JPH03280550A - Manufacture of integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of integrated circuit device

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JPH03280550A
JPH03280550A JP8269590A JP8269590A JPH03280550A JP H03280550 A JPH03280550 A JP H03280550A JP 8269590 A JP8269590 A JP 8269590A JP 8269590 A JP8269590 A JP 8269590A JP H03280550 A JPH03280550 A JP H03280550A
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JP
Japan
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film
gate electrode
oxide film
forming
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP8269590A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumihiko Goto
文彦 後藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03280550A publication Critical patent/JPH03280550A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To unnecessitate a spacer oxide film and the like between an upper layer gate electrode and a lower layer gate electrode, by constituting a gate electrode as a two-layered structure, and utilizing the difference of the etching rates for dry etching of the materials constituting said structure. CONSTITUTION:In the element isolation region on the main surface of a P-type silicon substrate 1, a field oxide film 2, a channel stopper 3, a gate oxide film 4, and an N-type poly silicon film 5 are formed, and a tungsten silicide film 6 is deposited. After a photo resist film 7 is formed in the desired shape of a gate electrode, the tungsten silicide film 6 is etched with an RIE equipment, thereby forming a tungaten silicide electrode 6a. A low concentration source.drain layer 8 and a CVD oxide film 9 are deposited; etching-back is performed with the RIE equipment, thereby forming a spacer oxide film 6a only on the side wall of a tungsten silicide electrode 6a. Next, a polysilicon gate electrode 5a is formed by etching the poly silicon film 5.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は集積回路装置の製造方法に関し、特にLDD構
造を有するMOSトランジスタの製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method of manufacturing an integrated circuit device, and particularly to a method of manufacturing a MOS transistor having an LDD structure.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のLDDil造を有するMOSトランジスタにおけ
る改良型のLDD構造を有するMOS)うンジスタの製
造方法を、第2図(a)〜(e)に示す工程順断面図を
用いて説明する。
A method of manufacturing a MOS transistor having an improved LDD structure in a conventional MOS transistor having an LDD structure will be explained using step-by-step cross-sectional views shown in FIGS. 2(a) to 2(e).

まず、シリコン基板1の主表面上に選択的にフィールド
酸化膜2.ゲート酸化膜4を形成する。
First, a field oxide film 2 is selectively formed on the main surface of a silicon substrate 1. A gate oxide film 4 is formed.

このとき、フィールド酸化膜2の直下にはチャンネルス
トッパー3も形成される。続いて、第1のポリシリコン
膜13を堆積し、その表面に薄いストッパー酸化膜15
を形成してから第2のポリシリコン膜、第1のCVD酸
化膜を堆積する6次に、フォトリソグラフィ技術により
、第1のCVD酸化膜を所望のゲート電極形状のマスク
酸化膜16に加工し、これをマスクにして第2のポリシ
リコン膜を等方性のプラズマエッチによりエツチングし
、第2のポリシリコンゲート電4k14を形成する〔第
2図(a)〕。
At this time, a channel stopper 3 is also formed directly under the field oxide film 2. Next, a first polysilicon film 13 is deposited, and a thin stopper oxide film 15 is formed on the surface of the first polysilicon film 13.
After forming a second polysilicon film and a first CVD oxide film, the first CVD oxide film is processed into a mask oxide film 16 having a desired gate electrode shape using photolithography technology. Using this as a mask, the second polysilicon film is etched by isotropic plasma etching to form a second polysilicon gate electrode 4k14 [FIG. 2(a)].

次に、イオン注入によりソース・ドレイン低濃度層8を
形成し〔第2図(b))、第2のCVD酸化膜17を堆
積する〔第2図(C)〕。
Next, a source/drain low concentration layer 8 is formed by ion implantation [FIG. 2(b)], and a second CVD oxide film 17 is deposited [FIG. 2(C)].

次に、反応性イオンエッチ(RIE)により第2のCV
D酸化膜17をエッチバックし、第2のポリシリコンゲ
ート電極14の側面に第2のCVDoI化膜からなるス
ペーサ酸化膜17aを形成する。続いて、マスク酸化膜
16.スペーサ酸化膜17aをマスクにして第1のポリ
シリコンJli13およびゲート酸化膜4をエツチング
し、第1のポリシリコンゲート電極13aを形成する〔
第2図(d)’)。
Next, the second CV is etched by reactive ion etching (RIE).
The D oxide film 17 is etched back to form a spacer oxide film 17a made of a second CVDoI film on the side surface of the second polysilicon gate electrode 14. Subsequently, mask oxide film 16. Using the spacer oxide film 17a as a mask, the first polysilicon Jli 13 and gate oxide film 4 are etched to form a first polysilicon gate electrode 13a.
Figure 2(d)').

次に、イオン注入によりソース・ドレイン高濃度層10
を形成する〔第2図(e))。
Next, the source/drain high concentration layer 10 is formed by ion implantation.
(Fig. 2(e)).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の製造方法では、第2のポリシリコン膜を
エツチングする際、第1のポリシリコン膜上に形成され
た薄いストッパー酸化膜をスト・ンパーとしているため
、このストッパー酸化膜が薄過ぎるとストッパーとして
の役割を果さぬことになり、逆に、このストッパー酸化
膜が厚過ぎると第1のポリシリコンゲート電極と第2の
ポリシリコン電極との導通を妨げることになる。従って
、このストッパー酸化膜の膜厚の上限および下限は厳し
く制御する必要があり、製造上大きな障害となる。
In the conventional manufacturing method described above, when etching the second polysilicon film, a thin stopper oxide film formed on the first polysilicon film is used as a striker, so if this stopper oxide film is too thin, It does not play the role of a stopper, and conversely, if the stopper oxide film is too thick, it will prevent electrical conduction between the first polysilicon gate electrode and the second polysilicon electrode. Therefore, it is necessary to strictly control the upper and lower limits of the thickness of this stopper oxide film, which poses a major obstacle in manufacturing.

また、マスク酸化膜の下の第2のポリシリコンゲート電
極の形成に際しては、意識的にサイドエッチを生じさせ
るため、次工程でスペーサ酸化膜を形成する際に空洞が
生じやすくなり、デバイスの信頼性に悪影響を及ぼす危
険性もある。
In addition, when forming the second polysilicon gate electrode under the mask oxide film, side etching is intentionally performed, which tends to create cavities when forming the spacer oxide film in the next process, resulting in device reliability. There is also the risk of having a negative impact on sexuality.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の集積回路装置の製造方法は、 選択的に形成された素子分離用酸化膜、ゲート酸化膜を
有する半導体基板の主表面上に、第1の導電性膜、第2
の導電性膜を堆積する工程と、所望のゲート電極形状に
パターニングしたフォトレジスト膜をマククとしたエツ
チングにより、第2の導電性膜からなる第2のゲート電
極を形成する工程と、 イオン注入により、ソース・ドレインの低濃度層を形成
する工程と、 フォトレジスト膜を剥離し、絶縁膜を堆積した後、エッ
チバックにより、第2のゲート電極の側壁に上記絶縁膜
からなるスペーサを形成する工程と、 第2のゲート電極、スペーサをマスクとしたエツチング
により、第1の導電性膜からなる第1のゲート電極を形
成する工程と、 イオン注入により、ソース・ドレインの高濃度層を形成
する工程と、 を有している。
The method for manufacturing an integrated circuit device of the present invention includes forming a first conductive film, a second conductive film, and a second conductive film on the main surface of a semiconductor substrate having a selectively formed element isolation oxide film and a gate oxide film.
a step of depositing a second conductive film, a step of forming a second gate electrode made of a second conductive film by etching the photoresist film patterned into a desired gate electrode shape; and a step of forming a second gate electrode made of a second conductive film by ion implantation. , a step of forming a low concentration layer for the source/drain, and a step of peeling off the photoresist film, depositing an insulating film, and then forming a spacer made of the above insulating film on the side wall of the second gate electrode by etching back. A step of forming a first gate electrode made of a first conductive film by etching using the second gate electrode and spacer as a mask; A step of forming a highly concentrated source/drain layer by ion implantation. It has and .

〔実施例〕〔Example〕

次に本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図(a)〜(h)は本発明の第1の実施例の工程順
断面図である。
FIGS. 1(a) to 1(h) are sectional views in the order of steps of a first embodiment of the present invention.

本実施例では、第1の導電性膜にポリシリコン膜、第2
の導電性膜にタングステンシリサイド膜、第1のグー1
〜電極にポリシリコンゲート電極、第1のゲート電極に
タングステンシリサイド電極を用いたNチャンネルMO
Sトランジスタについて述べる。
In this example, the first conductive film is a polysilicon film, and the second conductive film is a polysilicon film.
A tungsten silicide film, a first goo 1 on the conductive film
~N-channel MO using a polysilicon gate electrode as the electrode and a tungsten silicide electrode as the first gate electrode
Let's talk about the S transistor.

まず、P型のシリコン基板1の主表面上の素子分離領域
に、選択酸化法(LOGO8)により0.8〜1.0μ
mの膜厚のフィールド酸化膜2を形成する。素子分離領
域には、あらかじめイオン注入により、チャンネルスト
ッパー3を形成しておく0次に、900〜950℃の乾
燥酸素雰囲気中で、150〜250人のゲート酸化膜4
を形成する。その後、LPCVD法により膜厚2000
〜3000人のポリシリコン膜を堆積し、燐拡散を行な
いN型のポリシリコン膜5を形成する。続いて、スパッ
タ法により膜厚2000〜3000人のタングステンシ
リサイド膜6を堆積する〔第1図(a)〕。なお、タン
グステンシリサイドは、WS i x  (2≦X≦3
)であられされる。
First, a selective oxidation method (LOGO8) is applied to the element isolation region on the main surface of the P-type silicon substrate 1 to form a 0.8-1.0μ
A field oxide film 2 having a thickness of m is formed. In the element isolation region, a channel stopper 3 is formed in advance by ion implantation, and then a gate oxide film 4 of 150 to 250 layers is deposited in a dry oxygen atmosphere at 900 to 950°C.
form. After that, a film thickness of 2000 was obtained using the LPCVD method.
A polysilicon film of ~3,000 layers is deposited, and phosphorus is diffused to form an N-type polysilicon film 5. Subsequently, a tungsten silicide film 6 having a thickness of 2,000 to 3,000 wafers is deposited by sputtering [FIG. 1(a)]. Note that tungsten silicide satisfies WS i x (2≦X≦3
).

次に、フォトリソグラフィ技術により、フォトレジスト
膜7を所望のゲート電極の形状に形成した後、平行平板
型の反応性イオンエツチング(RIE)装置によりタン
グステンシリサイド膜6のエツチングを行ない、タング
ステンシリサイド電極6aを形成する〔第1図(b)〕
。反応ガスとしては、ポリシリコンに対してタングステ
ンシリサイドのエツチングレートが充分大きなCβ、F
を含む混合ガスを用いる。
Next, a photoresist film 7 is formed in the shape of a desired gate electrode using photolithography technology, and then the tungsten silicide film 6 is etched using a parallel plate type reactive ion etching (RIE) device to form a tungsten silicide electrode 6a. [Figure 1(b)]
. As the reaction gas, Cβ and F have a sufficiently large etching rate of tungsten silicide compared to polysilicon.
A mixed gas containing

次に、燐のイオン注入を200〜300keV、5X1
012〜5X10に3cm−2で行ない、ソース・ドレ
イン低濃度層8を形成する〔第1図(C)〕。
Next, phosphorus ion implantation was performed at 200 to 300 keV, 5X1
012 to 5×10 at a thickness of 3 cm −2 to form a source/drain low concentration layer 8 [FIG. 1(C)].

次に、02プラズマによりフォトレジスト膜7を灰化し
た後、LPCVD法により膜厚2000〜4000人の
CVD酸化膜9を堆積する〔第1図(d))。
Next, after the photoresist film 7 is ashed by 02 plasma, a CVD oxide film 9 with a thickness of 2,000 to 4,000 thick is deposited by the LPCVD method (FIG. 1(d)).

続いて、Fを含むガスと02ガスとの混合ガスを用いた
平行平板型のRIE装置によるエッチバックを行ない、
タングステンシリサイド電極6aの側壁のみにCVD酸
化膜よりなるスペーサ酸化膜9aを形成する〔第1図(
e)〕。
Subsequently, etchback was performed using a parallel plate type RIE apparatus using a mixed gas of a gas containing F and 02 gas,
A spacer oxide film 9a made of a CVD oxide film is formed only on the side wall of the tungsten silicide electrode 6a [Fig.
e)].

次に、タングステンシリサイド電極6a、スペーサ酸化
膜9aをマスクとして、(1’、 Fを含むガスとN2
ガスとの混合ガスを用いた平行平板型のRIE装置によ
りポリシリコン膜5のエツチングを行ない、ポリシリコ
ンゲート電& 5 aを形成する〔第1図(f))。
Next, using the tungsten silicide electrode 6a and the spacer oxide film 9a as masks, a gas containing (1', F and N2
The polysilicon film 5 is etched using a parallel plate type RIE apparatus using a mixed gas with the polysilicon gate electrode 5a (FIG. 1(f)).

次に、砒素のイオン注入を40〜60keV。Next, arsenic ion implantation was performed at 40 to 60 keV.

1 X 1015〜5X 10”cm−2で行ない、ソ
ースドレイン高濃度層10を形成する〔第1図(g))
1 x 1015 to 5 x 10"cm-2 to form the source/drain high concentration layer 10 [Fig. 1(g)]
.

以後、通常の製造方法に従い、眉間絶縁膜11として、
0.6〜0.8μmの膜厚のBPSGを堆積する。層間
絶縁II!11にコンタクト孔を開口後、スパッタ法に
より/l−1%Siの金属膜を堆積し、所望の形状にパ
ターニングして配線金属12を形成する〔第1図(h)
)。
Thereafter, according to the usual manufacturing method, as the glabellar insulating film 11,
BPSG is deposited to a thickness of 0.6 to 0.8 μm. Interlayer insulation II! After opening a contact hole in 11, a metal film of /l-1% Si is deposited by sputtering and patterned into a desired shape to form wiring metal 12 [Fig. 1 (h)]
).

本発明においては、第2のゲート電極と第1のゲート電
極との反応性イオンエツチングの際の選択比が2以上と
れればよい。
In the present invention, it is sufficient that the selectivity ratio between the second gate electrode and the first gate electrode during reactive ion etching is 2 or more.

本発明の第2の実施例では、第1のゲート電極にポリシ
リコン膜を用い、第2のゲート電極にタングステン膜を
採用する。製造工程は第1の実施例に準するので、説明
は省略する。
In the second embodiment of the present invention, a polysilicon film is used for the first gate electrode, and a tungsten film is used for the second gate electrode. The manufacturing process is similar to that of the first embodiment, so a description thereof will be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、ゲート電極を2層構造と
し、これを精成する材料のドライエツチングに対するエ
ッチレートの差を利用することにより、上層ゲート電極
と下層ゲート電極との間にスペーサ酸化膜等を介在させ
ることは不用となり、高信頼性の改良型のLDD構造を
有するM OS ?−ランジスタを、精度よく容易に形
成することが可能となる。
As explained above, the present invention provides a two-layer structure for the gate electrode, and utilizes the difference in the etch rate of the material used to refine the structure to oxidize the spacer between the upper and lower gate electrodes. MOS ? - It becomes possible to easily form transistors with high precision.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)〜(h )は本発明の第1の実施例の工程
順断面図、第2図(a)〜(e)は従来の集積回路装置
の製造方法を示す工程順断面図である。 1・・・シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・・チャンネルストッパー、4・・・ゲート酸化膜、
5・・・ポリシリコン膜、5a・・・ポリシリコンゲー
ト電極、6・・・タングステンシリサイド膜、6a・・
・タングステンシリサイドゲート電極、7・・・フォト
レジスト膜、8・・・ソース・ドレイン低濃度層、9・
・・CVD酸化膜、9a、17a・・・スペーサ酸化膜
、10・・・ソース・ドレイン高濃度層、11・・・眉
間絶縁膜、12・・・配線金属、13・・・第1のボリ
シリコン膜、13a・・・第1のポリシリコンゲート電
極、14・・・第2のポリシリコンゲート電極、15・
・・ストッパー酸化膜、16・・・マスク酸化膜、17
・・・第2のCVD酸化膜。
1(a) to (h) are step-by-step cross-sectional views of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2(a)-(e) are step-by-step cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing an integrated circuit device. It is. 1... Silicon substrate, 2... Field oxide film, 3
... Channel stopper, 4... Gate oxide film,
5... Polysilicon film, 5a... Polysilicon gate electrode, 6... Tungsten silicide film, 6a...
・Tungsten silicide gate electrode, 7... Photoresist film, 8... Source/drain low concentration layer, 9.
...CVD oxide film, 9a, 17a... Spacer oxide film, 10... Source/drain high concentration layer, 11... Insulating film between eyebrows, 12... Wiring metal, 13... First vol. silicon film, 13a... first polysilicon gate electrode, 14... second polysilicon gate electrode, 15.
...Stopper oxide film, 16...Mask oxide film, 17
...Second CVD oxide film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、選択的に形成された素子分離用酸化膜、ゲート酸化
膜を有する半導体基板の主表面上に、第1の導電性膜、
第2の導電性膜を堆積する工程と、 所望のゲート電極形状にパターニングしたフォトレジス
ト膜をマククとしたエッチングにより、前記第2の導電
性膜からなる第2のゲート電極を形成する工程と、 イオン注入により、ソース・ドレインの低濃度層を形成
する工程と、 前記フォトレジスト膜を剥離し、絶縁膜を堆積した後、
エッチバックにより、前記第2のゲート電極の側壁に前
記絶縁膜からなるスペーサを形成する工程と、 前記第2のゲート電極、前記スペーサをマスクとしたエ
ッチングにより、前記第1の導電性膜からなる第1のゲ
ート電極を形成する工程と、イオン注入により、ソース
・ドレインの高濃度層を形成する工程と、 を有することを特徴とする集積回路装置の製造方法。 2、前記第1の導電性膜がポリシリコン膜、前記第2の
導電性膜が高融点金属膜あるいは高融点金属のシリサイ
ド膜であることを特徴とする請求項1記載の集積回路装
置の製造方法。
[Claims] 1. On the main surface of a semiconductor substrate having a selectively formed element isolation oxide film and a gate oxide film, a first conductive film;
a step of depositing a second conductive film; a step of forming a second gate electrode made of the second conductive film by etching a photoresist film patterned into a desired gate electrode shape; A step of forming a low concentration source/drain layer by ion implantation, and after peeling off the photoresist film and depositing an insulating film,
a step of forming a spacer made of the insulating film on the side wall of the second gate electrode by etchback; and a step of forming the spacer made of the first conductive film by etching using the second gate electrode and the spacer as a mask. A method for manufacturing an integrated circuit device, comprising the steps of: forming a first gate electrode; and forming a source/drain high concentration layer by ion implantation. 2. Manufacturing the integrated circuit device according to claim 1, wherein the first conductive film is a polysilicon film, and the second conductive film is a high melting point metal film or a high melting point metal silicide film. Method.
JP8269590A 1990-03-29 1990-03-29 Manufacture of integrated circuit device Pending JPH03280550A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6551913B1 (en) 1998-06-30 2003-04-22 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method for fabricating a gate electrode of a semiconductor device

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