JPH10242079A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH10242079A JPH10242079A JP3871297A JP3871297A JPH10242079A JP H10242079 A JPH10242079 A JP H10242079A JP 3871297 A JP3871297 A JP 3871297A JP 3871297 A JP3871297 A JP 3871297A JP H10242079 A JPH10242079 A JP H10242079A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、高融点金属シリサ
イド層を有する半導体装置の製造方法に係わり、特に自
己整合的に高融点金属シリサイドを形成する方法に関す
るものである。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a high melting point metal silicide layer, and more particularly to a method for forming a high melting point metal silicide in a self-aligned manner.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、超LSIを構成するMOS型半導
体装置の動作の高速化のためにソース/ドレイン領域と
ゲート電極とを低抵抗化する必要が生じている。これを
実現するための技術の一つとして、半導体装置全面に高
融点金属膜を堆積した後、熱処理を行って上記高融点金
属とシリコンを反応させ、高融点金属シリサイドをソー
ス/ドレイン領域とゲート電極上に形成するというサリ
サイド技術が存在する。すなわち、この技術はソース/
ドレイン領域とゲート電極上にのみ高融点金属シリサイ
ドを自己整合的に形成するものである(例えばT.Ts
ukamoto他Ext.Abst.on SSDM,
pp45,1984)。2. Description of the Related Art In recent years, it has become necessary to reduce the resistance of a source / drain region and a gate electrode in order to speed up the operation of a MOS type semiconductor device constituting a super LSI. One of the techniques for achieving this is to deposit a refractory metal film over the entire surface of a semiconductor device and then perform a heat treatment to react the refractory metal with silicon, thereby forming a refractory metal silicide into a source / drain region and a gate. There is a salicide technique of forming on an electrode. That is, this technology is
Refractory metal silicide is formed only on the drain region and the gate electrode in a self-aligned manner (for example, T.Ts).
Ukamoto et al. Ext. Abst. on SSDM,
pp 45, 1984).
【0003】しかし、この方法では形成されたシリサイ
ド層に凹凸が存在し、これに起因してPN接合の位置が
接近するため、シリサイド層が無い場合に比較して接合
リーク電流の増大や、ばらつきが大きなるという欠点が
指摘されている。そこで近年、この問題点に対してコバ
ルト堆積前に、Geイオン注入でシリコン基板を非晶質
化した後コバルトシリサイドを形成することで接合リー
ク電流を低減できることが報告された(伏田他 199
6年秋季応用物理学会、公演番号7p−N−15、予稿
集p.589)。However, in this method, there is unevenness in the formed silicide layer, and the position of the PN junction approaches due to the unevenness, so that the junction leakage current increases and becomes uneven compared to the case without the silicide layer. However, it has been pointed out that it is large. Therefore, in recent years, it has been reported that junction leakage current can be reduced by forming cobalt silicide after amorphizing a silicon substrate by Ge ion implantation before depositing cobalt (Fushida et al. 199).
6th Autumn Meeting of the Japan Society of Applied Physics, Performance No. 7p-N-15, Proceedings p. 589).
【0004】そこで以下では、図面を参照しながら上記
した従来のサリサイド技術について説明する。[0004] The following describes the conventional salicide technique described above with reference to the drawings.
【0005】図4(a)〜(g)は、従来のサリサイド
プロセスを示す工程断面図である。まず図4(a)に示
すように、シリコン基板1上にフィールド酸化膜2、ゲ
ート酸化膜3、側面に絶縁性物質からなるサイドウォー
ル5を有する多結晶シリコンゲート4を順次形成する。
次に、図4(b)に示すように、N-チャネルトランジ
スタを形成する領域にはAs+を、P-チャネルトランジ
スタを形成する領域にはBF2 +をそれぞれ後にソース/
ドレイン領域となる部分にイオン注入し、その後100
0℃、10秒でキャリアの活性化熱処理を行うことによ
りソース/ドレイン領域6を形成する。このとき、ソー
ス/ドレイン領域6はイオン注入直後は非晶質化してい
るが、キャリアの活性化熱処理を行うことにより結晶化
してしまう。FIGS. 4A to 4G are sectional views showing a conventional salicide process. First, as shown in FIG. 4A, a field oxide film 2, a gate oxide film 3, and a polycrystalline silicon gate 4 having a side wall 5 made of an insulating material on a side surface are sequentially formed on a silicon substrate 1.
Next, as shown in FIG. 4B, As + is applied to a region where an N − channel transistor is formed, and BF 2 + is applied to a region where a P − channel transistor is formed.
Ion is implanted into the portion to be the drain region, and then 100
The source / drain region 6 is formed by performing a carrier activation heat treatment at 0 ° C. for 10 seconds. At this time, the source / drain region 6 is amorphous immediately after ion implantation, but is crystallized by performing a carrier activation heat treatment.
【0006】次に、図4(c)に示すように半導体装置
全面にGeをイオン注入して半導体装置表面(ソース/
ドレイン領域およびゲートの表面)に非晶質層7を形成
し、その後図4(d)に示すように、半導体装置全面に
シリサイド層形成用材料であるCo膜8、TiN膜9を
スパッタ法により順次堆積する。なお、TiN膜9は後
に行う熱処理の際にCo膜8が酸化されるのを防止する
役割を担っている。Next, as shown in FIG. 4C, Ge ions are implanted into the entire surface of the semiconductor device (source / source).
An amorphous layer 7 is formed on the surface of the drain region and the gate). Thereafter, as shown in FIG. 4D, a Co film 8 and a TiN film 9 which are materials for forming a silicide layer are formed on the entire surface of the semiconductor device by a sputtering method. Deposit sequentially. The TiN film 9 has a role of preventing the Co film 8 from being oxidized during a heat treatment performed later.
【0007】さらに図4(e)に示すように、ランプア
ニール法により450℃で30秒間、第1の熱処理を行
う。この工程により、多結晶シリコンゲート4及びソー
ス/ドレイン領域6上においてのみシリコンとCoが反
応しCoSiまたはCo2Si結晶10が形成されるわ
けであるが、この時サイドウオール5、フィールド酸化
膜2上には未反応のCo膜8が残存している。Further, as shown in FIG. 4E, a first heat treatment is performed at 450 ° C. for 30 seconds by a lamp annealing method. In this step, silicon and Co react only on the polycrystalline silicon gate 4 and the source / drain region 6 to form a CoSi or Co 2 Si crystal 10. At this time, the sidewall 5 and the field oxide film 2 are formed. An unreacted Co film 8 remains on the upper surface.
【0008】そして図4(f)に示すように、H2S
O4:H2O2の混合液を用いてTiN膜9と上記した未
反応のCo膜8を除去する。最後に図4(g)に示すよ
うに、ランプアニール法により825℃で30秒間、第
2の熱処理を行う。この熱処理によりCoSiまたはC
o2Si結晶をより低抵抗なCoSi2結晶11(16μ
Ωcm)に相転移させることにより多結晶シリコンゲー
ト4、ソース/ドレイン領域6の上に低抵抗なCoSi
2結晶11が形成される。[0008] Then, as shown in FIG. 4 (f), H 2 S
The TiN film 9 and the unreacted Co film 8 are removed using a mixed solution of O 4 : H 2 O 2 . Finally, as shown in FIG. 4G, a second heat treatment is performed at 825 ° C. for 30 seconds by a lamp annealing method. By this heat treatment, CoSi or C
The o 2 Si crystal is replaced with a lower-resistance CoSi 2 crystal 11 (16 μm).
Ωcm) to form a low-resistance CoSi on the polycrystalline silicon gate 4 and the source / drain region 6.
Two crystals 11 are formed.
【0009】以上の工程によりMOS型半導体装置の高
速化に必要なシート抵抗10Ω/sq.以下にソース/
ドレイン領域とゲート電極の低抵抗化が達成される。Through the above steps, a sheet resistance of 10 Ω / sq. Source /
Low resistance of the drain region and the gate electrode is achieved.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】上記のコバルトサリサ
イドプロセスで問題となる点は、接合リーク電流が大き
いことである。これは、コバルトシリサイドが均一に成
長せず膜の凹凸が大きくなりPN接合とシリサイド膜と
の距離が小さくなる部分が生じるためであると考えられ
ている。The problem with the above-mentioned cobalt salicide process is that the junction leakage current is large. It is considered that this is because cobalt silicide does not grow uniformly and the unevenness of the film becomes large, resulting in a portion where the distance between the PN junction and the silicide film becomes small.
【0011】これに対して上記の図4に示した技術では
Ge注入で非晶質層が形成され、接合リーク電流が低減
されることが示されているが、それでも接合リーク電流
はなお存在する。On the other hand, the technique shown in FIG. 4 shows that an amorphous layer is formed by Ge implantation and the junction leakage current is reduced, but the junction leakage current still exists. .
【0012】そこで本発明は、図4に示した従来の技術
に対して、更に接合リークを低減することの可能なシリ
サイド層を有する半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a silicide layer capable of further reducing junction leakage, compared to the prior art shown in FIG.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、第1に、半導体
基板上の金属シリサイド形成領域を、最終的に形成され
る金属シリサイドにより消費される半導体基板分より深
く非晶質化する工程と、金属シリサイド形成領域に金属
を堆積した後、熱処理により金属シリサイドを形成する
工程とを有する構成となっている。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises: first, a metal silicide formation region on a semiconductor substrate is formed by a metal silicide to be finally formed; The structure includes a step of amorphizing deeper than the consumed semiconductor substrate and a step of forming a metal silicide by heat treatment after depositing a metal in a metal silicide formation region.
【0014】上記の構成により、非晶質層の厚さを、最
終的に形成される金属シリサイドにより消費される半導
体(シリコン)基板分より厚くすることにより、金属シ
リサイド形成時に消費されるシリコンをすべて非晶質シ
リコンとすることを特徴としている。非晶質シリコンは
結晶シリコンに対し潜熱を有し金属と反応しやすい。し
たがってシリサイド形成時に消費されるシリコンをすべ
て非晶質とすることにより、シリサイド化反応が容易に
なり核形成の密度が増し、粒径が小さく均一で凹凸の少
ないシリサイド層を形成することができる。このため、
接合リーク電流の少ない半導体装置を得ることができ
る。With the above structure, the thickness of the amorphous layer is made larger than that of the semiconductor (silicon) substrate consumed by the finally formed metal silicide, so that the silicon consumed at the time of forming the metal silicide can be reduced. It is characterized in that it is all amorphous silicon. Amorphous silicon has latent heat with respect to crystalline silicon and easily reacts with metal. Therefore, by making all of the silicon consumed during silicide formation amorphous, the silicidation reaction is facilitated, the density of nucleation is increased, and a silicide layer having a small grain size and a small number of irregularities can be formed. For this reason,
A semiconductor device with less junction leakage current can be obtained.
【0015】また本発明の半導体装置の製造方法は、第
2に、半導体基板上の金属シリサイド形成領域に、最終
的に形成される金属シリサイドにより消費される半導体
基板分より厚く非晶質層を形成する工程と、金属シリサ
イド形成領域に金属を堆積した後、熱処理により金属シ
リサイドを形成する工程とを有する構成となっている。In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, secondly, an amorphous layer thicker than the semiconductor substrate consumed by the finally formed metal silicide is formed in the metal silicide formation region on the semiconductor substrate. The structure includes a forming step and a step of forming a metal silicide by heat treatment after depositing a metal in the metal silicide formation region.
【0016】この構成により、金属シリサイド形成予定
領域に非晶質の半導体膜を形成することなるため、半導
体基板のシリコンが消費される量をさらに少なくできる
ため、より接合リーク電流の少ない半導体装置を得るこ
とができる。According to this structure, since an amorphous semiconductor film is formed in the region where the metal silicide is to be formed, the amount of silicon consumed in the semiconductor substrate can be further reduced. Obtainable.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】本発明は、非晶質層を形成する際
の注入の深さすなわち非晶質層の深さと接合リーク電流
の関係について着目したものである。そこで以下では、
本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法につ
いて図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態
ではシリサイドを形成する領域として、ソース/ドレイ
ン領域及び多結晶シリコンゲートを取り上げて説明を行
う。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention focuses on the depth of implantation at the time of forming an amorphous layer, that is, the relationship between the depth of the amorphous layer and the junction leakage current. So in the following,
A method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that in this embodiment, a description will be given by taking a source / drain region and a polycrystalline silicon gate as regions where silicide is formed.
【0018】(実施の形態1)まず本発明実施の形態1
における半導体装置及びその製造方法について図1
(a)〜(g)に示す工程断面図を参照しながら説明す
る。(Embodiment 1) First, Embodiment 1 of the present invention
FIG. 1 shows a semiconductor device and a method of manufacturing the same in FIG.
This will be described with reference to the process sectional views shown in FIGS.
【0019】まず図1(a)に示すように、シリコン基
板1上にフィールド酸化膜2、ゲート酸化膜3、側面に
絶縁性物質からなるサイドウォール5を有する多結晶シ
リコンゲート4を順次形成する。次に、図1(b)に示
すように、N-チャネルトランジスタを形成する領域に
はAs+を、P-チャネルトランジスタを形成する領域に
はBF2 +をそれぞれ後にソース/ドレイン領域となる部
分にイオン注入し、キャリアの活性化熱処理を行うこと
によりソース/ドレイン領域6を形成する。このとき、
ソース/ドレイン領域6はイオン注入直後は非晶質化し
ているが、キャリアの活性化熱処理を行うことにより結
晶化する。なお、本実施の形態では、N -チャネル領域
を形成するためにAs+を3E15のドーズ量で、30
keVで注入し、850℃、30分の熱処理で活性化す
ることより、約0.1μm深さのN +/P接合を形成し
た。First, as shown in FIG.
Field oxide film 2, gate oxide film 3 on plate 1, on side
Polycrystalline silicon having sidewalls 5 made of an insulating material
Recon gates 4 are sequentially formed. Next, as shown in FIG.
As you can see, N-In the area where the channel transistor is formed
Is As+And P-In the area where the channel transistor is formed
Is BFTwo +To become the source / drain regions
Ion implantation and heat treatment for carrier activation
Form source / drain regions 6. At this time,
The source / drain region 6 becomes amorphous immediately after ion implantation.
However, the carrier activation heat treatment
Crystallize. In the present embodiment, N -Channel area
To form As+At a dose of 3E15, 30
Inject at keV and activate by heat treatment at 850 ° C for 30 minutes
It is possible to obtain a depth of about 0.1 μm +/ P junction is formed
Was.
【0020】次に、図1(c)に示すように半導体装置
全面にAs+を3E14のドーズ量で、60keVのエ
ネルギーでイオン注入する。この工程は、後にシリサイ
ド層を形成する際に反応するソース/ドレイン領域及び
多結晶シリコンゲート表面付近を非晶質化する工程であ
り、必ずしもAs+を用いてイオン注入を行う必要性は
なく、Ge等を用いてもよい。この図1(c)に示す非
晶質化の工程により、最終的に形成される金属シリサイ
ドにより消費される半導体基板分より深く、半導体基板
中に非晶質層を形成する。但し、PN接合よりも浅い深
さで非晶質化を行うことは言うまでもない。Next, as shown in FIG. 1C, As.sup. + Ions are implanted into the entire surface of the semiconductor device at a dose of 3E14 and an energy of 60 keV. This step is a step of amorphizing the source / drain regions and the vicinity of the surface of the polycrystalline silicon gate which react when a silicide layer is formed later, and it is not always necessary to perform ion implantation using As + . Ge or the like may be used. By the amorphization step shown in FIG. 1C, an amorphous layer is formed in the semiconductor substrate deeper than the semiconductor substrate consumed by the finally formed metal silicide. However, it goes without saying that amorphization is performed at a depth shallower than the PN junction.
【0021】ここで本発明者らは、文献(M.Miya
ke et al.,J.Electrochem.S
oc.135,2872)では2E15のドーズ量でS
i+を注入した際に形成される晶質層の形成深さについ
て、20keVで50nm、40keVで95nmであ
ると述べられていることから、非晶質化される深さは、
ほぼSi+の飛程の平均値+その飛程の標準偏差×1.
2に一致すると考えた。一方、本発明においても、注入
エネルギーを変えて、As+を3E14のドーズ量でS
i基板に注入した際に形成される非晶質層7の厚さの変
化を調べた結果、20keVで24.5nm、40ke
Vで46nmの厚さまで非晶質層が形成されており、イ
オン注入で形成される非晶質層の深さは、ほぼ注入され
たイオンの飛程の平均値+その飛程の標準偏差×1.2
程度(粒子の飛程の平均値に前記飛程の標準偏差の1.
2倍を加えた値)を考えればよいことがわかった。これ
より、As+を3E14のドーズ量で、60keVのエ
ネルギーでイオン注入した際に形成される非晶質層の深
さは56nm程度と予測される。Here, the present inventors have described the literature (M. Miyata).
ke et al. , J. et al. Electrochem. S
oc. 135, 2872) at 2E15 dose
Since it is stated that the formation depth of the crystalline layer formed when i + is implanted is 50 nm at 20 keV and 95 nm at 40 keV, the depth to be amorphized is:
Average value of range of Si ++ standard deviation of the range × 1.
I thought it matched 2. On the other hand, also in the present invention, As + is changed at a dose of 3E14 by changing the implantation energy.
As a result of examining the change in the thickness of the amorphous layer 7 formed upon implantation into the i-substrate, 24.5 nm and 40 ke at 20 keV were obtained.
The amorphous layer is formed to a thickness of 46 nm at V, and the depth of the amorphous layer formed by ion implantation is substantially equal to the average value of the range of the implanted ions + the standard deviation of the range. 1.2
Degree (the average value of the range of the particle is 1.
(A value obtained by adding 2 times). From this, it is estimated that the depth of the amorphous layer formed when As + is ion-implanted at a dose of 3E14 at an energy of 60 keV is about 56 nm.
【0022】その後図1(d)に示すように、半導体装
置全面にCo膜8を13nm、TiN膜9を20nm、
スパッタ法により順次堆積する。そして図1(e)に示
すように、ランプアニール法により500℃で60秒
間、第1の熱処理を行う。この工程により、ゲート電極
4、ソース/ドレイン領域6上のみシリコンとCoが反
応しCoSiまたはCo2Si結晶10が形成される。
なお、この時サイドウオール5、フィールド酸化膜2上
には未反応のCoが残っている場合もある。Thereafter, as shown in FIG. 1D, a Co film 8 is formed to a thickness of 13 nm, a TiN film 9 is formed to a thickness of 20 nm, and
The layers are sequentially deposited by a sputtering method. Then, as shown in FIG. 1E, a first heat treatment is performed at 500 ° C. for 60 seconds by a lamp annealing method. Through this step, silicon and Co react only on the gate electrode 4 and the source / drain region 6 to form a CoSi or Co 2 Si crystal 10.
At this time, unreacted Co may remain on the sidewalls 5 and the field oxide film 2 in some cases.
【0023】その後図1(f)に示すように、H2S
O4:H2O2の混合液を用いてTiN膜9と未反応のC
o膜8を除去し、最後に図1(g)に示すように、ラン
プアニール法により750℃で60秒間、第2の熱処理
を行う。この熱処理によりCoSiまたはCo2Si結
晶をより低抵抗なCoSi2結晶11(16μΩcm)
に相転移させる。これによりMOS型半導体装置の高速
化に必要なシート抵抗10Ω/sq.以下にソース/ド
レイン領域とゲート電極の低抵抗化が達成される。断面
SEM観察によれば、今回形成されたCoSi2の厚さ
は約46nmであった。Thereafter, as shown in FIG. 1 (f), H 2 S
Using a mixed solution of O 4 : H 2 O 2 , unreacted C
The o film 8 is removed, and finally, as shown in FIG. 1G, a second heat treatment is performed at 750 ° C. for 60 seconds by a lamp annealing method. By this heat treatment, the CoSi or Co 2 Si crystal is transformed into a lower-resistance CoSi 2 crystal 11 (16 μΩcm).
Phase transition. As a result, a sheet resistance of 10 Ω / sq. The resistance reduction of the source / drain region and the gate electrode is achieved below. According to the cross-sectional SEM observation, the thickness of the CoSi 2 formed this time was about 46 nm.
【0024】ここで図3に、ウエハ面内の接合リーク特
性のヒストグラムを示す。この実験はウエハ面内のn+
/p接合面積が0.522mm2である25カ所の2.
5V印加時の逆方向電流を測定したものであり、横軸に
接合リーク電流値、縦軸に上記の25カ所中のいくつが
該当するかを示している。また図3において(a)はA
sによる非晶質化処理を行っていないもの、(b)はA
sを20KeVのエネルギーにより注入して非晶質化処
理を行ったもの、(c)はAsを40KeVのエネルギ
ーにより注入して非晶質化処理を行ったもの、(d)は
Asを60KeVのエネルギーにより注入して非晶質化
処理を行ったものの結果を示している。FIG. 3 shows a histogram of the junction leak characteristics in the wafer plane. In this experiment, n +
/ P junction area is 0.522 mm 2 in 25 places 2.
The reverse current when 5 V was applied was measured. The horizontal axis shows the junction leak current value, and the vertical axis shows how many of the above 25 locations correspond. In FIG. 3, (a) shows A
s without the amorphization treatment by s.
s is implanted with an energy of 20 KeV to perform an amorphization process, (c) is a case where As is implanted with an energy of 40 KeV and an amorphization process is performed, and (d) is a case where As is implanted with 60 KeV. The results are shown for the case of performing an amorphization process by implanting with energy.
【0025】この図3の結果から明らかなように、As
の注入エネルギーが40keV以上で接合リーク分布が
極めて少なくなり安定する傾向が見られた。図3(c)
及び(d)に示すように接合リーク分布が極めて少なく
なったのは、CoSi2を形成するのに必要なSiの厚
さだけ、非晶質化層を形成したことに起因すると考えら
れる。上記のように、CoSi2を形成するのに必要な
Siの厚さだけ非晶質化層を形成すると、この非晶質シ
リコンは結晶シリコンに対し潜熱を有し金属と反応しや
すいため、シリサイド形成領域において均一にシリサイ
ド化反応の核形成が多数行われ、結果として、粒径が小
さく均一で凹凸の少ないシリサイド層を形成することが
できる。As is apparent from the results shown in FIG.
When the implantation energy is 40 keV or more, the junction leakage distribution is extremely reduced, and the tendency is found to be stable. FIG. 3 (c)
It is considered that the reason why the junction leak distribution was extremely reduced as shown in FIG. 3D and (d) is that the amorphous layer was formed by the thickness of Si necessary for forming CoSi 2 . As described above, when an amorphized layer is formed by the thickness of Si necessary for forming CoSi 2 , this amorphous silicon has latent heat with respect to crystalline silicon and easily reacts with a metal. Many nuclei of the silicidation reaction are uniformly formed in the formation region, and as a result, a silicide layer having a small particle size and uniformity with less unevenness can be formed.
【0026】本実施の形態のようにイオン注入で非晶質
化層を形成する場合は、前にも述べたように、イオン注
入で形成される非晶質層の深さは、ほぼ注入されたイオ
ンの飛程の平均値+その飛程の標準偏差×1.2程度で
あるので、非晶質層の形成を、その飛程の平均値+その
飛程の標準偏差×1.2が、金属シリサイド層形成によ
って消費される半導体の膜厚より大きくなるような注入
エネルギーを有するイオン注入で行なえばよい。In the case where the amorphized layer is formed by ion implantation as in this embodiment, as described above, the depth of the amorphous layer formed by ion implantation is substantially Since the average value of the range of the ion + the standard deviation of the range x 1.2, the formation of the amorphous layer is determined by the average value of the range + the standard deviation of the range x 1.2. Alternatively, the ion implantation may be performed with an implantation energy that is larger than the thickness of the semiconductor consumed by the formation of the metal silicide layer.
【0027】(実施の形態2)次に、本発明実施の形態
2における半導体装置の製造方法について図2(a)〜
(g)に示す工程断面図を参照しながら説明する。Embodiment 2 Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to the process sectional view shown in FIG.
【0028】まず、図2(a)及び(b)は、上記した
実施の形態1と同様であるため説明は省略する。First, FIGS. 2 (a) and 2 (b) are the same as those in the above-described first embodiment, and will not be described.
【0029】次に、図2(c)に示すように本実施の形
態では、多結晶シリコンゲート4、ソース/ドレイン6
上にのみ、非晶質化Si12を形成する。この非晶質化
Si12の形成方法としては、結晶Siを多結晶シリコ
ンゲート4、ソース/ドレイン6上に選択的に成長さ
せ、その後、As+を注入し選択的に成長した層と必要
ならソース/ドレイン内部までを非晶質化させる。この
時、非晶質化Siの厚さは、上記の実施の形態1で述べ
たのと同じ理由から、CoSi2を形成するのに必要な
Siの厚さ以上にしておく必要がある。Next, as shown in FIG. 2C, in this embodiment, the polysilicon gate 4, the source / drain 6
Amorphous Si12 is formed only on top. As a method of forming the amorphized Si 12, crystalline Si is selectively grown on the polycrystalline silicon gate 4 and the source / drain 6, and then a layer selectively grown by implanting As + and a source if necessary. / Amorphize up to the inside of the drain. At this time, the thickness of the amorphized Si needs to be equal to or greater than the thickness of Si necessary for forming CoSi 2 for the same reason as described in the first embodiment.
【0030】次に図1(d)〜(g)までは、上記の実
施の形態1と同じなので説明を省略する。本実施の形態
の場合も、CoSi2を形成するのに必要なSiの厚さ
以上に、非晶質化Si12を形成することで接合リーク
が抑制できる。Next, FIGS. 1 (d) to 1 (g) are the same as those in the first embodiment, and will not be described. Also in the case of the present embodiment, the junction leak can be suppressed by forming the amorphized Si 12 to have a thickness greater than the thickness of Si necessary for forming CoSi 2 .
【0031】本実施の形態では、金属シリサイド形成予
定領域に非晶質の半導体膜を形成することにより半導体
基板中のシリコンが金属シリサイド形成により、消費さ
れる量が上記の実施の形態1の場合よりさらに少なくで
きる。そのため、接合とシリサイド間の距離をより離す
ことができるため、より接合リーク電流の少ない半導体
装置を得ることが可能となる。In the present embodiment, an amorphous semiconductor film is formed in a region where a metal silicide is to be formed, so that silicon in a semiconductor substrate is consumed by the metal silicide formation in the case of the first embodiment. Can be even less. Therefore, the distance between the junction and the silicide can be further increased, so that a semiconductor device with less junction leakage current can be obtained.
【0032】以上本発明について実施の形態とともに説
明を行ったが、本発明の実施の形態では、最終的に形成
される金属シリサイドとして、CoSi2を用いたが、
NiSiやTiSi2、WSi2等、他のシリサイドを形
成してもよい。また、基板としてはSiを用いたがSi
中にGeやC等、他の元素を含んだ基板を用いてもよ
い。さらに、非晶質化層を形成する方法としてイオン注
入法を用いたが、他の方法で非晶質化層を形成してもよ
い。例えば窒素のプラズマにさらす等の方法を用いても
よい。Although the present invention has been described in conjunction with the embodiments, in the embodiments of the present invention, CoSi 2 is used as the finally formed metal silicide.
Another silicide such as NiSi, TiSi 2 , WSi 2 or the like may be formed. Although Si was used as the substrate,
A substrate containing another element such as Ge or C therein may be used. Further, although the ion implantation method is used as a method of forming the amorphized layer, the amorphized layer may be formed by another method. For example, a method such as exposure to nitrogen plasma may be used.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上本発明によれば、シリサイド層形成
に必要なSiをすべて非晶質化することにより、シリサ
イド化反応を容易にし、粒径が小さく均一で凹凸の少な
いシリサイド層を形成でき、結果として、接合リーク電
流の少ない半導体装置を得ることができる。As described above, according to the present invention, all of the Si necessary for forming the silicide layer is made amorphous, whereby the silicidation reaction is facilitated, and a silicide layer having a small particle size, uniformity and small irregularities can be formed. As a result, a semiconductor device with less junction leakage current can be obtained.
【図1】本発明の実施の形態1における半導体装置の製
造工程断面図FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
【図2】本発明の実施の形態2における半導体装置の製
造工程断面図FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図3】本発明の実施の形態における半導体装置の接合
リーク電流特性を示す図FIG. 3 is a diagram showing junction leakage current characteristics of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention;
【図4】従来の半導体装置の製造工程断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a conventional semiconductor device.
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 多結晶シリコンゲート 5 サイドウオール 6 ソース/ドレイン 7 非晶質化層 8 Co膜 9 TiN膜 10 Co2SiまたはCoSi 11 CoSi2 12 非晶質化Si膜1 silicon substrate 2 field oxide film 3 gate oxide film 4 polycrystalline silicon gate 5 side wall 6 source / drain 7 amorphized layer 8 Co film 9 TiN film 10 Co 2 Si or CoSi 11 CoSi 2 12 amorphization Si film
Claims (4)
を、最終的に形成される前記金属シリサイドにより消費
される半導体基板分より深く非晶質化する工程と、前記
金属シリサイド形成領域に金属を堆積した後、熱処理に
より前記金属シリサイドを形成する工程とを有する半導
体装置の製造方法。A step of amorphizing a metal silicide formation region on a semiconductor substrate deeper than a semiconductor substrate consumed by the metal silicide to be finally formed; and depositing a metal in the metal silicide formation region. Forming the metal silicide by heat treatment after the heat treatment.
に、最終的に形成される前記金属シリサイドにより消費
される半導体基板分より厚く非晶質層を形成する工程
と、前記金属シリサイド形成領域に金属を堆積した後、
熱処理により金属シリサイドを形成する工程とを有する
半導体装置の製造方法。2. A step of forming an amorphous layer in a metal silicide formation region on a semiconductor substrate which is thicker than a semiconductor substrate consumed by the metal silicide to be finally formed; After depositing
Forming a metal silicide by heat treatment.
の1.2倍を加えた値が、金属シリサイド層形成によっ
て消費される半導体の膜厚より大きくなるような注入エ
ネルギーを有するイオン注入を行うことにより半導体基
板上の金属シリサイド形成領域を非晶質化することを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。3. An implantation energy such that a value obtained by adding 1.2 times the standard deviation of the range to the average value of the range of the particles is larger than the film thickness of the semiconductor consumed by forming the metal silicide layer. 2. The method according to claim 1, wherein the metal silicide formation region on the semiconductor substrate is made amorphous by performing ion implantation.
であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の
半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 1, wherein the metal silicide film is a cobalt silicide film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3871297A JPH10242079A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP3871297A JPH10242079A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Manufacture of semiconductor device |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10242079A true JPH10242079A (en) | 1998-09-11 |
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ID=12532946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3871297A Pending JPH10242079A (en) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH10242079A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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1997
- 1997-02-24 JP JP3871297A patent/JPH10242079A/en active Pending
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