JP2006114651A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006114651A JP2006114651A JP2004299809A JP2004299809A JP2006114651A JP 2006114651 A JP2006114651 A JP 2006114651A JP 2004299809 A JP2004299809 A JP 2004299809A JP 2004299809 A JP2004299809 A JP 2004299809A JP 2006114651 A JP2006114651 A JP 2006114651A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor
- semiconductor device
- region
- silicide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 106
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 23
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 60
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 27
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 5
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 5
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- -1 silicide compound Chemical class 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N bis($l^{2}-silanylidene)molybdenum Chemical compound [Si]=[Mo]=[Si] YXTPWUNVHCYOSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021344 molybdenum silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021334 nickel silicide Inorganic materials 0.000 description 1
- RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N nickel silicide Chemical compound [Ni]=[Si]=[Ni] RUFLMLWJRZAWLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
【課題】均一で良好な特性を有する半導体金属合金層を有する半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明にかかる半導体装置の製造方法は、(a)半導体層10の上方にゲート絶縁層20を形成する工程と、(b)前記ゲート絶縁層の上方にゲート電極22を形成する工程と、(c)前記半導体層の上方の所定の領域にレジスト層を形成する工程と、(d)前記レジスト層に覆われていない領域の半導体層の表面40をアモルファス化する工程と、(e)前記半導体層の上方に金属層32aを形成する工程と、(f)アモルファス化された前記半導体層と、前記金属層とを反応させるために熱処理を行う工程と、を含む。
【選択図】図4A method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor metal alloy layer having uniform and good characteristics is provided.
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes: (a) a step of forming a gate insulating layer 20 above a semiconductor layer 10; and (b) forming a gate electrode 22 above the gate insulating layer. (C) forming a resist layer in a predetermined region above the semiconductor layer; (d) amorphizing the surface 40 of the semiconductor layer in a region not covered with the resist layer; e) forming a metal layer 32a above the semiconductor layer; and (f) performing a heat treatment to react the amorphous semiconductor layer with the metal layer.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関する。特に本発明は、低抵抗化を図るためにシリサイド層のような半導体金属合金層が形成された半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor metal alloy layer such as a silicide layer is formed in order to reduce resistance.
近年、MOSトランジスタの微細化に伴い、ソース領域およびドレイン領域等を低抵抗化するために、シリサイド層に代表される半導体金属合金層を形成する技術が知られている。このような半導体金属合金層を有する半導体装置においては、さらなる特性の向上の要求に応じて、均一で良好な特性を有する半導体金属合金層を形成する技術が望まれている。 2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of MOS transistors, a technique for forming a semiconductor metal alloy layer typified by a silicide layer is known in order to reduce the resistance of a source region and a drain region. In a semiconductor device having such a semiconductor metal alloy layer, a technique for forming a semiconductor metal alloy layer having uniform and good characteristics is desired in response to a demand for further improvement of characteristics.
本発明の目的は、均一で良好な特性を有する半導体金属合金層を有する半導体装置の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a semiconductor metal alloy layer having uniform and good characteristics.
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
(a)半導体層の上方にゲート絶縁層を形成する工程と、
(b)前記ゲート絶縁層の上方にゲート電極を形成する工程と、
(c)前記半導体層の上方の所定の領域にレジスト層を形成する工程と、
(d)前記レジスト層に覆われていない領域の半導体層の表面をアモルファス化する工程と、
(e)前記半導体層の上方に金属層を形成する工程と、
(f)アモルファス化された前記半導体層と、前記金属層とを反応させるために熱処理を行う工程と、を含む。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
(A) forming a gate insulating layer above the semiconductor layer;
(B) forming a gate electrode above the gate insulating layer;
(C) forming a resist layer in a predetermined region above the semiconductor layer;
(D) amorphizing the surface of the semiconductor layer in a region not covered with the resist layer;
(E) forming a metal layer above the semiconductor layer;
(F) The process which heat-processes in order to make the said semiconductor layer made amorphous and the said metal layer react.
かかる態様によれば、アモルファス化された前記半導体層と、前記金属層とを反応させるため、均一で良好な特性を有する半導体金属合金層を形成することができる。 According to this aspect, since the amorphous semiconductor layer and the metal layer are reacted, a semiconductor metal alloy layer having uniform and good characteristics can be formed.
本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記工程(f)では、530℃〜560℃で熱処理を行うことができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
In the step (f), heat treatment can be performed at 530 ° C. to 560 ° C.
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、金属層を形成する前に所望の領域の半導体層の表面をアモルファス化するため、530℃〜560℃の熱処理により、半導体層と金属層とを反応させ、半導体金属合金層を形成することができる。 According to the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the semiconductor layer and the metal layer are formed by heat treatment at 530 ° C. to 560 ° C. in order to amorphize the surface of the semiconductor layer in a desired region before forming the metal layer. By reacting, a semiconductor metal alloy layer can be formed.
本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記半導体層は、シリコン層であり、
前記工程(f)では、熱処理を行うことによりシリサイド層を形成することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
The semiconductor layer is a silicon layer;
In the step (f), a silicide layer can be formed by performing a heat treatment.
本発明にかかる半導体装置の製造方法によれば、金属層を形成する前に所望の領域の半導体層の表面をアモルファス化するため、当該所望の領域にのみ、自己整合的にシリサイド層を形成することができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the surface of the semiconductor layer in a desired region is amorphized before forming the metal layer, so that the silicide layer is formed in a self-aligned manner only in the desired region. be able to.
本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記工程(f)では、
アモルファス化された領域に第1のシリサイド層が形成され、
アモルファス化されなかった領域に第2のシリサイド層が形成され、
前記工程(f)の後に、
(g)未反応の前記金属層および前記第2のシリサイド層を除去する工程、
をさらに含むことができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
In the step (f),
A first silicide layer is formed in the amorphized region;
A second silicide layer is formed in a region that has not been amorphized;
After step (f)
(G) removing the unreacted metal layer and the second silicide layer;
Can further be included.
アモルファス化された半導体層は、アモルファス化されなかった結晶の領域と比べて、金属層と反応しやすい。よって、第2のシリサイド層は、第1のシリサイド層より薄く、アモルファス化されたシリサイド化合物を多く含むため、第1のシリサイド層と選択比をとることができる。よって、たとえばウェットエッチングにより、第2のシリサイド層を金属層と同時に除去し、第1のシリサイド層を残すことができる。したがって、第2のシリサイド層が形成された場合であっても、工程数を増やすことなく除去することができる。 The amorphous semiconductor layer is more likely to react with the metal layer than the crystalline region that has not been amorphized. Therefore, the second silicide layer is thinner than the first silicide layer and contains a large amount of the amorphized silicide compound, so that the selection ratio with the first silicide layer can be obtained. Therefore, the second silicide layer can be removed simultaneously with the metal layer, for example, by wet etching, and the first silicide layer can be left. Therefore, even if the second silicide layer is formed, it can be removed without increasing the number of steps.
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、
前記工程(g)の後に、
(h)熱処理を行う工程、
をさらに含むことができる。
A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes:
After step (g)
(H) a step of performing a heat treatment;
Can further be included.
本発明にかかる半導体装置の製造方法において、
前記工程(d)では、前記レジスト層に覆われていない領域の半導体層にイオン注入を行うことにより、アモルファス化することができる。これにより、容易に半導体層をアモルファス化することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention,
In the step (d), the semiconductor layer in a region not covered with the resist layer can be made amorphous by performing ion implantation. Thereby, the semiconductor layer can be easily made amorphous.
以下に、本実施の形態の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the present embodiment will be described.
1.半導体装置
図1は、本実施の形態にかかる半導体装置100を模式的に示す断面図である。
1. Semiconductor Device FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a
半導体装置100は、半導体層10上に形成された第1のMOSトランジスタ110と、第2のMOSトランジスタ120と、素子分離領域12とを含む。第1のMOSトランジスタ110と第2のMOSトランジスタ120は、半導体層10上に形成されたゲート絶縁層20と、ゲート絶縁層20上に形成されたゲート電極22と、ゲート電極22の側壁に形成された側壁絶縁層24と、ドレイン領域14と、ソース領域26とをそれぞれ有する。
The
さらに第1のMOSトランジスタ110は、シリサイド層32(第1のシリサイド層)を有する。シリサイド層32は、ソース領域26の上方、ドレイン領域14の上方、およびゲート電極22の上方に形成されている。一方、第2のMOSトランジスタ120は、シリサイド層を有さない。
Further, the
なお、本実施の形態にかかる半導体装置100は、半導体層10上に第1のMOSトランジスタ110および第2のMOSトランジスタ120が形成されているが、これにかえて、たとえばSOIのように、絶縁層上に形成された半導体層上に第1のMOSトランジスタ110および第2のMOSトランジスタ120が形成されていてもよい。
In the
また、本実施の形態では、一例として、トランジスタが2つ形成された半導体装置100を用いて説明しているが、トランジスタは、1つでもよいし、2つ以上であってもよく、シリサイド層を形成する領域と、シリサイド層を形成しない領域の双方を有すればよい。このように、シリサイド層を形成する領域と、シリサイド層を形成しない領域の双方を有する半導体装置の製造方法を以下に示す。
In this embodiment, the
2.半導体装置の製造方法
本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法について、図2から図5を参照しながら説明する。
2. Semiconductor Device Manufacturing Method A semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
(1)まず、半導体層10を準備する。本実施の形態では、半導体層10を用いているがこれにかえて、SOI基板、サファイヤ上にシリコン層が形成された基板、石英基板またはガラス基板上にシリコン層が形成された基板等を用いてもよい。半導体層10の材料としては、たとえば、Si、SiGe、GaAs、InP、GaP、GaNなどを用いることができる。本実施の形態では、半導体層10の一例として、Siを用いる。
(1) First, the
ついで、図2に示すように、半導体層10上に素子分離領域12を形成する。素子分離領域12は、LOCOS法、STI法などの公知の方法により形成される。
Next, as shown in FIG. 2, an
ついで、図2に示すように、しきい値の調整のために、所定の導電型の不純物を半導体層10に導入し、ゲート絶縁層20およびゲート電極22を形成する。ゲート絶縁層20としては、たとえば、酸化シリコン膜を熱酸化法により形成することができる。ついで、ゲート絶縁層20の上に、ゲート電極22のための導電層(図示せず)を形成する。導電層としては、たとえば、多結晶シリコン層を200nm程堆積することができる。その後、この導電層を公知のリソグラフィーおよびエッチング技術によりパターニングすることによりゲート電極22が形成される。ついで、LDD領域形成のために、所定の導電型の不純物を半導体層10に導入する。
Next, as shown in FIG. 2, an impurity of a predetermined conductivity type is introduced into the
ついで、図2に示すように、ゲート電極22の側面に側壁絶縁層24を形成する。側壁絶縁層24の形成は、たとえば、以下のようにして行なうことができる。半導体層10の全面の上方に絶縁層(図示せず)を形成する。絶縁層としては、窒化シリコン膜や酸化シリコン膜またそれらの積層膜を用いることができる。その後、この絶縁層に異方性のエッチングを施すことにより、ゲート電極22の側面に側壁絶縁層24を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 2,
ついで、図2に示すようにソース領域26およびドレイン領域14を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, the
ソース領域26およびドレイン領域14を形成するための領域に、公知の方法により所定の導電型の不純物を半導体層10に導入する。その後、熱処理を施し、導入した不純物を活性化する。
An impurity of a predetermined conductivity type is introduced into the
(2)次に、図4に示すように、アモルファス半導体層40を形成する。
(2) Next, as shown in FIG. 4, an
アモルファス半導体層40の形成方法としての一例を説明する。まず、半導体層10上の全面にレジストを塗布する。次に、リソグラフィー法により該レジストを、図3に示すように、パターニングすることにより、所定の領域にレジスト層R1が形成される。レジスト層R1を形成するための所定の領域とは、シリサイド層を形成すべき領域以外の領域である。
An example of a method for forming the
ついで、レジスト層R1をマスクとして、半導体層10にイオン注入することにより、半導体層10およびゲート電極22の表面をアモルファス化し、アモルファス半導体層40を形成する。ここでは、アルゴン、ゲルマニウム、シリコン、砒素などがイオン注入される。イオン注入後、レジスト層R1を除去する。
Next, by ion-implanting the
(3)次に、図4に示すように、半導体層10の上方の全面に金属層32aを形成する。金属層32aとしては、たとえば、Tiを約20nm、スパッタ法により堆積させる。また金属層32aとしてはCo、Ni、Mo、Pt、Rbであっても良い。なお、ゲート電極22の上方にも金属層32aは形成される。
(3) Next, as shown in FIG. 4, a
なお、Tiの酸化を防止するために、窒化チタン層をバリア膜として金属層32aの上にスパッタ法等により堆積させてもよい。
In order to prevent oxidation of Ti, a titanium nitride layer may be deposited as a barrier film on the
(4)次に、第1段目の熱処理を行ない、金属層32aと、半導体層10およびゲート電極22とをシリサイド化反応させ、シリサイド層32を形成する。シリサイド層32は、チタンシリサイド、コバルトシリサイド、ニッケルシリサイド、モリブデンシリサイド等のシリサイド化合物からなる。第1段目の熱処理後、たとえばC49結晶のチタンシリサイドが形成される。
(4) Next, the first-stage heat treatment is performed to cause the
この第1段目の熱処理は、たとえば、RTA法を用いて、処理温度が530℃〜560℃で、窒素または希ガス雰囲気の下、120秒間行なうことができる。アモルファス化された領域では、半導体層10中のシリコン原子同士の結合が、アモルファス化されていない領域と比べて弱くなっているため、シリサイド化反応が、良好に行われる。一方、この処理温度において、アモルファス化されていない領域では、たとえ半導体層10が露出している領域であっても、シリサイド化反応はほとんど起こらないが、たとえ起こった場合であっても、シリサイド化合物の薄いアモルファスシリサイド層34(第2のシリサイド層)が形成されるのみである。
This first stage heat treatment can be performed, for example, using the RTA method at a processing temperature of 530 ° C. to 560 ° C. in a nitrogen or rare gas atmosphere for 120 seconds. In the amorphized region, the bonding between silicon atoms in the
ついで、未反応の金属層32aおよびアモルファスシリサイド層34(第2のシリサイド層)を除去する。未反応の金属層32aの除去は、たとえばNH4OH,H2O2,H2Oの混合液を用いたウェットエッチングにより行なうことができる。
Next, the
なお、工程(3)において、窒化チタン層を堆積させた場合には、窒化チタン層も同時に除去される。 In the step (3), when the titanium nitride layer is deposited, the titanium nitride layer is also removed at the same time.
(5)次に、第2段目の熱処理を施すことで、シリサイド層32をより安定的なものにする。第2段目の熱処理は、たとえば処理温度が750℃〜850℃で窒素雰囲気の下、30秒間行なう。これにより、C49結晶のチタンシリサイドは、より低抵抗なC54結晶のチタンシリサイドに相転移する。
(5) Next, the
以上の工程により本実施の形態にかかる半導体装置100を形成することができる。
The
本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、シリサイド層32を有する半導体装置100を形成することができる。通常、シリサイド化反応のために第1段目の熱処理は、600℃〜700℃で行う。しかし、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法では、予めシリサイド層32の形成領域をアモルファス化するため、第1の熱処理が、530℃〜560℃という通常より低い温度であっても、半導体層10をシリサイド化することができる。
According to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the
また、本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、シリサイド層32を有する第1のMOSトランジスタ110と、シリサイド層32を有さない第2のMOSトランジスタ120とを備えた半導体装置100を形成することができる。通常、このような半導体装置を製造する際、シリサイド層を形成しない領域に、酸化シリコンなどのハードマスクを用いるが、このハードマスクを除去した後の残渣によって、シリサイド層が不均一になる場合がある。また、ハードマスク自体が不均一に形成されている場合にも、シリサイド層が不均一になる。また、ハードマスクを除去する際、ゲート電極の側壁絶縁層までエッチングしてしまう場合がある。このように、ハードマスクを用いた場合、良好なシリサイド層を形成するのは困難である。
Further, according to the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the
そこで本実施の形態にかかる半導体装置の製造方法によれば、アモルファス化した領域のみに自己整合的にシリサイド層32を形成することができるため、シリサイド層を形成しない領域にハードマスクを形成する必要がない。また、アモルファス化しない領域には、ハードマスクではなく、レジスト層を形成するため、マスクの形成工程および除去工程が容易である。よって、上述したハードマスクに基づく問題がなく、容易に良好なシリサイド層を形成することができる。
Therefore, according to the manufacturing method of the semiconductor device according to the present embodiment, the
3.実験例
本実施の形態の製造方法によって得られた半導体装置のシート抵抗の測定を行った。
3. Experimental Example The sheet resistance of the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the present embodiment was measured.
図6は、シリサイド層のシート抵抗の第1段目の熱処理温度に対する依存性を示す図である。横軸は、第1段目の熱処理温度を示し、縦軸は、半導体装置のシート抵抗(Ω/□)を示す。 FIG. 6 is a diagram showing the dependence of the sheet resistance of the silicide layer on the first stage heat treatment temperature. The horizontal axis represents the first stage heat treatment temperature, and the vertical axis represents the sheet resistance (Ω / □) of the semiconductor device.
実験に用いた半導体装置は、上記工程(3)において、バリア膜として窒化チタン150Åを堆積し、金属層としてチタンを200Å堆積することにより得られたものである。第1段目の熱処理時間は、120秒であり、第2段目の熱処理温度は810℃、熱処理時間は、30秒であった。イオン注入を行うことによりアモルファス化した半導体装置と、イオン注入を行わなかった半導体装置のシート抵抗を測定した。シート抵抗が100Ω/□未満である場合にシリサイド層が形成されていると判断できる。 The semiconductor device used in the experiment was obtained by depositing 150 チ タ ン titanium nitride as the barrier film and 200 チ タ ン titanium as the metal layer in the step (3). The heat treatment time for the first stage was 120 seconds, the heat treatment temperature for the second stage was 810 ° C., and the heat treatment time was 30 seconds. The sheet resistances of the semiconductor device made amorphous by ion implantation and the semiconductor device not ion-implanted were measured. It can be determined that the silicide layer is formed when the sheet resistance is less than 100Ω / □.
図6によれば、イオン注入を行った半導体装置において、第1段目の熱処理温度が530℃以上でシート抵抗が100Ω/□未満となっているため、シリサイド層が形成されていることが確認された。また、イオン注入を行わなかった半導体装置において、第1段目の熱処理温度が560℃を超えた温度で、シート抵抗が低下し始めているため、シリサイド層が形成されていることが確認された。 According to FIG. 6, in the semiconductor device subjected to ion implantation, it is confirmed that a silicide layer is formed because the first stage heat treatment temperature is 530 ° C. or more and the sheet resistance is less than 100Ω / □. It was done. In addition, in the semiconductor device in which ion implantation was not performed, it was confirmed that a silicide layer was formed because the sheet resistance began to decrease at a temperature at which the first stage heat treatment temperature exceeded 560 ° C.
よって、図6によれば、アモルファス化されていない領域でシリサイド層が形成されず、かつ、アモルファス化されている領域でシリサイド層が形成される温度範囲は、530℃〜560℃であった。 Therefore, according to FIG. 6, the temperature range in which the silicide layer is not formed in the non-amorphized region and the silicide layer is formed in the amorphous region is 530 ° C. to 560 ° C.
また、アモルファス化されている領域でシリサイド層が形成された場合、シリサイド層のシート抵抗は、10Ω/□以下であることがより好ましく、本実施の形態では、約540℃〜約560℃に相当する。この温度範囲で、特性の良好なシリサイド層を形成することができる。 Further, when a silicide layer is formed in an amorphous region, the sheet resistance of the silicide layer is more preferably 10 Ω / □ or less, and in this embodiment, it corresponds to about 540 ° C. to about 560 ° C. To do. A silicide layer having good characteristics can be formed in this temperature range.
本発明は、上述の実施の形態に限定されることなく、本発明の要旨の範囲内で変形することが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified within the scope of the gist of the present invention.
10 半導体層、12 素子分離領域、14 ドレイン領域、20 ゲート絶縁層、22 ゲート電極、24 側壁絶縁層、26 ソース領域、32 シリサイド層、34 アモルファスシリサイド層、40 アモルファス半導体層、100 半導体装置、110 第1のMOSトランジスタ、120 第2のMOSトランジスタ
DESCRIPTION OF
Claims (6)
(b)前記ゲート絶縁層の上方にゲート電極を形成する工程と、
(c)前記半導体層の上方の所定の領域にレジスト層を形成する工程と、
(d)前記レジスト層に覆われていない領域の半導体層の表面をアモルファス化する工程と、
(e)前記半導体層の上方に金属層を形成する工程と、
(f)アモルファス化された前記半導体層と、前記金属層とを反応させるために熱処理を行う工程と、
を含む、半導体装置の製造方法。 (A) forming a gate insulating layer above the semiconductor layer;
(B) forming a gate electrode above the gate insulating layer;
(C) forming a resist layer in a predetermined region above the semiconductor layer;
(D) amorphizing the surface of the semiconductor layer in a region not covered with the resist layer;
(E) forming a metal layer above the semiconductor layer;
(F) performing a heat treatment to react the amorphous semiconductor layer and the metal layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記工程(f)では、530℃〜560℃で熱処理を行う、半導体装置の製造方法。 In claim 1,
In the step (f), a heat treatment is performed at 530 ° C. to 560 ° C.
前記半導体層は、シリコン層であり、
前記工程(f)では、熱処理を行うことによりシリサイド層を形成する、半導体装置の製造方法。 In claim 1 or 2,
The semiconductor layer is a silicon layer;
In the step (f), a silicide layer is formed by performing a heat treatment.
前記工程(f)では、
アモルファス化された領域に第1のシリサイド層が形成され、
アモルファス化されなかった領域に第2のシリサイド層が形成され、
前記工程(f)の後に、
(g)未反応の前記金属層および前記第2のシリサイド層を除去する工程、
をさらに含む、半導体装置の製造方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3,
In the step (f),
A first silicide layer is formed in the amorphized region;
A second silicide layer is formed in a region that has not been amorphized;
After step (f)
(G) removing the unreacted metal layer and the second silicide layer;
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising:
前記工程(g)の後に、
(h)熱処理を行う工程、
をさらに含む、半導体装置の製造方法。 In claim 4,
After step (g)
(H) a step of performing a heat treatment;
A method for manufacturing a semiconductor device, further comprising:
前記工程(d)では、前記レジスト層に覆われていない領域の半導体層にイオン注入を行うことにより、アモルファス化する、半導体装置の製造方法。 In any of claims 1 to 5,
In the step (d), the semiconductor device is made amorphous by performing ion implantation on a semiconductor layer in a region not covered with the resist layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004299809A JP2006114651A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004299809A JP2006114651A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2006114651A true JP2006114651A (en) | 2006-04-27 |
Family
ID=36382923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004299809A Withdrawn JP2006114651A (en) | 2004-10-14 | 2004-10-14 | Manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2006114651A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227270A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Nec Electronics Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
| US9245967B2 (en) | 2009-10-14 | 2016-01-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including metal silicide layer and method for manufacturing the same |
-
2004
- 2004-10-14 JP JP2004299809A patent/JP2006114651A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008227270A (en) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Nec Electronics Corp | Manufacturing method of semiconductor device |
| US9245967B2 (en) | 2009-10-14 | 2016-01-26 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device including metal silicide layer and method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7396767B2 (en) | Semiconductor structure including silicide regions and method of making same | |
| TWI220054B (en) | Self-aligned silicide process utilizing ion implants for reduced silicon consumption and control of the silicide formation temperature and structure formed thereby | |
| US7397091B2 (en) | SiGe nickel barrier structure employed in a CMOS device to prevent excess diffusion of nickel used in the silicide material | |
| US6562718B1 (en) | Process for forming fully silicided gates | |
| US6905922B2 (en) | Dual fully-silicided gate MOSFETs | |
| US7382028B2 (en) | Method for forming silicide and semiconductor device formed thereby | |
| JP5015446B2 (en) | Method for forming double fully silicided gates and device obtained by said method | |
| JP2630290B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US7208414B2 (en) | Method for enhanced uni-directional diffusion of metal and subsequent silicide formation | |
| US20050158996A1 (en) | Nickel salicide processes and methods of fabricating semiconductor devices using the same | |
| JP3209164B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US7119012B2 (en) | Stabilization of Ni monosilicide thin films in CMOS devices using implantation of ions before silicidation | |
| US6383906B1 (en) | Method of forming junction-leakage free metal salicide in a semiconductor wafer with ultra-low silicon consumption | |
| CN100390939C (en) | Method for manufacturing a semiconductor device and semiconductor device obtained with such a method | |
| JPH0969497A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP2009135435A (en) | Selective formation of a compound containing a semiconductor material and a metal material in a substrate through a germanium oxide layer | |
| JP3175725B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| US7495293B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| US20100151639A1 (en) | Method for making a thermally-stable silicide | |
| JP2009111214A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of same | |
| US20060003534A1 (en) | Salicide process using bi-metal layer and method of fabricating semiconductor device using the same | |
| US20060128125A1 (en) | Gate Electrodes and the Formation Thereof | |
| JPH05304108A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device | |
| CN102782819B (en) | For forming structure and the method for heat-staple silicide in the gate stack that size is narrow | |
| JP2006114651A (en) | Manufacturing method of semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080108 |