JPH061776B2 - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置及びその製造方法

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JPH061776B2
JPH061776B2 JP60270400A JP27040085A JPH061776B2 JP H061776 B2 JPH061776 B2 JP H061776B2 JP 60270400 A JP60270400 A JP 60270400A JP 27040085 A JP27040085 A JP 27040085A JP H061776 B2 JPH061776 B2 JP H061776B2
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film
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体集積回路装置及びその製造方法に関
し、特に、信頼性が向上した小型の半導体集積回路装置
とこれを高歩留りに製造することができる半導体集積回
路装置の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
半導体集積回路装置では、例えば、集積回路内の絶縁ゲ
ート形電界効果トランジスタ(以下“MISトランジス
タ”と称する)のゲートと上記絶縁ゲート形電界効果ト
ランジスタとは異なる他ののMISトランジスタのソー
スまたはドレインのような集積回路内の他の回路素子の
拡散層とを、シリコン材料で直接接続する直接コンタク
ト技術を用いる必要があり、とりわけスタティック型ラ
ンダム・アクセス・メモリのメモリセル等のフリップ・
フロップ型回路では必須の技術となっている。
第3図,第4図は従来のMIS集積回路装置の製造工程
を示す工程別断面図であり、以下、これを用いて従来の
半導体集積回路装置における直接コンタクト技術を説明
する。
第3図は、第1ポリシリコンで形成されたゲートを素子
分離膜用の厚い絶縁膜2上を介して他のMISトランジ
スタのソースまたはドレイン領域にまで延長し、直接コ
ンタクトを形成する方法を示した図である。
先ず、第3図(a)に示すように、P型シリコン基板1の
表面上に素子分離用の厚い絶縁膜2、次いで薄いゲート
酸化膜を熱酸化法、CVD法、スパッタ法により形成し
た後、写真製版とエッチング技術により選択的にコンタ
ンクト穴9を形成し、次いで、イオン注入法、熱拡散注
入法等によりシリコン基板の表面付近にN型拡散層4を
形成する。
次に、第3図(b)に示すように、CVD法等により第1
ポリシリコン膜5を形成する。
次に、第3図(c)に示すように、写真製版とエッチング
技術により第1ポリシリコン膜5をパターニングして配
線5aとゲート電極5bを形成すする。
次に、拡散層4と同様の方法によりシリコン基板1の表
面付近にN型拡散層4a,4bを形成することにより、
第1ポリシリコンよりなる配線5aは、コンタクト面1
0、N型拡散層4を介してMISトランジスタ15のソ
ースまたはドレインであるN型拡散層4aと接続され
る。
しかしながら、この方法では、上記のように、基板1と
第1ポリシリコン5aとをコンタクトさせる領域にN型
拡散層4を形成しなければならず、また、薄いゲート絶
縁膜をエッチングする工程を含むため、レジスト等によ
りこのゲート絶縁膜が汚染され、結果的に歩留り装置の
信頼性を低下させるという問題点があった。
そこで、このような問題点を解消できるものとして第4
図に示す半導体集積回路装置の製造方法が提案された。
これは、第4図(a)に示すように、素子分離用の厚い絶
縁膜2,薄いゲート絶縁膜3,第1ポリシリコンよりな
る配線5a、ゲート電極5b、N形拡散層4a,4bを
第3図に示す従来例と同様の方法により形成し、更に、
絶縁膜11をゲート絶縁膜と同様の方法により形成し、
写真製版とエッチング技術により、第1ポリシリコンよ
りなる配線5aとN形拡散層4aにまたがる部分の絶縁
膜11及び薄いゲート絶縁膜3を除去して大きいコンタ
クト穴12を形成する。
次に、第2ポリシリコン膜13をCVD法などにより形
成し、パターニングを行って余分な第2ポリシリコン膜
を除去する。このようにして、第4図(b)に示す配線構
造、即ち、第1ポリシリコンよりなる配線5aがコンタ
クト面14,第2ポリシリコン13,コンタクト面10
を介してMISトランジスタ15のソースまたはドレイ
ン領域であるN形拡散層4aと接続した構造が形成され
る。
しかしながら、この第4図に示す製造工程では、薄い
ゲート絶縁膜3の汚染を避けることはできるものの、絶
縁膜11,コンタクト穴12及び第2ポリシリコン膜1
3の形成工程が必要となり、工程数が多くなるという問
題点があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記の従来の集積回路内の回路素子のゲート電極を他の
回路素子の拡散層に直接コンタクトする半導体集積回路
装置の製造方法では、上述したようにゲート絶縁膜の汚
染や工程数の増大という問題点を有し、また、その製造
工程に起因して上記回路素子の拡散層(4または4a)
をコンタクト面の分だけ大きく形成する必要があり、結
果的にMISトランジスタ等の回路素子の基板上での専
有面積を増大しなければならず、装置が大型化するとい
う問題点があった。
この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたものであり、コンタクト面(の拡散層)の面積が減
少し、トランジスタ等の回路素子の基板上での占有面積
が縮小した小型の半導体集積回路装置と、この半導体集
積回路装置を従来に比べて少ない工程数で形成すること
ができる半導体集積回路装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明にかかる半導体集積回路装置及びその製造方法
は、シリコン基板上のMISトランジスタを他の基板領
域か分離する素子分離用の絶縁膜上から該MISトラン
ジスタの拡散層の周囲にのこるゲート絶縁膜上まで、そ
の一端が回路素子の電極に繋がるポリシリコン配線層を
形成し、このポリシリコン配線層と上記MISトランジ
スタの拡散層を覆うように高融点金属を形成し、この高
融点金属を熱処理してシリサイド化するようにしたもの
である。
〔作用〕
この発明においては、素子分離用絶縁膜上のポリシリコ
ンからなる配線層をトランジスタの拡散層の周囲のゲー
ト絶縁膜上まで引き延ばして形成し、この配線層とトラ
ンジスタの拡散層とを、ひと続きの高融点金属層で被覆
して、これをシリサイド化することにより、これら配線
層とトランジスタの拡散層を接続するようにしたから、
回路パターン設計上必要であったコンタクト部を形成す
るための基板上のマージン(上記拡散層)を大きく形成
する必要がなくなるとともに、従来必要とされていた上
記ポリシリコン配線と拡散層とを接続するための他の配
線や、かかる接続に必要なゲート電極を覆う絶縁膜やコ
ンタクト穴を形成することなく、上記シリコン配線層と
拡散層とを電気的に接続することができる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図はこの発明の一実施例による半導体集積回路装置
の製造工程を示す工程別断面図であり、図において、1
はP形シリコン基板、2は素子分離用絶縁膜、3はゲー
ト絶縁膜、4,4a,4bはN形拡散層、5aはシリコ
ン配線、6,6a,6bはサイドウォール、7は高融点
金属,8a,8b,8cはシリサイド膜である。
先ず、第1図(a)に示す構造、即ち、第4図(a)と基本的
に同一構造でN形拡散層4aの面積を第4図(a)より縮
小した構造を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、図示しない他のMIS
トランジスタのゲート電極に続くポリシリコンよりなる
配線5aとゲート電極5bの周辺部側面に絶縁体で形成
されるサイドウォール6a,6bを形成する。このサイ
ドウォール6a,6bは、例えばシリコン酸化膜を前面
に堆積した後、異方性エッチングを施すことにより形成
される。
次に、第1図(c)に示すように、サイドウォール6aの
みを写真製版、エッチング技術を用いて選択的に除去
し、高融点金属7をスパッタ法、CVD法等により形成
する。この高融点金属としては、タングステン(W)、
モリブデン(Mo)、タンタル(Ta)、クロム(C
r)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、ジルコニウ
ム(Zr)等が用いられる。
次に、上記高融点金属膜7を熱処理によりシリサイド化
し、図1(d)に示すように、サイドウォール6b上及び
厚い絶縁膜2上に未反応の高融点金属膜7をエッチング
法により除去する。
第2図は、この熱処理状態を拡大して示した図であり、
図に示すように、領域Aでは、シリコン配線5aと拡散
層4a,4bの表面付近に形成されるシリサイド化膜8
a,8b,8cは横方向にも成長するため、ゲート絶縁
膜3が十分に薄い条件にてシリサイド化膜8aを分断す
ることなく連続する。一方、領域Bでは、サイドウォー
ルを形成する絶縁体が十分に厚いため、拡散層4a,4
b上に形成されるシリサイド化膜8a,8cとゲート電
極5b上に形成されるシリサイド化膜8bは連続せず、
サイドウォール6b上には未反応の高融点金属が残留す
る。そして、この状態でこの未反応の高融点金属をエッ
チング法によって選択的に除去する。
このような本実施例の半導体集積回路装置の製造工程で
は、P形シリコン基板表面に形成されたMISトランジ
スタを構成するN形拡散層4a(ソースまたはソース)
と他の回路素子の電極に続くシリコン配線5aとが、こ
れらの上部に形成された高融点金属をシリサイド化する
ことにより、電気的に接続されるので、従来のようにこ
れらシリコン配線5aと拡散層4aとのコンタクトの為
に基板内に広い面積の拡散層を形成することを要せず、
従来に比べて少ない工程数にてこれを行うことができ、
その結果、トランジスタの占有面積が縮小し、配線抵抗
自体も低抵抗化した小型且つ高信頼性の半導体集積回路
装置を効率よく製造することができる。
尚、上記実施例ではP形シリコン基板にN形拡散層を形
成したが、これらはN形シリコン基板にP形拡散層を形
成してもよく、上記実施例と同様の効果を得ることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、シリコン基板上のM
ISトランジスタを他の基板領域から分離する素子分離
要の絶縁膜上から該MISトランジスタの拡散層の周囲
にのこるゲート絶縁膜上まで、その一端が回路素子の電
極に繋がるポリシリコン配線層を形成し、このポリシリ
コン配線層と上記MISトランジスタの拡散層を覆うよ
うに高融点金属を形成し、この高融点金属を熱処理して
シリサイド化するようにしたので、回路パターン設計上
必要であったコンタクト部を形成するための基板上のマ
ージンを大きく形成する必要がなくなるとともに、従来
必要とされていた上記ポリシリコン配線と拡散層とを接
続するための他の配線や、かかる接続に必要なゲート電
極を覆う絶縁膜やコンタクト穴を形成することなく、上
記シリコ配線層と拡散層とを電気的に接続することがで
き、その結果、従来に比して短縮した工程で、MISト
ランジスタの基板上における占有面積が縮小して集積度
が向上した,半導体集積回路装置を得ることができるい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はこの発明の一実施例による半導体集
積回路装置の製造工程を示す断面図、第3図及び第4図
は従来の半導体集積回路装置の製造工程を示す断面図で
あり、図において、1はP形シリコン基板、2は素子分
離用の厚い絶縁膜、3はゲート絶縁膜、4,4a,4b
はN形拡散層、5は第1ポリシリコン膜、5a,シリコ
ン配線、5bはゲート電極、6,6a,6bはサイドウ
ォール、7は高融点金属、8,8a,8b,8cはシリ
サイド膜,9はコンタクト穴,10はコンタクト面,1
1は絶縁膜,12はコンタクト穴、13は第2ポリシリ
コン膜、14はコンタクト面、15はMISトトランジ
スタ、Aはシリサイド化膜の連続な領域、Bはシリサイ
ド化膜の不連続な領域である。尚、図中同一符号は同一
または相当する部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/90 C 7735−4M 27/11 29/784 8728−4M H01L 27/10 381

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板と、 該シリコン基板の主面に対して形成された絶縁ゲート形
    電界効果トランジスタと、 該絶縁ゲート形電界効果トランジスタを上記シリコン基
    板上の他の領域から分離する絶縁膜と、 上記絶縁膜上から上記絶縁ゲート形電界効果トランジス
    タのソースまたはドレインとなる拡散層の周囲にあるゲ
    ート絶縁膜上まで延びるように、上記絶縁ゲート形電界
    効果トランジスタのゲート電極と同時に形成された,そ
    の一端が上記シリコン基板上の上記絶縁ゲート形電界効
    果トランジスタとは異なる他の回路素子に繋がるポリシ
    リコン配線と、 上記ポリシコン配線の表面を被覆し、かつ、上記ソース
    またはドレインである拡散層に接触する高融点金属シリ
    サイド化膜とを備えたことを特徴とする半導体集積回路
    装置。
  2. 【請求項2】上記高融点金属がタングステン(W)、モ
    リブデン(Mo)、チタン(Ti)、タンタル(T
    a)、クロム(Cr)、バナジウム(V)、ニオブ(N
    b)、ジルコニウム(Zr)のいずれかまたはこれらの
    多層膜あるいは混合膜であることを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の半導体集積回路装置。
  3. 【請求項3】シリコン基板上に絶縁ゲート形電界効果ト
    ランジスタを含む複数の回路素子を集積してなる半導体
    集積回路装置の製造方法であって、 シリコン基板表面に絶縁ゲート形電界効果トランジスタ
    を構成するゲート絶縁膜と、上記絶縁ゲート形電界効果
    トランジスタを該シリコン基板の他の領域から分離する
    ための、該ゲート絶縁膜に繋がる分離用絶縁膜を形成す
    る工程と、 上記ゲート絶縁膜と分離用絶縁膜とを覆うようにポリシ
    リコン膜を形成し、該ポリシリコン膜をパターニングし
    て、上記ゲート絶縁膜上の所定領域にゲート電極を形成
    すると同時に、上記分離用絶縁膜上から上記ゲート絶縁
    膜の上記絶縁ゲート形電界効果トランジスタを構成する
    拡散層を形成するための開口部が形成されるべき部分の
    周辺部上まで、その一端が他の回路素子に繋がるポリシ
    リコン配線を形成する工程と、 上記ゲート絶縁膜に開口を形成し、該開口を通して上記
    シリコン基板内に上記絶縁ゲート形電界効果トランジス
    タを構成する拡散層を形成する工程と、 上記ポリシリコンからなるゲート電極の側部にサイドウ
    ォールを形成し、この状態で上記絶縁ゲート形電界効果
    トランジスタ及び上記ポリシリコン配線を覆うように高
    融点金属膜を形成する工程と、 上記高融点金属膜を熱処理によりシリサイド化し、上記
    サイドウォールを被覆する未反応の高融点金属膜を除去
    する工程とを含むことを特徴とする半導体集積回路装置
    の製造方法。
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