JPH05343352A - Forming method for film of silicide - Google Patents

Forming method for film of silicide

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JPH05343352A
JPH05343352A JP14781392A JP14781392A JPH05343352A JP H05343352 A JPH05343352 A JP H05343352A JP 14781392 A JP14781392 A JP 14781392A JP 14781392 A JP14781392 A JP 14781392A JP H05343352 A JPH05343352 A JP H05343352A
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JP
Japan
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film
polysilicon
silicide
forming
seed layer
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Application number
JP14781392A
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Japanese (ja)
Inventor
Yuji Komatsu
裕司 小松
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form a film of silicide having no mixture of impurity in a boundary between a base layer and a silicide film and excellent adhesive properties with the base layer. CONSTITUTION:A polysilicon film 14 is formed on a gate oxide film 13, and a SWiX film 16 is deposited thereon through a seed layer such as a polysilicon thin film 15, etc. A natural oxide film on a surface of the film 14 is buried therein, a boundary with the film 16 becomes an ideal state, adhesive properties of the film 16 are improved, and a decrease in resistance of polyside is achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造プ
ロセスに用いられるシリサイドの成膜方法に関し、例え
ばポリシリコン上に形成されて所謂ポリサイド構造を成
すシリサイドの成膜に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a silicide film used in a semiconductor device manufacturing process, for example, for forming a so-called polycide structure silicide film formed on polysilicon.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】LSI
の高集積化に伴い、従来のポリシリコンゲートではゲー
トの配線抵抗がトランジスタの動作スピードに影響をお
よぼすレベルにまで達している。そこで、ポリシリコン
と高融点金属シリサイド、例えばタングステン・シリサ
イド(WSix)と二層にしてゲートの配線抵抗を下げ
るいわゆるポリサイド構造が創案された。
2. Description of the Related Art LSI to be Solved
With the higher integration, the wiring resistance of the conventional polysilicon gate has reached a level that affects the operating speed of the transistor. In view of this, a so-called polycide structure was devised in which the wiring resistance of the gate is lowered by forming a double layer of polysilicon and a refractory metal silicide such as tungsten silicide (WSix).

【0003】通常の高融点金属シリサイドは、プロセス
経過後で従来のポリシリコンの約10倍の導電率を有し
ているのでポリサイド構造のゲートは、高集積化する微
細ゲートを有するトランジスタの動作スピードの向上に
有利となる。
Since a normal refractory metal silicide has a conductivity of about 10 times that of conventional polysilicon after the process, a gate having a polycide structure has an operating speed of a transistor having a fine gate to be highly integrated. It is advantageous to improve

【0004】ここで、WSixなどの高融点金属シリサ
イドは、従来はスパッタ法にても堆積されてきたが、近
年は、不純物の混入や段差被覆性などの点で膜特性が優
れたCVD法による堆積が一般的となりつつある。
The refractory metal silicide such as WSix has heretofore been deposited by the sputtering method, but in recent years, it has been deposited by the CVD method which is excellent in film characteristics in terms of mixing of impurities and step coverage. Deposition is becoming common.

【0005】図3は、シリコン基板上に高融点シリサイ
ド膜を形成する従来方法の一例を示している。この方法
は、例えば、図3(A)に示すように、シリコン基板1
にLOCOS酸化膜2を形成した後、図3(B)に示す
ように、ゲート酸化膜3を形成し、その上にリンをドー
プしたポリシリコン膜4をCVD法にて堆積させ、さら
にポリシリコン膜4上に、図3(C)に示すように、タ
ングステンシリサイド(WSiX)5をCVD法にて堆
積させている。
FIG. 3 shows an example of a conventional method for forming a refractory silicide film on a silicon substrate. This method is performed, for example, as shown in FIG.
3B, a gate oxide film 3 is formed, a phosphorus-doped polysilicon film 4 is deposited on the gate oxide film 3 by a CVD method, and then a polysilicon film is formed. on film 4, as shown in FIG. 3 (C), and a tungsten silicide (WSi X) 5 is deposited by a CVD method.

【0006】しかし、これまではポリサイド構造の下地
のポリシリコンと高融点金属シリサイド、例えばタング
ステン・シリサイドとを堆積する装置がそれぞれ別のも
のであるためポリシリコンをCVD後に大気にさらすこ
とによってポリシリコン表面に自然酸化膜が生じてしま
い希弗酸による浸漬処理を行っても、その後の流水,大
気暴露などによって自然酸化膜は再成長してしまう。こ
の上にタングステン・シリサイドを堆積すると、このポ
リシリコン上に成長した自然酸化膜のため以下に列挙す
るような問題点を生じる。
However, until now, the underlying polysilicon of the polycide structure and the refractory metal silicide, such as tungsten silicide, are deposited in different devices, so that the polysilicon is exposed to the atmosphere after the CVD and then the polysilicon is exposed. Even if a natural oxide film is formed on the surface and the dipping treatment with dilute hydrofluoric acid is performed, the natural oxide film is regrown by subsequent running water or exposure to the atmosphere. Depositing tungsten silicide on this causes the problems listed below due to the native oxide film grown on this polysilicon.

【0007】(1)タングステン・シリサイドと下地の
ポリシリコンとの密着性が悪化する。これは、タングス
テン・シリサイドが、ポリシリコンとは密着するがSi
2とは密着しにくいためである。
(1) The adhesion between the tungsten silicide and the underlying polysilicon is deteriorated. This is because although tungsten silicide is in close contact with polysilicon,
This is because it is difficult to adhere to O 2 .

【0008】(2)熱処理後もタングステン・シリサイ
ド中の過剰Siの析出が界面の自然酸化膜の存在により
十分に行われずその結果、WSiXの結晶成長が抑制さ
れるためポリサイド・ゲートの熱処理後の抵抗値が十分
に下がらない。この時、タングステン・シリサイドは、
ストレスの低減や被酸化特性の改善などの目的でCVD
直後は、X=2.6付近のSiリッチな組成に制御され
ている。
(2) After the heat treatment, the excess Si in the tungsten silicide is not sufficiently deposited due to the existence of the natural oxide film at the interface, and as a result, the crystal growth of WSi x is suppressed, so that the heat treatment of the polycide gate is performed. Resistance does not fall sufficiently. At this time, tungsten silicide
CVD for the purpose of reducing stress and improving oxidizable characteristics
Immediately after that, the composition is controlled to have a Si-rich composition near X = 2.6.

【0009】(3)ポリサイド・ゲートを酸化した場
合、下地ポリシリコンからのSiの供給が円滑に行われ
ないためタングステンまでもが酸化されてしまいWO3
などのタングステンの酸化物が形成されてしまう。この
物質は700℃程の温度で揮発性であるためポリサイド
・ゲートがこの酸化中に、図3(D)に示すように、膜
破れや膜剥離や表面荒れを起してしまう。
(3) When the polycide gate is oxidized, tungsten is also oxidized because Si is not smoothly supplied from the underlying polysilicon, and WO 3
Tungsten oxide such as is formed. Since this substance is volatile at a temperature of about 700 ° C., the polycide gate causes film breakage, film peeling and surface roughness during the oxidation as shown in FIG. 3 (D).

【0010】加えて、例えば、ジクロルシラン還元のプ
ロセスでタングステン・シリサイドを堆積する場合にお
いてこのプロセスは、下地基板の表面状態や下地基板の
種類に応じて非常に敏感で初期WSiX核の生成密度や
成長過程が変化するため基板表面の自然酸化膜の成長に
よりタングステン・シリサイドCVDの再現性が得られ
にくくなってしまう。特に自然酸化膜の成長によりタン
グステン・シリサイドの初期成長核がまばらに形成され
かつ堆積が開始するまでの時間(遅れ時間;Incub
ation Time)も長くなるため膜表面のモホロ
ジーの悪化、ウェハー間の再現性の劣化など生じてしま
う。
In addition, for example, in the case of depositing tungsten silicide by a dichlorosilane reduction process, this process is very sensitive depending on the surface condition of the underlying substrate and the type of the underlying substrate, and the formation density of initial WSi x nuclei and Since the growth process changes, the reproducibility of tungsten silicide CVD becomes difficult to obtain due to the growth of the natural oxide film on the substrate surface. In particular, the time until the initial growth nuclei of tungsten silicide are sparsely formed by the growth of the natural oxide film and the deposition is started (delay time; Incub
cation time), the morphology of the film surface is deteriorated and the reproducibility between wafers is deteriorated.

【0011】この事実に対して、ポリシリコン表面の自
然酸化膜を効果的に除去する方法が考えられている。そ
れは例えば以下のようなものである。
In response to this fact, a method for effectively removing the natural oxide film on the surface of polysilicon has been considered. It is, for example, as follows.

【0012】(a)In−situのドライ前処理(通
常はエッチング・ガスにプラズマを印加する)によりポ
リシリコン表面の自然酸化膜を除去する。
(A) A native oxide film on the surface of polysilicon is removed by an in-situ dry pretreatment (usually plasma is applied to an etching gas).

【0013】(b)無水HFなどのケミカル・エッチを
In−situで用いてポリシリコン表面の自然酸化膜
を除去する。
(B) Using a chemical etch such as anhydrous HF in-situ to remove the native oxide film on the polysilicon surface.

【0014】(c)下地のポリシリコンとWSiXとを
真空を破らずに連続的に形成する。
(C) The underlying polysilicon and WSi x are continuously formed without breaking the vacuum.

【0015】しかし、(a)の方法を用いた場合は、プ
ラズマによるイオン・ダメージや使用するエッチング・
ガスによっては(例えば、下地のポリシリコンと自然酸
化膜との選択比がとり易いCF4やC26などのガス系
を用いたとき)C(炭素)などのエッチング・ガスから
の不純物混入の恐れがある。このCなどの不純物が残留
した場合、ジクロルシラン還元のWSiXは初期成長時
の核密度が少ないためアニール後においても結晶が成長
せず抵抗率が大きくなってしまう。
However, when the method (a) is used, ion damage due to plasma and etching used.
Depending on the gas (for example, when using a gas system such as CF 4 or C 2 F 6 where the selection ratio between the underlying polysilicon and the natural oxide film is easy), impurities from etching gas such as C (carbon) are mixed. There is a fear of If impurities such as C remain, WSi X obtained by reducing dichlorosilane has a low nucleus density during initial growth, so that crystals do not grow even after annealing and the resistivity increases.

【0016】また、(b)の方法では、ガスの経路に無
水HFなどの腐食性のガスに対して耐性のあるモネル合
金などの材料を用いなけらばならないこと、かつ水分が
混入した場合はHFの腐食性が著しく増大するため装置
内部を完全に無水化しさらにプロセス・ガスを高純度化
しなけれならないため実際には高価な装置となる。
Further, in the method (b), a material such as Monel alloy having resistance to corrosive gas such as anhydrous HF must be used in the gas path, and when water is mixed, Since the corrosiveness of HF remarkably increases, the inside of the apparatus must be completely dehydrated and the process gas must be highly purified, which is an expensive apparatus in practice.

【0017】さらに(c)の方法では、お互いに全くコ
ンセプトの異なるホット・ウォールタイプのポリシリコ
ンCVD装置とコールド・ウォールタイプのWSiX
CVD装置とをクラスター・ツールで結合しなければな
らずやはり非常に大型、複雑かつ高価な装置となる。
Further, in the method (c), a hot wall type polysilicon CVD device and a cold wall type WSi X having completely different concepts from each other are used.
The CVD tool must be combined with a cluster tool, which is also a very large, complicated and expensive device.

【0018】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、シリサイドと下地層との
界面に不純物の混入がなく、密着性のよいシリサイドの
成膜方法を得んとするものである。
The present invention was devised in view of the above-mentioned conventional problems, and provides a method for forming a silicide film having good adhesion without the inclusion of impurities at the interface between the silicide and the underlying layer. It is what you get.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
半導体基板上にシリサイド膜を堆積させるシリサイドの
成膜方法において、ポリシリコン又はアモルファスシリ
コンで成る薄いシード層を堆積させた後、引き続いて連
続的にシリサイド膜を堆積させることを、その解決方法
としている。
The invention according to claim 1 is
In a method of forming a silicide film for depositing a silicide film on a semiconductor substrate, a solution is to deposit a thin seed layer made of polysilicon or amorphous silicon and then successively deposit a silicide film. ..

【0020】請求項2記載の発明は、多結晶ゲルマニウ
ム又は非晶質ゲルマニウムで成る薄いシード層を堆積さ
せた後、引き続いてシリサイド膜を堆積させることを、
解決方法としている。
According to a second aspect of the present invention, after depositing a thin seed layer of polycrystalline germanium or amorphous germanium, a silicide film is subsequently deposited.
The solution is.

【0021】請求項3記載の発明は、ポリシリコン、又
はアモルファスシリコン、又は多結晶ゲルマニウム、又
は非晶質ゲルマニウムで成る薄いシード層を堆積させた
後、連続的にシリサイド膜を、ジクロルシランと六弗化
タングステンを反応ガスとして用いたCVD法で形成す
ることを、解決方法としている。
According to a third aspect of the present invention, after depositing a thin seed layer made of polysilicon, amorphous silicon, polycrystalline germanium, or amorphous germanium, a silicide film is continuously formed with dichlorosilane and hexafluorosilane. Forming by a CVD method using tungsten oxide as a reaction gas is a solution.

【0022】請求項4記載の発明は、ポリシリコン又は
アモルファスシリコンで成るシード層を50nm以下の
厚みに堆積した後、同一の反応室内で、ジクロルシラン
と六弗化タングステンを用いたCVD法で前記シード層
と略同一の堆積温度にてシリサイド膜を堆積させること
を、解決方法としている。
In a fourth aspect of the present invention, a seed layer made of polysilicon or amorphous silicon is deposited to a thickness of 50 nm or less, and then the seed layer is formed in the same reaction chamber by a CVD method using dichlorosilane and tungsten hexafluoride. The solution is to deposit the silicide film at approximately the same deposition temperature as the layer.

【0023】[0023]

【作用】請求項1,2の発明は、自然酸化膜の存在する
ポリシリコン表面に金属シリサイド膜CVDの直前にこ
の金属シリサイドCVD装置のなかで非常に薄いポリシ
リコンで成るシード層をCVDし引き続いて金属シリサ
イド膜を連続的にCVDすることにより、この時、この
非常に薄いシード層と金属シリサイド膜との界面は大気
成分による汚染を受けないため自然酸化膜は形成されな
い。もともと下地のポリシリコンなどの表面に存在して
いた汚染層は、この非常に薄いシード層の堆積によって
サンドイッチ状に内部に埋め込まれた形となるため金属
シリサイドとの界面は、自然酸化膜の存在しない理想的
な状態となる。なおこの時、下地はシード層/自然酸化
膜/ポリシリコン構造となるが、ポリシリコン等で成る
シード層とSiO2はもともと密着性が良いので膜剥が
れなどの問題は生じない。
According to the first and second aspects of the present invention, a seed layer made of very thin polysilicon is CVD-processed in the metal silicide CVD apparatus immediately before the metal silicide film CVD on the surface of the polysilicon having the natural oxide film. By continuously performing CVD on the metal silicide film, the natural oxide film is not formed at this time because the interface between the very thin seed layer and the metal silicide film is not polluted by atmospheric components. The contamination layer that originally existed on the surface of the underlying polysilicon, etc., is buried inside in a sandwich shape due to the deposition of this very thin seed layer, so the interface with the metal silicide has a natural oxide film. Not in an ideal state. At this time, the underlying layer has a seed layer / natural oxide film / polysilicon structure, but since the seed layer made of polysilicon or the like and SiO 2 have originally good adhesion, no problem such as film peeling occurs.

【0024】金属シリサイドCVD装置は、一般的にコ
ールド・ウォールタイプのものが多くこのタイプの装置
でポリシリコンなどの膜を反応律速領域で形成するとコ
ールド・ウォールタイプのCVD装置は、ウェハー温度
の均一性が良くないためポリシリコンなどの膜の膜厚分
布が悪くなる。しかし、本発明の場合もともと存在する
ポリシリコン上に非常に薄いシード層を追加して堆積す
るので後から堆積するシード層の膜厚分布が多少悪くて
も特に問題は無い。例えば、初めに堆積したポリシリコ
ン膜が、90±2nm(±2.2%の面内分布)追加し
て堆積する薄い膜(シード層)が、10±2nm(±3
0%の面内分布)であるとすると最終的には、100±
5nm(±5.0%の面内分布)なる膜厚分布となり許
容できるものとなる。
Generally, a metal silicide CVD apparatus is of a cold wall type in general, and when a film of polysilicon or the like is formed in a reaction rate-determining region in this type of apparatus, a cold wall type CVD apparatus has a uniform wafer temperature. Since the property is not good, the film thickness distribution of the film such as polysilicon becomes poor. However, in the case of the present invention, since a very thin seed layer is additionally deposited on the existing polysilicon, there is no particular problem even if the film thickness distribution of the seed layer deposited later is somewhat poor. For example, a thin film (seed layer) deposited by adding 90 ± 2 nm (± 2.2% in-plane distribution) to the initially deposited polysilicon film is 10 ± 2 nm (± 3).
If the distribution is 0%), the final value is 100 ±
The film thickness distribution is 5 nm (± 5.0% in-plane distribution), which is acceptable.

【0025】また、請求項3の発明では、ジクロルシラ
ン還元のWSiX堆積のように表面反応律速なプロセス
を行う場合であり、この場合においても下地(ポリシリ
コン等)の表面状態および種類を一定に揃えることがで
きるため、ウェハー面内均一性,再現性に優れたものが
得られる。また、初期の核密度(種密度)を多くするこ
とにより表面モホロジーの優れたシリサイド(WS
X)が形成できる作用がある。さらに、シリサイドの
堆積が始めるまでの時間が短くなるため、制御性,再現
性に優れたWSiXを形成できる作用がある。
In the third aspect of the present invention, a surface reaction rate-determining process such as WSi x deposition of dichlorosilane reduction is performed. In this case as well, the surface state and type of the underlayer (polysilicon etc.) are kept constant. Since they can be aligned, a wafer with excellent in-plane uniformity and reproducibility can be obtained. Further, by increasing the initial nucleus density (seed density), silicide (WS) having excellent surface morphology is obtained.
i X ) can be formed. Further, since the time until the deposition of the silicide is shortened, there is an effect that WSi X excellent in controllability and reproducibility can be formed.

【0026】さらに、請求項4の発明は、同一の反応室
を用いて略同一温度でガスを流すシーケンスを変えるだ
けで成膜できる。
Further, according to the invention of claim 4, a film can be formed by using the same reaction chamber and changing the gas flow sequence at substantially the same temperature.

【0027】[0027]

【実施例】以下、本発明に係るシリサイドの成膜方法の
詳細を図面に示す実施例に基づいて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the method for forming a silicide film according to the present invention will be described below with reference to the embodiments shown in the drawings.

【0028】(実施例1)本実施例は、MOS形成プロ
セスのゲート電極に本発明を適用した例である。
(Embodiment 1) This embodiment is an example in which the present invention is applied to a gate electrode in a MOS formation process.

【0029】先ず、図1(A)に示すように、シリコン
基板11の表面に活性領域となる部分の素子分離を行っ
た(LOCOS酸化膜12を形成した)後、活性領域上
にゲート酸化膜13を成長させ、さらにその上にポリシ
リコン膜14を形成する(図1(B))。このポリシリ
コン膜14は、最終的には導体として用いるためリン
(Phos)などを十分にドーピングする必要があるが
ポリシリコン膜14形成後、イオン注入法や固相拡散法
によってドーピングしても良いしまたin−situに
CVD中にドーピングしても良い。in−situにド
ーピングするためのCVD条件は、例えば以下の通りで
ある。
First, as shown in FIG. 1 (A), after isolation of a portion to be an active region on a surface of a silicon substrate 11 (a LOCOS oxide film 12 is formed), a gate oxide film is formed on the active region. 13 is grown, and a polysilicon film 14 is further formed thereon (FIG. 1 (B)). Since the polysilicon film 14 is finally used as a conductor, it is necessary to sufficiently dope phosphorus (Phos) or the like. However, after the polysilicon film 14 is formed, it may be doped by an ion implantation method or a solid phase diffusion method. Alternatively, it may be doped in-situ during CVD. The CVD conditions for in-situ doping are, for example, as follows.

【0030】 (in−situ ドープポリシリコン膜の堆積条件) ○温度…550℃ ○圧力…270Pa(2Torr) ○ガス及びその流量 SiH4(100%)…400SCCM PH3(0.5%)+SiH4(99.5%)…100
SCCM 次に、ポリシリコン膜14上の自然酸化膜を一度希弗酸
溶液にてライト・エッチした後、図2に示すようなガス
のフロー・シーケンスにて例えばWSiX CVD装置
中で非常に薄いシード層としてのポリシリコン薄膜15
とWSiX膜16とを連続的に形成する(図1
(C))。
(Deposition conditions of in-situ doped polysilicon film) Temperature: 550 ° C. Pressure: 270 Pa (2 Torr) Gas and its flow rate SiH 4 (100%) 400 SCCM PH 3 (0.5%) + SiH 4 (99.5%) ... 100
SCCM Next, after the natural oxide film on the polysilicon film 14 is once write-etched with a dilute hydrofluoric acid solution, it is very thin in, for example, a WSi X CVD apparatus in a gas flow sequence as shown in FIG. Polysilicon thin film 15 as seed layer
And the WSi X film 16 are continuously formed (see FIG. 1).
(C)).

【0031】非常に薄いポリシリコン薄膜15とWSi
X膜16(この場合ジクロルシラン還元のWSiX)の堆
積条件は例えば以下の通りである。
Very thin polysilicon thin film 15 and WSi
The deposition conditions for the X film 16 (WSi x reduced in this case with dichlorosilane) are as follows, for example.

【0032】 (ポリシリコン薄膜15の堆積条件) ○温度…580℃ ○圧力…13.3Pa(100mTorr) ○ガス及びその流量 SiH4…100SCCM ○膜厚…10nm (WSiX膜16の堆積条件) ○温度…580℃ ○圧力…40Pa(300mTorr) ○ガス及びその流量 WF6…2.5SCCM SiH2Cl2…150SCCM Ar…100SCCM ○膜厚…100nm その後、ポリサイドをパターニングしてゲート全体を酸
化雰囲気中にて熱処理するなど、通常のトランジスタ形
成のプロセスを以下行う。この結果、図1(D)に示す
ように、WSiX膜・膜剥れや、WO3の生成は起らず、
良好なポリサイド層が形成できた。WSiX膜16から
のSi析出が十分であるため、WSiXの結晶成長が起
こり、ポリサイドの抵抗を十分に低げることができた。
(Deposition conditions of the polysilicon thin film 15) Temperature: 580 ° C. Pressure: 13.3 Pa (100 mTorr) Gas and its flow rate SiH 4 ... 100 SCCM Film thickness: 10 nm (WSi X film 16 deposition conditions) ○ Temperature… 580 ° C ○ Pressure… 40 Pa (300 mTorr) ○ Gas and its flow rate WF 6 … 2.5 SCCM SiH 2 Cl 2 … 150 SCCM Ar… 100 SCCM ○ Film thickness… 100 nm After that, the polycide is patterned and the whole gate is formed. A normal transistor forming process such as heat treatment in an oxidizing atmosphere is performed below. As a result, as shown in FIG. 1 (D), WSi x film / film peeling and generation of WO 3 did not occur,
A good polycide layer could be formed. Since the Si deposition from the WSi x film 16 was sufficient, WSi x crystal growth occurred, and the resistance of polycide could be sufficiently reduced.

【0033】また、本実施例においては、ポリシリコン
薄膜15(シード膜)とWSiX膜16とが同一反応室
で且つ同一温度で連続的に成膜できる利点がある。
Further, this embodiment has an advantage that the polysilicon thin film 15 (seed film) and the WSi x film 16 can be continuously formed in the same reaction chamber at the same temperature.

【0034】(実施例2)本実施例は、連続プロセスを
行う場合に本発明を適用した例である。
(Embodiment 2) This embodiment is an example in which the present invention is applied when a continuous process is performed.

【0035】プロセスそのものは実施例1と同様である
が、シード層としてのポリシリコン薄膜15の堆積にS
26を用いる場合でありこの時のポリシリコン薄膜1
5の堆積条件は、例えば以下の通りである。
The process itself is the same as that of the first embodiment, but S is used for depositing the polysilicon thin film 15 as the seed layer.
When using i 2 H 6 , the polysilicon thin film 1 at this time
The deposition conditions of No. 5 are as follows, for example.

【0036】(ポリシリコン薄膜の堆積条件) ○温度…580℃ ○圧力…13.3Pa(100mTorr) ○ガス及びその流量 Si26…100SCCM He…100SCCM ○膜厚…10nm このポリシリコン薄膜15の前後の工程は、上記実施例
1と同様である。
(Conditions for depositing polysilicon thin film) Temperature: 580 ° C. Pressure: 13.3 Pa (100 mTorr) Gas and its flow rate Si 2 H 6 100 SCCM He 100 SCCM ○ Film thickness 10 nm This polysilicon thin film The steps before and after step 15 are the same as those in Example 1 above.

【0037】以上のようにポリシリコン薄膜15のソー
ス・ガスとしては、モノシラン(SiH4)の他の高次
のシラン(Sin2n+2)等が挙げられる。またこの
時、ポリシリコンにin−situでリン(Phos)
をドーピングしても良い。この時は、ドーピング・ガス
として例えばホスフィン(PH3)を用いる。また、堆
積する膜としては、ポリシリコンの他に、アモルファス
Si,多結晶ゲルマニウム、非晶質ゲルマニウム等を用
いても良い。
As described above, as the source gas of the polysilicon thin film 15, other high order silanes (Si n H 2n + 2 ) other than monosilane (SiH 4 ) can be cited. In addition, at this time, phosphorus (Phos) is added to the polysilicon in-situ.
May be doped. At this time, phosphine (PH 3 ) is used as the doping gas. In addition to polysilicon, amorphous Si, polycrystalline germanium, amorphous germanium, or the like may be used as the deposited film.

【0038】またWSiXとしては上記実施例ではジク
ロルシラン還元のWSiXを示したがモノシラン還元の
WSiXでも良い。この場合薄いポリシリコン薄膜15
とWSiX膜16とで堆積の温度が若干異なる場合があ
るが急熱急冷タイプのコールド・ウォール型CVD装置
を用いて行えば、スルー・プットの低下も最小限に止め
られる。
Further this embodiment shows a WSi X dichlorosilane reduction may be any WSi X of monosilane reduction as WSi X. In this case, a thin polysilicon thin film 15
The deposition temperature may be slightly different between the WSi X film 16 and the WSi X film 16, but if the cold wall type CVD apparatus of the rapid heating and quenching type is used, the decrease in the through-put can be minimized.

【0039】以上、本発明の各実施例について説明した
が、これらに限定されるものではなく、他のシリサイド
の成膜にも勿論適用され得るものであり、各種の設計変
更も可能である。
Although the respective embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these, but can be applied to other silicide film formation, and various design changes can be made.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るシリサイドの成膜方法によれば、シリサイドとポ
リシリコンとの界面に酸素や炭素の大気成分に関係する
不純物の混入の無いポリサイドゲートが作製できる効果
がある。その結果、以下の効果が期待できる。
As is apparent from the above description, according to the method for forming a silicide film according to the present invention, the interface between the silicide and the polysilicon does not contain any impurities such as oxygen and carbon related to atmospheric components. There is an effect that a side gate can be manufactured. As a result, the following effects can be expected.

【0041】即ち、熱処理後シリサイド中の過剰Siが
十分析出するため出来上りで低抵抗なポリサイドゲート
が作製可能となる。
That is, since excess Si in the silicide is sufficiently precipitated after the heat treatment, it is possible to manufacture a polycide gate having a low resistance.

【0042】また、ポリシリコン上の有効なボンド(結
合手)の数が効果的に増加するためシリサイドとポリシ
リコンとの密着性が向上する。
Further, since the number of effective bonds on the polysilicon is effectively increased, the adhesion between the silicide and the polysilicon is improved.

【0043】さらに、ポリサイドゲートを酸化する場合
においてもタングステンの異常酸化は、観測されずWO
3なる物質は形成されずゲート表面の荒れなどは生じな
い効果がある。
Furthermore, no abnormal oxidation of tungsten is observed even when oxidizing the polycide gate.
The substance of 3 is not formed, and there is an effect that the surface of the gate is not roughened.

【0044】ジクロルシラン還元のWSiX堆積のよう
に表面反応律速なプロセスを行う場合においても下地ポ
リシリコンの表面状態および種類を一定に揃えることが
できるためウェハー面内均一性、再現性に優れたものが
得られる。また、初期核密度を多くすることにより表面
モホロジーの優れたWSiXを形成できる。
Even in the case where a surface reaction rate-determining process such as WSi x deposition of dichlorosilane reduction is performed, the surface state and type of the underlying polysilicon can be made uniform, so that the wafer has excellent in-plane uniformity and reproducibility. Is obtained. Further, by increasing the initial nucleus density, WSi x having excellent surface morphology can be formed.

【0045】また、遅れ時間(堆積が開始するまでの時
間)が短くなるため制御性、再現性に優れたWSiX
形成することができるようになる効果がある。
Further, since the delay time (time until the start of deposition) is shortened, there is an effect that WSi X having excellent controllability and reproducibility can be formed.

【0046】さらに、既存のWSiXなどのCVD装置
を一部改造するという非常に簡便な方法であとは、ガス
の流すシーケンスを変えるだけで実行できる効果を奏す
る。
Further, the very simple method of partially modifying the existing CVD apparatus such as WSi X has the effect that it can be executed only by changing the gas flow sequence.

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

【図1】(A)〜(D)は本発明の実施例1,2の工程
を示す要部断面図。
FIG. 1A to FIG. 1D are cross-sectional views of essential parts showing steps of Examples 1 and 2 of the present invention.

【図2】実施例のガスフローのシーケンスを示す説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a gas flow sequence of an example.

【図3】(A)〜(D)は従来技術の工程を示す要部断
面図。
FIG. 3A to FIG. 3D are cross-sectional views of relevant parts showing the steps of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板 14…ポリシリコン膜 15…ポリシリコン薄膜(シード層) 16…WSi膜(シリサイド膜) 11 ... Silicon substrate 14 ... Polysilicon film 15 ... Polysilicon thin film (seed layer) 16 ... WSi film (silicide film)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にシリサイド膜を堆積させ
るシリサイドの成膜方法において、 ポリシリコン又はアモルファスシリコンで成る薄いシー
ド層を堆積させた後、引き続いて連続的にシリサイド膜
を堆積させることを特徴とするシリサイドの成膜方法。
1. A method of forming a silicide film on a semiconductor substrate, comprising depositing a thin seed layer of polysilicon or amorphous silicon and then successively depositing the silicide film. And a method of forming a silicide.
【請求項2】 半導体基板上にシリサイド膜を堆積させ
るシリサイドの成膜方法において、 多結晶ゲルマニウム又は非晶質ゲルマニウムで成る薄い
シード層を堆積させた後、引き続いてシリサイド膜を堆
積させることを特徴とするシリサイドの成膜方法。
2. A method of forming a silicide film on a semiconductor substrate, comprising depositing a thin seed layer of polycrystalline germanium or amorphous germanium, and then depositing the silicide film. And a method of forming a silicide.
【請求項3】 前記シリサイド膜を、ジクロルシランと
六弗化タングステンを反応ガスとして用いたCVD法で
形成する請求項1又は請求項2記載に係るシリサイドの
成膜方法。
3. The method for forming a silicide according to claim 1, wherein the silicide film is formed by a CVD method using dichlorosilane and tungsten hexafluoride as reaction gases.
【請求項4】 半導体基板上にシリサイド膜を堆積させ
るシリサイドの成膜方法において、 ポリシリコン又はアモルファスシリコンで成るシード層
を50nm以下の厚みに堆積した後、同一の反応室内
で、ジクロルシランと六弗化タングステンを用いたCV
D法で前記シード層と略同一の堆積温度にてシリサイド
膜を堆積させることを特徴とするシリサイドの成膜方
法。
4. A method for forming a silicide film, comprising depositing a silicide film on a semiconductor substrate, wherein a seed layer made of polysilicon or amorphous silicon is deposited to a thickness of 50 nm or less, and then dichlorosilane and hexafluorosilane are placed in the same reaction chamber. CV using tungsten oxide
A method of forming a silicide, characterized in that the silicide film is deposited by the D method at a deposition temperature substantially the same as that of the seed layer.
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