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JPH09129870A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPH09129870A
JPH09129870A JP28294295A JP28294295A JPH09129870A JP H09129870 A JPH09129870 A JP H09129870A JP 28294295 A JP28294295 A JP 28294295A JP 28294295 A JP28294295 A JP 28294295A JP H09129870 A JPH09129870 A JP H09129870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
diffusion layer
semiconductor substrate
titanium silicide
silicide layer
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.)
Pending
Application number
JP28294295A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiro Goto
啓郎 後藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP28294295A priority Critical patent/JPH09129870A/en
Publication of JPH09129870A publication Critical patent/JPH09129870A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the performance of a PMOS transistor, and facilitate the high speed stable operation, by additively introducing boron impurities in the interface region of a titanium silicide layer and a diffusion layer, through implantation of compensation ions. SOLUTION: A field oxide film 2, a gate oxide film 3, and a gate electrode 6 constituted of an N-type polycrystalline silicon layer 4 and a tungsten silicide layer 5 are formed on the surface of a silicon substrate 1. A P-type low concentration diffusion layer 7, a side wall film 8 and a P-type high concentration diffusion layer 9 are formed, and a thin titanium film 10 is deposited on the whole surface. A titanium silicide layer 11 is formed by heat treatment at 600-650 deg.C. After the titanium silicide layer 11 is formed only on the P-type high concentration diffusion layer 9 by implanting compensation ions 12, crystal structure is phase-inverted to C54 by performing once more high temperature heat treatment. Thereby high boron concentration is maintained in the surface of the P-type high concentration diffusion layer, and the contact resistance between the titanium silicide layer and the P-type high concentration diffusion layer is decreased and stabilized.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特にソース・ドレインの拡散層がチタンに
よりシリサイド化されるpチャネル型MOSトランジス
タの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a p-channel type MOS transistor in which source / drain diffusion layers are silicided with titanium.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子の微細化および高密度化は依
然として精力的に進められており、現在では0.15〜
0.25μmの寸法基準で設計されたメモリデバイスあ
るいはロジックデバイス等の超高集積の半導体デバイス
が開発試作されている。このような半導体デバイスの高
集積化に伴って、ゲート電極幅や拡散層幅の寸法の縮小
および半導体素子を構成する材料の膜厚の低減が特に重
要になってくる。
2. Description of the Related Art Miniaturization and densification of semiconductor devices are still being energetically promoted.
An ultra-highly integrated semiconductor device such as a memory device or a logic device designed on the basis of a dimension of 0.25 μm has been developed and prototyped. With such high integration of semiconductor devices, it is particularly important to reduce the dimensions of the gate electrode width and the diffusion layer width and to reduce the thickness of the material forming the semiconductor element.

【0003】このなかで、ゲート電極あるいはゲート電
極配線幅の縮小およびゲート電極材料の膜厚の低減は、
必然的にこれらの配線抵抗の増加をまねき、回路動作の
遅延に大きな影響を及ぼすようになる。そこで、微細化
された半導体素子においては、ゲート電極材料の一部に
用いられる高融点金属シリサイドの低抵抗化技術は必須
の技術として重要視されている。特に、高融点金属とし
てチタン金属を用いたシリサイド化技術は、微細な絶縁
ゲート電界効果トランジスタ(以下、MOSトランジス
タと呼称する)にとり必須となる。
[0003] Among them, the reduction of the width of the gate electrode or the gate electrode wiring and the reduction of the film thickness of the gate electrode material are required.
Inevitably, these wiring resistances increase, which has a great influence on the delay of the circuit operation. Therefore, in a miniaturized semiconductor element, a technique of reducing the resistance of a high melting point metal silicide used as a part of a gate electrode material is regarded as an essential technique. In particular, the silicidation technique using titanium metal as the refractory metal is essential for fine insulated gate field effect transistors (hereinafter referred to as MOS transistors).

【0004】さらに、このような構造のMOSトランジ
スタにおいて上述の半導体デバイスの高集積化の傾向に
沿って、拡散層を形成する不純物の拡散を抑制して、ト
ランジスタの短チャネル効果を抑制しなければならな
い。その結果として拡散層も高集積化に伴い浅接合化さ
れる。そして、上述したように、このような拡散層の低
抵抗化も重要になってきている。そこで、このような拡
散層のシリサイド化も必須である。
Further, in the MOS transistor having such a structure, it is necessary to suppress the diffusion of impurities forming a diffusion layer and suppress the short channel effect of the transistor in accordance with the tendency of high integration of the semiconductor device described above. No. As a result, the diffusion layer is also made shallower with higher integration. Further, as described above, it is also important to reduce the resistance of such a diffusion layer. Therefore, the silicidation of such a diffusion layer is also essential.

【0005】ここで、従来のシリサイド構造を有するM
OSトランジスタの製造方法について、図7と図8に基
づいて説明する。図7と図8はpチャネル型MOSトラ
ンジスタ(以下、pMOSトランジスタと呼称する)の
拡散層のシリサイド化の方法を示す製造工程順の断面図
である。
Here, M having a conventional silicide structure
A method of manufacturing the OS transistor will be described with reference to FIGS. 7 and 8. 7 and 8 are sectional views in the order of manufacturing steps showing a method of siliciding a diffusion layer of a p-channel MOS transistor (hereinafter referred to as pMOS transistor).

【0006】以下、拡散層がLDD(Lightly
Doped Drain)構造を有するpMOSトラン
ジスタを例に取り工程順に説明する。
Hereinafter, the diffusion layer will be referred to as an LDD (Lightly
A pMOS transistor having a doped drain structure will be described as an example in the order of steps.

【0007】図7(a)に示すように、導電型がN型あ
るいはPウェル層を有するシリコン基板101の表面に
選択的にフィールド酸化膜102が形成される。そし
て、図7(b)に示すようにゲート酸化膜103が公知
の熱酸化法で形成される。
As shown in FIG. 7A, a field oxide film 102 is selectively formed on the surface of a silicon substrate 101 having an N type conductivity or a P well layer. Then, as shown in FIG. 7B, the gate oxide film 103 is formed by a known thermal oxidation method.

【0008】次に、このゲート酸化膜103上にN型多
結晶シリコン層104とタングステンシリサイド層10
5からなるゲート電極106がパターニングされて形成
される。次に、図7(c)に示すように、pMOSトラ
ンジスタのLDD層を形成するため、ボロンイオン10
7がイオン注入される。ここで、ドーズ量は1×1013
/cm2 程度である。これにより、低濃度不純物を有す
る低濃度P型拡散層108が形成される。
Next, on the gate oxide film 103, the N-type polycrystalline silicon layer 104 and the tungsten silicide layer 10 are formed.
The gate electrode 106 composed of 5 is patterned and formed. Next, as shown in FIG. 7C, in order to form the LDD layer of the pMOS transistor, boron ions 10
7 is ion-implanted. Here, the dose amount is 1 × 10 13
/ Cm 2 . As a result, the low concentration P-type diffusion layer 108 having low concentration impurities is formed.

【0009】次に、シリコン基板全面に化学気相成長
(CVD)法でシリコン酸化膜が堆積され、このシリコ
ン酸化膜の異方性の反応性イオンエッチング(RIE)
により図7(d)に示すように、ゲート電極106の側
壁にサイドウォール膜109が形成される。その後、p
MOSトランジスタのソース及びドレイン拡散層を形成
するために2フッ化ボロンイオン110がイオン注入さ
れる。ここで、ドーズ量は1×1015/cm2 程度であ
る。そして、熱処理が加えられ、高濃度不純物を有する
高濃度P型拡散層111が形成される。
Next, a silicon oxide film is deposited on the entire surface of the silicon substrate by a chemical vapor deposition (CVD) method, and anisotropic reactive ion etching (RIE) of the silicon oxide film is performed.
Thus, as shown in FIG. 7D, the sidewall film 109 is formed on the sidewall of the gate electrode 106. Then p
Boron difluoride ions 110 are implanted to form the source and drain diffusion layers of the MOS transistor. Here, the dose amount is about 1 × 10 15 / cm 2 . Then, heat treatment is applied to form a high-concentration P-type diffusion layer 111 containing high-concentration impurities.

【0010】次に、シリコン基板101の全面にチタン
薄膜112が形成される。その後熱処理を施してチタン
とソース・ドレインである高濃度P型拡散層111表面
のシリコンとをシリサイド反応させる。次に、シリサイ
ド反応せずに残ったチタンが除去される。そして、図8
(b)に示すように、高濃度P型拡散層111上にのみ
チタンシリサイド層113が形成される。なお、この時
にできるチタンシリサイド層はC49という結晶構造を
持つ。次に、もう一度、このC49構造のチタンシリサ
イド層形成のときよりも高温の熱処理が施され、C54
という結晶構造のチタンシリサイド層に相転換される。
これによりC49よりもさらに低抵抗のシリサイド層に
なる。
Next, a titanium thin film 112 is formed on the entire surface of the silicon substrate 101. Then, heat treatment is performed to cause a silicide reaction between titanium and silicon on the surface of the high-concentration P-type diffusion layer 111, which is a source / drain. Next, the titanium remaining without undergoing the silicide reaction is removed. And FIG.
As shown in (b), the titanium silicide layer 113 is formed only on the high concentration P-type diffusion layer 111. The titanium silicide layer formed at this time has a crystal structure of C49. Next, heat treatment at a higher temperature than that for forming the titanium silicide layer having the C49 structure is performed again, and C54
Is converted into a titanium silicide layer having a crystal structure.
As a result, the silicide layer has a resistance lower than that of C49.

【0011】次に、図8(c)に示すように層間絶縁膜
114が形成され、前記チタンシリサイド層113の形
成されている所定の位置にコンタクト孔115が開口さ
れ、電極配線116が形成される。
Next, as shown in FIG. 8C, an interlayer insulating film 114 is formed, a contact hole 115 is opened at a predetermined position where the titanium silicide layer 113 is formed, and an electrode wiring 116 is formed. It

【0012】以上のようにして、シリコン基板101の
フィールド酸化膜で囲まれた活性領域に、その表面をチ
タンシリサイド層113で被着された高濃度P型拡散層
111をソース・ドレインとし、ゲート酸化膜103を
有し、N型多結晶シリコン104とタングステンシリサ
イド層105で構成されるゲート電極106を有するp
MOSトランジスタが作製される。
As described above, in the active region surrounded by the field oxide film of the silicon substrate 101, the high-concentration P-type diffusion layer 111 whose surface is coated with the titanium silicide layer 113 is used as the source / drain, and the gate is formed. P having an oxide film 103 and a gate electrode 106 composed of an N-type polycrystalline silicon 104 and a tungsten silicide layer 105.
A MOS transistor is manufactured.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】この従来の技術では二
度に分けて熱処理が施される。これは、チタンシリサイ
ドを一度の高温熱処理で形成しようとすると、半導体素
子を分離しているフィールド酸化膜の上にもチタンシリ
サイド層が形成され、素子間が電気的に短絡するように
なる。そこで、第1の熱処理では、比較的低い温度(例
えば650℃程度)でC49のチタンシリサイド層をつ
くり、その後、未反応のチタンを除去してから比較的高
い温度(850℃程度)の熱処理でチタンシリサイド層
を低抵抗のC54の結晶構造に相転換する方法が採られ
ている。
In this conventional technique, the heat treatment is performed twice. This is because if titanium silicide is to be formed by a single high temperature heat treatment, a titanium silicide layer is also formed on the field oxide film separating the semiconductor elements and the elements are electrically short-circuited. Therefore, in the first heat treatment, a C49 titanium silicide layer is formed at a relatively low temperature (for example, about 650 ° C.), then unreacted titanium is removed, and then a heat treatment at a relatively high temperature (about 850 ° C.) is performed. A method is used in which the titanium silicide layer is phase-converted into a low-resistance C54 crystal structure.

【0014】しかし、このようにして、導電型がP型の
拡散層にチタンシリサイド層を形成しようとするとチタ
ンシリサイド層とP型の拡散層との間の接触抵抗が上昇
したり、そのバラツキが異常に大きくなるという問題が
生じる。この理由に関しては不明な点もあるが、チタン
とシリコンがシリサイド反応してチタンシリサイド層が
形成される時に、この拡散層中のホウ素がチタンシリサ
イド層中に偏析すると考えられる。そして、チタンシリ
サイド層と拡散層との界面では拡散層中のホウ素の濃度
が低下して接触抵抗が増大するものと考えられる。
However, when the titanium silicide layer is formed in the diffusion layer having the conductivity type of P in this way, the contact resistance between the titanium silicide layer and the diffusion layer of P type is increased or its variation is increased. The problem that it becomes abnormally large occurs. Although there are some unclear points regarding this reason, it is considered that boron in the diffusion layer segregates in the titanium silicide layer when the titanium silicide reacts with silicon to form a titanium silicide layer. At the interface between the titanium silicide layer and the diffusion layer, it is considered that the concentration of boron in the diffusion layer decreases and the contact resistance increases.

【0015】以上に説明したように、従来技術の製造方
法では、P型の拡散層とチタンシリサイド層との接触抵
抗が大きくなるためにpMOSトランジスタの駆動能力
を十分に引き出すことができず半導体装置の動作速度の
向上が難しい。
As described above, in the conventional manufacturing method, the contact resistance between the P-type diffusion layer and the titanium silicide layer becomes large, so that the driving capability of the pMOS transistor cannot be sufficiently drawn out, and the semiconductor device. It is difficult to improve the operating speed of.

【0016】本発明の目的は、上述の問題点を解決し、
pMOSトランジスタの性能を向上させ半導体装置の高
速化と安定動作とを容易にすることにある。
The object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
Another object is to improve the performance of the pMOS transistor and facilitate high speed and stable operation of the semiconductor device.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】このために、本発明の半
導体装置の製造方法は、半導体基板上にpチャネル型の
絶縁ゲート電界効果トランジスタを形成する工程におい
て、半導体基板の表面にゲート絶縁膜、ゲート電極を順
次に積層して形成した後、前記半導体基板表面の全面に
ホウ素不純物を含んだ不純物イオンを注入し熱処理を施
して前記pチャネル型の絶縁ゲート電界効果トランジス
タのソース・ドレインとなる拡散層を形成する工程と、
前記拡散層を含んだ前記半導体基板の表面にチタン薄膜
を堆積させる工程と、前記半導体基板に熱処理を施して
前記拡散層表面と前記チタン薄膜とをシリサイド化反応
させて前記拡散層の表面にチタンシリサイド層を形成す
る工程と、前記チタンシリサイド層の形成後、前記チタ
ンシリサイド層と前記拡散層との界面領域に補償イオン
を注入しホウ素不純物をこの界面領域に追加導入する工
程とを含む。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, a gate insulating film is formed on the surface of the semiconductor substrate. After the gate electrodes are sequentially laminated and formed, impurity ions containing boron impurities are implanted into the entire surface of the semiconductor substrate and heat treatment is performed to form the source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor. A step of forming a diffusion layer,
A step of depositing a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the diffusion layer; and a heat treatment on the semiconductor substrate to cause a silicidation reaction between the surface of the diffusion layer and the titanium thin film to form titanium on the surface of the diffusion layer. The method includes the steps of forming a silicide layer, and after forming the titanium silicide layer, compensating ions are injected into an interface region between the titanium silicide layer and the diffusion layer, and boron impurities are additionally introduced into the interface region.

【0018】あるいは、半導体基板上にpチャネル型の
絶縁ゲート電界効果トランジスタを形成する工程におい
て、半導体基板の表面にゲート絶縁膜、ゲート電極を順
次に積層して形成した後、前記半導体基板表面の全面に
ホウ素不純物を含んだ不純物イオンを注入し熱処理を施
して前記pチャネル型の絶縁ゲート電界効果トランジス
タのソース・ドレインとなる拡散層を形成する工程と、
前記拡散層を含んだ前記半導体基板の表面にチタン薄膜
を堆積させる工程と、前記半導体基板に第1の熱処理を
施して前記拡散層表面と前記チタン薄膜とをシリサイド
化反応させて前記拡散層の表面にチタンシリサイド層を
形成する工程と、前記チタンシリサイド層の形成後、前
記チタンシリサイド層と前記拡散層との界面領域に補償
イオンを注入しホウ素不純物をこの界面領域に追加導入
する工程と、前記チタンシリサイド層の形成された半導
体基板に前記第1の熱処理の温度より高い温度で第2の
熱処理を施す工程とを含む。
Alternatively, in the step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, after a gate insulating film and a gate electrode are sequentially laminated and formed on the surface of the semiconductor substrate, the surface of the semiconductor substrate is formed. A step of implanting impurity ions containing boron impurities and heat-treating the entire surface to form a diffusion layer serving as a source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor;
Depositing a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the diffusion layer; and subjecting the semiconductor substrate to a first heat treatment to cause a silicidation reaction between the surface of the diffusion layer and the titanium thin film to form the diffusion layer. A step of forming a titanium silicide layer on the surface, and a step of, after forming the titanium silicide layer, injecting compensating ions into an interface region between the titanium silicide layer and the diffusion layer and additionally introducing a boron impurity into the interface region, Performing a second heat treatment on the semiconductor substrate having the titanium silicide layer formed thereon at a temperature higher than the temperature of the first heat treatment.

【0019】あるいは、半導体基板上にpチャネル型の
絶縁ゲート電界効果トランジスタを形成する工程におい
て、半導体基板の表面にゲート絶縁膜、不純物を含有せ
ずゲート電極形状にパターニングした多結晶シリコン層
を順次に積層して形成する工程と、前記半導体基板表面
の全面にホウ素不純物を含んだ不純物イオンを注入し熱
処理を施して前記pチャネル型の絶縁ゲート電界効果ト
ランジスタのソース・ドレインとなる拡散層を形成する
工程と、前記多結晶シリコン層および前記拡散層を含ん
だ前記半導体基板の表面にチタン薄膜を堆積させる工程
と、前記半導体基板に第1の熱処理を施して前記多結晶
シリコン層表面と前記チタン薄膜および前記拡散層表面
と前記チタン薄膜とをシリサイド化反応させて前記多結
晶シリコン層表面および前記拡散層表面にチタンシリサ
イド層を形成する工程と、前記チタンシリサイド層の形
成後、前記チタンシリサイド層と前記多結晶シリコン層
との界面領域および前記チタンシリサイド層と前記拡散
層との界面領域に補償イオンを注入しホウ素不純物をこ
れらの界面領域に追加導入する工程と、前記チタンシリ
サイド層の形成された半導体基板に前記第1の熱処理の
温度より高い温度で第2の熱処理を施す工程とを含む。
Alternatively, in the step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, a gate insulating film and a polycrystalline silicon layer not containing impurities and patterned into a gate electrode shape are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate. And a step of forming the diffusion layer to be the source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor by implanting impurity ions containing boron impurities and heat-treating the entire surface of the semiconductor substrate. And a step of depositing a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the polycrystalline silicon layer and the diffusion layer, and performing a first heat treatment on the semiconductor substrate to form the surface of the polycrystalline silicon layer and the titanium. The surface of the polycrystalline silicon layer is formed by silicidizing the thin film and the surface of the diffusion layer with the titanium thin film. And a step of forming a titanium silicide layer on the surface of the diffusion layer, and, after forming the titanium silicide layer, an interface area between the titanium silicide layer and the polycrystalline silicon layer and an interface area between the titanium silicide layer and the diffusion layer. Implanting compensating ions into the interfacial region and additionally introducing boron impurities into these interface regions; and performing a second heat treatment on the semiconductor substrate having the titanium silicide layer formed thereon at a temperature higher than the temperature of the first heat treatment. including.

【0020】このような半導体装置の製造方法では、先
述した熱処理あるいは第1の熱処理でチタンシリサイド
層が形成される。そして、このチタンシリサイド層の形
成段階で前記拡散層表面のホウ素不純物は、このチタン
シリサイド層に取り込まれてしまう。そこで、補償イオ
ンの注入を通してホウ素不純物が、ゲート電極となる多
結晶シリコン層の表面部あるいは高濃度P型拡散層の表
面部に導入される。そして、第2の熱処理でこのチタン
シリサイド層がより低抵抗の結晶構造を有するシリサイ
ド層に変換される。ここで、この第2の熱処理の段階で
は、ホウ素不純物がチタンシリサイド層に取り込まれる
ことはない。このために、多結晶シリコン層あるいは高
濃度P型拡散層の表面のホウ素濃度は高く維持され、チ
タンシリサイド層と多結晶シリコン層あるいは高濃度P
型拡散層との接触抵抗は低くなり安定化するようにな
る。
In such a semiconductor device manufacturing method, the titanium silicide layer is formed by the above-mentioned heat treatment or the first heat treatment. Then, at the stage of forming the titanium silicide layer, boron impurities on the surface of the diffusion layer are taken into the titanium silicide layer. Therefore, boron impurities are introduced into the surface portion of the polycrystalline silicon layer to be the gate electrode or the surface portion of the high-concentration P-type diffusion layer through implantation of compensation ions. Then, the second heat treatment converts the titanium silicide layer into a silicide layer having a crystal structure with lower resistance. At this stage of the second heat treatment, boron impurities are not taken into the titanium silicide layer. Therefore, the boron concentration on the surface of the polycrystalline silicon layer or the high-concentration P-type diffusion layer is kept high, and the titanium silicide layer and the polycrystalline silicon layer or the high-concentration P-type diffusion layer are maintained.
The contact resistance with the mold diffusion layer becomes low and becomes stable.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】次に、図1を参照して本発明の第
1の実施の形態を説明する。図1はpMOSトランジス
タの製造工程順の断面図である。ここで、従来の技術で
説明した図8(a)の工程までは従来の技術と同一であ
る。すなわち、図1(a)に示すように、導電型がN型
あるいはPウェル層を有するシリコン基板1の表面にフ
ィールド酸化膜2が形成される。そして、ゲート酸化膜
3が公知の熱酸化法で形成される。ここで、その膜厚は
10nm程度に設定される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1A to 1D are cross-sectional views in the order of manufacturing steps of a pMOS transistor. Here, the process up to the step of FIG. 8A described in the conventional technique is the same as the conventional technique. That is, as shown in FIG. 1A, a field oxide film 2 is formed on the surface of a silicon substrate 1 having an N type conductivity or a P well layer. Then, the gate oxide film 3 is formed by a known thermal oxidation method. Here, the film thickness is set to about 10 nm.

【0022】次に、このゲート酸化膜3上にN型多結晶
シリコン層4とタングステンシリサイド層5からなるゲ
ート電極6が形成される。ここで、N型多結晶シリコン
層4の膜厚は100nmにタングステンシリサイド層5
の膜厚は150nm程度に設定される。次に、pMOS
トランジスタのLDD層となる低不純物濃度の低濃度P
型拡散層7が形成される。
Next, on the gate oxide film 3, a gate electrode 6 composed of an N-type polycrystalline silicon layer 4 and a tungsten silicide layer 5 is formed. Here, the thickness of the N-type polycrystalline silicon layer 4 is 100 nm and the thickness of the tungsten silicide layer 5 is 100 nm.
Is set to about 150 nm. Next, pMOS
Low concentration P with low impurity concentration that becomes the LDD layer of the transistor
The mold diffusion layer 7 is formed.

【0023】次に、ゲート電極6の側壁にサイドウォー
ル膜8が形成される。ここで、この膜厚は100nm程
度である。そして、pMOSトランジスタのソース及び
ドレイン拡散層を形成する高不純物濃度の高濃度P型拡
散層9が形成される。そして、シリコン基板1の全面に
チタン薄膜10が堆積される。ここで、このチタン薄膜
10はスパッタ法で堆積され、その膜厚は40nm程度
に設定される。
Next, a sidewall film 8 is formed on the sidewall of the gate electrode 6. Here, this film thickness is about 100 nm. Then, the high-concentration P-type diffusion layer 9 having a high impurity concentration and forming the source and drain diffusion layers of the pMOS transistor is formed. Then, the titanium thin film 10 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1. Here, the titanium thin film 10 is deposited by the sputtering method, and its thickness is set to about 40 nm.

【0024】その後、図1(b)に示すように、窒素雰
囲気中で温度600〜650℃の熱処理が施されチタン
とソース・ドレインである高濃度P型拡散層9表面のシ
リコンとのシリサイド反応が行われる。そして、結晶構
造がC49であるチタンシリサイド層11が形成され
る。このシリサイド反応で、P型拡散層のシリコン原子
はチタンとの反応に取られると共に、この領域のホウ素
原子もこのシリサイド層に偏析する。このために、チタ
ンシリサイド層11と高濃度P型拡散層9の界面で高濃
度P型拡散層9の表面部のホウ素濃度が低下するように
なる。
Thereafter, as shown in FIG. 1B, a silicide reaction between titanium and silicon on the surface of the high-concentration P-type diffusion layer 9 serving as the source / drain is performed by heat treatment at a temperature of 600 to 650 ° C. in a nitrogen atmosphere. Is done. Then, the titanium silicide layer 11 having a crystal structure of C49 is formed. By this silicide reaction, silicon atoms in the P-type diffusion layer are taken into reaction with titanium, and boron atoms in this region are also segregated in this silicide layer. Therefore, at the interface between the titanium silicide layer 11 and the high-concentration P-type diffusion layer 9, the boron concentration on the surface portion of the high-concentration P-type diffusion layer 9 decreases.

【0025】次に、図1(b)に示すように、補償イオ
ン12がイオン注入される。ここで、この補償イオン1
2は2フッ化ボロンすなわちBF2 のイオンである。そ
して、その注入エネルギーは30〜50keVの範囲に
設定される。また、そのドーズ量は、1×1014/cm
2 〜2×1015/cm2 に設定される。
Next, as shown in FIG. 1B, the compensation ions 12 are ion-implanted. Here, this compensation ion 1
2 is an ion of boron difluoride, that is, BF 2 . Then, the implantation energy is set in the range of 30 to 50 keV. Also, the dose amount is 1 × 10 14 / cm
It is set to 2 ~2 × 10 15 / cm 2 .

【0026】次に、シリサイド反応せずに残ったチタン
が除去される。そして、高濃度P型拡散層9上にのみチ
タンシリサイド層11が形成される。次に、もう一度C
49のチタンシリサイド層形成のときよりも高温の熱処
理が施され、結晶構造がC54に相転換される。これに
よりC49よりもさらに低抵抗のシリサイド層になる。
ここで、この熱処理は、窒素雰囲気中で温度800〜8
50℃に設定されて行われる。この段階の熱処理では、
高濃度P型拡散層9表面のホウ素原子はチタンシリサイ
ド層11に取り込まれることはない。このため、高濃度
P型拡散層9表面のホウ素濃度が低下することはない。
Next, the titanium remaining without undergoing the silicide reaction is removed. Then, the titanium silicide layer 11 is formed only on the high concentration P-type diffusion layer 9. Then C again
Heat treatment at a temperature higher than that for forming the titanium silicide layer of No. 49 causes the crystal structure to undergo phase conversion to C54. As a result, the silicide layer has a resistance lower than that of C49.
Here, this heat treatment is performed at a temperature of 800 to 8 in a nitrogen atmosphere.
The setting is performed at 50 ° C. In this stage heat treatment,
Boron atoms on the surface of the high concentration P-type diffusion layer 9 are not taken into the titanium silicide layer 11. Therefore, the boron concentration on the surface of the high concentration P-type diffusion layer 9 does not decrease.

【0027】次に、図1(c)に示すように層間絶縁膜
13が形成され、前記チタンシリサイド層11の形成さ
れている所定の位置にコンタクト孔14が開口され、電
極配線15が形成される。以上のようにして、図1
(c)に示すpMOSトランジスタが作製される。
Next, as shown in FIG. 1C, an interlayer insulating film 13 is formed, a contact hole 14 is opened at a predetermined position where the titanium silicide layer 11 is formed, and an electrode wiring 15 is formed. It As described above, FIG.
The pMOS transistor shown in (c) is manufactured.

【0028】このように、本発明の実施の形態では、第
1の熱処理でC49構造のチタンシリサイド層を形成し
た後に、補償イオンの注入を通してホウ素が高濃度P型
拡散層の表面部に導入される。そして、第2の熱処理で
このチタンシリサイド層がC54構造に変換される。そ
して、この第2の熱処理の段階ではチタンシリサイド層
には、ホウ素不純物は偏析しなくなる。このために、高
濃度P型拡散層の表面のホウ素不純物濃度は高く維持さ
れ、チタンシリサイド層と高濃度P型拡散層との接触抵
抗は低く安定化するようになる。
As described above, in the embodiment of the present invention, after the titanium silicide layer having the C49 structure is formed by the first heat treatment, boron is introduced into the surface portion of the high concentration P-type diffusion layer through the implantation of compensation ions. It Then, the titanium silicide layer is converted into the C54 structure by the second heat treatment. Then, at the stage of this second heat treatment, boron impurities are not segregated in the titanium silicide layer. Therefore, the boron impurity concentration on the surface of the high-concentration P-type diffusion layer is kept high, and the contact resistance between the titanium silicide layer and the high-concentration P-type diffusion layer is low and stable.

【0029】次に、図2と図3に基づいて本発明の第2
の実施の形態を説明する。図2と図3は、pMOSトラ
ンジスタの作製にサリサイド化技術を用いる場合につい
ての製造工程順の断面図である。
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
An embodiment will be described. 2 and 3 are cross-sectional views in the order of manufacturing steps in the case where a salicide technique is used for manufacturing a pMOS transistor.

【0030】図2(a)に示すように、導電型がN型あ
るいはPウェル層を有するシリコン基板1の表面にフィ
ールド酸化膜2が形成される。そして、ゲート酸化膜3
が熱酸化法と熱窒化法によるSiON膜で形成される。
ここで、その膜厚は6nm程度に設定される。
As shown in FIG. 2A, a field oxide film 2 is formed on the surface of a silicon substrate 1 having an N type conductivity or a P well layer. Then, the gate oxide film 3
Is formed of a SiON film by a thermal oxidation method and a thermal nitriding method.
Here, the film thickness is set to about 6 nm.

【0031】次に、このゲート酸化膜3上に多結晶シリ
コン層4aが形成される。ここで、N多結晶シリコン層
4aの膜厚は150nmであり不純物は含有されない。
次に、図2(b)に示すように、ボロンイオン16がイ
オン注入される。ここで、注入エネルギーは20keV
程度であり、そのドーズ量は3×1013/cm2 程度に
設定される。このようにして、pMOSトランジスタの
LDD層となる低不純物濃度の低濃度P型拡散層7が形
成される。さらには、多結晶シリコン層4aにもホウ素
不純物が導入される。
Next, a polycrystalline silicon layer 4a is formed on the gate oxide film 3. Here, the N polycrystalline silicon layer 4a has a film thickness of 150 nm and contains no impurities.
Next, as shown in FIG. 2B, boron ions 16 are implanted. Here, the implantation energy is 20 keV
The dose is set to about 3 × 10 13 / cm 2 . In this way, the low-concentration P-type diffusion layer 7 having a low impurity concentration and serving as the LDD layer of the pMOS transistor is formed. Further, boron impurities are also introduced into the polycrystalline silicon layer 4a.

【0032】次に、図2(c)に示すように、多結晶シ
リコン層4aの側壁にサイドウォール膜8が形成され
る。ここで、この膜厚は100nm程度である。そし
て、2フッ化ボロンイオン17がイオン注入される。こ
こで、注入エネルギーは40keVであり、そのドーズ
量は5×1014/cm2 程度に設定される。このように
して、pMOSトランジスタのソース及びドレイン拡散
層を形成する高不純物濃度の高濃度P型拡散層9が形成
される。この時も、多結晶シリコン層4aにホウ素不純
物が導入される。
Next, as shown in FIG. 2C, a sidewall film 8 is formed on the sidewall of the polycrystalline silicon layer 4a. Here, this film thickness is about 100 nm. Then, the boron difluoride ions 17 are ion-implanted. Here, the implantation energy is 40 keV and the dose amount is set to about 5 × 10 14 / cm 2 . In this way, the high-concentration P-type diffusion layer 9 with a high impurity concentration that forms the source and drain diffusion layers of the pMOS transistor is formed. Also at this time, boron impurities are introduced into the polycrystalline silicon layer 4a.

【0033】次に、図2(d)に示すように、シリコン
基板1の全面にチタン薄膜10が堆積される。ここで、
このチタン薄膜10はスパッタ法で堆積され、その膜厚
は40nm程度に設定される。
Next, as shown in FIG. 2D, a titanium thin film 10 is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1. here,
This titanium thin film 10 is deposited by the sputtering method, and its film thickness is set to about 40 nm.

【0034】その後、窒素雰囲気中で温度650℃の熱
処理が施され、チタンとソース・ドレインである高濃度
P型拡散層9表面のシリコンとのシリサイド反応、およ
びチタンとホウ素を含有する多結晶シリコン層4aのシ
リコンとのシリサイド反応が行われる。そして、図3
(a)に示すように、チタンシリサイド層11とゲート
上シタンシリサイド層18とが形成されるようになる。
ここで、これらのチタンシリサイド層の結晶構造はC4
9である。
Thereafter, a heat treatment is performed at a temperature of 650 ° C. in a nitrogen atmosphere to perform a silicidation reaction between titanium and silicon on the surface of the high-concentration P-type diffusion layer 9 which is a source / drain, and polycrystalline silicon containing titanium and boron. A silicidation reaction with the silicon of layer 4a takes place. And FIG.
As shown in (a), the titanium silicide layer 11 and the on-gate titanium silicide layer 18 are formed.
Here, the crystal structure of these titanium silicide layers is C4.
9

【0035】次に、図3(a)に示すように、補償イオ
ン12がイオン注入される。ここで、この補償イオン1
2はBF2 イオンである。そして、その注入エネルギー
は40keVに設定される。また、そのドーズ量は、5
×1014/cm2 に設定される。
Next, as shown in FIG. 3A, the compensation ions 12 are ion-implanted. Here, this compensation ion 1
2 is a BF 2 ion. Then, the implantation energy is set to 40 keV. The dose is 5
It is set to × 10 14 / cm 2 .

【0036】次に、シリサイド反応せずに残ったチタン
が除去される。そして、高濃度P型拡散層9上にのみチ
タンシリサイド層11が形成され、多結晶シリコン層4
a上にのみにゲート上チタンシリサイド層18が形成さ
れる。次に、温度800℃程度の熱処理が施され、これ
らのチタンシリサイド層の結晶構造はC54に相転換さ
れる。
Next, the titanium remaining without undergoing the silicide reaction is removed. Then, the titanium silicide layer 11 is formed only on the high-concentration P-type diffusion layer 9, and the polycrystalline silicon layer 4 is formed.
An on-gate titanium silicide layer 18 is formed only on a. Next, heat treatment is performed at a temperature of about 800 ° C., and the crystal structure of these titanium silicide layers is phase-converted to C54.

【0037】次に、図3(b)に示すように層間絶縁膜
13が形成され、前記チタンシリサイド層11の形成さ
れている所定の位置にコンタクト孔14が開口され、電
極配線15が形成される。
Next, as shown in FIG. 3B, an interlayer insulating film 13 is formed, a contact hole 14 is opened at a predetermined position where the titanium silicide layer 11 is formed, and an electrode wiring 15 is formed. It

【0038】以上のようにして、シリコン基板1のフィ
ールド酸化膜2で囲まれた活性領域に、その表面をチタ
ンシリサイド層11で被着された高濃度P型拡散層9を
ソース・ドレインとし、ゲート酸化膜3を有し、多結晶
シリコン層4aとゲート上チタンシリサイド層18で構
成されるゲート電極6を有するpMOSトランジスタが
作製される。
As described above, in the active region surrounded by the field oxide film 2 of the silicon substrate 1, the high-concentration P-type diffusion layer 9 whose surface is coated with the titanium silicide layer 11 is used as the source / drain. A pMOS transistor having the gate oxide film 3 and the gate electrode 6 composed of the polycrystalline silicon layer 4a and the titanium silicide layer on the gate 18 is manufactured.

【0039】この実施の形態では、チタンシリサイド層
と多結晶シリコン層との界面領域およびチタンシリサイ
ド層と拡散層との界面領域に補償イオンが注入されホウ
素不純物がこれらの界面領域に追加導入されるため、こ
れらの界面領域の電気抵抗は低減すると共により安定化
する。
In this embodiment, compensating ions are implanted into the interface region between the titanium silicide layer and the polycrystalline silicon layer and the interface region between the titanium silicide layer and the diffusion layer, and boron impurities are additionally introduced into these interface regions. Therefore, the electric resistance of these interface regions is reduced and further stabilized.

【0040】但し、この実施の形態では、多結晶シリコ
ン層4aに含まれるホウ素の量を制御する必要がある。
この理由は、ホウ素の量が多過ぎると、このホウ素がゲ
ート酸化膜3を通過してチャネル領域に侵入し、pMO
Sトランジスタ特性の異常が生じるようになるためであ
る。
However, in this embodiment, it is necessary to control the amount of boron contained in the polycrystalline silicon layer 4a.
The reason for this is that if the amount of boron is too large, this boron will pass through the gate oxide film 3 and enter the channel region, resulting in pMO.
This is because the S transistor characteristic becomes abnormal.

【0041】次に、図4乃至図6に基づいて本発明の第
3の実施の形態を説明する。図4乃至図6は、本発明を
用いてCMOSトランジスタを作製する場合の製造工程
順の断面図である。以下の製造方法は、基本的には第1
あるいは第2の実施の形態と同様であるので簡単に説明
される。また、nチャネル型MOSトランジスタはnM
OSトランジスタと呼称される。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 6 are cross-sectional views in the order of manufacturing steps when manufacturing a CMOS transistor using the present invention. The following manufacturing method is basically the first
Alternatively, since it is similar to the second embodiment, it will be briefly described. In addition, the n-channel MOS transistor is nM
It is called an OS transistor.

【0042】図4(a)に示すように、シリコン基板1
にNウェル21およびPウェル22が形成され、フィー
ルド酸化膜2が形成される。次に図4(b)に示すよう
に、ゲート酸化膜3が形成され、その上にN型多結晶シ
リコン層4とタングステンシリサイド層5からなるゲー
ト電極6が形成される。次に、図4(c)に示すよう
に、pMOSトランジスタ側にレジストパターン23で
設けられ、リン不純物(図中にPと記す)がイオン注入
されnMOSトランジスタ側に低不純物濃度の低濃度N
型拡散層24が形成される。同様に、図4(d)に示す
ように、今度はnMOSトランジスタ側にレジストパタ
ーン23が設けられ、ホウ素不純物(図中にBと記す)
がイオン注入されpMOSトランジスタ側に低濃度P型
拡散層7が形成される。
As shown in FIG. 4A, the silicon substrate 1
Then, an N well 21 and a P well 22 are formed, and a field oxide film 2 is formed. Next, as shown in FIG. 4B, a gate oxide film 3 is formed, and a gate electrode 6 composed of an N-type polycrystalline silicon layer 4 and a tungsten silicide layer 5 is formed thereon. Next, as shown in FIG. 4C, a resist pattern 23 is provided on the pMOS transistor side, phosphorus impurities (denoted by P in the figure) are ion-implanted, and the nMOS transistor side is doped with a low concentration N of a low impurity concentration.
The mold diffusion layer 24 is formed. Similarly, as shown in FIG. 4D, this time, a resist pattern 23 is provided on the nMOS transistor side, and a boron impurity (denoted by B in the drawing).
Is ion-implanted to form a low concentration P-type diffusion layer 7 on the pMOS transistor side.

【0043】次に、図5(a)に示すようにゲート電極
6の側壁にサイドウォール膜8が形成される。その後、
図5(b)に示すように、pMOS側がレジストパター
ン23で被覆され、nMOSトランジスタ側にヒ素不純
物(図中にAsと記す)が、1×1015〜3×1015
cm2 の注入量でイオン注入されソース・ドレインとな
る高濃度N型拡散層25が形成される。同様に、図5
(c)に示すように、今度はnMOSトランジスタ側に
レジストパターン23が設けられ、2フッ化ボロンイオ
ン(図中にBF2 と記す)が、1×1015〜3×1015
/cm2 の注入量でイオン注入されソース・ドレインと
なる高濃度P型拡散層9が形成される。
Next, as shown in FIG. 5A, a sidewall film 8 is formed on the sidewall of the gate electrode 6. afterwards,
As shown in FIG. 5B, the pMOS side is covered with the resist pattern 23, and arsenic impurities (denoted by As in the figure) on the nMOS transistor side are 1 × 10 15 to 3 × 10 15 /.
A high-concentration N-type diffusion layer 25 serving as a source / drain is formed by ion implantation with a dose of cm 2 . Similarly, FIG.
As shown in (c), this time, a resist pattern 23 is provided on the nMOS transistor side, and boron difluoride ions (denoted as BF 2 in the figure) are 1 × 10 15 to 3 × 10 15.
A high concentration P-type diffusion layer 9 serving as a source / drain is formed by ion implantation with an implantation amount of / cm 2 .

【0044】その後、熱処理が加えられて注入された不
純物が活性化される。次に、図5(d)に示すように、
シリコン基板の全面にチタン薄膜10が堆積され、第1
の熱処理が施されて、C49の結晶構造をもつチタンシ
リサイド層11が、高濃度P型拡散層9および高濃度N
型拡散層25の表面に形成される。
Then, heat treatment is applied to activate the implanted impurities. Next, as shown in FIG.
The titanium thin film 10 is deposited on the entire surface of the silicon substrate, and the first
The titanium silicide layer 11 having the C49 crystal structure is subjected to the heat treatment of, and the high concentration P-type diffusion layer 9 and the high concentration N are formed.
It is formed on the surface of the mold diffusion layer 25.

【0045】次に、図6(a)に示すように、全面に補
償イオン12のイオン注入がなされる。ここで、注入エ
ネルギーは50keVで、その注入量は1×1014〜1
×1015/cm2 の範囲に設定される。但し、この時の
注入量はnMOSトランジスタの高濃度N型拡散層25
を形成するために注入したヒ素不純物の注入量の半分以
下になるように設定される。
Next, as shown in FIG. 6A, the compensation ions 12 are ion-implanted over the entire surface. Here, the implantation energy is 50 keV, and the implantation amount is 1 × 10 14 to 1
It is set within the range of × 10 15 / cm 2 . However, the implantation amount at this time is the high-concentration N-type diffusion layer 25 of the nMOS transistor.
Is set so as to be half or less than the implantation amount of arsenic impurities implanted for forming.

【0046】次に、第1および第2の実施の形態と同じ
ように、未反応のチタン薄膜の除去が行われ、チタンシ
リサイド層の結晶構造はC49からC54に相転換させ
るための第2の熱処理が行われる。
Next, as in the first and second embodiments, the unreacted titanium thin film is removed, and the crystal structure of the titanium silicide layer is changed from C49 to C54 by the second phase conversion. Heat treatment is performed.

【0047】その後は、図6(b)に示すように、層間
絶縁膜13が形成され、所定の位置にコンタクト孔14
が開口され、電極配線15が配設される。
After that, as shown in FIG. 6B, the interlayer insulating film 13 is formed, and the contact hole 14 is formed at a predetermined position.
Is opened and the electrode wiring 15 is provided.

【0048】この第3の実施の形態では、nMOSトラ
ンジスタおよびpMOSトランジスタのソース・ドレイ
ンの拡散層にP型不純物である補償イオン12がイオン
注入されるが、その注入量がnMOSトランジスタのソ
ース・ドレインを形成するためのN型不純物の注入量の
半分以下になるように設定されるので、nMOSトラン
ジスタのソース・ドレインの拡散層すなわち高濃度N型
拡散層25はN型のままである。このように、本発明が
CMOSトランジスタに適用される場合でも、補償イオ
ン12の注入量が適切に選ばれることで、全体の製造工
程が短縮されるようになる。
In the third embodiment, the compensation ions 12 which are P-type impurities are ion-implanted into the source / drain diffusion layers of the nMOS transistor and the pMOS transistor. Since it is set to be less than or equal to half the implantation amount of the N-type impurity for forming the n-type impurity, the source / drain diffusion layer of the nMOS transistor, that is, the high-concentration N-type diffusion layer 25 remains N-type. As described above, even when the present invention is applied to the CMOS transistor, the entire manufacturing process can be shortened by appropriately selecting the implantation amount of the compensation ions 12.

【0049】以上の実施の形態では、チタンのシリサイ
ド化が2段階の熱処理工程で行われる場合について説明
されている。しかし、本発明は、このような熱処理に限
定されない。本発明は、1段階の熱処理工程でチタンシ
リサイド層を形成する場合でも、同様の効果が発生する
ことに言及しておく。
In the above embodiments, the case where the silicidation of titanium is performed by the two-step heat treatment process has been described. However, the present invention is not limited to such heat treatment. It should be noted that the present invention produces the same effect even when the titanium silicide layer is formed by the one-step heat treatment process.

【0050】[0050]

【発明の効果】以上に説明したように本発明では、チタ
ンによりシリサイド化された拡散層を有するpMOSト
ランジスタの製造において、チタン薄膜がP型拡散層の
表面に堆積され、第1の熱処理でC49構造のチタンシ
リサイド層がP型拡散層表面に形成された後に、補償イ
オンの注入を通してホウ素がこのP型拡散層の表面部に
導入される。そして、第2の熱処理でこのチタンシリサ
イド層が54構造に変換される。このために、高濃度P
型拡散層の表面のホウ素濃度は高く維持され、チタンシ
リサイド層と高濃度P型拡散層との接触抵抗は低くなり
安定化するようになる。
As described above, according to the present invention, a titanium thin film is deposited on the surface of a P-type diffusion layer in the production of a pMOS transistor having a diffusion layer silicided with titanium, and C49 is formed by the first heat treatment. After the titanium silicide layer having the structure is formed on the surface of the P type diffusion layer, boron is introduced into the surface portion of the P type diffusion layer through the implantation of compensation ions. Then, the titanium silicide layer is converted into the 54 structure by the second heat treatment. For this reason, high concentration P
The boron concentration on the surface of the type diffusion layer is maintained high, and the contact resistance between the titanium silicide layer and the high concentration P type diffusion layer becomes low and stabilized.

【0051】このようにして、pMOSトランジスタの
駆動能力が大幅に向上し、半導体装置がさらに高速化さ
れるようになる。
In this way, the driving capability of the pMOS transistor is greatly improved, and the speed of the semiconductor device is further increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
1A to 1C are cross-sectional views in order of the steps, illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views in order of the steps, illustrating a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
3A to 3D are cross-sectional views in order of the steps, illustrating a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
4A to 4D are cross-sectional views in order of the steps, illustrating a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view in order of the steps, illustrating a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態を説明する工程順の
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view in order of the steps, illustrating a third embodiment of the present invention.

【図7】従来の技術を説明するための工程順の断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view in the order of steps for explaining a conventional technique.

【図8】従来の技術を説明するための工程順の断面図で
ある。
8A to 8D are cross-sectional views in order of the processes, for illustrating the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,101 シリコン基板 2,102 フィールド酸化膜 3,103 ゲート酸化膜 4,104 N型多結晶シリコン層 4a 多結晶シリコン層 5,105 タングステンシリサイド層 6,106 ゲート電極 7,108 低濃度P型拡散層 8,109 サイドウォール膜 9,111 高濃度P型拡散層 10,112 チタン薄膜 11,113 チタンシリサイド層 12 補償イオン 13,114 層間絶縁膜 14,115 コンタクト孔 15,116 電極配線 16,107 ボロンイオン 17,110 2フッ化ボロンイオン 18 ゲート上チタンシリサイド層 21 Nウェル 22 Pウェル 23 レジストパターン 24 低濃度N型拡散層 25 高濃度N型拡散層 1, 101 Silicon substrate 2, 102 Field oxide film 3, 103 Gate oxide film 4, 104 N-type polycrystalline silicon layer 4a Polycrystalline silicon layer 5, 105 Tungsten silicide layer 6, 106 Gate electrode 7, 108 Low concentration P-type diffusion Layer 8,109 Sidewall film 9,111 High-concentration P type diffusion layer 10,112 Titanium thin film 11,113 Titanium silicide layer 12 Compensation ion 13,114 Interlayer insulating film 14,115 Contact hole 15,116 Electrode wiring 16,107 Boron Ion 17,110 Boron difluoride ion 18 Titanium silicide layer on gate 21 N well 22 P well 23 Resist pattern 24 Low concentration N type diffusion layer 25 High concentration N type diffusion layer

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にpチャネル型の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタを形成する工程において、半導
体基板の表面にゲート絶縁膜、ゲート電極を形成した
後、前記半導体基板表面の全面にホウ素不純物を含んだ
不純物イオンを注入し熱処理を施して前記pチャネル型
の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソース・ドレイン
となる拡散層を形成する工程と、前記拡散層を含んだ前
記半導体基板の表面にチタン薄膜を堆積させる工程と、
前記半導体基板に熱処理を施して前記拡散層表面と前記
チタン薄膜とをシリサイド化反応させて前記拡散層の表
面にチタンシリサイド層を形成する工程と、前記チタン
シリサイド層の形成後、前記チタンシリサイド層と前記
拡散層との界面領域に補償イオンを注入しホウ素不純物
をこの界面領域に追加導入する工程と、を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
1. In a step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, after forming a gate insulating film and a gate electrode on the surface of the semiconductor substrate, boron impurities are formed on the entire surface of the semiconductor substrate. A step of forming a diffusion layer serving as a source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor by injecting the contained impurity ions and performing a heat treatment, and a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the diffusion layer. The step of depositing,
Performing a heat treatment on the semiconductor substrate to cause a silicidation reaction between the surface of the diffusion layer and the titanium thin film to form a titanium silicide layer on the surface of the diffusion layer; and after forming the titanium silicide layer, the titanium silicide layer. And a step of implanting compensation ions into the interface region between the diffusion layer and additionally introducing boron impurities into this interface region.
【請求項2】 半導体基板上にpチャネル型の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタを形成する工程において、半導
体基板の表面にゲート絶縁膜、ゲート電極を形成した
後、前記半導体基板表面の全面にホウ素不純物を含んだ
不純物イオンを注入し熱処理を施して前記pチャネル型
の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソース・ドレイン
となる拡散層を形成する工程と、前記拡散層を含んだ前
記半導体基板の表面にチタン薄膜を堆積させる工程と、
前記半導体基板に第1の熱処理を施して前記拡散層表面
と前記チタン薄膜とをシリサイド化反応させて前記拡散
層の表面にチタンシリサイド層を形成する工程と、前記
チタンシリサイド層の形成後、前記チタンシリサイド層
と前記拡散層との界面領域に補償イオンを注入しホウ素
不純物をこの界面領域に追加導入する工程と、前記チタ
ンシリサイド層の形成された半導体基板に前記第1の熱
処理の温度より高い温度で第2の熱処理を施す工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, after forming a gate insulating film and a gate electrode on the surface of the semiconductor substrate, boron impurities are formed on the entire surface of the semiconductor substrate. A step of forming a diffusion layer serving as a source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor by injecting the contained impurity ions and performing a heat treatment, and a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the diffusion layer. The step of depositing,
Performing a first heat treatment on the semiconductor substrate to cause a silicidation reaction between the surface of the diffusion layer and the titanium thin film to form a titanium silicide layer on the surface of the diffusion layer; and after forming the titanium silicide layer, A step of implanting compensation ions into the interface region between the titanium silicide layer and the diffusion layer and additionally introducing boron impurities into the interface region, and a temperature higher than the temperature of the first heat treatment for the semiconductor substrate on which the titanium silicide layer is formed. Applying a second heat treatment at a temperature,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 半導体基板上にpチャネル型の絶縁ゲー
ト電界効果トランジスタを形成する工程において、半導
体基板の表面にゲート絶縁膜、不純物を含有せずゲート
電極形状にパターニングした多結晶シリコン層を順次に
積層して形成する工程と、前記半導体基板表面の全面に
ホウ素不純物を含んだ不純物イオンを注入し熱処理を施
して前記pチャネル型の絶縁ゲート電界効果トランジス
タのソース・ドレインとなる拡散層を形成する工程と、
前記多結晶シリコン層および前記拡散層を含んだ前記半
導体基板の表面にチタン薄膜を堆積させる工程と、前記
半導体基板に第1の熱処理を施して前記多結晶シリコン
層表面と前記チタン薄膜および前記拡散層表面と前記チ
タン薄膜とをシリサイド化反応させて前記多結晶シリコ
ン層表面および前記拡散層表面にチタンシリサイド層を
形成する工程と、前記チタンシリサイド層の形成後、前
記チタンシリサイド層と前記多結晶シリコン層との界面
領域および前記チタンシリサイド層と前記拡散層との界
面領域に補償イオンを注入しホウ素不純物をこれらの界
面領域に追加導入する工程と、前記チタンシリサイド層
の形成された半導体基板に前記第1の熱処理の温度より
高い温度で第2の熱処理を施す工程と、を含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
3. In the step of forming a p-channel type insulated gate field effect transistor on a semiconductor substrate, a gate insulating film and a polycrystalline silicon layer which does not contain impurities and is patterned into a gate electrode shape are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate. And a step of forming the diffusion layer to be the source / drain of the p-channel type insulated gate field effect transistor by implanting impurity ions containing boron impurities and heat-treating the entire surface of the semiconductor substrate. And the process of
Depositing a titanium thin film on the surface of the semiconductor substrate including the polycrystalline silicon layer and the diffusion layer; and subjecting the semiconductor substrate to a first heat treatment to form the surface of the polycrystalline silicon layer, the titanium thin film, and the diffusion. Forming a titanium silicide layer on the surface of the polycrystalline silicon layer and the surface of the diffusion layer by subjecting the surface of the layer and the titanium thin film to a silicidation reaction; and after forming the titanium silicide layer, the titanium silicide layer and the polycrystalline layer. A step of implanting compensating ions into the interface region with the silicon layer and the interface region between the titanium silicide layer and the diffusion layer to introduce boron impurities into these interface regions, and to the semiconductor substrate on which the titanium silicide layer is formed. Performing a second heat treatment at a temperature higher than the temperature of the first heat treatment. The method of production.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6137177A (en) * 1997-10-31 2000-10-24 Nec Corporation CMOS semiconductor device

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