(57)【要約】【課題】本実施形態は、コンタクトプラグの抵抗の低減を行うことができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】本実施形態の半導体装置の製造方法は、基板にコンタクトホール又はコンタクトトレンチを形成し、コンタクトホール又はコンタクトトレンチの底に、アモルファスシリコン層又は多結晶シリコン層を形成し、アモルファスシリコン層又は多結晶シリコン層を覆うように不純物を含むニッケル膜を形成し、加熱することによりニッケル膜とアモルファスシリコン層又は多結晶シリコン層とを反応させて、ニッケルシリサイド膜を形成し、コンタクトホール又はコンタクトトレンチを埋め込むようにコンタクト金属膜を形成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にコンタクトホール又はコンタクトトレンチを形成し、
前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチの底に、アモルファスシリコン層又は多結晶シリコン層を形成し、
前記アモルファスシリコン層又は前記多結晶シリコン層を覆うように不純物を含むニッケル膜を形成し、
加熱することにより、前記ニッケル膜と前記アモルファスシリコン層又は前記多結晶シリコン層とを反応させて、ニッケルシリサイド膜を形成し、  
前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチを埋め込むようにコンタクト金属膜を形成する、
ことを備える半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記不純物は、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのうちのいずれか１つからな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。
【請求項３】
前記コンタクト金属膜として、タングステン、銅、又はアルミニウムを用いることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記ニッケルシリサイド膜の形成後に、前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチの底に形成された前記ニッケルシリサイド膜の上面を覆い、且つ、前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチの側壁を覆うようにバリアメタル膜を形成する、ことをさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
基板に設けられたコンタクトホール又はコンタクトトレンチと、前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチの底に形成された不純物を含むニッケルシリサイド膜と、前記ニッケルシリサイド膜の上に前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチを埋め込むように形成されたコンタクト金属膜と、からなるコンタクトプラグを備える、ことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
前記不純物は、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのうちのいずれか１つからなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記ニッケルシリサイド膜は、Ｎｉが１であるのに対してＳｉが２以上となる組成比を有している材料を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置において、半導体素子と半導体素子の上に位置する配線層とを電気的に接続したり、重なった配線層を電気的に接続したりするためにコンタクトが形成されている。
【０００３】
コンタクトプラグは、基板に設けられたコンタクトホール又はコンタクトトレンチと、コンタクトホール又はコンタクトトレンチの底面を覆うように形成され、且つ、基板とコンタクトプラグとの間のオーミックコンタクトをとるために設けられたコンタクト底面膜と、コンタクトホール又はコンタクトトレンチの側壁及びコンタクト底面膜を覆うように形成されたバリアメタル膜と、バリアメタル膜を介してコンタクトホール又はコンタクトトレンチを埋め込むコンタクト金属膜とを有する。
【０００４】
さらに詳細には、シリコン、多結晶シリコン、又は、シリサイドがその表面に設けられている基板の上に、さらに設けられるコンタクトプラグにおいては、コンタクト金属膜としてタングステンを用い、バリアメタル膜としてチタンや窒化チタンを用い、コンタクト底面膜としてはシリコンとチタンとを反応させて生成したチタンシリサイドを用いている。
【０００５】
しかし、半導体装置の微細化、大容量化に伴って、基板中の欠陥や基板中の拡散層中からの拡散種等の影響により、所望の導電性を有するチタンシリサイドからなるコンタクト底面膜を形成することが難しく、従って、コンタクトプラグの抵抗が高くなってしまう。さらに、コンタクトプラグの抵抗を減らすために、基板との接触面積を稼ぐような構造にコンタクトプラグを形成することも考えられるが、半導体装置の微細化により、その形成が難しくなってきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−８７２６５号公報
【特許文献２】特開２００９−２４６１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、コンタクトプラグの抵抗の低減を行うことができる半導体装置の製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、半導体装置の製造方法は、基板にコンタクトホール又はコンタクトトレンチを形成し、前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチの底に、アモルファスシリコン層又は多結晶シリコン層を形成し、前記アモルファスシリコン層又は前記多結晶シリコン層を覆うように不純物を含むニッケル膜を形成し、加熱することにより、前記ニッケル膜と前記アモルファスシリコン層又は前記多結晶シリコン層とを反応させて、ニッケルシリサイド膜を形成し、前記コンタクトホール又は前記コンタクトトレンチを埋め込むようにコンタクト金属膜を形成する、ことを備える。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図４】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
【図５】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その５）である。
【図６】本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その１）である。
【図９】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その２）である。
【図１０】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方法を示す断面図（その３）である。
【図１１】本発明の第２の実施形態の変形例の半導体装置の製造方法を示す断面図（その４）である。
【図１２】本発明の第２の実施形態の半導体装置の断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態の変形例の半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施形態を説明する。ただし、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。なお、全図面にわたり共通する部分には、共通する符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、図面は実施形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置とは異なる個所もあるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１１】
（第１の実施形態）
本実施形態の半導体装置のコンタクトプラグ１の製造方法を図１から図５を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような形態の半導体装置のコンタクトプラグ１に限定されるものではなく、他の形態のコンタクトプラグにおいても用いることができる。
【００１２】
図１（ａ）に示すように、シリコン基板１０上に絶縁膜１６を設け、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）法を用いて、コンタクトホール１１、又はコンタクトトレンチ１１を形成する。ここでは、コンタクトホール１１を形成するものとして説明する。さらに、コンタクトホール１１の底に存在するシリコン基板１０のダメージ層１２、又は残渣物１２を、酸素アッシング処理を用いて除去する。
【００１３】
なお、シリコン基板１０は、単結晶シリコンからなるものに限定されるものではなく、多結晶シリコンからなるものや、また、このような種々の基板上に半導体構造等が形成されたものでも良い。
【００１４】
図１（ｂ）に示すように、上記の酸素アッシング処理を行うことによって、シリコン基板１０上であって、コンタクトホール１１の底に酸化シリコン膜１３が生成される。
【００１５】
図２（ａ）に示すように、生成した酸化シリコン膜１３を、Ｗｅｔ処理を用いて除去する。また、Ｗｅｔ処理にてこの酸化シリコン膜１３を完全に除去できない場合には、さらにＤｒｙ処理を行って酸化シリコン膜１３を除去する。つまり、この後の工程において、コンタクトホール１１の底に低温でアモルファスシリコン層１４を形成することから、酸化シリコン膜１３は完全に除去しておくことが好ましい。
【００１６】
次に、図２（ｂ）に示すように、インプラテーションを用いて、コンタクトホール１１の底にアモルファスシリコン層１４を形成する。この際、インプラテーションによって注入される不純物は、コンタクトプラグ１の所望の特性に応じて選択される。このように、コンタクトホール１１の底にアモルファスシリコン層１４を形成することにより、この後の工程において、コンタクト底面膜であるＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を形成することが容易となる。
【００１７】
次に、図３（ａ）に示すように、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのいずれかを含んだ原料ガスを用いたＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を用いて、アモルファスシリコン層１４の上面とコンタクトホール１１の側壁とを覆うように、ニッケル膜１５を成膜する。Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗといった不純物を含んだニッケル膜１５を形成することにより、この後の工程で、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）膜からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を形成することが容易となる。
【００１８】
例えば、Ｃ又はＮを含むニッケル膜１５を用いて形成した場合、この後の工程で、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を形成することがさらに容易となる。また、Ｐを含むニッケル膜１５を用いて形成すると、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を熱的に安定なものとすることができる。
【００１９】
次に、アルゴン又は窒素ガス雰囲気下で、３００℃から５００℃の温度でのＲＴＡ（Rapid Thermal Annealing）を用いて、アモリファスシリコン層１４とニッケル膜１５とを反応させて、コンタクトホール１１の底に、ＮｉＳｉｘ膜からなる第１のニッケルシリサイド膜（不図示）を形成する。さらに、Ｗｅｔ処理を用いて未反応のニッケル膜１５を除去した後、再度ＲＴＡを用いて、ＮｉＳｉｘ膜からなる第１のニッケルシリサイド膜（不図示）を反応させ、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を効率よく形成する。すなわち、図３（ｂ）に示すような、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる膜を、言い換えると、ニッケル（Ｎｉ）が１であるのに対してシリコン（Ｓｉ）が２以上となる組成比を有している膜を有する第２のニッケルシリサイド膜１７を形成する。なお、未反応のニッケル膜１５を除去した後、ＲＴＡは複数回行っても良い。また、第２のニッケルシリサイド膜１７の表面には、Ｎｉ又はＳｉを含む酸化物２０が生成される。
【００２０】
図４（ａ）で示すように、三フッ化窒素（ＮＦ３）又はフッ化水素（ＨＦ）を含んだ混合ガスを用いてラジカルを生成し、生成したラジカルを用いて、第２のニッケルシリサイド膜１７の表面に生成されたＮｉ又はＳｉを含む酸化物２０を除去する。この第２のニッケルシリサイド膜１７の表面にある酸化物２０の除去は必要に応じて行えば良く、この後の工程において、３００℃以下の成膜温度にてチタン等からなるバリアメタル膜１８を形成する場合には、第２のニッケルシリサイド膜１７の表面にある酸化物２０の除去を行うことが好ましい。
【００２１】
図４（ｂ）に示すように、コンタクトホール１１の底の第２のニッケルシリサイド膜１７の上面及びコンタクトホール１１の側壁を覆うように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用いてチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、酸化タンタルのいずれからなるバリアメタル膜１８を形成する。このバリアメタル膜１８により、第２のニッケルシリサイド膜１７と、この後の工程においてコンタクトホール１１を埋め込むように形成されるコンタクト金属膜１９との間の密着性を高め、その間に生ずる応力を緩和することができる。なお、このバリアメタル膜１８を形成せずに、第２のニッケルシリサイド膜１７の上面を覆い、且つコンタクトホール１１を埋め込むように、タングステン等からなるコンタクト金属膜１９を形成しても良い。
【００２２】
図５（ａ）に示すように、バリアメタル膜１８を覆い、且つ、コンタクトホール１１を埋め込むように、ＣＶＤ法を用いてコンタクト金属膜１９としてタングステンを成膜する。この際、コンタクト金属膜１９として、銅又はアルミニウムを用いても良い。
【００２３】
なお、コンタクト金属膜１９としてタングステン又はアルミニウムを用いる場合には、バリアメタル膜１８は、チタン又は窒化チタンからなるものとすることが好ましく、コンタクト金属膜１９として銅を用いる場合には、バリアメタル膜１８は、タンタル、窒化タンタル、又は酸化タンタルからなるものとすることが好ましい。
【００２４】
次に、図５（ｂ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を用いて、コンタクトホール１１から突出したバリアメタル膜１８とコンタクト金属膜１９とを除去し、コンタクトプラグ１を形成する。
【００２５】
このようにして、図６に示される本実施形態のコンタクトプラグ１は、シリコン基板１０及びその上の絶縁膜１６に設けられたコンタクトホール１１と、コンタクトホール１１の底面に形成された不純物を含む第２のニッケルシリサイド膜(コンタクト底面膜)１７と、第２のニッケルシリサイド膜１７の上にコンタクトホール１１を埋め込むように形成されたコンタクト金属膜１９とを有する。さらに、このコンタクトプラグ１は、第２のニッケルシリサイド膜１７の上面とコンタクトホール１１の側壁とを覆うバリアメタル膜１８をさらに有しても良い。
【００２６】
第２のニッケルシリサイド膜１７は、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜を有し、好ましくは、第２のニッケルシリサイド膜１７の大部分が、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜からなる。
【００２７】
また、第２のニッケルシリサイド膜１７は、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのうちのいずれか１つからなる不純物を含む。
【００２８】
コンタクト金属膜１９は、タングステン、銅、又はアルミニウムからなる。
【００２９】
さらに、バリアメタル膜１８は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、又は酸化タンタルからなる。
【００３０】
本実施形態によれば、アモルファスシリコン層１４と不純物を含むニッケル膜１５とを加熱して、互いの層を反応させて、第２のニッケルシリサイド膜１７を形成することから、コンタクトホール１１の底面に、その大部分が、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜からなる第２のニッケルシリサイド膜１７を効率良く形成することができる。さらに、アモルファスシリコン層１４をニッケル膜１５と反応させることから、結晶方位が揃った単結晶シリコン層と反応させる場合と比べて、ニッケルの拡散は下地の影響を受けにくい。従って、ニッケル膜１５からニッケルが拡散する範囲を制御することができることから、第２のニッケルシリサイド膜１７を所望の厚さを有するものとして形成することができる。このようなニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜は、高い導電性と耐熱性との両方を有する。よって、第２のニッケルシリサイド膜１７は、半導体装置を形成する際に印加される熱によっても安定であり、さらに、コンタクトプラグ１がこのような膜からなる第２のニッケルシリサイド膜１７をコンタクト底面膜として有することによって、コンタクトプラグ１の抵抗を低く抑えることができる。
【００３１】
さらに、本実施形態によれば、第２のニッケルシリサイド膜１７をコンタクト底面膜として用いることにより、チタンシリサイド膜やコバルトシリサイド膜をコンタクト底面膜として用いた場合と比べてシリコンが拡散しにくいことから、コンタクト底面膜中に欠陥が生じにくい。従って、シリコン基板１０とコンタクト底面膜との界面抵抗を小さくすることができることから、コンタクトプラグ１が微細なものとなっても、コンタクトプラグ１の抵抗を小さくすることが可能となる。
【００３２】
（第１の実施形態の変形例）
第１の実施形態においては、インプラテーションを用いて、コンタクトホール１１の底にアモルファスシリコン層１４を形成し、その上にニッケル膜１５を形成していたが、この変形例においては、図７（ａ）に示されるように、第１の実施形態と同様に、インプラテーションを用いて、コンタクトホール１１の底にアモルファスシリコン層１４を形成した後、２００℃以上の熱プロセスを用いて、図７（ｂ）に示されるようにアモルファスシリコン層１４から多結晶シリコン層２４を生成する。さらに、生成した多結晶シリコン層２４の上に、第１の実施形態と同様にニッケル膜１５を形成しても良い。
【００３３】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、インプラテーションを用いて、コンタクトホール１１の底にアモルファスシリコン層１４を形成していたが、本実施形態においては、以下にように、コンタクトホール１１の底及び側壁を覆うアモルファスシリコン層３４を形成し、コンタクトプラグ１を形成しても良い。
【００３４】
本実施形態の半導体装置のコンタクトプラグ１の製造方法を図８から図１１を用いて説明する。本発明は、以下に説明するような半導体装置のコンタクトプラグ１に限定されるものではなく、他の形態のコンタクトプラグにおいても用いることができる。なお、ここでは、第１の実施形態と異なる点のみ説明する。
【００３５】
第１の実施形態と同様に、シリコン基板１０上に絶縁膜１６を設け、ＲＩＥ法を用いて、コンタクトホール１１、又はコンタクトトレンチ１１を形成する。ここでは、コンタクトホール１１を形成するものとして説明する。さらに、第１の形態と同様に、コンタクトホール１１の底に位置するシリコン基板１０の表面を処理する（図１（ａ）及び図１（ｂ）参照）。このようにして、図８（ａ）に示すようなシリコン基板１を得る。
【００３６】
次に、図８（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法又はＰＶＤ法を用いてコンタクトホール１１の底及び側壁を覆うようにアモルファスシリコン層３４を形成する。なお、アモルファスシリコン層３４の代わりに、図１１に示すような、コンタクトホール１１の底及び側壁を覆うような多結晶シリコン層４４を形成しても良い。
【００３７】
次に、図９（ａ）に示すように、第１の実施形態と同様に、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのいずれかを含んだ原料ガスを用いたＣＶＤ法を用いて、アモルファスシリコン層３４の上面とコンタクトホール１１の側壁とを覆うように、ニッケル膜１５を成膜する。
【００３８】
次に、アルゴン又は窒素ガス雰囲気下で、３００℃から５００℃の温度でのＲＴＡを用いて、コンタクトホール１１の底に位置するアモリファスシリコン層３４の部分とニッケル膜１５とを反応させる。さらに、シリコンを含んだガス雰囲気下で、３００℃以上の温度でのＲＴＡを用いて、ガス中のシリコンとコンタクトホール１１の側壁に位置するアモリファスシリコン層３４の部分とを反応させる。さらに、Ｗｅｔ処理を用いて未反応のニッケル膜１５を除去した後、再度ＲＴＡを用いると、図９（ｂ）に示されるように、コンタクトホール１１の底には、ＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）からなる第２のニッケルシリサイド膜３７が形成され、コンタクトホール１１の側壁には、ＮｉＳｉとＮｉＳｉｘ膜（Ｘ≧２）とが混合したものからなる第３のニッケルシリサイド膜３０が形成される。
【００３９】
本実施形態においては、コンタクトホール１１の側壁には、第３のニッケルシリサイド膜３０が形成されていることから、第１の実施形態のようにバリアメタル膜１８を形成しなくても良く、この場合には、コンタクトプラグ１の抵抗をさらに下げることができる。また、本実施形態においては、第１の実施形態と同様に、第２のニッケルシリサイド膜３７と第３のニッケルシリサイド膜３０とを覆うように、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用いてチタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、酸化タンタルのいずれからなるバリアメタル膜１８を形成しても良く、この場合には、バリアメタル膜１８により、第２のニッケルシリサイド膜１７と、この後の工程においてコンタクトホール１１を埋め込むように形成されるコンタクト金属膜１９との間の密着性を高め、その間の応力を緩和することができる。
【００４０】
この後、第１の実施形態と同様に、図１０（ａ）に示すように、第２のニッケルシリサイド膜３７と第３のニッケルシリサイド膜３０とを覆い、且つ、コンタクトホール１１を埋め込むように、ＣＶＤ法を用いて、コンタクト金属膜１９としてタングステンを成膜する。この際、第１の実施形態と同様に、コンタクト金属膜１９として、銅、又はアルミニウムを用いても良い。
【００４１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、ＣＭＰ法を用いて、コンタクトホール１１から突出した第３のニッケルシリサイド膜３０とコンタクト金属膜１９とを除去し、コンタクトプラグ１を形成する。
【００４２】
このようにして、図１２に示される本実施形態のコンタクトプラグ１は、シリコン基板１０に設けられたコンタクトホール１１と、コンタクトホール１１の底面に形成された不純物を含む第２のニッケルシリサイド膜(コンタクト底面膜)３７と、コンタクトホール１１の側壁を覆うように形成された不純物を含む第３のニッケルシリサイド膜３０と、第２のニッケルシリサイド膜３７と第３のニッケルシリサイド膜３０とを覆い、且つコンタクトホール１１を埋め込むように形成されたコンタクト金属膜１９とを有する。
【００４３】
第２のニッケルシリサイド膜３７は、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜を有し、好ましくは、第２のニッケルシリサイド膜１７の大部分が、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜からなる。第２のニッケルシリサイド膜３７及び第３のニッケルシリサイド膜３０は、Ｃ、Ｎ、Ｆ、Ｃｌ、Ｐ、Ａｓ、Ｂ、Ｇｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ａｌ、Ｉｒ、Ｃｕ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｗのうちのいずれか１つからなる不純物を含む。また、コンタクト金属膜１９は、タングステン、銅、又はアルミニウムからなる。
【００４４】
本実施形態によれば、アモルファスシリコン層３４と不純物を含むニッケル膜１５とを加熱して、互いの層を反応させて、第２のニッケルシリサイド膜３７を形成することから、コンタクトホール１１の底面に、その大部分が、ニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜からなる第２のニッケルシリサイド膜３７を効率良く形成することができる。さらに、アモルファスシリコン層１４をニッケル膜１５と反応させることから、結晶方位が揃った単結晶シリコン層と反応させる場合と比べて、ニッケルの拡散は下地の影響を受けにくい。従って、ニッケル膜１５からニッケルが拡散する範囲を制御することができることから、第２のニッケルシリサイド膜３７を所望の厚さを有するものとして形成することができる。このようなニッケルが１であるのに対してシリコンが２以上となる組成比を有している膜は、高い導電性と耐熱性との両方を有することから、第２のニッケルシリサイド膜３７は、半導体装置を形成する際に印加される熱によっても安定であり、さらに、コンタクトプラグ１の抵抗を低く抑えることができる。
【００４５】
さらに、本実施形態によれば、第２のニッケルシリサイド膜３７をコンタクト底面膜として用いることにより、チタンシリサイド膜やコバルトシリサイド膜をコンタクト底面膜として用いた場合と比べてシリコンが拡散しにくいことから、コンタクト底面膜中に欠陥が生じにくい。従って、シリコン基板１０とコンタクト底面膜との界面抵抗を小さくすることができることから、コンタクトプラグ１が微細なものとなっても、コンタクトプラグ１の抵抗を小さくすることが可能となる。
【００４６】
（第２の実施形態の変形例）
第２の実施形態においては、アモリファスシリコン層３４とその上に形成されたニッケル膜１５とを反応させて第２のニッケルシリサイド膜３７を形成していたが、図１３（ａ）に示すように、第２の実施形態と同様に、アモルファスシリコン層３４の上にニッケル膜１５を形成した後、図１３（ｂ）に示すように、さらにニッケル膜１５の上にアモルファスシリコン層５４を形成し、次いで、第２の実施形態と同様に、ニッケル膜１５とアモルファスシリコン層３４及び５４とを反応させて、第２のニッケルシリサイド膜３７と第３のニッケルシリサイド膜３０とを得ても良い。
【００４７】
本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１                コンタクトプラグ
１０              シリコン基板
１１              コンタクトホール、コンタクトトレンチ
１２              ダメージ層、残渣物
１３              酸化シリコン層
１４、３４、５４  アモルファスシリコン層
１５              ニッケル膜
１６              絶縁膜
１７、３７        第２のニッケルシリサイド膜
１８              バリアメタル膜
１９              コンタクト金属膜
２０              酸化物
２４、４４        多結晶シリコン層
３０              第３のニッケルシリサイド膜
【図１】
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【図２】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図１３】
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