JPH0621440A - Mis-type fet - Google Patents
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- JPH0621440A JPH0621440A JP17512192A JP17512192A JPH0621440A JP H0621440 A JPH0621440 A JP H0621440A JP 17512192 A JP17512192 A JP 17512192A JP 17512192 A JP17512192 A JP 17512192A JP H0621440 A JPH0621440 A JP H0621440A
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- gate electrode
- titanium silicide
- polycrystalline silicon
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- silicide
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はMIS型FETに関し、
特にMIS型FETのゲート電極の構造に関する。The present invention relates to a MIS type FET,
In particular, it relates to the structure of the gate electrode of the MIS type FET.
【0002】[0002]
【従来の技術】MIS型FETの製造方法を説明するた
めの工程順の断面図である図4を参照すると、従来のM
IS型FETは、以下のように形成されている。まず、
例えばP型のシリコン基板201の表面にゲート絶縁膜
202を形成し、全面に多結晶シリコンとチタンシリサ
イドとからなる積層膜を形成した後、この積層膜をパタ
ーニングして多結晶シリコン203aとチタンシリサイ
ド205aとからなるゲート電極を形成する〔図4
(a)〕。次に、このゲート電極をマスクにしたイオン
注入によりシリコン基板201の表面にN型のソース・
ドレイン拡散層206を形成し、全面に層間絶縁膜20
7を堆積した後、上記ゲート電極等へ達するコンタクト
開口208を層間絶縁膜207に設ける。2. Description of the Related Art Referring to FIG. 4 which is a sectional view in order of steps for explaining a method of manufacturing a MIS type FET, a conventional M
The IS type FET is formed as follows. First,
For example, a gate insulating film 202 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 201, a laminated film made of polycrystalline silicon and titanium silicide is formed on the entire surface, and then the laminated film is patterned to form polycrystalline silicon 203a and titanium silicide. 205a to form a gate electrode [FIG.
(A)]. Next, an N-type source is formed on the surface of the silicon substrate 201 by ion implantation using this gate electrode as a mask.
The drain diffusion layer 206 is formed, and the interlayer insulating film 20 is formed on the entire surface.
After depositing 7, the contact opening 208 reaching the gate electrode or the like is provided in the interlayer insulating film 207.
【0003】上述したようにゲート電極が多結晶シリコ
ン203aとチタンシリサイド205aとからなる積層
膜で形成されているのは、他のシリサイドに比べてチタ
ンシリサイドの比抵抗は最も低いものの1つであるから
である。製品ベースでは多結晶シリコンとチタンシリサ
イドより比抵抗が5倍程度高いタングステンシリサイド
やモリブデンシリサイドとの積層膜からなるゲート電極
が用いられているが、近年のLSIの高集積化に伴なっ
てゲート電極の抵抗値の低減も重要となり、ゲート電極
の構成材料としてチタンシリサイドが重視されだしてい
る。As described above, the fact that the gate electrode is formed of a laminated film made of polycrystalline silicon 203a and titanium silicide 205a is one of the lowest specific resistances of titanium silicide compared to other silicides. Because. In the product base, a gate electrode composed of a laminated film of polycrystalline silicon and tungsten silicide or molybdenum silicide, which has a specific resistance about five times higher than that of titanium silicide, is used. With the recent high integration of LSIs, the gate electrode is used. It is also important to reduce the resistance value of, and titanium silicide is starting to be emphasized as a constituent material of the gate electrode.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のMIS
型FETのゲート電極では、コンタクト開口208を介
して金属配線をゲート電極に接続するとき、コンタクト
抵抗が大きくなるという問題点がある。このような問題
点の存在は、MIS型FETの動作速度の構造に対する
大きな支障となる。このようにコンタクト抵抗が大きく
なるのは、以下に示す理由による。DISCLOSURE OF THE INVENTION The conventional MIS described above
In the gate electrode of the type FET, there is a problem that the contact resistance increases when the metal wiring is connected to the gate electrode through the contact opening 208. The existence of such a problem is a great obstacle to the structure of the operating speed of the MIS type FET. The reason why the contact resistance increases in this way is as follows.
【0005】層間絶縁膜207を異方性エッチングして
チタンシリサイド205aに達するコンタクト開口20
8を形成したのち金属配線用の金属膜の成膜を行なうに
際して、コンタクト開口208に露出したチタンシリサ
イド205aの表面の自然酸化膜を除去する必要があ
る。この自然酸化膜の除去は、稀フッ酸や希硫酸等で行
なうが、この処理によりチタンシリサイド205aも溶
けて薄くなり、チタンシリサイド205aのシート抵抗
が増大する。あるいは、この処理によりチタンシリサイ
ド205aも完全に除去された場合、金属配線はチタン
シリサイドより1桁高い比抵抗を有する多結晶シリコン
203aに直接に接続することになる。Contact opening 20 reaching titanium silicide 205a by anisotropically etching interlayer insulating film 207
When the metal film for metal wiring is formed after forming No. 8, it is necessary to remove the natural oxide film on the surface of the titanium silicide 205a exposed in the contact opening 208. This natural oxide film is removed with dilute hydrofluoric acid, dilute sulfuric acid, or the like, but this treatment also melts and thins the titanium silicide 205a, increasing the sheet resistance of the titanium silicide 205a. Alternatively, if the titanium silicide 205a is also completely removed by this treatment, the metal wiring will be directly connected to the polycrystalline silicon 203a having a resistivity that is an order of magnitude higher than that of titanium silicide.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明によると、MIS
型FETのゲート電極は、多結晶シリコン,タングステ
ンシリサイド,およびチタンシリサイドが順次積層され
た膜からなる。According to the present invention, a MIS
The gate electrode of the type FET is made of a film in which polycrystalline silicon, tungsten silicide, and titanium silicide are sequentially stacked.
【0007】[0007]
【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
【0008】MIS型FETの断面図である図1を参照
すると、本発明の一実施例のMIS型FETは、例えば
P型のシリコン基板101と、シリコン基板101表面
に設けられたN型のソース・ドレイン拡散層106,お
よびゲート絶縁膜102と、多結晶シリコン103a,
タングステンシリサイド104a,およびチタンシリサ
イド105aが順次積層された膜からなるゲート絶縁膜
102上に設けられたゲート電極と、ゲート電極を含め
てこのシリコン基板101を覆う層間絶縁膜107と、
層間絶縁膜107に設けられた上記チタンシリサイド1
05aに達するコンタクト開口108とを少なくとも有
している。Referring to FIG. 1 which is a cross-sectional view of a MIS type FET, a MIS type FET according to an embodiment of the present invention includes a P type silicon substrate 101 and an N type source provided on the surface of the silicon substrate 101. The drain diffusion layer 106, the gate insulating film 102, the polycrystalline silicon 103a,
A gate electrode provided on a gate insulating film 102 made of a film in which tungsten silicide 104a and titanium silicide 105a are sequentially stacked; an interlayer insulating film 107 covering the silicon substrate 101 including the gate electrode;
The titanium silicide 1 provided on the interlayer insulating film 107
At least a contact opening 108 reaching 05a.
【0009】ゲート電極がこのような構造であるため、
金属配線用の金属膜の成膜の前処理としてチタンシリサ
イド105aの表面の自然酸化膜の除去を稀フッ酸や希
硫酸等で行なうに際して、従来のようなコンタクト抵抗
の増大は起らない。この処理によりチタンシリサイド1
05aが溶けて薄く,あるいは除去されても、これの下
地のタングステンシリサイド104aは溶けない。タン
グステンシリサイド104aの比抵抗はチタンシリサイ
ド105aの比抵抗の5倍程度であるが、多結晶シリコ
ンの比抵抗より1桁以上小さい。このため、コンタクト
抵抗の大幅な増大は避けられる。実験測定の結果、上記
一実施例の構造では、従来構造のMIS型FETに比べ
て、コンタクト抵抗の値は15%程度減少した。Since the gate electrode has such a structure,
When the natural oxide film on the surface of the titanium silicide 105a is removed with dilute hydrofluoric acid or dilute sulfuric acid as a pretreatment for forming the metal film for the metal wiring, the contact resistance does not increase unlike the conventional case. Titanium silicide 1 by this treatment
Even if 05a is melted to be thin or removed, the underlying tungsten silicide 104a is not melted. The specific resistance of the tungsten silicide 104a is about 5 times the specific resistance of the titanium silicide 105a, but is one digit or more smaller than the specific resistance of polycrystalline silicon. Therefore, a large increase in contact resistance can be avoided. As a result of experimental measurement, in the structure of the above-mentioned one embodiment, the value of the contact resistance was reduced by about 15% as compared with the MIS type FET having the conventional structure.
【0010】MIS型FETの製造方法を説明するため
の工程順の断面図である図2を併せて参照すると、上記
第1の実施例の構造のMIS型FETの製造方法は、ま
ず、P型のシリコン基板101の表面にゲート絶縁膜1
02を形成する。続いて、ゲート絶縁膜102上に、順
次多結晶シリコン103,タングステンシリサイド10
4,およびチタンシリサイド105を成膜し、3層の積
層膜を形成する〔図2(a)〕。次に、異方性エッチン
グによりこの積層膜をパターニングして、チタンシリサ
イド105a,タングステンシリサイド104a,およ
び多結晶シリコン103aからなるゲート電極を形成す
る。続いて、このゲート電極をマスクにしたN型不純物
のイオン注入により、ソース・ドレイン拡散層106を
形成する〔図2(b)〕。次に、層間絶縁膜107の成
膜,コンタクト開口108の形成を行なうことにより、
図1に示した構造のMIS型FETが形成される。Referring also to FIG. 2 which is a sectional view in order of steps for explaining the method for manufacturing the MIS-type FET, the method for manufacturing the MIS-type FET having the structure of the first embodiment will be described below. Gate insulating film 1 on the surface of silicon substrate 101 of
02 is formed. Then, the polycrystalline silicon 103 and the tungsten silicide 10 are sequentially formed on the gate insulating film 102.
4, and titanium silicide 105 are formed to form a three-layer laminated film [FIG. 2 (a)]. Next, this laminated film is patterned by anisotropic etching to form a gate electrode made of titanium silicide 105a, tungsten silicide 104a, and polycrystalline silicon 103a. Subsequently, the source / drain diffusion layer 106 is formed by ion implantation of N-type impurities using the gate electrode as a mask [FIG. 2 (b)]. Next, by forming an interlayer insulating film 107 and forming a contact opening 108,
A MIS type FET having the structure shown in FIG. 1 is formed.
【0011】MIS型FETの製造方法を説明するため
の断面図である図3を併せて参照すると、上記第1の実
施例の構造のMIS型FETの別の製造方法は、第3層
目のチタンシリサイド105の成膜の代りに第2の多結
晶シリコンを成膜し、これを含んだ3層の積層膜をパタ
ーニングして多結晶シリコン113a,タングステンシ
リサイド104a,および多結晶シリコン103aから
なる積層パターンを形成し、この積層パターンの側面に
ゲート絶縁膜102と異なる材料からなる側壁絶縁膜1
17を形成し、これと前後してソース・ドレイン拡散層
106を形成する。続いて、全面にチタン115を成膜
する〔図3〕。次に、不活性雰囲気中で熱処理すると、
多結晶シリコン113aとチタン115とのシリサイド
化反応によりチタンシリサイドが形成され、図1に示し
た構造のゲート電極が形成される。Referring also to FIG. 3 which is a cross-sectional view for explaining the method of manufacturing the MIS type FET, another method of manufacturing the MIS type FET having the structure of the first embodiment is the third layer. Instead of forming the titanium silicide 105, a second polycrystalline silicon film is formed, and a three-layer laminated film including the second polycrystalline silicon film is patterned to form a laminated film including the polycrystalline silicon 113a, the tungsten silicide 104a, and the polycrystalline silicon 103a. A pattern is formed, and a sidewall insulating film 1 made of a material different from that of the gate insulating film 102 is formed on the side surface of the laminated pattern.
17 is formed, and the source / drain diffusion layer 106 is formed before and after this. Subsequently, titanium 115 is formed on the entire surface [FIG. 3]. Then, heat treatment in an inert atmosphere,
Titanium silicide is formed by the silicidation reaction between polycrystalline silicon 113a and titanium 115, and the gate electrode having the structure shown in FIG. 1 is formed.
【0012】なお、上記別の製造方法において、側壁絶
縁膜117をゲート絶縁膜102と同じ材料で形成する
と、ソース・ドレイン拡散層106の表面にもチタンシ
リサイドが形成され、いわゆるサリサイド構造のソース
・ドレイン拡散層が得られる。In the above another manufacturing method, when the side wall insulating film 117 is formed of the same material as the gate insulating film 102, titanium silicide is also formed on the surface of the source / drain diffusion layer 106, so that a so-called salicide structure source / drain layer is formed. A drain diffusion layer is obtained.
【0013】[0013]
【発明の効果】以上説明したように本発明のMIS型F
ETは、ゲート電極に対する金属配線のコンタクト抵抗
は減少する。このため、MIS型FETの動作速度は大
幅に向上する。As described above, the MIS type F of the present invention
ET reduces the contact resistance of the metal wiring to the gate electrode. Therefore, the operating speed of the MIS type FET is significantly improved.
【図1】本発明の一実施例を説明するための断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】上記一実施例の製造方法を説明するための工程
順の断面図である。2A to 2D are cross-sectional views in order of the processes, for illustrating the manufacturing method of the one embodiment.
【図3】上記一実施例の別の製造方法を説明するための
工程順の断面図である。3A to 3D are cross-sectional views in order of the processes, for illustrating another manufacturing method of the one embodiment.
【図4】従来のMIS型FETを製造方法に沿って説明
するための工程順の断面図である。4A to 4C are cross-sectional views in order of processes for explaining a conventional MIS-FET according to a manufacturing method.
101,201 シリコン基板 102,202 ゲート絶縁膜 103,103a,113a,203a 多結晶シリ
コン 104,104a タングステンシリサイド 105,105a,205a チタンシリサイド 106,206 ソース・ドレイン拡散層 107,207 層間絶縁膜 108,208 コンタクト開口 115 チタン 117 側壁絶縁膜101, 201 silicon substrate 102, 202 gate insulating film 103, 103a, 113a, 203a polycrystalline silicon 104, 104a tungsten silicide 105, 105a, 205a titanium silicide 106, 206 source / drain diffusion layer 107, 207 interlayer insulating film 108, 208 Contact opening 115 Titanium 117 Side wall insulating film
───────────────────────────────────────────────────── 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 21/338 29/812 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/338 29/812
Claims (1)
ETであって、多結晶シリコン,タングステンシリサイ
ド,およびチタンシリサイドが積層されてなるゲート電
極を有することを特徴とするMIS型FET。1. A MIS type F formed on a silicon substrate.
A MIS type FET which is an ET and has a gate electrode formed by stacking polycrystalline silicon, tungsten silicide, and titanium silicide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17512192A JPH0621440A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Mis-type fet |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17512192A JPH0621440A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Mis-type fet |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0621440A true JPH0621440A (en) | 1994-01-28 |
Family
ID=15990650
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17512192A Withdrawn JPH0621440A (en) | 1992-07-02 | 1992-07-02 | Mis-type fet |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0621440A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6933580B2 (en) * | 1999-08-30 | 2005-08-23 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure with substantially etched oxynitride defects protruding therefrom |
-
1992
- 1992-07-02 JP JP17512192A patent/JPH0621440A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6933580B2 (en) * | 1999-08-30 | 2005-08-23 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure with substantially etched oxynitride defects protruding therefrom |
US7211200B2 (en) | 1999-08-30 | 2007-05-01 | Micron Technology, Inc. | Manufacture and cleaning of a semiconductor |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991005 |