JPS60211870A - 相補型半導体装置 - Google Patents

相補型半導体装置

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JPS60211870A
JPS60211870A JP59068176A JP6817684A JPS60211870A JP S60211870 A JPS60211870 A JP S60211870A JP 59068176 A JP59068176 A JP 59068176A JP 6817684 A JP6817684 A JP 6817684A JP S60211870 A JPS60211870 A JP S60211870A
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JP
Japan
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source
silicide layer
semiconductor device
low resistance
gate electrode
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JP59068176A
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English (en)
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Shoichi Kagami
正一 各務
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
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    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔光明の技術分野] 本発明は、ソース、ドレイン領域及びゲート電極部分を
改良した相補型半導体装置に関する。
〔発明の技術的背景術とその問題点〕
従来、C(相補型)MO3hランジスタリスいては、ソ
ース、ドレイン領域は、半導体基板と異なる不純物、例
えば基板がN型の場合ボロン、基板がP型の場合ヒ素、
リンなどを基板にイオン注入、拡散等をすることによっ
て形成される。また、ゲート電極の材料としては多結晶
シリコン、シリサイドなどが用いられてきた。
しかしながら、従来技術によれば、トランジスタを微細
化した際チャネル効果が顕著となる。これは、ソース、
ドレイン領域を形成する際にイオン注入、または拡散を
用いるため、特に不純物濃度が高くかつ不純物原子が軽
い場合、不純物領域が横方向に延びてしまうためである
。このようなことから、これを防ぐために不純物濃度を
下げることが考えられるが、かかる場合、シート抵抗が
高くなり、トランジスタの効率を下げるので好ましくな
い。
また、従来ゲート電極の材料として多結晶シリコンが使
用されているため、シー1〜抵抗が高く、信号の遅延の
原因となっていた。このため、ゲート電極の材料にシリ
サイド、ポリサイドが使用されつつある。しかしながら
、シリサイドの場合ゲート耐圧に問題があり、ポリサイ
ドの場合多結晶シリコンとシリサイドのオーミック性、
エツチングに問題があった。
このようなことから、最近、ソース、ドレイン領域及び
グー1〜電極の上部にシリサイドを−【Jる技(+iが
内案されている。しかしな力\ら、CNll OS1〜
ランジスタにおいては、同材料のシ1)4ノイ1〜を用
いた場合、シリノー1′ドの基板にり4する障壁の高さ
がPチャネルMO3,NチャネルIVI OS 1〜ラ
ンジスタのいずれか一方のみに有利になるIこめ、両ト
ランジスタに1足しうるコンタクト特4生を与えるシリ
サイド層は存在しない。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ソース、ド
レイン領域での不純物領域の伸びを1甲えるとともに、
ソース、ドレイン領域及びグー[へ電極のシート抵抗を
下げる等種々の効果を得ることのできる相補型半導体装
置を提供することを目臼゛つとするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、Pチャネルfvl OS l〜ランジリス、
NヂVネルN=I OS l−ランリスタの両方のソー
ス、ドレイン領域及びゲート電極上に低抵抗層を設ける
とともに、これら低抵抗層の半導体基板t、:対する障
壁の高さを夫々0.550eV以下とすることによって
、前述した目的を達成しようとするものである。
本発明に係る低抵抗層としてはメタルシリサイド層が上
げられ、具体的にはチタンシリサイド層、モリブデンシ
リサイド層、プラチナシリサイド層、タンタルシリサイ
ド層、タングステンシリサイド層が上げられる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図〜第5図を参照して説
明する。
(1)、まず、半導体基板としてのN型(100)シリ
コン基板(ウェハ)1表面にP型つェル領戚2を形成し
た後、基板1上に素子分離領域3を形成した。つづいて
、前記基板1上に熱酸化膜及び例えば易&?品シリコン
等の胃極材とを積層した後、これらを同時に写真蝕刻し
てグー1〜絶縁膜4.5と、このゲート絶縁膜4.5上
のゲート電極6゜7を夫々形成したく第1図図示)。次
いで、PチャネルMOSトランジスタ(、PMO3t−
ランリスタ)形成予定部側に図示しないレジストII!
を塗布し、ゲート電極6をマスクとしてNチャネルM 
OSトランジスタ(N M OS 1−ランリスタ)形
成予定部側に例えばリンをイオン注入し、1017〜1
019cm″3の低濃度の第1の不純物領域(低不純物
領域>8a、8bを形成した。更に、前記レジスト膜を
除去後、NN=IO3+・ランリスタ形成予定部側に図
示しない別のレジスト膜を塗布し、ゲート電極7をマス
クとしてPMO3+−ランリスタ形成予定部側に例えば
ボロンをイオ注入し、1Q17〜IQ19 cm−3の
低濃度の第2の不純物領域(低不純物領域)9a、9b
を形成した。しかる後、レジスト膜を除去し、ウェハ1
全面に厚さ2000〜5000人のシリコン酸化膜10
をCVD(Chemical Vapour [)e−
pos i t i on)法によって堆積した(第2
図図示)。ここで、この酸化膜10は、被着すべき面の
方向に係わらす略一定の膜厚で被着するため、段差面に
おいてはウェハ1面の垂直方向の膜厚が厚いものとなる
(20次に、NMO8t−ランラスタ形成予定部以外を
図示しないレジスト膜で被覆した後、RIEなどの異方
性エツチングを行なった。この結果、ゲート電極7の端
面の段差部に?I!!着する酸化膜10が厚いため、ゲ
ート電[!7及びゲート絶縁I!5の側壁にシリコン酸
化膜10′が残存した。つづいで、全面に金属例えばチ
タンをスパッタ、CvD、蒸着等により被着した後、例
えばヒ素を加速電圧140KeV、ドーズm2x 10
” cm−2でイオン注入し、更に例えば550〜80
0 ”Cで熱処理した後に例えばアンモニア水とH20
2の混合液でエツチングを行なった。その結果、素子分
離領域3、残存する酸化膜10′上のチタンは選択的に
エツチングされる。また、基板1上のチタンはシリサイ
ド化してチタンリVイド111a、11bとなり、かつ
該シリサイド層11a、11b下にはN+層12a、1
2bが形成され、低不純物領域8a、N′″層12aか
らN型のソース領域13が、低不純物領域8b、N+層
12bからN型のドレイン領域14が形成された。なお
、ゲート電極7の表面にもチタンシリサイド層11Cが
形成され、シリサイド層11a〜11Gの障壁の高さは
0.5eVである。そして、ソース領域13、ドレイン
領域14、ゲート電極7及びゲート絶縁膜4によりNチ
ャネルトランジスタTnが形成された。更に、レジスト
膜を除去したく第3図図示)。
(3)8次に、N〜l08hランジスタ形成予定部上に
例えばCVDM化膜15を形成した。つづいて、P M
 OS +−ランリスタ形成予定部以外をレジスタ膜て
被覆した後、例えばRIEによりN M OS +−ラ
ンリスタの場合と同1条に、ゲート電tii 5とゲー
ト絶縁膜7の側壁に酸化膜10″を残した。次いで、前
述と同様に、例えばタングステンをMarし、ボロンを
加速電圧50KeV、ドーズ但3×101 S cm 
−2でイオン注入した後、例えば700〜800℃で熱
処理し、前記混合物でエツチングした。その結果、素子
分離領域3、残存する酸化膜10″上のタングステンは
エツチングされる。また、基板1上のタングステンはシ
リサイド化してタングステンシリサイド層16a、16
bとなり、該シリサイド層16a、16b下には81層
17a、17bが形成され、低不粍物領11!9a、P
”層17aからP型のソース領域18が、低不純物、領
域9b、P+層17bからP型のドレイン領域19が形
成された。そして、ソース領域18、ドレイン領域19
、グーミル電極7及びグー1〜絶縁膜5からPMOSト
ランジスタが形成された。なお、グー(−電極7上にも
タングステンシリサイド層17Cが形成され、タングス
テンシリサイド層17a〜17Cの障壁の高さは0.4
5eVである。
更に、レジスト層を除去した(第4図図示)。この後、
全面に、層間絶R膜20を形成した。しかる後、NMO
8トランジスタTnのソース領域13、ドレイン領11
4及びゲート電極6、P〜10SトランジスタTpのソ
ース領域18、ドレイン領域19及びゲート電極7の夫
々の一部に対応する層間絶縁膜20にコンタクトホール
21・・・を開孔し、これらコンタクトホール21・・
・にA1配線23・・・を形成してCMOSトランジス
タを製造した(第5図図示)。
本発明に係るCMO3+−ランリスタは、第5図に示す
如くNMOSトランジスタTnのソース領域13、ドレ
イン領IQ 14及びグーl−電唖6上に障壁の高さが
0.5eVのチタンソリサイト層11a〜11Cを、か
”) P M OS +−ランジスタ丁pのソース領域
18、ドレイン領域19及びゲート電極7上に障壁の高
さが0.45eVのタングステンシリサイド層16a〜
16cを設けた構造となっている。
しかるに、本弁明によれば、チタンシリサイドtil1
1a〜11c、タングステンシリサイド層16a〜16
Cの存在により、夫々のソース領域13.18、ドレイ
ン領域14.19及びグーl−電極6.7の抵抗を従来
と比べ低(押えることができ、これによりトランジスタ
の効率を向上できるとともに、信号の遅延を阻止できる
。事実、本発明によるC M OS l−ランリスタの
抵抗は、従来40〜200Ω/口であったの対し、2〜
10Ω7,7口であった。また、各トランジスタTn、
Tpのソース、ドレイン領域の一部となる低不純物領域
8a、8b、9a、9bがゲート電極6.7下に隣接し
て形成されているため、各ドレイン領域8b、9b1.
:電圧を印加した時、ドレイン領域3Ji傍に発生する
電界を分散させられ、インバク1〜アイオニゼーシヨン
を制御できるともに、低不純物領域8b、9bの伸びを
0.05〜0.1μ肩に押えられる。更に、NMO8t
−ランリスタに対してはチタンシリサイド層11a〜1
1Gを、かつ2MO8l−ランリスタに対してはタング
ステンシリサイド層16a〜16cを用いることにより
、オーミック性が良好となる。
また、コンタクトホール21・・・におけるA1配線2
2・・・が、ソース、ドレイン領域13.14(あるい
は18.19)と直接接続するのではなく、チタンシリ
サイド層11a・〜11C(あるいはタングステンシリ
サイド層16a〜16C)を介して接続するため、A1
の突扱けを回避できる。
なお、本発明では、チタンシリサイド層、タングステン
シリサイド層を用いた場合について述べたが、これに限
らない。つまり、基板に対する障また、上記実施例では
、半導体基板としてシリコンを、ゲート電極の材料とし
て多結晶シリコンを用いた場合について述べたが、これ
に限らない。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、ソース、ドレイン領
域での不純物領域の伸びを押えるとともに、ソース、1
〜レイン領域及びゲート電極のシート抵抗を下げてトラ
ンジスタの効率の向上、信号の遅延の回避を図り、更に
はオーミック性を良好にてきる等の種々の効果を得るこ
とのできる相補型半導体装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は、本発明の一実店例に係る0MO3i
−ランリスタを製造工程順に示す断面図である。 1・・・N型(100)シリコン基板(単導体M仮)、
2・・・P型のウェル領域、3・・・素子分離領域、4
.5・・・ゲート絶縁膜、6.7・・・ゲート電極、8
a、8b、9a、9 b−・・低不純物領域、10.1
0′、10″・・・配化膜、11a、11b・・・チタ
ンシリサイド層、12a、12 b−N” 、13.1
8−・・ソース領域、14.19・・・ドレイン領域、
15・・・CVD酸化躾、168〜16b・・・タング
ステンリサイド層、20・・・層間絶縁膜、21・・・
コンタクトホール、22・・・A1配線。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1 図 第2 区 第3区

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)0表面にウェル領域を有する半導体基板上に形成
    されたゲート電極とソース、ドレイン領域とを有するN
    チャネル〜+O81〜ランジスタ及びPチャネルMOS
    トランジスタからなる相補型半導体装置において、ソー
    ス、トレイン領域が、そのゲート電極をマスクとして形
    成された低不純物領域と、同ゲート電極から離間して設
    けられた上記低不純物領域に重ねて形成された高不純物
    領域とからなるとともに、上記2種のトランジスタの夫
    々のソース、ドレイン領域及びグー]・電(勇士に低抵
    抗層を設け、かつこれら低抵抗層の前記基板に対する障
    壁の高さが0.550eV以下であることを特徴とする
    相補型半導体装置。
  2. (2)、低抵抗層がメタルシリザイド層であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の相補型半導体装置
  3. (3)、メタルシリザイド層が、チタンシリサイド層、
    モリブデンシリサイド層、プラチナシリ→ノイド層、タ
    ンタルシリサイド層、タングステンシリサイド層のいず
    れかであることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の相補型半導体装置。 (3)、半導体基板の材質がシリコンで、かつグー1〜
    電極の材質が34.1品シリコンであることを特徴とす
    る特許請求の&!l11]第1項記載の相補型半導体装
    置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161825A (ja) * 1993-12-13 1995-06-23 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH07169845A (ja) * 1993-12-15 1995-07-04 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07161825A (ja) * 1993-12-13 1995-06-23 Nec Corp 半導体装置及びその製造方法
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