JP2000091556A - Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same - Google Patents

Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same

Info

Publication number
JP2000091556A
JP2000091556A JP10276637A JP27663798A JP2000091556A JP 2000091556 A JP2000091556 A JP 2000091556A JP 10276637 A JP10276637 A JP 10276637A JP 27663798 A JP27663798 A JP 27663798A JP 2000091556 A JP2000091556 A JP 2000091556A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
wsi
wiring
semiconductor device
electrode
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
JP10276637A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hideo Kawano
英夫 川野
Shien Ryu
紫園 劉
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 JP10276637A priority Critical patent/JP2000091556A/en
Publication of JP2000091556A publication Critical patent/JP2000091556A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent abnromal oxidation of a WSix film surface an enable low resistance by mainly containing grains with c-axis orientation in a WSix film. SOLUTION: A gate oxide film 2, a polycrystalline silicon film 3 and a WSix film (c-axis orientation WSix film) 4 mainly containing grains with c-axis orientation are laminated one by one in a gate electrode, and a cover film 5 formed of SiO2 is further formed on the WSix film 4. The ratio of Si constituting the WSix film 4 with respect to W (Si/W composition ratio) is 2.7 or less in composition ratio, and desirably about 2.0. That is, after the gate oxide film 2 and the polycrystalline silicon film 3 are formed one by one through a normal semiconductor process, the WSix film 4 is formed by sputtering and the cover film 5 formed of SiO2 is formed by a CVD method. Thereby, a WOx film is not formed by abnormal oxidation in the surface of the WSix film 4, and a flat WSix film 4 is formed.

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、半導体装置等に備
えられる電極や配線膜及びこれを用いた半導体装置に係
わり、
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrode or a wiring film provided in a semiconductor device or the like and a semiconductor device using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、半導体装置に備えられるゲート
電極は、WSix膜および多結晶シリコンから概略構成
されている。ところで、ゲート電極に要求される特性と
しては、抵抗が低いことと、耐熱性が優れることであ
る。ゲート電極の低抵抗化には、WSix膜を構成する
SiのWに対する割合(Si/W組成比)を小さくする
ことで実現できるとされているが、その場合には、「ジ
ャパン ジャーナル アプライズ フィジックス 35
巻 Part1、No.2A」の584〜588頁(199
6年発行)に記載されているようにWSix膜表面に異
常酸化が生じるという問題がある。
In general, a gate electrode provided in the semiconductor device is schematically composed of a WSi x film and the polycrystalline silicon. Incidentally, characteristics required for the gate electrode include low resistance and excellent heat resistance. The resistance of the gate electrode has been a can be realized by reducing the proportion (Si / W composition ratio) for W of Si constituting the WSi x film, in this case, "Japan Journal Apuraizu Physics 35
Vol. 2A ", pages 584 to 588 (199
There is a problem that abnormal oxidation in WSi x film surface as described in published 1994) occurs.

【0003】図7は、SiのWに対する割合を小さくし
たWSix膜を用いた従来のゲート電極を示す断面模式
図である。図8は、図7の従来のゲート電極を構成する
各膜や層をなす結晶の構造を示す透過形電子顕微鏡写真
である。図7に示した従来のゲート電極は、Si基板1
1上に、ゲート酸化膜12、多結晶シリコン膜13、W
Six膜14の順に積層され、さらにこのWSix膜14
上にSiO2からなるカバー膜15が形成されてなるも
のである。
[0003] Figure 7 is a cross-sectional schematic view of a conventional gate electrode using the WSi x film having a small ratio W of Si. FIG. 8 is a transmission electron micrograph showing the structure of a crystal constituting each film or layer constituting the conventional gate electrode of FIG. The conventional gate electrode shown in FIG.
1, a gate oxide film 12, a polycrystalline silicon film 13,
They are laminated in this order Si x film 14, further the WSi x film 14
A cover film 15 made of SiO 2 is formed thereon.

【0004】ところが、SiのWに対する割合を小さく
したWSix膜14が備えられたゲート電極において
は、WSix膜14表面に析出したWが熱処理工程によ
り異常酸化(凸凹形状)し、図7乃至図8に示すよう
に、SiO2からなるカバー膜15とWSix膜14との
界面近傍にWOx層16が取り込まれてしまう。このW
x層16は、導電性かつ揮発性を有しているものであ
るので、図7に示すようにカバー膜15中に侵入してお
り、従って、このような異常酸化が生じたWSix膜1
4を実際の半導体装置に適用すれば、WSix膜14を
用いたゲート電極に隣接したコンタクト間で電気的な短
絡不良が起きてしまうという問題がある。
[0004] However, in the WSi x film 14 is a gate electrode provided with a reduced ratio W of Si, W deposited on the WSi x film 14 surface abnormal oxidation (irregularities) by a heat treatment process, FIG. 7 to as shown in FIG. 8, WO x layer 16 near the interface between the cover film 15 and the WSi x film 14 made of SiO 2 will be incorporated. This W
O x layer 16, since as it has conductivity and volatility, and penetrates into cover film 15, as shown in FIG. 7, therefore, WSi x film in which such abnormal oxidation occurred 1
By applying 4 to actual semiconductor device, there is a problem that occurs electric short circuit between contacts adjacent to the gate electrode using the WSi x film 14.

【0005】従って、通常はデバイス特性を損なわない
程度の抵抗値が得られるSi/W組成比が2.7以上と
したWSix膜が用いられている。また、上記「ジャパ
ン ジャーナル アプライズ フィジックス 35巻
Part1、No.2A」の584〜588頁(199
6年発行)に記載されているように、Si/W組成比が
2.0以上のWSix膜においては、600℃までの低
温度での熱処理過程において酸素の供給をなくすことに
より、WSix膜14表面に析出したWの異常酸化を抑
制し、WSix膜14中のSiの拡散を律速させてWS
x膜14表面に薄いSiO2膜を形成させた後、600
℃以上の高温度での熱処理過程において酸素を供給し、
SiO2からなるカバー膜15を形成することによっ
て、Wの異常酸化を防いでいる。
Accordingly, usually WSi x film Si / W composition ratio resistance value enough not to impair the device characteristics can be obtained is 2.7 or more is used. In addition, "Japan Journal Applied Physics 35
Part 1, No. 2A ", pp. 584-588 (199
As described in published 1994), in the Si / W composition ratio of 2.0 or more WSi x film, by eliminating the supply of oxygen in a heat treatment process at a low temperature of up to 600 ° C., WSi x film 14 suppresses the abnormal oxidation of W deposited on the surface, WSi x film 14 diffusion of Si by rate limiting the in WS
i x film 14 after forming a thin SiO 2 film on the surface, 600
Supplying oxygen during the heat treatment process at a high temperature of at least
By forming the cover film 15 made of SiO 2 , abnormal oxidation of W is prevented.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
LSIの電極・配線をますます微細化する要望が高まっ
ており、そのためには電極・配線をさらに低抵抗化する
必要があり、Si/W組成比を2.7よりも小さく、す
なわちWの割合を大きくする必要があるが、その場合、
上述したようなWSix膜14表面の異常酸化を助長す
ることになる。また、上述したような600℃以上の高
温度での熱処理過程において酸素を供給し、SiO2
らなるカバー膜15を形成することは実用的には困難で
あり、また、600℃以下での熱処理工程においても微
量な酸素の混入はさけられず、半導体プロセス工数も多
くなり歩留まり低下を引き起こすという問題がある。ま
た、WSix膜14表面に薄いSiO2膜を形成すること
なく、直接、SiO2からなるカバー膜15を形成する
場合、該カバー膜15は通常CVD法で形成されるもの
であり、これに必要な原料ガス中には酸素が含まれてお
り、従って、カバー膜15の形成時には酸素の供給が必
ず起きることになり酸素の抑制は困難であり、Wの異常
酸化の回避は困難である。
However, in recent years,
There is an increasing demand for further miniaturization of the electrodes and wirings of LSIs. For this purpose, it is necessary to further reduce the resistance of the electrodes and wirings, and the Si / W composition ratio is smaller than 2.7, that is, the ratio of W Must be increased, in which case,
It will promote abnormal oxidation of the above such WSi x film 14 surface. In addition, it is practically difficult to supply oxygen during the heat treatment process at a high temperature of 600 ° C. or more as described above to form the cover film 15 made of SiO 2. Even in the process, a very small amount of oxygen cannot be avoided, and the number of man-hours in the semiconductor process is increased, which causes a problem of lowering the yield. Further, without forming a thin SiO 2 film is WSi x film 14 surface, directly, in the case of forming a cover film 15 made of SiO 2, the cover layer 15 is intended to be formed in a conventional CVD method, to Oxygen is contained in the necessary source gas. Therefore, when forming the cover film 15, the supply of oxygen always occurs, so that it is difficult to suppress oxygen and it is difficult to avoid abnormal oxidation of W.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
でWSix膜表面の異常酸化を防止でき、低抵抗化が可
能な電極・配線膜を得、さらにこのような電極・配線膜
を備えることによって、WSix膜表面の異常酸化に起
因する電気的な短絡不良のない半導体装置を提供するこ
とにある。
[0007] The present invention can prevent the abnormal oxidation of the WSi x film surface which has been made in view of the above circumstances, to obtain an electrode-wiring film provides low resistance, further comprising such an electrode and wiring film it allows to provide a semiconductor device with no electrical short-circuit failure due to abnormal oxidation of the WSi x film surface.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、WSix
表面の異常酸化を防止でき、低抵抗化が可能な電極・配
線膜を提供すべく、特にWSix膜を構成する結晶粒
(グレイン)に着目し、種々の検討及び実験を重ねた結
果、上記グレインの結晶配向性と、上記WSix膜表面
の異常酸化の程度とは相関があり、特に、WSix膜中
にc軸配向性を有したグレインを主に含有させると、W
Six膜表面の異常酸化を防止できることを究明し、本
発明を完成したのである。
The present inventors SUMMARY OF THE INVENTION may, WSi x film can prevent the abnormal oxidation of the surface, to provide an electrode-wiring film provides low resistance, in particular the crystal grains constituting the WSi x film ( focusing on grain), as a result of various studies and experiments, the crystal orientation of the grains, and the degree of abnormal oxidation of the WSi x film surface is correlated, in particular, c-axis oriented in the WSi x film When mainly containing grains having properties, W
To investigate the ability to prevent the abnormal oxidation of the Si x film surface and was completed the present invention.

【0009】すなわち、請求項1の発明は、c軸配向性
を有したグレインを主に含有するWSix膜を用いたこ
とを特徴とする電極・配線膜を上記課題の解決手段とし
た。また、請求項2の発明は、前記WSix膜を構成す
るSiのWに対する割合が組成比で2.7以下であるこ
とを特徴とする請求項1記載の電極・配線膜を上記課題
の解決手段とした。
[0009] That is, the invention of claim 1, the electrode-wiring film characterized by using the WSi x film containing mainly grains having a c-axis orientation was means for solving the above-described problem. The invention of claim 2 is the solution to the electrode-wiring film according to claim 1, wherein the ratio W of the Si constituting the WSi x film is characterized in that 2.7 or less in the composition ratio of the above objects Means.

【0010】また、請求項3の発明は、シリコン基板上
に少なくとも酸化膜と、多結晶シリコン層、WSi
x膜、酸化膜が順次積層されてなる電極が少なくとも備
えられた半導体装置において、前記WSix膜としてc
軸配向性を有したグレインを主に含有するWSix膜が
用いられたことを特徴とする半導体装置を上記課題の解
決手段とした。また、請求項4の発明は、酸化膜上に少
なくともWSix膜が積層されてなる配線が少なくとも
備えられた半導体装置において、前記WSix膜として
c軸配向性を有したグレインを主に含有するWSix
が用いられたことを特徴とする半導体装置を上記課題の
解決手段とした。また、請求項5の発明は、シリコン基
板上に少なくとも酸化膜と、多結晶シリコン層、WSi
x膜、酸化膜が順次積層されてなる電極と、WSix膜を
用いた配線とが少なくとも備えられた半導体装置におい
て、前記電極及び/又は配線のWSix膜としてc軸配
向性を有したグレインを主に含有するWSix膜が用い
られたことを特徴とする半導体装置を上記課題の解決手
段とした。また、請求項6の発明は、前記c軸配向性を
有したグレインを主に含有するWSix膜を構成するS
iのWに対する割合が組成比で2.7以下であることを
特徴とする請求項3又は4又は5に記載の半導体装置を
上記課題の解決手段とした。
According to a third aspect of the present invention, at least an oxide film, a polycrystalline silicon layer, a WSi
x film, a semiconductor device having an oxide film provided at least sequentially laminated comprising electrodes, c as the WSi x film
A semiconductor device characterized by WSi x film containing mainly grains having an axial orientation was used was solution to the above problem. The invention of claim 4 is the semiconductor device at least WSi x film are laminated wiring is provided at least on the oxide film mainly containing grains wherein having a c-axis orientation as WSi x film a semiconductor device characterized by WSi x film was used was solution to the above problem. Further, the invention according to claim 5 is characterized in that at least an oxide film, a polycrystalline silicon layer, a WSi
x film, an electrode oxide film is formed by sequentially stacking, grains having a semiconductor device wiring and is provided at least with a WSi x film, a c-axis orientation as WSi x film of the electrode and / or wiring the semiconductor device according to claim primarily that WSi x film containing was used was used as a means for solving the above-described problem. The invention of claim 6, constitutes a WSi x film containing mainly grains having the c-axis orientation S
The semiconductor device according to claim 3, wherein the ratio of i to W is 2.7 or less in composition ratio.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の電極・配線膜及び
半導体装置の実施の形態について詳しく説明する。図1
は、本発明の電極・配線膜をゲート電極に適用した第一
の実施形態を示す断面模式図である。図2は、図1のゲ
ート電極を構成する各膜や層をなす結晶の構造を示す透
過形電子顕微鏡写真である。この第一の実施形態のゲー
ト電極は、Si基板1上に、ゲート酸化膜2、多結晶シ
リコン膜3、c軸配向性を有したグレインを主に含有す
るWSix膜(c軸配向WSix膜)4の順に積層され、
さらにこのWSix膜4上にSiO2からなるカバー膜5
が形成されてなるものである。WSix膜4を構成する
SiのWに対する割合(Si/W組成比)は、組成比で
2.7以下、好ましくは2.0程度である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the electrode / wiring film and the semiconductor device of the present invention will be described in detail. FIG.
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment in which an electrode / wiring film of the present invention is applied to a gate electrode. FIG. 2 is a transmission electron micrograph showing the structure of a crystal constituting each film or layer constituting the gate electrode of FIG. The gate electrode of the first embodiment, on the Si substrate 1, a gate oxide film 2, the polysilicon film 3, c-axis mainly containing grains having an orientation WSi x film (c-axis oriented WSi x Film) 4 in this order,
Cover film 5 made of SiO 2 addition on the WSi x film 4
Are formed. Ratio W of the Si constituting the WSi x film 4 (Si / W composition ratio) is 2.7 or less in the composition ratio, preferably about 2.0.

【0012】この第一の実施形態のゲート電極の製造方
法は、Si基板1上に通常の半導体プロセスによりゲー
ト酸化膜2、多結晶シリコン膜3を順次形成した後、c
軸配向性を有したグレインを主に含有し、Si/W組成
比が2.7以下、好ましくは2.0であるWSix膜4
をスパッター法により形成し、CVD法によりSiO2
からなるカバー膜5を形成する。カバー膜5を形成する
際の加熱温度は、700゜C程度とすることが好まし
い。
In the method of manufacturing a gate electrode according to the first embodiment, a gate oxide film 2 and a polycrystalline silicon film 3 are sequentially formed on a Si substrate 1 by an ordinary semiconductor process,
The grains having an axial orientation contain mainly, Si / W composition ratio of 2.7 or less, WSi x film 4 is preferably 2.0
Is formed by a sputtering method, and SiO 2 is formed by a CVD method.
Is formed. The heating temperature for forming the cover film 5 is preferably set to about 700 ° C.

【0013】図3に、ゲート電極に備えられるWSix
膜中のグレイン配向性を分析したX線回折結果を示す。
図3中、は、第一の実施形態のゲート電極に備えられ
るWSix膜中のグレイン配向性を分析したX線回折結
果であり、は、図7に示した従来のゲート電極に備え
られたWSix膜中のグレイン配向性を分析したX線回
折結果である。
[0013] Figure 3, WSi x provided in the gate electrode
3 shows the results of X-ray diffraction analysis of the grain orientation in the film.
In Figure 3, is an X-ray diffraction results of analysis of the grain orientation of the WSi x film provided on the gate electrode of the first embodiment, is provided in the conventional gate electrode shown in FIG. 7 the grain orientation in the WSi x film is an X-ray diffraction results of the analysis.

【0014】上述のような構成の第一の実施形態のゲー
ト電極においては、図2に示した透過形電子顕微鏡写真
から判るように、WSix膜4表面には異常酸化による
WOx膜の形成は見られず平坦なWSix膜が形成されて
いることがわかる。これは、図3に示すWSix膜4中
のグレイン配向性のX線回折結果から判るように、第一
の実施形態のゲート電極に備えられたWSix膜4中の
グレインが図7に示したような従来のゲート電極に備え
られるWSix膜14中のグレイン配向性と比べて(0
02)方位のc軸配向X線強度が強く、すなわちWSi
x膜4がc軸配向したグレインで大部分構成されている
ことが判る。また、この様なc軸配向したグレインから
構成されるWSix膜4は、Si/W組成比が低くても
耐熱性が高いものであった。
[0014] In the gate electrode of the first embodiment of the above-described structure, as can be seen from the transmission electron micrograph shown in FIG. 2, the WSi x film 4 surface formation of WO x film due to abnormal oxidation it can be seen that the formed flat WSi x film was not seen. This is because, as seen from the X-ray diffraction results of the grain orientation in the WSi x film 4 shown in FIG. 3, WSi x film 4 in grains provided to the gate electrode of the first embodiment shown in FIG. 7 It was like as compared with conventional grain orientation in the WSi x film 14 provided on the gate electrode (0
02) The c-axis oriented X-ray intensity in the direction is strong, that is, WSi
It can be seen that the x film 4 is mostly composed of grains with c-axis orientation. Further, WSi x film 4 composed of such c-axis oriented grains, even at low Si / W composition ratio was achieved high heat resistance.

【0015】第一の実施形態のゲート電極においては、
c軸配向性を有したグレインを主に含有するWSix
4を用いたことにより、WSix膜4を構成するSiの
Wに対する割合が組成比で2.7以下と小さくしても、
WSix膜表面に析出したWが熱処理により異常酸化す
るのを防止でき、低抵抗化が可能である。また、WSi
x膜表面に析出したWの異常酸化を防止するために、6
00℃以下の低温度での熱処理工程での酸素の供給を抑
制する必要もなく、半導体プロセスの歩留まりも向上す
る。
In the gate electrode of the first embodiment,
By using the WSi x film 4 mainly containing grains having a c-axis orientation, even as small as 2.7 or less at a ratio W of the Si constituting the WSi x film 4 composition ratio,
WSi x film surface deposited W is prevented from abnormally oxidized by heat treatment, it is possible to lower resistance. Also, WSi
x To prevent abnormal oxidation of W deposited on the film surface,
It is not necessary to suppress the supply of oxygen in the heat treatment step at a low temperature of 00 ° C. or lower, and the yield of the semiconductor process is improved.

【0016】次に、本発明の電極・配線膜の第二の実施
形態について説明する。図4は、本発明の電極・配線膜
を配線に適用した第二の実施形態を示す断面模式図であ
る。図5は、図4の配線を構成する各膜や層をなす結晶
の構造を示す透過形電子顕微鏡写真である。第二の実施
形態の配線は、Si基板1上に、SiO2膜(酸化膜)
8、c軸配向性を有したグレインを主に含有するWSi
x膜4、SiO2からなるカバー膜5を順次積層してなる
ものである。
Next, a second embodiment of the electrode / wiring film of the present invention will be described. FIG. 4 is a schematic sectional view showing a second embodiment in which the electrode / wiring film of the present invention is applied to a wiring. FIG. 5 is a transmission electron micrograph showing a structure of a crystal constituting each film or layer constituting the wiring of FIG. The wiring according to the second embodiment is such that an SiO 2 film (oxide film) is formed on a Si substrate 1.
8. WSi mainly containing grains having c-axis orientation
An x film 4 and a cover film 5 made of SiO 2 are sequentially laminated.

【0017】この第二の実施形態の配線の製造方法は、
Si基板1上に通常の半導体プロセスによりSiO2
8を形成した後、上述の第一の実施形態のゲート電極と
同様のプロセス条件によりc軸配向性を有したグレイン
を主に含有し、Si/W組成比が2.7以下、好ましく
は2.0であるWSix膜4をスパッター法により形成
し、CVD法によりSiO2からなるカバー膜5を形成
する。カバー膜5を形成する際の加熱温度は、700゜
C程度とすることが好ましい。
The method for manufacturing a wiring according to the second embodiment is as follows.
After the SiO 2 film 8 is formed on the Si substrate 1 by a normal semiconductor process, the Si 2 mainly contains grains having c-axis orientation under the same process conditions as the gate electrode of the first embodiment described above. / W composition ratio is 2.7 or less, preferably a WSi x film 4 is 2.0 is formed by sputtering method to form a cover film 5 made of SiO 2 by CVD. The heating temperature for forming the cover film 5 is preferably set to about 700 ° C.

【0018】上述のような構成の第二の実施形態の配線
においては、図5に示した透過形電子顕微鏡写真から判
るように、WSix膜4表面には第一の実施形態のもの
に備えられたWSix膜4と同様に異常酸化によるWOx
膜の形成は見られず平坦なWSix膜が形成されている
ことがわかる。
[0018] In the wiring of the second embodiment of the above-described structure, as can be seen from the transmission electron micrograph shown in FIG. 5, the WSi x film 4 surface with that of the first embodiment WO x by similarly abnormal oxidation and WSi x film 4 which is
Formation of film it can be seen that the flat WSi x film not seen is formed.

【0019】第二の実施形態の配線においては、c軸配
向性を有したグレインを主に含有するWSix膜4を用
いたことにより、WSix膜4を構成するSiのWに対
する割合が組成比で2.7以下と小さくしても、WSi
x膜表面に析出したWが熱処理により異常酸化するのを
防止でき、低抵抗化が可能である。また、WSix膜表
面に析出したWの異常酸化を防止するために、600℃
以下の低温度での熱処理工程での酸素の供給を抑制する
必要もなく、半導体プロセスの歩留まりも向上する。な
お、上記の第一、第二の実施形態においては、c軸配向
性を有したグレインを主に含有するWSix膜を電極・
配線に用いた場合を説明したが、他の用途に用いる場合
も同様な効果が得られることは言うまでもない。
[0019] In the wiring of the second embodiment, by using the WSi x film 4 mainly containing grains having a c-axis orientation, the ratio W of the Si constituting the WSi x film 4 Composition Even if the ratio is as small as 2.7 or less, WSi
It is possible to prevent W deposited on the x film surface from being abnormally oxidized by the heat treatment, and it is possible to reduce the resistance. Further, in order to prevent the abnormal oxidation of W precipitated in WSi x film surface, 600 ° C.
It is not necessary to suppress the supply of oxygen in the following heat treatment process at a low temperature, and the yield of the semiconductor process is improved. It is to be noted that the first of the above, in the second embodiment, the WSi x film electrode-containing mainly grains having a c-axis orientation
Although the case where it is used for wiring has been described, it goes without saying that the same effect can be obtained when it is used for other purposes.

【0020】次に、本発明の半導体装置の一実施形態に
ついて説明する。図6は、本発明の半導体装置の一実施
形態を示す断面模式図である。この実施形態の半導体装
置は、Si基板1上に、ゲート酸化膜2、多結晶シリコ
ン膜3、c軸配向性を有したグレインを主に含有するW
Six膜(c軸配向WSix膜)4の順に積層されてなる
ゲート電極(本発明の実施形態の電極)と、該ゲート電
極上に層間絶縁膜9、多結晶シリコン配線膜10、c軸
配向性を有したグレインを主に含有するWSix膜から
なる本発明の実施形態の配線膜(c軸配向WSix配線
膜)24、SiO2からなるカバー膜5を順次積層して
なるものである。また、図中符号32は、上記ゲート電
極に隣接したコンタクト部32である。
Next, an embodiment of the semiconductor device of the present invention will be described. FIG. 6 is a schematic sectional view showing an embodiment of the semiconductor device of the present invention. In the semiconductor device of this embodiment, a gate oxide film 2, a polycrystalline silicon film 3, and a W mainly containing grains having c-axis orientation are formed on a Si substrate 1.
Si x film and (c-axis oriented WSi x film) 4 of the gate electrode formed by laminating in this order (the electrode of the embodiment of the present invention), an interlayer insulating film 9 on the gate electrode, a polycrystalline silicon wiring layer 10, c-axis formed by laminating main embodiment of the wiring film (c-axis oriented WSi x wiring film) made of WSi x film present invention containing 24, a cover film 5 made of SiO 2 sequentially grains having an orientation is there. Reference numeral 32 in the figure denotes a contact portion 32 adjacent to the gate electrode.

【0021】実施形態の半導体装置においては、本発明
の実施形態の電極及び配線膜が備えられており、これら
に用いられるWSix膜はc軸配向性を有したグレイン
を主に含有するものであるので、WSix膜4の異常酸
化がなく、ゲート電極に隣接したコンタクト部32との
電気的な短絡不良の発生を防止できる。また、配線膜2
4についても異常酸化がなく良好な配線膜を形成でき
る。
[0021] In the semiconductor device of the embodiment is provided with the electrode and the wiring film embodiments of the present invention, WSi x film used for these intended mainly containing grains having a c-axis orientation because, no abnormal oxidation of the WSi x film 4, an electrical short failure of the contact portion 32 adjacent to the gate electrode can be prevented. Also, the wiring film 2
As for No. 4, a favorable wiring film can be formed without abnormal oxidation.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上説明したように本発明の電極・配線
膜によれば、c軸配向性を有したグレインを主に含有す
るWSix膜を用いたことにより、WSix膜表面の異常
酸化を防止でき、低抵抗化が可能である。また、WSi
x膜表面に析出したWの異常酸化を防止するために、6
00℃以下の低温度での熱処理工程での酸素の供給を抑
制する必要もなく、半導体プロセスの歩留まりも向上す
る。また、本発明の半導体装置によれば、本発明の電極
および/又は配線膜を備えたことにより、WSix膜表
面の異常酸化に起因する電気的な短絡不良のない良好な
電気特性が得られる。
According to the electrode-wiring film of the present invention as described in the foregoing, by using the WSi x film containing mainly grains having a c-axis orientation, abnormal oxidation of the WSi x film surface Can be prevented, and the resistance can be reduced. Also, WSi
x To prevent abnormal oxidation of W deposited on the film surface,
It is not necessary to suppress the supply of oxygen in the heat treatment step at a low temperature of 00 ° C. or lower, and the yield of the semiconductor process is improved. Further, according to the semiconductor device of the present invention, by having the electrodes and / or wiring film of the present invention, good electrical characteristics without electrical short-circuit failure due to abnormal oxidation of the WSi x film surface obtained .

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

【図1】 本発明の電極をゲート電極に適用した第一の
実施形態を示す断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a first embodiment in which an electrode of the present invention is applied to a gate electrode.

【図2】 図1のゲート電極を構成する各膜や層をなす
結晶の構造を示す透過形電子顕微鏡写真である。
FIG. 2 is a transmission electron micrograph showing a structure of a crystal constituting each film or layer constituting the gate electrode of FIG.

【図3】 ゲート電極に備えられるWSix膜中のグレ
イン配向性を分析したX線回折結果を示す図である。
3 is a diagram showing an X-ray diffraction results of the analysis of grain orientation in the WSi x film provided on the gate electrode.

【図4】 本発明の電極・配線膜を配線に適用した第二
の実施形態を示す断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing a second embodiment in which the electrode / wiring film of the present invention is applied to a wiring.

【図5】 図4の配線を構成する各膜や層をなす結晶の
構造を示す透過形電子顕微鏡写真である。
5 is a transmission electron micrograph showing a structure of a crystal constituting each film or layer constituting the wiring of FIG. 4;

【図6】 本発明の半導体装置の一実施形態を示す断面
模式図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view showing an embodiment of the semiconductor device of the present invention.

【図7】 SiのWに対する割合を小さくしたWSix
膜を用いた従来のゲート電極を示す断面模式図である。
[7] WSi has a small percentage of the W of the Si x
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a conventional gate electrode using a film.

【図8】 図7の従来のゲート電極を構成する各膜や層
をなす結晶の構造を示す透過形電子顕微鏡写真である。
8 is a transmission electron micrograph showing a structure of a crystal forming each film or layer constituting the conventional gate electrode of FIG. 7;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・Si基板、2・・・ゲート酸化膜、3・・・多
結晶シリコン膜、4・・・WSix膜(c軸配向WSix
膜)、5・・・カバー膜、8・・・SiO2膜(酸化
膜)、9・・・層間絶縁膜、10・・・多結晶シリコン
配線膜、24・・・配線膜(c軸配向WSix配線
膜)、32・・・コンタクト部。
1 ... Si substrate, 2 ... Gate oxide film, 3 ... Polycrystalline silicon film, 4 ... WSix film (c-axis oriented WSix)
Film), 5 ... cover film, 8 ... SiO 2 film (oxide film), 9 ... interlayer insulation film, 10 ... polycrystal silicon wiring layer, 24 ... wiring layer (c-axis oriented WSix wiring film), 32 ... contact part.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB37 BB38 CC05 DD37 DD79 HH16 5F033 AA04 BA02 BA24 BA33 BA37 BA46  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB37 BB38 CC05 DD37 DD79 HH16 5F033 AA04 BA02 BA24 BA33 BA37 BA46

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 c軸配向性を有したグレインを主に含有
するWSix膜を用いたことを特徴とする電極・配線
膜。
1. A electrode and wiring film characterized by using the WSi x film containing mainly grains having a c-axis orientation.
【請求項2】 前記WSix膜を構成するSiのWに対す
る割合が組成比で2.7以下であることを特徴とする請
求項1記載の電極・配線膜。
Wherein said WSi x film ratio W of the Si constituting the is characterized in that 2.7 or less composition ratio claim 1, wherein the electrode-wiring film.
【請求項3】 シリコン基板上に少なくとも酸化膜と、
多結晶シリコン層、WSix膜、酸化膜が順次積層され
てなる電極が少なくとも備えられた半導体装置におい
て、前記WSix膜としてc軸配向性を有したグレイン
を主に含有するWSix膜が用いられたことを特徴とす
る半導体装置。
3. An oxide film on a silicon substrate,
Polycrystalline silicon layer, WSi x film, a semiconductor device having an oxide film provided at least the electrode formed by sequentially stacking, WSi x film containing mainly grains having a c-axis orientation as the WSi x film using A semiconductor device, comprising:
【請求項4】 酸化膜上に少なくともWSix膜が積層さ
れてなる配線が少なくとも備えられた半導体装置におい
て、前記WSix膜としてc軸配向性を有したグレイン
を主に含有するWSix膜が用いられたことを特徴とす
る半導体装置。
4. A semiconductor device in which at least WSi x film are laminated wiring is provided at least on the oxide film, WSi x film containing mainly grains having a c-axis orientation as the WSi x film A semiconductor device characterized by being used.
【請求項5】 シリコン基板上に少なくとも酸化膜と、
多結晶シリコン層、WSix膜、酸化膜が順次積層され
てなる電極と、WSix膜を用いた配線とが少なくとも
備えられた半導体装置において、前記電極及び/又は配
線のWSix膜としてc軸配向性を有したグレインを主
に含有するWSix膜が用いられたことを特徴とする半
導体装置。
5. At least an oxide film on a silicon substrate,
Polycrystalline silicon layer, WSi x film, c-axis and an electrode oxide film are sequentially stacked, in a semiconductor device in which wiring and is provided at least with a WSi x film, as WSi x film of the electrode and / or wiring wherein a the WSi x film containing mainly grains having an orientation is used.
【請求項6】 前記c軸配向性を有したグレインを主に
含有するWSix膜を構成するSiのWに対する割合が
組成比で2.7以下であることを特徴とする請求項3又
は4又は5に記載の半導体装置。
6. The method of claim 3 or 4, wherein the ratio W of the Si constituting the WSi x film containing mainly grains having the c-axis orientation is 2.7 or less in the composition ratio Or the semiconductor device according to 5.
JP10276637A 1998-09-11 1998-09-11 Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same Pending JP2000091556A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10276637A JP2000091556A (en) 1998-09-11 1998-09-11 Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10276637A JP2000091556A (en) 1998-09-11 1998-09-11 Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000091556A true JP2000091556A (en) 2000-03-31

Family

ID=17572231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10276637A Pending JP2000091556A (en) 1998-09-11 1998-09-11 Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000091556A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351878A (en) * 2000-06-02 2001-12-21 Nec Corp WSi FILM FOR SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
DE10054936C1 (en) * 2000-11-06 2002-04-25 Infineon Technologies Ag Production of an integrated circuit comprises forming metallizing regions in a substrate, applying an intermediate layer, removing the layer to form an oxide film, and partially converting the oxide film to produce a conducting connection

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001351878A (en) * 2000-06-02 2001-12-21 Nec Corp WSi FILM FOR SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
JP4669108B2 (en) * 2000-06-02 2011-04-13 ルネサスエレクトロニクス株式会社 WSi film for semiconductor device, semiconductor device, method for manufacturing WSi film for semiconductor device, and method for manufacturing semiconductor device
DE10054936C1 (en) * 2000-11-06 2002-04-25 Infineon Technologies Ag Production of an integrated circuit comprises forming metallizing regions in a substrate, applying an intermediate layer, removing the layer to form an oxide film, and partially converting the oxide film to produce a conducting connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3396131B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3263429B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3027941B2 (en) Storage device using dielectric capacitor and manufacturing method
US20060275991A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
JPH08340091A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPS60153158A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS61134055A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3290776B2 (en) Insulated gate field effect transistor
JPH04326766A (en) Thin film transistor for liquid crystal and its method of manufacturing
JP2633584B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2000022105A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2000091556A (en) Electrode/wiring film, and semiconductor device using the same
JPH0955478A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit
JP3972128B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2003017581A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH1140761A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2001351878A (en) WSi FILM FOR SEMICONDUCTOR DEVICE AND SEMICONDUCTOR DEVICE USING THE SAME
JP3361310B2 (en) Method for manufacturing insulated gate field effect semiconductor device
JPH022310B2 (en)
JPH05347299A (en) Semiconductor device
JPH11168208A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP3231757B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR100268101B1 (en) Polyside gate
JP2907765B6 (en) Semiconductor device
JPH02271647A (en) Mos semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011016