JPH01238144A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 以Ｆの順序に従って本発明を説明する。

Ａ、産業上の利用分野 Ｂ０発明の概要 Ｃ０従来技術［第２図、第３図］ ０１発明か解決しようとする問題点 Ｅ９問題点を解決するための手段 Ｆ１作用 Ｇ、実施例［第１図］ ■１発明の効果 （Ａ、産業上の利用分野） 本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体層と高融点
金属シリコン化合物層の積層膜を配線として有する半導
体装置の製造方法に関する。

（Ｂ、発明の概要） 本発明は、上記の半導体装置の製造方法において、 ゛Ｖ−導体層の低抵抗化のために導入した不純物が半導
体層を突き抜は過ぎてチャネリングを起したり、半導体
層表面に自然酸化膜か生じてこの自然酸化膜によって半
導体層１−の高融点金属シリコン化合物層が剥れ易くな
ったりすることを防１トするため、 ’ｒ−Ｑ体層］−に高融点金属シリコン化合物層を形成
した後に高融点金属シリコン化合物層越しに半導体層に
イオン注入により不純物を導入してｆ：導体層の低抵抗
化を図るものである。

（Ｃ，従来技ｊ４ｊ）［第２図、第３図」ＭＯ３ＩＣで
構成したスターティックＲＡＭには第２図に示すような
コンタクト部をイｊ゛するものか多い。

同図において、ａはＰ型の半導体基体、ｂはｔ導体基体
ａを選択酸化することによりｊＬ成されたフィール）”
Ｍ！、縁１摸、Ｃは半導体基体ａの選択酸化されなかっ
た部分の表面りに形成されたゲート絶縁膜、ｄは第１の
配線層で、この一部はＭＯＳＦＥＴのケートとして機「
１シシており、第２図に示す部分は配線として機能する
。ｅはゲートｉｄ！！、縁１１Ｕ　ｃをエツチングする
ことにより形成された開１１、ｆは゛ｉ導体基体ａの表
面部に開Ｄ　ｅを通してＮ型の不純物を添加することに
より形成されたＮ°型の拡散層、ｇは層間絶縁膜、ｈは
該層間絶縁膜ｇに対する選択的エツチングにより形成さ
れた開１−＋て、該開［−１ｈは拡散層ｆの−・部分上
から第１の配線層ｄの端部上に渡って形成されている。

ｉは例えばアルミニウムあるいは多結晶シリコンにより
形成された第２の配線層で、開口りを通して−［２拡散
層ｆ及び第１の配線層ｄに接続されている。

ところで、上記第１の配線層ｄは当初においては多結晶
シリコンにより形成される場合が多かったか、月間Ｓｅ
＋＋＋１ｃｏｎｄｕｃｊｏｒ　Ｗｏｒｌｄの１９８７年
１２月号１３５〜１３８頁「ｖＬＳＩへの高融点金属・
シソサイドの通用」、同じく１３９〜１４７　（（ｒシ
リサイド形成プロセス−スパッタリングとＣＶＤの比較
を中心に−」に記載されているように近年ケート配線の
低抵抗化を図る必要性が高まり、配線層ｄを多結晶シリ
コン層と高融点金属シリサイド（例えばタングステンシ
リサイド）層の二層構造にする場合が多くなっている。

ところで、配線層ｄが二層構造にされたスターティック
ＲＡＭは、従来においては第３図（Ａ）乃至（Ｅ）に＞
１（す方法で形成された。

（Ａ）先ず、゛ｉ導体基体ａを選択酸化してフィールド
絶縁１１Ｑ　ｂを形成し、半導体基体ａのフィールド絶
縁膜すに囲繞された部分の表面に加熱酸化によりゲート
絶縁膜Ｃを形成する。同図（Ａ）はケート絶縁膜Ｃ形成
後の状態を示す。

（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すようにフォトレジスト膜
ｊをマスクとしてケート絶縁膜Ｃをエツチングして開［
Ｉｅを形成する。

（Ｃ）次に、同図（Ｃ）に示すように第１の配線層の下
層を成す多結晶シリコン層ｋを半導体基体ａの表面トに
全血的に形成する。

（Ｄ）次に、同図（Ｄ）に小すようにＰ（あるいはＡｓ
）をイオン注入あるいは気相拡散により多結晶シリコン
層ｋにドーピングし、その後、熱処理して多結晶シリコ
ン層にの低抵抗化を図ると共に多結晶シリコン層ｋから
半導体基体ａの開（−１ｅに露出する部分にその不純物
を拡散して拡散層ｆを形成する。これによって配線層ｄ
と拡散層ｆのベリラドコンタクトかとられることになる
。

（Ｅ）その後、同図（Ｅ）に示すように第１の配線層ｄ
のＦ層を成すタングステンシリサイド層２をスパッタあ
るいはＣＶＤにより形成する。

尚、その後、タングステンシリサイド層１、多結晶シリ
コン層にの選択的エツチング、層間絶縁１１莫ｇの形成
、第２の配線層ｉの形成か行われて第２図に小すような
コンタクト部が形成されるが、こわ等については本発明
の本質と関係かないので説明を省略する。

（Ｄ、発明か解決しようとする問題点）ところで、第２
図に示すように多結晶シリコン層ｋを形成した後不純物
をドーピングし、しかる後、タングステンシリサイド層
ｌを形成する方法にはト記の問題があった。

先ず第１に、多結晶シリコン層ｋにリンＰあるいは砒素
Ａｓ等の不純物をトープするとその不純物がゲート絶！
ｊ膜Ｃを突き抜けて゛ｒ−導体Ｊ↓体ａｋ面部に拡散す
るチャネリングか生しることがあった。特に、多結晶シ
リコン層ｋが薄い場合にはチャネリングが生じるｉｉ（
能性が大きくなり、多結晶シリコン層にの薄ｆｌｕ化の
要請に応えることの妨げになる。

第２に、多結晶シリコン層ｋに不純物をドーピングする
と高温処理したときにその表面に成長する自然酸化膜の
成長速度が速くなり、そして、厚い自然酸化膜が生じる
と多結晶シリコン層ｋｌ−に形成したタングステンシリ
サイド層１が多結晶シリコン層ｋから剥れ易くなるとい
う問題かあった。

また、不純物を気相拡散法により多結晶シリコン層ｋ、
半導体基体ａの表面部に拡散するようにした場合には、
不純物濃度の均一性、＋ｌｉ現性か悪くなるという間ｘ
０があった。

本発明はこのような各袖問題点を解決すべく１）された
ものであり、半導体層と高融点金属シリコン化合物層の
積層１摸を配線として有する半導体装置の製造方法にお
いて、半導体層の低抵抗化のために導入した不純物が半
導体層を突き抜は過ぎてチャネリングを起すのを防止し
、半導体層上に高融点金属シリコン化合物層を形成する
際に半導体層表面にＰＪい自然酸化膜が出来て高融点金
属シリコン化合物層が半導体層から剥れ易くなるのを防
１］二し、史には半導体層の形成濃度の均一性、再現性
か高くなるようにすることを目的とする。

（Ｅ、問題点を解決するための手段） 本発明半導体装置の製造方法は上記問題点を解決するた
め、単導体層上に高融点金属シリコン化合物層を形成し
た後半導体層にイオン注入により高融点金属シリコン化
合物層越しに不純物を導入して半導体層の低抵抗化を図
ることを特徴とする。

（Ｆ、作用） 本発明半導体装置の製造方法によれば、半導体層に対し
て高融点金属シリコン化合物層越しに不純物をドープす
るので、半導体層に直接に不純物をドープする場合とは
異なり不純物の突き抜けが起きにくくなる。従って、チ
ャネリングが起きなくなる。また、高融点金属シリコン
化合物層を形成する段階ではこれの−Ｆ地である多結晶
シリコン層には不純物がドープされていないので、高融
点金属シリコン化合物層の形成時に厚い自然酸化膜が形
成される虞れがない。従って、高融点金属シリコン化合
物層が厚い自然酸化膜によって多結晶シリコン層から剥
れ易くなるという虞れもなくなる。そして、多結晶シリ
コン層への不純物のドーピングをイオンｔＬ人により行
うので、気相拡散によりドーピングする場合よりも不純
物濃度の均一性、再現性を高くすることができる。

（Ｇ、実施例）′「第１図」 以下、本発明半導体装置の製造方法を図示実施例に従っ
て詳細に説明する。

第１図（Ａ）乃’Ｍ　（Ｅ）は本発明半導体装置の製造
方法の一つの実施例を工程順に、Ｉ（す断面図である。

（Ａ）’ｔ！−導体基体１の表面部を選択的に酸化する
ことによりフィールド絶縁膜２を形成し、次に半導体基
体ｌの表面部にゲート絶縁１模３を形成する。第１図（
Ａ）はゲート絶縁膜３形成後の状態を示す。

（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すようにフォトシスト膜４
をマスクとしてゲート絶縁膜３をエツチングして開口５
を形成する。エツチング液としてフッ酸又はフッ酸、Ｉ
Ｉ衝液（バッファドフッ酸）を用いる。

（Ｃ）次に、同図＜Ｃ＞に示すようにゲート配線の−Ｆ
層を成す多結晶シリコン層（１０００〜２０００人）６
を形成する。該多結晶シリコン層６は不純物が全くドー
ピングされていないものである。

（Ｄ）次に、多結晶シリコン層６に不純物をドープする
ことなく同図（Ｄ）に示すように該多結晶シリコン層６
上にタングステンシリサイド層７をＣＶＤ法（あるいは
スパッタ法）により形成する。このとき多結晶シリコン
層６七には自然酸化膜か出来るか、多結晶シリコン層６
には不純物か全くトープされていないので、自然酸化膜
の成長速度か遅い。従って、多結晶シリコン層６トにで
きる自然酸化膜は非常に薄い無視できる程度の厚さであ
り、多結晶シリコン層６とタングステンシリサイド層７
との密着性を低Ｆせしめるに至らない。依って、タング
ステンシリサイド層７が多結晶シリコン層６から剥れ易
くなる虞れもない。

（Ｅ）次に、同図（Ｅ）にボすようにタングステンシリ
サイド層７越しにＰあるいはＡｓを多結晶シリコン層６
にイオン注入する。この場合、タングステンシリサイド
層７がアモルファスの状態を維持するように品質化する
温度（６５０℃）以トでの熱処理は行わず、低加速エネ
ルギーでイオン注入をすることか必要である。ドーズ１
ｔは例えば１．１０１１０ｌ５’程度でよい。その後、
熱処理で不純物を多結晶シリコン層６内へ拡散してその
導体化を図ると共に開［］５を通して半導体基板１の表
面部にも不純物を拡散して拡散層８を形成する。

このような゛ｉ専鉢体装置製造方法によれば、タングス
テンシリサイド層７がアモルファスなので不純物の注入
深さが浅く、チャネリングが起きない。従って、多結晶
シリコン層６をより薄く１−ることができ、高融点金属
シリサイド層、多結晶シリコン層を薄くするという要請
に応えることかｉｉＪ能となる。そして、イオン注入に
より不純物を行うので、多結晶シリコン層６及び拡散層
８の不純物濃度の均一性、＋ｊｆ現性か高い。また、多
結晶シリコン層６の表面に生じる自然酸化膜も薄いので
タングステンシリサイド層７の多結晶シリコン層６から
の剥れも起きにくくなる。

（［（１発明の効果） 以トに述べたように５本発明半導体装置の製造方法は、
半導体層と高融点金属シリコン化合物層の積層ＩＩ５！
を配線として有する半導体装置の製造方法において、単
導体基体−ヒにｆ、導体層を形成する工程と、該半導体
層上に高融点金属シリコン化合物層を形成する工程と、
該高融点金属シリコン化合物層越しに上記を導体層にイ
オン注入により不純物を導入する工程からなるものであ
る。

従って、本発明半導体装置の製造方法によりば、半導体
層に対して高融点金属シリコン化合物層越しに不純物を
ドープするので、゛１導体層に直接に不純物をドープす
る場合とは異なり不純物の突き抜けが起きにくくなる。

従って、チャネリングが起きなくなる。また、高融点金
属シリコン化合物層を形成する段階ではこれのＦ地であ
る゛ｒ−導体層には不純物がドープされていないので、
高融点金属シリコン化合物層の形成時に厚い自然酸化膜
が形成される虞れがない。従って、高を故点金属シリコ
ン化合物層が厚い自然酸化膜によって゛を導体層から剥
わ易くなるという虞れもなくなる。そして、゛１導体層
への不純物のドーピングをイオン１１人により行うので
、気相拡散によりドーピングする場合よりも不純物濃度
の均一性、＋１１現性を高くすることがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）乃値（Ｅ）は本発明不導体装置の製造方法
の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２図は背景技
術（スターティックＲＡＭのコンタクト部）を示す断面
図、第３図（Ａ）乃至（Ｅ）は半導体装置の製造方法の
従来例の−を工程順に示す断面図である。 符号の説明 １・・・を導体基体、６・・・を導体層、７・・・高融
点金属シリコン化合物層。 ＼ノ　　　　　　　　　　　　　　−ノ　　　　　　　
　　　　　　　　　−ノ〜　　１ 一ノ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（）背景
液＃↑芝示す断面図 第２図 従呆伊贈工程頂に示１断面図 第３図 Ｐ（あう口はＡｓ）のイオン打ぎ 従来タイ工程１項に示す＃ｒ面図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体層と高融点金属シリコン化合物層の積層膜
   を配線として有する半導体装置の製造方法において、 半導体基体上に半導体層を形成する工程と、上記半導体
   層上に高融点金属シリコン化合物層を形成する工程と、 上記高融点金属シリコン化合物層越しに上記半導体層に
   イオン注入により不純物を導入する工程と、 からなることを特徴とする半導体装置の製造方法