JPS61278166A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS61278166A
JPS61278166A JP12009285A JP12009285A JPS61278166A JP S61278166 A JPS61278166 A JP S61278166A JP 12009285 A JP12009285 A JP 12009285A JP 12009285 A JP12009285 A JP 12009285A JP S61278166 A JPS61278166 A JP S61278166A
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JP
Japan
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drain
silicon substrate
source
electrode
forming
Prior art date
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Application number
JP12009285A
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English (en)
Inventor
Kiyoto Watabe
毅代登 渡部
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Priority to US08/193,912 priority patent/US5869377A/en
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、ライ
トリ ドープト ドレイン(以下LDDと称す)構造を
有しゲート電極、ソース・ドレインをシリサイド化した
絶縁ゲー1− (MO5)電界効果半導体装置の製造方
法に関するものである。
〔従来の技術〕
第5図(alないしくC)は従来のこの種の半導体装置
の製造方法の主要段階における状態を示す断面図である
。まず、第1図(alに示すようにP型シリコン基板1
にゲート絶縁膜2及びゲート電極3を形成し、このゲー
ト電極3をマスクとして、低加速電圧で低濃度のn型不
純物(1)をイオン注入することにより、ソース・ドレ
インの低濃度n型領域4を形成する。次に第5図(b)
に示すように、減圧CV D (Low Pressu
re Chemical  Vapour Depos
i−tfon:以下LPCVDと記す)で酸化膜9を堆
積する。さらに、第5図(C)に示すように、RtE(
Reactive Ion Etching)異方性エ
ツチングによって、デー1−側壁(side wall
 )にだけ酸化膜9を残し、その後、ゲート電極3とゲ
ート側壁残部10をマスクにして、高濃度のn型不純物
(II)をイオン注入し、高濃度n型領域5を形成する
ことでLDD構造が形成される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような従来のLDD構造では、ゲート側壁に酸化膜
を用いていたため、MOS F ET動作中にホットキ
ャリアがドレイン側のゲート側壁の酸化膜10に注入さ
れ、このためn型領域4が空乏7i化し、この領域の抵
抗が上昇し、トランスコンダクタンスが劣化するという
問題点があった。また、装置が微細化するにつれて浅い
接合が要求され、この場合ソース・ドレインのシー1−
抵抗、ゲート電極抵抗及びコンタクト抵抗が上昇すると
いという問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を改善するためになさ
れたもので、トランスコンダクタンスの劣化を防止し、
ゲート電極等の抵抗を低下できる半導体装置の製造方法
を得ることを目的とする。
C問題点を解決するための手段〕 この発明にかかる半導体装置の製造方法は、LDD構造
を有する絶縁ゲート電界効果半導体装置の製造に際し、
ゲート電極あるいは該電極及びソース・ドレインの所望
の領域をシリサイド化するようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、ゲート電極あるいは該電極及びソ
ース・ドレインの所望の領域をシリサイド化するから、
ドレイン領域から注入されたホットキャリアがシリサイ
ド化された電極から引き抜かれ、また、ソース−ドレイ
ンではシート抵抗が低下することになる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を図について説明する。
第1図(a)ないしくelは本発明の第1の実施例によ
る半導体装置の製造方法を説明するための図である。
図中第5図と同一符号は同−又は相当部分を示し、20
はゲート絶縁膜2と多結晶シリコン3よりなるゲート電
極、21はシリコン表面に形成された高融点金属層、3
0は熱処理を施したときのゲ−上電極のシリサイド領域
である。
次に製作工程について説明する。
まずシリコン基板1上にゲート絶縁膜2及び多結晶シリ
コン3よりなるゲート電極20を形成し、次にゲート電
極をマスクとして例えばP (I)を50KeVの加速
電圧で、ゲート絶縁膜2を通して1×10 個/d イ
オン注入し、低濃度n型領域4を形成する(第1図(a
))。次にシリコン基板1上に例えば、スパッタ法で貴
金属である白金(Pt)21を2000人堆積する(第
1図(1)))。次に熱処理を施して、多結晶シリコン
3のみをシリサイド化する(第1図(C))。その後残
りの白金21およびゲート絶縁膜2を除去し、その後、
ゲート電極のシリサイド領域30をマスクとしてAs(
II)を50KeVの加速電圧で4 X 1015個/
−イオン注入し、熱処理を施して、高濃度n型領域5を
形成して、LDD構造を得る(第1図(d))。
最後に上記高濃度n型領域5にコンタクト窓を開け、電
極配線すると、素子が完成する(第1図(e))。
このような第1の実施例では、ゲート電極の側壁部もゲ
ート電極になりホットキャリアがこのゲート電極から引
抜かれることとなってトランスコンダクタンスの低下を
防止できる。
上記第1の実施例では、ゲート電極20をシリサイド化
しLDD構造を形成する場合を示したが、次に、上記ゲ
ート電極20とソース・ドレインを同時にシリサイド化
する場合の本発明の第2の実施例を以下に述べる。
第2図[a)〜(e)はこの発明の第2の実施例による
半導体装置の製造方法を説明するための図であり、図中
第1図と同一符号は同−又は相当部分を示す。
31はレジスト膜、40はソース・ドレインのシリサイ
ド領域である。
次にこの方法について説明する。第2図(a)に示す工
程は第1図ta>に示す工程と同じであり、その工程の
のちシリコン基板上にレジスト膜31を形成し、該レジ
ストII!I31をマスクにしてソース・ドレインの所
望領域のゲート絶縁膜2を除去する(第2図(b))。
次にレジスト膜31を除去後、例えば、高融点金属であ
るチタン21をスパッタ方式で2000人堆積し、熱処
理を施して、ゲート電極20及びソース・ドレインをシ
リサイド化する(第2図(C))。次にシリサイド化し
ていない高融点金属及びゲート絶縁膜2を除去後、例え
ばAsを50KGVで4×10 個/cilイオン注入
して、ソース・ドレインの高濃度領域5を形成し、LD
D構造を得る(第2図(d))。最後に熱処理を行ない
、コンタクト窓を開け、電極配線すると、素子が完成す
る(第2図(e))。
このような第2の実施例では上記第1の実施例の効果に
加え、金属シリサイド化が行なわれたソース・ドレイン
のシート抵抗を下げることができる。
しかるにこの第2の実施例では、ソース・ドレイン及び
ゲート電極付近の高融点金属21に熱処理を施して、シ
リサイド化する場合に、熱処理時間を長くすると、高融
点金属は反応律速である貴金属の白金、パラジウムと異
なり供給律速であるため、シリサイド化が進みすぎ、ゲ
ート電極とソース・ドレインが短絡する欠点があった。
そこでこのような欠点を補った第3の実施例を以下に述
べる。
第3図fal〜(81はこの発明の第3の実施例による
半導体素子の製造方法を説明するための図であるり、図
中第2図と同一符号は同一または相当部分を示す。第3
図(a)は第2図(aJと同じ工程を示し、この工程の
のち、シリコン基板1上にレジスト膜31を形成し、該
レジストII!i31をマスクにしてソース・ドレイン
の所望領域のゲート絶縁膜2を除去し、その後例えばA
s (II)を30KeVで4 X I Q” 個/ 
c1114オン注入する(第3図(1)))。
次にレジスト膜31を除去し、その後、例えば高融点金
属であるモリブデン21をスパッタ法で2000人形成
する。このようにした後に熱処理を施すと、シリサイド
化される予定のソース・ドレイン領域の不純物濃度が高
いため、シリサイド反応のスピードが遅くなり、ゲート
電極とソース・ドレインをこれらが短絡することなくシ
リサイド化できる(第3図(C))。次に、シリサイド
化していないモリブデン21を除去し、その後例えばA
s(■)を50KeVで4X10”個/−イオン注入し
、LDD構造を得る(第3図(d))。最後に熱処理を
し、コンタクト窓を開け、電極配線すると、素子が完成
する(第3図(e))。
このような第3の実施例では、上記第2の実施例の効果
に加え、ゲート電極とソース・ドレインをこれらが短絡
することなくシリサイド化できる。
しかるにこの第3の実施例では、スバフタ法を用いて、
高融点金属を堆積したため、シリコン表面全体に高融点
金属が形成され、シリサイド化した後シリサイド化して
いない高融点金属を除去しなければならない欠点があっ
た。そこで、このような欠点を補った第4の実施例を以
下に述べる。
第4図(a)〜(f)は、この発明の第4の実施例によ
る半導体装置の製造方法を説明するための図であり、図
中第2図と同一符号は同−又は相当部分を示す。
第4図(al、 (b)は第2図(a)、 (b)と同
じ工程を示し、この工程ののち、レジスト膜31を除去
し、ゲート絶縁膜下を除くソース・ドレイン領域及びゲ
ート電極上に、LPCVD法を用いて例えばタングステ
ンシリサイドを選択的に堆積する(第4図(C))。
この後、ゲート絶縁膜を除去し、例えばAs (n)を
50KeVで4X1015個/ad注入し、LDD構造
を得る(第4図(d))。最後に熱処理を施して(第4
図(1111)、コンタクト窓を開け、電極配線すると
、素子が完成する(第4図(e))。
このような第4の実施例では、上記第3の実施例の効果
に加え、シリサイド化されていない高融点金属を除去す
る工程が不要となる。
なお、上記第1ないし第4の実施例はnチャンネル絶縁
ゲー!−(MOS)電界効果半導体装置の場合について
述べたが、もちろんP型基板をN型基板にし、注入する
N型不純物イオンをP型不純物イオンにすることにより
、Pチャンネル絶縁ゲート(MOS)電界効果半導体装
置にも通用可能である。
〔発明の効果〕
以上のようにこの発明にかかる半導体装置の製造方法に
よれば、ゲート電極の側壁部あるいは該側壁部及びソー
ス・ドレインをシリサイド化するようにしたので、上記
側壁部もゲート電極になってホットキャリアがこれによ
りゲート電極から引抜かれることとなってトランスコン
ダクタンスの低下を防止でき、又金属シリサイド化が行
なわれたソース・ドレインのシート抵抗を下げることが
できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(θ)は本発明の第1の実施例の各工程
を示す断面図、第2図(a)〜(e)は本発明の第2の
実施例をその工程順に示す断面図み、第3図(a)〜(
e)は本発明の第3の実施例をその工程順に示す断面図
、第4図(a)〜(f)は本発明の第4の実施例をその
工程順に示す断面図、第5図(81〜(C)は従来のL
DD構造の形成方法をその工程順に説明するための図で
ある。 1・・・半導体(P型シリコン)葛磁、2・・・ゲート
絶縁膜、3・・・多結晶シリコン、4・・・低濃度イオ
ン注入(ソース・ドレイン)領域、5・・・高濃度イオ
ン注入(ソース・ドレイン)領域、20・・・ゲート電
極、21・・・高融点金属層−蓚榛奏→福4.23・・
・絶縁膜、24・・・電極配線、30・・・ゲート電極
のシリサイド領域、31・・・レジスト膜、40・・・
ソース・ドレインのシリサイド領域。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)シリコン基板上にゲート絶縁膜及び多結晶シリコ
    ンからなるゲート電極を形成する第1の工程、 上記シリコン基板に該電極をマスクとし該基板と異なる
    導電型の不純物をイオン注入して低濃度のソース・ドレ
    インを形成する第2の工程、上記電極あるいは上記電極
    及び上記ソース・ドレインの所望の領域をシリサイド化
    する第3の工程、 上記シリコン基板に上記シリコン基板と異なる導電型の
    不純物をイオン注入して上記ソース・ドレインの高濃度
    不純物領域を形成する第4の工程と、 上記シリコン基板上に絶縁膜を形成する第5の工程、 上記ソース・ドレイン高濃度領域にコンタクト窓を開孔
    する第6の工程、 該コンタクト窓により電極配線する第7の工程を備えた
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)上記第3の工程が、上記シリコン基板上に高融点
    金属層を形成する工程と、該高融点金属層を熱処理して
    上記ゲート電極をシリサイド化する工程と、上記高融点
    金属層のシリサイド化されていない部分を除去する工程
    とからなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の半導体装置の製造方法。
  3. (3)上記第3の工程が、上記シリコン基板上にレジス
    ト膜を形成する工程と、該レジスト膜をマスクとしてソ
    ース・ドレインの所望の領域上のゲート絶縁膜を除去す
    る工程と、上記レジスト膜を除去する工程と、上記シリ
    コン基板上に高融点金属層を形成する工程と、上記ゲー
    ト電極と上記ソース・ドレイン付近の該高融点金属をシ
    リサイド化する工程と、該高融点金属のシリサイド化さ
    れなかった部分を除去する工程と、上記シリコン基板を
    熱処理する工程とからなることを特徴とるする特許請求
    の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
  4. (4)上記第3の工程が、ゲート絶縁膜を選択的に除去
    する工程と上記レジスト膜を除去する工程との間に上記
    レジスト膜をマスクとしてソース・ドレインの所望領域
    に上記シリコン基板と異なる導電型のイオンを注入する
    工程を有することを特徴とする特許請求の範囲第3項記
    載の半導体装置の製造方法。
  5. (5)上記第3の工程が、上記シリコン基板上にレジス
    ト膜を形成する工程と、該レジスト膜をマスクとしてソ
    ース・ドレインの所望の領域上のゲート絶縁膜を除去す
    る工程と、上記レジスト膜を除去する工程と、LPCV
    D法を用いて選択的にシリコン表面だけに高融点金属層
    もしくは高融点金属シリサイド層を形成する工程と、上
    記シリコン基板を熱処理する工程とからなることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方
    法。
JP12009285A 1984-08-22 1985-06-03 半導体装置の製造方法 Pending JPS61278166A (ja)

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DE3530065A DE3530065C2 (de) 1984-08-22 1985-08-22 Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters
US06/768,374 US4727038A (en) 1984-08-22 1985-08-22 Method of fabricating semiconductor device
US07/358,491 US4971922A (en) 1984-08-22 1989-05-30 Method of fabricating semiconductor device
US08/193,912 US5869377A (en) 1984-08-22 1994-02-03 Method of fabrication LDD semiconductor device with amorphous regions

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09172171A (ja) * 1995-12-20 1997-06-30 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5849634A (en) * 1994-04-15 1998-12-15 Sharp Kk Method of forming silicide film on silicon with oxygen concentration below 1018 /cm3

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