JPH1126762A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH1126762A
JPH1126762A JP18209797A JP18209797A JPH1126762A JP H1126762 A JPH1126762 A JP H1126762A JP 18209797 A JP18209797 A JP 18209797A JP 18209797 A JP18209797 A JP 18209797A JP H1126762 A JPH1126762 A JP H1126762A
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JP
Japan
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film
cobalt silicide
silicide layer
source
cosi
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Withdrawn
Application number
JP18209797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Fukada
晋一 深田
Hiroshi Kaede
弘志 楓
Masaki Kojima
勝紀 小島
Hiromi Abe
宏美 阿部
Masayasu Suzuki
正恭 鈴樹
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a cobalt silicide film by suppressing the increase in junction leak at the p-n junction under the film by forming a Co film on the cobalt silicide layer after the cobalt silicide layer on source and drain electrodes is once grown, performing the process for forming the silicide at least once, and forming the film to the specified film thickness. SOLUTION: A thermal CVD-SiO2 film 8 is formed as an implantation through film on the entire surface of an Si substrate. After the film is removed, a CO film 10 is formed, and a TiN film 11 is formed on the film 10. Heat treatment is performed under the nitrogen atmosphere. A cobalt silicide layer 12 is selectively formed only on the electrode wherein Co and Si are in contact. After the Co film and TiN film remaining unreactive are removed, heat treatment is performed under the nitrogen atmosphere, and the cobalt silicide layer 12 is converted into CoSi2 . A side Co film 13 is formed on the entire surface of the substrate, and a TiN film 14 is formed thereon. The CoSi2 film is different from the CoSi2 film which is formed by heat treatment, wherein the entire quantity of the Co film is formed at one time whiteout separating the CoSi forming process. The cobalt silicide film can be formed without increasing the junction leakage current.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はSi半導体素子の構
造および製造方法に係り、特にソース及びドレイン表面
をシリサイド化したMOSトランジスタの構造および製
造方法に関する。
The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a Si semiconductor device, and more particularly to a structure and a manufacturing method of a MOS transistor having a source and a drain whose surfaces are silicided.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在MOSトランジスタの高速動作の上
で、ソース及びドレイン電極のシート抵抗,電極と配線
とのコンタクト抵抗,ソース及びドレインの寄生容量の
低減が重要な課題となっている。この課題に対し、ソー
ス及びドレイン表面を一括して自己整合的にシリサイド
化した構造が特に高速動作の必要な半導体装置に適用さ
れている。この構造では各電極表面がTiSi2,Co
Si2等の低抵抗シリサイドに被われシート抵抗が低減
され、配線とのコンタクト抵抗も従来の金属/半導体接
触に比べ大幅に低減できる。また、ソース,ドレインの
面積を低減できるため寄生容量も低減することができ
る。さらに、ソース、及びドレイン表面をシリサイド化
する際にゲート電極上も同時に自己整合的にシリサイド
化するいわゆるサリサイド(Selfalign Silicide)技術
も広く用いられている。
2. Description of the Related Art At present, reduction of sheet resistance of source and drain electrodes, contact resistance between electrodes and wiring, and reduction of parasitic capacitance of source and drain have become important issues in high speed operation of MOS transistors. In order to solve this problem, a structure in which the source and drain surfaces are collectively silicided in a self-aligned manner has been applied particularly to a semiconductor device requiring high-speed operation. In this structure, each electrode surface is made of TiSi 2 , Co
The sheet resistance is reduced by being covered with low-resistance silicide such as Si 2 , and the contact resistance with the wiring can be greatly reduced as compared with the conventional metal / semiconductor contact. Further, since the area of the source and the drain can be reduced, the parasitic capacitance can also be reduced. Furthermore, a so-called salicide (Selfalign Silicide) technique for simultaneously silicidizing the surface of the gate electrode in a self-aligning manner when the source and drain surfaces are silicided is also widely used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】通常のソース及びドレ
イン上のシリサイド化技術においては、上に形成した金
属膜とSi基板とを反応させてシリサイドを形成するた
め、針状に異常成長したシリサイドやSi基板中を拡散
した金属原子が下に形成されているp/n接合まで到達
したり、シリサイドが横方向に成長してLOCOS端部
でp/n接合に達したりして接合リークを増大させる。
この問題はシリサイドにコバルトシリサイド(CoS
2)を選択した場合に特に深刻である。Si基板上に
形成するコバルトシリサイド膜厚を薄くすればこの接合
リークを低減することは可能だが、そうするとソース及
びドレインのシート抵抗を低減するという目的を達する
ことができない。また、コバルトシリサイド膜厚を薄く
すると、コンタクト孔開口ドライエッチング時にオーバ
ーエッチングで膜が削られ消滅してしまいコンタクト抵
抗を増大させる危険性もある。そのためソース及びドレ
イン上のシリサイド化においては30nm以上の膜厚の
コバルトシリサイド膜が必要である。
In a conventional silicidation technique on a source and a drain, a silicide is formed by reacting a metal film formed thereon with a Si substrate. Metal atoms diffused in the Si substrate reach the p / n junction formed below, or silicide grows laterally to reach the p / n junction at the LOCOS end, thereby increasing junction leakage. .
The problem is that cobalt silicide (CoS
It is particularly serious in the case where i 2) was selected. If the thickness of the cobalt silicide film formed on the Si substrate is reduced, the junction leakage can be reduced, but the purpose of reducing the sheet resistance of the source and drain cannot be achieved. Further, when the thickness of the cobalt silicide film is reduced, there is a risk that the film is scraped off by over-etching during dry etching of the contact hole opening and disappears, thereby increasing the contact resistance. Therefore, in forming silicide on the source and the drain, a cobalt silicide film having a thickness of 30 nm or more is required.

【0004】そこで本発明は、ソース及びドレイン上に
コバルトシリサイド膜をその下のp/n接合に接合リー
クを増大させることなく形成することを目的とする。特
に、シート抵抗を低減するのに十分な30nmを越える
膜厚のコバルトシリサイド膜をその下のp/n接合に接
合リークを増大させることなく形成することを目的とす
る。また、この際形成されるコバルトシリサイド膜の比
抵抗を下げることも目的の一つとする。
Accordingly, an object of the present invention is to form a cobalt silicide film on a source and a drain without increasing junction leakage at a p / n junction thereunder. In particular, it is an object of the present invention to form a cobalt silicide film having a thickness exceeding 30 nm, which is sufficient to reduce the sheet resistance, at a p / n junction thereunder without increasing junction leakage. Another object is to reduce the specific resistance of the cobalt silicide film formed at this time.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的は、ソース及び
ドレイン電極上のコバルトシリサイド層を、膜厚30n
m未満のコバルトシリサイド層を一度形成した後、この
コバルトシリサイド層上にCo膜を形成し、そのCo膜
をシリサイド化する工程を少なくとも1回実施すること
により30nm以上の所定の膜厚に形成することで達成
することができる。
The above object is achieved by forming a cobalt silicide layer on source and drain electrodes to a thickness of 30 nm.
After a cobalt silicide layer having a thickness of less than m is formed once, a Co film is formed on the cobalt silicide layer and the step of silicidizing the Co film is performed at least once to form a film having a predetermined thickness of 30 nm or more. That can be achieved.

【0006】また上記目的は、ソース及びドレイン電極
表面を、外周の絶縁膜よりMOSトランジスタの内側に
向かって50nm以上200nm以下の幅の拡散層上に
コバルトシリサイド層が存在しない領域とその内側の拡
散層上にコバルトシリサイド層が存在する領域よりなる
構造とすることにより達成することができる。
It is another object of the present invention to provide a method in which a source and drain electrode surface is formed on a diffusion layer having a width of 50 nm or more and 200 nm or less from a peripheral insulating film toward a MOS transistor and a region where a cobalt silicide layer does not exist and a diffusion inside the region. This can be achieved by a structure including a region where a cobalt silicide layer exists on the layer.

【0007】さらに、ソース及びドレイン電極上にコバ
ルトシリサイド層を所定の膜厚に形成した後、このコバ
ルトシリサイド層を表面より2nm以上5nm以下の厚
さだけ除去する工程を実施した後、このコバルトシリサ
イド層上にCo膜を形成し反応させ、CoSi2 膜を得
ることも、上記目的を達成する手段として有効である。
Further, after forming a cobalt silicide layer to a predetermined thickness on the source and drain electrodes, a step of removing the cobalt silicide layer from the surface by a thickness of 2 nm to 5 nm is carried out. Forming a Co film on the layer and causing it to react to obtain a CoSi 2 film is also effective as a means for achieving the above object.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(実施例1)図1に本発明の半導体装置の製造方法を図
示する。まずLOCOS酸化膜2で活性領域を区切ら
れ、Bのドーピングにより形成されたp- ウェル領域3
を有するSi基板1上にポリシリコンゲートパターンを
形成する。具体的には、活性領域上に10nmのゲート
酸化膜4を形成し、その上にポリシリコン膜5を250
nm形成し、ホトエッチング工程により、ポリシリコン
膜5をゲート電極パターンに加工する(図a)。
(Embodiment 1) FIG. 1 shows a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. First, the active region is separated by the LOCOS oxide film 2 and the p-well region 3 formed by B doping is formed.
A polysilicon gate pattern is formed on a Si substrate 1 having Specifically, a 10 nm gate oxide film 4 is formed on the active region, and a polysilicon film 5 is
Then, the polysilicon film 5 is processed into a gate electrode pattern by a photo-etching process (FIG. a).

【0009】このSi基板上に熱CVD−SiO2 膜6
を100nm形成する(図b)。異方性ドライエッチン
グ技術によりこの熱CVD−SiO2 膜6をエッチング
し、サイドスペーサ7を残して熱CVD−SiO2 膜を
除去する(図c)。
A thermal CVD-SiO 2 film 6 is formed on the Si substrate.
Is formed to a thickness of 100 nm (FIG. B). The thermal CVD-SiO 2 film 6 is etched by an anisotropic dry etching technique, and the thermal CVD-SiO 2 film is removed while leaving the side spacers 7 (FIG. C).

【0010】Si基板全面にインプラスルー膜として熱
CVD−SiO2 膜8を10nm形成し、LOCOS酸
化膜2に被われていないソース,ドレイン及びゲート電
極上に一括してAsイオンを打ち込む。950℃,10
秒の短時間熱処理でイオン打ち込みされたAsを活性化
し、n+ 拡散層9を形成する(図d)。
[0010] A thermal CVD-SiO 2 film 8 is formed as an in-place film on the entire surface of the Si substrate so as to have a thickness of 10 nm, and As ions are collectively implanted on the source, drain and gate electrodes which are not covered by the LOCOS oxide film 2. 950 ° C, 10
The ion-implanted As is activated by the heat treatment for a short time of 2 seconds to form the n + diffusion layer 9 (FIG. D).

【0011】インプラスルー膜である熱CVD−SiO
2 膜8をウェット除去した後、基板全面にDCマグネト
ロンスパッタ法でCo膜10を5nm、さらにその上に
TiN膜11を10nm形成する(図e)。
Thermal CVD-SiO as an in-place film
2 After wet removal of the film 8, a Co film 10 is formed on the entire surface of the substrate by a DC magnetron sputtering method to a thickness of 5 nm, and
A TiN film 11 is formed to a thickness of 10 nm (FIG. E).

【0012】窒素雰囲気下550℃,30秒間熱処理
し、CoとSiの接触する電極上のみに選択的にコバル
トシリサイド層12を形成する。この段階ではコバルト
シリサイドはCo:Si=1:x(x≦1)の組成であ
る(図f)。
Heat treatment is performed at 550 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to selectively form a cobalt silicide layer 12 only on the electrode in contact with Co and Si. At this stage, the cobalt silicide has a composition of Co: Si = 1: x (x ≦ 1) (FIG. F).

【0013】未反応のCo膜及びTiN膜をウェットエ
ッチング除去した後、窒素雰囲気下750℃,30秒間
熱処理し、コバルトシリサイド層12をCo:Si=
1:2の定比化合物(CoSi2)に変換する(図g)。
最終的にコバルトシリサイド層12の膜厚は17nmと
なる。
After the unreacted Co film and TiN film are removed by wet etching, a heat treatment is carried out at 750 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to change the cobalt silicide layer 12 to Co: Si =.
Conversion to a 1: 2 stoichiometric compound (CoSi 2 ) (FIG. G).
Finally, the thickness of the cobalt silicide layer 12 becomes 17 nm.

【0014】基板全面にDCマグネトロンスパッタ法で
再度Co膜13を5nm、さらにその上にTiN膜14
を10nm形成する(図h)。
A Co film 13 is again formed on the entire surface of the substrate by DC magnetron sputtering to a thickness of 5 nm, and a TiN film 14 is further formed thereon.
Is formed to a thickness of 10 nm (FIG. H).

【0015】窒素雰囲気下550℃,30秒間熱処理
し、Coとすでに基板上に形成されているCoSi2
接触する電極上のみに選択的にコバルトシリサイド層を
形成する。この段階で形成されるコバルトシリサイドは
基板上のCoSi2 中のSiを消費してCo:Si=
1:x(x≦1)の組成となる。未反応のCo膜及びTi
N膜をウェットエッチング除去した後、窒素雰囲気下7
50℃,30秒間熱処理し、コバルトシリサイド層15
をCo:Si=1:2の定比化合物(CoSi2)に変換
する(図i)。最終的にCoSi2 層15の膜厚は34
nmとなる。このCoSi2膜のシート抵抗は7.3Ω/
□、比抵抗は25μΩcmである。ロジックLSIにおい
ては拡散層のシート抵抗として10Ω/□以下が求めら
れており、十分これを満足する値である。
Heat treatment is performed at 550 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to selectively form a cobalt silicide layer only on the electrode where Co and CoSi 2 already formed on the substrate are in contact. The cobalt silicide formed at this stage consumes Si in CoSi 2 on the substrate and Co: Si =
1: Composition of x (x ≦ 1) is obtained. Unreacted Co film and Ti
After the N film is removed by wet etching,
Heat treatment at 50 ° C. for 30 seconds to form a cobalt silicide layer 15
Is converted to a stoichiometric compound (CoSi 2 ) with Co: Si = 1: 2 (FIG. I). Finally, the thickness of the CoSi 2 layer 15 becomes 34
nm. The sheet resistance of this CoSi 2 film is 7.3Ω /
□, the specific resistance is 25 μΩcm. In the logic LSI, the sheet resistance of the diffusion layer is required to be 10Ω / □ or less, which is a value that sufficiently satisfies this.

【0016】こうして形成したCoSi2膜は、CoS
2形成工程を分割せずCo膜全量を一度に形成し熱処
理して形成したCoSi2 膜と大きく異なる特徴を有し
ており、それが従来問題となっていたソース及びドレイ
ン表面をCoSi2 化した際の接合リーク電流の増加を
抑えるのである。
The CoSi 2 film thus formed is made of CoS
i 2 forming step has a significantly different characteristics as CoSi 2 film formed was formed by heat treatment at a time Co film total amount without splitting, CoSi 2 of it a source and a drain surface has conventionally been a problem In this case, an increase in junction leakage current at this time is suppressed.

【0017】以下、本発明がソース及びドレイン表面を
CoSi2 化した際の接合リーク電流の増加を抑えるメ
カニズムを本実施例に即し説明する。
A mechanism for suppressing an increase in junction leak current when the source and drain surfaces are converted to CoSi 2 according to the present invention will be described below with reference to this embodiment.

【0018】一つは本発明により、形成されたCoSi
2 膜とSi基板との界面の状態を従来法によるものから
変えた効果である。従来法で形成したCoSi2 膜では
Si基板との界面の平坦性に乏しく、特に反応途中のコ
バルトシリサイドがSi基板中に針状にp/n接合に到
達するほど深く成長するスパイク現象が発生する。ま
た、スパイク状成長まで至らない場合でも、Coが局所
的に深く拡散し不定比のコバルトシリサイド微結晶を形
成するという現象が発生する。こうして形成されたコバ
ルトシリサイド結晶の一部がp/n接合面を破壊し接合
リークを発生させるのである。
One is the CoSi formed according to the present invention.
This is an effect obtained by changing the state of the interface between the two films and the Si substrate from that according to the conventional method. The CoSi 2 film formed by the conventional method has poor flatness at the interface with the Si substrate. In particular, a spike phenomenon occurs in which the cobalt silicide in the middle of the reaction grows deeper into the Si substrate in a needle-like manner until the p / n junction is reached. . Further, even when spike-shaped growth does not occur, a phenomenon occurs in which Co locally diffuses deeply to form non-stoichiometric cobalt silicide microcrystals. A part of the cobalt silicide crystal thus formed destroys the p / n junction surface and causes junction leakage.

【0019】それに対し本実施例によれば、上記のスパ
イク状成長やCoの局所的拡散の深さが従来の半分以下
となる。これはCoSi2 の形成メカニズムによるもの
である。CoSi2 は、1回目の熱処理時のCoよりC
oSiへ及び2回目の熱処理時のCoSiよりCoSi
2 への2段階の反応で形成され、上記のCoの局所的拡
散による現象はCoよりCoSiが形成される過程で発
生するものである。本実施例では、このCoよりCoS
iを形成する反応は最初に5nmのCoをSi基板と反
応させCoSiとする工程のみであり、2回目に形成し
たCo膜5nmはすでに形成されているCoSi2 中の
Siを消費してCoSiを形成するためSi基板は反応
に関与せず、Coの局所的拡散現象も発生しない。すな
わち本実施例では、Coの局所的拡散を発生させるCo
は膜厚5nm分であり、同じ厚さのCoSi2 膜を従来
法で形成する場合に必要なCo膜厚10nmの1/2の
厚さであり、Coの局所的拡散による到達深さも従来法
の1/2以下となり、接合リークの発生を抑えることが
できる。
On the other hand, according to the present embodiment, the depth of the spike-like growth and the local diffusion of Co is less than half of the conventional depth. This is due to the formation mechanism of CoSi 2 . CoSi 2 is more C than Co at the first heat treatment.
oSi and CoSi from CoSi during the second heat treatment
Is formed in two steps reaction to 2 phenomenon due to local diffusion of the above Co is to occur in the process of CoSi is formed from Co. In the present embodiment, CoS is
The reaction for forming i is only a step of first reacting 5 nm of Co with the Si substrate to form CoSi. The second 5 nm-thick Co film consumes Si in the already formed CoSi 2 to convert CoSi. Since it is formed, the Si substrate does not participate in the reaction, and the local diffusion phenomenon of Co does not occur. That is, in the present embodiment, Co that causes local diffusion of Co is used.
Is a thickness of 5 nm, which is half the thickness of 10 nm of Co required for forming a CoSi 2 film of the same thickness by the conventional method, and the depth reached by local diffusion of Co is also the conventional method. And the occurrence of junction leakage can be suppressed.

【0020】図2に本実施例で作製したn+/p 接合の
逆方向I−V曲線を、同じ膜厚のCoSi2 膜を従来法
で形成した場合と比較して示した。本実施例によればロ
ジックLSIに必要な、5V印加時の接合リーク電流密
度2×10-14A/μm2以下という仕様(仕様1)を満
足することができる。
FIG. 2 shows a reverse IV curve of the n + / p junction fabricated in this embodiment in comparison with a case where a CoSi 2 film having the same thickness is formed by a conventional method. According to this embodiment, it is possible to satisfy the specification (specification 1) of a junction leakage current density of 2 × 10 −14 A / μm 2 or less when 5 V is applied, which is necessary for a logic LSI.

【0021】表1にはn+/p 接合上に各種の方法でC
oSi2 膜を形成した場合の上記仕様1及びさらに厳し
い1×10-14A/μm2以下という仕様(仕様2)を満
たす試料の比率を示した。表1中(Co 5nm+5n
m)というのが上記実施例であり、先に記した膜厚が最
初に形成するCo膜厚、後に記した膜厚が2回目に形成
するCo膜厚である。たとえば(Co 7nm+3n
m)というのは最初に形成するCo膜厚が7nm、2回
目に形成するCo膜厚が3nmということである。
Table 1 shows that various methods were used to form C on the n + / p junction.
The ratio of the sample satisfying the above specification 1 when the oSi 2 film is formed and the stricter specification (specification 2) of 1 × 10 −14 A / μm 2 or less is shown. In Table 1, (Co 5 nm + 5n)
m) is the above embodiment, and the film thickness described earlier is the first Co film thickness, and the film thickness described later is the second Co film thickness. For example, (Co 7 nm + 3n
m) means that the first Co film thickness is 7 nm and the second Co film thickness is 3 nm.

【0022】表1より、CoSi2 膜の形成を2回に分
けることにより仕様1を満足できることがわかる。ま
た、仕様2を満足する試料数を比較すると、使用したC
oの総膜厚が同じ場合でも最初と2回目のCo膜厚が等
しい場合に接合リーク抑制効果が最も高く、次に2回目
のCo膜厚の方が厚い場合に効果が高く、最初のCo膜
厚の方が厚い場合の効果が最も小さいことがわかる。た
だしこの場合でも一度に全部のCo膜を形成し反応させ
る従来法に比べれば接合リーク電流の発生は抑制されて
おり、本発明の効果がわかる。同様に(Co 3nm+
3nm+4nm)というのはCo膜形成を3回に分け、
膜厚3nm,3nm,4nmの順に形成した場合の結果
である。この場合にも従来法に比べ接合リーク電流の発
生は抑制されており、本発明の効果がわかる。
Table 1 shows that the specification 1 can be satisfied by dividing the formation of the CoSi 2 film into two times. Also, comparing the number of samples satisfying the specification 2, the used C
Even when the total film thickness of o is the same, the effect of suppressing junction leakage is highest when the first and second Co film thicknesses are equal, and the effect is higher when the second Co film thickness is thicker. It can be seen that the effect when the film thickness is larger is the smallest. However, even in this case, the occurrence of junction leakage current is suppressed as compared with the conventional method in which all Co films are formed and reacted at once, and the effect of the present invention can be understood. Similarly, (Co 3 nm +
(3 nm + 4 nm) means that the Co film formation is divided into three times,
This is a result when the film thickness is formed in the order of 3 nm, 3 nm, and 4 nm. Also in this case, the occurrence of the junction leak current is suppressed as compared with the conventional method, and the effect of the present invention can be understood.

【0023】[0023]

【表1】 [Table 1]

【0024】p/n接合に発生する接合リーク電流に
は、平坦な接合面で発生する面リーク成分とソース及び
ドレイン外周部で発生する周辺成分があり、上記の内容
は主に面リーク成分を抑えるのに有効な方法である。一
方、周辺リークの発生メカニズムの一つが、CoSi2
膜が横方向に成長しすぎ、周辺のLOCOS酸化膜との
境界下にあるp/n接合界面を横方向に破壊するモード
である。本発明はこのモードによる接合リークの抑制に
も効果がある。
The junction leakage current generated at the p / n junction includes a surface leakage component generated on a flat junction surface and a peripheral component generated on the outer peripheral portions of the source and the drain. This is an effective way to control. On the other hand, one of the generation mechanisms of the peripheral leak is CoSi 2
In this mode, the film grows excessively in the lateral direction, and the p / n junction interface below the boundary with the surrounding LOCOS oxide film is destroyed in the lateral direction. The present invention is also effective in suppressing the junction leak by this mode.

【0025】これは本発明により、ソース及びドレイン
外周部のCoSi2 膜の形状を従来と異なったものとす
ることで達せられる。従来法で形成したCoSi2 膜で
は、図3に示すようにソース及びドレイン外周部はLO
COS酸化膜23に接するまでほぼ均一な厚さに膜形成
されるのに対し、本実施例によれば図4のように周囲の
LOCOS酸化膜27の端部よりMOSトランジスタの
内側に向かって拡散層上にCoSi2 層の形成されない
領域29が発生する。これは10nm未満の薄いCo膜
からCoSi2 膜を形成した時の特徴であり、膜厚によ
るCo膜質の差が影響しているものと考えられる。
According to the present invention, this can be achieved by making the shape of the CoSi 2 film around the source and drain different from the conventional one. In the CoSi 2 film formed by the conventional method, as shown in FIG.
While the film is formed to have a substantially uniform thickness until it comes into contact with the COS oxide film 23, according to the present embodiment, as shown in FIG. 4, the diffusion from the end of the surrounding LOCOS oxide film 27 toward the inside of the MOS transistor. A region 29 where the CoSi 2 layer is not formed occurs on the layer. This is a characteristic when the CoSi 2 film is formed from a thin Co film having a thickness of less than 10 nm, and it is considered that the difference in the Co film quality depending on the film thickness has an influence.

【0026】このCoSi2 の形成されない領域の幅は
1回目の反応に関与するCo膜厚で決まることがわかっ
ており、CoSi2 の形成されない領域の幅はこの特徴
を利用して制御することができる。1回目に形成するC
o膜厚を薄くし、CoSi2膜を何回も繰り返し形成す
ることで、最終的に形成されるCoSi2 膜厚が厚い場
合でもCoSi2 の形成されない領域の幅を広く保つこ
とができる。また、Co膜形成前の基板洗浄条件をきつ
くする程CoSi2 の形成されない領域の幅が狭くなる
という傾向のあることもわかっており、Co膜形成前の
基板洗浄条件によってもCoSi2 の形成されない領域
の幅を制御することが可能である。極端には、Co膜形
成前の希釈フッ酸での洗浄をLOCOS酸化膜が20n
m以上エッチングされるまでに長時間化するとCoSi
2 の形成されない領域は消滅し、CoSi2 膜はLOC
OS酸化膜に接するまで均一膜厚で形成される。
The width of the area which is not formed in the CoSi 2 has been shown to depend in a Co film thickness of participating in one time of the reaction, the width of the area that is not formed of CoSi 2 is to be controlled by utilizing this feature it can. C formed for the first time
By reducing the film thickness and repeatedly forming the CoSi 2 film many times, the width of the region where CoSi 2 is not formed can be kept wide even when the finally formed CoSi 2 film is thick. Also, the width of the area that is not formed of CoSi 2 enough to tightly Co film formation before the substrate cleaning conditions tend to become narrower and also known, is not formed of CoSi 2 by the substrate cleaning conditions before Co film It is possible to control the width of the area. In extreme cases, cleaning with diluted hydrofluoric acid before forming the Co film is
CoSiSi when the etching time is longer than
The region where no 2 is formed disappears, and the CoSi 2 film becomes LOC.
It is formed with a uniform film thickness until it comes into contact with the OS oxide film.

【0027】表2に最終的に形成したCoSi2 の膜厚
を一定にし、プロセス条件の変更により拡散層上のCo
Si2 の形成されない領域の幅を変化させた場合の5V
印加時の単位周辺長当たりの接合リーク電流1×10
-14A/μm 以下という仕様を満足することができる試
料の比率を示した。表2より、外周のLOCOS酸化膜
より拡散層の内側に向かって50nm以上CoSi2
が存在しない領域があれば、仕様を満足できなくなるま
で周辺リーク成分が増加することはない。この領域の幅
はデバイス特性に影響の出ない範囲内に抑えておく必要
があり、ゲート長10μmのデバイスに対して両端でC
oSi2 が形成されないことによるゲート長のロスが4
%以下、すなわち片側で200nm以下の幅であれば製
造バラツキに吸収される大きさであり許容される範囲内
である。
Table 2 shows that the film thickness of the finally formed CoSi 2 is kept constant, and the Co on the diffusion layer is changed by changing the process conditions.
5 V when the width of the region where Si 2 is not formed is changed
Junction leak current per unit peripheral length at the time of application 1 × 10
The ratio of the sample that can satisfy the specification of -14 A / μm or less is shown. According to Table 2, if there is a region where the CoSi 2 layer does not exist more than 50 nm from the outer LOCOS oxide film toward the inside of the diffusion layer, the peripheral leak component does not increase until the specification cannot be satisfied. It is necessary to keep the width of this region within a range that does not affect device characteristics. For a device having a gate length of 10 μm, C
The gate length loss due to oSi 2 not being formed is 4
% Or less, that is, a width of 200 nm or less on one side, is a size that is absorbed by manufacturing variations and is within an allowable range.

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】(実施例2)図5に実施例1とは異なる本
発明の半導体装置の製造方法を図示する。LOCOS酸化膜
32で活性領域を区切られ、Bのドーピングにより形成
されたp- ウェル領域33を有するSi基板31上にポ
リシリコンゲートパターンを形成する。具体的には、活
性領域上に10nmのゲート酸化膜34を形成し、その
上にポリシリコン膜35を250nm形成し、ホトエッ
チング工程により、ポリシリコン膜35をゲート電極パ
ターンに加工する(図a)。このSi基板上に熱CVD
−SiO2 膜36を100nm形成する(図b)。
(Embodiment 2) FIG. 5 illustrates a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which is different from Embodiment 1. A polysilicon gate pattern is formed on a Si substrate 31 having an active region separated by a LOCOS oxide film 32 and having ap − well region 33 formed by B doping. Specifically, a 10 nm gate oxide film 34 is formed on the active region, a 250 nm polysilicon film 35 is formed thereon, and the polysilicon film 35 is processed into a gate electrode pattern by a photo-etching process (FIG. A). ). Thermal CVD on this Si substrate
-A SiO 2 film 36 is formed to a thickness of 100 nm (FIG. B).

【0030】異方性ドライエッチング技術によりこの熱
CVD−SiO2 膜をエッチングし、サイドスペーサ3
7を残して熱CVD−SiO2 膜を除去する(図c)。
Si基板全面にインプラスルー膜として熱CVD−Si
2 膜38を10nm形成する。Si基板全面にAsを
イオン打ち込みし、LOCOS酸化膜32に被われてい
ないソース,ドレイン及びゲート電極上に一括してAs
イオンを打ち込む。
This thermal CVD-SiO 2 film is etched by the anisotropic dry etching technique,
Leaving 7 to remove heat CVD-SiO 2 film (FIG. C).
Thermal CVD-Si as an in-place film on the entire surface of the Si substrate
An O 2 film 38 is formed to a thickness of 10 nm. As is ion-implanted on the entire surface of the Si substrate, and As is collectively formed on the source, drain and gate electrodes which are not covered with the LOCOS oxide film 32.
Ion is implanted.

【0031】900℃,10秒間の短時間熱処理でイオ
ン打ち込みされたAsを活性化する(図d)。
The ion-implanted As is activated by a short-time heat treatment at 900 ° C. for 10 seconds (FIG. D).

【0032】インプラスルー膜である熱CVD−SiO
2 膜38をウェット除去した後、基板全面にDCマグネ
トロンスパッタ法でCo膜40を5nm、さらにその上
にTiN膜41を10nm形成する(図e)。窒素雰囲
気下550℃,30秒間熱処理し、CoとSiの接触す
る電極上のみに選択的にコバルトシリサイド層42を形
成する。この段階ではコバルトシリサイドはCo:Si
=1:x(x≦1)の組成である(図f)。
Thermal CVD-SiO as an in-place film
After the 2 film 38 is wet-removed, a 5 nm-thick Co film 40 is formed on the entire surface of the substrate by DC magnetron sputtering, and a 10 nm-thick TiN film 41 is further formed thereon (FIG. E). Heat treatment is performed at 550 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to selectively form a cobalt silicide layer 42 only on the electrode where Co and Si come into contact. At this stage, the cobalt silicide is Co: Si
= 1: x (x ≦ 1) composition (FIG. F).

【0033】未反応のCo膜及びTiN膜をウェットエ
ッチング除去した後、窒素雰囲気下750℃,30秒間
熱処理し、コバルトシリサイド層42をCo:Si=
1:2の定比化合物(CoSi2)に変換する(図g)。
最終的にコバルトシリサイド層42の膜厚は17nmと
なる。
After the unreacted Co film and the TiN film are removed by wet etching, a heat treatment is performed at 750 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to form the cobalt silicide layer 42 with Co: Si =
Conversion to a 1: 2 stoichiometric compound (CoSi 2 ) (FIG. G).
Finally, the thickness of the cobalt silicide layer 42 becomes 17 nm.

【0034】ここまでは実施例1と同一の工程である。
次に、希釈フッ酸でコバルトシリサイド層42を3nm
エッチングする(図h)。1:99希釈フッ酸でのエッ
チング速度が3nm/分であり、60秒のエッチングで
ある。
The steps so far are the same as those in the first embodiment.
Next, 3 nm of the cobalt silicide layer 42 is diluted with diluted hydrofluoric acid.
Etching (FIG. H). The etching rate in hydrofluoric acid diluted 1:99 was 3 nm / min, and etching was performed for 60 seconds.

【0035】基板全面にDCマグネトロンスパッタ法で
再度Co膜43を5nm、さらにその上にTiN膜(4
4)を10nm形成する(図i)。窒素雰囲気下550
℃,30秒熱処理し、Coとすでに基板上に形成されて
いるCoSi2 の接触する電極上のみに選択的にコバル
トシリサイド層を形成する。この段階で形成されるコバ
ルトシリサイドは基板上のCoSi2 中のSiを消費し
てCo:Si=1:x(x≦1)の組成となる。未反応
のCo膜及びTiN膜をウェットエッチング除去した
後、窒素雰囲気下750℃,30秒間熱処理し、コバル
トシリサイド層45をCo:Si=1:2の定比化合物
(CoSi2)に変換する(図j)。最終的にコバルトシ
リサイド層45の膜厚は31nmとなる。
A Co film 43 is again formed on the entire surface of the substrate by DC magnetron sputtering with a thickness of 5 nm, and a TiN film (4
4) is formed to a thickness of 10 nm (FIG. I). 550 under nitrogen atmosphere
A heat treatment is performed at 30 ° C. for 30 seconds to selectively form a cobalt silicide layer only on the electrode where Co and CoSi 2 already formed on the substrate are in contact. The cobalt silicide formed at this stage consumes Si in CoSi 2 on the substrate to have a composition of Co: Si = 1: x (x ≦ 1). After the unreacted Co film and TiN film are removed by wet etching, a heat treatment is performed at 750 ° C. for 30 seconds in a nitrogen atmosphere to convert the cobalt silicide layer 45 to a stoichiometric compound of Co: Si = 1: 2.
(CoSi 2 ) (FIG. J). Finally, the thickness of the cobalt silicide layer 45 becomes 31 nm.

【0036】この方法によれば実施例1に記載の効果が
得られるだけでなく、さらにこの方法に特有の効果を得
ることができる。すなわち最終的に得られるCoSi2
膜の比抵抗を実施例1に比べ低くすることができる。こ
れは最初に形成したCoSi2膜表面をエッチングするこ
とにより、表面に残っているチタンあるいはコバルト酸
化物等の不純物を除去していることによる。CoSi2
膜上にさらにCo膜を形成しそれをCoSi2 化する際
に、最初にCoSi2 膜表面に残っていた不純物は後で
形成されるCoSi2 膜中に残り比抵抗を上昇させる原
因となる。本方法によりこの不純物を除去することによ
り、最終的に形成されるCoSi2 膜の比抵抗は実施例
1での25μΩcmから20μΩcmとなった。この比抵抗
を下げた効果は、途中でCoSi2 膜をエッチングして
いることで多少減じられるが、実施例1のCoSi2
のシート抵抗7.3Ω/□が本実施例では6.4Ω/□に
低抵抗化されており、効果の方が大きいことがわかる。
According to this method, not only the effects described in Embodiment 1 can be obtained, but also effects specific to this method can be obtained. That is, the finally obtained CoSi 2
The specific resistance of the film can be reduced as compared with the first embodiment. This is because impurities such as titanium or cobalt oxide remaining on the surface are removed by etching the surface of the initially formed CoSi 2 film. CoSi 2
It was further formed Co film on the film during the 2 of CoSi, initially remained in CoSi 2 film surface impurity causes to increase the rest resistivity to CoSi 2 film to be formed later. By removing this impurity by this method, the specific resistance of the finally formed CoSi 2 film was changed from 25 μΩcm in Example 1 to 20 μΩcm. The effect of lowering the specific resistance can be reduced to some extent by etching the CoSi 2 film on the way, but the sheet resistance of the CoSi 2 film of Example 1 is 7.3Ω / □ in this embodiment. It can be seen that the resistance is reduced to □, and the effect is greater.

【0037】CoSi2膜の比抵抗を低減する目的で先
に形成されたCoSi2膜表面をエッチングする場合に
は、表面に付着した不純物が除去できる程度の軽いエッ
チングで十分である。2nm以上CoSi2 膜をエッチ
ングすれば最終的に形成されるCoSi2 膜の比抵抗を
低減する効果が認められ、5nm以上エッチングしても
さらに比抵抗を下げることはできなかった。すなわち、
CoSi2 膜のエッチング量は2nm以上5nm以下が
適当である。
[0037] When etching the CoSi 2 film surface formed earlier in order to reduce the specific resistance of the CoSi 2 layer is sufficient with a light etching enough to impurities adhering to the surface can be removed. When the CoSi 2 film is etched by 2 nm or more, the effect of reducing the specific resistance of the finally formed CoSi 2 film is recognized, and even when the CoSi 2 film is etched by 5 nm or more, the specific resistance cannot be further reduced. That is,
The etching amount of the CoSi 2 film is suitably 2 nm or more and 5 nm or less.

【0038】[0038]

【発明の効果】ソース及びドレイン表面をCoSi2
した際の接合リーク電流の増加は、Co膜がSi基板と
反応しCoSiを形成する際にCoが局所的にSi基板
中に深く拡散することが一因である。本発明に従いCo
膜形成を複数回に分割し、一部のCo膜についてはSi
基板と反応させるのではなくCoSi2 と反応させてC
oSiを形成させることで、Coの局所的な拡散を引き
起こすSi基板と直接反応するCoの膜厚を減らし、そ
れによりSi基板中へのCoの拡散量及び拡散深さを減
らし、接合リーク電流の増加を抑制できる。
According to the present invention, the increase in the junction leakage current when the source and drain surfaces are converted to CoSi 2 is because Co locally diffuses deeply into the Si substrate when the Co film reacts with the Si substrate to form CoSi. Is one factor. According to the present invention, Co
The film formation was divided into a plurality of times, and some Co films
Instead of reacting with the substrate, react with CoSi 2
The formation of oSi reduces the thickness of Co that directly reacts with the Si substrate that causes local diffusion of Co, thereby reducing the amount and depth of diffusion of Co into the Si substrate, and reducing the junction leakage current. Increase can be suppressed.

【0039】接合リーク電流の増加する別のメカニズム
として、CoSi2 膜が横方向に成長しすぎ周辺のLO
COS酸化膜との境界下にあるp/n接合界面を横方向
に破壊するモードがある。本発明はこのモードによる接
合リークの増加を抑制する効果もある。従来法でソース
及びドレイン上に形成したCoSi2 膜はLOCOS酸
化膜に接する外周部までほぼ均一な厚さに膜形成され、
横方向に成長しすぎる現象が容易に発生していた。それ
に対し本発明に従いCo膜形成を複数回に分割しCoよ
りCoSiが形成される工程を複数回に小分けすると、
LOCOS酸化膜に接する外周部でCoSi形成が抑制
され、LOCOS端とコバルトシリサイド膜の間にシリ
サイドの形成されない領域が発生する。この場合には、
たとえシリサイド形成反応の途中でシリサイド膜が横方
向に成長しすぎたとしても、もともとLOCOS酸化膜
との間に存在していたシリサイドが形成されない領域の
幅が狭くなるだけで、LOCOS酸化膜との境界下に存
在するp/n接合面まで到達することはない。そのため
従来に比べCoSi2 膜を形成した際の接合リーク周辺
成分の増加を抑制できる。
Another mechanism for increasing the junction leakage current is that the CoSi 2 film grows too much in the lateral direction and the LO
There is a mode in which the p / n junction interface under the boundary with the COS oxide film is broken laterally. The present invention also has the effect of suppressing an increase in junction leakage due to this mode. The CoSi 2 film formed on the source and the drain by the conventional method is formed to have a substantially uniform thickness up to the outer peripheral portion in contact with the LOCOS oxide film,
The phenomenon of excessively growing in the lateral direction was easily generated. On the other hand, when the Co film formation is divided into a plurality of times according to the present invention and the process of forming CoSi from Co is divided into a plurality of times,
CoSi formation is suppressed at the outer peripheral portion in contact with the LOCOS oxide film, and a region where silicide is not formed is generated between the LOCOS end and the cobalt silicide film. In this case,
Even if the silicide film grows too much in the lateral direction during the silicide formation reaction, the width of the region where silicide is not originally formed between the silicide film and the LOCOS oxide film is narrowed, and the silicide film may not be formed with the LOCOS oxide film. It does not reach the p / n junction surface existing below the boundary. Therefore, it is possible to suppress an increase in components around the junction leak when the CoSi 2 film is formed, as compared with the related art.

【0040】さらに、先に形成したCoSi2膜上にさ
らにCo膜を形成しそれをCoSi2化する際に、先に
形成したCoSi2 膜表面に残っていた不純物をコバル
トシリサイド膜と一緒に除去することで、最終的に形成
されるCoSi2 膜中の不純物を減らし、CoSi2
の比抵抗を低くすることができる。
[0040] Further, removing it to form a further Co film on the CoSi 2 film previously formed when 2 of CoSi, impurities remaining in CoSi 2 film surface formed earlier with cobalt silicide film By doing so, the impurities in the finally formed CoSi 2 film can be reduced, and the specific resistance of the CoSi 2 film can be reduced.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造工程を示した断面
図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図2】n+/p 接合の逆方向I−V曲線(本実施例
(a)及び従来技術(b))図。
FIG. 2 is a reverse IV curve of an n + / p junction (Example (a) and prior art (b)).

【図3】従来法で製造した半導体装置の断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufactured by a conventional method.

【図4】本発明の方法に従い製造した半導体装置の断面
図。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a semiconductor device manufactured according to the method of the present invention.

【図5】本発明の実施例1とは別の半導体装置の製造工
依を示した断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device different from that of the first embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Si基板、2…LOCOS酸化膜、3…p- ウェル
領域、4…ゲート酸化膜、5…ポリシリコン膜、6…熱
CVD−SiO2 膜、7…サイドスペーサ、8…熱CV
D−SiO2 膜、9…ソース及びドレイン領域、10…
Co膜、11…TiN膜、12…コバルトシリサイド
層、13…Co膜、14…TiN膜、15…コバルトシ
リサイド層、21…Si基板、22…ソース及びドレイ
ン領域、23…LOCOS酸化膜、24…コバルトシリ
サイド層、25…Si基板、26…ソース及びドレイン
領域、27…LOCOS酸化膜、28…コバルトシリサ
イド層、29…CoSi2 の形成されない領域、31…
Si基板、32…LOCOS 酸化膜、33…p- ウェル領
域、34…ゲート酸化膜、35…ポリシリコン膜、36
…熱CVD−SiO2膜、37…サイドスペーサ、38
…熱CVD−SiO2膜、39…ソース及びドレイン領
域、40…Co膜、41…TiN膜、42…コバルトシ
リサイド層、43…Co膜、44…TiN膜、45…コ
バルトシリサイド層。
1 ... Si substrate, 2 ... LOCOS oxide film, 3 ... p-well region 4 ... gate oxide film, 5 ... polysilicon film, 6 ... heat CVD-SiO 2 film, 7 ... side spacers, 8 ... heat CV
D-SiO 2 film, 9 ... source and drain regions, 10 ...
Co film, 11 ... TiN film, 12 ... Cobalt silicide layer, 13 ... Co film, 14 ... TiN film, 15 ... Cobalt silicide layer, 21 ... Si substrate, 22 ... Source and drain region, 23 ... LOCOS oxide film, 24 ... Cobalt silicide layer, 25 ... Si substrate, 26 ... Source and drain regions, 27 ... LOCOS oxide film, 28 ... Cobalt silicide layer, 29 ... A region where CoSi 2 is not formed, 31 ...
Si substrate, 32 LOCOS oxide film, 33 p-well region, 34 gate oxide film, 35 polysilicon film, 36
... thermal CVD-SiO 2 film, 37 ... side spacer, 38
... thermal CVD-SiO 2 film, 39 ... source and drain regions, 40 ... Co film, 41 ... TiN film 42 ... cobalt silicide layer, 43 ... Co film, 44 ... TiN film 45 ... cobalt silicide layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楓 弘志 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 小島 勝紀 東京都小平市上水本町5丁目20番1号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 阿部 宏美 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 (72)発明者 鈴樹 正恭 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Hiroshi Kaede 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo Inside the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd. (72) Katsuki Kojima 5, Katsumi-Honcho, Kodaira-shi, Tokyo Hitachi-LSI Engineering Co., Ltd. (72) Inventor Hiromi Abe 5-2-1, Josuihoncho, Kodaira-shi, Tokyo Semiconductor Company Semiconductor Company, Ltd. (72) Invention Person Masayasu Suzuki 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo In the semiconductor division of Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁膜で周囲より分離されたSi基板上の
活性領域に形成される、表面をコバルトシリサイド(C
oSi2)層に被われたソース及びドレイン電極と、こ
のソース及びドレイン電極間を分割して存在するゲート
絶縁膜,ポリシリコン層,金属シリサイド層の積層膜か
らなるゲート電極と、このゲート電極の両側を被うサイ
ドスペーサよりなるMOSトランジスタにおいて、ソー
ス及びドレイン電極上のコバルトシリサイド層を、コバ
ルトシリサイド層を一度形成した後、このコバルトシリ
サイド層上にCo膜を形成し、そのCo膜をシリサイド
化してコバルトシリサイドを形成する工程を少なくとも
1回実施することにより、最初に形成したコバルトシリ
サイド層より厚い所定の膜厚に形成することを特徴とす
るMOSトランジスタの製造方法。
A surface formed of cobalt silicide (C) formed in an active region on a Si substrate separated from its surroundings by an insulating film.
a source and drain electrode covered by an oSi 2 ) layer, a gate electrode composed of a laminated film of a gate insulating film, a polysilicon layer, and a metal silicide layer which are divided between the source and drain electrodes; In a MOS transistor comprising side spacers covering both sides, a cobalt silicide layer on source and drain electrodes is formed once, a cobalt silicide layer is formed once, then a Co film is formed on the cobalt silicide layer, and the Co film is silicided. Forming a cobalt silicide layer at least once to form a cobalt silicide layer having a predetermined thickness greater than that of the initially formed cobalt silicide layer.
【請求項2】絶縁膜で周囲より分離されたSi基板上の
活性領域に形成される、表面をコバルトシリサイド層に
被われたソース及びドレイン電極と、このソース及びド
レイン電極間を分割して存在する、ゲート絶縁膜,ポリ
シリコン層,金属シリサイド層の積層膜であるゲート電
極と、このゲート電極の両側を被うサイドスペーサより
なるMOSトランジスタにおいて、ソース及びドレイン
電極上のコバルトシリサイド層を、膜厚30nm未満の
コバルトシリサイド層を一度形成した後、このコバルト
シリサイド層上にCo膜を形成し、そのCo膜をシリサ
イド化してコバルトシリサイドを形成する工程を少なく
とも1回実施することにより30nm以上の所定の膜厚
に形成することを特徴とするMOSトランジスタの製造
方法。
2. A source and drain electrode having a surface covered with a cobalt silicide layer formed in an active region on an Si substrate separated from the surroundings by an insulating film, and a source and a drain electrode are provided separately. In a MOS transistor comprising a gate electrode, which is a laminated film of a gate insulating film, a polysilicon layer, and a metal silicide layer, and side spacers covering both sides of the gate electrode, a cobalt silicide layer on source and drain electrodes is formed by forming a film. After a cobalt silicide layer having a thickness of less than 30 nm is once formed, a Co film is formed on the cobalt silicide layer, and the Co film is silicidized to form a cobalt silicide at least once, thereby obtaining a predetermined thickness of 30 nm or more. A method for manufacturing a MOS transistor, comprising:
【請求項3】請求項1に記載のMOSトランジスタの製
造方法において、最初にコバルトシリサイド層を形成す
るために基板上に形成するCo膜の膜厚が、2回目以
降、このコバルトシリサイド層上に形成されるCo膜の
膜厚以下であることを特徴とするMOSトランジスタの
製造方法。
3. The method of manufacturing a MOS transistor according to claim 1, wherein a Co film formed on a substrate for forming a cobalt silicide layer first has a second or subsequent film thickness on the cobalt silicide layer. A method for manufacturing a MOS transistor, wherein the thickness is less than or equal to the thickness of a Co film to be formed.
【請求項4】絶縁膜で周囲より分離されたSi基板上の
活性領域に形成される、表面をコバルトシリサイド層に
被われたソース及びドレイン電極と、このソース及びド
レイン電極間を分割して存在する、ゲート絶縁膜,ポリ
シリコン層,金属シリサイド層の積層膜であるゲート電
極と、このゲート電極の両側を被うサイドスペーサより
なるMOSトランジスタにおいて、ソース及びドレイン
電極表面が、外周の絶縁膜よりMOSトランジスタの内
側に向かって50nm以上200nm以下の幅の拡散層
上にコバルトシリサイド層が存在しない領域とその内側
の拡散層上にコバルトシリサイド層が存在する領域より
なることを特徴とするMOSトランジスタ。
4. A source and drain electrode formed on an active region on a Si substrate which is separated from its surroundings by an insulating film and whose surface is covered with a cobalt silicide layer, and which is provided between the source and drain electrodes. In a MOS transistor comprising a gate electrode, which is a laminated film of a gate insulating film, a polysilicon layer, and a metal silicide layer, and side spacers covering both sides of the gate electrode, the surface of the source and drain electrodes is higher than the outer insulating film. A MOS transistor comprising: a region where a cobalt silicide layer does not exist on a diffusion layer having a width of 50 nm or more and 200 nm or less toward the inside of a MOS transistor; and a region where a cobalt silicide layer exists on a diffusion layer inside the diffusion layer.
【請求項5】請求項1に記載のMOSトランジスタの製
造方法において、先に形成されたコバルトシリサイド層
を表面より2nm以上5nm以下の厚さだけ除去した
後、このコバルトシリサイド層上にCo膜を形成しその
Co膜をシリサイド化してCoSi2 を形成する工程を
少なくとも1回実施することによりコバルトシリサイド
層を所定の膜厚に形成することを特徴とするMOSトラ
ンジスタの製造方法。
5. The method of manufacturing a MOS transistor according to claim 1, wherein the previously formed cobalt silicide layer is removed from the surface by a thickness of 2 nm to 5 nm, and then a Co film is formed on the cobalt silicide layer. A method for manufacturing a MOS transistor, comprising forming a cobalt silicide layer to a predetermined thickness by performing at least once a step of forming and silicidizing the Co film to form CoSi 2 .
【請求項6】請求項1に記載のMOSトランジスタの製
造方法において、ゲート電極上の金属シリサイド層がコ
バルトシリサイドより成り、ソース及びドレイン電極上
のコバルトシリサイド層と同時に形成されることを特徴
とするMOSトランジスタの製造方法。
6. A method of manufacturing a MOS transistor according to claim 1, wherein the metal silicide layer on the gate electrode is made of cobalt silicide, and is formed simultaneously with the cobalt silicide layers on the source and drain electrodes. A method for manufacturing a MOS transistor.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004535077A (en) * 2001-07-13 2004-11-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Method of improving gate activation using atomic oxygen-promoted oxidation (atomicoxygenenhanced oxidation)

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JP2004535077A (en) * 2001-07-13 2004-11-18 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Method of improving gate activation using atomic oxygen-promoted oxidation (atomicoxygenenhanced oxidation)

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