JPS5988868A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS5988868A JPS5988868A JP19857082A JP19857082A JPS5988868A JP S5988868 A JPS5988868 A JP S5988868A JP 19857082 A JP19857082 A JP 19857082A JP 19857082 A JP19857082 A JP 19857082A JP S5988868 A JPS5988868 A JP S5988868A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76886—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances
- H01L21/76889—Modifying permanently or temporarily the pattern or the conductivity of conductive members, e.g. formation of alloys, reduction of contact resistances by forming silicides of refractory metals
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコン半導体装置の製造方法に関するもので
ある。シリコン集積回路におけるパターンの微細化とチ
ップ寸法の拡大により、シリコン基板表面層に高濃度に
ドーパントを導入することにより形成されたいわゆる拡
散層の抵抗が無視1−得なくなってきた。拡散層を低抵
抗化する方法として、拡散層表面に金属シリサイドを形
成する方法が知られている。特に、モリブデン、タング
ステンやチタン等の高融点金属シリサイドけ1000℃
稈度の高温熱処理にも耐えることや熱酸化により表面に
酸化膜を形成できる等の理由により注目されている。高
融点金属シリサイドを所定の開口部にのみ選釈的かつ自
己整合的に形成することが、(2) デバイス製造への応用上極めて望才しい。高融点金犀と
シリコンとの反応によりシリ」クイドを形成する方法1
、原理的にはその目的に合致するが、シリコン士に堆積
さh fr高融点金属とシリコンとの単VC熱処理のみ
による反応ではシリザイト゛什、反応の再fil性が悲
くかつJ形成された高融点金属シリサイドの均一14−
も悪いという問題があり、実用Vrけ適さない。熱処理
前に高融点金属とシリコンとの界面紮イオン注入により
m合さ一1J−ておくと、その後の熱処Jlllによっ
て均一でかつピンホールの無い高融点金属シリサイド膜
をシリコン開口部に自己整合的にr!4111性よく形
成1−1()ることが知へハている。特に砒素等のドー
パントイオン注入によってW面泪合を行う場合には、シ
リサイド層成に対する上述の効呆の(lt+ K 、シ
リサイド層直下にシリサイドに自己整合的に拡散層を形
成1.州る々いう利点があ2・。1.か17、界面混合
によって灼−〃シリサイドを形成するためのイオン注入
t1度し1、はぼ単結晶シリコンを非晶暫化するのに必
要l注入量Jソ上が必要であり、そのたtにΦ半一0晶
シリコン(3) 基扱中にイオン注入によって形成さえ)たjrl、+υ
2の回復には900〜1000℃程度の高温熱処!11
が必要である。1.か1.その様か高温熱処Jlpを行
うと、イオン注入Wよってシリサイド層に接E2て形成
された拡散層のドーパントが拡散1−て接合深智の増大
を引起5す結果微細デバイス製造にd適さなく〃るとい
う問題が生じる。更に、その後に層間側+111gIの
平坦化のために行われる900〜0100℃のリンガラ
ス流動化の熱処理によってもドーパントの拡散が生じる
ので、リンガラス流動化を行り斤いという問題も生じる
。
ある。シリコン集積回路におけるパターンの微細化とチ
ップ寸法の拡大により、シリコン基板表面層に高濃度に
ドーパントを導入することにより形成されたいわゆる拡
散層の抵抗が無視1−得なくなってきた。拡散層を低抵
抗化する方法として、拡散層表面に金属シリサイドを形
成する方法が知られている。特に、モリブデン、タング
ステンやチタン等の高融点金属シリサイドけ1000℃
稈度の高温熱処理にも耐えることや熱酸化により表面に
酸化膜を形成できる等の理由により注目されている。高
融点金属シリサイドを所定の開口部にのみ選釈的かつ自
己整合的に形成することが、(2) デバイス製造への応用上極めて望才しい。高融点金犀と
シリコンとの反応によりシリ」クイドを形成する方法1
、原理的にはその目的に合致するが、シリコン士に堆積
さh fr高融点金属とシリコンとの単VC熱処理のみ
による反応ではシリザイト゛什、反応の再fil性が悲
くかつJ形成された高融点金属シリサイドの均一14−
も悪いという問題があり、実用Vrけ適さない。熱処理
前に高融点金属とシリコンとの界面紮イオン注入により
m合さ一1J−ておくと、その後の熱処Jlllによっ
て均一でかつピンホールの無い高融点金属シリサイド膜
をシリコン開口部に自己整合的にr!4111性よく形
成1−1()ることが知へハている。特に砒素等のドー
パントイオン注入によってW面泪合を行う場合には、シ
リサイド層成に対する上述の効呆の(lt+ K 、シ
リサイド層直下にシリサイドに自己整合的に拡散層を形
成1.州る々いう利点があ2・。1.か17、界面混合
によって灼−〃シリサイドを形成するためのイオン注入
t1度し1、はぼ単結晶シリコンを非晶暫化するのに必
要l注入量Jソ上が必要であり、そのたtにΦ半一0晶
シリコン(3) 基扱中にイオン注入によって形成さえ)たjrl、+υ
2の回復には900〜1000℃程度の高温熱処!11
が必要である。1.か1.その様か高温熱処Jlpを行
うと、イオン注入Wよってシリサイド層に接E2て形成
された拡散層のドーパントが拡散1−て接合深智の増大
を引起5す結果微細デバイス製造にd適さなく〃るとい
う問題が生じる。更に、その後に層間側+111gIの
平坦化のために行われる900〜0100℃のリンガラ
ス流動化の熱処理によってもドーパントの拡散が生じる
ので、リンガラス流動化を行り斤いという問題も生じる
。
本発明の目的仁12、上記従来方法の間倣点km決1、
た新規なシリコン半導体装置の製造方法、!l′lrf
高融点金属シリザイドを表面に形成1〜に浅い拡散層の
形成方法ヲ折供することT゛ある。
た新規なシリコン半導体装置の製造方法、!l′lrf
高融点金属シリザイドを表面に形成1〜に浅い拡散層の
形成方法ヲ折供することT゛ある。
本発明によりげシリコン半導体基板」二に絶縁膜を形成
する工程と、該絶縁膜VC開口を設はシリコン基板表面
の所定の領竣を霧出させた後高融点金属1111′膜を
形成する工程と、シリコン結晶中で電気的に不活性なイ
オンを高融点金属とシリコン表面(4) との界面にイオン注入することにより核界全混合しに後
500〜600℃の熱処理により前記P縁膜の1;11
0部において高融点金属とシリコン基板とを・反応させ
ることにより高荊臓金属ンリザイドを前記開口部に自己
整合的に形成する工程と、絶JV Ill>土の未反応
な高融り金属全除去する工程と、少くとも該高融点金属
シリサイド上に絶縁膜を形成1fr後該P縁膜の一部に
1:1[」を設けて該1シト10部の絶N−11Mを薄
くするか又it除去する工程と、該開口より高融点金属
シリザイドを通じてドーパント不純物を棉方向にも41
X散させることにより高融点金属ソリサイドとシリコン
基鈑との界面に4e+=た領域のシリコン中にドーピン
グ層全形成する工程とな・含むことをや徴とする半導体
装置のfq ;、4i;方法が得られる。
する工程と、該絶縁膜VC開口を設はシリコン基板表面
の所定の領竣を霧出させた後高融点金属1111′膜を
形成する工程と、シリコン結晶中で電気的に不活性なイ
オンを高融点金属とシリコン表面(4) との界面にイオン注入することにより核界全混合しに後
500〜600℃の熱処理により前記P縁膜の1;11
0部において高融点金属とシリコン基板とを・反応させ
ることにより高荊臓金属ンリザイドを前記開口部に自己
整合的に形成する工程と、絶JV Ill>土の未反応
な高融り金属全除去する工程と、少くとも該高融点金属
シリサイド上に絶縁膜を形成1fr後該P縁膜の一部に
1:1[」を設けて該1シト10部の絶N−11Mを薄
くするか又it除去する工程と、該開口より高融点金属
シリザイドを通じてドーパント不純物を棉方向にも41
X散させることにより高融点金属ソリサイドとシリコン
基鈑との界面に4e+=た領域のシリコン中にドーピン
グ層全形成する工程とな・含むことをや徴とする半導体
装置のfq ;、4i;方法が得られる。
本を明による方法は、庫宥明が見出1.たシリコンμ板
表面Vで)形成1.− fr高融点金属シリザイド11
1を通してのドーパントの著1.い横7i向拡散作用全
利用1〜にものである。本番、明の方法では、高融点金
属シリ−?イドf接する拡散層のJ形成に、イオン注入
によるゲ?面混合を用いた高融点金属シリサイドの形成
後、更には層j111絶縁膜の形成後にも行λるという
画期的な1時長を有する。従って、本発明による方法に
おいてd1高融点金属とシリコンの界面47合のために
用いるイオン注入d単に界面混合のためのみ用いるので
、シリコン等の電気的に不活性なイオンを用いて行え、
かつイオン注入によって生じる相傷を充分に回復させる
ための熱処理や層間絶縁層としてのリンガラス層の流、
uj化温度を+000℃程度の高温にしても高融点金属
シリサイド層下には拡散層が捷た形成さrrていlいの
で冷く問題全引起さない。従って、本発明e(よる方法
を用いわば、すべての高温熱処理(900〜1000℃
)を行った後に高融点金属シリサイドに接する領竣f極
めて浅い拡散層を形成することが回合1づとなり、り〜
細デバイス全用いlr超高密度集積回路全岬造すする。
表面Vで)形成1.− fr高融点金属シリザイド11
1を通してのドーパントの著1.い横7i向拡散作用全
利用1〜にものである。本番、明の方法では、高融点金
属シリ−?イドf接する拡散層のJ形成に、イオン注入
によるゲ?面混合を用いた高融点金属シリサイドの形成
後、更には層j111絶縁膜の形成後にも行λるという
画期的な1時長を有する。従って、本発明による方法に
おいてd1高融点金属とシリコンの界面47合のために
用いるイオン注入d単に界面混合のためのみ用いるので
、シリコン等の電気的に不活性なイオンを用いて行え、
かつイオン注入によって生じる相傷を充分に回復させる
ための熱処理や層間絶縁層としてのリンガラス層の流、
uj化温度を+000℃程度の高温にしても高融点金属
シリサイド層下には拡散層が捷た形成さrrていlいの
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)を行った後に高融点金属シリサイドに接する領竣f極
めて浅い拡散層を形成することが回合1づとなり、り〜
細デバイス全用いlr超高密度集積回路全岬造すする。
nチャネルMO8集積回路におけるMO8]” E T
製造に本発明(Cよる方法を適用1−た場合の主要な製
造工程におけるMOSFETの概略断面を¥1図a−4
VC順次示す。先ず第1図aに示した様に、標準的な方
法を用いてp型争結晶シリコン基板1の主平面上にフィ
ールド酸化膜2とゲート酸化膜3を形成した後、リンを
ドープした多結晶シリコン膜4堆積する。次にリンドー
プ多結晶シリコン膜4を標準的なホトエツチング技術に
よりパタ□−ニングし、ゲート電極5を形成する(b
’図)。次に該ゲート電極5をマスクとしてソース
榔ドレインや拡散層配線となるべき部分6.7のゲート
酸化I!値を除去し7て開口を設けた(0図)、後、d
図に示(、た様に20OAのモリブデン#8をスパッタ
し、更に50 keyのシリコンイオン9を5−2 5XIQO7T% だけイオン注入することによりモ
リブデン洪膜8とシリコン基板1にの界面を温合させる
。次K 550℃で20分間熱処理することにより0図
に示1−7た如く開口部及び多結晶シリコンパターン表
面−Ltic MoS ii・層10.11を形成(−
1−シ 続いてフィールド酸化膜上の未反応モリブデン8を選択
的に除去する(f図)。モリブデンの避択(7) エツチングは1過酸化水素水等を用いることにより容易
に行える。次にイオン注入による損傷の回復とMo S
l 2膜の電気抵抗を下げるためK 1ooo℃で熱
処理を行った後、層間絶縁膜と1.てリンガラス膜12
を化学蒸着法により堆@1.た後、950℃の熱処理に
よりリンガラス流動化を行い段差平滑化を図る(g図)
。次にh図に示【、た様にリンガラス層12にコンタク
トホール13を開口11、該コンタクトホール13より
リンを900℃で拡散することによりコンタクトホール
下のMoS 12610に接するシリコン領域罠極めて
浅いリン拡散層14を形成する。本実施例においてはM
o812PJ10、法でアルミニウム系配線・コンタク
ト15を形成することにより主要なデバイス製造工程が
終る。
製造に本発明(Cよる方法を適用1−た場合の主要な製
造工程におけるMOSFETの概略断面を¥1図a−4
VC順次示す。先ず第1図aに示した様に、標準的な方
法を用いてp型争結晶シリコン基板1の主平面上にフィ
ールド酸化膜2とゲート酸化膜3を形成した後、リンを
ドープした多結晶シリコン膜4堆積する。次にリンドー
プ多結晶シリコン膜4を標準的なホトエツチング技術に
よりパタ□−ニングし、ゲート電極5を形成する(b
’図)。次に該ゲート電極5をマスクとしてソース
榔ドレインや拡散層配線となるべき部分6.7のゲート
酸化I!値を除去し7て開口を設けた(0図)、後、d
図に示(、た様に20OAのモリブデン#8をスパッタ
し、更に50 keyのシリコンイオン9を5−2 5XIQO7T% だけイオン注入することによりモ
リブデン洪膜8とシリコン基板1にの界面を温合させる
。次K 550℃で20分間熱処理することにより0図
に示1−7た如く開口部及び多結晶シリコンパターン表
面−Ltic MoS ii・層10.11を形成(−
1−シ 続いてフィールド酸化膜上の未反応モリブデン8を選択
的に除去する(f図)。モリブデンの避択(7) エツチングは1過酸化水素水等を用いることにより容易
に行える。次にイオン注入による損傷の回復とMo S
l 2膜の電気抵抗を下げるためK 1ooo℃で熱
処理を行った後、層間絶縁膜と1.てリンガラス膜12
を化学蒸着法により堆@1.た後、950℃の熱処理に
よりリンガラス流動化を行い段差平滑化を図る(g図)
。次にh図に示【、た様にリンガラス層12にコンタク
トホール13を開口11、該コンタクトホール13より
リンを900℃で拡散することによりコンタクトホール
下のMoS 12610に接するシリコン領域罠極めて
浅いリン拡散層14を形成する。本実施例においてはM
o812PJ10、法でアルミニウム系配線・コンタク
ト15を形成することにより主要なデバイス製造工程が
終る。
本更施例ではモリブデン膜とシリコン基板の界面を混合
させるためシリコンのイオン注入を行なったが、アルゴ
ン等の不活性元素をイオン注入してもよい。
させるためシリコンのイオン注入を行なったが、アルゴ
ン等の不活性元素をイオン注入してもよい。
(8)
オたシリサイドを形成するための熱処理温度とし、ては
、本実施例では550℃を用いたが、シリサイド形成が
生じるための最低温度と1.て500℃は必要であり、
シリサイドを自己整合1.て形成で肖る上限が600℃
であることから、前記熱処理温度は500〜600℃の
範囲内で行なう必要がある。
、本実施例では550℃を用いたが、シリサイド形成が
生じるための最低温度と1.て500℃は必要であり、
シリサイドを自己整合1.て形成で肖る上限が600℃
であることから、前記熱処理温度は500〜600℃の
範囲内で行なう必要がある。
オた本実施例においては、高融点金属シリサイドを通!
、てのト′−パントの横方向拡散法と1.て通常の熱拡
散を用いたが、熱拡散源とし、てリンドープ多結晶シリ
コンを用いることもできる12、更には、イオン注入に
よってドーパント不純物を開口部の高融点金属シリサイ
ド中に高濃fK導入1−てから熱拡散させることもでき
る。イオン注入を用いた場合は開口部においてシリサイ
ドを露出させず絶縁膜をうすく残1.てもよい。
、てのト′−パントの横方向拡散法と1.て通常の熱拡
散を用いたが、熱拡散源とし、てリンドープ多結晶シリ
コンを用いることもできる12、更には、イオン注入に
よってドーパント不純物を開口部の高融点金属シリサイ
ド中に高濃fK導入1−てから熱拡散させることもでき
る。イオン注入を用いた場合は開口部においてシリサイ
ドを露出させず絶縁膜をうすく残1.てもよい。
また、ドーパント不純物としてp型のボロンを用いるこ
とにより、pチャネルMO8FET製造yも本発明によ
る方法が効果的に適用できた。ifた高輪点金属と[5
てnMou外KWs Ta % Tt等も使うことかで
負な。
とにより、pチャネルMO8FET製造yも本発明によ
る方法が効果的に適用できた。ifた高輪点金属と[5
てnMou外KWs Ta % Tt等も使うことかで
負な。
(9)
第1図は本発明による方法をMO8集積回路の製造に適
用(7た場合におけるMOSFET部での主要製造工程
VC対する概略断面図である。図中の番号は以下のもの
を示1.ている。 1・・・・・・単結晶シリコン基板、2・・・・・・フ
ィールド酸化膜、3・・・・・・ゲート酸化膜、5・・
・・・・多結晶シリコンゲート、8・・・・・・高融点
金属膜、9・・・・・・シリコンイオン、10.11・
・・・・・高融点金属シリサイド、12・・・・・・リ
ンガラス、14・・・・・・リン拡散層。 (10) 第7膳 第1 霞
用(7た場合におけるMOSFET部での主要製造工程
VC対する概略断面図である。図中の番号は以下のもの
を示1.ている。 1・・・・・・単結晶シリコン基板、2・・・・・・フ
ィールド酸化膜、3・・・・・・ゲート酸化膜、5・・
・・・・多結晶シリコンゲート、8・・・・・・高融点
金属膜、9・・・・・・シリコンイオン、10.11・
・・・・・高融点金属シリサイド、12・・・・・・リ
ンガラス、14・・・・・・リン拡散層。 (10) 第7膳 第1 霞
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、該絶
縁膜に開口を設はシリコン基板表面の所定の領域を露出
させた後、高融点金属薄膜を形成する工程と、シリコン
結晶中で電気的に不活性なイオンを高融点金属とシリコ
ン基板表面との界面にイオン注入することにより該界面
を混合した後500〜600℃の熱処理により前記絶縁
膜の開口部において高融点金属とシリコン基板とを反応
させることにより高融点金属シリサイドを前記開口部に
自己整合的に形成する工程と、P縁膜上の未反応な高融
点金属を除去する工程と、少くとも該高融点金属シリサ
イド上に絶縁膜を形成した後膣P、M膜の一部に開口を
設けて該開口部の絶、縁膜を薄くするか又は除去する工
程と、該開口より高融点金(1) 属シリサイドを通じてドーパント不純物を横方向にも拡
散させることにより高融点金属シリサイドとシリコン基
板との界面に接した領域のシリコン中にドーピングre
4ヲ形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19857082A JPS5988868A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
US06/550,913 US4558507A (en) | 1982-11-12 | 1983-11-10 | Method of manufacturing semiconductor device |
DE8383111366T DE3381880D1 (de) | 1982-11-12 | 1983-11-14 | Verfahren zur herstellung einer halbleiteranordnung mit einem diffusionsschritt. |
EP83111366A EP0109082B1 (en) | 1982-11-12 | 1983-11-14 | Method of manufacturing a semiconductor device comprising a diffusion step |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19857082A JPS5988868A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5988868A true JPS5988868A (ja) | 1984-05-22 |
JPH047094B2 JPH047094B2 (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=16393375
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19857082A Granted JPS5988868A (ja) | 1982-11-12 | 1982-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5988868A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174975A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Nec Corp | 半導体装置 |
DE4034678A1 (de) * | 1989-10-31 | 1991-05-02 | Sharp Kk | Batterieaufnahmevorrichtung in einem elektrischen geraet |
US5135822A (en) * | 1990-08-30 | 1992-08-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Battery housing structure |
-
1982
- 1982-11-12 JP JP19857082A patent/JPS5988868A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62174975A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-31 | Nec Corp | 半導体装置 |
DE4034678A1 (de) * | 1989-10-31 | 1991-05-02 | Sharp Kk | Batterieaufnahmevorrichtung in einem elektrischen geraet |
US5135822A (en) * | 1990-08-30 | 1992-08-04 | Sharp Kabushiki Kaisha | Battery housing structure |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH047094B2 (ja) | 1992-02-07 |
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