JPH11261062A - Ｍｏｓトランジスタの製造方法及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＬＤＤ構造の半導体装置の製造工程の短縮を図
る。 【解決手段】熱酸化膜２上にポリシリコン膜３，タング
ステンシリサイド膜４，酸化膜５からなるゲート部７を
形成した後、低濃度不純物拡散層生成のためのイオン注
入を回転注入法により行い、次にタングステンシリサイ
ド膜４の低抵抗化及びイオン注入後の結晶回復等のため
のアニールをアルゴンＡｒ及び酸素Ｏ₂ の雰囲気中で行
う。次に熱処理によりタングステンシリサイド膜４の側
面に生成された酸化物からなる側壁８をマスクとして、
高濃度不純物拡散層生成のためのイオン注入を行う。拡
散層形成領域１１の側壁８の下部の領域には、側壁８を
介してイオン注入が行われるから、拡散層形成領域１１
の側壁８の下部に対応する領域は、これを除く領域に比
較して低濃度の不純物拡散層となり、拡散層形成領域１
１に低濃度拡散層１２と高濃度拡散層１３とが形成さ
れ、すなわちＬＤＤ構造が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＤＤ構造のＭＯ
Ｓトランジスタの製造方法に関し、特に、その製造工程
を短縮することの可能なＭＯＳトランジスタの製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホットエレクトロン効果を低減す
る目的、或いは耐圧，寿命等の向上等の目的で、高濃度
拡散層であるドレインとゲート電極との間に、低濃度拡
散層を形成するようにしたＬＤＤ構造を形成する場合に
は、例えば図２に示すような工程で形成している。

【０００３】つまり、まず、図２（ａ）に示すように、
シリコン基板１上に、熱酸化膜２を形成し、さらに、ポ
リシリコン膜３，タングステンシリサイド膜４，酸化膜
５を生成した後、ホトエッチングしてゲート部７を形成
する。そして、タングステンシリサイド４の低抵抗化の
ためのアニールを行う。

【０００４】次に、この状態で低濃度拡散層と高濃度拡
散層とを形成する領域である拡散層形成領域１１に、Ｎ
型不純物をイオン注入して低濃度の拡散層を形成する
（図２（ｂ））。

【０００５】次に、ゲート部７を含む全面に絶縁膜とし
ての酸化膜を形成した後、異方性エッチングによるエッ
チバックにより、ゲート部７の左右に酸化膜からなるス
ペーサ７ａを残すようにエッチングを行う（図２
（ｃ））。

【０００６】次に、高濃度の不純物拡散層を形成するた
めにＮ型不純物をイオン注入した後、アニールを行う
（図２（ｄ））。以上の工程により、シリコン基板１の
ゲート部７下方のチャネル領域の左右に、低濃度拡散層
１２と高濃度拡散層１３とが形成されるようになってい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のＬＤＤ構造
のＭＯＳトランジスタの製造方法では、まず、低濃度拡
散層と高濃度拡散層とを形成する領域である拡散層形成
領域１１に低濃度の拡散層を形成した後、新たに酸化膜
を形成しこれをエッチバックしてゲート部７の左右にス
ペーサ７ａを形成し、再度イオン注入を行うことによ
り、低濃度拡散層１２と高濃度拡散層１３とを形成する
ようにしている。

【０００８】しかしながら、一旦イオン注入によって拡
散層形成領域１１に低濃度の拡散層を形成した後、酸化
膜を生成してスペーサ７ａを形成し、再度イオン注入を
行って低濃度拡散層１２と高濃度拡散層１３とを生成す
る方法では効率が悪く、より効率のよい製造方法が望ま
れていた。

【０００９】そこで、この発明は、上記従来の問題に着
目してなされたものであり、ＬＤＤ構造を形成するため
の製造工程の短縮化を図ることの可能な半導体装置ＭＯ
Ｓトランジスタの製造方法を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】ここで、前記製造工程の
短縮化を図るために、その製造方法を研究した結果、低
濃度の不純物拡散層を形成するためのイオン注入後に、
酸素を含む雰囲気中で熱処理を行うことによって、シリ
サイド部分に酸化物が生成され、この酸化物を利用する
ことにより製造工程の短縮を図ることができることを見
出し、以下のような発明を完成させた。

【００１１】上記目的を達成するために、本発明の請求
項１に係るＭＯＳトランジスタの製造方法は、少なくと
もシリサイド層を含むゲート構造を備え、且つ、チャネ
ル領域と高濃度拡散層との間に低濃度拡散層が形成され
たＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタの製造方法であっ
て、前記ゲート構造を形成した後、前記高濃度拡散層が
形成される領域及び低濃度拡散層が形成される領域にイ
オン注入を行う第１のイオン注入工程と、前記イオン注
入を行った後に前記シリサイド層に酸化物が析出する程
度の酸素を含む雰囲気中で熱処理を行う熱処理工程と、
前記酸化物をマスクとして前記高濃度拡散層が形成され
る領域にイオン注入を行う第２のイオン注入工程と、を
備えたことを特徴としている。

【００１２】また、本発明の請求項２に係るＭＯＳトラ
ンジスタの製造方法は、前記第１のイオン注入工程を、
前記半導体基板を回転させながらイオン注入を行う回転
注入法により行い、前記酸化物の目的形状に基づきイオ
ン注入角度を調整することを特徴としている。

【００１３】さらに、本発明の請求項３に係る半導体装
置の製造方法は、少なくともシリサイド層を含む積層構
造を形成する積層構造形成工程と、前記積層構造を形成
した後当該積層構造をマスクとしてイオン注入を行うイ
オン注入工程と、前記イオン注入を行った後、前記シリ
サイド層に酸化物が析出する程度の酸素を含む雰囲気中
で熱処理を行う熱処理工程と、を備えることを特徴とし
ている。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例を伴って
説明する。まず、図１（ａ）に示すように、シリコン基
板１上に、熱酸化膜２を形成し、さらに、膜厚２５００
〔Å〕程度のポリシコン膜３を生成する。さらに、ポリ
シリコン膜３の上に、スパッタ法により膜厚１５００
〔Å〕程度のタングステンシリサイド膜４を生成し、タ
ングテンシリサイド膜４の上に、膜厚１７００〔Å〕程
度のタングステンシリサイド膜４の剥がれ防止等の保護
膜としての酸化膜５を生成する。

【００１５】次に、酸化膜５の上にレジストを塗布しゲ
ート部形成用のレジストパターンを形成し、これをマス
クにしてエッチングを行うこと等により、酸化膜５，タ
ングステンシリサイド膜４，ポリシリコン膜３をエッチ
ングしてゲート部７を形成する（図１（ｂ））。

【００１６】次に、低濃度拡散層及び高濃度拡散層を形
成すべき領域である拡散層形成領域１１に、Ｎ型不純物
をイオン注入し低濃度の拡散層を形成する。このイオン
注入は、例えばドナーとしてリンＰを使用し、エネルギ
ー５０ＫｅＶ，ドーズ量１．０×１０¹³〜１．０×１０
¹⁵の条件で、シリコン基板１を傾けた状態で回転させな
がらイオン注入を行う回転注入法により行う。なお、シ
リコン基板１に対して垂直な方向とイオン注入方向とが
なす角度であるチルト角を０°〜６０°として行う（図
１（ｃ））。

【００１７】次に、イオン注入後のイオン活性化，結晶
回復等のため及びタングステンシリサイド膜４の低抵抗
化のためのアニール処理を、アルゴンＡｒと酸素Ｏ₂ と
の混合雰囲気中で行う。なお、アニールは、温度が８０
０℃〜１１００℃，アルゴンと酸素との混合雰囲気ガス
に対する酸素の比率が０．１〜５％の雰囲気中で行う。

【００１８】これにより、図１（ｄ）に示すように、タ
ングステンシリサイド膜４の側面に、逆台形状の側壁８
が形成される。この側壁８の長辺側の突出部の長さＬを
測定したところ０．１〔μｍ〕程度であった。

【００１９】次に、高濃度の不純物拡散層を形成するた
めに、Ｎ型不純物をシリコン基板１に対して垂直方向か
らイオン注入する（図１（ｅ））。このイオン注入は、
ドナーとして砒素Ａｓを使用し、エネルギー８０Ｋｅ
Ｖ，ドーズ量１．０×１０¹⁴〜１．０×１０¹⁶の条件で
行う。そして、イオン注入後のアニール処理を、アルゴ
ンＡｒと酸素Ｏ₂ との混合雰囲気中で行う。なお、アニ
ール処理は、温度が８００〜１１００℃，アルゴンＡｒ
と酸素Ｏ₂ との混合雰囲気ガスに対する酸素Ｏ₂ の比率
が０．１〜５％の混合雰囲気中で行う。

【００２０】ここで、図１（ｅ）の工程では、Ｎ型不純
物をシリコン基板１に対して垂直方向からイオン注入す
るようにしているから、側壁８の下部に当たる領域に
は、側壁８を介してイオン注入が行われることになり、
拡散層形成領域１１の側壁８の下部に当たる領域は、側
壁８の下部を除く領域よりも低濃度となる。また、側壁
８は、逆台形状に形成されているから、拡散層形成領域
１１の側壁８の下部に対応する領域では、ゲート部７に
近づくほど低濃度となり、ゲート部７から離れるほど高
濃度となる。

【００２１】したがって、拡散層形成領域１１の側壁８
の下部に対応する領域に低濃度拡散層１２が形成され、
ゲート部７及び側壁８の下部に対応する領域を除く領域
には、高濃度拡散層１３が形成されることになって、す
なわちゲート部７と高濃度拡散層１３との間に低濃度拡
散層１２が形成されたＬＤＤ構造と同等とみなすことが
できる。

【００２２】よって、低濃度の不純物拡散層を形成する
ためのイオン注入を行った後、タングステンシリサイド
膜４の低抵抗化のため及びイオン注入後の熱処理を行う
ようにするだけで、スペーサを形成するための酸化膜の
堆積及びエッチバックを行うことなく従来のスペーサ７
ａと同等に作用する側壁８を形成することができるか
ら、従来に比較して酸化膜の堆積及びエッチバックを行
う工程分だけ、製造工程を短縮することができる。これ
に伴い、ＭＯＳトランジスタ全体の製造工程を短縮する
ことができ、これに伴ってコスト削減を図ることができ
る。

【００２３】なお、上記実施の形態においては、低濃度
の不純物拡散層を形成するためのイオン注入を行う際に
は、回転注入法によりチルト角を０°〜６０°として行
うようにした場合について説明したが、チルト角を変化
させてイオン注入を行ってみたところ、チルト角が大き
くなるほど、側壁８が大きくなり、側壁８の形状が変化
することが確認できた。よって、所望とする側壁８の形
状に応じて、チルト角を調整することにより、所望の形
状の側壁を得ることができる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
に係るＭＯＳトランジスタの製造方法によれば、ゲート
構造を形成した後、高濃度拡散層及び低濃度拡散層が形
成される領域に第１のイオン注入を行い、ゲート構造を
構成するシリサイド層の低抵抗化のため及びイオン注入
後の結晶回復等のための熱処理を、酸素を含む雰囲気中
で行った後、高濃度拡散層が形成される領域に第２のイ
オン注入を行うようにしたから、熱処理によってシリサ
イド層部分に生成された酸化物を低濃度拡散層形成用の
マスクとして利用することができ、その分製造工程を短
縮することができる。

【００２５】また、本発明の請求項２に係るＭＯＳトラ
ンジスタの製造方法によれば、第１のイオン注入工程
は、前記半導体基板を回転させながらイオン注入を行う
回転注入法により行い、シリサイド層部分に生成される
酸化物の目的形状に応じてイオン注入角度を調整するよ
うにしたから、所望の形状の酸化物を得ることができ
る。

【００２６】さらに、本発明の請求項３に係る半導体装
置の製造方法によれば、少なくともシリサイド層を含む
積層構造を形成し、この積層構造をマスクとしてイオン
注入を行ったのち、シリサイド層に酸化物が析出する程
度の酸素を含む雰囲気中で熱処理を行うようにしたか
ら、熱処理によってシリサイド層に酸化物を生成するこ
とができ、例えばシリサイド層部分に生成された酸化物
をマスクとして利用すれば、マスクの生成工程を省略す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタ
の製造工程の一部を示す断面図である。

【図２】従来のＬＤＤ構造のＭＯＳトランジスタの製造
工程の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１ シリコン基板 １１ 拡散層形成領域 １２ 低濃度拡散層 １３ 高濃度拡散層 ２ 熱酸化膜 ３ ポリシリコン膜 ４ タングステンシリサイド膜 ５ 酸化膜 ７ ゲート部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともシリサイド層を含むゲート構
   造を備え、且つ、チャネル領域と高濃度拡散層との間に
   低濃度拡散層が形成されたＬＤＤ構造のＭＯＳトランジ
   スタの製造方法であって、 前記ゲート構造を形成した後、前記高濃度拡散層が形成
   される領域及び低濃度拡散層が形成される領域にイオン
   注入を行う第１のイオン注入工程と、前記イオン注入を
   行った後に前記シリサイド層に酸化物が析出する程度の
   酸素を含む雰囲気中で熱処理を行う熱処理工程と、前記
   酸化物をマスクとして前記高濃度拡散層が形成される領
   域にイオン注入を行う第２のイオン注入工程と、を備え
   たことを特徴とするＭＯＳトランジスタの製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１のイオン注入工程を、前記半導
   体基板を回転させながらイオン注入を行う回転注入法に
   より行い、前記酸化物の目的形状に基づきイオン注入角
   度を調整することを特徴とする請求項１記載のＭＯＳト
   ランジスタの製造方法。
3. 【請求項３】 少なくともシリサイド層を含む積層構造
   を形成する積層構造形成工程と、前記積層構造を形成し
   た後当該積層構造をマスクとしてイオン注入を行うイオ
   ン注入工程と、前記イオン注入を行った後前記シリサイ
   ド層に酸化物が析出する程度の酸素を含む雰囲気中で熱
   処理を行う熱処理工程と、を備えることを特徴とする半
   導体装置の製造方法。