JPH10284728A - コバルトシリサイド膜を有するmosfetの製造方法 - Google Patents
コバルトシリサイド膜を有するmosfetの製造方法Info
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- JPH10284728A JPH10284728A JP9366428A JP36642897A JPH10284728A JP H10284728 A JPH10284728 A JP H10284728A JP 9366428 A JP9366428 A JP 9366428A JP 36642897 A JP36642897 A JP 36642897A JP H10284728 A JPH10284728 A JP H10284728A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 MOSFETの電気的特性及び信頼性の向上
をその目的とする。 【解決手段】 コバルトシリサイド膜を有するMOSF
ETの製造方法は、素子分離膜が形成された半導体基板
を提供する段階と、前記の半導体基板上に、乱反射防止
膜、シリコン酸化膜、多結晶シリコン膜、及び非晶質シ
リコン膜を順次的に蒸着しパターニングしてゲートとゲ
ート絶縁膜を形成する段階と、前記乱反射防止膜を除去
する段階と、前記ゲートとゲート絶縁膜を含む基板に第
1伝導型の不純物を低濃度でイオン注入してゲート両側
の基板内に低濃度でドーピングされた不純物領域を形成
する段階と、前記ゲートの両側壁上に絶縁性のスペーサ
を形成する段階と、前記半導体基板に第1伝導型の不純
物を高濃度でイオン注入してソース、ドレイン領域を形
成する段階と、前記半導体基板の全面にニオブとコバル
トを順次的に蒸着する段階と、前記半導体基板を所定温
度で熱的アニーリングして前記ソース、ドレイン、及び
ゲート上にコバルトシリサイド膜を形成する段階とを含
むことを特徴とする。
をその目的とする。 【解決手段】 コバルトシリサイド膜を有するMOSF
ETの製造方法は、素子分離膜が形成された半導体基板
を提供する段階と、前記の半導体基板上に、乱反射防止
膜、シリコン酸化膜、多結晶シリコン膜、及び非晶質シ
リコン膜を順次的に蒸着しパターニングしてゲートとゲ
ート絶縁膜を形成する段階と、前記乱反射防止膜を除去
する段階と、前記ゲートとゲート絶縁膜を含む基板に第
1伝導型の不純物を低濃度でイオン注入してゲート両側
の基板内に低濃度でドーピングされた不純物領域を形成
する段階と、前記ゲートの両側壁上に絶縁性のスペーサ
を形成する段階と、前記半導体基板に第1伝導型の不純
物を高濃度でイオン注入してソース、ドレイン領域を形
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トを順次的に蒸着する段階と、前記半導体基板を所定温
度で熱的アニーリングして前記ソース、ドレイン、及び
ゲート上にコバルトシリサイド膜を形成する段階とを含
むことを特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は金属酸化物半導体電
界効果トランジスタ(MOSFET)構造を有する半導体素子の
製造方法に係わり、より詳細には基板のシリコンとコバ
ルトシリサイドメタルコンタクトを有するMOSFET
の製造方法に関する。
界効果トランジスタ(MOSFET)構造を有する半導体素子の
製造方法に係わり、より詳細には基板のシリコンとコバ
ルトシリサイドメタルコンタクトを有するMOSFET
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】一般的に、MOSFET素子は集積度が
非常に高いために大部分のデジタル回路にほとんど必須
に使用されている。MOSFET素子はソース、ドレイ
ン、及びゲートの三つの端子を含み、ゲートに電圧が印
加されない状態でソースとドレインは電気的に絶縁さ
れ、電圧が印加される時にはソースからドレインへ、ま
たはその逆方向にキャリヤらが移動する経路であるチャ
ンネル領域が形成される。前記の構造を有するMOSF
ETで、超高集積回路の性能を向上させるため、浅い接
合の形成と寄生キャパシタンスの抑制は必ず実現しなけ
ればならない非常に重要な問題である。これの解決方法
として、MOSトランジスタのゲート電極及びソース/
ドレイン電極の上部にシリサイド膜を形成させる方法を
適用している。シリサイド膜を形成する方法中、ソー
ス、ドレイン、及びゲート領域のみに選択的にシリサイ
ド膜を形成する自己整列されたシリサイド(self-aligne
d silicide ; salicide)方法が最も広く用いられている
が、この方法は所望しない部分に形成された残留物を選
択的に容易に除去できるので、工程を単純化する長所を
有する。
非常に高いために大部分のデジタル回路にほとんど必須
に使用されている。MOSFET素子はソース、ドレイ
ン、及びゲートの三つの端子を含み、ゲートに電圧が印
加されない状態でソースとドレインは電気的に絶縁さ
れ、電圧が印加される時にはソースからドレインへ、ま
たはその逆方向にキャリヤらが移動する経路であるチャ
ンネル領域が形成される。前記の構造を有するMOSF
ETで、超高集積回路の性能を向上させるため、浅い接
合の形成と寄生キャパシタンスの抑制は必ず実現しなけ
ればならない非常に重要な問題である。これの解決方法
として、MOSトランジスタのゲート電極及びソース/
ドレイン電極の上部にシリサイド膜を形成させる方法を
適用している。シリサイド膜を形成する方法中、ソー
ス、ドレイン、及びゲート領域のみに選択的にシリサイ
ド膜を形成する自己整列されたシリサイド(self-aligne
d silicide ; salicide)方法が最も広く用いられている
が、この方法は所望しない部分に形成された残留物を選
択的に容易に除去できるので、工程を単純化する長所を
有する。
【0003】上記のように自己整列されたシリサイド膜
を用いる従来技術によるMOSFET素子の製造方法を
図1を用いて説明すれば次のとおりである。図1によれ
ば、所定領域に素子分離膜2が形成された、シリコンか
らなる半導体基板1を提供する。隣接した二つの素子分
離膜2はそれらの間に一つの活性領域を定義する。前記
半導体基板1上にゲート酸化膜3及び不純物がドーピン
グされた多結晶シリコン膜パターン4を形成する。前記
ドーピングされた多結晶シリコン膜パターン4をイオン
注入マスクとして、それに隣接した基板1領域にN−低
濃度不純物をイオン注入してN−低濃度不純物接合領域
5を形成し、前記ドーピングされた多結晶シリコン膜パ
ターン4及びゲート酸化膜の側壁に公知の方法で酸化膜
スペーサ6を形成した後、前記酸化膜スペーサ6をマス
クとするN+高濃度不純物イオン注入でN+高濃度不純
物領域7を形成する。その後、全体上部にTi金属の蒸
着及び熱処理工程を行って、露出された多結晶シリコン
膜パターン4及びN+高濃度不純物領域7上にチタンダ
イシリサイド膜8(TiSi2) を形成する。
を用いる従来技術によるMOSFET素子の製造方法を
図1を用いて説明すれば次のとおりである。図1によれ
ば、所定領域に素子分離膜2が形成された、シリコンか
らなる半導体基板1を提供する。隣接した二つの素子分
離膜2はそれらの間に一つの活性領域を定義する。前記
半導体基板1上にゲート酸化膜3及び不純物がドーピン
グされた多結晶シリコン膜パターン4を形成する。前記
ドーピングされた多結晶シリコン膜パターン4をイオン
注入マスクとして、それに隣接した基板1領域にN−低
濃度不純物をイオン注入してN−低濃度不純物接合領域
5を形成し、前記ドーピングされた多結晶シリコン膜パ
ターン4及びゲート酸化膜の側壁に公知の方法で酸化膜
スペーサ6を形成した後、前記酸化膜スペーサ6をマス
クとするN+高濃度不純物イオン注入でN+高濃度不純
物領域7を形成する。その後、全体上部にTi金属の蒸
着及び熱処理工程を行って、露出された多結晶シリコン
膜パターン4及びN+高濃度不純物領域7上にチタンダ
イシリサイド膜8(TiSi2) を形成する。
【0004】TiSi2 は低い比抵抗を有するので、前
記のMOSFET構造で広く使用されている。しかし、
前記のチタンシリサイドを形成するために使用されるチ
タンはシリコン酸化物(SiO2)とも高い反応性を有するの
で、所望しない素子分離膜とスペーサ上にもチタンシリ
サイドが形成される場合が発生する。シリサイドの形成
のために、自己整列工程を適用する半導体素子の製造方
法において、チタンダイシリサイドの形成のための熱処
理後、シリコンと反応しなくて残ったチタンは選択的な
エッチング溶液によって除去される。ところが、前記の
ように、スペーサや素子分離膜上にチタンシリサイドの
形成時に、前記の選択エッチング段階後にも導電性のT
iSi2 が素子分離膜やスペーサ上に残るようになる。
よって、絶縁されるべきゲートとソース、ゲートとドレ
インが互いに電気的に連結される問題が発生する。
記のMOSFET構造で広く使用されている。しかし、
前記のチタンシリサイドを形成するために使用されるチ
タンはシリコン酸化物(SiO2)とも高い反応性を有するの
で、所望しない素子分離膜とスペーサ上にもチタンシリ
サイドが形成される場合が発生する。シリサイドの形成
のために、自己整列工程を適用する半導体素子の製造方
法において、チタンダイシリサイドの形成のための熱処
理後、シリコンと反応しなくて残ったチタンは選択的な
エッチング溶液によって除去される。ところが、前記の
ように、スペーサや素子分離膜上にチタンシリサイドの
形成時に、前記の選択エッチング段階後にも導電性のT
iSi2 が素子分離膜やスペーサ上に残るようになる。
よって、絶縁されるべきゲートとソース、ゲートとドレ
インが互いに電気的に連結される問題が発生する。
【0005】また、前記問題点を解決するため、チタン
シリサイド膜の代りにコバルトシリサイド膜を形成させ
る方法が研究開発されている。しかし、この方法は、コ
バルトシリサイド膜の形成過程でSiの消耗があまり多
くて安定で浅い接合を形成することが難しく、約1, 0
00℃以上の高温熱処理時にコバルトシリサイド膜の表
面エネルギーが高まるようになる。高い表面エネルギー
はアニーリングとの間に大きいシリサイド粒度らの凝集
を誘発させ、シリサイド膜とシリコン間の界面を荒くす
るようになって、それにより接触抵抗を増加させる問題
点を起こす。
シリサイド膜の代りにコバルトシリサイド膜を形成させ
る方法が研究開発されている。しかし、この方法は、コ
バルトシリサイド膜の形成過程でSiの消耗があまり多
くて安定で浅い接合を形成することが難しく、約1, 0
00℃以上の高温熱処理時にコバルトシリサイド膜の表
面エネルギーが高まるようになる。高い表面エネルギー
はアニーリングとの間に大きいシリサイド粒度らの凝集
を誘発させ、シリサイド膜とシリコン間の界面を荒くす
るようになって、それにより接触抵抗を増加させる問題
点を起こす。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、自己
整列方法によるシリサイド形成方法をMOSFETの製
造に適用時、浅い接合と安定なシリサイド膜を得ること
ができるコバルトシリサイド膜を有するMOSFETの
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
漏洩電流の発生を減少させることができるコバルトシリ
サイド膜を有するMOSFETの製造方法を提供するこ
とにある。
整列方法によるシリサイド形成方法をMOSFETの製
造に適用時、浅い接合と安定なシリサイド膜を得ること
ができるコバルトシリサイド膜を有するMOSFETの
製造方法を提供することにある。本発明の他の目的は、
漏洩電流の発生を減少させることができるコバルトシリ
サイド膜を有するMOSFETの製造方法を提供するこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のコバルトシリサ
イド膜を有するMOSFETの製造方法は、素子分離膜
を形成し、露出されたシリコン部分を有する基板を提供
する段階と、露出されたシリコン部分上にニオブ(niobi
um:Nb)とコバルト(cobalt:Co) を電子ビーム蒸着法で順
次的に蒸着する段階と、前記ニオブとコバルトが蒸着さ
れた基板を所定温度で熱的アニーリングを行い、前記の
シリコン部分上にコバルトシリサイド膜を形成する段階
とよりなることを特徴とする。
イド膜を有するMOSFETの製造方法は、素子分離膜
を形成し、露出されたシリコン部分を有する基板を提供
する段階と、露出されたシリコン部分上にニオブ(niobi
um:Nb)とコバルト(cobalt:Co) を電子ビーム蒸着法で順
次的に蒸着する段階と、前記ニオブとコバルトが蒸着さ
れた基板を所定温度で熱的アニーリングを行い、前記の
シリコン部分上にコバルトシリサイド膜を形成する段階
とよりなることを特徴とする。
【0008】ここで、前記半導体基板は単結晶シリコン
基板であることを特徴とする。
基板であることを特徴とする。
【0009】また、前記半導体基板はSOI基板である
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【0010】また、前記半導体基板の露出されたシリコ
ン部分は単結晶または多結晶シリコンであることを特徴
とする。
ン部分は単結晶または多結晶シリコンであることを特徴
とする。
【0011】また、前記半導体基板の露出されたシリコ
ン部分は非晶質シリコンであることを特徴とする。
ン部分は非晶質シリコンであることを特徴とする。
【0012】また、前記非晶質シリコンを100〜50
0Åの厚さで形成することを特徴とする。
0Åの厚さで形成することを特徴とする。
【0013】また、前記露出されたシリコン部分はゲー
トであることを特徴とする。
トであることを特徴とする。
【0014】また、前記露出されたシリコン部分はソー
スとドレイン領域であることを特徴とする。
スとドレイン領域であることを特徴とする。
【0015】また、前記ニオブを200〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする。
さで蒸着することを特徴とする。
【0016】また、前記コバルトを100〜500Åの
厚さで蒸着することを特徴とする。
厚さで蒸着することを特徴とする。
【0017】また、前記コバルトを200〜500Åの
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚前で蒸着す
ることを特徴とする。
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚前で蒸着す
ることを特徴とする。
【0018】また、前記コバルトとニオブを電子ビーム
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
【0019】また、前記電子ビーム蒸着法に使用される
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
【0020】また、前記熱的アニーリングは800〜9
00℃の温度で行うことを特徴とする。
00℃の温度で行うことを特徴とする。
【0021】また、本発明のコバルトシリサイド膜を有
するMOSFETの製造方法は、素子分離膜が形成され
た半導体基板を提供する段階と、前記半導体基板上に、
前記素子分離膜間に介在されたゲート絶縁膜を有するゲ
ートを形成する段階と、前記ゲート両側の基板内にソー
ス、ドレイン領域を形成する段階と、ゲートの両側壁上
に絶縁性のスペーサを形成する段階と、前記半導体基板
の全面にニオブとコバルトを順次的に蒸着する段階と、
前記半導体基板を所定温度で熱的アニーリングして前記
ソース、ドレイン、及びゲート上にコバルトシリサイド
膜を形成する段階とよりなることを特徴とする。
するMOSFETの製造方法は、素子分離膜が形成され
た半導体基板を提供する段階と、前記半導体基板上に、
前記素子分離膜間に介在されたゲート絶縁膜を有するゲ
ートを形成する段階と、前記ゲート両側の基板内にソー
ス、ドレイン領域を形成する段階と、ゲートの両側壁上
に絶縁性のスペーサを形成する段階と、前記半導体基板
の全面にニオブとコバルトを順次的に蒸着する段階と、
前記半導体基板を所定温度で熱的アニーリングして前記
ソース、ドレイン、及びゲート上にコバルトシリサイド
膜を形成する段階とよりなることを特徴とする。
【0022】ここで、前記ゲートは多結晶シリコン上に
非晶質シリコンが積層された構造であることを特徴とす
る。
非晶質シリコンが積層された構造であることを特徴とす
る。
【0023】また、前記非晶質シリコンを100〜50
0Åの厚さで形成することを特徴とする。
0Åの厚さで形成することを特徴とする。
【0024】また、前記ニオブを200〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする。
さで蒸着することを特徴とする。
【0025】また、前記コバルトを100〜500Åの
厚さで蒸着することを特徴とする。
厚さで蒸着することを特徴とする。
【0026】また、前記コバルトを200〜500Åの
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着す
ることを特徴とする。
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着す
ることを特徴とする。
【0027】また、前記コバルトとニオブを電子ビーム
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
【0028】また、前記電子ビーム蒸着法に使用される
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
【0029】また、前記ソースとドレイン領域は、前記
ソースとドレイン領域より低濃度でドーピングされた低
濃度ドーピング領域を含むことを特徴とする。
ソースとドレイン領域より低濃度でドーピングされた低
濃度ドーピング領域を含むことを特徴とする。
【0030】また、前記熱的アニーリングを800〜9
00℃で行うことを特徴とする。
00℃で行うことを特徴とする。
【0031】また、本発明のコバルトシリサイド膜を有
するMOSFETの製造方法は、素子分離膜が形成され
た半導体基板を提供する段階と、前記半導体基板上に、
乱反射防止膜、シリコン酸化膜、多結晶シリコン膜、及
び非晶質シリコン膜を順次的に蒸着し、パターニングし
てゲートとゲート絶縁膜を形成する段階と、前記乱反射
防止膜を除去する段階と、前記ゲートとゲート絶縁膜を
含む基板に第1伝導型の不純物を低濃度でイオン注入
し、ゲート両側の基板内に低濃度でドーピングされた不
純物領域を形成する段階と、前記ゲートの両側壁上に絶
縁性のスペーサを形成する段階と、前記半導体基板に第
2伝導型の不純物を高濃度でイオン注入してソース、ド
レイン領域を形成する段階と、前記半導体基板の全面に
ニオブとコバルトを順次的に蒸着する段階と、前記半導
体基板を所定温度でアニーリングして前記ソース、ドレ
イン、及びゲート上にコバルトシリサイド膜を形成する
段階とよりなることを特徴とする。
するMOSFETの製造方法は、素子分離膜が形成され
た半導体基板を提供する段階と、前記半導体基板上に、
乱反射防止膜、シリコン酸化膜、多結晶シリコン膜、及
び非晶質シリコン膜を順次的に蒸着し、パターニングし
てゲートとゲート絶縁膜を形成する段階と、前記乱反射
防止膜を除去する段階と、前記ゲートとゲート絶縁膜を
含む基板に第1伝導型の不純物を低濃度でイオン注入
し、ゲート両側の基板内に低濃度でドーピングされた不
純物領域を形成する段階と、前記ゲートの両側壁上に絶
縁性のスペーサを形成する段階と、前記半導体基板に第
2伝導型の不純物を高濃度でイオン注入してソース、ド
レイン領域を形成する段階と、前記半導体基板の全面に
ニオブとコバルトを順次的に蒸着する段階と、前記半導
体基板を所定温度でアニーリングして前記ソース、ドレ
イン、及びゲート上にコバルトシリサイド膜を形成する
段階とよりなることを特徴とする。
【0032】ここで、前記非晶質シリコンを100〜5
00Åの厚さで形成することを特徴とする。
00Åの厚さで形成することを特徴とする。
【0033】また、前記ニオブを200〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする。
さで蒸着することを特徴とする。
【0034】また、前記コバルトを100〜500Åの
厚さで蒸着することを特徴とする。
厚さで蒸着することを特徴とする。
【0035】また、前記コバルトを200〜500Åの
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着す
ることを特徴とする。
厚さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着す
ることを特徴とする。
【0036】また、前記コバルトとニオブを電子ビーム
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
蒸着法で蒸着することを特徴とする。
【0037】また、前記電子ビーム蒸着法に使用される
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
チャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持するこ
とを特徴とする。
【0038】また、前記スペーサはSiO2 でからなる
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
【0039】また、前記熱的アニーリングを800〜9
00℃の温度で行うことを特徴とする。
00℃の温度で行うことを特徴とする。
【0040】また、前記熱的アニーリングは前記非晶質
シリコンが前記コバルトと反応し、完全に消耗される時
まで行うことを特徴とする。
シリコンが前記コバルトと反応し、完全に消耗される時
まで行うことを特徴とする。
【0041】
【発明の実施の形態】以下、図2乃至図5により本発明
の望ましい一実施の形態をより詳しく説明する。図2乃
至図5は本発明によるコバルトシリサイド膜を有するM
OSFETの製造方法を説明するための工程断面図であ
る。
の望ましい一実施の形態をより詳しく説明する。図2乃
至図5は本発明によるコバルトシリサイド膜を有するM
OSFETの製造方法を説明するための工程断面図であ
る。
【0042】図2に示すように、まず、シリコンからな
る半導体基板12を準備する。前記のシリコン半導体基
板12はハンドリングウェーハ、ハンドリングウェーハ
上に形成された埋め込み絶縁層、及び前記埋め込み絶縁
層上に形成されたシリコン層を含むSOI(Silicon On
Insulator : SOI)基板に代替が可能である。前記SOI
基板はボンディング方法またはSIMOX(Separation
by Implanted Oxygen)方法により用意する。前記ボンデ
ィング方法によれば、上部には絶縁層が形成され、シリ
コンからなる第1半導体基板と、ハンドリング基板とを
まず用意する。前記第1基板の絶縁層が前記ハンドリン
グ基板の上部を向けるようにして前記第1基板と前記ハ
ンドリング基板とはボンディングされる。その後、前記
絶縁層の反対側に位置した第1基板の表面を錬磨してS
OI基板を用意する。また、SIMOX方法によれば、
シリコンからなる半導体基板に酸素イオンらを所定深さ
でイオン注入して埋め込み絶縁層を提供することで、S
OI基板を用意する。
る半導体基板12を準備する。前記のシリコン半導体基
板12はハンドリングウェーハ、ハンドリングウェーハ
上に形成された埋め込み絶縁層、及び前記埋め込み絶縁
層上に形成されたシリコン層を含むSOI(Silicon On
Insulator : SOI)基板に代替が可能である。前記SOI
基板はボンディング方法またはSIMOX(Separation
by Implanted Oxygen)方法により用意する。前記ボンデ
ィング方法によれば、上部には絶縁層が形成され、シリ
コンからなる第1半導体基板と、ハンドリング基板とを
まず用意する。前記第1基板の絶縁層が前記ハンドリン
グ基板の上部を向けるようにして前記第1基板と前記ハ
ンドリング基板とはボンディングされる。その後、前記
絶縁層の反対側に位置した第1基板の表面を錬磨してS
OI基板を用意する。また、SIMOX方法によれば、
シリコンからなる半導体基板に酸素イオンらを所定深さ
でイオン注入して埋め込み絶縁層を提供することで、S
OI基板を用意する。
【0043】次に、半導体基板12の所定領域に局部的
シリコン酸化法(local oxidation of silicon)で素子分
離膜14を形成し、前記素子分離膜14の間に所定厚さ
のゲート酸化膜16を形成する。ここで、前記隣接した
二つの素子分離膜14はそれらの間に一つの活性領域を
定義する。続いて、全体上部に不純物がドーピングされ
た多結晶シリコン膜18、約100乃至500Åの厚さ
を有する非晶質シリコン膜20、及び乱反射防止膜22
を順次的に形成し、前記膜らを写真エッチング法を利用
してパターニングすることで、ゲート40とゲート酸化
膜16を形成する。前記乱反射防止膜22は、写真エッ
チング法を用いたパターン形成工程で、塗布されたフォ
トレジスト膜の露光のための入射光の乱反射によリ、フ
ォトレジスト膜マスクが所望しないパターンに形成され
ることを防止するためのものであって、前記乱反射防止
膜22の蒸着工程は省略可能である。また、前記非晶質
シリコン膜20の蒸着工程も必要によっては省略でき
る。その後、基板12領域にヒ素(Arsenic) やリン(Pho
sphorus)のようなN形の不純物を低濃度でイオン注入し
てN−低濃度不純物領域24a、24bを形成する。
シリコン酸化法(local oxidation of silicon)で素子分
離膜14を形成し、前記素子分離膜14の間に所定厚さ
のゲート酸化膜16を形成する。ここで、前記隣接した
二つの素子分離膜14はそれらの間に一つの活性領域を
定義する。続いて、全体上部に不純物がドーピングされ
た多結晶シリコン膜18、約100乃至500Åの厚さ
を有する非晶質シリコン膜20、及び乱反射防止膜22
を順次的に形成し、前記膜らを写真エッチング法を利用
してパターニングすることで、ゲート40とゲート酸化
膜16を形成する。前記乱反射防止膜22は、写真エッ
チング法を用いたパターン形成工程で、塗布されたフォ
トレジスト膜の露光のための入射光の乱反射によリ、フ
ォトレジスト膜マスクが所望しないパターンに形成され
ることを防止するためのものであって、前記乱反射防止
膜22の蒸着工程は省略可能である。また、前記非晶質
シリコン膜20の蒸着工程も必要によっては省略でき
る。その後、基板12領域にヒ素(Arsenic) やリン(Pho
sphorus)のようなN形の不純物を低濃度でイオン注入し
てN−低濃度不純物領域24a、24bを形成する。
【0044】図3に示すように、図2に示す工程後の構
造体全体上部に約2, 000乃至3, 000ÅのCVD
酸化膜を蒸着し、前記ゲート40上部の乱反射防止膜パ
ターン22の表面及び前記N−低濃度不純物領域24
a、24bの表面が露出される時まで、前記CVD酸化
膜を非等方性(anisotropy)の全面エッチング(blanket e
tch)して前記ゲート電極の側壁にシリコン酸化膜からな
るスペーサ28を形成する。この時、前記乱反射防止膜
パターン22も一緒に除去して非晶質シリコンパターン
20及び半導体基板12を露出させる。
造体全体上部に約2, 000乃至3, 000ÅのCVD
酸化膜を蒸着し、前記ゲート40上部の乱反射防止膜パ
ターン22の表面及び前記N−低濃度不純物領域24
a、24bの表面が露出される時まで、前記CVD酸化
膜を非等方性(anisotropy)の全面エッチング(blanket e
tch)して前記ゲート電極の側壁にシリコン酸化膜からな
るスペーサ28を形成する。この時、前記乱反射防止膜
パターン22も一緒に除去して非晶質シリコンパターン
20及び半導体基板12を露出させる。
【0045】図4に示すように、前記酸化膜スペーサ2
8をイオン注入阻止層としてAsやPのようなN形の不
純物を高濃度でイオン注入し、前記半導体基板12にN
+高濃度不純物接合領域30a、30b、すなわち、ソ
ース、ドレイン領域を形成する。その後、全体上部に約
200乃至500Å厚さを有するニオブ膜32と、約1
00乃至500Åの厚さを有するコバルト膜34を順次
的に形成する。この時、前記ニオブ膜32及びコバルト
膜34は電子ビーム蒸着(Electron beam evaporation)
法を用いて順次的に蒸着し、この時に使用されるチャン
バ内の圧力は約1×10−7Torr以下で維持する。この
ようにして、良質の非晶質金属薄膜を得ることができる
ようになる。
8をイオン注入阻止層としてAsやPのようなN形の不
純物を高濃度でイオン注入し、前記半導体基板12にN
+高濃度不純物接合領域30a、30b、すなわち、ソ
ース、ドレイン領域を形成する。その後、全体上部に約
200乃至500Å厚さを有するニオブ膜32と、約1
00乃至500Åの厚さを有するコバルト膜34を順次
的に形成する。この時、前記ニオブ膜32及びコバルト
膜34は電子ビーム蒸着(Electron beam evaporation)
法を用いて順次的に蒸着し、この時に使用されるチャン
バ内の圧力は約1×10−7Torr以下で維持する。この
ようにして、良質の非晶質金属薄膜を得ることができる
ようになる。
【0046】図5に示すように、図4の工程後の構造体
を約800乃至900℃の窒素雰囲気下で熱処理し、結
晶質のコバルトダイシリサイド(CoSi2) 膜36を形成す
る。この時、熱処理は前記非晶質シリコン膜20が前記
コバルト膜34と反応して完全に消耗する時まで進行す
ることが望ましい。以後、熱処理工程時に発生する不必
要な残留物、すなわち、Nb2O5、Co−Nb、及び
CoxSiyを除去する。
を約800乃至900℃の窒素雰囲気下で熱処理し、結
晶質のコバルトダイシリサイド(CoSi2) 膜36を形成す
る。この時、熱処理は前記非晶質シリコン膜20が前記
コバルト膜34と反応して完全に消耗する時まで進行す
ることが望ましい。以後、熱処理工程時に発生する不必
要な残留物、すなわち、Nb2O5、Co−Nb、及び
CoxSiyを除去する。
【0047】前記熱処理工程時、コバルトシリサイド膜
36及び残留物らの生成機構を説明すれば次のとおりで
ある。SiO2 のフリーエネルギー(Gibb's free energ
y)ΔGfは約−204.7kcal/molであるのに比べて、
Nb2O5のフリーエネルギーΔGfは約−422.1
kcal/molであって、Nb2O5のフリーエネルギーがS
iO2 のフリーエネルギーより相対的にもっと高い。し
たがって、シリサイドの形成のための高温熱処理の間に
はSiより相対的に酸化特性がもっと大きいNbがCo
−Nb界面とNb−Si界面で酸化し、薄膜のNb2O
5膜を形成する。こういうNb2O5膜、Nb膜、及び
Nb−Co合金膜を、拡散速度が遅いSi原子らが通過
できない間にNb膜内で拡散速度がSiに比べて相対的
に速いCo原子らが、Nb膜を通過してSi側に降りて
Si原子らと結合するようになる。その結果、隣接した
Nb膜よりCoがまずシリコンと反応してコバルトシリ
サイド膜を形成するようになる。前記のコバルトシリサ
イド中で最も低い比抵抗を有し、安定相のCoSi2 は
約550℃程度で形成されると知られているが、NbS
i2はCoSi2 の形成温度より比較的高い温度である
約650℃で形成されると知られている。また、CoS
i2 は約1.5乃至2.0eVの活性エネルギーを有する
が、NbSi2 はその活性エネルギーが約2.7eVであ
って、CoSi2 に比べて高い値を有する。前記の事実
に基づいて、前記反応機構をより詳しく説明すれば、S
i界面にCoSi2 が形成される前の初期反応段階で、
微量のSiがNb膜に拡散して入るのでNbとSiとの
化合物を形成するが、Nbの酸化特性が耐火金属中でT
aの次に大きくて、Nbの酸化が優先的に起こるように
なり、また、CoとNbとの合金化も急激に起こるの
で、一部がCo−Nb−Siの化合物として存在してい
る途中で上部の残留Coと反応して、表面部にCoSi
2 またはCoSiなどを形成するようになって結局Nb
Si2 は形成されない。
36及び残留物らの生成機構を説明すれば次のとおりで
ある。SiO2 のフリーエネルギー(Gibb's free energ
y)ΔGfは約−204.7kcal/molであるのに比べて、
Nb2O5のフリーエネルギーΔGfは約−422.1
kcal/molであって、Nb2O5のフリーエネルギーがS
iO2 のフリーエネルギーより相対的にもっと高い。し
たがって、シリサイドの形成のための高温熱処理の間に
はSiより相対的に酸化特性がもっと大きいNbがCo
−Nb界面とNb−Si界面で酸化し、薄膜のNb2O
5膜を形成する。こういうNb2O5膜、Nb膜、及び
Nb−Co合金膜を、拡散速度が遅いSi原子らが通過
できない間にNb膜内で拡散速度がSiに比べて相対的
に速いCo原子らが、Nb膜を通過してSi側に降りて
Si原子らと結合するようになる。その結果、隣接した
Nb膜よりCoがまずシリコンと反応してコバルトシリ
サイド膜を形成するようになる。前記のコバルトシリサ
イド中で最も低い比抵抗を有し、安定相のCoSi2 は
約550℃程度で形成されると知られているが、NbS
i2はCoSi2 の形成温度より比較的高い温度である
約650℃で形成されると知られている。また、CoS
i2 は約1.5乃至2.0eVの活性エネルギーを有する
が、NbSi2 はその活性エネルギーが約2.7eVであ
って、CoSi2 に比べて高い値を有する。前記の事実
に基づいて、前記反応機構をより詳しく説明すれば、S
i界面にCoSi2 が形成される前の初期反応段階で、
微量のSiがNb膜に拡散して入るのでNbとSiとの
化合物を形成するが、Nbの酸化特性が耐火金属中でT
aの次に大きくて、Nbの酸化が優先的に起こるように
なり、また、CoとNbとの合金化も急激に起こるの
で、一部がCo−Nb−Siの化合物として存在してい
る途中で上部の残留Coと反応して、表面部にCoSi
2 またはCoSiなどを形成するようになって結局Nb
Si2 は形成されない。
【0048】このように、ゲート電極のCo/Nb/非
晶質シリコン膜で構成された三重膜構造のシリサイド化
過程で発生するこういう中間膜らは、Coの急激なシリ
サイド化反応を中間で抑制する一種の障壁役割をするこ
とにより、シリコンとの界面で高い平坦度と低い接触抵
抗を有し、浅い接合形成を助けられるMOSFETの形
成を可能にする。また、本発明は漏洩電流の発生を減少
させる。
晶質シリコン膜で構成された三重膜構造のシリサイド化
過程で発生するこういう中間膜らは、Coの急激なシリ
サイド化反応を中間で抑制する一種の障壁役割をするこ
とにより、シリコンとの界面で高い平坦度と低い接触抵
抗を有し、浅い接合形成を助けられるMOSFETの形
成を可能にする。また、本発明は漏洩電流の発生を減少
させる。
【0049】一方、本発明は前記の実施例で説明した自
己整列型MOSFETの構造の外にも、その上部にコバ
ルトシリサイド膜の必要とする露出されたシリコン部分
を有する半導体素子に適用できる。この時、前記の露出
されたシリコン部分は単結晶シリコン、多結晶シリコ
ン、及び非晶質シリコンからなる群から少なくとも一つ
が選択できる。
己整列型MOSFETの構造の外にも、その上部にコバ
ルトシリサイド膜の必要とする露出されたシリコン部分
を有する半導体素子に適用できる。この時、前記の露出
されたシリコン部分は単結晶シリコン、多結晶シリコ
ン、及び非晶質シリコンからなる群から少なくとも一つ
が選択できる。
【0050】
【発明の効果】前記のように、本発明のMOSFETの
製造方法は、Co−Nb−Siの三重膜を用いてコバル
トシリサイド膜を形成するための熱処理工程時、コバル
トシリサイド膜を形成するための反応がシリコン基板と
の前界面で均一に起こるようにすることによって、MO
SFETの電気的特性及び信頼性を向上させることがで
きる。
製造方法は、Co−Nb−Siの三重膜を用いてコバル
トシリサイド膜を形成するための熱処理工程時、コバル
トシリサイド膜を形成するための反応がシリコン基板と
の前界面で均一に起こるようにすることによって、MO
SFETの電気的特性及び信頼性を向上させることがで
きる。
【0051】一方、ここでは本発明の特定実施例に対し
て説明し図示したが、当業者によってこれに対する修正
と変形ができる。したがって、特許請求の範囲は本発明
の真の思想と範囲に属するかぎり、あらゆる修正と変形
を含むものと理解できる。
て説明し図示したが、当業者によってこれに対する修正
と変形ができる。したがって、特許請求の範囲は本発明
の真の思想と範囲に属するかぎり、あらゆる修正と変形
を含むものと理解できる。
【図1】自己整列シリサイド形成方法による従来のMO
SFET構造を示す図である。
SFET構造を示す図である。
【図2】本発明によるMOSFETの製造方法を説明す
るための工程断面図である。
るための工程断面図である。
【図3】本発明によるMOSFETの製造方法を説明す
るための工程断面図である。
るための工程断面図である。
【図4】本発明によるMOSFETの製造方法を説明す
るための工程断面図である。
るための工程断面図である。
【図5】本発明によるMOSFETの製造方法を説明す
るための工程断面図である。
るための工程断面図である。
12 半導体基板 14 素子分離膜 16 ゲート酸化膜 18 多結晶シリコン膜 20 非晶質シリコン膜 22 乱反射防止膜 24a、24b N−低濃度不純物接合領域 28 酸化膜スペーサ 30a、30b N+高濃度不純物接合領域(ソー
ス、ドレイン領域) 32 ニオブ膜 34 コバルト膜 36 コバルトシリサイド膜 40 ゲート
ス、ドレイン領域) 32 ニオブ膜 34 コバルト膜 36 コバルトシリサイド膜 40 ゲート
Claims (34)
- 【請求項1】 素子分離膜が形成され、露出されたシリ
コン部分を有する半導体基板を提供する段階と、前記露
出されたシリコン部分上にニオブとコバルトを順次的に
蒸着する段階と、前記ニオブとコバルトが蒸着された基
板を所定温度で熱的アニーリングを行い、前記のシリコ
ン部分上にコバルトシリサイド膜を形成する段階とより
なることを特徴とするコバルトシリサイド膜を有するM
OSFETの製造方法。 - 【請求項2】 前記半導体基板は単結晶シリコン基板で
あることを特徴とする請求項1記載のコバルトシリサイ
ド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項3】 前記半導体基板はSOI基板であること
を特徴とする請求項1記載のコバルトシリサイド膜を有
するMOSFETの製造方法。 - 【請求項4】 前記半導体基板の露出されたシリコン部
分は単結晶または多結晶シリコンであることを特徴とす
る請求項1記載のコバルトシリサイド膜を有するMOS
FETの製造方法。 - 【請求項5】 前記半導体基板の露出されたシリコン部
分は非晶質シリコンであることを特徴とする請求項1記
載のコバルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造
方法。 - 【請求項6】 前記非晶質シリコンを100〜500Å
の厚さで形成することを特徴とする請求項5記載のコバ
ルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項7】 前記露出されたシリコン部分はゲートで
あることを特徴とする請求項1記載のコバルトシリサイ
ド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項8】 前記露出されたシリコン部分はソースと
ドレイン領域であることを特徴とする請求項1記載のコ
バルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項9】 前記ニオブを200〜500Åの厚さで
蒸着することを特徴とする請求項1記載のコバルトシリ
サイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項10】 前記コバルトを100〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする請求項1記載のコバルト
シリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項11】 前記コバルトを200〜500Åの厚
さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着する
ことを特徴とする請求項1記載のコバルトシリサイド膜
を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項12】 前記コバルトとニオブを電子ビーム蒸
着法で蒸着することを特徴とする請求項1記載のコバル
トシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項13】 前記電子ビーム蒸着法に使用されるチ
ャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持すること
を特徴とする請求項12記載のコバルトシリサイド膜を
有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項14】 前記熱的アニーリングは800〜90
0℃の温度で行うことを特徴とする請求項1記載のコバ
ルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項15】 素子分離膜が形成された半導体基板を
提供する段階と、前記半導体基板上に前記素子分離膜間
に介在されたゲート絶縁膜を有するゲートを形成する段
階と、前記ゲート両側の基板内にソース、ドレイン領域
を形成する段階と、ゲート両側壁上に絶縁性のスペーサ
を形成する段階と、前記半導体基板の全面にニオブとコ
バルトを順次的に蒸着する段階と、前記半導体基板を所
定温度で熱的アニーリングして前記ソース、ドレイン、
及びゲート上にコバルトシリサイド膜を形成する段階と
よりなることを特徴とするコバルトシリサイド膜を有す
るMOSFETの製造方法。 - 【請求項16】 前記ゲートは多結晶シリコン上に非晶
質シリコンが積層された構造であることを特徴とする請
求項15記載のコバルトシリサイド膜を有するMOSF
ETの製造方法。 - 【請求項17】 前記非晶質シリコンを100〜500
Åの厚さで形成することを特徴とする請求項16記載の
コバルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方
法。 - 【請求項18】 前記ニオブを200〜500Åの厚さ
で蒸着することを特徴とする請求項15記載のコバルト
シリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項19】 前記コバルトを100〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする請求項15記載のコバル
トシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項20】 前記コバルトを200〜500Åの厚
さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着する
ことを特徴とする請求項15記載のコバルトシリサイド
膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項21】 前記コバルトとニオブを電子ビーム蒸
着法で蒸着することを特徴とする請求項15記載のコバ
ルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項22】 前記電子ビーム蒸着法に使用されるチ
ャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持すること
を特徴とする請求項21記載のコバルトシリサイド膜を
有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項23】 前記ソースとドレイン領域は、前記ソ
ースとドレイン領域より低濃度でドーピングされた低濃
度ドーピング領域を含むことを特徴とする請求項15記
載のコバルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造
方法。 - 【請求項24】 前記熱的アニーリングを800〜90
0℃で行うことを特徴とする請求項15記載のコバルト
シリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項25】 素子分離膜が形成された半導体基板を
提供する段階と、前記半導体基板上に乱反射防止膜、シ
リコン酸化膜、多結晶シリコン膜、及び非晶質シリコン
膜を順次的に蒸着し、パターニングしてゲートとゲート
絶縁膜を形成する段階と、前記ゲートとゲート絶縁膜を
含む基板に第1伝導型の不純物を低濃度でイオン注入
し、ゲート両側の基板内に低濃度でドーピングされた不
純物領域を形成する段階と、前記ゲートの両側壁上に絶
縁性のスペーサを形成する段階と、前記乱反射防止膜を
除去する段階と、前記半導体基板に第1伝導型の不純物
を高濃度でイオン注入してソース、ドレイン領域を形成
する段階と、前記半導体基板の全面にニオブとコバルト
を順次的に蒸着する段階と、前記半導体基板を所定温度
で熱的アニーリングして前記ソース、ドレイン、及びゲ
ート上にコバルトシリサイド膜を形成する段階とよりな
ることを特徴とするコバルトシリサイド膜を有するMO
SFETの製造方法。 - 【請求項26】 前記非晶質シリコンを100〜500
Åの厚さで形成することを特徴とする請求項25記載の
コバルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方
法。 - 【請求項27】 前記ニオブを200〜500Åの厚さ
で蒸着することを特徴とする請求項25記載のコバルト
シリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項28】 前記コバルトを100〜500Åの厚
さで蒸着することを特徴とする請求項25記載のコバル
トシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項29】 前記コバルトを200〜500Åの厚
さで、前記ニオブを100〜500Åの厚さで蒸着する
ことを特徴とする請求項25記載のコバルトシリサイド
膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項30】 前記コバルトとニオブを電子ビーム蒸
着法で蒸着することを特徴とする請求項25記載のコバ
ルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項31】 前記電子ビーム蒸着法に使用されるチ
ャンバの圧力は約1×10−7Torr以下を維持すること
を特徴とする請求項30記載のコバルトシリサイド膜を
有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項32】 前記スペーサはSiO2 でからなるこ
とを特徴とする請求項25記載のコバルトシリサイド膜
を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項33】 前記熱的アニーリングを800〜90
0℃の温度で行うことを特徴とする請求項25記載のコ
バルトシリサイド膜を有するMOSFETの製造方法。 - 【請求項34】 前記熱的アニーリングは前記非晶質シ
リコンが前記コバルトと反応し、完全に消耗される時ま
で行うことを特徴とする請求項25記載のコバルトシリ
サイド膜を有するMOSFETの製造方法。
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KR1019960072822A KR100220253B1 (ko) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Mosfet 제조 방법 |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH10284728A true JPH10284728A (ja) | 1998-10-23 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100763898B1 (ko) | 2003-08-02 | 2007-10-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조방법 및 이에 의하여 제조된 반도체 소자 |
JP2008060594A (ja) * | 1997-11-17 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
JP2013222881A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW320752B (en) * | 1996-11-18 | 1997-11-21 | United Microelectronics Corp | Metal gate electrode process |
US6171959B1 (en) * | 1998-01-20 | 2001-01-09 | Motorola, Inc. | Method for making a semiconductor device |
TW383463B (en) | 1998-06-01 | 2000-03-01 | United Microelectronics Corp | Manufacturing method for dual damascene structure |
US6680248B2 (en) | 1998-06-01 | 2004-01-20 | United Microelectronics Corporation | Method of forming dual damascene structure |
KR100524874B1 (ko) * | 1998-06-10 | 2006-02-20 | 엘지.필립스 엘시디 주식회사 | 비정질실리콘박막의결정화방법 |
US6326289B1 (en) * | 1998-08-24 | 2001-12-04 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming a silicide layer using a pre-amorphization implant which is blocked from source/drain regions by a layer of photoresist |
US6204177B1 (en) * | 1998-11-04 | 2001-03-20 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming junction leakage free metal silicide in a semiconductor wafer by alloying refractory metal |
US6165902A (en) * | 1998-11-06 | 2000-12-26 | Advanced Micro Devices, Inc. | Low resistance metal contact technology |
US6245682B1 (en) * | 1999-03-11 | 2001-06-12 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Removal of SiON ARC film after poly photo and etch |
KR100315451B1 (ko) * | 1999-04-13 | 2001-11-28 | 황인길 | 반도체 소자의 게이트 전극 및 샐리사이드 콘택 형성 방법 |
US6063704A (en) * | 1999-08-02 | 2000-05-16 | National Semiconductor Corporation | Process for incorporating silicon oxynitride DARC layer into formation of silicide polysilicon contact |
US6635541B1 (en) * | 2000-09-11 | 2003-10-21 | Ultratech Stepper, Inc. | Method for annealing using partial absorber layer exposed to radiant energy and article made with partial absorber layer |
US6346477B1 (en) | 2001-01-09 | 2002-02-12 | Research Foundation Of Suny - New York | Method of interlayer mediated epitaxy of cobalt silicide from low temperature chemical vapor deposition of cobalt |
JP3626115B2 (ja) * | 2001-06-14 | 2005-03-02 | 沖電気工業株式会社 | チタン化合物を含有するcvdチタン膜の形成方法 |
US6559018B1 (en) | 2002-01-18 | 2003-05-06 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Silicon implant in a salicided cobalt layer to reduce cobalt-silicon agglomeration |
US6743721B2 (en) | 2002-06-10 | 2004-06-01 | United Microelectronics Corp. | Method and system for making cobalt silicide |
SG141216A1 (en) * | 2003-06-16 | 2008-04-28 | Taiwan Semiconductor Mfg | Method of forming cosix |
US7482217B1 (en) | 2007-12-03 | 2009-01-27 | Spansion Llc | Forming metal-semiconductor films having different thicknesses within different regions of an electronic device |
CN110942984B (zh) * | 2018-09-25 | 2022-04-01 | 长鑫存储技术有限公司 | 一种硅化钴膜的制备方法 |
US11170990B2 (en) * | 2019-02-19 | 2021-11-09 | Applied Materials, Inc. | Polysilicon liners |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4378628A (en) * | 1981-08-27 | 1983-04-05 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Cobalt silicide metallization for semiconductor integrated circuits |
US5047367A (en) * | 1990-06-08 | 1991-09-10 | Intel Corporation | Process for formation of a self aligned titanium nitride/cobalt silicide bilayer |
US5510295A (en) * | 1993-10-29 | 1996-04-23 | International Business Machines Corporation | Method for lowering the phase transformation temperature of a metal silicide |
US5780361A (en) * | 1995-06-23 | 1998-07-14 | Nec Corporation | Salicide process for selectively forming a monocobalt disilicide film on a silicon region |
US5780362A (en) * | 1996-06-04 | 1998-07-14 | Wang; Qingfeng | CoSi2 salicide method |
-
1996
- 1996-12-27 KR KR1019960072822A patent/KR100220253B1/ko not_active IP Right Cessation
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- 1997-12-16 US US08/991,668 patent/US5904564A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-12-24 JP JP9366428A patent/JPH10284728A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008060594A (ja) * | 1997-11-17 | 2008-03-13 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
KR100763898B1 (ko) | 2003-08-02 | 2007-10-05 | 삼성전자주식회사 | 반도체 소자 제조방법 및 이에 의하여 제조된 반도체 소자 |
JP2013222881A (ja) * | 2012-04-18 | 2013-10-28 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
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---|---|
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US5904564A (en) | 1999-05-18 |
KR100220253B1 (ko) | 1999-09-15 |
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