JPH02219222A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
半導体装置の電極或いは配線に用いる多結晶シリコンの
成長方法の改良に関し、
シート抵抗の小さな多結晶シリコン膜の成長ができ、配
線層の抵抗値が大きくならないようにすることが可能な
半導体装置の製造方法の提供を目的とし、
多結晶シリコンの気相成長工程において、多結〔産業上
の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に半導体装
置の電極或いは配線に用いる多結晶シリコンの成長方法
の改良に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding the improvement of the method for growing polycrystalline silicon used for electrodes or wiring of semiconductor devices, it is possible to grow a polycrystalline silicon film with a small sheet resistance, and the resistance value of the wiring layer does not increase. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, in which polycrystalline silicon is grown in a vapor phase growth process. The present invention relates to an improvement in a method for growing polycrystalline silicon used for electrodes or wiring of semiconductor devices.
最近の半導体装置の微細化、高集積化に伴い、配線層の
幅の減少や配線層の長ざの増大が必要になり、このため
配線抵抗が増大し、半導体装置の動作速度の低下や消費
電力の増大などの障害が発生している。With the recent miniaturization and high integration of semiconductor devices, it is necessary to reduce the width of wiring layers and increase the length of wiring layers, which increases wiring resistance, reduces the operating speed of semiconductor devices, and increases consumption. A failure such as an increase in power has occurred.
以上のような状況から、半導体装置の配線層の抵抗の増
大を防止することが可能な半導体装置の製造方法が要望
されている。Under the above circumstances, there is a need for a method of manufacturing a semiconductor device that can prevent an increase in the resistance of the wiring layer of the semiconductor device.
従来の化学気相成長装置（以下、ＣＶＤ装置と略称する
。）により、多結晶シリコン膜を成長する半導体装置の
製造方法を第４図、第６図により説明する。A method for manufacturing a semiconductor device in which a polycrystalline silicon film is grown using a conventional chemical vapor deposition apparatus (hereinafter referred to as a CVD apparatus) will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
第４図は従来から用いられているＣＶＤ装置の概略構造
を示す図であり、第６図はこのＣＶＤ装置の配管系統図
である。FIG. 4 is a diagram showing a schematic structure of a conventionally used CVD apparatus, and FIG. 6 is a piping system diagram of this CVD apparatus.
このＣＶＤ装置を用いて多結晶シリコン膜を成長するに
は、まず多結晶シリコン膜を成長する半導体基板１０を
反応管１６内に挿入し、この反応管１６内の空気をメカ
ニカルブースターポンプ１８及び、水封ポンプ１９によ
り排気し、反応管１６内を窒素ガスで置換した後、反応
ガスの導入口１１ａからシラ７ （Ｓ ］ Ｈａ）或い
はジグ０／Ｌ／シラ７ （Ｓｔ ＨｚｆＪ ２）などの
反応ガスを反応管１６内に導入し、ヒータ１７により加
熱して半導体基板１０に多結晶シリコン膜を成長してい
る。To grow a polycrystalline silicon film using this CVD apparatus, first, the semiconductor substrate 10 on which the polycrystalline silicon film will be grown is inserted into a reaction tube 16, and the air in this reaction tube 16 is pumped using a mechanical booster pump 18 and After evacuating with the water ring pump 19 and replacing the inside of the reaction tube 16 with nitrogen gas, a reaction such as Shira 7 (S] Ha) or Jig 0/L/Shira 7 (St HzfJ 2) is carried out from the reaction gas inlet 11a. Gas is introduced into the reaction tube 16 and heated by the heater 17 to grow a polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate 10.
従来の多結晶シリコン膜の成長工程の実施例を第６図の
配管系統図を用いて説明する。An example of a conventional polycrystalline silicon film growth process will be described using the piping system diagram shown in FIG.
ＣＶＤ装置の初期状態として、ボールバルブ１１八及び
ｌＩＢは開放されており、ガス圧はレギュレータ１２Ａ
及び１２Ｂによって所定の圧力に調整されており、マス
フローコントローラ１４Ａ及び１４Ｂはガスを流した時
に所定の流量が流れるように設定されており、メカニカ
ル・ブースターポンプ１８と水封ポンプ１９及びヒータ
１７はＣＶＤ装置の稼動、不稼動にかかわらず運転され
ている。In the initial state of the CVD apparatus, the ball valves 118 and IIB are open, and the gas pressure is controlled by the regulator 12A.
and 12B, the mass flow controllers 14A and 14B are set so that a predetermined flow rate flows when gas flows, and the mechanical booster pump 18, water seal pump 19, and heater 17 are controlled by CVD. It is operated regardless of whether the equipment is in operation or not.
ＣＶＤ装置を稼動していない場合は通常、反応管１６の
内部には窒素ガスが充満するように、ノーマルオープン
のエアオペレートバルブ１５Ａを通して反応管１６に窒
素ガスを供給している。この場合にはノーマルクローズ
のエアオペレートバルブ１３Ｅ及び１３Ｆは閉じており
、ノーマルオープンのエアオペレートバルブ１５Ｂを通
して反応管１６の室内圧が大気圧を保ように窒素ガスを
徐々に放出している。When the CVD apparatus is not in operation, nitrogen gas is normally supplied to the reaction tube 16 through the normally open air operated valve 15A so that the inside of the reaction tube 16 is filled with nitrogen gas. In this case, the normally closed air operated valves 13E and 13F are closed, and nitrogen gas is gradually released through the normally open air operated valve 15B so that the indoor pressure of the reaction tube 16 is maintained at atmospheric pressure.
半導体基板１０を挿入する場合には、ノーマルオー７”
ンのエアオペレートバルブ１５八を閉じて反応管１６内
への窒素ガスの供給を停止した後、反応管１６の蓋を開
けて半導体基板１０を反応管１６の中に載置する。When inserting the semiconductor substrate 10, a normal O 7"
After closing the air operation valve 158 of the reactor to stop the supply of nitrogen gas into the reaction tube 16, the lid of the reaction tube 16 is opened and the semiconductor substrate 10 is placed inside the reaction tube 16.
つぎに、反応管１６の蓋を閉じ、エアオペレートバルブ
１５Ｂを閉じた後、エアオペレートバルブ１３Ｉ！及び
１３Ｆを開き、反応管１６内を減圧する。所定の圧力ま
で減圧したら、エアオペレートバルブ１５Ａを開き、反
応管１６内に窒素ガスを充満させて空気と置換する。Next, after closing the lid of the reaction tube 16 and closing the air operated valve 15B, the air operated valve 13I! 13F is opened, and the pressure inside the reaction tube 16 is reduced. After the pressure is reduced to a predetermined pressure, the air operated valve 15A is opened, and the reaction tube 16 is filled with nitrogen gas to replace it with air.
エアオペレートバルブ１３Ｅと１３Ｆとはバルブの口径
が異なっており、排気を行う場合にはまず口径の小さい
方のバルブを用い、その後反応管１６の室内圧が所定の
圧力まで低下すれば、口径の大きな方のバルブを用いる
。The air operated valves 13E and 13F have different valve diameters, and when performing exhaust, first use the smaller diameter valve, and then, when the indoor pressure of the reaction tube 16 drops to a predetermined pressure, the smaller diameter valve is used. Use the larger valve.
ついでエアオペレートバルブ１５Ａを閉じて、反応管１
６への窒素ガスの供給を停止した後、エアオペレートバ
ルブｍ Ａ， １３Ｂ， １３ｃを開き、反応管１６に
シラン（Ｓｉ Ｈ ｔ）を供給する。この状態で、反応
管１６はヒータ１７により加熱されているので、半導体
基板１０の表面に多結晶シリコン膜が成長される。Then, close the air operated valve 15A and close the reaction tube 1.
After stopping the supply of nitrogen gas to the reaction tube 16, the air operated valves mA, 13B, and 13c are opened to supply silane (Si H t) to the reaction tube 16. In this state, since the reaction tube 16 is heated by the heater 17, a polycrystalline silicon film is grown on the surface of the semiconductor substrate 10.
半導体基板１０への多結晶シリコン膜の成長が終了した
ら、エアオペレートバルブ１５八． １３Ｂ， １３Ｇ
を閉じて、反応管１６へのシラン（Ｓｉ Ｈ ４）の供
給を停止した後、エアオペレートバルブ１５Ａを開いて
反応管１６内に残った未反応ガスを窒素ガスで置換する
。ついで、エアオペレートバルブ１３Ｅ及び１３Ｆを閉
じて、反応管１６を窒素ガスで充満させて室内圧を大気
圧に戻した後、反応管１６の室内圧が上昇するのを防ぐ
ためにエアオペレートバルブ１５Ｂを開き、反応管１６
の蓋を開けて半導体基板１０を取り出す。After the growth of the polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate 10 is completed, the air operated valve 158. 13B, 13G
is closed to stop the supply of silane (SiH 4 ) to the reaction tube 16, and then the air operated valve 15A is opened to replace the unreacted gas remaining in the reaction tube 16 with nitrogen gas. Then, after closing the air operating valves 13E and 13F and filling the reaction tube 16 with nitrogen gas to return the indoor pressure to atmospheric pressure, the air operating valve 15B is closed to prevent the indoor pressure of the reaction tube 16 from rising. Open, reaction tube 16
Open the lid and take out the semiconductor substrate 10.
エアオペレートバルブ１３Ａは使用後のマスフローコン
トローラ１４Ｂのシラン（ＳｉＨＪを窒素に置換する際
に用いるバルブである。The air operated valve 13A is a valve used to replace silane (SiHJ) in the mass flow controller 14B after use with nitrogen.
エアオペレートバルブ１３０は反応管１６を通さずにバ
イパスラインにガスを流す場合に用いるバルブである。The air operated valve 130 is a valve used to flow gas into the bypass line without passing through the reaction tube 16.
このようなガス配管系統を有するＣＶＤ装置を使用し、
膜厚４，０００人の多結晶シリコン膜を成長し、イオン
注入による燐（Ｐ）の不純物打ち込みを、加速電圧３０
ＫｅＶ．ドーズ量３×１０１４印−３の条件で行い、ア
ニールを行って多結晶シリコン膜を形成すると、２，０
００Ω／口のシート抵抗を有しており、その後、プラズ
マシリコン窒化膜の成長と、アニ一
一
ルを追加して行っても、そのシー抵抗が１ 、５００Ω
／四以上と比較的大きくなり、この多結晶シリコンから
なる配線層は線幅が減少し、かつ配線長が長くなると抵
抗値が増大している。Using a CVD device with such a gas piping system,
A polycrystalline silicon film with a thickness of 4,000 nm was grown, and phosphorus (P) impurities were implanted by ion implantation at an accelerating voltage of 30 nm.
KeV. When a polycrystalline silicon film is formed by annealing with a dose of 3 x 1014 marks -3, 2.0
It has a sheet resistance of 1,500 Ω/hole, and even after the plasma silicon nitride film is grown and annealing is performed, the sheet resistance remains 1,500 Ω.
/4 or more, and the line width of this wiring layer made of polycrystalline silicon decreases, and as the wiring length increases, the resistance value increases.
以上説明した従来の半導体装置の製造方法で成長した多
結晶シリコンは、電子顕微鏡写真で観察すると第５図に
示すように多結晶シリコンの結晶の一つ一つが小さくな
ることが電子顕微鏡写真から判明しており、このように
して形成された多結晶シリコンのシート抵抗は大きいの
で、この多結晶シリコンからなる配線層の線幅が減少し
、かつ配線長が長くなると抵抗値が増大し、半導体装置
の動作速度の低下や消費電力の増大などの障害が発生ず
るという問題点があった。When polycrystalline silicon grown using the conventional semiconductor device manufacturing method described above is observed using an electron microscope, it is clear from the electron micrograph that each crystal of the polycrystalline silicon becomes smaller, as shown in Figure 5. Since the sheet resistance of the polycrystalline silicon formed in this way is high, as the line width of the wiring layer made of polycrystalline silicon decreases and the wiring length increases, the resistance value increases and the semiconductor device There have been problems in that problems such as a decrease in operating speed and an increase in power consumption occur.
本発明は以上のような状況から、シート抵抗の小さな多
結晶シリコン膜の成長ができ、配線層の抵抗値が大きく
ならないようにすることが可能な半導体装置の製造方法
の提供を目的としたものである。In view of the above-mentioned circumstances, the present invention aims to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can grow a polycrystalline silicon film with low sheet resistance and prevent the resistance value of the wiring layer from increasing. It is.
本発明の半導体装置の製造方法は、多結晶シリコンの気
相成長工程において、多結晶シリコンの成長に用いる反
応ガスに、酸化種となるガスを添加した反応ガスを用い
て多結晶シリコンを成長させるよう構成する。In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the polycrystalline silicon vapor phase growth process, polycrystalline silicon is grown using a reaction gas in which a gas serving as an oxidizing species is added to the reaction gas used for growing polycrystalline silicon. Configure it like this.
即ち本発明においては、通常用いられている反応ガスに
ある比率で酸化種となる添加ガスを添加した反応ガスを
ＣＶＤ装置に導入して多結晶シリコン膜を成長するので
、第２図に示すように成長する多結晶シリコンの結晶の
一つ一つが大きくなることが電子顕微鏡写真から判明し
ている。That is, in the present invention, a polycrystalline silicon film is grown by introducing into a CVD apparatus a reaction gas in which a certain ratio of additive gas as an oxidizing species is added to a commonly used reaction gas. Electron micrographs show that each crystal of polycrystalline silicon grows larger.
多結晶シリコンに不純物を拡散した場合に多結晶シリコ
ンの抵抗が低下するのは、不純物の拡散によって結晶粒
界の準位がキャリアで満たされ、更に多くの不純物の拡
散が行われると、結晶粒内のキャリアが増大し始めて抵
抗値が低下するからである。When impurities are diffused into polycrystalline silicon, the resistance of polycrystalline silicon decreases because the impurity diffusion fills the levels at the grain boundaries with carriers, and as more impurities diffuse, the crystal grains This is because the carriers inside start to increase and the resistance value decreases.
したがって、本発明のように成長する多結晶シリコンの
結晶の一つ一つが大きくなると、単位体積当たりに含ま
れる結晶粒の数が減少するので、結晶粒界の表面積が減
少することになり、このために結晶粒界におけるキャリ
アの捕獲準位が減少するので、同量の不純物が拡散され
た場合には、通常の形成方法で形成した多結晶シリコン
よりも結晶粒内のキャリアが増大し、抵抗値の低下量を
大きくすることが可能となる。Therefore, as each polycrystalline silicon crystal grows as in the present invention, the number of crystal grains included per unit volume decreases, and the surface area of the grain boundaries decreases. Therefore, when the same amount of impurity is diffused, the number of carriers in the crystal grains increases compared to polycrystalline silicon formed by the normal formation method, and the resistance decreases. It becomes possible to increase the amount of decrease in value.
以下第１図、第３図により本発明による一実施例を詳細
に説明する。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIGS. 1 and 3.
第１図は本発明に用いたＣＶＤ装置の概略構造を示す図
であり、第３図はこのＣＶＤ装置の配管系統図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a CVD apparatus used in the present invention, and FIG. 3 is a piping system diagram of this CVD apparatus.
このＣＶＤ装置を用いて多結晶シリコン膜を成長するに
は、第１図に示すようにまず多結晶シリコン膜を成長す
る半導体基板ＩＯを反応管６内に挿入し、この反応管６
内の空気をメカニカルブースターポンプ８及び水封ポン
プ９により排気し、窒素ガスにより空気を置換した後に
反応ガスの導入口１ａから反応ガスのシラン（Ｓｉｌ（
４）を、導入口１ｂから亜酸化窒素（ＮｚＯ）を反応管
６に導入しながら室内圧を０．２Ｔｏｒｒに保ち、ヒー
タ７により６２０°Ｃに加熱して半導体基板１０に多結
晶シリコン膜を成長している。To grow a polycrystalline silicon film using this CVD apparatus, as shown in FIG.
After exhausting the air inside using the mechanical booster pump 8 and water ring pump 9 and replacing the air with nitrogen gas, the reaction gas silane (Sil) is introduced from the reaction gas inlet 1a.
4), while introducing nitrous oxide (NzO) into the reaction tube 6 through the inlet 1b, keeping the indoor pressure at 0.2 Torr and heating it to 620°C with the heater 7 to form a polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate 10. Growing.
この場合のガス流量は、シラン（ＳｉＨ４）が４０ｃＣ
／ｍｉｎで、亜酸化窒素（Ｎ２０）が５０ｃｃ／ｍｉｎ
で、その体積比率を亜酸化窒素＜ Ｎ ２０ ） ／シ
ラン（Ｓｔ Ｈ４）−１，２５にしている。In this case, the gas flow rate is 40 cC for silane (SiH4).
/min, nitrous oxide (N20) 50cc/min
The volume ratio is set to nitrous oxide < N 20 )/silane (St H4) -1,25.
本発明の多結晶シリコン膜の成長工程の実施例を第３図
の配管系統図を用いて説明する。An embodiment of the polycrystalline silicon film growth process of the present invention will be described using the piping system diagram shown in FIG.
ＣＶＤ装置の初期状態として、ボールバルブ１八。The ball valve 18 is in the initial state of the CVD apparatus.
ＩＢ及びＩＣは開放されており、ガス圧はレギュレータ
２Ａ、２Ｂ及び２Ｃによって所定の圧力に調整されてお
り、マスフローコントローラ４Ａ、 ４Ｂ及び４Ｃはガ
スを流した時に所定の流量が流れるように設定さ一
１ 〇−
れており、メカニカル・ブースクーポンプ８と水封ポン
プ９及びヒータ７はＣＶＤ装置の稼動、不稼動にかかわ
らず運転されている。IB and IC are open, gas pressure is adjusted to a predetermined pressure by regulators 2A, 2B, and 2C, and mass flow controllers 4A, 4B, and 4C are set so that a predetermined flow rate when gas flows. The mechanical booth pump 8, water seal pump 9, and heater 7 are operated regardless of whether the CVD apparatus is in operation or not.
ＣＶＤ装置が稼動していない場合は通常、反応管６の内
部には窒素ガスが充満するように、ノーマルオープンの
エアオペレートバルブ５Δを通して反応管６に窒素ガス
を供給している。この場合にはノーマルクローズのエア
オペレートバルブ３Ｅ及び３Ｆは閉じており、ノーマル
オープンのエアオペレートバルブ５Ｂを通して反応管６
の室内圧が大気圧を保つように窒素ガスを徐々に放出し
ている。When the CVD apparatus is not in operation, nitrogen gas is normally supplied to the reaction tube 6 through the normally open air operated valve 5Δ so that the inside of the reaction tube 6 is filled with nitrogen gas. In this case, the normally closed air operated valves 3E and 3F are closed, and the reaction tube 6 is passed through the normally open air operated valve 5B.
Nitrogen gas is gradually released to maintain the indoor pressure at atmospheric pressure.
半導体基板１０を挿入する場合には、ノーマルオープン
のエアオペレートバルブ舒を閉じて反応ｔ６内への窒素
ガスの供給を停止した後、反応管６の蓋を開けて半導体
基板１０を反応管６の中に載置する。When inserting the semiconductor substrate 10, close the normally open air operated valve to stop the supply of nitrogen gas into the reaction tube 6, open the lid of the reaction tube 6, and insert the semiconductor substrate 10 into the reaction tube 6. Place it inside.
つぎに、反応管６の蓋を閉じ、エアオペレートバルブ５
Ｂを閉じた後、エアオペレートバルブ３Ｅ及び３Ｆを開
き、反応管６を減圧する。所定の圧力まで減圧したら、
エアオペレートバルブ５八を開き、反応管Ｇ内に窒素ガ
スを充満させて空気と置換Ｊる
エアオペレートバルブ３Ｅと３Ｆとはバルブの口径が異
なっており、排気を行う場合にはまず口径の小さい方の
バルブを用い、その後反応管６の室内圧が所定の圧力ま
で低下すれば、口径の大きな方のバルブを用いている。Next, close the lid of the reaction tube 6, and close the air operated valve 5.
After closing B, open the air operated valves 3E and 3F to reduce the pressure in the reaction tube 6. After reducing the pressure to the specified level,
Open the air operated valve 58 to fill the reaction tube G with nitrogen gas and replace it with air.The air operated valves 3E and 3F have different valve diameters, and when performing exhaust, first use the smaller diameter. If the internal pressure of the reaction tube 6 drops to a predetermined pressure after that, the valve with the larger diameter is used.
ついでエアオペレートバルブ５Ａを閉じて、反応管６へ
の窒素ガスの供給を停止した後、エアオペレートバルブ
Ｉ Ａ、 ＩＩ Ａ、３Ｂ、３１１．３Ｃを開き、反応
管６にシラン（Ｓｉ Ｈ４）と亜酸化窒素（ＮＺＯ）を
供給する。Next, the air operated valve 5A is closed to stop the supply of nitrogen gas to the reaction tube 6, and then the air operated valves IA, IIA, 3B, and 311.3C are opened to fill the reaction tube 6 with silane (Si H4). Supply nitrous oxide (NZO).
この状態で反応管６はヒータ７により加熱されているの
で、半導体基板１０の表面に多結晶シリコン膜が成長さ
れる。Since the reaction tube 6 is heated by the heater 7 in this state, a polycrystalline silicon film is grown on the surface of the semiconductor substrate 10.
半導体基板１０への多結晶シリコン膜の成長が終了した
ら、エアオペレートバルフ゛■八、 ＩＩ Ａ、 ３Ｂ
、 ３１Ｌ３Ｃを閉じて、反応管６へのシラン（ＳｉＨ
４）と亜酸化窒素（Ｎ２０）の供給を停止した後、エア
オペレートバルブ５八を開いて、反応管６内に残った未
反応ガスを窒素ガスで置換する。ついで、エアオペレー
トバルブ３Ｅ、及び３Ｆを閉じて、反応管６を窒素ガス
で充満させて大気圧に戻した後、反応管６０室内圧が上
昇するのを防ぐためにエアオペレートバルブ５Ｂを開き
、反応管６の蓋を開けて半導体基板１０を取り出す。After the growth of the polycrystalline silicon film on the semiconductor substrate 10 is completed, the air operated valves 8, II A, 3B
, 31L3C is closed and silane (SiH) is introduced into reaction tube 6.
4) After stopping the supply of nitrous oxide (N20), the air operated valve 58 is opened to replace the unreacted gas remaining in the reaction tube 6 with nitrogen gas. Next, the air operating valves 3E and 3F are closed to fill the reaction tube 6 with nitrogen gas to return it to atmospheric pressure, and then the air operating valve 5B is opened to prevent the internal pressure of the reaction tube 60 from increasing. The lid of the tube 6 is opened and the semiconductor substrate 10 is taken out.
エアオペレートバルブ３Ａ、３Ｇは使用後のマスフロー
コントローラ４Ｂ及び４Ｃのシラン（Ｓ ｉ Ｈ４）と
亜酸化窒素（Ｎｅｏ）を窒素に置換する際に用いるバル
ブである。The air operated valves 3A and 3G are valves used to replace silane (S i H4) and nitrous oxide (Neo) in the used mass flow controllers 4B and 4C with nitrogen.
エアオペレートバルブ３［＋は反応管６を通さずにバイ
パスラインにガスを流す場合に用いるバルブである。The air operated valve 3 [+ is a valve used to flow gas into the bypass line without passing through the reaction tube 6.
このようなガス配管系統を有するＣＶＤ装置を使用し、
シラン（ＳｉＨ４）と亜酸化窒素（Ｎ２０）との混合ガ
スを反応ガスとして用い、膜厚４，０００人の多結晶シ
リコン膜を成長し、その後、イオン注入による燐（Ｐ）
の不純物打ち込みを、加速電圧３０ＫｅＶ、ドーズ量３
Ｘ１０Ｉ４ｃｍ−３の条件で行い、アニールを行って多
結晶シリコン膜を形成すると、そのシート抵抗が１，５
００Ω／−弱となり、通常の多結晶シリコンよりも低く
なっている。その後、プラズマシリコン窒化膜の成長と
、アニールを追加して行ってやると、そのシー抵抗は１
，２００Ω／口以下と更に小さくなり、この多結晶シリ
コンからなる配線層は線幅が減少し、かつ配線長が長く
なっても抵抗値を低い値に抑えることが可能となった。Using a CVD device with such a gas piping system,
Using a mixed gas of silane (SiH4) and nitrous oxide (N20) as a reaction gas, a polycrystalline silicon film with a thickness of 4,000 wafers was grown, and then phosphorus (P) was added by ion implantation.
The impurity implantation was performed at an accelerating voltage of 30 KeV and a dose of 3.
When a polycrystalline silicon film is formed by annealing under the conditions of X10I4cm-3, its sheet resistance is 1.5
00Ω/-, which is lower than that of ordinary polycrystalline silicon. After that, when the plasma silicon nitride film is grown and annealing is added, the shear resistance becomes 1.
, 200 Ω/hole or less, and the line width of the wiring layer made of polycrystalline silicon is reduced, and even if the wiring length becomes long, it is possible to suppress the resistance value to a low value.
以上の説明から明らかなように本発明によれば、極めて
簡単な構造を変更したＣＶＤ装置を用い、酸化種となる
ガスを添加した反応ガスを導入して抵抗値の小さい多結
晶シリコン膜を成長させることが可能となり、高密度化
し、高集積化した半導体装置に形成する、線幅が小さく
、配線長が長い配線層の抵抗値を低下させれことが可能
となる等の利点があり、著しい経済的及び、信頼性向上
の効果が期待できる半導体装置の製造方法の提供が可能
となる。As is clear from the above description, according to the present invention, a polycrystalline silicon film with a low resistance value is grown by using a CVD apparatus with an extremely simple structure and introducing a reaction gas to which a gas serving as an oxidizing species is added. This has significant advantages, such as making it possible to reduce the resistance value of wiring layers with small line widths and long wiring lengths, which are formed in highly dense and highly integrated semiconductor devices. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that is expected to be economical and to improve reliability.
第１図は本発明による一実施例に用いるＣＶＤ装置の概
略構造を示す図、
第２図は本発明による一実施例の方法により形成した多
結晶シリコンの模式図、
第３図は本発明による一実施例に用いるＣＶＤ装置のガ
ス配管系統図、
第４図は従来のＣＶＤ装置の概略構造を示す図、第５図
は従来の方法により形成した多結晶シリコンの模式図、
第６図は従来のＣＶＤ装置のガス配管系統図、である。
図において、
１八、 ＩＢ、 ＩＣはポールバルブ
１ａは導入口、
１ｂは導入口、
２Ａ．２Ｂ，２Ｃはレギュレータ、
Ｉ Ａ， ｎ Ａ，３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，３Ｄ，３Ｅ，３
Ｆ．３Ｇ，３Ｈはエアオペ−レートパルプ、
４Ａ，４Ｂ，４Ｇはマスフローコントローラ、５八，５
ＢはエアオペーレートバＪレフ゛、６は反応管、
７はヒータ、
８はメカニカルブースターポンプ、
９は水封ポンプ、
１０は半導体基板、
を示す。FIG. 1 is a diagram showing a schematic structure of a CVD apparatus used in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of polycrystalline silicon formed by a method of an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a diagram according to the present invention. A gas piping system diagram of the CVD equipment used in one embodiment; Figure 4 is a diagram showing the schematic structure of a conventional CVD equipment; Figure 5 is a schematic diagram of polycrystalline silicon formed by a conventional method; Figure 6 is a diagram of the conventional CVD equipment. 2 is a gas piping system diagram of the CVD apparatus. In the figure, 18, IB, IC are pole valves 1a is an inlet, 1b is an inlet, 2A. 2B, 2C are regulators, I A, n A, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3
F. 3G, 3H are air operated pulp, 4A, 4B, 4G are mass flow controllers, 58, 5
B is an air operated valve, 6 is a reaction tube, 7 is a heater, 8 is a mechanical booster pump, 9 is a water seal pump, and 10 is a semiconductor substrate.
Claims (1)
ンの成長に用いる反応ガスに、酸化種となるガスを添加
した反応ガスを用いて多結晶シリコンを成長させること
を特徴とする半導体装置の製造方法。A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that, in a polycrystalline silicon vapor phase growth process, polycrystalline silicon is grown using a reaction gas in which a gas serving as an oxidizing species is added to the reaction gas used for growing polycrystalline silicon. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4126089A JPH02219222A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4126089A JPH02219222A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219222A true JPH02219222A (en) | 1990-08-31 |
Family
ID=12603475
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4126089A Pending JPH02219222A (en) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02219222A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147238A (en) * | 1993-11-25 | 1995-06-06 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5563882A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-14 | Sony Corp | Manufacturing method of light-permeable electrode |
| JPH01191446A (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-01 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP4126089A patent/JPH02219222A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5563882A (en) * | 1978-11-09 | 1980-05-14 | Sony Corp | Manufacturing method of light-permeable electrode |
| JPH01191446A (en) * | 1988-01-27 | 1989-08-01 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147238A (en) * | 1993-11-25 | 1995-06-06 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
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