JPH01255264A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01255264A
JPH01255264A JP63083932A JP8393288A JPH01255264A JP H01255264 A JPH01255264 A JP H01255264A JP 63083932 A JP63083932 A JP 63083932A JP 8393288 A JP8393288 A JP 8393288A JP H01255264 A JPH01255264 A JP H01255264A
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thin film
film
semiconductor device
contact hole
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Takashi Hosaka
俊 保坂
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、アナログ素子等に応用される薄膜抵抗体を
有する半導体装置の製造方法に関する。
〔発明の概要〕
この発明は、薄膜抵抗体を半導体装置に組込む方法の簡
略化および適正化に関するものである。
すなわち、タングステンシリサイド膜(WSix膜)を
薄膜抵抗体として用いると同時に、上層配線の下地にも
適用する。特にコンタクト部では下地配線層と上層配線
の間に入る事になる。具体的には、下地配線層(例えば
、ソース・ドレイン)のコンタクト孔を形成した後にW
Six膜を2000Å以下の薄い厚みに積層し、薄膜抵
抗体となる部分をパターニングし形成する。この時、少
なくとも上層の配線を形成する部分(薄膜抵抗体および
その近傍は除く)のws+xl12は除去せずに残して
おく。特に1j;1記コンタクト孔の部分の−Six膜
を残しておく事が重要である0次に層間絶縁膜を形成し
、薄膜抵抗体のコンタクト孔、上層の配線を形成する部
分およびその近傍(薄膜抵抗体およびその近傍は除<、
)の上記絶縁膜を除去し、薄膜を露出させる。次に上層
配線を積層し、所望の形状に上層配線をパターニングす
る。この後の工程は通常の半導体装置の製造方法と同様
である。
〔従来の技術〕
従来から薄膜抵抗体として用いられている材料としてN
iCr合金があるが、この材料は余り半導体装置に使わ
れていないため、半導体装置の製造方法に合わせて使用
されてはいない。この−例を第2図+a+〜(dlに示
す。第2図+alは、金属酸化物半導体(MO3型半導
体)の中間絶縁膜を形成した後の断面図である。この後
、第2図(blに示す様にNiCrなどの薄膜を積層し
薄膜抵抗体28を形成する。次に第2図(C1に示す様
に層間絶縁膜を形成し、薄膜抵抗体28のコンタクト孔
29及び半導体装置のコンタクト孔30を形成する。た
だし、このコンタクト孔は一部には同時に形成できず別
々に形成せざるを得ない。何故なら、薄膜抵抗体28上
の絶縁膜の厚みと半導体装置のコンタクト孔の絶縁膜の
厚みは大幅に異なるため、ドライエツチングでコンタク
ト孔を形成すると絶縁膜の薄い’1iiH*抵抗体28
もエツチングされてしまうからである。またウェットエ
ツチングでコンタクト孔を形成すると、半導体装置のコ
ンタクト孔が広がり、微細化プロセスには適さない。以
上の様にコンタクト孔の穴明けに二度行わざるを得ない
。次に第2図fdlに示す様にアルミニウム(Af)等
の配線31を形成する。第2図telでコンタクト孔3
0を形成してからNiCrの変質を防ぐため、800℃
以上の高温プロセスを取る事ができず、従来用いられて
いるコンタクトリフローが行えない。従って半導体装置
のコンタクト孔30は深く急峻な穴となっており、M等
の配線31のコンタクト30でのステップカバレンジが
悪くなり、断線する可能性がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
以上(従来の技術)で説明した様に、コンタクト孔形成
など従来の半導体装置と整合性が取りにくいため、歩留
りを落とすか、ルールをゆるくし、微細プロセスには適
用しないなどの配慮が必要であった。また薄膜抵抗体の
材料自身が半導体プロセスでは一般に使用されていない
ものであるから、vN膜抵抗体の材料が半導体装置へ及
ぼす影響が問題となっていた。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するためにこの発明は、薄膜抵抗体とし
て、シリコン半導体プロセスと整合性の良いタングステ
ンシリサイド(WSix)膜を使用し、薄膜抵抗体とし
てだけでなく、半導体装置のコンタクト孔にも積層する
〔作用〕
WSix膜は、シリコン半導体プロセスと整合性が良く
、安定な膜であるため、薄膜抵抗体を半導体装置に応用
しても、薄膜抵抗体を使わない従来の半導体装置と同様
の歩留りを維持でき、しかも信顧性も保つ事ができる。
また、半導体装置のコンタクト孔を形成してから薄膜抵
抗体を形成するので、コンタクトリフローを行なう事が
できコンタクト孔の傾斜を緩やかにでき、M等の配線の
断切れも防止できる。
〔実施例〕
本発明の基本は、薄膜抵抗体を有する半導体装置の製造
方法において、コンタクト孔を形成後薄膜抵抗体を形成
し、コンタクト部に薄IIU抵抗体を残し、配線層を形
成する事にある。薄膜抵抗体としてタングステンシリサ
イド膜(WSix膜)を使用した金属酸化膜半導体(M
OS)の場合を1つの実施例として第1図(al〜fg
lに示す。
第1図(δ)は、コンタクト孔形成後のMO3型半導体
装置の断面図である。即ち、半導体基板lの表面に素子
分離絶縁膜2を形成し、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4
.ソース・ドレイン5,6を作成する。さらに中間絶縁
膜7を積層した後にコンタクト孔8を形成する。つまり
ソース・ドレインの一部が露出している状態が第1図(
alである。次に第1図(blに示すように、タングス
テンシリサイド膜(讐Six膜)9を薄く積層する。こ
のWSix膜の厚みは2000Å以下の薄い膜である。
WSix膜のXは組成比を表わずが、Xの値は1〜10
の比較的広い範囲の値をとりうる。このXの値は薄膜抵
抗体への要求特性によって決定される。またWSix膜
の生成方法は化学気相成長法(CVD法)や物理的気相
成長法(1’VD法)等の方法が挙げられる。次に第1
図(C1に示す様にフォトリソグラフィ等の方法を用い
て薄膜抵抗体となる部分10をパターニングする。この
パターニングに高精度を要求する時は、ドライエツチン
グ法で行なう。この時薄膜抵抗体となる部分10の近傍
以外の場所に存在するWSix膜は残しておく。特にコ
ンタクト孔の付近のWSix膜は残しておく事が本発明
の特徴である。さらに第1図[d+に示す様に積層絶縁
膜11を形成する。この層間絶縁膜11は、一般にCV
D法で形成されるが、I’VD法等の方法でも良い。こ
の層間絶縁膜IIはこの後に形成するアルミニウム(A
/)等の配線12とyill!抵抗体10との絶縁性が
取れれば良く、膜厚も0.1〜2.0μあれば良い。ま
た層間絶縁膜11として、−Sにはンリコン酸化膜5i
02膜すなわち、(NSG 、 PSG 、 BPSG
 、 BSG膜など)やシリコン窒化膜(SiN膜)や
酸窒化膜(SiON膜)等を使用できる。
次に第1図ielに示すように、フォトリソグラフィ等
の方法を用い薄膜抵抗体10のコンタクト孔12を形成
し、薄膜抵抗体の一部を露出させる。この時、′fi膜
抵抗体10の近傍以外の部分にある眉間絶縁膜11も同
時にエツチング除去する。特にコンタクト孔8の回りの
絶縁膜11はエツチングする薄膜j氏抗体のコンタクト
孔12は微細にする必要がないので、眉間絶縁膜11の
除去はドライエツチングでも良いがウェットエツチング
でも可能である。このエツチングの時にWSix199
を余りエツチングしない事が重要である0層間絶縁膜1
1がS10.膜。
5iON膜、SiN膜である時エツチング液としてフッ
酸系の?8液を用いるとWSixMは殆んどエツチング
されず良好なコンタクト孔と完全な層間膜の除去を行な
う事ができる。コンタクト孔の上にはりSix膜がある
のでコンタクト孔は変化しない。次に第1図(「)に示
すように配線となる材料たとえばアルミニウム(7V)
等の金属膜I3を積層する。Mとしては純Aj、 /d
−3i、 A/−5i−Cu、 Al−5i−Ti等が
挙げられる。また他の金属配線でももちろん可能である
。次に第1図(g)に示すように配線膜13をパターニ
ングし所望の配線層13を形成する。配線膜13の下に
はWSix膜があるが、たとえばMの場合−5ix膜と
の密着性がよいので、金属膜!3とWSix膜の問題点
が殆んどない。また配線膜13をパターニングする時、
WSix膜もエツチングする事になるが、WSix膜の
膜厚は配線膜13に比較し非常に薄いので配線膜I3と
同時にエツチングでき、しかも微細な配線も形成できる
。薄膜抵抗体としてWSix膜を用い、第1図に示す方
法を採用する事により、従来の半導体装置の製造方法と
プロセス・デバイスパラメーターに殆んど変更を与えず
に薄膜抵抗体を有する半導体装置を作る事ができる。し
かもWSix膜はシリコン等の半導体基板やN等の金属
配線とのコンタクト性も非常に良好な為、安定した高信
十■性の薄膜1氏抗体を有する半導体装置を作成できる
さて第1図+al〜fglにおいて、薄膜抵抗体の安定
性の為に途中の工程で熱処理をiテっでもよい。たとえ
ば第1図tblの後、第1図(C1の後、第1図+d+
の後、第1図(clの後、第1図(「)の後、あるいは
第1図+glの後に行ってもよい、また、配線層13の
エツチング速度が薄膜抵抗体10のエツチング速度より
充分に速ければ眉間絶縁膜11をなくす事もできる。
但し、この時に配線[13の下のWSix膜9を別のエ
ツチング法でエツチング除去する必要がある。
第1図(al〜(glでは、薄膜抵抗体としてWSix
膜を取り上げたが、他の薄膜抵抗体、たとえばNiCr
等の抵抗体でも本発明を適用できる。
また、上記の実施例ではコンタクト孔の基板がシリコン
等の内部に形成されたソース・ドレインであるが、Po
1yixまたはAt、 W、 Mo等の金属またはWS
ix、 TiSix、 MoSix、 TaSix等の
シリサイド等の配線であっても本発明を適用できる事は
もちろんの事である。
さらに上記の実施例ではMO3型半導体装置を取り上げ
たが、化合物半導体で用いられているMR3型半導体装
置や、Mis型半導体装置にも用いる事ができる。もち
ろんバイポーラ型の半導体装置にも応用できる。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したように、シリコン半導体プロセ
ス整合性の良好なWSiに膜を使用しているので、薄■
り抵抗体を使わない半導体装置と同(美の高い歩留りと
信頼性を維持できる。また、半導体装置のコンタクト孔
を形成した後に薄膜抵抗体を形成するので、コンタクト
リフローを行なう事ができ、コンタクト孔の1頃斜をな
めらかにする事ができる。このためAI等の配線の断線
もなくなる。
さらに、コンタクト部にWSix膜が入るので、従来M
等の配線を用いるコンタクト部でみられるシリコン(S
i)析出も少なくなりコンタクト抵抗が減少し高速化素
子を実現できる。またMスパイクなどによる接合破壊な
どの問題もなくなり、浅い接合(浅いソース・ドレイン
)も形成できるため、(8頼性も高<、微細な素子を作
成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(glはこの発明の半導体装置の製造方
法の工程順を示す断面図、第2図Fal〜+d+は従来
の半導体装置の製造方法の工程順を示す断面図であ1.
21・ ・ ・半導体(シリコン)基板2.22・・・
素子分離絶縁膜 3.23・ ・ ・ゲート毎色縁膜 4.24・・・ゲート電極 5.6,25.26・・・ソース・ドレイン7.27・
・・中間部縁膜 8.30・・・半導体装置のコンタクト孔9、IO・・
・タングステンソリサイド膜(薄膜抵抗体) 11・・・・・層間絶縁膜 12、29・・・薄膜抵抗体のコンタクト孔13、31
・・・N配線 28・・・・・yt膜抵抗体 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 本鉋朗のキ4科炊1の′S昼方5ムの工tv頃1′面図
第1図 膨爲のキ樽体菜[セ造方本の工程パ111面口第 1 
図 i:、発明の千4任伎1の最造方ラムの工程・・10断
面閃第 1図 フ4 歿采め牛導イ市装置の隻遣方ラムの1経j・巾のdt面
図第2図 従来の半導イ庫装厘の復i方法のニオ呈1・助断面図第
2 図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)薄膜抵抗体を有する半導体装置において、下地配
    線層とのコンタクト孔を形成した後に薄膜抵抗体となる
    材料を積層する工程と、前記薄膜抵抗体となる領域を形
    成し、かつ薄膜抵抗体の近傍の前記薄膜は除去せずに残
    しておく工程と、層間絶縁膜を形成する工程と、薄膜抵
    抗体のコンタクト孔を形成し、かつ少なくとも上層配線
    を形成する部分の上記層間絶縁膜を除去する工程と、上
    記配線層を形成する工程とを含む事を特徴とする薄膜抵
    抗体を有する半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記薄膜抵抗体となる材料は2000Å以下の厚
    みを有するタングステンシリサイド膜である事を特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法
JP63083932A 1988-04-05 1988-04-05 半導体装置の製造方法 Pending JPH01255264A (ja)

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