JPH02303123A - 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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- JPH02303123A JPH02303123A JP12487989A JP12487989A JPH02303123A JP H02303123 A JPH02303123 A JP H02303123A JP 12487989 A JP12487989 A JP 12487989A JP 12487989 A JP12487989 A JP 12487989A JP H02303123 A JPH02303123 A JP H02303123A
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Landscapes
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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。
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
本発明は半導体装置の製造方法、特に、多結晶シリコン
層と金属珪化物（シリサイド）層の積層膜から成る配線
の形成方法に関するものである。
層と金属珪化物（シリサイド）層の積層膜から成る配線
の形成方法に関するものである。
従来の技術
半導体装置の高集積化、高速化に伴って多結晶シリコン
層と金属珪化物から成る積層膜（ポリ廿イド）が半導体
装置のゲート、配線として使用されつつある。
層と金属珪化物から成る積層膜（ポリ廿イド）が半導体
装置のゲート、配線として使用されつつある。
以下に、従来技術の一例として、多結晶シリコン膜とタ
ングステンシリサイド膜との積層膜を配線として使用し
た半導体装置の製造方法について、第２図（ａ）〜（Ｃ
）の工程順断面図を参照して説明する。
ングステンシリサイド膜との積層膜を配線として使用し
た半導体装置の製造方法について、第２図（ａ）〜（Ｃ
）の工程順断面図を参照して説明する。
第２図（ａ）のように、まずＰ型半導体基板２１上に選
択酸化法によりＬＯＧＯ３酸化膜２２を形成し素子分離
を行う。次にＰ型半導体基板２１を酸化してゲート酸化
膜２３を形成し、ゲート酸化膜２３上に気相成長法によ
り多結晶シリコンゲート２４を形成する。この後、たと
えば砒素をイオン注入してソース、ドレイン拡散層２５
を形成する。さらにその上に絶縁膜として気相成長法に
よりボロンリンガラス膜２６を形成した後、ボロンリン
ガラス膜２６上の配線形成を容易にするため９００℃程
度の温度で熱処理を施し、ボロンリンガラス膜２６の溶
融平坦化を行う。
択酸化法によりＬＯＧＯ３酸化膜２２を形成し素子分離
を行う。次にＰ型半導体基板２１を酸化してゲート酸化
膜２３を形成し、ゲート酸化膜２３上に気相成長法によ
り多結晶シリコンゲート２４を形成する。この後、たと
えば砒素をイオン注入してソース、ドレイン拡散層２５
を形成する。さらにその上に絶縁膜として気相成長法に
よりボロンリンガラス膜２６を形成した後、ボロンリン
ガラス膜２６上の配線形成を容易にするため９００℃程
度の温度で熱処理を施し、ボロンリンガラス膜２６の溶
融平坦化を行う。
次に、第２図（ｂ）のように、上記ボロンリンガラス膜
２６をホトレジストをマスクにしてエツチングを行い、
ソース、ドレイン拡散層２５上の所定の箇所にコンタク
トホール２７を形成した後、モノシランガスを用いて約
６００°Ｃの温度で多結晶シリコン膜２８を形成する。
２６をホトレジストをマスクにしてエツチングを行い、
ソース、ドレイン拡散層２５上の所定の箇所にコンタク
トホール２７を形成した後、モノシランガスを用いて約
６００°Ｃの温度で多結晶シリコン膜２８を形成する。
その多結晶シリコン膜２８の配線抵抗及びコンタクト抵
抗を低減するため、ホスフィン、酸素混合ガス中で例え
ば９００℃の温度でリンを多結晶シリコン膜２８中に熱
拡散する。なおこの時、多結晶シリコン膜２８上にリン
ガラス層が形成される。このリンガラス層は後に形成す
るタングステンシリサイド膜の多結晶シリコンへの付着
力を弱めるため、弗酸水溶液を用いてこのリンガラス層
をエツチング除去する。この後、第２図（Ｃ）のように
、６弗化タングステン、モノシラン１昆合ガスを用いた
化学気相成長法によりタングステンシリサイド膜２９を
形成する。この多結晶シリコン膜２８とタングステンシ
リサイド膜２９の積層膜をレジストマスクによりエツチ
ングを行いポリサイド配線を形成する。
抗を低減するため、ホスフィン、酸素混合ガス中で例え
ば９００℃の温度でリンを多結晶シリコン膜２８中に熱
拡散する。なおこの時、多結晶シリコン膜２８上にリン
ガラス層が形成される。このリンガラス層は後に形成す
るタングステンシリサイド膜の多結晶シリコンへの付着
力を弱めるため、弗酸水溶液を用いてこのリンガラス層
をエツチング除去する。この後、第２図（Ｃ）のように
、６弗化タングステン、モノシラン１昆合ガスを用いた
化学気相成長法によりタングステンシリサイド膜２９を
形成する。この多結晶シリコン膜２８とタングステンシ
リサイド膜２９の積層膜をレジストマスクによりエツチ
ングを行いポリサイド配線を形成する。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、上記従来の製造方法では、第２図（Ｃ）
のように、多結晶シリコン＠２８に９００℃程度の温度
でリンを熱拡散する際に多結晶シリコン膜２８の下に位
置するボロンリンガラス膜２６が溶融するため、多結晶
シリコン膜２８の表面に凸凹が生じる（以後シワと呼ぶ
）。このシワはポリサイド配線を形成するとき、加工精
度に悪影響を与え、著しい場合には配線間のショートが
生じるという問題がある。また、多結晶シリコン膜２８
上のリンガラスを弗酸水溶液でエツチング除去する工程
で多結晶シリコン膜２８の表面に洗浄残滓が発生し、配
線の形成が困難になるという問題がある（以後シミと呼
ぶ）。
のように、多結晶シリコン＠２８に９００℃程度の温度
でリンを熱拡散する際に多結晶シリコン膜２８の下に位
置するボロンリンガラス膜２６が溶融するため、多結晶
シリコン膜２８の表面に凸凹が生じる（以後シワと呼ぶ
）。このシワはポリサイド配線を形成するとき、加工精
度に悪影響を与え、著しい場合には配線間のショートが
生じるという問題がある。また、多結晶シリコン膜２８
上のリンガラスを弗酸水溶液でエツチング除去する工程
で多結晶シリコン膜２８の表面に洗浄残滓が発生し、配
線の形成が困難になるという問題がある（以後シミと呼
ぶ）。
多結晶シリコン膜２８を形成する際、反応ガス中に例え
ばホスフィンを混合することによって、リンを含んだ多
結晶シリコンが形成されるため、多結晶シリコン２８上
のリンガラスをエツチング除去する工程が省略でき、上
記シワ、シミの問題が解決できる。しかし、リンを含ん
だ多結晶シリコン２８を形成した後、半導体基板を多結
晶シリコン成長炉（６００℃程度）から取り出した場合
、多結晶シリコン膜２８上には膜厚２０Ａ程度の酸化膜
が形成され、この酸化膜がタングステンシリサイド膜２
９との密着性を低下させタングステンシリサイド膜がは
がれやすくなるという問題が生じる（以後ハガレと呼ぶ
〉。
ばホスフィンを混合することによって、リンを含んだ多
結晶シリコンが形成されるため、多結晶シリコン２８上
のリンガラスをエツチング除去する工程が省略でき、上
記シワ、シミの問題が解決できる。しかし、リンを含ん
だ多結晶シリコン２８を形成した後、半導体基板を多結
晶シリコン成長炉（６００℃程度）から取り出した場合
、多結晶シリコン膜２８上には膜厚２０Ａ程度の酸化膜
が形成され、この酸化膜がタングステンシリサイド膜２
９との密着性を低下させタングステンシリサイド膜がは
がれやすくなるという問題が生じる（以後ハガレと呼ぶ
〉。
一方、タングステンシリサイド膜２８を、化学気相成長
法でなく、スパッタリング法により形成すれば、タング
ステンシリサイドの付着力が強められ、上記はがれの問
題は防止できるが、段差被覆性が化学気相成長法による
ものより劣るため断線等の問題が生じる。さらに、プラ
ズマ中のイオンや電子の衝撃等によりゲート酸化膜２３
に損傷を与え、トづンジスタの特性及び信頓性に悪影響
を与えるという問題がある（以後ダメージと呼ぶ）。
法でなく、スパッタリング法により形成すれば、タング
ステンシリサイドの付着力が強められ、上記はがれの問
題は防止できるが、段差被覆性が化学気相成長法による
ものより劣るため断線等の問題が生じる。さらに、プラ
ズマ中のイオンや電子の衝撃等によりゲート酸化膜２３
に損傷を与え、トづンジスタの特性及び信頓性に悪影響
を与えるという問題がある（以後ダメージと呼ぶ）。
本発明は上記従来のシワ、シミ、ハガレ、断線、ダメー
ジの諸問題を解決し、再現性よく高歩留まりのポリサイ
ド配線を形成する製造方法を提供することを目的とする
。
ジの諸問題を解決し、再現性よく高歩留まりのポリサイ
ド配線を形成する製造方法を提供することを目的とする
。
課題を解決するための手段
この目的を解決するために、本発明は、ポリサイド配線
の下層となる多結晶シリコン膜をリン化合物を含んだ反
応ガスを用いて成長する工程、リン化合物を含まない多
結晶シリコンを成長する工程およびこの２層構造の多結
晶シリコンを形成した後、化学気相成長法により金属珪
化物を成長する工程を備えている。
の下層となる多結晶シリコン膜をリン化合物を含んだ反
応ガスを用いて成長する工程、リン化合物を含まない多
結晶シリコンを成長する工程およびこの２層構造の多結
晶シリコンを形成した後、化学気相成長法により金属珪
化物を成長する工程を備えている。
作用
この製造方法によって、シワ、シミ、ハガレ、断線、ダ
メージの課題を解決し、安定にポリサイド配線を形成す
ることができる。
メージの課題を解決し、安定にポリサイド配線を形成す
ることができる。
実施例
以下、本発明を、ポリサイド配線を採用した半導体装置
の製造方法について、第１図（ａ）〜（Ｃ）の工程順断
面図を参照しながら詳細に説明する。第１図（ａ）のよ
うに、まず、Ｐ型半導体基板１１上に選択酸化法により
ＬＯＣＯ８酸化膜１２を形成し素子分離を行う。次に、
半導体基板１１を酸化してゲート酸化膜１３を形成した
後、ゲート酸化膜１３上に化学気相成長法により多結晶
シリコンゲート１４を形成する。砒素をイオン注入して
ソース、ドレイン拡散層１５を形成する。さらに、その
上に絶縁膜として化学気相成長法によりボロンリンガラ
ス膜１６を被着し、この後、ボロンリンガラス膜１６上
の配線形成を容易にするため、９００℃程度の温度で熱
処理を施し、ボロンリンガラス膜１６の溶融平坦化を行
う。
の製造方法について、第１図（ａ）〜（Ｃ）の工程順断
面図を参照しながら詳細に説明する。第１図（ａ）のよ
うに、まず、Ｐ型半導体基板１１上に選択酸化法により
ＬＯＣＯ８酸化膜１２を形成し素子分離を行う。次に、
半導体基板１１を酸化してゲート酸化膜１３を形成した
後、ゲート酸化膜１３上に化学気相成長法により多結晶
シリコンゲート１４を形成する。砒素をイオン注入して
ソース、ドレイン拡散層１５を形成する。さらに、その
上に絶縁膜として化学気相成長法によりボロンリンガラ
ス膜１６を被着し、この後、ボロンリンガラス膜１６上
の配線形成を容易にするため、９００℃程度の温度で熱
処理を施し、ボロンリンガラス膜１６の溶融平坦化を行
う。
第１図（ｂ）のように、そのボロンリンガラス膜１６を
、ホトレジストをマスクにして、エツチングして、ソー
ス、ドレイン拡散層１５上の所定の箇所にコンタクトホ
ールを形成した後、モノシラン、ホスフィン混合ガスを
用いて、例えば６００℃の温度で、リンを含んだ多結晶
シリコン膜１８を形成し、引き続きモノシランガスのみ
を用いてリンを含まない多結晶シリコン膜１９を形成す
る。
、ホトレジストをマスクにして、エツチングして、ソー
ス、ドレイン拡散層１５上の所定の箇所にコンタクトホ
ールを形成した後、モノシラン、ホスフィン混合ガスを
用いて、例えば６００℃の温度で、リンを含んだ多結晶
シリコン膜１８を形成し、引き続きモノシランガスのみ
を用いてリンを含まない多結晶シリコン膜１９を形成す
る。
次に、第１図（Ｃ）のように、その２層構造の多結晶シ
リコン膜１８．１９上に例えば、６フツ化タングステン
、モノシラン混合ガスを用いてタングステンシリサイド
膜２０を形成する。この２層構造の多結晶シリコン膜１
８．１９とタングステンシリサイド膜２０の積層膜をレ
ジストマスクによりエツチングを行いポリサイド配線を
形成する。
リコン膜１８．１９上に例えば、６フツ化タングステン
、モノシラン混合ガスを用いてタングステンシリサイド
膜２０を形成する。この２層構造の多結晶シリコン膜１
８．１９とタングステンシリサイド膜２０の積層膜をレ
ジストマスクによりエツチングを行いポリサイド配線を
形成する。
発明の効果
本発明によると、下層に被着した多結晶シリコン膜１８
にリンが含まれているため、従来の技術と同様に多結晶
シリコン膜に高温でリンを熱拡散する工程が省略できる
。そのためシワが発生せず、また多結晶シリコン上に厚
いリンガラス膜が成長しないため、リンガラス膜を弗酸
水溶液でエツチングする必要がなくシミの問題も防止で
きる。さらに、上層の多結晶シリコン膜１９にはリンが
含まれていないため、多結晶シリコン膜成長後、多結晶
シリコン成長炉（約６００℃）から半導体基板を取り出
す際に多結晶シリコン膜１９上には酸化膜はほとんど成
長せず（１０八以下）、また、大気中の水分および酸素
と多結晶シリコン中のリンが反応して多結晶シリコン表
面にリンガラス膜が成長しないため、タングステンシリ
サイド膜がはがれるという問題が解決できる。また上層
の多結晶シリコン膜１９は、タングステンシリサイド膜
２０成長後の後工程における熱処理によって、下層の多
結晶シリコン膜１８よりリンが拡散して比抵抗を下げる
ことができる。なお、本実施例の場合のように、タング
ステンシリサイドをスパッタリング法でな（化学気相成
長法により形成するため、断線とダメージの問題が防止
できることは明らかである。
にリンが含まれているため、従来の技術と同様に多結晶
シリコン膜に高温でリンを熱拡散する工程が省略できる
。そのためシワが発生せず、また多結晶シリコン上に厚
いリンガラス膜が成長しないため、リンガラス膜を弗酸
水溶液でエツチングする必要がなくシミの問題も防止で
きる。さらに、上層の多結晶シリコン膜１９にはリンが
含まれていないため、多結晶シリコン膜成長後、多結晶
シリコン成長炉（約６００℃）から半導体基板を取り出
す際に多結晶シリコン膜１９上には酸化膜はほとんど成
長せず（１０八以下）、また、大気中の水分および酸素
と多結晶シリコン中のリンが反応して多結晶シリコン表
面にリンガラス膜が成長しないため、タングステンシリ
サイド膜がはがれるという問題が解決できる。また上層
の多結晶シリコン膜１９は、タングステンシリサイド膜
２０成長後の後工程における熱処理によって、下層の多
結晶シリコン膜１８よりリンが拡散して比抵抗を下げる
ことができる。なお、本実施例の場合のように、タング
ステンシリサイドをスパッタリング法でな（化学気相成
長法により形成するため、断線とダメージの問題が防止
できることは明らかである。
以上説明したように、本発明によればシワ、シミ、ハガ
レ、断線、ダメージの諸問題が防止できるためポリサイ
ド配線を再現性よく、高歩留まりに形成することができ
る。なお、本実施例では、シリサイド膜としてタングス
テンシリサイド膜を成長したが、例えば、５塩化モリブ
デン、水素、モノシラン混合ガスを用いて、モリブデン
シリサイドを成長する場合にも同様の効果が期待できる
。
レ、断線、ダメージの諸問題が防止できるためポリサイ
ド配線を再現性よく、高歩留まりに形成することができ
る。なお、本実施例では、シリサイド膜としてタングス
テンシリサイド膜を成長したが、例えば、５塩化モリブ
デン、水素、モノシラン混合ガスを用いて、モリブデン
シリサイドを成長する場合にも同様の効果が期待できる
。
第１図は本発明の一実施例を説明するための製造工程の
断面図、第２図は従来技術を説明するための製造工程の
断面図である。 １１・・・・・・Ｐ型半導体基板、１２・・・・・・Ｌ
ＯＣＯ８酸化膜、１３・・・・・・ゲート酸化膜、１４
・・・・・・多結晶シリコンゲート、１５・・・・・・
ソースドレイン拡散層、１６・・・・・・ボロンリンガ
ラス膜、１７・・・・・・コンタクトホール、１８・・
・・・・多結晶シリコン膜（リン含有）、１９・・・・
・・多結晶シリコン膜（リンを含まない）、２０・・・
・・・金属珪化物（シリサイド）膜、２１・・・・・・
半導体基板、２２・・・・・・ＬＯＣＯ８酸化膜、２３
・・・・・・ゲート酸化膜、２４・・・・・・多結晶シ
リコンゲート、２５・・・・・・ソースドレイン拡散層
、２６・・・・・・ボロンリンガラス膜、２７・・・・
・・コンタクトホ−ル、２８・・・・・・多結晶シリコ
ン膜、２９・・・・・・金属珪化物（シリサイド）膜。 代理人の氏名 弁理士 粟野里方 ほか１名Ｎ−ｆ’証
半導体基板 ｆど −ＬＯｅ、０３＠ｉイヒｎ％ １３− ケー）墓にイヒｈ笑 １６−ボロンソンカラス頃 ｌγ −コンタクト本−し
断面図、第２図は従来技術を説明するための製造工程の
断面図である。 １１・・・・・・Ｐ型半導体基板、１２・・・・・・Ｌ
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・・・・・・多結晶シリコンゲート、１５・・・・・・
ソースドレイン拡散層、１６・・・・・・ボロンリンガ
ラス膜、１７・・・・・・コンタクトホール、１８・・
・・・・多結晶シリコン膜（リン含有）、１９・・・・
・・多結晶シリコン膜（リンを含まない）、２０・・・
・・・金属珪化物（シリサイド）膜、２１・・・・・・
半導体基板、２２・・・・・・ＬＯＣＯ８酸化膜、２３
・・・・・・ゲート酸化膜、２４・・・・・・多結晶シ
リコンゲート、２５・・・・・・ソースドレイン拡散層
、２６・・・・・・ボロンリンガラス膜、２７・・・・
・・コンタクトホ−ル、２８・・・・・・多結晶シリコ
ン膜、２９・・・・・・金属珪化物（シリサイド）膜。 代理人の氏名 弁理士 粟野里方 ほか１名Ｎ−ｆ’証
半導体基板 ｆど −ＬＯｅ、０３＠ｉイヒｎ％ １３− ケー）墓にイヒｈ笑 １６−ボロンソンカラス頃 ｌγ −コンタクト本−し
Claims (2)
- （１）半導体基板の主面に、リンを含む第１の多結晶シ
リコン層を形成したのち、連続して、リンを含まない第
２の多結晶シリコンを形成して２層構造の多結晶シリコ
ンを形成する工程と、前記第２の多結晶シリコン層上に
金属珪化物（シリサイド）層を形成する工程と、前記第
２の多結晶シリコン層と前記金属珪化物の積層膜をホト
レジストをマスクにしてエッチングし、ゲート電極ある
いは配線パターンを形成することを特徴とする半導体装
置の製造方法。 - （２）金属珪化物（シリサイド）層が、化学気相成長法
により形成されるタングステン（Ｗ）もしくはモリブデ
ン（Ｍｏ）の珪化物であることを特徴とする請求項（１
）記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12487989A JPH02303123A (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12487989A JPH02303123A (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02303123A true JPH02303123A (ja) | 1990-12-17 |
Family
ID=14896354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12487989A Pending JPH02303123A (ja) | 1989-05-18 | 1989-05-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02303123A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145370A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-08 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS60136373A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63125681A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
-
1989
- 1989-05-18 JP JP12487989A patent/JPH02303123A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57145370A (en) * | 1981-03-04 | 1982-09-08 | Nec Corp | Semiconductor device |
| JPS60136373A (ja) * | 1983-12-26 | 1985-07-19 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63125681A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜形成装置 |
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