JPH1174509A - Mosfetトランジスタ及びその製造方法 - Google Patents
Mosfetトランジスタ及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 所望の電気的特性を維持しながら、ゲート電
極と活性化領域(ソース/ドレイン領域)上に形成され
るシリサイドによるゲート電極とソース/ドレイン領域
のショートを防止し得るMOSFETトランジスタ及び
その製造方法を提供すること。 【解決手段】 スペーサ55aとゲート電極53側壁及
び半導体基板面間に介在される酸化薄膜54の端部に食
刻溝56を形成して、この溝56にシリサイド形成時の
転移金属の体積膨張を吸収する。
極と活性化領域(ソース/ドレイン領域)上に形成され
るシリサイドによるゲート電極とソース/ドレイン領域
のショートを防止し得るMOSFETトランジスタ及び
その製造方法を提供すること。 【解決手段】 スペーサ55aとゲート電極53側壁及
び半導体基板面間に介在される酸化薄膜54の端部に食
刻溝56を形成して、この溝56にシリサイド形成時の
転移金属の体積膨張を吸収する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はMOSFETトラン
ジスタ及びその製造方法に係り、特にゲート電極と活性
化領域(ソース/ドレイン領域)の上部にシリサイドを
形成するサリサイド(Self Aligned Silicide) 工程に
起因して発生するゲートとソース/ドレイン間のショー
トを防止し得るMOSFETトランジスタ及びその製造
方法に関する。
ジスタ及びその製造方法に係り、特にゲート電極と活性
化領域(ソース/ドレイン領域)の上部にシリサイドを
形成するサリサイド(Self Aligned Silicide) 工程に
起因して発生するゲートとソース/ドレイン間のショー
トを防止し得るMOSFETトランジスタ及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】LDD MOSFETトランジスタにお
いては、ゲート電極とソース/ドレイン領域(活性化領
域)に、金属配線との接触抵抗を減らすためにシリサイ
ドを形成している。
いては、ゲート電極とソース/ドレイン領域(活性化領
域)に、金属配線との接触抵抗を減らすためにシリサイ
ドを形成している。
【0003】このようなLDD MOSFETトランジ
スタの製造工程を図7ないし図12の断面図を参照して
詳しく説明する。まず、図7に示すように、シリコン基
板10の表面近くにウェル(図示されず)を形成した
後、ウェル中央上部に順次にゲート酸化膜20とゲート
電極30を形成する。次に、LDD形成のためのイオン
注入を行った後、図8に示すように、それら結果物上に
熱酸化法により第1酸化膜22を形成し、さらにCVD法
により第2酸化膜24を形成する。
スタの製造工程を図7ないし図12の断面図を参照して
詳しく説明する。まず、図7に示すように、シリコン基
板10の表面近くにウェル(図示されず)を形成した
後、ウェル中央上部に順次にゲート酸化膜20とゲート
電極30を形成する。次に、LDD形成のためのイオン
注入を行った後、図8に示すように、それら結果物上に
熱酸化法により第1酸化膜22を形成し、さらにCVD法
により第2酸化膜24を形成する。
【0004】次いで、図9に示すように、乾式食刻工程
を施して前記第2酸化膜24と第1酸化膜22を食刻す
ることにより、ゲート電極30の側壁にスペーサ24a
を形成する。その後、適切なイオン注入工程を施した
後、不純物イオンを活性化させることによりソース/ド
レイン領域(図示されず)を形成する。
を施して前記第2酸化膜24と第1酸化膜22を食刻す
ることにより、ゲート電極30の側壁にスペーサ24a
を形成する。その後、適切なイオン注入工程を施した
後、不純物イオンを活性化させることによりソース/ド
レイン領域(図示されず)を形成する。
【0005】その後、図10に示すように、それら結果
物の全面に転移金属としてチタン(Ti)41を蒸着する。
次いで、図11に示すように、シリサイデーション(Sil
icidation)を実施してチタンをシリサイド化した後未反
応チタンを除去し、反復熱処理を行うことにより、ゲー
ト電極30とソース/ドレイン領域の上部にシリサイド4
2,42aを完成させる。
物の全面に転移金属としてチタン(Ti)41を蒸着する。
次いで、図11に示すように、シリサイデーション(Sil
icidation)を実施してチタンをシリサイド化した後未反
応チタンを除去し、反復熱処理を行うことにより、ゲー
ト電極30とソース/ドレイン領域の上部にシリサイド4
2,42aを完成させる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来のこの
ようなLDD MOSFETトランジスタの製造方法で
は、反復熱処理によるシリサイデーションの進行時に純
粋なチタン(転移金属)がシリサイド化されながら約3.
5 倍の体積膨張があるため、工程条件により差はある
が、図12に示すように、ゲート電極30及びソース/
ドレイン領域上部のシリサイド42,42aがスペーサ
24a上にも延びて相互に連結されることがあり、この
ようになると、ゲート電極30とソース/ドレインにシ
ョート(以下、" GSDショート" という)が発生し
て、素子を劣化させるという問題点があった。
ようなLDD MOSFETトランジスタの製造方法で
は、反復熱処理によるシリサイデーションの進行時に純
粋なチタン(転移金属)がシリサイド化されながら約3.
5 倍の体積膨張があるため、工程条件により差はある
が、図12に示すように、ゲート電極30及びソース/
ドレイン領域上部のシリサイド42,42aがスペーサ
24a上にも延びて相互に連結されることがあり、この
ようになると、ゲート電極30とソース/ドレインにシ
ョート(以下、" GSDショート" という)が発生し
て、素子を劣化させるという問題点があった。
【0007】このようなGSDショートを防止するため
にスペーサ24aの幅を広くすることも行われている
が、この方法はLDD領域が長くなってトランジスタの
動作速度を低下させるから、好ましい方法ではない。
にスペーサ24aの幅を広くすることも行われている
が、この方法はLDD領域が長くなってトランジスタの
動作速度を低下させるから、好ましい方法ではない。
【0008】本発明の目的は、所望の電気的特性を維持
して、シリサイドによるGSDショートを防止し得るM
OSFETトランジスタ及びその製造方法を提供しよう
とするものである。
して、シリサイドによるGSDショートを防止し得るM
OSFETトランジスタ及びその製造方法を提供しよう
とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決し上記目
的を達成するために本発明は、半導体基板上にゲート電
極が形成され、このゲート電極上と前記基板の活性化領
域上にシリサイドが形成されるMOSFETトランジス
タにおいて、前記ゲート電極の側壁に、該側壁と半導体
基板面との間に酸化膜を挟んでスペーサが形成され、こ
のスペーサの上部と下部に露出した前記酸化膜の端部に
溝が形成され、この溝内に前記シリサイド形成時の転移
金属の体積膨張を吸収したことを特徴とするMOSFE
Tトランジスタとする。
的を達成するために本発明は、半導体基板上にゲート電
極が形成され、このゲート電極上と前記基板の活性化領
域上にシリサイドが形成されるMOSFETトランジス
タにおいて、前記ゲート電極の側壁に、該側壁と半導体
基板面との間に酸化膜を挟んでスペーサが形成され、こ
のスペーサの上部と下部に露出した前記酸化膜の端部に
溝が形成され、この溝内に前記シリサイド形成時の転移
金属の体積膨張を吸収したことを特徴とするMOSFE
Tトランジスタとする。
【0010】また、本発明は、半導体基板上にゲート酸
化膜及びゲート電極をそれぞれ形成する工程と、それら
結果物上の全面に酸化膜及びスペーサ形成膜を順次に形
成する工程と、前記スペーサ形成膜及び前記酸化膜を食
刻して、前記ゲート電極の側壁に、該側壁と半導体基板
面との間に前記酸化膜を挟んでスペーサを形成する工程
と、前記スペーサの上部及び下部の両方にそれぞれ露出
する前記酸化膜の端部を食刻して溝を形成する工程と、
それら結果物上に転移金属を蒸着した後1次シリサイデ
ーションを実施し、未反応転移金属を除去した後反復熱
処理を施して前記ゲート電極と前記基板の活性化領域上
にシリサイドを形成する工程とを具備することを特徴と
するMOSFETトランジスタの製造方法とする。
化膜及びゲート電極をそれぞれ形成する工程と、それら
結果物上の全面に酸化膜及びスペーサ形成膜を順次に形
成する工程と、前記スペーサ形成膜及び前記酸化膜を食
刻して、前記ゲート電極の側壁に、該側壁と半導体基板
面との間に前記酸化膜を挟んでスペーサを形成する工程
と、前記スペーサの上部及び下部の両方にそれぞれ露出
する前記酸化膜の端部を食刻して溝を形成する工程と、
それら結果物上に転移金属を蒸着した後1次シリサイデ
ーションを実施し、未反応転移金属を除去した後反復熱
処理を施して前記ゲート電極と前記基板の活性化領域上
にシリサイドを形成する工程とを具備することを特徴と
するMOSFETトランジスタの製造方法とする。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図1ないし図6は本発明に
係るMOSFETトランジスタの製造方法の実施の形態
を示す断面図であり、この断面図を用いて以下構造と製
造方法を同時に説明する。
施の形態を詳細に説明する。図1ないし図6は本発明に
係るMOSFETトランジスタの製造方法の実施の形態
を示す断面図であり、この断面図を用いて以下構造と製
造方法を同時に説明する。
【0012】まず、図1に示すように、シリコン基板5
1にウェル領域及び素子分離構造(共に図示せず)を形
成した後、基板上に酸化膜とポリシリコンを堆積させ、
これらを写真食刻工程によりパターニングすることによ
り、基板上(ウェルの中央上部)にゲート酸化膜52と
ポリシリコンゲート電極53をそれぞれ形成する。しか
る後、LDD形成のためのイオン注入を行う。
1にウェル領域及び素子分離構造(共に図示せず)を形
成した後、基板上に酸化膜とポリシリコンを堆積させ、
これらを写真食刻工程によりパターニングすることによ
り、基板上(ウェルの中央上部)にゲート酸化膜52と
ポリシリコンゲート電極53をそれぞれ形成する。しか
る後、LDD形成のためのイオン注入を行う。
【0013】次いで、前記ゲート電極53を熱酸化した
後、図2に示すように、それら結果物上の全面に厚さ1
00〜200Å程度の酸化薄膜54を成長させ、さらに
その上にスペーサ形成膜としてSiN膜(シリコン窒化
膜)55を堆積させる。このとき、上述したLDD形成
のためのイオン注入工程条件に影響を与えないように、
酸化薄膜54は800℃以下の温度で成膜する。
後、図2に示すように、それら結果物上の全面に厚さ1
00〜200Å程度の酸化薄膜54を成長させ、さらに
その上にスペーサ形成膜としてSiN膜(シリコン窒化
膜)55を堆積させる。このとき、上述したLDD形成
のためのイオン注入工程条件に影響を与えないように、
酸化薄膜54は800℃以下の温度で成膜する。
【0014】次いで、乾式食刻工程を施して前記SiN
膜55と酸化薄膜54を選択的に食刻除去することによ
り、図3に示すように、ゲート電極53の側壁に、該側
壁と半導体基板面間に前記酸化薄膜54を挟んでSiN
膜55によるスペーサ55aを形成する。このスペーサ
55aの形成工程時、前記酸化薄膜54は食刻終点検出
を容易にしてスペーサ乾式食刻時に発生する活性化領域
(ソース/ドレイン形成領域)の損傷を防止すると共
に、トランジスタのオーバーラップキャパシタンスを減
少させる役割を行う。しかる後、適切なイオン注入工程
を施し、不純物イオンを活性化させることによりソース
/ドレイン領域(図示されず)を形成する。
膜55と酸化薄膜54を選択的に食刻除去することによ
り、図3に示すように、ゲート電極53の側壁に、該側
壁と半導体基板面間に前記酸化薄膜54を挟んでSiN
膜55によるスペーサ55aを形成する。このスペーサ
55aの形成工程時、前記酸化薄膜54は食刻終点検出
を容易にしてスペーサ乾式食刻時に発生する活性化領域
(ソース/ドレイン形成領域)の損傷を防止すると共
に、トランジスタのオーバーラップキャパシタンスを減
少させる役割を行う。しかる後、適切なイオン注入工程
を施し、不純物イオンを活性化させることによりソース
/ドレイン領域(図示されず)を形成する。
【0015】次いで、図4に示すように等方性湿式食刻
を施して、スペーサ55aの上部と下部の両方にそれぞ
れ露出している酸化薄膜54の端部を200Å程度の深
さに食刻することにより、そこに食刻溝56を形成す
る。
を施して、スペーサ55aの上部と下部の両方にそれぞ
れ露出している酸化薄膜54の端部を200Å程度の深
さに食刻することにより、そこに食刻溝56を形成す
る。
【0016】次いで、図5に示すように、それら結果物
上の全面に転移金属としてチタン57を堆積させ熱処理
により1次シリサイデーションを実施した後、未反応チ
タンを選択的に除去する。このチタンのシリサイデーシ
ョン工程でポリシリコンからなるゲート電極53と基板
の活性化領域の上部に位置するチタン57はシリサイド
化され、SiN膜からなるスペーサ55a上のチタン5
7は未反応状態に残り、以後未反応チタンを除去すると
図6に示すように、ゲート電極53と活性化領域上部の
みにシリサイド58a,58bが形成される。
上の全面に転移金属としてチタン57を堆積させ熱処理
により1次シリサイデーションを実施した後、未反応チ
タンを選択的に除去する。このチタンのシリサイデーシ
ョン工程でポリシリコンからなるゲート電極53と基板
の活性化領域の上部に位置するチタン57はシリサイド
化され、SiN膜からなるスペーサ55a上のチタン5
7は未反応状態に残り、以後未反応チタンを除去すると
図6に示すように、ゲート電極53と活性化領域上部の
みにシリサイド58a,58bが形成される。
【0017】次いで、再度熱処理工程を反復的に実施し
てシリサイデーションを完了させる。このとき、前記酸
化薄膜54に形成された食刻溝56はチタンがシリサイ
ド化されるときに膨張する体積を吸収する。その結果、
シリサイド58a,58bがスペーサ55a上に延び
ず、ゲート電極53と活性化領域上部のシリサイド58
a,58bが連結されることが防止される。
てシリサイデーションを完了させる。このとき、前記酸
化薄膜54に形成された食刻溝56はチタンがシリサイ
ド化されるときに膨張する体積を吸収する。その結果、
シリサイド58a,58bがスペーサ55a上に延び
ず、ゲート電極53と活性化領域上部のシリサイド58
a,58bが連結されることが防止される。
【0018】このような本発明の実施の形態により製造
されたゲート/ソース/ドレイン領域が0.35μm幅
以下のトランジスタと既存の工程により製造したMOS
FETトランジスタとを比較したところ、スレッショル
ド電圧、飽和電流、絶縁破壊、動作速度などの電気的特
性は同様であるかまたは類似しているが、本発明の実施
の形態によるトランジスタの場合は、GSDショートに
よる素子劣化現象が殆ど確認されなかった。
されたゲート/ソース/ドレイン領域が0.35μm幅
以下のトランジスタと既存の工程により製造したMOS
FETトランジスタとを比較したところ、スレッショル
ド電圧、飽和電流、絶縁破壊、動作速度などの電気的特
性は同様であるかまたは類似しているが、本発明の実施
の形態によるトランジスタの場合は、GSDショートに
よる素子劣化現象が殆ど確認されなかった。
【0019】なお、上記の実施の形態では、シリサイド
を形成するための転移金属としてチタンを用いたが、チ
タン以外に、ニッケル、コバルトまたはチタンを含むそ
れらの合金を用いることができる。また、この転移金属
はプラズマ蒸着法を用いて基板上に蒸着される。
を形成するための転移金属としてチタンを用いたが、チ
タン以外に、ニッケル、コバルトまたはチタンを含むそ
れらの合金を用いることができる。また、この転移金属
はプラズマ蒸着法を用いて基板上に蒸着される。
【0020】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、スペーサとゲート電極側壁及び半導体基板面間に介
在される酸化膜の端部に溝を形成して、この溝に転移金
属の体積膨張を吸収することにより、所望の電気的特性
を維持して、シリサイドによるGSDショートの発生問
題を解決し得る。
ば、スペーサとゲート電極側壁及び半導体基板面間に介
在される酸化膜の端部に溝を形成して、この溝に転移金
属の体積膨張を吸収することにより、所望の電気的特性
を維持して、シリサイドによるGSDショートの発生問
題を解決し得る。
【図1】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図2】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図3】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図4】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図5】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図6】本発明のMOSFETトランジスタの製造方法
の実施の形態を示す断面図。
の実施の形態を示す断面図。
【図7】従来のLDD MOSFETトランジスタの製
造方法を示す断面図。
造方法を示す断面図。
【図8】従来のLDD MOSFETトランジスタの製
造方法を示す断面図。
造方法を示す断面図。
【図9】従来のLDD MOSFETトランジスタの製
造方法を示す断面図。
造方法を示す断面図。
【図10】従来のLDD MOSFETトランジスタの
製造方法を示す断面図。
製造方法を示す断面図。
【図11】従来のLDD MOSFETトランジスタの
製造方法を示す断面図。
製造方法を示す断面図。
【図12】従来のLDD MOSFETトランジスタの
製造方法を示す断面図。
製造方法を示す断面図。
51 シリコン基板 52 ゲート酸化膜 53 ポリシリコンゲート電極 54 酸化薄膜 55 SiN膜 55a スペーサ 56 食刻溝 57 チタン 58a,58b シリサイド
Claims (8)
- 【請求項1】 半導体基板上にゲート電極が形成され、
このゲート電極上と前記基板の活性化領域上にシリサイ
ドが形成されるMOSFETトランジスタにおいて、 前記ゲート電極の側壁に、該側壁と半導体基板面との間
に酸化膜を挟んでスペーサが形成され、このスペーサの
上部と下部に露出した前記酸化膜の端部に溝が形成さ
れ、この溝内に前記シリサイド形成時の転移金属の体積
膨張を吸収したことを特徴とするMOSFETトランジ
スタ。 - 【請求項2】 半導体基板上にゲート酸化膜及びゲート
電極をそれぞれ形成する工程と、 それら結果物上の全面に酸化膜及びスペーサ形成膜を順
次に形成する工程と、 前記スペーサ形成膜及び前記酸化膜を食刻して、前記ゲ
ート電極の側壁に、該側壁と半導体基板面との間に前記
酸化膜を挟んでスペーサを形成する工程と、 前記スペーサの上部及び下部の両方にそれぞれ露出する
前記酸化膜の端部を食刻して溝を形成する工程と、 それら結果物上に転移金属を蒸着した後1次シリサイデ
ーションを実施し、未反応転移金属を除去した後反復熱
処理を施して前記ゲート電極と前記基板の活性化領域上
にシリサイドを形成する工程とを具備することを特徴と
するMOSFETトランジスタの製造方法。 - 【請求項3】 前記酸化膜の溝は湿式食刻により形成さ
れことを特徴とする請求項2記載のMOSFETトラン
ジスタの製造方法。 - 【請求項4】 前記酸化膜の溝は200Åの深さに形成
されることを特徴とする請求項2記載のMOSFETト
ランジスタの製造方法。 - 【請求項5】 前記酸化膜は、800℃以下の温度で基
板上の全面に形成されることを特徴とする請求項2記載
のMOSFETトランジスタの製造方法。 - 【請求項6】 前記転移金属はチタン、ニッケル、コバ
ルトまたはそれらの合金であることを特徴とする請求項
2記載のMOSFETトランジスタの製造方法。 - 【請求項7】 前記転移金属はプラズマ蒸着法を用いて
蒸着されることを特徴とする請求項2記載のMOSFE
Tトランジスタの製造方法。 - 【請求項8】 前記スペーサ形成膜は窒化膜であること
を特徴とする請求項2記載のMOSFETトランジスタ
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1997P-41429 | 1997-08-27 | ||
KR1019970041429A KR19990018279A (ko) | 1997-08-27 | 1997-08-27 | 살리사이드에 의한 게이트-소스-드레인 쇼트를 방지하는 모스펫 소자 및 그 제조방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1174509A true JPH1174509A (ja) | 1999-03-16 |
Family
ID=19518804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10189430A Pending JPH1174509A (ja) | 1997-08-27 | 1998-07-03 | Mosfetトランジスタ及びその製造方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1174509A (ja) |
KR (1) | KR19990018279A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007007375A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Fujitsu Limited | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2011061222A (ja) * | 1998-11-13 | 2011-03-24 | Intel Corp | 多結晶シリコン・ゲート上のサリサイドの抵抗を改善するための方法およびデバイス |
JP2012234941A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
CN104810404A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-29 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种精细多晶硅硅化物复合栅结构及其制备方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100564416B1 (ko) * | 1998-12-30 | 2006-07-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 살리사이드층 형성방법 |
KR102241974B1 (ko) * | 2014-09-23 | 2021-04-19 | 삼성전자주식회사 | 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
-
1997
- 1997-08-27 KR KR1019970041429A patent/KR19990018279A/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-07-03 JP JP10189430A patent/JPH1174509A/ja active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011061222A (ja) * | 1998-11-13 | 2011-03-24 | Intel Corp | 多結晶シリコン・ゲート上のサリサイドの抵抗を改善するための方法およびデバイス |
JP2014195091A (ja) * | 1998-11-13 | 2014-10-09 | Intel Corp | 多結晶シリコン・ゲート上のサリサイドの抵抗を改善するための方法およびデバイス |
WO2007007375A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Fujitsu Limited | 半導体装置およびその製造方法 |
JPWO2007007375A1 (ja) * | 2005-07-07 | 2009-01-29 | 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
JP2012234941A (ja) * | 2011-04-28 | 2012-11-29 | Denso Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
CN104810404A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-29 | 中国电子科技集团公司第五十五研究所 | 一种精细多晶硅硅化物复合栅结构及其制备方法 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990018279A (ko) | 1999-03-15 |
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