MOS F of salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0311】請求項5に記載の発明に依れば、請求項2
又は3に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製過
程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行するこ
とに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極を構成
する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構
成するシリコン基板との界面に比較的非晶質なシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
According to the invention described in claim 5, according to claim 2,
Or, in addition to the effect described in 3, the refractory metal film deposited and the polycrystal forming the gate electrode are formed by performing the amorphizing step of the first rapid thermal processing step in the salicide structure manufacturing process. This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate constituting the source / drain electrodes.

【0312】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphizing step is formed by performing a high-resistance poly-crystallizing step for polycrystallizing and increasing the resistance of the amorphous silicide layer. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0313】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程の後工程である第2の急速熱
処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリサイ
ドに容易に相転移させることができるようになるといっ
た効果を奏する。
The thus formed refractory metal silicide easily undergoes a phase transition to a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. This has the effect of being able to perform.

【0314】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, the MOS F of the salicide structure is formed.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0315】請求項6に記載の発明に依れば、請求項4
又は5に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製過
程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を実行するこ
とに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極を構成
する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構
成するシリコン基板との界面に比較的非晶質なシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
According to the invention described in claim 6, according to claim 4,
Or in addition to the effect described in 5, the refractory metal film deposited and the polycrystal forming the gate electrode are formed by performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process. This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between silicon and the silicon substrate constituting the source / drain electrodes.

【0316】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a high-resistance polycrystallization step for polycrystallizing and increasing the resistance of the amorphous silicide layer. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0317】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low resistance high melting point metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0318】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, MOS F of salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0319】請求項7に記載の発明に依れば、請求項4
又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製過
程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃
〜550℃の比較的低温下で実行することに依り、堆積
した高融点金属膜と、ゲート電極を構成する多結晶シリ
コン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン
基板との界面に比較的非晶質なシリサイド層を形成する
ことができるようになるといった効果を奏する。
[0319] According to the invention of claim 7, according to claim 4,
Or in addition to the effect described in 6, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process is performed at 400 ° C.
By performing the process at a relatively low temperature of about 550 ° C., a relatively amorphous film is formed at the interface between the deposited refractory metal film and the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source / drain electrodes. This produces an effect that a high quality silicide layer can be formed.

【0320】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0321】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a polycrystallization process for the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallization step for increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0322】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low resistance high melting point metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0323】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, MOS F of salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0324】請求項8に記載の発明に依れば、請求項4
又は6に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程の
非晶質化工程の比較的低温な熱処理と高抵抗多結晶化工
程の比較的高温な熱処理を窒素雰囲気中にて行うことに
依り、非晶質化工程と高抵抗多結晶化工程を雰囲気ガス
の入れ替えをせずに行うことができるようになる結果、
第1の急速熱処理工程のスループットが向上するといっ
た効果を奏する。この様な高抵抗多結晶化工程が窒素雰
囲気中であることが望ましい理由は、熱処理時に、ゲー
ト電極を構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレ
イン電極を構成するシリコン基板よりシリコンが拡散
し、側壁絶縁膜上にチタンシリサイド層を形成すること
を抑制するために、チタン表面よりチタンを窒化させる
ことにあると考えられる。
[0324] According to the invention of claim 8, according to claim 4,
Or in addition to the effect described in 6, the heat treatment at a relatively low temperature in the amorphizing step of the first rapid heat treatment step and the heat treatment at a relatively high temperature in the high resistance polycrystallization step are performed in a nitrogen atmosphere. As a result, the amorphization step and the high-resistance polycrystallization step can be performed without replacing the atmosphere gas.
This has the effect of improving the throughput of the first rapid heat treatment step. The reason why such a high-resistance polycrystallization process is desirably performed in a nitrogen atmosphere is that, during heat treatment, silicon diffuses from the polycrystalline silicon forming the gate electrode and the silicon substrate forming the source / drain electrodes, and It is considered that titanium is nitrided from the titanium surface in order to suppress formation of a titanium silicide layer on the insulating film.

【0325】またサリサイド構造の作製過程の第1の急
速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜550℃の
比較的低温な熱処理を窒素ガス雰囲気中にて行うことに
依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極を構成する
多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成す
るシリコン基板との界面に比較的非晶質なシリサイド層
を形成することができるようになるといった効果を奏す
る。
The amorphous formation step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure fabrication process is performed by performing a relatively low temperature heat treatment at 400 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere. This has the effect that a relatively amorphous silicide layer can be formed at the interface between the melting point metal film and the polycrystalline silicon forming the gate electrode and the silicon substrate forming the source / drain electrodes.

【0326】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0327】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a polycrystallization process of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallization step for increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0328】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The high melting point metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low resistance high melting point metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0329】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, MOS F of salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0330】請求項9に記載の発明に依れば、請求項4
又は6に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程の
非晶質化工程の比較的低温な熱処理をアルゴンガス雰囲
気中にて行い、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処
理を窒素雰囲気中にて行うことに依り、非晶質化工程の
比較的低温な熱処理中のチタン表面の窒化が全く行われ
ず、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理の段階で
初めてチタン表面の窒化が始まることから、わずかでは
あるがチタンシリサイド(TiSi2)C49相の形成
が促進されるといった効果を奏する。
According to the ninth aspect of the present invention, the fourth aspect of the present invention is provided.
Or in addition to the effect described in 6, the relatively low-temperature heat treatment of the amorphization step of the first rapid heat treatment step is performed in an argon gas atmosphere, and the relatively high-temperature heat treatment of the high-resistance polycrystallization step is performed. By performing in a nitrogen atmosphere, the titanium surface is not nitrided at all during the heat treatment at a relatively low temperature in the amorphization step, and the titanium surface is not treated for the first time during the heat treatment at a relatively high temperature in the high-resistance polycrystallization step. Since the nitridation of the alloy begins, the effect of slightly promoting the formation of the titanium silicide (TiSi2) C49 phase is obtained.

【0331】それに依り、第2の急速熱処理工程で、十
分にチタンシリサイド(TiSi2)C54相が形成さ
れ、細線におけるチタンシリサイド層の層抵抗を低抵抗
化する。
As a result, the titanium silicide (TiSi 2) C54 phase is sufficiently formed in the second rapid heat treatment step, and the layer resistance of the titanium silicide layer in the fine wire is reduced.

【0332】又、500℃の熱処理をアルゴンガス雰囲
気中で行うことから側壁絶縁膜上でのゲート電極及びソ
ース電極/ドレイン電極からのシリコンの拡散によるチ
タンシリサイドの形成が心配されるが、500℃の比較
的低温下での処理なので、その成長速度は非常に遅くな
り、エッチングの際に十分に絶縁が可能になるといった
効果を奏する。
Since the heat treatment at 500 ° C. is performed in an argon gas atmosphere, there is a concern that titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film due to diffusion of silicon from the gate electrode and the source / drain electrodes. Since the treatment is performed at a relatively low temperature, the growth rate is very slow, and an effect is obtained that insulation can be sufficiently performed at the time of etching.

【0333】更に、サリサイド構造の作製過程の第1の
急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜550℃
の比較的低温な熱処理を不活性で高純度を得易いアルゴ
ンガス雰囲気中にて行うことに依り、堆積した高融点金
属膜と、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及びソー
ス電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板との界面
に比較的非晶質なシリサイド層を純度良く形成する。
Further, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of forming the salicide structure is performed at 400 ° C. to 550 ° C.
By performing a relatively low-temperature heat treatment in an argon gas atmosphere that is inert and easily obtains high purity, the deposited high melting point metal film, polycrystalline silicon forming the gate electrode, and the source electrode / drain electrode are formed. A relatively amorphous silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate to be formed.

【0334】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なシリ
サイド層を成長の核として、比較的高抵抗な高融点金属
シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に
形成される。
Thereafter, the amorphous silicide layer formed in the amorphization step is formed by performing a polycrystallization process of the amorphous silicide layer and a high-resistance polycrystallization step for increasing the resistance. With growth as the nucleus of growth, a relatively high-resistance refractory metal silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0335】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The thus formed refractory metal silicide easily undergoes a phase transition to a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a step subsequent to the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0336】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, MOS F of salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0337】請求項10に記載の発明に依れば、請求項
4又は6に記載の効果に加えて、第1の急速熱処理工程
の非晶質化工程の比較的低温な熱処理を水素ガス雰囲気
中にて行い、高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理
を窒素雰囲気中にて行うことに依り、非晶質化工程の比
較的低温な熱処理中のチタン表面の窒化が全く行われな
いといった効果を奏する。更に、MOS FET10作
製過程の中で混入したゲート電極上及びソース電極/ド
レイン電極上に残存している酸素又は炭素が、500℃
の熱処理時の水素の拡散により還元されたことに依り、
高抵抗多結晶化工程の比較的高温な熱処理の段階でのチ
タンシリサイドC49相の形成がより促進されるといっ
た効果を奏する。
According to the tenth aspect of the invention, in addition to the effect of the fourth or sixth aspect, the relatively low temperature heat treatment in the amorphizing step of the first rapid heat treatment step is performed in a hydrogen gas atmosphere. By performing the relatively high-temperature heat treatment of the high-resistance polycrystallization process in a nitrogen atmosphere in a nitrogen atmosphere, so that the titanium surface is not nitrided at all during the relatively low-temperature heat treatment of the amorphization process. This has the effect. Further, oxygen or carbon remaining on the gate electrode and the source electrode / drain electrode mixed in the process of manufacturing the MOS FET 10 is reduced to 500 ° C.
Is reduced by the diffusion of hydrogen during the heat treatment of
This has the effect of promoting the formation of the titanium silicide C49 phase at the relatively high temperature heat treatment stage of the high resistance polycrystallization process.

【0338】それに依り、第2の急速熱処理工程で、十
分にチタンシリサイドC54相が形成され、細線におけ
るチタンシリサイド層の層抵抗を更に低抵抗化すること
ができるようになるといった効果を奏する。
Accordingly, in the second rapid heat treatment step, the titanium silicide C54 phase is sufficiently formed, and the effect is obtained that the layer resistance of the titanium silicide layer in the fine wire can be further reduced.

【0339】又、500℃の熱処理を水素ガス雰囲気中
で行うことに依り、側壁絶縁膜上でのゲート電極及びソ
ース電極/ドレイン電極からのシリコンの拡散によるチ
タンシリサイドの形成が心配されるが、500℃の比較
的低温下での処理なので、その成長速度は非常に遅くエ
ッチングの際に十分に絶縁が可能になるといった効果を
奏する。
Also, by performing the heat treatment at 500 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, there is a concern that titanium silicide may be formed on the sidewall insulating film due to diffusion of silicon from the gate electrode and the source / drain electrodes. Since the treatment is performed at a relatively low temperature of 500 ° C., the growth rate is very slow, and there is an effect that insulation can be sufficiently performed during etching.

【0340】更に、サリサイド構造の作製過程の第1の
急速熱処理工程の非晶質化工程を、400℃〜550℃
の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒素ガス、アル
ゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行うことに依り、堆
積した高融点金属と、ゲート電極を構成する多結晶シリ
コン及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン
基板との界面に比較的非晶質な高融点金属シリサイド層
を純度良く形成する。
Further, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of forming the salicide structure is performed at 400 ° C. to 550 ° C.
Is performed in a nitrogen gas, argon gas, or hydrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained, thereby depositing a high melting point metal, polycrystalline silicon constituting a gate electrode, and a source electrode / drain electrode. A relatively amorphous high-melting-point metal silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate.

【0341】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質な高融
点金属シリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗な
高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比
較的容易に形成される。
Thereafter, the high-resistance polycrystallizing step for polycrystallizing the amorphous silicide layer and increasing the resistance is performed, whereby the amorphous high melting point formed in the amorphizing step is formed. Using the metal silicide layer as a nucleus for growth, a relatively high-resistance high-melting-point metal silicide is formed uniformly, relatively finely, and relatively easily.

【0342】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The refractory metal silicide thus formed is easily transformed into a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step, which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0343】これに依り、サリサイド構造のMOS F
ETにおけるゲート電極及びソース電極/ドレイン電極
の低抵抗化を図ることができるようになるといった効果
を奏する。
According to this, the MOS F of the salicide structure is used.
This has the effect that the resistance of the gate electrode and the source electrode / drain electrode in ET can be reduced.

【0344】請求項11に記載の発明に依れば、請求項
4又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製
過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400
℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒
素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行うこ
とに依り、堆積したチタン膜と、ゲート電極を構成する
多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構成す
るシリコン基板との界面に比較的非晶質なチタンシリサ
イド層を純度良く形成する。
According to the eleventh aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth or sixth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of forming the salicide structure is performed by 400 steps.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at a temperature of from about 550 ° C. to about 550 ° C. in a nitrogen gas, argon gas, or hydrogen gas atmosphere in which high purity is easily obtained, a deposited titanium film, polycrystalline silicon constituting a gate electrode, and a source electrode A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate constituting the drain / drain electrode.

【0345】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0346】その後、非晶質シリサイド層の多結晶化処
理及び高抵抗化処理を図る高抵抗多結晶化工程を実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタ
ンシリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタ
ンシリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易
に形成される。
Thereafter, the amorphous titanium silicide formed in the amorphizing step is formed by executing a high-resistance poly-crystallizing step for polycrystallizing and increasing the resistance of the amorphous silicide layer. Titanium silicide having a relatively high resistance is formed uniformly, relatively finely and relatively easily, with the layer as a nucleus of growth.

【0347】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The titanium silicide C4 thus formed
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0348】それに依り、最終的にゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイド層の
低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、非晶質
化工程時に、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及び
ソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板より
シリコンが拡散し、側壁絶縁膜上のチタンシリサイド層
を形成することも、比較的低温で行われているので少な
いといった効果を奏する。それに依り、ゲート電極及び
ソース電極/ドレイン電極のリークの問題も発生しない
といった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer in the thin lines of the gate electrode and the source electrode / drain electrode is eventually reduced. Also, during the amorphization step, it is relatively difficult for silicon to diffuse from the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source electrode / drain electrode to form a titanium silicide layer on the sidewall insulating film. The effect is small because it is performed at a low temperature. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0349】則ち、サリサイド構造を有する1μm以下
の微細なゲート電極及びソース電極/ドレイン電極にお
いて、ゲート電極上及びソース電極/ドレイン電極上の
シリサイド層の高抵抗化を抑制し、電極配線の線幅に依
存することなく低い層抵抗を有するシリサイド層を実現
できるサリサイド構造を形成できるようになるといった
効果を奏する。
That is, in the fine gate electrode and the source electrode / drain electrode having a salicide structure of 1 μm or less, the resistance of the silicide layer on the gate electrode and the source electrode / drain electrode is suppressed from increasing, and the line of the electrode wiring is suppressed. There is an effect that a salicide structure capable of realizing a silicide layer having a low layer resistance without depending on the width can be formed.

【0350】請求項12に記載の発明に依れば、請求項
5又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製
過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400
℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒
素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて行うこ
とに依り、堆積した高融点金属膜と、ゲート電極を構成
する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極を構
成するシリコン基板との界面に比較的非晶質な高融点金
属シリサイド層を純度良く形成する。
According to the twelfth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fifth or sixth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the process of forming the salicide structure is performed by 400 steps.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at a temperature of about 550 ° C. to about 550 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere in which high purity is easily obtained, the deposited high melting point metal film, polycrystalline silicon forming the gate electrode, A relatively amorphous high-melting-point metal silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate constituting the source / drain electrodes.

【0351】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗な高融点金
属シリサイドをあまり形成せずに、非晶質な高融点金属
シリサイド層を形成できるようになるといった効果を奏
する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous high-melting-point metal silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance high-melting-point metal silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0352】その後、この様に均一に形成された非晶質
な高融点金属シリサイド層を成長の核として用いて、非
晶質シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図
る高抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒
素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行す
ることに依り、非晶質化工程で形成された非晶質な高融
点金属シリサイド層を成長の核として、比較的高抵抗な
高融点金属シリサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比
較的容易に形成される。
Thereafter, using the amorphous refractory metal silicide layer formed uniformly in this manner as a nucleus for growth, polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and treatment for increasing the resistance are performed. By performing the crystallization step at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, an amorphous high melting point metal silicide layer formed in the amorphization step is grown. As a nucleus, a refractory metal silicide having a relatively high resistance is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0353】この様に形成された高融点金属シリサイド
は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2の急
速熱処理工程において、比較的低抵抗な高融点金属シリ
サイドに容易に相転移させることができるようになると
いった効果を奏する。
The thus formed refractory metal silicide easily undergoes a phase transition to a relatively low-resistance refractory metal silicide in a second rapid heat treatment step which is a subsequent step following the first rapid heat treatment step. The effect that it becomes possible to do it is produced.

【0354】それに依り、最終的にゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線での高融点金属シリサイド
層の低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、非
晶質化工程時に、ゲート電極を構成する多結晶シリコン
及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板
よりシリコンが拡散し、側壁絶縁膜上の高融点金属シリ
サイド層を形成することも、比較的低温で行われている
ので少ないといった効果を奏する。それに依り、ゲート
電極及びソース電極/ドレイン電極のリークの問題も発
生しないといった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the refractory metal silicide layer in the thin wires of the gate electrode and the source electrode / drain electrode is eventually reduced. Also, at the time of the amorphization step, silicon diffuses from the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source electrode / drain electrode to form a refractory metal silicide layer on the side wall insulating film. The effect is low because it is performed at a relatively low temperature. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0355】請求項13に記載の発明に依れば、請求項
12に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the thirteenth aspect, the same effect as the twelfth aspect can be obtained.

【0356】請求項14に記載の発明に依れば、請求項
5又は6に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the fourteenth aspect, the same effect as the fifth or sixth aspect can be obtained.

【0357】請求項15に記載の発明に依れば、請求項
5又は6に記載の効果と同様の効果を奏する。
According to the fifteenth aspect, the same effect as the fifth or sixth aspect can be obtained.

【0358】請求項16に記載の発明に依れば、請求項
4又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製
過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400
℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒
素ガス雰囲気中雰囲気中にて行うことに依り、堆積した
チタン膜と、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及び
ソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板との
界面に比較的非晶質なチタンシリサイド層を純度良く形
成する。
According to the sixteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth or sixth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process is performed by 400 steps.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at a temperature of 550 ° C. to 550 ° C. in a nitrogen gas atmosphere in which high purity can be easily obtained, the deposited titanium film, polycrystalline silicon constituting the gate electrode, and the source electrode / drain electrode are formed. A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate to be constituted.

【0359】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0360】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒素ガ
ス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行するこ
とに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタンシ
リサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタンシ
リサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に形
成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, a polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process is used as a growth nucleus. A relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0361】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The titanium silicide C4 thus formed
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0362】それに依り、最終的にゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイド層の
低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、非晶質
化工程時に、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及び
ソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板より
シリコンが拡散し、側壁絶縁膜上のチタンシリサイド層
を形成することも、比較的低温で行われているので少な
いといった効果を奏する。それに依り、ゲート電極及び
ソース電極/ドレイン電極のリークの問題も発生しない
といった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode and the source electrode / drain electrode. Also, during the amorphization step, it is relatively difficult for silicon to diffuse from the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source electrode / drain electrode to form a titanium silicide layer on the sidewall insulating film. The effect is small because it is performed at a low temperature. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0363】請求項17に記載の発明に依れば、請求項
4又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製
過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400
℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易いア
ルゴンガス雰囲気中雰囲気中にて行うことに依り、堆積
したチタン膜と、ゲート電極を構成する多結晶シリコン
及びソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板
との界面に比較的非晶質なチタンシリサイド層を純度良
く形成する。
According to the seventeenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth or sixth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process is performed by 400 steps.
By performing the heat treatment at a relatively low temperature of about 550 ° C. to about 550 ° C. in an argon gas atmosphere in which high purity can be easily obtained, the deposited titanium film, the polycrystalline silicon constituting the gate electrode, and the source electrode / drain electrode are formed. A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate to be constituted.

【0364】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0365】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で窒素ガ
ス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中にて実行するこ
とに依り、非晶質化工程で形成された非晶質なチタンシ
リサイド層を成長の核として、比較的高抵抗なチタンシ
リサイドが均一にかつ比較的微細にかつ比較的容易に形
成される。
Thereafter, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this manner as a nucleus for growth, a polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and a high resistance polycrystallizing treatment for increasing the resistance are carried out. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a nitrogen gas, argon gas or hydrogen gas atmosphere, the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process is used as a growth nucleus. A relatively high-resistance titanium silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0366】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The titanium silicide C4 thus formed
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0367】それに依り、最終的にゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイド層の
低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、非晶質
化工程時に、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及び
ソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板より
シリコンが拡散し、側壁絶縁膜上のチタンシリサイド層
を形成することも、比較的低温で行われているので少な
いといった効果を奏する。それに依り、ゲート電極及び
ソース電極/ドレイン電極のリークの問題も発生しない
といった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode and the source / drain electrodes. Also, during the amorphization step, it is relatively difficult for silicon to diffuse from the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source electrode / drain electrode to form a titanium silicide layer on the sidewall insulating film. The effect is small because it is performed at a low temperature. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0368】請求項18に記載の発明に依れば、請求項
4又は6に記載の効果に加えて、サリサイド構造の作製
過程の第1の急速熱処理工程の非晶質化工程を、400
℃〜550℃の比較的低温な熱処理を高純度を得易い窒
素ガス、アルゴンガス又は水素ガス雰囲気中雰囲気中に
て行うことに依り、堆積したチタン膜と、ゲート電極を
構成する多結晶シリコン及びソース電極/ドレイン電極
を構成するシリコン基板との界面に比較的非晶質なチタ
ンシリサイド層を純度良く形成する。
According to the eighteenth aspect of the present invention, in addition to the effect of the fourth or sixth aspect, the amorphizing step of the first rapid heat treatment step in the salicide structure manufacturing process is performed by 400 steps.
By performing a relatively low-temperature heat treatment at a temperature of from about 550 ° C. to about 550 ° C. in an atmosphere of a nitrogen gas, an argon gas, or a hydrogen gas atmosphere in which high purity is easily obtained, the deposited titanium film, polycrystalline silicon constituting a gate electrode, A relatively amorphous titanium silicide layer is formed with high purity at the interface with the silicon substrate forming the source / drain electrodes.

【0369】また第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
を400℃〜550℃の比較的低温で行うことに依り、
600℃以上で形成されやすい比較的高抵抗なチタンシ
リサイドをあまり形成せずに、非晶質なチタンシリサイ
ド層を形成できるようになるといった効果を奏する。
By performing the amorphizing step of the first rapid heat treatment step at a relatively low temperature of 400 ° C. to 550 ° C.,
There is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed without forming relatively high-resistance titanium silicide which is easily formed at 600 ° C. or higher.

【0370】その後、この様に均一に形成された非晶質
なチタンシリサイド層を成長の核として用いて、非晶質
シリサイド層の多結晶化処理及び高抵抗化処理を図る高
抵抗多結晶化工程を600℃〜750℃の温度で水素ガ
ス雰囲気中にて実行することに依り、非晶質化工程で形
成された非晶質なチタンシリサイド層を成長の核とし
て、比較的高抵抗なチタンシリサイドが均一にかつ比較
的微細にかつ比較的容易に形成される。
Then, using the amorphous titanium silicide layer formed uniformly in this way as a nucleus for growth, polycrystallizing treatment of the amorphous silicide layer and high resistance polycrystallizing for increasing the resistance are performed. By performing the process at a temperature of 600 ° C. to 750 ° C. in a hydrogen gas atmosphere, a relatively high-resistance titanium is used as a growth nucleus using the amorphous titanium silicide layer formed in the amorphization process. The silicide is formed uniformly, relatively finely and relatively easily.

【0371】この様に形成されたチタンシリサイドC4
9相は、第1の急速熱処理工程に続く後工程である第2
の急速熱処理工程において、比較的低抵抗なチタンシリ
サイドC54相に容易に相転移させることができるよう
になるといった効果を奏する。
The titanium silicide C4 thus formed
Ninth phase is a second step which is a post-step following the first rapid heat treatment step.
In the rapid heat treatment step, there is an effect that the phase can be easily changed to the titanium silicide C54 phase having a relatively low resistance.

【0372】それに依り、最終的にゲート電極及びソー
ス電極/ドレイン電極の細線でのチタンシリサイド層の
低抵抗化につながるといった効果を奏する。又、非晶質
化工程時に、ゲート電極を構成する多結晶シリコン及び
ソース電極/ドレイン電極を構成するシリコン基板より
シリコンが拡散し、側壁絶縁膜上のチタンシリサイド層
を形成することも、比較的低温で行われているので少な
いといった効果を奏する。それに依り、ゲート電極及び
ソース電極/ドレイン電極のリークの問題も発生しない
といった効果を奏する。
According to this, there is an effect that the resistance of the titanium silicide layer is finally reduced in the thin lines of the gate electrode and the source / drain electrodes. Also, during the amorphization step, it is relatively difficult for silicon to diffuse from the polycrystalline silicon constituting the gate electrode and the silicon substrate constituting the source electrode / drain electrode to form a titanium silicide layer on the sidewall insulating film. The effect is small because it is performed at a low temperature. Accordingly, there is an effect that the problem of leakage of the gate electrode and the source electrode / drain electrode does not occur.

【0373】請求項19に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18のいずれか一項に記載の効果と同様の効果を
奏する。
According to the nineteenth aspect, an effect similar to the effect according to any one of the first to eighteenth aspects is obtained.

【0374】請求項20に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ンを高融点金属として用いることに依り、低い抵抗率を
有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を形成す
ることができるようになるといった効果を奏する。また
チタンは、通常サリサイド構造を形成するのに用いられ
る高融点金属チタン、コバルト、ニッケル、白金等の中
で、最もシリサイドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱性
がある利点を有している。更に、第1の急速熱処理工程
の非晶質化工程400℃〜550℃において、比較的容
易に、非晶質なチタンシリサイド層を形成することがで
きるようになるといった効果を奏する。
According to the twentieth aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to eighteenth aspects, the use of titanium as a refractory metal has a low resistivity. In addition, it is possible to form a silicide layer having relatively high heat resistance. Titanium also has the advantage of having the lowest resistivity of silicide and relatively heat resistance among the high melting point metal titanium, cobalt, nickel, platinum and the like usually used to form a salicide structure. . Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

【0375】請求項21に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ン窒化物を高融点金属として用いることに依り、低い抵
抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を
形成することができるようになるといった効果を奏す
る。またチタン窒化物は、通常サリサイド構造を形成す
るのに用いられる高融点金属窒化物の中で、最もシリサ
イドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱性がある利点を有
している。更に、第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
400℃〜550℃において、比較的容易に、非晶質な
チタンシリサイド層を形成することができるようになる
といった効果を奏する。
According to the twenty-first aspect of the present invention, in addition to the effect of any one of the first to eighteenth aspects, a low resistivity is obtained by using titanium nitride as a high melting point metal. This has an effect that a silicide layer having a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride also has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively heat resistance among refractory metal nitrides usually used to form salicide structures. Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

【0376】請求項22に記載の発明に依れば、請求項
1乃至18のいずれか一項に記載の効果に加えて、チタ
ン酸化物を高融点金属として用いることに依り、低い抵
抗率を有し、かつ比較的耐熱性を有するシリサイド層を
形成することができるようになるといった効果を奏す
る。またチタン窒化物は、通常サリサイド構造を形成す
るのに用いられる高融点金属酸化物の中で、最もシリサ
イドの抵抗率が低く、かつ比較的耐熱性がある利点を有
している。更に、第1の急速熱処理工程の非晶質化工程
400℃〜550℃において、比較的容易に、非晶質な
チタンシリサイド層を形成することができるようになる
といった効果を奏する。
According to the twenty-second aspect of the present invention, in addition to the effects of any one of the first to eighteenth aspects, the use of titanium oxide as a refractory metal enables low resistivity. This has an effect that a silicide layer having a relatively high heat resistance can be formed. Titanium nitride also has the advantage of having the lowest silicide resistivity and relatively heat resistance among the refractory metal oxides commonly used to form salicide structures. Further, there is an effect that an amorphous titanium silicide layer can be formed relatively easily in the amorphizing step of 400 ° C. to 550 ° C. in the first rapid heat treatment step.

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

【図1】図1(a)はソース/ドレイン電極、ゲート電
極及び側壁絶縁膜の形成したMOS FETの素子構造
断面図であり、図1(b)は高融点金属形成工程に依り
高融点金属膜が半導体基板全面にスパッタ法により堆積
されたMOS FETの素子構造断面図であり、図1
(c)は第1の急速熱処理工程に依り高融点金属の比較
的高抵抗なシリサイド層を形成したMOS FETの素
子構造断面図であり、図1(d)は第1の急速熱処理工
程に依り側壁絶縁膜上に形成された窒化チタン層、ゲー
ト電極上並びにソース/ドレイン電極上に形成されたチ
タンシリサイド(TiSi2)C49相上の窒化チタン
層、及び未反応なチタン層をシリサイド層形成工程に依
り選択的にエッチング除去したMOS FETの素子構
造断面図であり、図1(e)は第2の急速熱処理工程に
依り高融点金属の比較的低抵抗なシリサイド層TiSi
2C54相を形成したMOS FETの素子構造断面図
である。
FIG. 1A is a cross-sectional view of an element structure of a MOS FET in which a source / drain electrode, a gate electrode and a side wall insulating film are formed, and FIG. 1B is a high melting point metal formed by a high melting point metal forming step. FIG. 1 is a cross-sectional view of a device structure of a MOS FET in which a film is deposited on the entire surface of a semiconductor substrate by a sputtering method.
FIG. 1C is a cross-sectional view of a device structure of a MOS FET in which a relatively high-resistance silicide layer of a refractory metal is formed in the first rapid heat treatment step, and FIG. 1D is a sectional view in accordance with the first rapid heat treatment step. The titanium nitride layer formed on the sidewall insulating film, the titanium nitride layer formed on the titanium silicide (TiSi2) C49 phase formed on the gate electrode and the source / drain electrode, and the unreacted titanium layer are formed in the silicide layer forming step. FIG. 1 (e) is a cross-sectional view of a device structure of a MOS FET selectively removed by etching, and FIG. 1 (e) shows a relatively low-resistance silicide layer TiSi of a refractory metal formed by a second rapid heat treatment step.
FIG. 3 is a sectional view of an element structure of a MOS FET in which a 2C54 phase is formed.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法のサリサイド構
造を形成する過程を説明するための工程フロー図であ
る。
FIG. 2 is a process flow chart for explaining a process of forming a salicide structure in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】従来の急速熱処理工程で実行される速熱処理過
程に用いられる温度プロファイルを説明するためのグラ
フである。
FIG. 3 is a graph illustrating a temperature profile used in a rapid heat treatment process performed in a conventional rapid heat treatment process.

【図4】図2の第1の急速熱処理工程で実行される速熱
処理過程に用いられる温度プロファイルを説明するため
のグラフである。
FIG. 4 is a graph for explaining a temperature profile used in a rapid heat treatment process performed in a first rapid heat treatment process of FIG. 2;

【図5】第1実施例により得られたゲート電極上のチタ
ンシリサイド層の層抵抗のゲート電極線幅依存性を説明
するためのグラフであって、点線(曲線A)及び1点鎖
線(曲線B)が第1従来技術の製造方法により得られた
電極の層抵抗のゲート電極線幅依存性を表し、実線(曲
線C)が本発明の半導体装置の製造方法により得られた
電極の層抵抗のゲート電極線幅依存性を表しており、図
5(a)は、nチャネルトランジスタの作製時に砒素が
注入されたゲート電極の層抵抗のゲート電極線幅依存性
を説明するためのグラフであり、図5(b)は、pチャ
ネルトランジスタの作製時に硼素が注入されたゲート電
極の層抵抗のゲート電極線幅依存性を説明するためのグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph for explaining the gate electrode line width dependency of the layer resistance of the titanium silicide layer on the gate electrode obtained by the first embodiment, which is represented by a dotted line (curve A) and a dashed line (curve). B) shows the dependence of the layer resistance of the electrode obtained by the first conventional manufacturing method on the gate electrode line width, and the solid line (curve C) shows the layer resistance of the electrode obtained by the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention. FIG. 5A is a graph for explaining the gate electrode line width dependency of the layer resistance of the gate electrode into which arsenic is implanted during the fabrication of an n-channel transistor. FIG. 5B is a graph for explaining the gate electrode line width dependence of the layer resistance of the gate electrode into which boron is implanted during the fabrication of the p-channel transistor.

【図6】nチャネルトランジスタの制作時に砒素が注入
されたゲート電極上のチタンシリサイド層の層抵抗のゲ
ート電極線幅依存性を説明するためのグラフであって、
点線(曲線A)が第1従来技術の製造方法により得られ
たゲート電極の層抵抗のゲート電極線幅依存性を説明す
るためのグラフであり、実線(曲線B)が第2実施例に
より得られたゲート電極の層抵抗のゲート電極線幅依存
性を説明するためのグラフである。
FIG. 6 is a graph for explaining the gate electrode line width dependence of the layer resistance of a titanium silicide layer on a gate electrode into which arsenic has been implanted during fabrication of an n-channel transistor;
A dotted line (curve A) is a graph for explaining the gate electrode line width dependence of the layer resistance of the gate electrode obtained by the manufacturing method of the first prior art, and a solid line (curve B) is obtained by the second embodiment. 6 is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode on the gate electrode line width.

【図7】nチャネルトランジスタの制作時に砒素が注入
されたゲート電極上のチタンシリサイド層の層抵抗のゲ
ート電極線幅依存性を説明するためのグラフであって、
点線(曲線A)が第1従来技術の製造方法により得られ
たゲート電極の層抵抗のゲート電極線幅依存性を説明す
るためのグラフであり、実線(曲線B)が第3実施例に
より得られたゲート電極の層抵抗のゲート電極線幅依存
性を説明するためのグラフである。
FIG. 7 is a graph for explaining the gate electrode line width dependence of the layer resistance of a titanium silicide layer on a gate electrode into which arsenic has been implanted during fabrication of an n-channel transistor;
A dotted line (curve A) is a graph for explaining the gate electrode line width dependency of the layer resistance of the gate electrode obtained by the manufacturing method of the first prior art, and a solid line (curve B) is obtained by the third embodiment. 6 is a graph for explaining the dependence of the layer resistance of the gate electrode on the gate electrode line width.

【図8】サリサイド構造を有する第1従来技術のMOS
FETの素子構造断面図である。
FIG. 8 shows a first prior art MOS having a salicide structure.
FIG. 2 is a sectional view of an element structure of the FET.

【図9】図8のMOS FETのサリサイド構造の作製
工程フローである。
FIG. 9 is a flowchart of a manufacturing process of a salicide structure of the MOS FET of FIG. 8;

【図10】第2従来技術のMOS FETのサリサイド
構造の作製工程フローである。
FIG. 10 is a flowchart showing a manufacturing process of a salicide structure of a MOS FET according to a second conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 MOSトランジスタ 11 サリサイド構造 101 半導体基板(ウェル) 102 フィールド酸化膜(素子分離領域) 103 ゲート酸化膜 104 多結晶シリコン(ゲート電極) 105 低濃度の不純物拡散層 106 シリコン酸化膜(側壁絶縁膜) 107 高濃度の不純物拡散層(ソース/ドレイン電
極) 401 高融点金属膜(チタン金属膜) 402 窒化チタン層 403 高抵抗シリサイド層(チタンシリサイド層C
49相、チタンシリサイド層C54相) 404 チタンシリサイド(TiSi2)C54相
Reference Signs List 10 MOS transistor 11 salicide structure 101 semiconductor substrate (well) 102 field oxide film (element isolation region) 103 gate oxide film 104 polycrystalline silicon (gate electrode) 105 low-concentration impurity diffusion layer 106 silicon oxide film (sidewall insulating film) 107 High concentration impurity diffusion layer (source / drain electrode) 401 Refractory metal film (Titanium metal film) 402 Titanium nitride layer 403 High resistance silicide layer (Titanium silicide layer C)
49 phase, titanium silicide layer C54 phase) 404 titanium silicide (TiSi2) C54 phase

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲート電極上及びソース電極上又はドレ
イン電極上を高融点金属を含むシリサイド膜を用いて自
己整合的に低抵抗化するサリサイド構造が形成されたM
OSトランジスタを有する半導体装置の製造方法におい
て、 前記半導体基板上に前記高融点金属を堆積する高融点金
属形成工程と、 前記高融点金属形成工程において堆積された前記高融点
金属膜に急速熱処理を実行して所望の高抵抗値を有する
高抵抗シリサイド層を形成する2段階の第1の急速熱処
理工程と、 前記急速熱処理において未反応な前記高融点金属膜又は
窒化された前記高融点金属膜を選択的にエッチング処理
して除去することに依り、前記第1の急速熱処理工程に
おいて形成された前記高抵抗シリサイド層のみを残すシ
リサイド層形成工程と、 前記第1の急速熱処理工程において形成された前記高抵
抗シリサイド層に急速熱処理を実行して当該高抵抗シリ
サイド層の低抵抗化を実行する第2の急速熱処理工程を
有する、 ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A M-layer having a salicide structure formed on a gate electrode and a source electrode or a drain electrode by using a silicide film containing a refractory metal in a self-aligned manner.
In a method of manufacturing a semiconductor device having an OS transistor, a high melting point metal forming step of depositing the high melting point metal on the semiconductor substrate; and performing a rapid heat treatment on the high melting point metal film deposited in the high melting point metal forming step. And forming a high-resistance silicide layer having a desired high-resistance value by a two-step first rapid heat treatment step; and selecting the high-melting metal film unreacted in the rapid heat treatment or the nitrided high-melting metal film. A silicide layer forming step of leaving only the high-resistance silicide layer formed in the first rapid heat treatment step, by removing the high-resistance silicide layer formed in the first rapid heat treatment step; A second rapid heat treatment step of performing a rapid heat treatment on the resistance silicide layer to lower the resistance of the high resistance silicide layer; The method of manufacturing a semiconductor device according to claim.
【請求項2】 前記高融点金属形成工程は、前記半導体
基板上に前記高融点金属をスパッタ法を用いて堆積する
工程である、 ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
法。
2. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming the refractory metal is a step of depositing the refractory metal on the semiconductor substrate by using a sputtering method. .
【請求項3】 前記第1の急速熱処理工程は、シリサイ
ド層に非晶質化処理を実行して非晶質なシリサイド層を
生成する非晶質化工程を含む、 ことを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方
法。
3. The method according to claim 1, wherein the first rapid heat treatment step includes an amorphization step of performing an amorphization process on the silicide layer to generate an amorphous silicide layer. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
【請求項4】 前記第1の急速熱処理工程は、前記非晶
質シリサイド層に多結晶化処理及び高抵抗化処理を実行
する当該非晶質シリサイド層を高抵抗化して前記高抵抗
シリサイド層を生成する高抵抗多結晶化工程を含む、 ことを特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方
法。
4. The first rapid heat treatment step includes: increasing a resistance of the amorphous silicide layer, which performs a polycrystallization process and a high-resistance process on the amorphous silicide layer, to form the high-resistance silicide layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, further comprising a high-resistance polycrystallization step to be generated.
【請求項5】 前記第1の急速熱処理工程は、前記非晶
質化工程を実行して前記非晶質化された非晶質シリサイ
ド層を形成し、当該非晶質化工程の実行後に、当該非晶
質シリサイド層に対して前記高抵抗多結晶化工程を実行
して多結晶且つ高抵抗な高抵抗シリサイド層を形成する
工程を含む、 ことを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方
法。
5. The first rapid heat treatment step includes performing the amorphization step to form the amorphized amorphous silicide layer, and after performing the amorphization step, The semiconductor device according to claim 4, further comprising a step of performing the high-resistance polycrystallization step on the amorphous silicide layer to form a polycrystalline and high-resistance high-resistance silicide layer. Manufacturing method.
【請求項6】 前記非晶質化工程は、400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
実行して前記シリサイド層の非晶質化処理を実行して前
記非晶質シリサイド層を生成する工程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
6. The amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 55
Performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or less to perform an amorphization process on the silicide layer to generate the amorphous silicide layer. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
【請求項7】 前記非晶質化工程は、400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
窒素ガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非晶質
化処理を実行して前記非晶質シリサイド層を生成する工
程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
7. The amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or higher and 55
A step of performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or lower in a nitrogen gas atmosphere to perform an amorphization process on the silicide layer to generate the amorphous silicide layer. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein:
【請求項8】 前記非晶質化工程は、400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
アルゴンガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非
晶質化処理を実行して前記非晶質シリサイド層を生成す
る工程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
8. The amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or more and 55
Performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or lower in an argon gas atmosphere to perform an amorphization process on the silicide layer to generate the amorphous silicide layer. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein:
【請求項9】 前記非晶質化工程は、400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
水素ガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非晶質
化処理を実行して前記非晶質シリサイド層を生成する工
程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
9. The method according to claim 9, wherein the amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or more and 55 ° C.
Performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or less in a hydrogen gas atmosphere to perform an amorphization process on the silicide layer to generate the amorphous silicide layer. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein:
【請求項10】 前記非晶質化工程は、400℃以上5
50℃以下の温度で前記高融点金属膜としてのチタン金
属膜に前記急速熱処理を実行して前記シリサイド層の非
晶質化処理を実行して非晶質なチタンシリサイド層を前
記非晶質シリサイド層として生成する工程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
10. The method according to claim 1, wherein the amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or higher.
The rapid heat treatment is performed on the titanium metal film as the refractory metal film at a temperature of 50 ° C. or less to perform the amorphization process on the silicide layer to convert the amorphous titanium silicide layer into the amorphous silicide. The method according to claim 3, wherein the method is a step of forming a layer.
【請求項11】 前記高抵抗多結晶化工程は、600℃
以上750℃以下の温度で前記シリサイド層に前記多結
晶化処理及び前記高抵抗化処理を実行して前記高抵抗シ
リサイド層を生成する工程である、 ことを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
11. The high-resistance polycrystallization step is performed at 600 ° C.
6. The step of performing the polycrystallization process and the high-resistance process on the silicide layer at a temperature of not less than 750 ° C. and generating the high-resistance silicide layer. 7. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項12】 前記高抵抗多結晶化工程は、600℃
以上750℃以下の温度で前記シリサイド層に前記多結
晶化処理を実行してチタンシリサイド層C49相を前記
高抵抗シリサイド層として生成する工程である、 ことを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製造
方法。
12. The high-resistance polycrystallization step is performed at 600 ° C.
12. The semiconductor according to claim 11, wherein the polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature of not less than 750 ° C. to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer. Device manufacturing method.
【請求項13】 前記高抵抗多結晶化工程は、600℃
以上750℃以下の温度で前記シリサイド層に前記多結
晶化処理を実行してチタンシリサイド層C49相を前記
高抵抗シリサイド層として生成すると同時に、当該チタ
ンシリサイド層C49相に前記高抵抗化処理を実行して
当該チタンシリサイド層C49相の上層に窒化チタン層
を形成する工程である、 ことを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
13. The high-resistance polycrystallization step is performed at 600 ° C.
The polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature of not less than 750 ° C. to generate the titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer, and the high-resistance process is performed on the titanium silicide layer C49 phase. 6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a step of forming a titanium nitride layer on the titanium silicide layer C49 phase is performed.
【請求項14】 前記高抵抗多結晶化工程が600℃以
上750℃以下の温度で前記シリサイド層に前記多結晶
化処理を実行してチタンシリサイド層C49相を前記高
抵抗シリサイド層として生成すると同時に、当該チタン
シリサイド層C49相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰
囲気中で実行して当該チタンシリサイド層C49相の上
層に窒化チタン層を形成する工程である、 ことを特徴とする請求項4又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
14. The high-resistance polycrystallizing step performs the polycrystallization process on the silicide layer at a temperature of 600 ° C. or more and 750 ° C. or less to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer. A step of performing the resistance increasing process on the titanium silicide layer C49 phase in a nitrogen gas atmosphere to form a titanium nitride layer on the titanium silicide layer C49 phase. 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 5.
【請求項15】 前記非晶質化工程が400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
窒素ガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非晶質
化処理を実行する工程であり、 前記高抵抗多結晶化工程が600℃以上750℃以下の
温度で前記シリサイド層に前記多結晶化処理を実行して
チタンシリサイド層C49相を前記高抵抗シリサイド層
として生成すると同時に、当該チタンシリサイド層C4
9相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気中で実行して
当該チタンシリサイド層C49相の上層に窒化チタン層
を形成する工程である、ことを特徴とする請求項3又は
5に記載の半導体装置の製造方法。
15. The method according to claim 15, wherein the amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or more and 55 ° C.
Performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or less in a nitrogen gas atmosphere to perform an amorphization process on the silicide layer; The polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature not less than 750 ° C. to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer, and at the same time, the titanium silicide layer C4
6. The semiconductor according to claim 3, wherein the step of increasing the resistance of the nine phases is performed in a nitrogen gas atmosphere to form a titanium nitride layer on the titanium silicide layer C49. Device manufacturing method.
【請求項16】 前記非晶質化工程が400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
アルゴンガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非
晶質化処理を実行する工程であり、 前記高抵抗多結晶化工程が600℃以上750℃以下の
温度で前記シリサイド層に前記多結晶化処理を実行して
チタンシリサイド層C49相を前記高抵抗シリサイド層
として生成すると同時に、当該チタンシリサイド層C4
9相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気中で実行して
当該チタンシリサイド層C49相の上層に窒化チタン層
を形成する工程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
16. The method according to claim 16, wherein the amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or more and 55 ° C.
Performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or less in an argon gas atmosphere to perform an amorphization process on the silicide layer; The polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature not less than 750 ° C. to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer, and at the same time, the titanium silicide layer C4
6. The semiconductor according to claim 3, wherein the step of increasing the resistance of the nine phases is performed in a nitrogen gas atmosphere to form a titanium nitride layer on the titanium silicide layer C <b> 49 phase. 7. Device manufacturing method.
【請求項17】 前記非晶質化工程が400℃以上55
0℃以下の温度で前記高融点金属膜に前記急速熱処理を
水素ガス雰囲気中で実行して前記シリサイド層の非晶質
化処理を実行する工程であり、 前記高抵抗多結晶化工程が600℃以上750℃以下の
温度で前記シリサイド層に前記多結晶化処理を実行して
チタンシリサイド層C49相を前記高抵抗シリサイド層
として生成すると同時に、当該チタンシリサイド層C4
9相に前記高抵抗化処理を窒素ガス雰囲気中で実行して
当該チタンシリサイド層C49相の上層に窒化チタン層
を形成する工程である、 ことを特徴とする請求項3又は5に記載の半導体装置の
製造方法。
17. The method according to claim 17, wherein the amorphizing step is performed at a temperature of 400 ° C. or more and 55 ° C.
A step of performing the rapid heat treatment on the refractory metal film at a temperature of 0 ° C. or less in a hydrogen gas atmosphere to perform an amorphization treatment of the silicide layer; The polycrystallizing process is performed on the silicide layer at a temperature of not less than 750 ° C. to generate a titanium silicide layer C49 phase as the high-resistance silicide layer, and at the same time, the titanium silicide layer C4
6. The semiconductor according to claim 3, wherein the step of increasing the resistance of the nine phases is performed in a nitrogen gas atmosphere to form a titanium nitride layer on the titanium silicide layer C49 phase. 7. Device manufacturing method.
【請求項18】 前記第2の急速熱処理工程は、前記第
1の急速熱処理工程において形成された前記チタンシリ
サイド層C49相に急速熱処理を実行して当該チタンシ
リサイド層C49相をチタンシリサイド層C54相へ相
転移させることに依って前記低抵抗化を実行する、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記
載の半導体装置の製造方法。
18. The second rapid heat treatment step includes performing a rapid heat treatment on the titanium silicide layer C49 phase formed in the first rapid heat treatment step to convert the titanium silicide layer C49 phase into a titanium silicide layer C54 phase. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 17, wherein the lowering of the resistance is performed by causing a phase transition.
【請求項19】 前記高融点金属膜がチタンを含んで構
成されている、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記
載の半導体装置の製造方法。
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said high melting point metal film includes titanium.
【請求項20】 前記高融点金属膜がチタン窒化物を含
んで構成されている、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記
載の半導体装置の製造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said high-melting-point metal film includes titanium nitride.
【請求項21】 前記高融点金属膜がチタン酸化物を含
んで構成されている、 ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記
載の半導体装置の製造方法。
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the high melting point metal film includes a titanium oxide.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7585771B2 (en) 2005-04-25 2009-09-08 Nec Electronics Corporation Method of manufacturing semiconductor device
US7781233B2 (en) 2008-04-24 2010-08-24 Nec Electronics Corporation Method of manufacturing semiconductor device

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