JPH05326516A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05326516A
JPH05326516A JP4160128A JP16012892A JPH05326516A JP H05326516 A JPH05326516 A JP H05326516A JP 4160128 A JP4160128 A JP 4160128A JP 16012892 A JP16012892 A JP 16012892A JP H05326516 A JPH05326516 A JP H05326516A
Authority
JP
Japan
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polycrystalline silicon
silicon film
high resistance
semiconductor device
static ram
Prior art date
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Pending
Application number
JP4160128A
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English (en)
Inventor
Takio Ono
多喜夫 大野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP4160128A priority Critical patent/JPH05326516A/ja
Publication of JPH05326516A publication Critical patent/JPH05326516A/ja
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  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高集積,低消費電力の高抵抗負荷型スタティ
ックRAMを備えた半導体装置を得る。 【構成】 高抵抗負荷型スタティックRAMを備えた半
導体装置において、高抵抗体を形成する多結晶シリコン
膜2の一部を高融点金属を含むシリサイド層で形成し
た。 【効果】 高抵抗負荷型スタティックRAMの高抵抗体
を形成する多結晶シリコン膜を高抵抗体と配線体とに分
離することができ、さらにアルミ電極と高抵抗体を形成
する多結晶シリコン膜とのコンタクトを容易にすること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関し、特
に半導体装置における多結晶シリコン配線の改良を図っ
たものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の半導体装置の製造フローを
示す断面図であり、これを用いて従来の製造方法を説明
する。
【0003】図6(a) において、半導体基体1表面上に
多結晶シリコン層2を形成した後、イオン注入法により
第1の不純物、例えば砒素X1を導入して所定の抵抗値
を持つ多結晶シリコン層2を得る。
【0004】次に上記多結晶シリコン膜2中に第2の抵
抗体を得るために、レジスト7をパターニングし、第2
の不純物、例えば砒素X2を導入し(図6(b) )、前記
レジスト7を除去すれば、同一多結晶シリコン層2内に
異なる2つの抵抗体(A領域、B領域)を形成すること
ができる(図6(c) )。この場合、例えばA領域を抵抗
体として用い、かつB領域を配線体として用いることが
できる。
【0005】図7は従来の高抵抗負荷型スタティックR
AMのメモリセル部に用いられる高抵抗部を示した断面
図である。図において、9はシリコン基板、10は該シ
リコン基板9の表面を酸化して形成されるフィールド酸
化膜、11はシリコン基板9上の一部に形成されたゲー
ト酸化膜、12a,12bはそれぞれトランジスタQ1
,Q2 のゲート電極、2は多結晶シリコン膜、2aは
多結晶シリコン膜2内に形成された高抵抗部、13a,
13bはトランジスタQ1 のN+ 拡散層、14,15は
絶縁膜、16a,16bはアルミ配線である。以上の構
成において、配線16aに電源電圧Vccが印加されてい
るとすると、該電源電圧は配線2を介してトランジスタ
Q2 のゲート電極12b及びトランジスタQ1 のN+
散層13aに供給され、またトランジスタQ1 のN+
散層13bは配線16bを介して接地されている。
【0006】図8は上記高抵抗負荷型スタティックRA
Mのメモリセル部を示した回路図である。多結晶シリコ
ン膜2の一方の端子は電源電圧Vccを印加されており、
もう一方の端子はNMOSトランジスタQ1のドレイン
側N+ 拡散層13a,及びQ2のゲート電極12と接続
され、その間で高抵抗体2aが形成されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】図6の従来例において
は、配線体B領域の低抵抗化を、不純物X2の導入によ
り形成しているので、その後の熱処理により配線体B領
域から抵抗体A領域への不純物拡散が生じ、抵抗体A領
域の抵抗値が低減されるという問題があった。この傾向
は抵抗体と配線体との間の抵抗値の差が大きくなればな
るほど顕著になり、抵抗体の抵抗値の制御が困難であっ
た。
【0008】以上のことから、図7の従来例における高
抵抗負荷型スタティックRAMにおいても同様の問題が
あり、高抵抗部2aの長さLを小さくすると、高抵抗部
でのリーク電流が増大し、メモリセル自体の消費電力が
大きくなるという問題がある。従って、設計時に多結晶
シリコン膜2の高抵抗部2aとなる部分の長さをある程
度大きくとる必要があり、メモリセル自身の微細化が図
れないという問題があった。
【0009】一方、高抵抗部2aの抵抗値を大きくする
ことで高抵抗負荷型スタティックRAMの低消費電力化
を図ることができる。これを達成する1つの手段として
多結晶シリコン膜2の薄膜化がある。しかしながら、多
結晶シリコン膜2の膜厚を薄膜化した場合、図7に示す
ように、アルミ配線16aからの多結晶シリコン膜2へ
のコンタクトの高さ位置は、配線16bからN+ 拡散層
13bへのコンタクトの位置に比べて浅いため、アルミ
配線16aから多結晶シリコン膜2へのコンタクト用の
コンタクトホール及びアルミ配線16bからN+ 拡散層
13bへのコンタクトホールを同時に形成する際、アル
ミ配線16a用のコンタクト部で多結晶シリコン膜2の
オーバーエッチを生じ、多結晶シリコン膜2が消失する
おそれがあった。
【0010】また、微細なコンタクトホールでの安定し
た接続を得るために、一般的にアルミ配線16にバリア
メタルを用いることが多い。例えば、このバリアメタル
としてTiNを用いた場合、該バリアメタルと多結晶シ
リコン膜との間にオーミックなコンタクトを得るために
は、多結晶シリコン膜とTiN層との間にTiSi2層
を形成する必要がある。このTiSi2 層は多結晶シリ
コン膜とTiとの反応によって形成されるため、多結晶
シリコン膜2の膜厚が薄いと、TiSi2 層形成時の多
結晶シリコン膜からのSi供給によって、多結晶シリコ
ン膜2が断線するという問題があった。
【0011】このため、通常の高抵抗負荷型スタティッ
クRAMでは、図9に示すように、高抵抗体を形成する
多結晶シリコン膜2aに対しては、コンタクトを直接開
孔することは困難であり、高抵抗体部2aを有する多結
晶シリコン膜2はトランジスタQ1 のN+ 拡散層13c
を介してアルミ配線16と接続する手法がとられてい
た。このためこのような構造は、高集積化を図る上での
問題であった。
【0012】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、多結晶シリコン配線における抵
抗体の抵抗値の制御を容易にするとともに、配線体の低
抵抗化を図ることのできる半導体装置を提供することを
目的とする。さらに、高集積,低消費電力の高抵抗負荷
型スタティックRAMを備えた半導体装置を提供するこ
とを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明にかかる半導体
装置は、多結晶シリコン配線層を備えた半導体装置にお
いて、多結晶シリコン配線層の一部を高融点金属を含む
シリサイド層から形成したものである。
【0014】また、高抵抗負荷型スタティックRAMを
備えた半導体装置において、高抵抗負荷型スタティック
RAMの高抵抗体を形成する多結晶シリコン層の一部を
高融点金属を含むシリサイド層から形成したものであ
る。
【0015】
【作用】この発明の半導体装置における、高融点金属あ
るいは高融点金属を含むシリサイド膜は、多結晶シリコ
ン膜を抵抗体と配線体とに分離する。
【0016】この発明の高抵抗負荷型スタティックRA
Mを備えた半導体装置における、高融点金属あるいは高
融点金属を含むシリサイド膜は、高抵抗負荷型スタティ
ックRAMの高抵抗体を形成する多結晶シリコン膜を高
抵抗体と配線体とに分離し、さらにアルミ電極と高抵抗
体を形成する多結晶シリコン膜とのコンタクトを容易に
する。
【0017】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1,図2は本発明の第1,第2の実施例による
半導体装置を示す。図1において、1は半導体基体、2
は該半導体基体1上に形成された多結晶シリコン膜、3
は該多結晶シリコン膜2の一部領域上に形成されたTi
Si2 層である。図2において、4は多結晶シリコン膜
2上の一部領域に形成されたWSi2 層である。
【0018】図3は図1の第1の実施例の構造を得るた
めの製造方法を示す断面図であり、以下これを用いて製
造フローについて説明する。図3(a) において、半導体
基体1上に多結晶シリコン膜2と酸化膜5とを堆積し、
その上にリソグラフィー技術により所望のレジストパタ
ーン6を形成し、これをマスクに前記酸化膜5と前記多
結晶シリコン膜2をエッチングする。
【0019】次に、前述と同様の技術を用いて、即ち、
レジスト7を用いて、配線体となる領域の酸化膜5を選
択的に除去し(図3(b))、上記レジスト7を除去したの
ち全面にTiを堆積し、図3(c) に示す構造を得る。
【0020】次に高温の熱処理(700〜800℃)を
行ってTi層8の多結晶シリコン膜2中のシリコンによ
るシリサイド化を行ってTiSi2 層3を形成し、未反
応のTi層8を除去すると、図3(d) の構造が得られ
る。その後、酸化膜5のみをエッチングにより除去する
ことにより図1の構造が得られる。
【0021】図4は図2の第2の実施例の構造を得るた
めの製造方法を示した断面図であり、以下これを用いて
製造フローについて説明する。
【0022】図4(a) において、半導体基体1上に多結
晶シリコン膜2を堆積した後、スパッタリング法を用い
てWSi2 層4を堆積し、その上にリソグラフィー技術
により所望のレジストパターン6を形成し、これをマス
クに前記WSi2 層4と前記多結晶シリコン膜2をエッ
チングする。
【0023】次に、抵抗体となる領域のWSi2 層4を
除去するための該領域部分に開口を有するレジスト7を
パターニングし、これをマスクに上記WSi2 層4を除
去すると、図4(b) のようになる。さらに、上記レジス
ト7を除去すると、図4(c)の構造が得られる。
【0024】図5は本発明の第3の実施例による半導体
装置である高抵抗負荷型スタティックRAMの断面図で
ある。図において、9はシリコン基板、10は該シリコ
ン基板9の表面を酸化して形成されるフィールド酸化
膜、11はシリコン基板9上の一部に形成されたゲート
酸化膜、12はゲート電極、13a,13bはN+ 拡散
層、14,15は絶縁膜、2は多結晶シリコン膜、3は
該多結晶シリコン膜2上の一部領域に形成されたTiS
i2 層、16はアルミ配線である。
【0025】図1,図2に示した第1,第2の実施例の
構造は、抵抗体となる領域(A領域)以外の多結晶シリ
コン配線2を、高融点金属を含むシリサイド膜であるT
iSi2 層3との積層構造としたので、配線体としての
低抵抗化が図れ、高速動作が可能となる。また、A領域
の抵抗体は多結晶シリコン膜2の不純物濃度で一義的に
その抵抗値が決まるため、抵抗値の制御も容易に行うこ
とができる。
【0026】図5に示した第3の実施例の高抵抗負荷型
スタティックRAMにおいても同様であり、高抵抗体と
なる領域(A領域)以外の多結晶シリコン配線2を高融
点金属を含むシリサイド膜との積層構造3としたので、
配線体としての低抵抗化が図れ、高速動作が可能とな
る。また、高抵抗体部分は多結晶シリコン膜2の不純物
濃度で一義的にその抵抗値が決まるため、抵抗値の制御
も容易となり、また上記従来のように配線体部から抵抗
体部への不純物拡散も生じないため、高抵抗体(A領
域)2の長さを短くでき、メモリセルの微細化が図れ
る。さらに、高抵抗部2は多結晶シリコン層のみで構成
し、その他の領域3は多結晶シリコン配線と高融点金属
を含むシリサイド膜であるTiSi2 層との積層構造と
したので、高抵抗部を薄膜化することができると同時
に、積層構造部3でアルミ電極と安定したコンタクトを
直接とることのできる構造が得られる。従って、多結晶
シリコン層の薄膜化により高抵抗化を図ることができ、
低消費電力のメモリセルを形成できると同時に、高抵抗
部の段差を低減でき、上層アルミ配線の信頼性をも向上
することができる。さらに、アルミ配線16aとコンタ
クトをとる際のエッチングにおいても、該コンタクト部
分の多結晶シリコン膜2はTiSi2 層3により覆われ
ているためオーバエッチされることがなく、アルミ電極
と直接コンタクトがとれる構造であるため高集積化をも
図ることができる。
【0027】なお上記図1ないし図5に示した第1乃至
第3の実施例においては、高融点金属として、Ti,W
等を用いた例を示したが、この高融点金属としては、M
o,Ta,Cr,Nb等の遷移金属シリサイドを用いて
もよい。
【0028】また図2,図4においては、WSi2 を用
いた例を示したが、これはWSixでも良く、WSix
と多結晶シリコンとの密着性を考慮すれば、xは2.3
以上が望ましい。また、図5においては、図1のような
構造を持つ高抵抗負荷型スタティックRAMの断面図を
示したが、図2のような構造を持つものであっても良
い。
【0029】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
装置によれば、多結晶シリコン配線層を備えた半導体装
置において、前記多結晶シリコン配線層の一部を高融点
金属を含むシリサイド層から形成したので、多結晶シリ
コン膜を抵抗体と配線体とに分離することができる。
【0030】また、この発明にかかる高抵抗負荷型スタ
ティックRAMを備えた半導体装置によれば、高抵抗負
荷型スタティックRAMの高抵抗体を形成する多結晶シ
リコン層の一部を高融点金属を含むシリサイド層から形
成したので、高抵抗負荷型スタティックRAMの高抵抗
体を形成する多結晶シリコン膜を高抵抗体と配線体とに
分離することができ、さらにアルミ電極と高抵抗体を形
成する多結晶シリコン膜とのコンタクトを容易にするこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置の断面
図である。
【図2】本発明の第2の実施例による半導体装置の断面
図である。
【図3】図1に示した構造を得るための製造方法を示し
た半導体装置の断面図である。
【図4】図2に示した構造を得るための製造方法を示し
た半導体装置の断面図である。
【図5】本発明の第3の実施例による高抵抗負荷型スタ
ティックRAMを備えた半導体装置の断面図である。
【図6】従来の半導体装置の製造フローを示す断面図で
ある。
【図7】従来の高抵抗負荷型スタティックRAMを備え
た半導体装置を示す断面図である。
【図8】高抵抗負荷型スタティックRAMのメモリセル
部を示した回路図である。
【図9】従来の高抵抗負荷型スタティックRAMを備え
た半導体装置の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基体 2 多結晶シリコン膜 2a 高抵抗部 3 TiSi2 層 4 WSi2 層 5 酸化膜 6 レジスト 7 レジスト 8 Ti層 9 シリコン基板 10 フィールド酸化膜 11 ゲート酸化膜 12 ゲート電極 13 N+拡散層 14 絶縁膜 15 絶縁膜 16 アルミ配線 X1 砒素 X2 砒素
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年12月28日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0005
【補正方法】変更
【補正内容】
【0005】図7は従来の高抵抗負荷型スタティックR
AMのメモリセル部に用いられる高抵抗部を示した断面
図である。図において、9はシリコン基板、10は該シ
リコン基板9の表面を酸化して形成されるフィールド酸
化膜、11はシリコン基板9上の一部に形成されたゲー
ト酸化膜、12a,12bはそれぞれトランジスタQ1
,Q2 のゲート電極、2は多結晶シリコン膜、2aは
多結晶シリコン膜2内に形成された高抵抗部、13a,
13bはトランジスタQ1 のN+ 拡散層、14,15は
絶縁膜、16a,16bはアルミ配線である。以上の構
成において、配線16aに電源電圧Vccが印加され、
電源電圧が高抵抗部2aの片側の端子に印加され、もう
一方の端子はトランジスタQ2 のゲート電極12b及び
トランジスタQ1 のN+ 拡散層13aと接続されてい
る。またトランジスタQ1 のN+ 拡散層13bは配線1
6bを介して接地されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】変更
【補正内容】
【図5】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図7
【補正方法】変更
【補正内容】
【図7】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図9
【補正方法】変更
【補正内容】
【図9】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多結晶シリコン配線層を備えた半導体装
    置において、 前記多結晶シリコン配線層の一部が高融点金属を含むシ
    リサイド層からなることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 高抵抗負荷型スタティックRAMを備え
    た半導体装置において、 前記高抵抗負荷型スタティックRAMの高抵抗体を形成
    する多結晶シリコン層の一部が高融点金属を含むシリサ
    イド層からなることを特徴とする半導体装置。
JP4160128A 1992-05-26 1992-05-26 半導体装置 Pending JPH05326516A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4160128A JPH05326516A (ja) 1992-05-26 1992-05-26 半導体装置

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JP4160128A JPH05326516A (ja) 1992-05-26 1992-05-26 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303422B1 (en) 1998-06-15 2001-10-16 Nec Corporation Semiconductor memory and manufacturing method thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6303422B1 (en) 1998-06-15 2001-10-16 Nec Corporation Semiconductor memory and manufacturing method thereof

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