JPH04373124A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に関し、特に多結晶シリコン膜とタングステンシリ
サイド膜からなるタングステンポリサイド膜の構造及び
その形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to the structure of a tungsten polycide film consisting of a polycrystalline silicon film and a tungsten silicide film, and a method for forming the same.
【0002】0002
【従来の技術】多結晶シリコンは従来よりゲート材料と
して長く用いられてきた材料であるが、一般的に金属と
比較して比抵抗が高く、デバイスの微細化に伴い信号伝
達遅延の原因の1つとなりはじめた。そのため、新たな
ゲート材料としてタングステンシリサイド膜が用いられ
ようとしている。タングステンシリサイド膜の長所は以
下の通りである。(1) 多結晶シリコンと比較して比
抵抗がおおむね1桁小さい。(2) 化学的性質が多結
晶シリコンに酷似しており、プロセス上、ほぼ多結晶シ
リコンと同様に取り扱うことができる。[Prior Art] Polycrystalline silicon has been used as a gate material for a long time, but it generally has a higher resistivity than metals, and is one of the causes of signal transmission delays as devices become smaller. It started to become one. Therefore, a tungsten silicide film is being used as a new gate material. The advantages of tungsten silicide film are as follows. (1) Compared to polycrystalline silicon, resistivity is approximately one order of magnitude lower. (2) Its chemical properties are very similar to polycrystalline silicon, and it can be handled in almost the same way as polycrystalline silicon in the process.
【0003】ただし、タングステンシリサイド膜をMO
Sトランジスタのゲート電極の材料として用いる場合、
MOSトランジスタのしきい値特性を従来の多結晶シリ
コンゲートの場合と同一にするため、及びMOSトラン
ジスタの安定性を損なわないために、現在ではタングス
テンシリサイド膜の下部に所望の極性を有するように不
純物を注入した多結晶シリコン膜を敷いた、いわゆるタ
ングステンポリサイド膜が広く用いられている。However, the tungsten silicide film is
When used as a material for the gate electrode of an S transistor,
In order to make the threshold characteristics of MOS transistors the same as those of conventional polycrystalline silicon gates and to not impair the stability of MOS transistors, impurities are currently added to the bottom of the tungsten silicide film to have the desired polarity. A so-called tungsten polycide film, which is covered with a polycrystalline silicon film injected with tungsten, is widely used.
【0004】図2(a) 〜(c) は従来のタングス
テンポリサイド膜の形成方法を示す工程別断面図である
。図において、1はシリコン基板、2は酸化膜、3は多
結晶シリコン膜、5はタングステンシリサイド膜を示す
。FIGS. 2A to 2C are step-by-step cross-sectional views showing a conventional method for forming a tungsten polycide film. In the figure, 1 is a silicon substrate, 2 is an oxide film, 3 is a polycrystalline silicon film, and 5 is a tungsten silicide film.
【0005】まず図2(a) に示すように、予め酸化
膜2を形成したシリコン基板1上に化学的気相成長法(
以下、CVD法と略す)により、多結晶シリコン膜3を
形成する。その後成長装置から取り出し、多結晶シリコ
ン3に所望の型の不純物注入を行い極性を決める。この
時、多結晶シリコン膜3上には自然酸化膜が容易に形成
される。一般にタングステンシリサイド膜は酸化膜との
密着性が悪い。First, as shown in FIG. 2(a), a chemical vapor deposition method (
A polycrystalline silicon film 3 is formed by a CVD method (hereinafter abbreviated as CVD method). Thereafter, it is removed from the growth apparatus, and a desired type of impurity is implanted into the polycrystalline silicon 3 to determine its polarity. At this time, a natural oxide film is easily formed on the polycrystalline silicon film 3. In general, tungsten silicide films have poor adhesion to oxide films.
【0006】そこで図2(b) に示すように、タング
ステンシリサイド膜を形成する前の前処理として、例え
ばCF4 ガス6を用いた反応性エッチング、あるいは
Arガス7を用いたスパッタエッチにより、多結晶シリ
コン膜3上に形成された自然酸化膜を除去する。Therefore, as shown in FIG. 2(b), as a pretreatment before forming a tungsten silicide film, for example, reactive etching using CF4 gas 6 or sputter etching using Ar gas 7 is performed to form a polycrystalline film. The natural oxide film formed on the silicon film 3 is removed.
【0007】次に、図2(c) に示すように、例えば
WF6 及び、SiH4 あるいはSiH2 Cl2
を主成分としたガスを用いてCVD法により、タングス
テンシリサイド膜5を多結晶シリコン膜3上に形成する
。Next, as shown in FIG. 2(c), for example, WF6 and SiH4 or SiH2 Cl2
A tungsten silicide film 5 is formed on the polycrystalline silicon film 3 by the CVD method using a gas containing as a main component.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置及び
その製造方法は以上のようになされており、下地となる
多結晶シリコン膜とタングステンシリサイド膜との間に
自然酸化膜が介在して密着性がよくなかった。またタン
グステンポリサイド膜を形成する際には、下地となる多
結晶シリコン膜とタングステンシリサイド膜との密着性
を確保するために、前処理で多結晶シリコン膜上の自然
酸化膜をエッチングにより除去していたので、反応性エ
ッチングを用いた場合には反応副生成物が、またスパッ
タエッチを用いた場合にはエッチングされた多結晶シリ
コンあるいは酸化膜がシリコンウエハに付着し、これが
異物となって半導体装置の製造歩留まりを低下させると
いう問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] Conventional semiconductor devices and methods for manufacturing the same are constructed as described above, and a natural oxide film is interposed between the underlying polycrystalline silicon film and the tungsten silicide film to improve adhesion. was not good. Furthermore, when forming a tungsten polycide film, the natural oxide film on the polycrystalline silicon film is removed by etching in pretreatment to ensure adhesion between the underlying polycrystalline silicon film and the tungsten silicide film. When using reactive etching, reaction by-products adhere to the silicon wafer, and when using sputter etching, the etched polycrystalline silicon or oxide film adheres to the silicon wafer, which becomes foreign matter and damages the semiconductor. There is a problem in that the manufacturing yield of the device is reduced.
【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、下地となる多結晶シリコン膜と
タングステンシリサイド膜との密着性を確保できるとと
もに、製造歩留りが低下することのない半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to ensure adhesion between the underlying polycrystalline silicon film and the tungsten silicide film, and to prevent the manufacturing yield from decreasing. The purpose of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【0010】0010
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、下地となる多結晶シリコン膜とタングステンシリ
サイド膜との間にアモルファスシリコン層を介在させる
ようにしたものである。SUMMARY OF THE INVENTION In a semiconductor device according to the present invention, an amorphous silicon layer is interposed between a polycrystalline silicon film serving as a base and a tungsten silicide film.
【0011】またこの発明に係る半導体装置の製造方法
は、ウエハ上に形成された多結晶シリコン膜に所定の不
純物をドーピングする工程と、SiH4 を主成分とす
るガスを用いた化学的気相成長法により上記多結晶シリ
コン膜上にアモルファスシリコン層を形成する工程と、
該アモルファスシリコン層形成後、ウエハを大気放出す
ることなく上記アモルファスシリコン層上に化学的気相
成長法によりタングステンシリサイド膜を形成する工程
と備えたものである。The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention also includes a step of doping a polycrystalline silicon film formed on a wafer with a predetermined impurity, and a step of chemical vapor deposition using a gas containing SiH4 as a main component. forming an amorphous silicon layer on the polycrystalline silicon film by a method;
After the formation of the amorphous silicon layer, a tungsten silicide film is formed on the amorphous silicon layer by chemical vapor deposition without exposing the wafer to the atmosphere.
【0012】0012
【作用】この発明においては、不純物がドーピングされ
た多結晶シリコン膜上にタングステンシリサイド膜を形
成する前の前処理として、SiH4 を主成分とするガ
スにより多結晶シリコン膜の表面にアモルファスシリコ
ン層を形成した後、CVD法によりタングステンシリサ
イド膜を形成するようにしたから、タングステンシリサ
イド膜と多結晶シリコン上の自然酸化膜はアモルファス
シリコン層を介するようになり直接接触することがなく
、タングステンシリサイド膜の下地との密着性を確保で
きる。またタングステンシリサイド膜を形成する前の前
処理として、エッチングを用いないのでエッチングによ
る異物の発生を抑制できる。[Operation] In this invention, as a pretreatment before forming a tungsten silicide film on a polycrystalline silicon film doped with impurities, an amorphous silicon layer is formed on the surface of the polycrystalline silicon film using a gas mainly composed of SiH4. After the tungsten silicide film is formed, the tungsten silicide film is formed by the CVD method, so the tungsten silicide film and the natural oxide film on the polycrystalline silicon are not in direct contact with each other through the amorphous silicon layer, and the tungsten silicide film is Adhesion to the base can be ensured. Furthermore, since etching is not used as a pretreatment before forming the tungsten silicide film, generation of foreign matter due to etching can be suppressed.
【0013】[0013]
【実施例】以下、本発明の一実施例による半導体装置の
製造方法を図1(a)〜(c) の工程断面図を用いて
説明する。図において、図2と同一符号は同一または相
当部分を示し、4は多結晶シリコン膜3とタングステン
シリサイド膜5間に形成されたアモルファスシリコン層
を示す。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to process cross-sectional views of FIGS. 1(a) to 1(c). In the figure, the same reference numerals as in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts, and 4 indicates an amorphous silicon layer formed between the polycrystalline silicon film 3 and the tungsten silicide film 5.
【0014】次に製造方法について説明する。図1(a
) で示すように、従来例と同様に、シリコン基板1上
に酸化膜2及び多結晶シリコン膜3を形成する。その後
成長装置から取り出し、多結晶シリコン膜3に所望の型
の不純物注入を行い極性を決める。この時、多結晶シリ
コン膜3の表面には自然酸化膜が形成されている。Next, the manufacturing method will be explained. Figure 1 (a
) As shown in the conventional example, an oxide film 2 and a polycrystalline silicon film 3 are formed on a silicon substrate 1. Thereafter, the film is removed from the growth apparatus, and a desired type of impurity is implanted into the polycrystalline silicon film 3 to determine its polarity. At this time, a natural oxide film is formed on the surface of the polycrystalline silicon film 3.
【0015】次に図1(b) に示すように、SiH4
を主成分とするガスにより、多結晶シリコン膜3上に
アモルファスシリコン層4を形成する。このときアモル
ファスシリコン層4は多結晶シリコン膜3上の自然酸化
膜との密着性がよいため、多結晶シリコン膜3との間に
自然酸化膜があっても抵抗を下げることができると思わ
れる。Next, as shown in FIG. 1(b), SiH4
An amorphous silicon layer 4 is formed on the polycrystalline silicon film 3 using a gas containing as a main component. At this time, since the amorphous silicon layer 4 has good adhesion to the natural oxide film on the polycrystalline silicon film 3, it is thought that the resistance can be lowered even if there is a natural oxide film between it and the polycrystalline silicon film 3. .
【0016】さらに図1(c) に示すように、アモル
ファスシリコン層4を形成した装置と同一装置内におい
て、シリコンウエハを大気放出することなく、WF6
及び、SiH4 あるいはSiH2 Cl2 を主成分
とするガスを用いてCVD法によりタングステンシリサ
イド膜5をアモルファスシリコン層4上に形成する。Furthermore, as shown in FIG. 1(c), the silicon wafer is processed by WF6 in the same device in which the amorphous silicon layer 4 is formed, without releasing the silicon wafer to the atmosphere.
Then, a tungsten silicide film 5 is formed on the amorphous silicon layer 4 by CVD using a gas containing SiH4 or SiH2 Cl2 as a main component.
【0017】このように本実施例にれば、不純物がドー
ピングされた多結晶シリコン膜3上にタングステンシリ
サイド膜を形成する前の前処理として、多結晶シリコン
膜3の表面にSiH4 を主成分とするガスによりアモ
ルファスシリコン層4を形成した後、ウエハを大気放出
することなく続いてWF6 及び、SiH4 あるいは
SiH2 Cl2 を主成分とするガスを用いてCVD
法によりタングステンシリサイド膜5を形成するように
したから、タングステンシリサイド膜5と多結晶シリコ
ン3上の自然酸化膜は直接接触することがなく、またア
モルファスシリコン層4は下方の自然酸化膜及び上方の
タングステンシリサイド膜5と密着性がよく、このアモ
ルファスシリコン層4を介することでタングステンシリ
サイド膜5と下地の多結晶シリコン膜3との密着性を確
保できる。
またタングステンシリサイド膜5を形成する前の前処理
として、従来のようにエッチングを用いないので、エッ
チングによる異物の発生を抑制することができ製造歩留
りが向上する。As described above, according to this embodiment, as a pretreatment before forming a tungsten silicide film on the polycrystalline silicon film 3 doped with impurities, the surface of the polycrystalline silicon film 3 is coated with SiH4 as a main component. After forming the amorphous silicon layer 4 with a gas of 100%, the wafer is then subjected to CVD using a gas containing WF6 and SiH4 or SiH2 Cl2 as main components without exposing the wafer to the atmosphere.
Since the tungsten silicide film 5 is formed by the method, the tungsten silicide film 5 and the natural oxide film on the polycrystalline silicon 3 do not come into direct contact with each other, and the amorphous silicon layer 4 does not come into direct contact with the natural oxide film below and the natural oxide film above. It has good adhesion to the tungsten silicide film 5, and by interposing the amorphous silicon layer 4, the adhesion between the tungsten silicide film 5 and the underlying polycrystalline silicon film 3 can be ensured. Furthermore, since etching is not used as a pretreatment before forming the tungsten silicide film 5, unlike the conventional method, generation of foreign matter due to etching can be suppressed, and the manufacturing yield can be improved.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、不純
物がドーピングされた多結晶シリコン膜上にタングステ
ンシリサイド膜を形成する前の前処理として、SiH4
を主成分とするガスにより多結晶シリコン膜の表面に
アモルファスシリコン層を形成した後、CVD法により
タングステンシリサイド膜を形成するようにしたから、
タングステンシリサイド膜と多結晶シリコン上の自然酸
化膜は直接接触することがなく、タングステンシリサイ
ド膜の下地との密着性を確保することができ、またタン
グステンシリサイド膜を形成する前の前処理としてエッ
チングを用いないので、エッチングによる異物の発生が
抑制され、その結果製造歩留りを向上させることができ
るという効果がある。As described above, according to the present invention, SiH4
After forming an amorphous silicon layer on the surface of the polycrystalline silicon film using a gas whose main component is , a tungsten silicide film is formed using the CVD method.
The tungsten silicide film and the natural oxide film on the polycrystalline silicon do not come into direct contact with each other, ensuring good adhesion with the base of the tungsten silicide film, and etching can be used as a pretreatment before forming the tungsten silicide film. Since it is not used, the generation of foreign matter due to etching is suppressed, and as a result, the manufacturing yield can be improved.
【図1】この発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す工程断面図。FIG. 1 is a process cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図
。FIG. 2 is a process cross-sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
1 シリコン基板 2 酸化膜 3 多結晶シリコン膜 4 アモルファスシリコン層 5 タングステンシリサイド膜 1 Silicon substrate 2 Oxide film 3 Polycrystalline silicon film 4 Amorphous silicon layer 5 Tungsten silicide film
Claims (2)
膜と、該多結晶シリコン膜上に形成されたアモルファス
シリコン層と、該アモルファスシリコン層上に形成され
たタングステンシリサイド膜から構成されたタングステ
ンポリサイド膜を備えたことを特徴とする半導体装置。1. A tungsten polyester film composed of a polycrystalline silicon film formed on a wafer, an amorphous silicon layer formed on the polycrystalline silicon film, and a tungsten silicide film formed on the amorphous silicon layer. A semiconductor device characterized by having a side film.
膜を形成し、所定の不純物をドーピングした後、その上
にタングステンシリサイド膜を形成する半導体装置の製
造方法において、ウエハ上に形成された多結晶シリコン
膜に所定の不純物をドーピングする工程と、SiH4
を主成分とするガスを用いた化学的気相成長法により上
記多結晶シリコン膜上にアモルファスシリコン層を形成
する工程と、該アモルファスシリコン層形成後、上記ア
モルファスシリコン層上に化学的気相成長法によりタン
グステンシリサイド膜を形成する工程とを含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。2. A semiconductor device manufacturing method in which a polycrystalline silicon film is formed as a base on a wafer, doped with a predetermined impurity, and then a tungsten silicide film is formed thereon. A step of doping a crystalline silicon film with a predetermined impurity, and
A step of forming an amorphous silicon layer on the polycrystalline silicon film by chemical vapor deposition using a gas mainly composed of 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a tungsten silicide film by a method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17740791A JPH04373124A (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
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JP17740791A JPH04373124A (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Semiconductor device and manufacture thereof |
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JPH04373124A true JPH04373124A (en) | 1992-12-25 |
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ID=16030395
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP17740791A Pending JPH04373124A (en) | 1991-06-21 | 1991-06-21 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04373124A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09167743A (en) * | 1995-10-31 | 1997-06-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method of forming low stress polycide conductor on semiconductor chip |
KR970060371A (en) * | 1996-01-16 | 1997-08-12 | 조셉 제이, 스위니 | Integrated Tungsten Silicide and Processing Method |
KR100379108B1 (en) * | 2001-03-30 | 2003-04-07 | 삼성전자주식회사 | CONTROL OF ABNORMAL GROWTH IN DICHLORO SILANE(DCS) BASED CVD POLYCIDE WSix FILMS |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP17740791A patent/JPH04373124A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09167743A (en) * | 1995-10-31 | 1997-06-24 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | Method of forming low stress polycide conductor on semiconductor chip |
KR970060371A (en) * | 1996-01-16 | 1997-08-12 | 조셉 제이, 스위니 | Integrated Tungsten Silicide and Processing Method |
KR100379108B1 (en) * | 2001-03-30 | 2003-04-07 | 삼성전자주식회사 | CONTROL OF ABNORMAL GROWTH IN DICHLORO SILANE(DCS) BASED CVD POLYCIDE WSix FILMS |
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