JPH01191447A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH01191447A JPH01191447A JP1658388A JP1658388A JPH01191447A JP H01191447 A JPH01191447 A JP H01191447A JP 1658388 A JP1658388 A JP 1658388A JP 1658388 A JP1658388 A JP 1658388A JP H01191447 A JPH01191447 A JP H01191447A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[概要]
半導体装置の製造方法のうち、タングステンシリサイド
からなる電極配線の形成方法に関し、絶縁膜の劣化を防
いで、且つ、コンタクト抵抗を低下させることを目的と
し、 六弗化タングステン(WF6)とモノシラン(SiH4
)またはジシラン(Si2 H6)との反応によって下
層のタングステンシリサイドを被着し、次に、六弗化タ
ングステン(WF6)とジグロールシラン(SiH2C
12)との反応によって上層のタングステンシリサイド
を被着して、該2層膜からなるタングステンシリサイド
(WSix)を形成する工程が含まれることを特徴とす
る。
からなる電極配線の形成方法に関し、絶縁膜の劣化を防
いで、且つ、コンタクト抵抗を低下させることを目的と
し、 六弗化タングステン(WF6)とモノシラン(SiH4
)またはジシラン(Si2 H6)との反応によって下
層のタングステンシリサイドを被着し、次に、六弗化タ
ングステン(WF6)とジグロールシラン(SiH2C
12)との反応によって上層のタングステンシリサイド
を被着して、該2層膜からなるタングステンシリサイド
(WSix)を形成する工程が含まれることを特徴とす
る。
[産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法のうち、タングステンシ
リサイドからなる電極配線の形成方法に関する。
リサイドからなる電極配線の形成方法に関する。
IC,LSIなどの半導体装置においては、多数の素子
間を接続する電極配線が形成されており、その電極配線
の材料として、現在、タングステンシリサイドなどの高
融点金属シリサイドが使用されている。
間を接続する電極配線が形成されており、その電極配線
の材料として、現在、タングステンシリサイドなどの高
融点金属シリサイドが使用されている。
しかし、タングステンシリサイドなどの高融点金属シリ
サイド膜は素子特性への悪影響のないことが望まれる。
サイド膜は素子特性への悪影響のないことが望まれる。
[従来の技術]
さて、ICが高集積化されて配線が長くなってくると、
配線層の抵抗分による動作遅延が問題となって、更に導
電性の良い電極配線が要望され、そのような高導電性電
極配線の材料として、タングステンシリサイド(WSi
x ) 、モリブデンシリサイド(MoSix ) 、
チタンシリサイド(TiSix )などの高融点金属シ
リサイドが使用されるようになっている。且つ、このよ
うな電極配線はそのまま延在して、例えば、ゲート電極
として利用されている。
配線層の抵抗分による動作遅延が問題となって、更に導
電性の良い電極配線が要望され、そのような高導電性電
極配線の材料として、タングステンシリサイド(WSi
x ) 、モリブデンシリサイド(MoSix ) 、
チタンシリサイド(TiSix )などの高融点金属シ
リサイドが使用されるようになっている。且つ、このよ
うな電極配線はそのまま延在して、例えば、ゲート電極
として利用されている。
更に、高融点金属シリサイドのうちで良く使用されるの
はタングステンシリサイドで、W S i x膜からな
るゲート電極が形成されており、第2図はそのゲート電
極2の断面図を示し、本例はドープド多結晶シリコン膜
21(導電性多結晶シリコン膜)とW S i x膜2
2を積層した複合膜ゲート電極構造で、1は半導体基板
、3はゲート絶縁膜、4はフィールド絶縁膜、5はソー
ス・ドレイン領域である。
はタングステンシリサイドで、W S i x膜からな
るゲート電極が形成されており、第2図はそのゲート電
極2の断面図を示し、本例はドープド多結晶シリコン膜
21(導電性多結晶シリコン膜)とW S i x膜2
2を積層した複合膜ゲート電極構造で、1は半導体基板
、3はゲート絶縁膜、4はフィールド絶縁膜、5はソー
ス・ドレイン領域である。
ここに、ゲート電極を複合膜構造としている理由は、W
Six膜を直接ゲート絶縁膜上に形成すると、W S
i x膜がゲート絶縁膜と反応して、タングステン(W
)がゲート絶縁膜に入り込んで絶縁破壊を起こしたり、
また、ゲート絶縁膜からゲート電極(WSix膜)が剥
離する等の問題が起こる。
Six膜を直接ゲート絶縁膜上に形成すると、W S
i x膜がゲート絶縁膜と反応して、タングステン(W
)がゲート絶縁膜に入り込んで絶縁破壊を起こしたり、
また、ゲート絶縁膜からゲート電極(WSix膜)が剥
離する等の問題が起こる。
また、ゲート電極は表面酸化する必要があり、WSix
膜のみのゲート電極を酸化処理すると、膜中のシリコン
(St)が酸化され、WSix膜はタングステンリンチ
になって、ストレスが増大して剥がれ易くなる。更に、
タングステンも酸化されるようになり、絶縁性も悪くな
る。従って、上記のような複合電極配線にすると、酸化
処理時にW S i x膜にシリコンが補充されて、高
融点金属の酸化膜が生成されにくくなり、5i02膜の
生成が主体になって、絶縁性が良くなる。このような理
由によって、複合膜電極配線の構造が採られており、ま
た、ゲート電極部分だけでなく、一般の配線も同様の複
合膜構造が用いられて、これを俗称、ポリサイドと呼ん
でいる。
膜のみのゲート電極を酸化処理すると、膜中のシリコン
(St)が酸化され、WSix膜はタングステンリンチ
になって、ストレスが増大して剥がれ易くなる。更に、
タングステンも酸化されるようになり、絶縁性も悪くな
る。従って、上記のような複合電極配線にすると、酸化
処理時にW S i x膜にシリコンが補充されて、高
融点金属の酸化膜が生成されにくくなり、5i02膜の
生成が主体になって、絶縁性が良くなる。このような理
由によって、複合膜電極配線の構造が採られており、ま
た、ゲート電極部分だけでなく、一般の配線も同様の複
合膜構造が用いられて、これを俗称、ポリサイドと呼ん
でいる。
[発明が解決しようとする問題点]
ところが、このような複合膜構造のゲート電極としてド
ープド多結晶シリコン膜21を被着した後、化学気相成
長(CV D)法によってW S i x膜22を成長
する工程において、このW S t x膜を六弗化タン
グステン(WF6)とモノシラン(SiH4)またはジ
シラン(Si2Hs )との反応ガスによって被着させ
ると、そのW S i x膜の中に多数の弗素(F)ガ
スが含まれていて、例えば、分解温度325℃では10
”/cJ程度の弗素ガスが含まれる。この弗素ガスが次
工程の熱処理などによって拡散してゲート絶縁膜を劣化
させる欠点がある。なお、ここに、分解温度とは被着基
板を加熱する温度と同意味である。
ープド多結晶シリコン膜21を被着した後、化学気相成
長(CV D)法によってW S i x膜22を成長
する工程において、このW S t x膜を六弗化タン
グステン(WF6)とモノシラン(SiH4)またはジ
シラン(Si2Hs )との反応ガスによって被着させ
ると、そのW S i x膜の中に多数の弗素(F)ガ
スが含まれていて、例えば、分解温度325℃では10
”/cJ程度の弗素ガスが含まれる。この弗素ガスが次
工程の熱処理などによって拡散してゲート絶縁膜を劣化
させる欠点がある。なお、ここに、分解温度とは被着基
板を加熱する温度と同意味である。
従って、上記ガスの代わりに、六弗化タングステン<W
F6)とジグロールシラン(SiH2Cl2)とを反応
させてWSix膜を被着させると、弗素ガス含有の少な
い膜が得られる。しかし、一方、この膜は多くの塩素(
CI)ガスを含む欠点があって、その塩素ガスはコンタ
クト抵抗を増加させる悪影響がある。
F6)とジグロールシラン(SiH2Cl2)とを反応
させてWSix膜を被着させると、弗素ガス含有の少な
い膜が得られる。しかし、一方、この膜は多くの塩素(
CI)ガスを含む欠点があって、その塩素ガスはコンタ
クト抵抗を増加させる悪影響がある。
本発明はこのような問題点を軽減させ、絶縁膜の劣化を
防いで絶縁品質を維持し、且つ、コンタクト抵抗を低下
させることを目的としたWSix膜の形成方法を提案す
るものである。
防いで絶縁品質を維持し、且つ、コンタクト抵抗を低下
させることを目的としたWSix膜の形成方法を提案す
るものである。
その目的は、六弗化タングステン(W F s 、)と
モノシラン(SiH4)またはジシラン(Si2 Hs
)との反応によって下層のタングステンシリサイドを被
着し、次に、六弗化タングステン(W F 6)とジグ
ロールシラン(SiH2C12)との反応によって上層
のタングステンシリサイドを被着して、該2層膜からな
るタングステンシリサイド(W S iX)を形成する
工程が含まれる製造方法によって達成される。
モノシラン(SiH4)またはジシラン(Si2 Hs
)との反応によって下層のタングステンシリサイドを被
着し、次に、六弗化タングステン(W F 6)とジグ
ロールシラン(SiH2C12)との反応によって上層
のタングステンシリサイドを被着して、該2層膜からな
るタングステンシリサイド(W S iX)を形成する
工程が含まれる製造方法によって達成される。
即ち、本発明は下層として塩素ガスを含まないコンタク
ト性の良いW S i xを被着し、上層として弗素ガ
ス含有の少ないW S i xを被着して、コンタクト
抵抗を低下させ、且つ、絶縁膜の劣化を防いで、W S
i x膜によるICへの悪影響を減少させる。
ト性の良いW S i xを被着し、上層として弗素ガ
ス含有の少ないW S i xを被着して、コンタクト
抵抗を低下させ、且つ、絶縁膜の劣化を防いで、W S
i x膜によるICへの悪影響を減少させる。
[実施例]
以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図[81〜(d+は本発明にかかるゲート電極の形
成方法の工程順断面図を示している。
成方法の工程順断面図を示している。
第1図(al参照;フィールド絶縁膜4およびゲート絶
縁膜3を設けた半導体基板1上に、公知のCVD法によ
って膜厚2000人のドープド多結晶シリコン膜21を
被着する。
縁膜3を設けた半導体基板1上に、公知のCVD法によ
って膜厚2000人のドープド多結晶シリコン膜21を
被着する。
第1図(bl参照−次いで、基板を約325°Cに加熱
し、水素ガスをキャリアガスにして六弗化タングステン
(WF6)とモノシラン(SiH4)との反応ガスを1
:2程度の割合で流入し、基板上で両反応ガスを熱分解
して、膜厚500人程度のW S i x膜22゛を被
着する。なお、このCVD法による成長法において、モ
ノシラン(SiH4)の代わりに、同じ水化物のジシラ
ン(Si2 H6)を用いても良い。
し、水素ガスをキャリアガスにして六弗化タングステン
(WF6)とモノシラン(SiH4)との反応ガスを1
:2程度の割合で流入し、基板上で両反応ガスを熱分解
して、膜厚500人程度のW S i x膜22゛を被
着する。なお、このCVD法による成長法において、モ
ノシラン(SiH4)の代わりに、同じ水化物のジシラ
ン(Si2 H6)を用いても良い。
第1図(C)参照;次いで、基板を約500℃に加熱し
、同様の水素ガスをキャリアガスにして六弗化タングス
テン(WF6)とジグロールシラン(SiH2C12)
との混合ガスを流入し熱分解して、膜厚1500人程度
のW S i x膜22″を被着する。
、同様の水素ガスをキャリアガスにして六弗化タングス
テン(WF6)とジグロールシラン(SiH2C12)
との混合ガスを流入し熱分解して、膜厚1500人程度
のW S i x膜22″を被着する。
第1図(d)参照;しかる後、ドープド多結晶シリコン
膜21. WSix膜22 ’ + WSix膜22″
およびゲート絶縁膜3をパターンニングして、ゲート電
極2を形成する。
膜21. WSix膜22 ’ + WSix膜22″
およびゲート絶縁膜3をパターンニングして、ゲート電
極2を形成する。
このようなW S i x膜の形成方法によれば、ドー
プド多結晶シリコン膜21と接触する部分(下層)の薄
いW S i x膜22′は塩素(CI)ガスが含まれ
ないために、コンタクト抵抗が少なく導電性が良くなる
。また、上層のW S i x膜22′′は塩素(CI
)ガスを含んでいるが、弗素(F)ガス含有が少ないか
らゲート絶縁膜の劣化が減少する。即ち、本発明にかか
るWSix膜の形成方法はコンタクト抵抗が低下して導
電性を向上し、絶縁膜の膜質が劣化しない構・成で、半
導体装置の品質向上に役立つ方法である。
プド多結晶シリコン膜21と接触する部分(下層)の薄
いW S i x膜22′は塩素(CI)ガスが含まれ
ないために、コンタクト抵抗が少なく導電性が良くなる
。また、上層のW S i x膜22′′は塩素(CI
)ガスを含んでいるが、弗素(F)ガス含有が少ないか
らゲート絶縁膜の劣化が減少する。即ち、本発明にかか
るWSix膜の形成方法はコンタクト抵抗が低下して導
電性を向上し、絶縁膜の膜質が劣化しない構・成で、半
導体装置の品質向上に役立つ方法である。
上記の例は多結晶シリコン膜とW S i x膜とから
なる複合膜構造(ポリサイド構造)のゲート電極を形成
する実施例であるが、その他の基板をシリコンとした電
極配線も同様にして形成できて、同様の効果が得られる
ことは勿論である。
なる複合膜構造(ポリサイド構造)のゲート電極を形成
する実施例であるが、その他の基板をシリコンとした電
極配線も同様にして形成できて、同様の効果が得られる
ことは勿論である。
[発明の効果]
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、タン
グステンシリサイド膜を用いたICなどの半導体装置に
おいて、その高品質化、高信頼化に顕著に貢献するもの
である。
グステンシリサイド膜を用いたICなどの半導体装置に
おいて、その高品質化、高信頼化に顕著に貢献するもの
である。
第1図(al〜(d)は本発明にかかる形成方法の工程
順断面図、 第2図は従来のゲート電極の断面図である。 図において、 1は半導体基板、 2はゲート電極、3はゲート絶
8M膜、 4はフィールド絶縁膜、 5はソース・ドレイン領域、 21はドープド多結晶シリコン膜、 22、22 ’ 、 22 ”はタングステンシリサイ
ド膜4二%EIJ(+=pp5 nK73にσ)TJf
’71 #t$ @第1図 、?、ケ’−h電& 反未硝γ°゛−L電殆め醇旬図 第2図
順断面図、 第2図は従来のゲート電極の断面図である。 図において、 1は半導体基板、 2はゲート電極、3はゲート絶
8M膜、 4はフィールド絶縁膜、 5はソース・ドレイン領域、 21はドープド多結晶シリコン膜、 22、22 ’ 、 22 ”はタングステンシリサイ
ド膜4二%EIJ(+=pp5 nK73にσ)TJf
’71 #t$ @第1図 、?、ケ’−h電& 反未硝γ°゛−L電殆め醇旬図 第2図
Claims (1)
- 六弗化タングステン(WF_6)とモノシラン(Si
H_4)またはジシラン(Si_2H_6)との反応に
よつて下層のタングステンシリサイドを被着し、次に、
六弗化タングステン(WF_6)とジグロールシラン(
SiH_2Cl_2)との反応によつて上層のタングス
テンシリサイドを被着して、該2層膜からなるタングス
テンシリサイド(WSix)を形成する工程が含まれて
なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1658388A JPH01191447A (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1658388A JPH01191447A (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01191447A true JPH01191447A (ja) | 1989-08-01 |
Family
ID=11920300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1658388A Pending JPH01191447A (ja) | 1988-01-26 | 1988-01-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01191447A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0591086A2 (en) * | 1992-09-30 | 1994-04-06 | International Business Machines Corporation | Low temperature chemical vapor deposition and method for depositing a tungsten silicide film with improved uniformity and reduced fluorine concentration |
JPH07283411A (ja) * | 1993-11-16 | 1995-10-27 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子のゲート電極の形成方法 |
JP2000022095A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-01-26 JP JP1658388A patent/JPH01191447A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0591086A3 (en) * | 1992-09-30 | 1994-09-21 | Ibm | Low temperature chemical vapor deposition and method for depositing a tungsten silicide film with improved uniformity and reduced fluorine concentration |
JPH06283453A (ja) * | 1992-09-30 | 1994-10-07 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体装置製造方法 |
JPH07283411A (ja) * | 1993-11-16 | 1995-10-27 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子のゲート電極の形成方法 |
JP2000022095A (ja) * | 1998-06-30 | 2000-01-21 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体素子及びその製造方法 |
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