JPH0637091A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0637091A
JPH0637091A JP5004082A JP408293A JPH0637091A JP H0637091 A JPH0637091 A JP H0637091A JP 5004082 A JP5004082 A JP 5004082A JP 408293 A JP408293 A JP 408293A JP H0637091 A JPH0637091 A JP H0637091A
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JP
Japan
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layer
film
silicon
silicon film
semiconductor device
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Withdrawn
Application number
JP5004082A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Shimizu
雅裕 清水
Takehisa Yamaguchi
偉久 山口
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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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0637091A publication Critical patent/JPH0637091A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device having a wiring structure which has high reliability and excellent electric characteristics. CONSTITUTION:A first silicon film 10a is formed on a metal silicide layer (e.g. a TiSi2 layer) by a physical vapor depositing method, and then a second silicon film 10 having different physical and chemical characteristics from those of the film 10a is formed on the film 10a by using a CVD method.

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、半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特に、コンタクト抵抗が小さくかつ
信頼性の高い配線構造を有する半導体装置およびその製
造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 of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a wiring structure of low contact resistance and high reliability and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化、微細化の
要求はますます高まってきている。このような高集積
化、微細化の要求に伴い、配線層、電極寸法の縮小や多
層配線構造といった対策が採られている。このように配
線層、電極などの寸法が縮小されるにつれ、これらの電
気的抵抗は上昇する。したがって、この電極や配線層な
どの低抵抗化が要求されてきている。
2. Description of the Related Art In recent years, demands for high integration and miniaturization of semiconductor devices have been increasing. In response to such demands for high integration and miniaturization, measures such as reduction of wiring layer and electrode dimensions and multilayer wiring structure have been adopted. Thus, as the dimensions of the wiring layer, the electrodes, etc. are reduced, the electrical resistance of these increases. Therefore, it is required to reduce the resistance of the electrodes and wiring layers.

【0003】一般に、半導体装置における電気的な抵抗
を構成する主なものとして、不純物領域の拡散抵抗、コ
ンタクト抵抗および配線抵抗などを挙げることができ
る。この拡散抵抗は、不純物領域の濃度を高くすること
によって、その抵抗値を下げることが可能となる。コン
タクト抵抗は、半導体基板と配線層との界面の状態で決
定されるものであり、実効的なコンタクト面積の増大に
よってその抵抗値を下げることができる。配線抵抗に関
しては、設計上配線層の寸法等が予め決定されるため、
より低抵抗な材料を用いることが検討されている。
Generally, diffusion resistance of an impurity region, contact resistance, wiring resistance, etc. can be mentioned as main constituents of electrical resistance in a semiconductor device. The resistance value of the diffused resistor can be lowered by increasing the concentration of the impurity region. The contact resistance is determined by the state of the interface between the semiconductor substrate and the wiring layer, and its effective resistance can be reduced by increasing the effective contact area. Regarding wiring resistance, the dimensions of the wiring layer etc.
The use of lower resistance materials is being considered.

【0004】上述したように、半導体装置における電気
的抵抗を低減するために、さまざまな対策がなされてい
る。その中でも、特に配線抵抗を下げるために配線層の
一部として金属シリサイドを用いることが従来から行な
われている。この金属シリサイドとしては、高融点金属
のシリサイドが多く用いられており、この高融点金属の
シリサイドを用いることにより、低抵抗化、高耐熱化な
どが実現する上に、シリコンやシリコン酸化膜との熱膨
張係数の整合性が良好であるといった種々の特性が確保
されることになる。
As described above, various measures have been taken in order to reduce the electric resistance of the semiconductor device. Among them, it has been conventionally practiced to use metal silicide as a part of the wiring layer in order to reduce the wiring resistance. As the metal silicide, a refractory metal silicide is often used. By using the refractory metal silicide, it is possible to realize low resistance, high heat resistance, etc. Various characteristics such as good matching of the thermal expansion coefficient are ensured.

【0005】すなわち、抵抗が低くかつ信頼性の高い配
線層となり得ることになる。このような金属シリサイド
の中でも、特にチタンシリサイド(TiSi2 )は、最
も低抵抗な材料であることが知られている。そのため電
極の一部として用いられたり、配線層と不純物領域との
コンタクト部に設けられることが多い。それにより、コ
ンタクト抵抗を下げるとともに配線抵抗も下げることが
可能となる。すなわち、電極や配線層にこの種の材料を
用いてサリサイド(Self AlignedSili
cide)構造のトランジスタを形成することにより、
高性能の半導体装置を得ることが可能となる。
That is, a wiring layer having low resistance and high reliability can be obtained. Among such metal silicides, titanium silicide (TiSi 2 ) is known to have the lowest resistance. Therefore, it is often used as a part of the electrode or provided in the contact portion between the wiring layer and the impurity region. This makes it possible to reduce the contact resistance and the wiring resistance. That is, salicide (Self Aligned Sili
By forming a transistor having a (cide) structure,
It is possible to obtain a high-performance semiconductor device.

【0006】以下に、上記のサリサイド構造のトランジ
スタを有する半導体装置の一例について、図17〜図2
4を用いて説明する。図17は、サリサイド構造のトラ
ンジスタを有する半導体装置の一部断面を示す断面図で
ある。
An example of a semiconductor device having the above-mentioned salicide transistor will be described below with reference to FIGS.
4 will be described. FIG. 17 is a cross-sectional view showing a partial cross section of a semiconductor device having a salicide structure transistor.

【0007】図17を参照して、p型半導体基板71の
主表面における所定領域には、ソース/ドレイン領域と
なるn型不純物領域75が間隔を隔てて形成されてい
る。この不純物領域75によってトランジスタのチャネ
ル領域が規定されることになる。そして、このチャネル
領域上には、ゲート絶縁膜72を介してゲート電極73
が形成されている。
Referring to FIG. 17, n-type impurity regions 75 serving as source / drain regions are formed in a prescribed region of the main surface of p-type semiconductor substrate 71 at intervals. The impurity region 75 defines the channel region of the transistor. Then, a gate electrode 73 is formed on the channel region via a gate insulating film 72.
Are formed.

【0008】このゲート電極73および不純物領域75
には、ゲート電極73および不純物領域25の電気的抵
抗を低減させるためのチタンシリサイド層77が形成さ
れている。また、ゲート電極73の側壁には、サイドウ
ォール74が形成されている。このサイドウォール74
上、ゲート電極73上および不純物領域75上には、層
間絶縁膜78が形成されている。この層間絶縁膜78の
所定領域には、不純物領域75と上部に設けられる配線
層とのコンタクト部となるコンタクトホール79が設け
られている。
This gate electrode 73 and impurity region 75
A titanium silicide layer 77 for reducing the electrical resistance of the gate electrode 73 and the impurity region 25 is formed in the. A sidewall 74 is formed on the sidewall of the gate electrode 73. This sidewall 74
An interlayer insulating film 78 is formed on the gate electrode 73 and the impurity region 75. A contact hole 79 is provided in a predetermined region of the interlayer insulating film 78, which serves as a contact portion between the impurity region 75 and the wiring layer provided thereabove.

【0009】そして、このコンタクトホール79には、
不純物が導入された多結晶シリコン層80が形成されて
おり、この多結晶シリコン層80上には層間絶縁膜81
が形成されている。この層間絶縁膜81には、コンタク
トホール82が設けられ、このコンタクトホール82に
アルミニウムを含む金属よりなる配線層83が形成され
ている。
Then, in the contact hole 79,
A polycrystalline silicon layer 80 having impurities introduced therein is formed, and an interlayer insulating film 81 is formed on the polycrystalline silicon layer 80.
Are formed. A contact hole 82 is provided in the interlayer insulating film 81, and a wiring layer 83 made of a metal containing aluminum is formed in the contact hole 82.

【0010】以下に、上記の構造を有する半導体装置の
製造方法について、図18〜図24を用いて説明する。
図18〜図24は、上記のようなサリサイド構造のトラ
ンジスタを有する半導体装置の製造工程における第1工
程〜第7工程を示す断面図である。
A method of manufacturing the semiconductor device having the above structure will be described below with reference to FIGS.
18 to 24 are cross-sectional views showing the first to seventh steps in the manufacturing process of the semiconductor device having the salicide structure transistor as described above.

【0011】図18を参照して、まず、シリコン単結晶
などからなるp型半導体基板71の主表面に、熱酸化処
理を施すことによって150Å程度の膜厚のゲート絶縁
膜72を形成する。そして、このゲート絶縁膜72上
に、CVD(ChemicalVapor Depos
ition)法を用いて、1500〜5000Å程度の
膜厚の多結晶シリコン膜を形成する。
Referring to FIG. 18, first, a gate insulating film 72 having a thickness of about 150 Å is formed on the main surface of a p-type semiconductor substrate 71 made of silicon single crystal or the like by thermal oxidation. Then, CVD (Chemical Vapor Depos) is formed on the gate insulating film 72.
Ionization method is used to form a polycrystalline silicon film having a thickness of about 1500 to 5000 Å.

【0012】この多結晶シリコン膜およびゲート絶縁膜
72をパターニングし、ゲート電極73を形成する。そ
して、このゲート電極73の側壁部に、シリコン酸化膜
よりなるサイドウォール74を形成する。このサイドウ
ォール74は、ゲート電極73を被覆するようにシリコ
ン酸化膜を形成し、このシリコン酸化膜に異方性エッチ
ングを施すことによって形成される。
The polycrystalline silicon film and the gate insulating film 72 are patterned to form a gate electrode 73. Then, a sidewall 74 made of a silicon oxide film is formed on the sidewall of the gate electrode 73. The side wall 74 is formed by forming a silicon oxide film so as to cover the gate electrode 73 and anisotropically etching the silicon oxide film.

【0013】その後、p型半導体基板71の主表面に、
リン(P),砒素(As)などのn型不純物を導入する
ことによって、ソース/ドレイン領域となる不純物領域
75を形成する。このとき、この不純物領域75の拡散
深さは、1000〜3000Å程度であり、不純物濃度
は1020atoms/cm3 程度以上である。
After that, on the main surface of the p-type semiconductor substrate 71,
Impurity regions 75 to be source / drain regions are formed by introducing n-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As). At this time, the diffusion depth of the impurity region 75 is about 1000 to 3000Å, and the impurity concentration is about 10 20 atoms / cm 3 or more.

【0014】次に、図19を参照して、不純物領域75
上およびゲート電極73上に、スパッタリング法などを
用いて500Å程度の膜厚のTi膜76を形成する。そ
の後、このTi膜76が形成されたp型半導体基板71
に窒素雰囲気中で、600〜700℃程度の温度でRT
A(Rapid Thermal Annealin
g)処理を施す。この場合、窒素雰囲気に変えて真空中
やアルゴン雰囲気中で上記のRTA処理を行なってもよ
い。
Next, referring to FIG. 19, impurity region 75
A Ti film 76 having a thickness of about 500 Å is formed on the top and the gate electrode 73 by a sputtering method or the like. After that, the p-type semiconductor substrate 71 on which the Ti film 76 is formed
In a nitrogen atmosphere at a temperature of 600 to 700 ° C
A (Rapid Thermal Annealin
g) Perform processing. In this case, the RTA process may be performed in a vacuum or an argon atmosphere instead of the nitrogen atmosphere.

【0015】これにより、図20に示されるように、T
i膜76の下部がゲート電極73および不純物領域75
におけるシリコンと反応することによって、モノシリサ
イド(TiSi)層あるいはダイシリサイド(TiSi
2 )層からなる複合層77aが形成される。この複合層
77a上には、未反応のTi層76が残存し、このTi
層76上にはTiN層77bが形成される。このとき、
サイドウォール74と接するTi膜76は、未反応のT
i層76のままの状態あるいはTiN層77bが形成さ
れた状態となっている。
As a result, as shown in FIG.
The lower part of the i film 76 is the gate electrode 73 and the impurity region 75.
By reacting with silicon in the mono-silicide (TiSi) layer or disilicide (TiSi
2 ) A composite layer 77a composed of layers is formed. An unreacted Ti layer 76 remains on the composite layer 77a,
A TiN layer 77b is formed on the layer 76. At this time,
The Ti film 76 in contact with the sidewall 74 is formed of unreacted T film.
The i layer 76 is left as it is or the TiN layer 77b is formed.

【0016】次に、図21を参照して、p型半導体基板
71をエッチング液、たとえばH2SO4 /H2 2
2 Oの混合液やNH4 OH/H2 2 /H2 Oの混合
液で処理することによって、TiN層77bおよび未反
応のTi層76を除去する。これにより、ゲート電極7
3上部および不純物領域75上部に複合層(TiSi 2
あるいはTiSi)77aのみが残存することとなる。
Next, referring to FIG. 21, a p-type semiconductor substrate
71 is an etching solution, for example, H2SOFour/ H2O2/
H2O mixture or NHFourOH / H2O2/ H2O mixture
By treating with the liquid, the TiN layer 77b and the unreacted
The corresponding Ti layer 76 is removed. Thereby, the gate electrode 7
3 and the impurity region 75. 2
Alternatively, only TiSi) 77a remains.

【0017】次に、上記のような状態のp型半導体基板
71に、窒素雰囲気中において800℃以上の温度でR
TA処理が施される。この場合、窒素雰囲気に変えて真
空中やアルゴン雰囲気中で行なってもよい。これによ
り、図22に示されるように、ゲート電極73上部およ
び不純物領域75上部に、完全なダイシリサイドである
チタンシリサイド(TiSi2 )層77が300〜10
00Å程度の深さに形成される。
Next, the p-type semiconductor substrate 71 in the above-described state is subjected to R at a temperature of 800 ° C. or higher in a nitrogen atmosphere.
TA processing is performed. In this case, the nitrogen atmosphere may be changed to a vacuum or an argon atmosphere. As a result, as shown in FIG. 22, the titanium silicide (TiSi 2 ) layer 77, which is a complete disilicide, is formed on the gate electrode 73 and the impurity region 75 at 300-10.
It is formed at a depth of about 00Å.

【0018】次に、図23を参照して、CVD法などを
用いて、p型半導体基板71上全面に2000〜500
0Å程度の膜厚の層間絶縁膜78を形成する。そして、
この状態のp型半導体基板71に800〜1000℃の
温度で熱処理が施される。この熱処理によって、膜質の
改善を図るとともに、PSG(Phospho Sil
icate Glass)膜、BPSG(Boro P
hospho Silicate Glass)膜など
をリフローし、良好な平坦性を得る。その後、不純物領
域75上における層間絶縁膜78に、開口寸法0.8〜
1.2μmのコンタクトホール79が形成される。
Next, referring to FIG. 23, 2000 to 500 are formed on the entire surface of p-type semiconductor substrate 71 by the CVD method or the like.
An interlayer insulating film 78 having a film thickness of about 0Å is formed. And
The p-type semiconductor substrate 71 in this state is heat-treated at a temperature of 800 to 1000 ° C. By this heat treatment, the film quality is improved and PSG (Phospho Sil)
icate glass) film, BPSG (Boro P
A good flatness is obtained by reflowing a phosporo Silicate Glass) film or the like. After that, the opening size of 0.8 to 0.5 is formed in the interlayer insulating film 78 on the impurity region 75.
A contact hole 79 of 1.2 μm is formed.

【0019】その後、図24に示すように、CVD法を
用いて、リン(P),砒素(As),ボロン(B)など
の不純物が導入された多結晶シリコン層80を形成す
る。そして、この多結晶シリコン層80を所望の形状に
パターニングする。その後、CVD法などを用いて50
00〜10000Å程度の膜厚を有する層間絶縁膜81
を形成する。そして、800〜1000℃の温度で熱処
理を行ない、膜質の改善を図るとともに、PSG膜、B
PSG膜などをリフローし良好な平坦性を得る。
After that, as shown in FIG. 24, a polycrystalline silicon layer 80 into which impurities such as phosphorus (P), arsenic (As), and boron (B) have been introduced is formed by the CVD method. Then, this polycrystalline silicon layer 80 is patterned into a desired shape. Then, using the CVD method or the like, 50
Interlayer insulating film 81 having a film thickness of about 00 to 10000Å
To form. Then, heat treatment is performed at a temperature of 800 to 1000 ° C. to improve the film quality, and the PSG film and B
A PSG film or the like is reflowed to obtain good flatness.

【0020】その後、図17を参照して、多結晶シリコ
ン層80上における層間絶縁膜81に、開口寸法1.2
〜1.5μmのコンタクトホール82が形成される。こ
のコンタクトホール82に、スパッタリング法などを用
いて、アルミニウムを含む金属よりなる5000〜10
000Å程度の膜厚の配線層83を形成する。以上のよ
うな工程を経て、サリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置が形成されることになる。これにより、多
結晶シリコンゲートの配線抵抗や不純物領域の寄性抵抗
を同時に減少させることができ、より高性能な半導体装
置を形成することが可能となる。
Then, referring to FIG. 17, an opening dimension of 1.2 is formed in interlayer insulating film 81 on polycrystalline silicon layer 80.
A contact hole 82 of about 1.5 μm is formed. The contact hole 82 is made of a metal containing aluminum by 5000 to 10 by using a sputtering method or the like.
The wiring layer 83 having a film thickness of about 000Å is formed. Through the above steps, a semiconductor device having a salicide transistor is formed. As a result, the wiring resistance of the polycrystalline silicon gate and the bias resistance of the impurity region can be reduced at the same time, and a semiconductor device with higher performance can be formed.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構造を有する半導体装置においても、次に説明するよう
な問題点があった。
However, the semiconductor device having the above structure also has the following problems.

【0022】上記の従来の製造方法においては、多結晶
シリコン層80を形成する前に、チタンシリサイド(T
iSi2 )層77の表面に形成される酸化膜を除去しな
ければならなかった。これは、チタンシリサイドが非常
に活性な金属であるため、その表面に酸化膜が形成され
やすいためである。この酸化膜除去の手法としては、た
とえばHFベーパー処理あるいはH2 ベーキング処理が
用いられてきた。そして、このような処理がCVD装置
内で予め行なわれた後、チタンシリサイド層77上に多
結晶シリコン層80を形成していた。
In the conventional manufacturing method described above, titanium silicide (T) is formed before the polycrystalline silicon layer 80 is formed.
The oxide film formed on the surface of the iSi 2 ) layer 77 had to be removed. This is because titanium silicide is a very active metal and an oxide film is easily formed on the surface thereof. As a method for removing the oxide film, for example, HF vapor treatment or H 2 baking treatment has been used. Then, after such a process was previously performed in the CVD apparatus, the polycrystalline silicon layer 80 was formed on the titanium silicide layer 77.

【0023】しかし、チタンシリサイドは、上述したよ
うに、非常に活性な金属であるため、このチタンシリサ
イド層77上に、CVD法を用いて多結晶シリコン層8
0を形成した場合、多結晶シリコン層80が局所的に異
常成長するといった現象が生じていた。ここで、図25
を用いて、この多結晶シリコン層80の異常成長の様子
をより具体的に説明する。図25は、チタンシリサイド
層77上に、CVD法を用いて多結晶シリコン層80を
形成した場合に、多結晶シリコン層80が局所的に異常
成長をしているようすを模式的に示す説明図である。図
25を参照して、多結晶シリコン層80は、局所的に異
常成長し、チタンシリサイド層77上において非常に凹
凸段差の激しい形状となっているのが分かる。
However, since titanium silicide is a very active metal as described above, the polycrystalline silicon layer 8 is formed on the titanium silicide layer 77 by the CVD method.
When 0 is formed, the phenomenon that the polycrystalline silicon layer 80 locally abnormally grows occurs. Here, FIG.
The abnormal growth of the polycrystalline silicon layer 80 will be described more specifically with reference to FIG. FIG. 25 is an explanatory diagram schematically showing how the polycrystalline silicon layer 80 is locally abnormally grown when the polycrystalline silicon layer 80 is formed on the titanium silicide layer 77 by the CVD method. Is. With reference to FIG. 25, it can be seen that the polycrystalline silicon layer 80 has a locally abnormally grown shape and has a shape with a very large unevenness on the titanium silicide layer 77.

【0024】このように、凹凸段差が非常に大きいた
め、通常この上に配線層を形成することは考えられない
が、仮にこの多結晶シリコン層80上に配線層を形成し
ようとした場合、この多結晶シリコン層80上面を平坦
化しなければならない。このような非常に段差の大きい
凹凸形状の表面を平坦化するのは非常に困難であり、た
とえばエッチバックなどを行なうことによって平坦化を
行なった場合に、平坦化のために形成された膜表面に多
結晶シリコン層80の異常成長した突部の先端が残存す
る可能性が非常に高くなる。その場合に、この平坦化膜
上に形成される配線層と多結晶シリコン層80とが電気
的にショートしてしまうといった問題点が生じることに
なる。すなわち、多層配線構造とすることが極めて困難
であるといえる。
As described above, since the unevenness in level is very large, it is usually not possible to form a wiring layer on it, but if it is attempted to form a wiring layer on this polycrystalline silicon layer 80, The upper surface of the polycrystalline silicon layer 80 must be flattened. It is very difficult to flatten such an uneven surface having a very large step. For example, when the flattening is performed by etching back or the like, the film surface formed for the flattening is formed. In addition, it is very likely that the tip of the abnormally grown protrusion of the polycrystalline silicon layer 80 remains. In that case, the wiring layer formed on the flattening film and the polycrystalline silicon layer 80 are electrically short-circuited. That is, it can be said that it is extremely difficult to form a multilayer wiring structure.

【0025】また、上記のように多結晶シリコン層80
が異常成長する際に、p型半導体基板71中のシリコン
がチタンシリサイド層77を突破って成長する場合もあ
る。この様子が図26に示されている。図26は、多結
晶シリコン層80をCVD法を用いて形成した際に、p
型半導体基板71中のシリコンがチタンシリサイド層7
7を突き破って異常成長している様子を模式的に示す断
面図である。図26に示されるように、p型半導体基板
71中のシリコンがチタンシリサイド層77を突き破っ
て異常成長することによって、チタンシリサイド層77
に欠陥が生じ、コンタクト部における信頼性が低下する
といった問題点も生じていた。
Further, as described above, the polycrystalline silicon layer 80
In some cases, the silicon in the p-type semiconductor substrate 71 may break through the titanium silicide layer 77 and grow. This state is shown in FIG. FIG. 26 shows that when the polycrystalline silicon layer 80 is formed by the CVD method, p
The silicon in the semiconductor substrate 71 is titanium silicide layer 7
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a state of abnormal growth by breaking through 7. As shown in FIG. 26, the silicon in the p-type semiconductor substrate 71 breaks through the titanium silicide layer 77 and abnormally grows, so that the titanium silicide layer 77.
However, there is a problem that the reliability of the contact portion is deteriorated due to the defect.

【0026】さらに、配線層として多結晶シリコン層8
0を使用するため、この多結晶シリコン層80には不純
物が導入されている。この不純物は、チタンシリサイド
層77に吸収されやすい。したがって、チタンシリサイ
ド層77上に直接多結晶シリコン層80を形成した場合
には、多結晶シリコン層80から不純物が吸収され、多
結晶シリコン層80の配線抵抗が経時的に増大するとい
った問題点も考えられていた。
Further, a polycrystalline silicon layer 8 is used as a wiring layer.
Since 0 is used, impurities are introduced into the polycrystalline silicon layer 80. This impurity is easily absorbed by the titanium silicide layer 77. Therefore, when the polycrystalline silicon layer 80 is formed directly on the titanium silicide layer 77, impurities are absorbed from the polycrystalline silicon layer 80, and the wiring resistance of the polycrystalline silicon layer 80 increases with time. Was being considered.

【0027】一方、上記の多結晶シリコン層80の形成
を、スパッタリング法のみを用いて形成する場合も考え
られる。しかし、このようにスパッタリング法のみによ
って多結晶シリコン層80を形成した場合には次に説明
するような問題点が考えられる。この問題点について、
図27および図28を用いて説明する。図27および図
28は、コンタクトホール79内表面を含む層間絶縁膜
78上に、スパッタリング法のみを用いて多結晶シリコ
ン層84を形成している様子を段階的に示す部分断面図
である。
On the other hand, it may be considered that the polycrystalline silicon layer 80 is formed only by the sputtering method. However, in the case where the polycrystalline silicon layer 80 is formed only by the sputtering method in this way, the following problems can be considered. Regarding this problem,
This will be described with reference to FIGS. 27 and 28. 27 and 28 are partial cross-sectional views showing stepwise a state in which the polycrystalline silicon layer 84 is formed on the interlayer insulating film 78 including the inner surface of the contact hole 79 only by the sputtering method.

【0028】図27を参照して、スパッタリング法は段
差のカバレッジが良くないため、層間絶縁膜78上に形
成される多結晶シリコン層84の膜厚W1と、コンタク
トホール79側壁に形成される多結晶シリコン層84の
膜厚W2とでは膜厚差が生じることとなる。層間絶縁膜
78上に形成される多結晶シリコン層84の膜厚W1の
方が、コンタクトホール79側壁に形成される多結晶シ
リコン層84の膜厚W2よりも大きい値となる。
Referring to FIG. 27, since the step coverage is not good in the sputtering method, the film thickness W1 of the polycrystalline silicon layer 84 formed on the interlayer insulating film 78 and the multi-layer formed on the side wall of the contact hole 79. There is a difference in film thickness from the film thickness W2 of the crystalline silicon layer 84. The film thickness W1 of the polycrystalline silicon layer 84 formed on the interlayer insulating film 78 is larger than the film thickness W2 of the polycrystalline silicon layer 84 formed on the side wall of the contact hole 79.

【0029】そのため、図28に示されるように、多結
晶シリコン層84が所望の膜厚を有するように形成した
場合に、多結晶シリコン層84内部にボイド(Voi
d)85が形成される可能性が大きくなる。その結果、
半導体装置のコンタクト部における信頼性が低下すると
いった問題点が生じることとなる。
Therefore, as shown in FIG. 28, when the polycrystalline silicon layer 84 is formed to have a desired film thickness, voids (Voi) are formed inside the polycrystalline silicon layer 84.
d) The possibility that 85 will be formed increases. as a result,
This causes a problem that reliability of the contact portion of the semiconductor device is lowered.

【0030】また、スパッタリング法を用いて多結晶シ
リコン層84を形成した場合には、この多結晶シリコン
層84に導電性を持たせるために不純物を導入する際に
も問題が生じる。すなわち、スパッタリング法のみによ
って多結晶シリコン層84を形成する場合には、イオン
注入によって不純物が導入されることになる。そのた
め、多結晶シリコン層84内に不純物が不均一に導入さ
れる可能性が高くなるといった問題点も生じ得る。
Further, when the polycrystalline silicon layer 84 is formed by the sputtering method, a problem arises when impurities are introduced to make the polycrystalline silicon layer 84 conductive. That is, when the polycrystalline silicon layer 84 is formed only by the sputtering method, impurities will be introduced by ion implantation. Therefore, there is a possibility that impurities may be introduced into the polycrystalline silicon layer 84 unevenly.

【0031】この発明は、上記の内容に鑑みなされたも
のであり、この発明の一つの目的は、金属シリサイド層
上に多結晶シリコン配線層を形成する際に、経時的な配
線抵抗の増大を阻止し得る配線層構造を有する半導体装
置およびその製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to increase the wiring resistance over time when forming a polycrystalline silicon wiring layer on a metal silicide layer. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a wiring layer structure capable of blocking and a manufacturing method thereof.

【0032】この発明の他の目的は、金属シリサイド層
上に多結晶シリコン配線層を形成する際に、多結晶シリ
コン層の異常成長を阻止することによって、より信頼性
が高くかつ多層配線構造にも適用できる半導体装置およ
びその製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a more reliable and multilayer wiring structure by preventing abnormal growth of the polycrystalline silicon layer when forming the polycrystalline silicon wiring layer on the metal silicide layer. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof that can be applied to.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】この発明に基づく半導体
装置は、金属シリサイド層と、この金属シリサイド層上
に形成され第1の物理的・化学的特性を有する第1シリ
コン層と、第1シリコン層上に形成され第1の物理的・
化学的特性と異なる第2の物理的・化学的特性を有する
第2シリコン層とを備えている。そして、第1シリコン
層と第2シリコン層との境界には、結晶の不連続面が存
在する。
A semiconductor device according to the present invention comprises a metal silicide layer, a first silicon layer formed on the metal silicide layer and having first physical and chemical characteristics, and a first silicon layer. The first physical layer formed on the layer
A second silicon layer having a second physical / chemical property different from the chemical property. Then, a crystal discontinuity exists at the boundary between the first silicon layer and the second silicon layer.

【0034】この発明に基づく半導体装置の製造方法に
よれば、まず、金属シリサイド層を形成する。この金属
シリサイド層上に、物理蒸着法を用いて、第1シリコン
層を形成する。そして、この第1シリコン層上に、化学
蒸着法を用いて、第2シリコン層を形成する。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, first, a metal silicide layer is formed. A first silicon layer is formed on the metal silicide layer using a physical vapor deposition method. Then, a second silicon layer is formed on the first silicon layer by using a chemical vapor deposition method.

【0035】[0035]

【作用】この発明に基づく半導体装置においては、第1
シリコン層と第2シリコン層との境界には不連続な界面
が存在することとなる。それにより、第2シリコン層の
抵抗値を低減させるために不純物を導入した場合に、こ
の不純物が金属シリサイド層によって吸収される量を著
しく低減することが可能となる。それにより、配線層と
して機能する第2シリコン層の経時的な抵抗の増大を効
果的に阻止することが可能となる。
In the semiconductor device according to the present invention, the first
A discontinuous interface exists at the boundary between the silicon layer and the second silicon layer. Therefore, when impurities are introduced to reduce the resistance value of the second silicon layer, the amount of the impurities absorbed by the metal silicide layer can be significantly reduced. This makes it possible to effectively prevent the resistance of the second silicon layer functioning as a wiring layer from increasing with time.

【0036】この発明に基づく半導体装置の製造方法に
よれば、まず金属シリサイド層上に物理蒸着法を用いて
第1シリコン層を形成する。この場合、物理蒸着法を用
いて金属シリサイド層上にシリコン層を形成するので、
前述したようなシリコンの異常成長といった現象は生じ
得ないといえる。そして、このように形成された第1シ
リコン層上に、化学蒸着法を用いて第2シリコン層を形
成する。このとき、活性な金属シリサイド層上には第1
シリコン層が形成されているため、その上に化学蒸着法
を用いて第2シリコン層を形成したとしてもシリコン層
は異常成長しない。すなわち、金属シリサイド層上にシ
リコン層を形成する際に、シリコン層を異常成長させる
ことなく形成することが可能となる。それにより、より
信頼性が高くかつ多層配線構造にも適用し得る配線層構
造を有する半導体装置を形成することが可能となる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the present invention, the first silicon layer is first formed on the metal silicide layer by the physical vapor deposition method. In this case, since the silicon layer is formed on the metal silicide layer using the physical vapor deposition method,
It can be said that the phenomenon of abnormal growth of silicon as described above cannot occur. Then, a second silicon layer is formed on the thus formed first silicon layer by a chemical vapor deposition method. At this time, a first layer is formed on the active metal silicide layer.
Since the silicon layer is formed, the silicon layer does not grow abnormally even if the second silicon layer is formed thereon by using the chemical vapor deposition method. That is, when the silicon layer is formed on the metal silicide layer, the silicon layer can be formed without abnormal growth. This makes it possible to form a semiconductor device having a wiring layer structure that is more reliable and can be applied to a multilayer wiring structure.

【0037】[0037]

【実施例】以下、この発明に基づく実施例について、図
1〜図16を用いて説明する。図1は、この発明に基づ
く一実施例における半導体装置を示す断面図である。図
1を参照して、p型半導体基板1の主表面には、チャネ
ル領域を規定するように、ソース/ドレイン領域となる
不純物領域5が間隔を隔てて形成されている。そして、
このチャネル領域上にはゲート絶縁膜2を介してゲート
電極3が形成されている。このゲート電極3の側壁に
は、サイドウォール4が形成されている。ゲート電極3
の上部および不純物領域5の上部には、チタンシリサイ
ド(TiSI2)層7が形成されている。それにより、
ゲート電極3および不純物領域5の抵抗値は低減する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, impurity regions 5 serving as source / drain regions are formed at intervals on the main surface of p-type semiconductor substrate 1 so as to define a channel region. And
A gate electrode 3 is formed on the channel region via a gate insulating film 2. A sidewall 4 is formed on the sidewall of the gate electrode 3. Gate electrode 3
A titanium silicide (TiSI 2 ) layer 7 is formed on the upper part of and the impurity region 5. Thereby,
The resistance values of gate electrode 3 and impurity region 5 are reduced.

【0038】不純物領域5およびゲート電極3上には、
層間絶縁膜8が形成されており、この層間絶縁膜8にお
ける不純物領域5上に位置する領域には、コンタクトホ
ール9が形成されている。このコンタクトホール9に
は、所定の膜厚を有する第1シリコン膜10aが形成さ
れており、この第1シリコン膜10a上には、第1シリ
コン膜10aと物理的・化学的特性の異なる第2シリコ
ン膜10が形成されている。そのため、第1シリコン膜
10aと第2シリコン膜10との境界には、結晶の不連
続な界面が存在する。
On the impurity region 5 and the gate electrode 3,
An interlayer insulating film 8 is formed, and a contact hole 9 is formed in a region of the interlayer insulating film 8 located on the impurity region 5. A first silicon film 10a having a predetermined film thickness is formed in the contact hole 9, and a second silicon film 10a having a physical and chemical characteristic different from that of the first silicon film 10a is formed on the first silicon film 10a. A silicon film 10 is formed. Therefore, a discontinuous crystal interface exists at the boundary between the first silicon film 10a and the second silicon film 10.

【0039】ここで、上記の第1シリコン膜10aと第
2シリコン膜10との物理的・化学的特性の違いについ
てより具体的に説明する。まず、物理的特性例として
は、粒径、抵抗率、表面粗さ、カバレッジなどを挙げる
ことができる。化学的特性例については、第1シリコン
膜10aあるいは第2シリコン膜10に含まれる不純物
の量などを挙げることができる。
Here, the difference between the physical and chemical characteristics of the first silicon film 10a and the second silicon film 10 will be described more specifically. First, examples of physical characteristics include particle diameter, resistivity, surface roughness, and coverage. Examples of chemical characteristics include the amount of impurities contained in the first silicon film 10a or the second silicon film 10.

【0040】これらの各特性は、第1シリコン膜10a
あるいは第2シリコン膜10の形成条件によって任意に
設定することが可能である。ただし、段差のカバレッジ
に関しては、PVD法による場合とCVD法による場合
とでは明らかに異なる。第1シリコン膜10aはスパッ
タリング法などのPVD法を用いて形成され、第2シリ
コン膜10はCVD法を用いて形成される。そのため、
第1シリコン膜10aと第2シリコン膜10における上
記の各特性が全く同一にはなり難いと考えられる。した
がって、第1シリコン膜10aと第2シリコン膜10
の、物理的特性あるいは化学的特性はほぼ異なり、それ
らの境界には結晶の不連続な界面が存在する。また、物
理的特性と化学的特性の双方が異なる場合もある。この
場合にも、第1シリコン膜10aと第2シリコン膜10
との境界には、結晶の不連続な界面が存在する。
Each of these characteristics is characterized by the first silicon film 10a.
Alternatively, it can be arbitrarily set depending on the formation conditions of the second silicon film 10. However, regarding the coverage of the step, the PVD method and the CVD method are obviously different. The first silicon film 10a is formed using a PVD method such as a sputtering method, and the second silicon film 10 is formed using a CVD method. for that reason,
It is considered that the above-mentioned characteristics of the first silicon film 10a and the second silicon film 10 are difficult to be exactly the same. Therefore, the first silicon film 10a and the second silicon film 10
, Their physical properties or chemical properties are substantially different, and their boundaries have a discontinuous crystal interface. Also, both physical and chemical properties may differ. Also in this case, the first silicon film 10a and the second silicon film 10
At the boundary between and, there is a discontinuous interface of crystals.

【0041】第1および第2シリコン膜10a,10に
は、この第1および第2シリコン膜10a,10の抵抗
値を低減させるために、砒素(As),リン(P),ボ
ロン(B)などの不純物が導入されている。第1シリコ
ン膜10aに導入された不純物は、この第1シリコン膜
10a下に位置するチタンシリサイド層7によってある
程度吸収されるが、第2シリコン膜10に導入された不
純物は、第1シリコン膜10aと第2シリコン膜10と
の境界の不連続な界面によって、チタンシリサイド層7
に吸収されることが効果的に阻止される。それにより、
第2シリコン膜10の抵抗値が経時的に増大することを
防止することが可能となる。すなわち、より信頼性の高
い配線層を得ることができる。
Arsenic (As), phosphorus (P), boron (B) are added to the first and second silicon films 10a and 10 in order to reduce the resistance value of the first and second silicon films 10a and 10. Impurities such as are introduced. The impurities introduced into the first silicon film 10a are absorbed to some extent by the titanium silicide layer 7 located under the first silicon film 10a, but the impurities introduced into the second silicon film 10a are absorbed into the first silicon film 10a. The titanium silicide layer 7 is formed by the discontinuous interface at the boundary between the second silicon film 10 and the second silicon film 10.
Is effectively prevented from being absorbed. Thereby,
It is possible to prevent the resistance value of the second silicon film 10 from increasing with time. That is, a more reliable wiring layer can be obtained.

【0042】この第2シリコン膜10上には、層間絶縁
膜11が形成されている。この層間絶縁膜11における
第2シリコン膜10上に位置する領域には、コンタクト
ホール12が設けられている。このコンタクトホール1
2には、Alなどを含む配線層13が形成されることに
なる。
An interlayer insulating film 11 is formed on the second silicon film 10. A contact hole 12 is provided in a region of the interlayer insulating film 11 located on the second silicon film 10. This contact hole 1
In 2, the wiring layer 13 containing Al or the like is formed.

【0043】次に、上記の構造を有する半導体装置の製
造方法について、図2〜図12を用いて説明する。図2
〜図12は、この発明に基づく半導体装置の製造方法に
おける第1工程〜第11工程を示す断面図である。な
お、特に記載がない限りは、従来例と同様の方法を用い
るものとする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device having the above structure will be described with reference to FIGS. Figure 2
12 to 14 are cross-sectional views showing first to eleventh steps in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. Unless otherwise stated, the same method as the conventional example is used.

【0044】図2を参照して、p型半導体基板1の主表
面上に、ゲート絶縁膜2を介して1500〜5000Å
程度の膜厚を有するゲート電極3を形成する。このゲー
ト電極3の材質は、好ましくは多結晶シリコンである。
そして、このゲート電極3側面にサイドウォール4を形
成し、その後、p型半導体基板1の主表面にn型不純物
を導入することによって、ソース/ドレイン領域となる
不純物領域5を形成する。その後、図3に示すように、
p型半導体基板1上全面に、スパッタリング法などを用
いてTi膜6を形成する。
Referring to FIG. 2, 1500 to 5000 Å is provided on the main surface of p type semiconductor substrate 1 with gate insulating film 2 interposed therebetween.
The gate electrode 3 having a film thickness of about 3 is formed. The material of the gate electrode 3 is preferably polycrystalline silicon.
Then, a sidewall 4 is formed on the side surface of the gate electrode 3, and then an n-type impurity is introduced into the main surface of the p-type semiconductor substrate 1 to form an impurity region 5 serving as a source / drain region. Then, as shown in FIG.
A Ti film 6 is formed on the entire surface of the p-type semiconductor substrate 1 by using a sputtering method or the like.

【0045】次に、図4を参照して、窒素雰囲気中で6
00〜700℃程度の温度でp型半導体基板1にRTA
処理を施すことによって、ゲート電極3の上部および不
純物領域5の上部に、モノシリサイド(TiSi)ある
いはダイシリサイド(TiSi2 )からなる複合層7a
が形成される。このとき、この複合層7a上には、未反
応のTi層6が残存する。この未反応のTi層6上に
は、TiN層7bが形成される。
Next, referring to FIG.
RTA on the p-type semiconductor substrate 1 at a temperature of about 00 to 700 ° C.
By performing the treatment, a composite layer 7a made of monosilicide (TiSi) or disilicide (TiSi 2 ) is formed on the upper portion of the gate electrode 3 and the upper portion of the impurity region 5.
Is formed. At this time, the unreacted Ti layer 6 remains on the composite layer 7a. A TiN layer 7b is formed on the unreacted Ti layer 6.

【0046】次に、図5を参照して、上記のような状態
のp型半導体基板1に従来と同様のエッチング処理を施
すことによって、TiN層7bおよびTi層6を除去す
る。その後、図6を参照して、このp型半導体基板1
に、窒素雰囲気中において800℃以上の温度でRTA
処理を施すことによって、上記の複合層7aを完全なダ
イシリサイド層(TiSi2 層)7に変換させる。この
とき、このTiSi2 層の形成深さは、300〜100
0Å程度である。
Next, referring to FIG. 5, the p-type semiconductor substrate 1 in the above-described state is subjected to the same etching treatment as in the prior art to remove the TiN layer 7b and the Ti layer 6. Then, referring to FIG. 6, this p-type semiconductor substrate 1
RTA at a temperature of 800 ° C or higher in a nitrogen atmosphere
By performing the processing, the composite layer 7a is converted into a complete disilicide layer (TiSi 2 layer) 7. At this time, the formation depth of the TiSi 2 layer is 300 to 100.
It is about 0Å.

【0047】その後、図7に示されるように、p型半導
体基板1上全面に、CVD法などを用いて層間絶縁膜8
を形成する。このとき、チタンシリサイド層7の上面に
は、自然酸化膜15が形成されている。層間絶縁膜8の
膜厚は、好ましくは2000〜5000Å程度である。
また、この層間絶縁膜8は、たとえば、PSG膜やBP
SG膜とノンドープ酸化膜の積層膜で形成されている。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the interlayer insulating film 8 is formed on the entire surface of the p-type semiconductor substrate 1 by the CVD method or the like.
To form. At this time, the natural oxide film 15 is formed on the upper surface of the titanium silicide layer 7. The film thickness of the interlayer insulating film 8 is preferably about 2000 to 5000Å.
The interlayer insulating film 8 is, for example, a PSG film or a BP.
It is formed of a laminated film of an SG film and a non-doped oxide film.

【0048】そして、この層間絶縁膜8に800〜10
00℃の温度で熱処理が施されることによって、リフロ
ーされ平坦化が行なわれる。その後、チタンシリサイド
層7上に位置する層間絶縁膜8に、開口寸法が0.8〜
1.2μm程度のコンタクトホール9を形成する。それ
により、チタンシリサイド層7の一部を露出させる。
The interlayer insulating film 8 has a thickness of 800 to 10
By heat treatment at a temperature of 00 ° C., reflow is performed and flattening is performed. Then, in the interlayer insulating film 8 located on the titanium silicide layer 7, the opening dimension is 0.8 to
A contact hole 9 of about 1.2 μm is formed. Thereby, a part of the titanium silicide layer 7 is exposed.

【0049】上記のコンタクトホール9を形成した後、
このコンタクトホール9の形成に用いたレジストパター
ン(図示せず)を除去する。このレジストパターンの除
去には、酸素プラズマが用いられる。その際に、図8に
示されるように、再び、露出したチタンシリサイド層7
表面に自然酸化膜15が形成される。
After forming the above contact hole 9,
The resist pattern (not shown) used to form the contact hole 9 is removed. Oxygen plasma is used to remove the resist pattern. At that time, as shown in FIG. 8, the exposed titanium silicide layer 7 is again exposed.
A native oxide film 15 is formed on the surface.

【0050】次にコンタクトホール9底面に形成された
上記の自然酸化膜15を除去した後、コンタクトホール
9に第1シリコン膜10aを形成する工程が引続いて行
なわれることになるが、ここで、これ以後の工程を実施
するために適切であると考えられる半導体製造装置につ
いて図16を用いて説明する。図16は、上記の半導体
装置を製造するために適切であると考えられる製造装置
の概略構成を示す図である。
Next, the step of forming the first silicon film 10a in the contact hole 9 after removing the above-mentioned natural oxide film 15 formed on the bottom surface of the contact hole 9 is carried out. A semiconductor manufacturing apparatus which is considered to be suitable for performing the subsequent steps will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus considered to be suitable for manufacturing the above semiconductor device.

【0051】図16を参照して、この半導体製造装置6
0は、半導体基板の表面に形成された酸化膜を除去する
処理が行なわれるプリエッチ室61と、スパッタリング
法などの物理蒸着法を行なうことによって半導体基板表
面に膜形成を行なうPVD(Physical Vap
or Deposition)室63と、CVD法など
の化学蒸着法によって半導体基板表面に成膜を行なうC
VD室64と、半導体基板を外気から隔離するためのロ
ードロック室65と、半導体基板を真空中あるいは不活
性ガス中でそれぞれの処理室へ搬送するための搬送系6
2とを備えている。それにより、それぞれの処理を行っ
た後に半導体基板表面に無用な酸化膜が形成されること
を防止できる。
Referring to FIG. 16, this semiconductor manufacturing apparatus 6
0 is a pre-etch chamber 61 for removing an oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate, and a PVD (Physical Vap) for forming a film on the surface of the semiconductor substrate by physical vapor deposition such as sputtering.
or Deposition chamber 63 and C for forming a film on the surface of a semiconductor substrate by a chemical vapor deposition method such as a CVD method.
The VD chamber 64, the load lock chamber 65 for isolating the semiconductor substrate from the outside air, and the transfer system 6 for transferring the semiconductor substrate to each processing chamber in a vacuum or an inert gas.
2 and. Thereby, it is possible to prevent an unnecessary oxide film from being formed on the surface of the semiconductor substrate after the respective treatments.

【0052】上記のようにコンタクトホール9を形成し
た後は、図8に示されるように、活性なチタンシリサイ
ド層7表面に自然酸化膜が形成されやすくなる。この酸
化膜を除去するため、ロードロック室65に収納された
p型半導体基板1を上記のプリエッチ室61に搬入す
る。そして、図9を参照して、このプリエッチ室61内
において、HFベーパー処理あるいはH2 ベーキング処
理を施すことによって、自然酸化膜15の除去を行な
う。なお、説明の便宜上、以下の説明で用いる図10〜
図12には、自然酸化膜15の図示を省略する。
After forming the contact hole 9 as described above, a natural oxide film is easily formed on the surface of the active titanium silicide layer 7 as shown in FIG. In order to remove this oxide film, the p-type semiconductor substrate 1 housed in the load lock chamber 65 is carried into the pre-etch chamber 61. Then, referring to FIG. 9, natural oxide film 15 is removed by performing HF vapor treatment or H 2 baking treatment in pre-etch chamber 61. For convenience of description, FIGS. 10 to 10 used in the following description.
The natural oxide film 15 is not shown in FIG.

【0053】その後、このp型半導体基板1を、真空あ
るいは不活性ガス雰囲気に保持された搬送系62を通し
てPVD室63に搬入する。このとき、搬送中にチタン
シリサイド層7表面には、酸化膜は形成されない。その
後、図10を参照して、PVD室63内において、たと
えばスパッタリング法を用いてチタンシリサイド層7上
に100〜500Å程度の膜厚を有する第1シリコン膜
10aを形成する。
Thereafter, the p-type semiconductor substrate 1 is carried into the PVD chamber 63 through the carrier system 62 which is held in a vacuum or an inert gas atmosphere. At this time, no oxide film is formed on the surface of the titanium silicide layer 7 during transportation. Thereafter, referring to FIG. 10, in PVD chamber 63, first silicon film 10a having a film thickness of about 100 to 500 Å is formed on titanium silicide layer 7 by using, for example, a sputtering method.

【0054】この第1シリコン膜10a中におけるシリ
コン粒子の平均粒径は、成膜条件を適切に調整すること
によって、第2シリコン膜10中のシリコン粒子の平均
粒径よりも相対的に大きいものとすることができる。ス
パッタリング法によって形成されるシリコン膜は、カバ
レッジおよび成膜速度の点でCVD法によって形成され
たシリコン膜に比べて劣るため、上記のような比較的薄
い膜厚のシリコン膜を形成することとしている。それに
より、生産性をあまり低下させることはないといえる。
The average particle size of the silicon particles in the first silicon film 10a is relatively larger than the average particle size of the silicon particles in the second silicon film 10 by appropriately adjusting the film forming conditions. Can be Since the silicon film formed by the sputtering method is inferior to the silicon film formed by the CVD method in terms of coverage and film formation rate, the silicon film having a relatively thin film thickness as described above is formed. . It can therefore be said that productivity will not be significantly reduced.

【0055】このようにして第1シリコン膜10aを形
成した後、再び上記の雰囲気に保持された搬送系62を
通して、p型半導体基板1を、CVD室64内に搬入す
る。そして、図11を参照して、このCVD室64内に
おいて、CVD法を用いて、第1シリコン膜10a上に
1500〜2000Å程度の膜厚を有する第2シリコン
膜10を形成する。
After the first silicon film 10a is formed in this way, the p-type semiconductor substrate 1 is loaded into the CVD chamber 64 through the transport system 62 held in the above atmosphere again. Then, referring to FIG. 11, in the CVD chamber 64, the second silicon film 10 having a film thickness of about 1500 to 2000 Å is formed on the first silicon film 10a by the CVD method.

【0056】このとき、第1シリコン膜10aを形成し
た後、上記の搬送系62を通してCVD室64内にp型
半導体基板1が搬入されるので、第1シリコン膜10a
上に酸化膜が形成されることはなく良好な配線層となり
得る。このように、CVD法を用いて形成された第2シ
リコン膜10中におけるシリコン粒子の平均粒径は、成
膜条件を適切に調整することによって、上記の第1シリ
コン膜10a中のシリコン粒子の平均粒径よりも相対的
に小さいものとすることができる。
At this time, after the first silicon film 10a is formed, the p-type semiconductor substrate 1 is carried into the CVD chamber 64 through the above-mentioned transfer system 62, so that the first silicon film 10a is formed.
An oxide film is not formed on the wiring layer, and a good wiring layer can be obtained. As described above, the average particle size of the silicon particles in the second silicon film 10 formed by the CVD method can be adjusted by appropriately adjusting the film forming conditions. It can be relatively smaller than the average particle size.

【0057】この場合、スパッタリング法等のPVD法
を用いて、第1シリコン膜10aが形成され、その上に
CVD法を用いて第2シリコン膜が形成されるので、従
来例のようにシリコン膜が異常成長するといった現象は
発生しない。したがって、より信頼性の高い配線層を形
成することが可能となる。
In this case, the first silicon film 10a is formed by the PVD method such as the sputtering method, and the second silicon film is formed on the first silicon film 10a by the CVD method. The phenomenon of abnormal growth does not occur. Therefore, it is possible to form a more reliable wiring layer.

【0058】なお、上記の実施例においては、第1シリ
コン膜10aと第2シリコン膜10の物理的・化学的特
性の一例としてシリコン粒子の粒径の違いを挙げた。そ
して、このシリコン粒子の粒径が異なる条件下で第1シ
リコン膜10aと第2シリコン膜10をそれぞれ形成し
た。
In the above embodiments, the difference in the particle size of silicon particles was mentioned as an example of the physical and chemical characteristics of the first silicon film 10a and the second silicon film 10. Then, the first silicon film 10a and the second silicon film 10 were respectively formed under the condition that the particle diameters of the silicon particles were different.

【0059】しかし、それに限らず、他の物理的・化学
的特性が異なるものとなる条件下で、第1シリコン膜1
0aおよび第2シリコン膜10を形成してもよい。この
場合にも、第1シリコン膜10aをPVD法を用いて形
成しているため、従来のようにシリコン膜が異常成長す
るといった現象は発生しない。
However, the present invention is not limited to this, and the first silicon film 1 is provided under the condition that other physical and chemical characteristics are different.
0a and the second silicon film 10 may be formed. Also in this case, since the first silicon film 10a is formed using the PVD method, the phenomenon of abnormal growth of the silicon film unlike the conventional case does not occur.

【0060】上記のようにして第2シリコン膜10を形
成した後、この第2シリコン膜10および第1シリコン
膜10aをパターニングする。その後、砒素(As),
リン(P),ボロン(B)などの不純物を第1および第
2シリコン膜10a,10に注入した後、活性化のため
の熱処理を行なう。これにより、チタンシリサイド層7
と接続される配線層(10,10a)が形成されること
になる。
After the second silicon film 10 is formed as described above, the second silicon film 10 and the first silicon film 10a are patterned. After that, arsenic (As),
After implanting impurities such as phosphorus (P) and boron (B) into the first and second silicon films 10a and 10, a heat treatment for activation is performed. As a result, the titanium silicide layer 7
A wiring layer (10, 10a) connected to is formed.

【0061】ここで、図13を用いて、このような配線
構造を有することによる作用についてより詳しく説明す
る。図13は、図11におけるチタンシリサイド層7と
配線層となる第1および第2シリコン膜10,10aと
のコンタクト部を部分拡大した断面図である。
Here, the effect of having such a wiring structure will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 13 is a partially enlarged cross-sectional view of the contact portion between the titanium silicide layer 7 and the first and second silicon films 10 and 10a which are wiring layers in FIG.

【0062】図13を参照して、上述したように、第1
および第2シリコン膜10a,10には、その抵抗値を
低減させるための不純物が導入されるが、この第1シリ
コン膜10aは、チタンシリサイド層7と直接接触して
いるため、チタンシリサイド層7によって、この第1シ
リコン膜10aからは不純物が吸収されることになる。
しかし、第1シリコン膜10aの膜厚は第2シリコン膜
10の膜厚に比べて小さいため、抵抗値はあまり増大し
ない。
As described above with reference to FIG. 13, the first
Impurities for reducing the resistance value are introduced into the second silicon film 10a and the second silicon film 10a. However, since the first silicon film 10a is in direct contact with the titanium silicide layer 7, the titanium silicide layer 7 is formed. As a result, impurities are absorbed from the first silicon film 10a.
However, since the film thickness of the first silicon film 10a is smaller than the film thickness of the second silicon film 10, the resistance value does not increase so much.

【0063】一方、第2シリコン膜10に関しては、こ
の第1シリコン膜10aを介してチタンシリサイド層7
に接続されているため、チタンシリサイド層7によって
吸収される不純物の量は極めて少ないものとなり得る。
それは、第1シリコン膜10aと第2シリコン膜10と
の界面において、各々の膜の粒子の平均粒径の違い等の
物理的・化学的特性の違いから不連続面が存在し、第2
シリコン膜10内における不純物が、この界面の存在に
よってチタンシリサイド層7に吸収されにくくなるから
である。
On the other hand, with respect to the second silicon film 10, the titanium silicide layer 7 is formed via the first silicon film 10a.
Therefore, the amount of impurities absorbed by the titanium silicide layer 7 can be extremely small.
At the interface between the first silicon film 10a and the second silicon film 10, there is a discontinuous surface due to the difference in the physical and chemical characteristics such as the difference in the average particle size of the particles in each film,
This is because impurities in the silicon film 10 are less likely to be absorbed by the titanium silicide layer 7 due to the existence of this interface.

【0064】なお、図13において、矢印は、第2シリ
コン膜10中の不純物が第1シリコン膜10aと第2シ
リコン膜10との界面によって、チタンシリサイド層7
に吸収されるのが阻止されている様子を模式的に示して
いる。それにより、不純物がシリコン膜から吸収される
ことによる経時的な配線層の抵抗の増大を効果的に阻止
することが可能となる。
Incidentally, in FIG. 13, the arrow indicates that the titanium silicide layer 7 is formed by the impurities in the second silicon film 10 due to the interface between the first silicon film 10a and the second silicon film 10.
It is schematically shown that the absorption is blocked by. As a result, it is possible to effectively prevent the resistance of the wiring layer from increasing with time due to the impurities being absorbed from the silicon film.

【0065】上記の第2シリコン膜10の形成条件に関
しては、たとえばシラン(SiH4)ガスを用いて58
0℃以上の温度で成膜した場合は、第2シリコン膜10
として、主に多結晶シリコンが形成される。また、57
0℃〜580℃の範囲内の温度で成膜した場合は、多結
晶シリコンとアモルファスシリコンとが混在し、570
℃以下においてはアモルファスシリコンが主に形成され
ることになる。しかし、アモルファスシリコンが形成さ
れた場合も、後の工程における熱処理で多結晶シリコン
となる。
Regarding the conditions for forming the second silicon film 10, for example, silane (SiH 4 ) gas is used.
When the film is formed at a temperature of 0 ° C. or higher, the second silicon film 10
As a result, polycrystalline silicon is mainly formed. Also, 57
When the film is formed at a temperature in the range of 0 ° C. to 580 ° C., polycrystalline silicon and amorphous silicon coexist and 570
Amorphous silicon is mainly formed below the temperature of ° C. However, even when amorphous silicon is formed, it becomes polycrystalline silicon by a heat treatment in a later step.

【0066】上述のように第2シリコン膜10を形成し
た後、図12を参照して、CVD法などを用いて、p型
半導体基板1上全面に、5000〜10000Å程度の
膜厚を有する層間絶縁膜11を形成する。その後、80
0〜1000℃の温度で熱処理を施すことによって膜質
の改善を図るとともに、PSG膜,BPSG膜などをリ
フローし、良好な平坦性を得る。
After forming the second silicon film 10 as described above, referring to FIG. 12, an interlayer having a film thickness of about 5000 to 10000Å is formed on the entire surface of p-type semiconductor substrate 1 by the CVD method or the like. The insulating film 11 is formed. Then 80
By performing heat treatment at a temperature of 0 to 1000 ° C., the film quality is improved, and the PSG film, BPSG film, etc. are reflowed to obtain good flatness.

【0067】その後、第2シリコン膜10上に位置する
層間絶縁膜11に、開口寸法1.2〜1.5μmのコン
タクトホール12を形成する。そして、このコンタクト
ホール12に、アルミニウムを含む金属よりなる500
0〜10000Å程度の膜厚を有する配線層13を形成
する。このようにして、サリサイド構造のトランジスタ
を有する半導体装置が形成されることになる。
After that, a contact hole 12 having an opening size of 1.2 to 1.5 μm is formed in the interlayer insulating film 11 located on the second silicon film 10. Then, the contact hole 12 is made of metal 500 including aluminum.
The wiring layer 13 having a film thickness of about 0 to 10000Å is formed. In this way, a semiconductor device having a salicide structure transistor is formed.

【0068】次に、図14を参照して、この発明をDR
AM(Dynamic Random Access
Memory)に適用した場合について説明する。図1
2は、この発明に基づく配線層構造を有するDRAMの
メモリセル部の断面構造を示す断面図である。
Next, referring to FIG. 14, DR of the present invention will be described.
AM (Dynamic Random Access)
The case of application to Memory) will be described. Figure 1
2 is a sectional view showing a sectional structure of a memory cell portion of a DRAM having a wiring layer structure according to the present invention.

【0069】図14を参照して、p型半導体基板21の
主表面における素子分離領域には、素子分離酸化膜34
が形成されており、素子形成領域には、間隔を隔ててソ
ース/ドレイン領域となる不純物領域25が形成されて
いる。この不純物領域25によってトランジスタのチャ
ネル領域が規定され、このチャネル領域上にはゲート絶
縁膜22を介してゲート電極23が形成されている。
Referring to FIG. 14, element isolation oxide film 34 is formed in the element isolation region on the main surface of p-type semiconductor substrate 21.
Are formed, and the impurity regions 25 to be the source / drain regions are formed in the element formation region at intervals. The impurity region 25 defines the channel region of the transistor, and the gate electrode 23 is formed on the channel region via the gate insulating film 22.

【0070】そして、不純物領域25上部およびゲート
電極23上部には、チタンシリサイド(TiSi2 )層
27が形成されている。p型半導体基板21上には、層
間絶縁膜28が形成されており、この層間絶縁膜28に
おけるチタンシリサイド層27上に位置する部分には、
コンタクトホール35,36が設けられている。
A titanium silicide (TiSi 2 ) layer 27 is formed on the impurity region 25 and the gate electrode 23. An interlayer insulating film 28 is formed on the p-type semiconductor substrate 21, and a portion of the interlayer insulating film 28 located on the titanium silicide layer 27 is
Contact holes 35 and 36 are provided.

【0071】そして、コンタクトホール36には、スパ
ッタリング法などを用いて第1シリコン膜30aが形成
されており、この第1シリコン膜30a上にはCVD法
を用いて第2シリコン膜30が形成されている。この第
1および第2シリコン膜30,30aによって、キャパ
シタの下部電極が構成されることになる。第2シリコン
膜30上には、誘電体膜31が形成され、この誘電体膜
31上には、キャパシタの上部電極として機能する導電
層32が形成されることになる。一方、コンタクトホー
ル35には、層間絶縁膜28上に形成されビット線とし
て機能する金属配線層33が形成される。
Then, the first silicon film 30a is formed in the contact hole 36 by the sputtering method or the like, and the second silicon film 30 is formed by the CVD method on the first silicon film 30a. ing. The first and second silicon films 30 and 30a form the lower electrode of the capacitor. A dielectric film 31 is formed on the second silicon film 30, and a conductive layer 32 functioning as an upper electrode of the capacitor is formed on the dielectric film 31. On the other hand, in the contact hole 35, a metal wiring layer 33 formed on the interlayer insulating film 28 and functioning as a bit line is formed.

【0072】上記のDRAMにおいては、本発明に基づ
く配線層構造は、キャパシタ電極における下部電極に用
いられている。このように、キャパシタ電極の下部電極
に本発明を適用することによって、より抵抗が小さくか
つ信頼性の高い下部電極と不純物領域との接続構造を形
成することが可能となる。
In the above DRAM, the wiring layer structure according to the present invention is used for the lower electrode of the capacitor electrode. As described above, by applying the present invention to the lower electrode of the capacitor electrode, it becomes possible to form a connection structure between the lower electrode and the impurity region, which has lower resistance and higher reliability.

【0073】次に、この発明をSRAM(Static
Random Access Memory)に適用
した場合について図15を用いて説明する。図15は、
この発明に基づく配線層構造を有するSRAMの断面構
造を概略的に示す断面図である。
Next, the present invention will be described with reference to SRAM (Static).
A case where it is applied to the Random Access Memory) will be described with reference to FIG. Figure 15 shows
FIG. 3 is a sectional view schematically showing a sectional structure of an SRAM having a wiring layer structure based on the present invention.

【0074】図15を参照して、p型半導体基板41上
における素子分離領域には、素子分離酸化膜45が形成
されており、この素子分離領域以外の素子形成領域に
は、チャネル領域を規定するように間隔を隔てて不純物
領域42が形成されている。そして、この不純物領域4
2の上部には、チタンシリサイド(TiSi2 )層43
が形成されている。
Referring to FIG. 15, an element isolation oxide film 45 is formed in the element isolation region on the p-type semiconductor substrate 41, and a channel region is defined in the element formation region other than this element isolation region. Thus, the impurity regions 42 are formed at intervals. Then, this impurity region 4
2 is a titanium silicide (TiSi 2 ) layer 43
Are formed.

【0075】チャネル領域上には、ゲート絶縁膜40を
介してゲート電極44,44aが形成されている。この
ゲート電極44,44aは、たとえば、多結晶シリコン
によって構成されており、この上部には、チタンシリサ
イド層43が形成されている。この場合、ゲート電極4
4は、他の要素とともにアクセストランジスタを構成
し、ゲート電極44aは、ドライバトランジスタを構成
する。
Gate electrodes 44 and 44a are formed on the channel region with a gate insulating film 40 interposed therebetween. The gate electrodes 44 and 44a are made of, for example, polycrystalline silicon, and the titanium silicide layer 43 is formed on the upper portions thereof. In this case, the gate electrode 4
4 constitutes an access transistor together with other elements, and the gate electrode 44a constitutes a driver transistor.

【0076】所定のチタンシリサイド層43上に位置す
る層間絶縁膜48には、コンタクトホール57が形成さ
れており、このコンタクトホール57には、スパッタリ
ング法などを用いて、第1シリコン膜50aが形成され
ている。この第1シリコン膜50a上には、CVD法を
用いて第2シリコン膜50が形成されている。すなわ
ち、この部分において、本発明がSRAMに適用されて
いることになる。
A contact hole 57 is formed in the interlayer insulating film 48 located on the predetermined titanium silicide layer 43, and a first silicon film 50a is formed in the contact hole 57 by using a sputtering method or the like. Has been done. The second silicon film 50 is formed on the first silicon film 50a by the CVD method. That is, in this portion, the present invention is applied to the SRAM.

【0077】それにより、信頼性の高いコンタクト部の
配線層構造が得られる。上記のコンタクトホール57に
おける第1および第2シリコン膜50a,50には、図
15においてゲート電極44に対して略直交する方向に
延在するゲート電極44aが接続されている。
As a result, a highly reliable wiring layer structure of the contact portion can be obtained. A gate electrode 44a extending in a direction substantially orthogonal to the gate electrode 44 in FIG. 15 is connected to the first and second silicon films 50a, 50 in the contact hole 57.

【0078】この第2シリコン膜50上には、チタンシ
リサイド(TiSix )層49が形成されている。この
チタンシリサイド層49に接続され、チタンシリサイド
層49上およびゲート電極44a上に位置するように、
多結晶シリコン膜51が形成されている。このポリシリ
コン膜51は、ゲート電極44a上に層間絶縁膜48a
を介して形成されている。
[0078] On the second silicon layer 50 is titanium silicide (TiSi x) layer 49 is formed. It is connected to the titanium silicide layer 49 and is located on the titanium silicide layer 49 and the gate electrode 44a,
A polycrystalline silicon film 51 is formed. The polysilicon film 51 is formed on the gate electrode 44a by the interlayer insulating film 48a.
Is formed through.

【0079】この多結晶シリコン膜51上には、さらに
多結晶シリコン膜52が形成されている。そして、この
多結晶シリコン膜51の所定領域に不純物を導入するこ
とによって、多結晶シリコン膜51中にソース/ドレイ
ン領域となる領域を形成する。それにより、図中点線で
囲んだ位置に、いわゆるTFT(Thin FilmT
ransistor)47が形成されることになる。こ
のTFTは、ロードトランジスタとして機能する。
A polycrystalline silicon film 52 is further formed on the polycrystalline silicon film 51. Then, by introducing an impurity into a predetermined region of the polycrystalline silicon film 51, a region serving as a source / drain region is formed in the polycrystalline silicon film 51. As a result, a so-called TFT (Thin FilmT) is provided at a position surrounded by a dotted line in the figure.
A transmitter 47 will be formed. This TFT functions as a load transistor.

【0080】多結晶シリコン膜52上には、層間絶縁膜
48を介してビット線として機能する第1アルミニウム
配線層54が形成されている。この第1アルミニウム配
線層54は、p型半導体基板41の主表面に形成された
所定の不純物領域42と接続されている。この所定の不
純物領域42上部に形成されたチタンシリサイド層43
上に位置する層間絶縁膜48には、コンタクトホール5
8が形成されている。そして、このコンタクトホール5
8には、上記の場合と同様に、第1シリコン膜50aが
スパッタリング法等によって形成されており、この第1
シリコン膜50a上に、CVD法を用いて第2シリコン
膜50が形成されている。この部分においても、本発明
が適用されていることになる。
A first aluminum wiring layer 54 functioning as a bit line is formed on the polycrystalline silicon film 52 with an interlayer insulating film 48 interposed therebetween. This first aluminum wiring layer 54 is connected to a prescribed impurity region 42 formed on the main surface of p type semiconductor substrate 41. The titanium silicide layer 43 formed on the predetermined impurity region 42
The contact hole 5 is formed in the upper interlayer insulating film 48.
8 is formed. And this contact hole 5
8, the first silicon film 50a is formed by the sputtering method or the like as in the above case.
The second silicon film 50 is formed on the silicon film 50a by the CVD method. The present invention is also applied to this portion.

【0081】そして、この第2シリコン膜50上にはチ
タンシリサイド(TiSix )層49が形成されてお
り、このチタンシリサイド層49上には、タングステン
層46が形成されている。つまり、上記の第1アルミニ
ウム配線層54は、このタングステン層46、チタンシ
リサイド層49、第1シリコン膜50aおよび第2シリ
コン膜50を介して不純物領域42におけるチタンシリ
サイド層43に接続されることになる。この第1アルミ
ニウム配線層54上には、層間絶縁膜55を介して、ワ
ード線として機能する第2アルミニウム配線層56が形
成されている。
[0081] Then, this on the second silicon film 50 is formed of titanium silicide (TiSi x) layer 49, on the titanium silicide layer 49, a tungsten layer 46 is formed. That is, the first aluminum wiring layer 54 is connected to the titanium silicide layer 43 in the impurity region 42 through the tungsten layer 46, the titanium silicide layer 49, the first silicon film 50a and the second silicon film 50. Become. A second aluminum wiring layer 56 functioning as a word line is formed on the first aluminum wiring layer 54 with an interlayer insulating film 55 interposed therebetween.

【0082】以上のように、本発明をSRAMに適用す
ることによって、より信頼性の高い配線層構造を有する
SRAMを形成することが可能となる。
As described above, by applying the present invention to the SRAM, it becomes possible to form the SRAM having the wiring layer structure with higher reliability.

【0083】なお、上述の実施例においては、金属シリ
サイド層の一例として、チタンシリサイド層(TiSi
2 )が形成される場合について説明したが、他のシリサ
イド、たとえば、タングステンシリサイド(WS
2 )、タンタルシリサイド(TaSi2 )、コバルト
シリサイド(CoSi2 )、ニッケルシリサイド(Ni
Si 2 )、プラチナシリサイド(PtSi2 )などを用
いてもよい。また、上記第1シリコン膜10a,30
a,50aは、スパッタリング法を用いて形成したが、
他のPVD法を用いて形成してもよい。
In the above embodiment, the metal
As an example of the side layer, a titanium silicide layer (TiSi
2) Is formed, but other silisa
Id, for example, tungsten silicide (WS
i2), Tantalum silicide (TaSi2),cobalt
Silicide (CoSi2), Nickel silicide (Ni
Si 2), Platinum silicide (PtSi2) Etc.
You may stay. In addition, the first silicon films 10a and 30
Although a and 50a were formed by the sputtering method,
It may be formed using another PVD method.

【0084】[0084]

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、金
属シリサイド層上にシリコン配線層を形成する場合に、
物理蒸着法を用いて、膜厚の相対的に薄い第1シリコン
膜を形成した後、化学蒸着法を用いて膜厚の相対的に厚
い第2シリコン膜を形成するようにしている。そのた
め、シリコン層の異常成長といった現象が生じることが
なく、かつ第2シリコン層に不純物を導入した場合に、
下層の金属シリサイド層によってこの第2シリコン層か
ら不純物が吸収されるといった現象を効果的に阻止する
ことができる。それにより、経時的にも信頼性の高い配
線層構造を形成することが可能となる。さらに、物理蒸
着法による第1シリコン膜の膜厚を薄く設定しているた
め、生産性をもあまり低下させない。つまり、この発明
によって、より信頼性が高くかつ経時的にも抵抗値の変
動の少ない配線構造を有する半導体装置を、生産性を低
下させることなく製造することが可能となる。
As described above, according to the present invention, when a silicon wiring layer is formed on a metal silicide layer,
A physical vapor deposition method is used to form a relatively thin first silicon film, and then a chemical vapor deposition method is used to form a relatively thick second silicon film. Therefore, when a phenomenon such as abnormal growth of the silicon layer does not occur and impurities are introduced into the second silicon layer,
The phenomenon that impurities are absorbed from the second silicon layer can be effectively prevented by the lower metal silicide layer. This makes it possible to form a wiring layer structure that is highly reliable over time. Furthermore, since the thickness of the first silicon film is set thin by the physical vapor deposition method, the productivity is not significantly reduced. That is, according to the present invention, it is possible to manufacture a semiconductor device having a wiring structure with higher reliability and less variation in resistance value over time without lowering productivity.

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

【図1】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第1工程を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a first step of a manufacturing process of a semiconductor device according to an embodiment of the invention.

【図3】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第2工程を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross sectional view showing a second step of the manufacturing process of the semiconductor device in one embodiment based on the present invention.

【図4】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第3工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a third step of manufacturing the semiconductor device in the embodiment of the present invention.

【図5】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第4工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a fourth step of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図6】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第5工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross sectional view showing a fifth step of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図7】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第6工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross sectional view showing a sixth step of manufacturing the semiconductor device in one embodiment based on the present invention.

【図8】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第7工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing a seventh step of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図9】この発明に基づく一実施例における半導体装置
の製造工程の第8工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing an eighth step of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.

【図10】この発明に基づく一実施例における半導体装
置の製造工程の第9工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross sectional view showing a ninth step of manufacturing the semiconductor device in an embodiment of the present invention.

【図11】この発明に基づく一実施例における半導体装
置の製造工程の第10工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing a tenth step of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the invention.

【図12】この発明に基づく一実施例における半導体装
置の製造工程の第11工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing an eleventh step of manufacturing the semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図13】図9におけるコンタクト部を部分拡大した断
面図である。
13 is a partially enlarged cross-sectional view of the contact portion in FIG.

【図14】この発明をDRAMに適用した場合のDRA
Mの断面構造を示す断面図である。
FIG. 14 is a DRA when the present invention is applied to a DRAM.
It is sectional drawing which shows the cross-section of M.

【図15】この発明をSRAMに適用した場合のSRA
Mの断面構造を示す断面図である。
FIG. 15 is an SRA when the present invention is applied to SRAM.
It is sectional drawing which shows the cross-section of M.

【図16】この発明を実施するための製造装置の概略構
成を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a schematic configuration of a manufacturing apparatus for carrying out the present invention.

【図17】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の一例を示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of a semiconductor device having a conventional salicide structure transistor.

【図18】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第1工程を示す断面図
である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a first step in a manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide transistor.

【図19】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第2工程を示す断面図
である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a second step in the manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide structure transistor.

【図20】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第3工程を示す断面図
である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a third step in the manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide transistor.

【図21】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第4工程を示す断面図
である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a fourth step in the manufacturing process of a semiconductor device having a conventional salicide transistor.

【図22】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第5工程を示す断面図
である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a fifth step in the manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide transistor.

【図23】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第6工程を示す断面図
である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a sixth step in the manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide transistor.

【図24】従来のサリサイド構造のトランジスタを有す
る半導体装置の製造工程における第7工程を示す断面図
である。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing a seventh step in the manufacturing process of a conventional semiconductor device having a salicide transistor.

【図25】従来の製造方法に基づいてシリコン膜を形成
した場合に、このシリコン膜が異常成長をしているよう
すを模式的に示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing that a silicon film is abnormally grown when the silicon film is formed based on the conventional manufacturing method.

【図26】従来の製造方法に基づいてシリコン膜を形成
した場合に、このシリコン膜がチタンシリサイド層を突
き破って異常成長をしている様子を模式的に示す断面図
である。
FIG. 26 is a cross-sectional view schematically showing how a silicon film penetrates a titanium silicide layer and undergoes abnormal growth when a silicon film is formed by a conventional manufacturing method.

【図27】PVD法のみによってシリコン膜を形成しよ
うとした場合の第1工程を示す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing the first step when a silicon film is to be formed only by the PVD method.

【図28】PVD法のみを用いてシリコン膜を形成しよ
うとした場合の第2工程を示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a second step when a silicon film is to be formed using only the PVD method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,21,41,71 p型半導体基板 5,25,42,75 不純物領域 7,27,43,77 チタンシリサイド層 10,30,50 第2シリコン膜 10a,30a,50a 第1シリコン膜 1, 21, 41, 71 p-type semiconductor substrate 5, 25, 42, 75 impurity region 7, 27, 43, 77 titanium silicide layer 10, 30, 50 second silicon film 10a, 30a, 50a first silicon film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 金属シリサイド層と、 前記金属シリサイド層上に形成され、第1の物理的・化
学的特性を有する第1シリコン層と、 前記第1シリコン層上に形成され、前記第1の物理的・
化学的特性と異なる第2の物理的・化学的特性を有する
第2シリコン層と、を備え、 前記第1シリコン層と前記第2シリコン層との境界に
は、結晶の不連続面が存在する、半導体装置。
1. A metal silicide layer, a first silicon layer formed on the metal silicide layer and having a first physical / chemical property, a first silicon layer formed on the first silicon layer, and the first silicon layer. Physical·
A second silicon layer having a second physical / chemical characteristic different from the chemical characteristic, and a crystal discontinuity exists at a boundary between the first silicon layer and the second silicon layer. , Semiconductor devices.
【請求項2】 金属シリサイド層を形成する工程と、 前記金属シリサイド層上に物理蒸着法を用いて第1シリ
コン層を形成する工程と、 前記第1シリコン層上に化学蒸着法を用いて第2シリコ
ン層を形成する工程と、 を備えた半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a metal silicide layer, a step of forming a first silicon layer on the metal silicide layer using a physical vapor deposition method, and a step of forming a first silicon layer on the first silicon layer using a chemical vapor deposition method. 2. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a silicon layer.
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