JP3290506B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3290506B2
JP3290506B2 JP14364393A JP14364393A JP3290506B2 JP 3290506 B2 JP3290506 B2 JP 3290506B2 JP 14364393 A JP14364393 A JP 14364393A JP 14364393 A JP14364393 A JP 14364393A JP 3290506 B2 JP3290506 B2 JP 3290506B2
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polycrystalline silicon
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capacitor
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祥郎 ▲かや▼沼
康司 壹岐
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旭化成マイクロシステム株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に関し、さらに詳しくは多結晶シリコン層
(膜)で形成されるキャパシタの電極やMISFETの
ゲート等のようなアナログ回路に好適な半導体装置とそ
の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device suitable for an analog circuit such as a capacitor electrode or a MISFET gate formed of a polycrystalline silicon layer (film). The present invention relates to an apparatus and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積装置は微細化が非常に
進んでいる。このような微細化に伴い、素子に用いられ
るゲートや配線の線幅が小さくなっている。ゲートの線
幅が小さくなることにより生じるショートチャネル効果
を軽減するものとして、特公昭62−31506号公報
には、TEOS(テトラエトキシシラン)の熱分解等に
よるCVD(Chemical Vapor Depo
sition)により絶縁層を形成し、異方性ドライエ
ッチングによりサイドウォールを形成し、ソースおよび
ドレインを2重構造とする、いわゆるLDD(Ligh
tly Doped Drain)構造が記載されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated devices have been extremely miniaturized. With such miniaturization, the line width of gates and wirings used in devices has been reduced. Japanese Patent Publication No. Sho 62-31506 discloses a method of reducing the short channel effect caused by a reduction in the line width of a gate by CVD (Chemical Vapor Depo) by thermal decomposition of TEOS (tetraethoxysilane).
a so-called LDD (Light), in which an insulating layer is formed by the formation of an insulating layer, sidewalls are formed by anisotropic dry etching, and the source and the drain have a double structure.
ly Doped Drain) structure is described.

【0003】また、微細化に伴うゲートや配線の線幅が
小さくなるため、抵抗が高くなって信号の伝達特性が遅
くなるという問題が生じた。このような問題を解決する
ために、米国特許第4,392,299号公報明細書に
は多結晶シリコン上にシリサイドを積層して低抵抗のゲ
ートや配線を形成することが記載されている。
Further, since the line width of gates and wirings is reduced with miniaturization, there is a problem that the resistance is increased and the signal transmission characteristics are reduced. In order to solve such a problem, U.S. Pat. No. 4,392,299 discloses that a low-resistance gate or wiring is formed by laminating silicide on polycrystalline silicon.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、アナログ回
路では抵抗素子やキャパシタが多用されており、上述の
ような低抵抗の多結晶シリコン層とシリサイド層の積層
構造による配線で高抵抗の抵抗素子を形成すると、配線
を長くする必要があり、チップ面積の増大を招いてしま
うという問題があった。
However, in an analog circuit, a resistance element and a capacitor are frequently used, and a high-resistance resistance element is formed by wiring having a laminated structure of a low-resistance polycrystalline silicon layer and a silicide layer as described above. If it is formed, it is necessary to lengthen the wiring, and there is a problem that the chip area is increased.

【0005】図2は、一般的なスイッチドキャパシタフ
ィルタ(以下、SCFと略す)の構成を示す回路図であ
る。図2においてC1およびC2はそれぞれ複数のユニ
ットキャパシタの集合体として構成されている。このユ
ニットキャパシタを有する半導体装置の製造方法の一例
を図3を参照して説明する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a general switched capacitor filter (hereinafter abbreviated as SCF). In FIG. 2, C1 and C2 are each configured as an aggregate of a plurality of unit capacitors. An example of a method for manufacturing a semiconductor device having this unit capacitor will be described with reference to FIG.

【0006】まず、図3(A)に示すように、半導体基
板1の上にフィールド酸化層2を形成した後、このフィ
ールド酸化層2の上に第1の多結晶シリコン層(ポリシ
リコン層)3を例えばSiH4 ガスの熱分解などによ
り堆積する。次に、低抵抗化のために第1の多結晶シリ
コン層3に対してPOCl3 等の拡散法により不純物
としてのリンを高濃度に拡散し、ヘビードープ層H1
とする。ヘビードープ層H1 とされた第1の多結晶シ
リコン層3の上には、図3(B)に示すようにトランジ
スタ形成領域Aおよびキャパシタ形成領域Bにそれぞれ
レジスト8を設けた後、第1の多結晶シリコン層3に対
して例えばフォトリソグラフィおよびエッチングにより
パターニングを施しゲート電極3A(H1 )およびキ
ャパシタ下部電極3B(H2 )を形成する(図3
(C)参照)。なお、図3において10はゲート酸化層
である。
First, as shown in FIG. 3A, after a field oxide layer 2 is formed on a semiconductor substrate 1, a first polysilicon layer (polysilicon layer) is formed on the field oxide layer 2. 3 is deposited by, for example, thermal decomposition of SiH4 gas. Next, in order to reduce the resistance, phosphorus as an impurity is diffused into the first polycrystalline silicon layer 3 at a high concentration by a diffusion method such as POCl3 to form a heavy doped layer H1.
And As shown in FIG. 3B, a resist 8 is provided on each of the transistor formation region A and the capacitor formation region B on the first polycrystalline silicon layer 3 which has been made into the heavy doped layer H1. The crystalline silicon layer 3 is patterned by, for example, photolithography and etching to form a gate electrode 3A (H1) and a capacitor lower electrode 3B (H2) (FIG. 3).
(C)). In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a gate oxide layer.

【0007】次に、このヘビードープ層H1 の上に、
図3(D)に示すように例えば熱酸化あるいはCVD法
等により層間絶縁層4を被着する。その上に第2の多結
晶シリコン層5を堆積する(図3(E)参照)。次に、
この第2の多結晶シリコン層5に対して第1の多結晶シ
リコン層3に対するドーピングと同様な方法によってリ
ンを高濃度に拡散し、これも低抵抗化のためにヘビード
ープ層H2 とする(図3(F)参照)。次に、図3
(G)に示すようにヘビードープ層H2 とされた第2
の多結晶シリコン層5の上にレジスト9を設けた後、第
2の多結晶シリコン層5に対して例えばフォトリソグラ
フィによりパターニングを施す(図3(H)参照)。
Next, on this heavy dope layer H1,
As shown in FIG. 3D, an interlayer insulating layer 4 is deposited by, for example, thermal oxidation or CVD. A second polycrystalline silicon layer 5 is deposited thereon (see FIG. 3E). next,
Phosphorus is diffused into the second polycrystalline silicon layer 5 at a high concentration by the same method as the doping of the first polycrystalline silicon layer 3, and this is also made into a heavy doped layer H2 for lowering the resistance (FIG. 3 (F)). Next, FIG.
As shown in (G), the second doped heavy layer H2
After the resist 9 is provided on the polycrystalline silicon layer 5, the second polycrystalline silicon layer 5 is patterned by, for example, photolithography (see FIG. 3H).

【0008】また、図4は、第2の多結晶シリコン層5
を先にパターニングした後に第1の多結晶シリコン層3
をパターニングする例である。上述した製造方法では、
ゲート電極やポリ抵抗(図中に記載なし)を低抵抗化す
るため、第1の多結晶シリコン層の不純物濃度が高くな
る。そのため、第1の多結晶シリコン層で形成されるキ
ャパシタ下部電極ではそのドーピング中あるいは後の熱
工程において層3の内部に結晶粒が成長し、層表面に凹
凸が生じてしまう。このような凹凸表面の多結晶シリコ
ン層上に形成されるユニットキャパシタは、その比精度
が低下する。この比精度は、図2におけるキャパシタC
1 とC2 の比であって、例えば積分器の特性を決定
し、SCFの特性をも決定するものである。したがっ
て、比精度の低いキャパシタから構成されたSCFの特
性がばらつくという不都合があった。
FIG. 4 shows a second polycrystalline silicon layer 5.
After first patterning the first polycrystalline silicon layer 3
This is an example of patterning. In the manufacturing method described above,
In order to reduce the resistance of the gate electrode and the poly resistor (not shown in the figure), the impurity concentration of the first polysilicon layer increases. Therefore, in the capacitor lower electrode formed of the first polycrystalline silicon layer, crystal grains grow inside the layer 3 during the doping or in a subsequent heat step, and irregularities are generated on the layer surface. The unit capacitor formed on the polycrystalline silicon layer having such an uneven surface has a reduced specific accuracy. This ratio accuracy is determined by the capacitor C in FIG.
The ratio of 1 to C2, for example, determines the characteristics of the integrator and also determines the characteristics of the SCF. Therefore, there is an inconvenience that the characteristics of the SCF composed of capacitors having low specific accuracy vary.

【0009】さらに、ゲート酸化層やキャパシタの層間
絶縁層は、シリサイド等から不純物が混入することによ
って耐圧の低下等を生じるために、ゲート酸化層やキャ
パシタの層間絶縁層の形成を金属シリサイド層の形成後
に行うと信頼性を損なうという問題があった。また、ゲ
ート酸化層とキャパシタの層間絶縁層は独立に形成する
ことにより、それぞれの層に適した酸化方法を用いたい
という要望もあった。
In addition, since the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor are reduced in the breakdown voltage and the like by mixing impurities from silicide or the like, the formation of the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor must be performed by the metal silicide layer. If performed after formation, there is a problem that reliability is impaired. There is also a demand that the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor are formed independently, so that an oxidation method suitable for each layer is used.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】以上の点に鑑み、本発
明はアナログ回路に好適な半導体装置の製造方法を提供
することを課題とする。特に、比精度の高いキャパシタ
と低抵抗な多結晶シリコンゲート電極および抵抗体を有
し、かつ量産性の高い半導体装置の製造方法を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device suitable for an analog circuit. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a capacitor with high specific accuracy, a polycrystalline silicon gate electrode and a resistor with low resistance, and high productivity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本第1発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板
上にフィールド酸化層およびゲート酸化層を形成し、第
1の多結晶シリコン層を堆積して、前記第1の多結晶シ
リコン層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層上に第2の多
結晶シリコン層を形成し、キャパシタの上部電極層とな
る部分を残して前記第2の多結晶シリコン層および前記
絶縁層をエッチングし、前記上部電極層およびその側面
を覆う第1のマスク体を選択的に被着し、次いで上記で
得られた積層体の全表面にわたって金属シリサイド層を
形成し、MOSトランジスタのゲート電極となる部分に
第2のマスク体を形成し、前記第1の多結晶シリコン層
と前記金属シリサイド層をエッチングし、多結晶シリコ
ン層と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電
極と多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の層
間絶縁層からなるキャパシタを形成することを特徴とす
る。
According to a first aspect of the present invention , there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a field oxide layer and a gate oxide layer on a semiconductor substrate; Depositing a layer, forming an insulating layer on the first polycrystalline silicon layer, forming a second polycrystalline silicon layer on the insulating layer, and leaving a portion to be an upper electrode layer of the capacitor. Etching a second polycrystalline silicon layer and the insulating layer, selectively depositing a first mask body covering the upper electrode layer and side surfaces thereof ,
A metal silicide layer is formed over the entire surface of the obtained laminate.
Forming a second mask on a portion to be a gate electrode of a MOS transistor, etching the first polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer, and forming a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer. And a capacitor comprising a gate electrode comprising a polycrystalline silicon layer electrode and an interlayer insulating layer comprising a silicon oxide layer.

【0012】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体は絶縁層であってもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first mask body may be an insulating layer.

【0013】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体はCVDにより形成されるSiO
であってもよい。
In the above-described method of manufacturing a semiconductor device,
The first mask body is made of SiO 2 formed by CVD.
It may be.

【0014】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体はCVDにより形成されるSiNで
あってもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first mask body may be SiN formed by CVD.

【0015】上述した半導体の製造方法において、前記
金属シリサイドはWSi,MoSi,TiSi
TaSi,CoSiから選択された少なくとも1以
上の層からなるものであってもよい。
In the above-described semiconductor manufacturing method, the metal silicide layer is formed of WSi, MoSi 2 , TiSi 2 ,
It may be composed of at least one or more layers selected from TaSi 2 and CoSi 2 .

【0016】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1の多結晶シリコン層にシート抵抗値が30〜1
000Ω/□となるように不純物を拡散してもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first polycrystalline silicon layer has a sheet resistance of 30 to 1
The impurities may be diffused so as to be 000Ω / □.

【0017】本第2発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板上にフィールド酸化層およびゲート酸化層を形
成し、第1の多結晶シリコン層を堆積して、前記第1の
多結晶シリコン層上に絶縁層を形成し、前記絶縁上に第
2の多結晶シリコン層を形成し、キャパシタの上部電極
層となる部分を残して前記第2の多結晶シリコン層およ
び前記絶縁層をエッチングし、前記上部電極層およびそ
の側面と多結晶シリコン層単層の抵抗体となる部分とを
覆う第1のマスク体を選択的に被着し、次いで上記で得
られた積層体の全表面にわたって金属シリサイド層を形
成し、MOSトランジスタのゲート電極となる部分に第
2のマスク体を形成し、前記第1の多結晶シリコン層と
前記金属シリサイド層をエッチングし、多結晶シリコン
層と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電極
と多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の層間
絶縁層からなるキャパシタを形成することを特徴とす
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the second invention, a field oxide layer and a gate oxide layer are formed on a semiconductor substrate, a first polysilicon layer is deposited, and the first polysilicon layer is formed. Forming an insulating layer thereon, forming a second polycrystalline silicon layer on the insulating layer, etching the second polycrystalline silicon layer and the insulating layer except for a portion serving as an upper electrode layer of the capacitor, A first mask body covering the upper electrode layer and its side surface and a portion serving as a resistor of the single-layer polysilicon layer is selectively applied, and then the first mask body obtained above is obtained.
A metal silicide layer over the entire surface of the
Form, the second mask member is formed in a portion serving as a gate electrode of the MOS transistor, wherein the first polycrystalline silicon layer said metal silicide layer is etched, laminated structure of a polysilicon layer and a metal silicide layer And a capacitor comprising a gate electrode comprising a polycrystalline silicon layer electrode and an interlayer insulating layer comprising a silicon oxide layer.

【0018】上述した第2発明の半導体の製造方法にお
いて、前記第2の多結晶シリコン層をエッチングすると
共に、前記第1の多結晶シリコン層上の絶縁層をエッチ
ングし、次いで不純物を拡散して前記第2の多結晶シリ
コン層と前記第2の多結晶シリコン層に覆われていない
前記第1の多結晶シリコン層との抵抗を下げてもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor according to the second aspect of the present invention , the second polycrystalline silicon layer is etched, the insulating layer on the first polycrystalline silicon layer is etched, and impurities are diffused. The resistance between the second polycrystalline silicon layer and the first polycrystalline silicon layer that is not covered by the second polycrystalline silicon layer may be reduced.

【0019】本第3発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に形成された酸化層上に第1の多結晶シリコ
ン層を形成する工程と、前記第1の多結晶シリコン層に
対して不純物を拡散して該第1の多結晶シリコン層のシ
ート抵抗値を30〜1000Ω/□の範囲内に制御する
工程と、該シート抵抗制御工程後の第1の多結晶シリコ
ン層上に絶縁層を介してキャパシタの上部電極となる第
2の多結晶シリコン層を形成する工程と、前記第2の多
結晶シリコン層をパターニングして、ユニットキャパシ
タの上部電極を形成する工程と、該パターニングにより
残された前記第2の多結晶シリコン層をマスクとして前
記第1の多結晶シリコン層に対してさらに不純物を拡散
することにより、前記第2の多結晶シリコン層の下側の
第1の多結晶シリコン層であってシート抵抗値の制御さ
れた第1の多結晶シリコン層を除いた他の部分の不純物
濃度を上げる工程と、前記第1の多結晶シリコン層をパ
ターニングしてゲートおよびユニットキャパシタの下部
電極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
According to a third aspect of the invention , there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first polycrystalline silicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; A step of diffusing impurities to control a sheet resistance value of the first polycrystalline silicon layer within a range of 30 to 1000 Ω / □, and an insulating layer on the first polycrystalline silicon layer after the step of controlling the sheet resistance. Forming a second polycrystalline silicon layer to be an upper electrode of the capacitor through the step of forming a second capacitor; patterning the second polycrystalline silicon layer to form an upper electrode of the unit capacitor; By further diffusing impurities into the first polycrystalline silicon layer using the formed second polycrystalline silicon layer as a mask, the first polycrystalline silicon layer below the second polycrystalline silicon layer is diffused. Increasing the impurity concentration of the other portion except the first polycrystalline silicon layer having a controlled sheet resistance value, and patterning the first polycrystalline silicon layer to form a gate and a unit capacitor. Forming a lower electrode.

【0020】本第4発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に形成された酸化層上に第1の多結晶シリコ
ン層を形成する工程と、前記第1の多結晶シリコン層に
対して不純物を拡散して該第1の多結晶シリコン層のシ
ート抵抗値を30〜1000Ω/□の範囲内に制御する
工程と、前記第1の多結晶シリコン層に対してパターニ
ングを施し、ゲートおよびキャパシタの下部電極を形成
する工程と、該パターニング工程によりパターニングさ
れた前記第1の多結晶シリコン層上に層間絶縁層を形成
した後に、該層間絶縁層上にキャパシタの上部電極とな
る第2の多結晶シリコン層を形成する工程と、前記第2
の多結晶シリコン層をパターニングする工程と、該第2
の多結晶シリコン層に対して不純物を拡散して前記第2
の多結晶シリコン層の下側の第1の多結晶シリコン層で
あってシート抵抗値の制御された第1の多結晶シリコン
層を除いた他の部分の不純物濃度を上げる工程とを含む
ことを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention , there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a first polysilicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; Diffusing impurities to control the sheet resistance value of the first polycrystalline silicon layer within a range of 30 to 1000 Ω / □; patterning the first polycrystalline silicon layer to form a gate and a capacitor; Forming an interlayer insulating layer on the first polycrystalline silicon layer patterned by the patterning step, and then forming a second polysilicon layer serving as an upper electrode of a capacitor on the interlayer insulating layer. Forming a crystalline silicon layer;
Patterning the polycrystalline silicon layer of
Diffusing impurities into the polycrystalline silicon layer of
Increasing the impurity concentration of the other portion of the first polycrystalline silicon layer below the polycrystalline silicon layer except for the first polycrystalline silicon layer having a controlled sheet resistance value. Features.

【0021】[0021]

【作用】例えばシリコン基板等の半導体基板上に素子間
分離のためのフィールド酸化層を形成する。この半導体
基板のフィールド酸化層が形成されていない部分にゲー
ト酸化層を形成し、このゲート酸化層とフィールド酸化
層上に第1の多結晶シリコン層を形成し、不純物として
例えばリンを拡散する。この第1の多結晶シリコン層の
表面を例えば酸化雰囲気中での熱酸化により酸化する
か、あるいはCVDによりSiNやSiO2 の絶縁層
を形成し、この絶縁層上に、同様にして、第2の多結晶
シリコン層を形成する。不純物として例えばリンを拡散
する。例えば、レジストを用いてキャパシタの上部電極
となる部分を残して上述した第2の多結晶シリコン層を
エッチングし、上述した上部電極層およびその側面を覆
う第1のマスク体を選択的に被着する。第1のマスク体
はCVDにより形成されるSiNやSiO2 の絶縁層
を用いることができる。
A field oxide layer for element isolation is formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate. A gate oxide layer is formed on a portion of the semiconductor substrate where the field oxide layer is not formed, a first polysilicon layer is formed on the gate oxide layer and the field oxide layer, and, for example, phosphorus is diffused as an impurity. The surface of the first polycrystalline silicon layer is oxidized by, for example, thermal oxidation in an oxidizing atmosphere, or an insulating layer of SiN or SiO2 is formed by CVD, and a second insulating layer is formed on the insulating layer in the same manner. A polycrystalline silicon layer is formed. For example, phosphorus is diffused as an impurity. For example, the above-mentioned second polycrystalline silicon layer is etched by using a resist while leaving a portion to be the upper electrode of the capacitor, and the above-mentioned upper electrode layer and the first mask body covering the side surface thereof are selectively deposited. I do. As the first mask body, an insulating layer of SiN or SiO2 formed by CVD can be used.

【0022】次いで、上記で得られた積層体の全表面に
わたって金属シリサイド層を形成し、MOSトランジス
タのゲート電極となる部分にレジスト等の第2のマスク
体を形成し、上述した第1の多結晶シリコン層と金属シ
リサイド層をエッチングする。金属シリサイドとして
は、高融点金属シリサイド、例えばタングステンシリサ
イド(WSi)、モリブデンシリサイド(MoSi2
)、チタンシリサイド(TiSi2 )、タンタルシリ
サイド(TaSi2 )、コバルトシリサイド(CoS
i2 )から選択された少なくとも1以上の層からなる
層を使用できる。
Next, on the entire surface of the laminate obtained above,
A metal silicide layer is formed , a second mask body such as a resist is formed on a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, and the first polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer are etched. As the metal silicide layer , a refractory metal silicide such as tungsten silicide (WSi) or molybdenum silicide (MoSi2
), Titanium silicide (TiSi2), tantalum silicide (TaSi2), cobalt silicide (CoS
A layer consisting of at least one layer selected from i2) can be used.

【0023】このようにして、同一基板上に、多結晶シ
リコンと金属シリサイドとの積層構造(第1の導電
層)からなるゲート電極を有するMOSトランジスタ
と、多結晶シリコンの単層構造(第2の導電層)から
なる抵抗素子とを備えた半導体装置が得られる。
In this manner, a MOS transistor having a gate electrode having a laminated structure (first conductive layer) of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer on the same substrate, and a single layer structure of a polycrystalline silicon layer (Second conductive layer), a semiconductor device having a resistance element is obtained.

【0024】同様に、同一半導体基板上に多結晶シリコ
ン層と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電
極と、多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の
層間絶縁層からなるキャパシタを得ることができる。こ
のため、配線部分やゲート電極部分は低抵抗となり、キ
ャパシタ部分は耐圧が高い上に比精度が高くなる。
Similarly, it is possible to obtain a gate electrode having a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer on the same semiconductor substrate, and a capacitor comprising an electrode of a polycrystalline silicon layer and an interlayer insulating layer of a silicon oxide layer. it can. For this reason, the wiring portion and the gate electrode portion have low resistance, and the capacitor portion has high withstand voltage and high specific accuracy.

【0025】第1の多結晶シリコン層にシート抵抗値が
30〜1000Ω/□となるように不純物を拡散する
と、その電極部分でのシリコン結晶粒の成長を抑制でき
ることから、電極表面の凹凸の発生を減少させることが
できる。このため、ユニットキャパシタの比精度を低下
させることがない。
When an impurity is diffused into the first polycrystalline silicon layer so that the sheet resistance becomes 30 to 1000 Ω / □, the growth of silicon crystal grains at the electrode portion can be suppressed. Can be reduced. Therefore, the specific accuracy of the unit capacitor is not reduced.

【0026】また、上部電極層およびその側面を第1の
マスク体によって覆うと共に、多結晶シリコン層単層の
抵抗体となる部分を覆うことにより、多結晶シリコン層
と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電極と
多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の層間絶
縁層からなるキャパシタと多結晶シリコン層単層からな
る抵抗体とを形成することができる。従って、上述のキ
ャパシタおよびゲート電極に加え、高抵抗の抵抗素子を
形成することができ、チップサイズを小さくすることが
できる。
Further, the upper electrode layer and its side surfaces are covered with the first mask body, and the portion of the polycrystalline silicon layer serving as a resistor is covered, thereby forming a laminated structure of the polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer. A capacitor comprising a gate electrode comprising a polycrystalline silicon layer, an electrode comprising a polycrystalline silicon layer and an interlayer insulating layer comprising a silicon oxide layer, and a resistor comprising a single layer of a polycrystalline silicon layer can be formed. Therefore, in addition to the above-described capacitor and gate electrode, a high-resistance element can be formed, and the chip size can be reduced.

【0027】さらに、第2の多結晶シリコン層をエッチ
ングすると共に、第1の多結晶シリコン層上の絶縁層を
エッチングし、次いで不純物を拡散して第2の多結晶シ
リコン層と第2の多結晶シリコン層に覆われていない第
1の多結晶シリコン層との抵抗を下げることにより、第
2の多結晶シリコン層をドーピングする際、第1の多結
晶シリコン層で形成されるゲート電極および抵抗体も低
抵抗化される。従って、本発明により、ゲート電極等を
低抵抗に保ったままユニットキャパシタの比精度を低下
させることなく、SCFの性能を向上させることが可能
となる。
Further, while etching the second polycrystalline silicon layer, etching the insulating layer on the first polycrystalline silicon layer, and then diffusing impurities to form the second polycrystalline silicon layer and the second polycrystalline silicon layer. When the second polycrystalline silicon layer is doped by lowering the resistance with the first polycrystalline silicon layer which is not covered with the crystalline silicon layer, the gate electrode and the resistance formed by the first polycrystalline silicon layer are reduced. The body also has low resistance. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the performance of the SCF without lowering the specific accuracy of the unit capacitor while keeping the gate electrode and the like at low resistance.

【0028】また、本発明は、第1,第2の多結晶シリ
コン層に対するドーピングを熱拡散法にて処理するた
め、量産性を維持したまま実施可能である。
Further, the present invention can be carried out while maintaining mass productivity because doping of the first and second polycrystalline silicon layers is performed by a thermal diffusion method.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、全図を通して同じものには同一の番号を付
与し、繰り返しの説明は省略する。 (実施例1) 図1は本発明の第1の実施例に従う半導体装置の製造方
法の工程を示す工程図であり、CMOSアナログ回路で
重要なキャパシタを形成する例である。CMOSアナロ
グ回路では電圧係数や温度係数に優れた多結晶シリコン
を両電極としシリコンの酸化層を層間絶縁層としたキ
ャパシタを用いることが望ましい。従って、本実施例で
は、上記の層間絶縁層を、高速性に優れた高融点金属シ
リサイド層を配線およびゲート材料として用いたMOS
トランジスタと同一基板上に実現する方法を提供するも
のである。なお、アルミニウム等の配線やパッシベーシ
ョン層等は省略して示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and repeated description will be omitted. Embodiment 1 FIG. 1 is a process diagram showing a process of a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, in which an important capacitor is formed in a CMOS analog circuit. Polycrystalline silicon with excellent voltage and temperature coefficients for CMOS analog circuits
It is desirable to use a capacitor in which the layers are both electrodes and the silicon oxide layer is an interlayer insulating layer. Therefore, in the present embodiment, the above-described interlayer insulating layer is formed of a MOS using a refractory metal silicide layer excellent in high speed as a wiring and a gate material.
It is intended to provide a method which can be realized on the same substrate as a transistor. It should be noted that wiring such as aluminum, a passivation layer, and the like are omitted.

【0030】図1において、50は半導体基板、51は
フィールド酸化層、55はゲート酸化層、52は第1の
多結晶シリコン層、53は層間絶縁層、54は第2の多
結晶シリコン層、56はレジスト、57は第1のマスク
体となる絶縁層、58は第1のマスク体を形成するため
のレジスト、59は金属シリサイド層、60は第2のマ
スク体である。
In FIG. 1, 50 is a semiconductor substrate, 51 is a field oxide layer, 55 is a gate oxide layer, 52 is a first polycrystalline silicon layer, 53 is an interlayer insulating layer, 54 is a second polycrystalline silicon layer, Reference numeral 56 denotes a resist, 57 denotes an insulating layer serving as a first mask, 58 denotes a resist for forming the first mask, 59 denotes a metal silicide layer, and 60 denotes a second mask.

【0031】図1(A)において、公知の方法でシリコ
ン基板50の表面にフィールド酸化層51を形成し、ア
クティブ領域に第1の絶縁層としてゲート酸化層55を
例えば250Åの厚さに形成する。さらに、多結晶シリ
コン層52をLPCVD(Low Pressure
Chemical Vapor Depositio
n)等で例えば3000Åの厚さに形成する。この多結
晶シリコン層52はキャパシタの下部電極となると共
に、ゲートや配線に使用される高融点金属シリサイド層
と多結晶シリコン層の積層構造の下部側となる。次い
で、多結晶シリコン層52に不純物としてリンを気相拡
散法によりドープする。
Referring to FIG. 1A, a field oxide layer 51 is formed on the surface of a silicon substrate 50 by a known method, and a gate oxide layer 55 is formed as a first insulating layer to a thickness of, for example, 250 ° in an active region. . Further, the polycrystalline silicon layer 52 is formed by LPCVD (Low Pressure).
Chemical Vapor Deposition
n) and the like, for example, to a thickness of 3000 °. The polycrystalline silicon layer 52 serves as a lower electrode of the capacitor, and also serves as a lower side of the laminated structure of the refractory metal silicide layer used for the gate and the wiring and the polycrystalline silicon layer. Next, the polycrystalline silicon layer 52 is doped with phosphorus as an impurity by a vapor phase diffusion method.

【0032】次に、酸化雰囲気中で、多結晶シリコン層
52の表面を熱酸化して第2の絶縁層である層間絶縁層
53を形成する。層間絶縁層53の厚さは例えば450
Åである。
Next, the surface of the polycrystalline silicon layer 52 is thermally oxidized in an oxidizing atmosphere to form an interlayer insulating layer 53 as a second insulating layer. The thickness of the interlayer insulating layer 53 is, for example, 450
Å.

【0033】さらに、層間絶縁層53上に多結晶シリコ
ン層54を形成し、リンをドープする。この多結晶シリ
コン層54は、キャパシタの上部電極となる部分であ
る。形成条件は、多結晶シリコン層52の形成条件と同
じでよい。
Further, a polycrystalline silicon layer 54 is formed on the interlayer insulating layer 53, and is doped with phosphorus. This polycrystalline silicon layer 54 is a portion to be the upper electrode of the capacitor. The formation conditions may be the same as the formation conditions of the polycrystalline silicon layer 52.

【0034】次に、図1(B)に示すように、キャパシ
タの上部電極となるべき部分にレジスト56を形成し、
多結晶シリコン層54をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist 56 is formed on a portion to be an upper electrode of the capacitor.
The polycrystalline silicon layer 54 is etched.

【0035】次に、レジスト56を除去した後、図1
(C)に示すように、TEOS(テトラエトキシシラ
ン)の熱分解によるシリコン酸化層57を例えば100
0Åの厚さに形成して第3の絶縁層とする。この第3の
絶縁層としてのシリコン酸化層57は、多結晶シリコン
層52とエッチングの選択比が十分大きいものであれば
よく、シリコン酸化層57の代わりに例えば窒化シリコ
ンでもよい。
Next, after removing the resist 56, FIG.
As shown in FIG. 2C, the silicon oxide layer 57 formed by thermal decomposition of TEOS (tetraethoxysilane)
A third insulating layer is formed to a thickness of 0 °. The silicon oxide layer 57 as the third insulating layer only needs to have a sufficiently high etching selectivity with respect to the polycrystalline silicon layer 52, and may be, for example, silicon nitride instead of the silicon oxide layer 57.

【0036】さらに、シリコン酸化層57上に多結晶シ
リコン層52のうちキャパシタの下部電極となるべき部
分にレジスト58を形成し、シリコン酸化層57および
層間絶縁層53をエッチングし、次いでこのレジスト5
8を除去して、図1(D)に示すように第1のマスク体
57が形成される。第1のマスク体57は上部電極層と
なる第2の多結晶シリコン層の上面およびその側面を覆
うように被着されている。この第1のマスク体57は、
後述するように金属シリサイド層59をエッチングする
際のマスクとなると共に、金属シリサイド層59をエッ
チングする際に飛翔する金属粒子による汚染を防止する
ものである。さらに、上部電極と下部電極の短絡防止の
役目を果たす。また、図示しないが、第1の多結晶シリ
コン層52のうち、抵抗素子となる部分の上部に第1の
マスク体57、すなわちシリコン酸化層57を選択的に
残すことにより、当該部分を高抵抗の抵抗素子とするこ
とができる。
Further, a resist 58 is formed on a portion of the polycrystalline silicon layer 52 which is to be a lower electrode of the capacitor on the silicon oxide layer 57, and the silicon oxide layer 57 and the interlayer insulating layer 53 are etched.
8 is removed, and a first mask body 57 is formed as shown in FIG. The first mask body 57 is attached so as to cover the upper surface and the side surface of the second polycrystalline silicon layer serving as the upper electrode layer. This first mask body 57 is
The metal silicide layer 59 as will be described later in conjunction with a mask for etching, thereby preventing the contamination by metal particles flying in etching the metal silicide layer 59. Further, it plays a role of preventing a short circuit between the upper electrode and the lower electrode. Although not shown, the first mask body 57, that is, the silicon oxide layer 57 is selectively left above the portion of the first polycrystalline silicon layer 52 which will be a resistance element, thereby increasing the resistance of the portion. Resistance element.

【0037】次に、図1(E)に示すように、タングス
テンシリサイド層59を例えば2000Åに形成する。
さらに、多結晶シリコン層52タングステンシリサイ
ド層59との積層構造となるべき部分に第2のマスク体
であるレジスト60を形成し、プラズマエッチング法を
用いてタングステンシリサイドと多結晶シリコンをエッ
チングする。このとき、レジスト60の部分は、エッチ
ングされず、多結晶シリコン層52金属シリサイド層
59との積層構造となる。この積層構造は、MOSトラ
ンジスタのゲート電極となる。
Next, as shown in FIG. 1E, a tungsten silicide layer 59 is formed, for example, at 2000.degree.
Further, the polysilicon layer 52 and the tungsten silicon
A resist 60 serving as a second mask body is formed in a portion where a stacked structure with the doped layer 59 is to be formed, and tungsten silicide and polycrystalline silicon are etched using a plasma etching method. At this time, the portion of the resist 60 is not etched, and the polysilicon layer 52 and the metal silicide layer are not etched.
59 and a laminated structure. This laminated structure becomes the gate electrode of the MOS transistor.

【0038】また、シリコン酸化層57の部分は、その
上のタングステンシリサイド層59がエッチングされる
が、シリコン酸化層57の下部の多結晶シリコン層5
2,層間絶縁層53,多結晶シリコン層54は、シリコ
ン酸化層57がマスクとして機能し、多結晶シリコン層
52および54と層間絶縁層53からなるキャパシタを
形成することができる。さらに、第1の多結晶シリコン
層52の上に形成されたマスク体57により当該部分は
タングステンシリサイドが被着されない高抵抗領域とな
り、抵抗素子として用いることができる。
In the portion of the silicon oxide layer 57, the tungsten silicide layer 59 thereon is etched, but the polycrystalline silicon layer 5 below the silicon oxide layer 57 is etched.
2. The silicon oxide layer 57 functions as a mask for the interlayer insulating layer 53 and the polycrystalline silicon layer 54, and a capacitor composed of the polycrystalline silicon layers 52 and 54 and the interlayer insulating layer 53 can be formed. Further, the mask body 57 formed on the first polycrystalline silicon layer 52 serves as a high-resistance region where tungsten silicide is not deposited, and can be used as a resistance element.

【0039】次いで、ゲート電極をマスクとしてアクテ
ィブ領域に不純物を拡散させてソース・ドレイン拡散層
を形成する(図1(F)参照)。
Next, using the gate electrode as a mask, impurities are diffused into the active region to form source / drain diffusion layers (see FIG. 1F).

【0040】このようにして得られた本実施例によるキ
ャパシタは、その層間絶縁層53が他の層、例えばゲー
ト酸化層55とは別個に形成することができるので、
結晶シリコン層52を酸化するのに適した条件で行うこ
とができると共に、金属(W)シリサイド層59形成以
前に行うため金属シリサイド層59の汚染を防ぐことが
でき、高信頼性の層間絶縁層53とすることができる。
In the thus obtained capacitor according to this embodiment, the interlayer insulating layer 53 has another layer, for example, a gate.
Since the gate oxide layer 55 may be formed separately, multi
It is possible to carry out under conditions suitable to oxidize crystalline silicon layer 52, the metal (W) for performing the silicide layer 59 formed previously can prevent contamination of the metal silicide layer 59, reliability of the interlayer insulating layer 53 .

【0041】また、トランジスタはそのゲート部分が
ングステンシリサイド層59多結晶シリコン層52
らなる積層構造となって、低抵抗で高速動作することが
でき、またゲート酸化層55多結晶シリコン層52
金属(W)シリサイド層59を形成する前に、独立に形
成することができるので、高信頼性を有するゲート酸化
層55とすることができる。
[0041] In addition, the transistor has its gate part data
A laminated structure in which a ring stainless silicide layer 59 made of polycrystalline silicon layer 52 may be high-speed operation with low resistance, and the gate oxide layer 55 is Ya polycrystalline silicon layer 52
Since the metal (W) silicide layer 59 can be formed independently before being formed, a highly reliable gate oxide can be formed.
Layer 55 can be used.

【0042】以上のように、本実施例によれば、ゲート
酸化層55とキャパシタの層間絶縁層53第2の多結
晶シリコン層54金属シリサイド層59を形成する前
に形成することができ、また、第1のマスク体57が上
部電極の上面および側面を覆っているので、金属シリサ
イド層59のエッチングの際の汚染を防ぐことができる
と共に、上部電極の不要なエッチングを防止することが
できる。
As described above, according to the present embodiment, the gate
A second connection between the oxide layer 55 and the interlayer insulating layer 53 of the capacitor
Can be formed before forming the crystalline silicon layer 54 and the metal silicide layer 59, and since the first mask member 57 covers the upper and side surfaces of the upper electrode, a metal Shirisa
The contamination at the time of etching the id layer 59 can be prevented, and unnecessary etching of the upper electrode can be prevented.

【0043】なお、本実施例では層間絶縁層53を熱酸
化により形成したが、CVDで形成してもよい。 (実施例2) 本実施例は、図1に示した本発明の半導体装置の製造方
法にほぼそのまま対応している。但し、本実施例は、第
1の多結晶シリコン層52内へのリンドープ量を特定の
値に制御する結果、そのシート抵抗値を30〜1000
Ω/□、好ましくは35〜1000Ω/□の範囲に制御
して、その第1の多結晶シリコン層52をライトドープ
層とする工程を行う点および第2の多結晶シリコン層5
4に対するドーピングをパターニング後に行う点で従来
法と異なる。
In the present embodiment, the interlayer insulating layer 53 is formed by thermal oxidation, but may be formed by CVD. Embodiment 2 This embodiment corresponds almost directly to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention shown in FIG. However, in this embodiment, as a result of controlling the phosphorus doping amount in the first polycrystalline silicon layer 52 to a specific value, the sheet resistance value thereof is set to 30 to 1000.
Ω / □, preferably in the range of 35 to 1000 Ω / □, and performing the step of using the first polycrystalline silicon layer 52 as a lightly doped layer.
4 is different from the conventional method in that doping is performed after patterning.

【0044】上記のシート抵抗値制御工程について説明
すると、層厚3500Åの第1の多結晶シリコン層52
を形成した後、第1の多結晶シリコン層52に対して特
定条件でドーピングを行う。このドーピングは、例えば
N2 ガス(5リットル/分)、O2 ガス(0.5リッ
トル/分)およびPOCl3 ガス(120mg/分)
からなる混合ガスを、温度1000℃程度に加熱した反
応室内に導入して4分間行う。この条件に従うことによ
り、第1の多結晶シリコン層52のシート抵抗値を上述
の特定範囲内に制御することができる。この特定範囲の
シート抵抗値を示す多結晶シリコン層では、ドーピング
中の熱あるいは後の熱工程での熱に晒されても層内部に
おいて結晶粒が発生することがないため、層表面に凹凸
部分を生じることがない。
The step of controlling the sheet resistance will be described. First, the first polycrystalline silicon layer 52 having a thickness of 3500.degree.
Is formed, the first polycrystalline silicon layer 52 is doped under specific conditions. This doping is performed, for example, by N2 gas (5 l / min), O2 gas (0.5 l / min) and POCl3 gas (120 mg / min).
Is introduced into a reaction chamber heated to a temperature of about 1000 ° C. for 4 minutes. According to this condition, the sheet resistance value of first polycrystalline silicon layer 52 can be controlled within the above-described specific range. In a polycrystalline silicon layer exhibiting a sheet resistance value in this specific range, no crystal grains are generated inside the layer even when it is exposed to heat during doping or heat in a subsequent heat process. Does not occur.

【0045】上記第1の多結晶シリコン層52に対する
シート抵抗値制御の工程の後は、図1(B)に示すよう
に、不純物(ドーパント)が拡散されていないノンドー
プの第2の多結晶シリコン層54上にレジスト56を設
けて第2の多結晶シリコン層54に対してパターニング
を施す。このときその下側の層間絶縁層53に対してパ
ターニングしてもよい。次に、第2の多結晶シリコン層
54に覆われていない第1の多結晶シリコン層52の露
出表面および上記第2の多結晶シリコン層54に対し
て、ドーピング時間を9分間とする以外は先のシート抵
抗値制御工程におけるドーピングと同一の条件でドーピ
ングを行う。この工程により、既にパターニングされた
第2の多結晶シリコン層54については、ドーパント
(リン)濃度が高くなり、ヘビードープ層となる。ま
た、その第2の多結晶シリコン層54に被われていない
第1の多結晶シリコン層52の露出部分については、ド
ーピング前のドーパント(リン)濃度を超えて高濃度と
なり、これもヘビードープ層となる。続いて、第2の多
結晶シリコン層54に覆われている第1の多結晶シリコ
ン層52の部分については、ドーピング前のドーパント
(リン)濃度のままでライトドープ層となる。続いて、
図1(C)〜(F)と同様にして目的のユニットキャパ
シタ構造とゲート電極および抵抗素子を有する半導体を
有する半導体装置を得る。
After the step of controlling the sheet resistance of the first polycrystalline silicon layer 52, as shown in FIG. 1B, the non-doped second polycrystalline silicon in which no impurity (dopant) is diffused is formed. A resist 56 is provided on the layer 54, and the second polycrystalline silicon layer 54 is patterned. At this time, the lower interlayer insulating layer 53 may be patterned. Next, except that the doping time is set to 9 minutes for the exposed surface of the first polycrystalline silicon layer 52 not covered by the second polycrystalline silicon layer 54 and the second polycrystalline silicon layer 54. The doping is performed under the same conditions as the doping in the sheet resistance value control step. By this step, the dopant (phosphorus) concentration of the already patterned second polycrystalline silicon layer 54 increases, and the second polycrystalline silicon layer 54 becomes a heavy doped layer. The exposed portion of the first polycrystalline silicon layer 52 that is not covered by the second polycrystalline silicon layer 54 has a high concentration exceeding the dopant (phosphorus) concentration before doping, which is also a heavy doped layer. Become. Subsequently, the portion of the first polycrystalline silicon layer 52 covered by the second polycrystalline silicon layer 54 becomes a lightly doped layer with the dopant (phosphorus) concentration before doping. continue,
1C to 1F, a semiconductor device having a target unit capacitor structure and a semiconductor having a gate electrode and a resistor is obtained.

【0046】このような半導体装置においては、上記の
ヘビードープ層に囲まれた第1の多結晶シリコン層52
の部分は、ドーパント濃度が所定範囲に維持されてお
り、ライトドープ層のままである。このライトドープ層
はキャパシタの下部電極として機能し、このライトドー
プ層の上側のヘビードープ層はキャパシタの上部電極と
して機能しており、両ドープ層は層間絶縁層53を介し
てユニットキャパシタを構成する。複数のユニットキャ
パシタを集合して図2におけるSCFのC1 またはC
2 を構成する。本実施例では、キャパシタの下部電極
としてのライトドープ層のシート抵抗が特定の範囲内に
制御され、その表面に凹凸が生じていないものであるか
ら、そのライトドープ層がユニットキャパシタの比精度
を低下させることはない。表面に凹凸の少ないライトド
ープ層を一方の電極としてユニットキャパシタに用いて
いるので、その比精度を容易に引き上げることができ、
ひいてはSCFの性能をも向上させることもできる。
In such a semiconductor device, the first polycrystalline silicon layer 52 surrounded by the above-mentioned heavy dope layer
In the part, the dopant concentration is maintained in a predetermined range, and the light-doped layer remains. The lightly-doped layer functions as a lower electrode of the capacitor, and the heavyly-doped layer above the lightly-doped layer functions as an upper electrode of the capacitor. Both doped layers form a unit capacitor via the interlayer insulating layer 53. A plurality of unit capacitors are assembled and C1 or C1 of the SCF in FIG.
2 is constituted. In the present embodiment, the sheet resistance of the lightly doped layer as the lower electrode of the capacitor is controlled within a specific range, and the surface thereof has no irregularities. It does not lower. Since the lightly doped layer with few irregularities on the surface is used for the unit capacitor as one electrode, its specific accuracy can be easily raised,
Eventually, the performance of the SCF can also be improved.

【0047】上記実施例では、パターニングされた第2
の多結晶シリコン層54をヘビードープ層とするための
ドーピングの時間を9分間としたが、これを4〜9分間
として任意にドーピング量を変えてもよい。この場合に
は、パターニングされた第2のポリシリコン層54はヘ
ビードープ層とはならず、その下側部分の第1の多結晶
シリコン層52と同様にライトドープ層となる。しか
し、この場合でもライトドープ層である第1の多結晶シ
リコン層52に隣接する部分は不純物濃度が高くなるた
め、ヘビードープ層となる。この場合においても、第1
の多結晶シリコン層52のうちライトドープ層の部分は
キャパシタの下部電極として機能することは上記実施例
の場合と同様である。
In the above embodiment, the patterned second
Although the doping time for making the polycrystalline silicon layer 54 a heavy dope layer was 9 minutes, the doping amount may be arbitrarily changed to 4 to 9 minutes. In this case, the patterned second polysilicon layer 54 does not become a heavy doped layer, but becomes a lightly doped layer similarly to the first polycrystalline silicon layer 52 in a lower portion thereof. However, even in this case, the portion adjacent to the first polycrystalline silicon layer 52 which is a lightly doped layer becomes a heavy doped layer because the impurity concentration becomes high. Also in this case, the first
The portion of the lightly doped layer in the polycrystalline silicon layer 52 functions as the lower electrode of the capacitor as in the case of the above embodiment.

【0048】なお、本実施例でも、第1の多結晶シリコ
ン層52のみならず、第2の多結晶シリコン層54に対
しても、ライトドープ層とするためのドーピングを行う
こともできる。また、上記各実施例では、いずれも従来
の薄層堆積技術、不純物拡散技術等を用いて製造するこ
とができるので、量産性に優れているという効果を奏す
る。さらに、上記各実施例では、ドーパントとしてリン
を用いたが、これに限定されるものではない。
It should be noted that also in this embodiment, not only the first polycrystalline silicon layer 52 but also the second polycrystalline silicon layer 54 can be doped for light doping. Further, in each of the above-described embodiments, since it can be manufactured using a conventional thin layer deposition technique, impurity diffusion technique, or the like, there is an effect that the mass productivity is excellent. Furthermore, in each of the above embodiments, phosphorus was used as the dopant, but the present invention is not limited to this.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構造のゲ
ートをもった高速動作に優れたトランジスタと、多結晶
シリコンの熱酸化層を層間絶縁層とし、多結晶シリコン
を両電極とした電圧係数に優れたキャパシタとを形成す
ることができる。また、多結晶シリコンへの高濃度不純
物導入前にトランジスタのゲート酸化層を形成し、また
金属シリサイド層形成前にキャパシタの層間絶縁層を形
成することにより、不純物や金属シリサイドの汚染か
ら、それぞれの絶縁層を防ぐと共に、ゲート酸化層の酸
化と層間絶縁層の酸化を別個に行うことができるため、
それぞれに適した酸化条件で形成することができ、信頼
性の高い半導体装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Excellent transistor with high-speed operation having a gate with a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer, and excellent voltage coefficient using a polycrystalline silicon thermal oxide layer as an interlayer insulating layer and polycrystalline silicon as both electrodes. Capacitor formed. In addition, by forming a gate oxide layer of a transistor before introducing high-concentration impurities into polycrystalline silicon and forming an interlayer insulating layer of a capacitor before forming a metal silicide layer, contamination of impurities and metal silicide can be prevented. In addition to preventing the insulating layer, the oxidation of the gate oxide layer and the oxidation of the interlayer insulating layer can be performed separately,
The semiconductor device can be formed under oxidation conditions suitable for each of them, and a highly reliable semiconductor device can be provided.

【0050】また、第1のマスク体が上部電極の上面お
よび側面を覆っているので、金属シリサイド層のエッチ
ングの際の汚染を防ぐことができると共に、上部電極の
不要なエッチングを防止することができる。
Further, since the first mask body covers the upper surface and side surfaces of the upper electrode, it is possible to prevent contamination at the time of etching the metal silicide layer and to prevent unnecessary etching of the upper electrode. it can.

【0051】さらに、上記のトランジスタとキャパシタ
に加え、高抵抗の多結晶シリコンの単層構造を同一基板
上に形成することができる。従って、電圧係数に優れた
キャパシタと高抵抗率が必要な抵抗素子と、高速性の要
求されるゲート部、配線部を同一基板上に形成すること
ができる。
Further, in addition to the above-described transistor and capacitor, a single-layer structure of high-resistance polycrystalline silicon can be formed over the same substrate. Therefore, a capacitor having an excellent voltage coefficient, a resistance element requiring a high resistivity, and a gate portion and a wiring portion requiring high speed can be formed on the same substrate.

【0052】さらに、ユニットキャパシタの下部電極の
シート抵抗を30〜1000Ω/□の範囲に制御するよ
うにしたので、ユニットキャパシタの比精度を低下させ
ることがなく、本発明が適用されるSCFの性能を向上
させることが可能となる。また、第2の多結晶シリコン
層をドーピングする際、第1の多結晶シリコンで形成さ
れるゲート電極および抵抗体も低抵抗化される。従っ
て、本発明により、ゲート電極等を低抵抗に保ったまま
ユニットキャパシタの比精度を低下させることなく、S
CFの性能を向上させることが可能となる。
Further, since the sheet resistance of the lower electrode of the unit capacitor is controlled within the range of 30 to 1000 Ω / □, the performance of the SCF to which the present invention is applied is not reduced without lowering the specific accuracy of the unit capacitor. Can be improved. Further, when doping the second polycrystalline silicon layer, the resistance of the gate electrode and the resistor formed of the first polycrystalline silicon is also reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to maintain S
It is possible to improve the performance of CF.

【0053】また、本発明は、第1,第2の多結晶シリ
コン層のドーピングを熱拡散法にて処理するため、量産
性を維持したまま実施可能である。
Further, the present invention can be carried out while maintaining mass productivity because the doping of the first and second polycrystalline silicon layers is processed by the thermal diffusion method.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を説明するための工程図であって、(A)〜(F)は各
工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 1A to 1F are process diagrams for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIGS. 1A to 1F are schematic cross-sectional views showing the configuration of a semiconductor device after each process; It is.

【図2】一般的なSCFの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a general SCF.

【図3】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための工程図であって、(A)ないし(H)はそれぞれ
各工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 3A to 3H are process diagrams for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 3A to 3H are schematic cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device after each process.

【図4】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための工程図であって、(A)ないし(I)はそれぞれ
各工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 4A to 4I are process diagrams illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 4A to 4I are schematic cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device after each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 半導体基板 51 フィールド酸化層 52 第1の多結晶シリコン層 53 層間絶縁層 55 ゲート酸化層 54 第2の多結晶シリコン層 56 レジスト 57 第1のマスク体(絶縁層,シリコン酸化層) 58 レジスト 59 金属シリサイド層 60 第2のマスク体(レジスト) Reference Signs List 50 semiconductor substrate 51 field oxide layer 52 first polycrystalline silicon layer 53 interlayer insulating layer 55 gate oxide layer 54 second polycrystalline silicon layer 56 resist 57 first mask body (insulating layer, silicon oxide layer) 58 resist 59 Metal silicide layer 60 Second mask body (resist)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−301554(JP,A) 特開 平3−105981(JP,A) 特開 昭59−195859(JP,A) 特開 昭58−159365(JP,A) 特開 昭63−177453(JP,A) 特開 昭59−163855(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/822 H01L 27/04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-63-301554 (JP, A) JP-A-3-105981 (JP, A) JP-A-59-195859 (JP, A) JP-A-58-1985 159365 (JP, A) JP-A-63-177453 (JP, A) JP-A-59-163855 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/822 H01L 27 / 04

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上にフィールド酸化層および
ゲート酸化層を形成し、第1の多結晶シリコン層を堆積
して、前記第1の多結晶シリコン層上に絶縁層を形成
し、前記絶縁層上に第2の多結晶シリコン層を形成し、
キャパシタの上部電極層となる部分を残して前記第2の
多結晶シリコン層および前記絶縁層をエッチングし、前
記上部電極層およびその側面を覆う第1のマスク体を選
択的に被着し、 次いで上記で得られた積層体の全表面にわたって金属シ
リサイド層を形成し、MOSトランジスタのゲート電極
となる部分に第2のマスク体を形成し、前記第1の多結
晶シリコン層と前記金属シリサイド層をエッチングし、 多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構造から
なるゲート電極と多結晶シリコン層の電極およびシリコ
ン酸化層の層間絶縁層からなるキャパシタを形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a field oxide layer and a gate oxide layer on a semiconductor substrate; depositing a first polycrystalline silicon layer; forming an insulating layer on the first polycrystalline silicon layer; Forming a second polycrystalline silicon layer on the layer,
Etching the second polycrystalline silicon layer and the insulating layer except for a portion to be an upper electrode layer of the capacitor, selectively applying a first mask body covering the upper electrode layer and side surfaces thereof; A metal sheet is applied over the entire surface of the laminate obtained above.
Forming a re-side layer, forming a second mask body in a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, etching the first poly-silicon layer and the metal silicide layer, and forming a poly-silicon layer and a metal silicide layer. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a capacitor comprising a gate electrode having a laminated structure of the above, an electrode of a polycrystalline silicon layer, and an interlayer insulating layer of a silicon oxide layer.
【請求項2】 半導体基板上にフィールド酸化層および
ゲート酸化層を形成し、第1の多結晶シリコン層を堆積
して、前記第1の多結晶シリコン層上に絶縁層を形成
し、前記絶縁層上に第2の多結晶シリコン層を形成し、
キャパシタの上部電極層となる部分を残して前記第2の
多結晶シリコン層および前記絶縁層をエッチングし、前
記上部電極層およびその側面と多結晶シリコン層単層の
抵抗体となる部分とを覆う第1のマスク体を選択的に被
着し、 次いで上記で得られた積層体の全表面にわたって金属シ
リサイド層を形成し、MOSトランジスタのゲート電極
となる部分に第2のマスク体を形成し、前記第1の多結
晶シリコン層と前記金属シリサイド層をエッチングし、 多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構造から
なるゲート電極と多結晶シリコン層の電極およびシリコ
ン酸化層の層間絶縁層からなるキャパシタと多結晶シリ
コン層単層からなる抵抗体とを形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
2. A field oxide layer and a gate oxide layer are formed on a semiconductor substrate, a first polysilicon layer is deposited, and an insulating layer is formed on the first polysilicon layer. Forming a second polycrystalline silicon layer on the layer,
The second polycrystalline silicon layer and the insulating layer are etched except for the part to be the upper electrode layer of the capacitor, and cover the upper electrode layer and its side surfaces and the part of the single-layer polycrystalline silicon layer that becomes the resistor. A first mask body is selectively applied, and then a metal mask is applied over the entire surface of the laminate obtained above.
Forming a re-side layer, forming a second mask body in a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, etching the first poly-silicon layer and the metal silicide layer, and forming a poly-silicon layer and a metal silicide layer. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming a capacitor comprising a gate electrode having a laminated structure of the above, an electrode comprising a polycrystalline silicon layer and an interlayer insulating layer comprising a silicon oxide layer, and a resistor comprising a single layer of a polycrystalline silicon layer. .
【請求項3】 半導体基板上に形成された酸化層上に第
1の多結晶シリコン層を形成する工程と、 前記第1の多結晶シリコン層に対して不純物を拡散して
該第1の多結晶シリコン層のシート抵抗値を30〜10
00Ω/□の範囲内に制御する工程と、 該シート抵抗制御工程後の第1の多結晶シリコン層上に
絶縁層を介してキャパシタの上部電極となる第2の多結
晶シリコン層を形成する工程と、 前記第2の多結晶シリコン層および前記絶縁層をパター
ニングして、ユニットキャパシタの上部電極を形成する
工程と、 該パターニングにより残された前記第2の多結晶シリコ
ン層をマスクとして前記第1の多結晶シリコン層に対し
てさらに不純物を拡散することにより、前記第2の多結
晶シリコン層の下側の第1の多結晶シリコン層であって
シート抵抗値の制御された第1の多結晶シリコン層を除
いた他の部分の不純物濃度を上げる工程と、 前記第1の多結晶シリコン層をパターニングしてゲート
およびユニットキャパシタの下部電極を形成する工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a first polycrystalline silicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; and diffusing an impurity into the first polycrystalline silicon layer to form the first polycrystalline silicon layer. The sheet resistance of the crystalline silicon layer is 30 to 10
A step of controlling the resistance within a range of 00Ω / □, and a step of forming a second polycrystalline silicon layer serving as an upper electrode of a capacitor on the first polycrystalline silicon layer after the sheet resistance control step via an insulating layer. Patterning the second polycrystalline silicon layer and the insulating layer to form an upper electrode of a unit capacitor; and forming the first polycrystalline silicon layer left as a mask using the first polycrystalline silicon layer as a mask. Is further diffused into the first polycrystalline silicon layer, thereby forming a first polycrystalline silicon layer below the second polycrystalline silicon layer and having a controlled sheet resistance. Increasing the impurity concentration of the portion other than the silicon layer; and forming a gate and a lower electrode of the unit capacitor by patterning the first polycrystalline silicon layer. The method of manufacturing a semiconductor device, which comprises.
【請求項4】 半導体基板上に形成された酸化層上に第
1の多結晶シリコン層を形成する工程と、 前記第1の多結晶シリコン層に対して不純物を拡散して
該第1の多結晶シリコン層のシート抵抗値を30〜10
00Ω/□の範囲内に制御する工程と、 前記第1の多結晶シリコン層に対してパターニングを施
し、ゲートおよびキャパシタの下部電極を形成する工程
と、 該パターニング工程によりパターニングされた前記第1
の多結晶シリコン層上に層間絶縁層を形成した後に、該
層間絶縁層上にキャパシタの上部電極となる第2の多結
晶シリコン層を形成する工程と、 前記第2の多結晶シリコン層および前記層間絶縁層をパ
ターニングする工程と、 該第2の多結晶シリコン層に対して不純物を拡散して前
記第2の多結晶シリコン層の下側の第1の多結晶シリコ
ン層であってシート抵抗値の制御された第1の多結晶シ
リコン層を除いた他の部分の不純物濃度を上げる工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first polycrystalline silicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; and diffusing an impurity into the first polycrystalline silicon layer to form the first polycrystalline silicon layer. The sheet resistance of the crystalline silicon layer is 30 to 10
Controlling the first polycrystalline silicon layer to form a lower electrode of a gate and a capacitor; and controlling the first polycrystalline silicon layer to form a lower electrode of a gate and a capacitor.
Forming an interlayer insulating layer on the polycrystalline silicon layer, and then forming a second polycrystalline silicon layer serving as an upper electrode of the capacitor on the interlayer insulating layer; and forming the second polycrystalline silicon layer and the Patterning an interlayer insulating layer; and diffusing impurities into the second polycrystalline silicon layer to form a first polycrystalline silicon layer below the second polycrystalline silicon layer, the sheet resistance value being: Increasing the impurity concentration of the other portion except for the first polycrystalline silicon layer controlled by the above method.
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