JPH0752727B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPH0752727B2
JPH0752727B2 JP61024691A JP2469186A JPH0752727B2 JP H0752727 B2 JPH0752727 B2 JP H0752727B2 JP 61024691 A JP61024691 A JP 61024691A JP 2469186 A JP2469186 A JP 2469186A JP H0752727 B2 JPH0752727 B2 JP H0752727B2
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semiconductor
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insulating layer
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雅夫 永瀬
秀男 吉野
秀之 海野
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、シリコンでなる半導体基板または半導体層
に、金属シリサイド層が、電極層、配線層、抵抗層など
として付されている構成を有する半導体装置の製法の改
良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention has a structure in which a metal silicide layer is attached to a semiconductor substrate or semiconductor layer made of silicon as an electrode layer, a wiring layer, a resistance layer, or the like. The present invention relates to an improvement in manufacturing method of semiconductor devices.

[従来の技術] 従来、シリコンである半導体基板または半導体層に、金
属シリサイド層が、電極層、配線層、抵抗層などとして
付されている構成を有する半導体装置が、種々提案され
ている。
[Prior Art] Conventionally, various semiconductor devices having a structure in which a metal silicide layer is provided as an electrode layer, a wiring layer, a resistance layer, or the like on a semiconductor substrate or semiconductor layer made of silicon have been proposed.

また、このような構成を有する半導体装置の製法とし
て、従来、第3図を伴なって次に述べる方法が提案され
ている。ただし、第3図は、半導体装置を、PN接合素子
を有するものとして製造する場合に適用した場合を示
す。
As a method of manufacturing a semiconductor device having such a configuration, the method described below with reference to FIG. 3 has been conventionally proposed. However, FIG. 3 shows a case where the semiconductor device is applied to the case where it is manufactured as having a PN junction element.

すなわち、シリコンでなり且つ例えばP型を有する半導
体基板1を予め用意し(第3図A)、その半導体基板1
上に、それを外部に臨ませる窓3を有し且つ例えばシリ
コン酸化物でなる絶縁層2を形成する(第3図B)。
That is, a semiconductor substrate 1 made of silicon and having, for example, P type is prepared in advance (FIG. 3A), and the semiconductor substrate 1 is prepared.
An insulating layer 2 having a window 3 for exposing it to the outside and made of, for example, silicon oxide is formed thereon (FIG. 3B).

次に、窓3を有する絶縁層2をマスクとして用いた、半
導体基板1内へのN型不純物の導入処理によって、半導
体基板1の表面側に、その絶縁層2の窓3に臨む領域に
おいて、N型の半導体層4を形成する(第3図C)。こ
の場合、半導体層4は、N型不純物が横方向に拡散する
ため、外周縁が絶縁層2下に位置するように形成され
る。
Next, in a region of the insulating layer 2 facing the window 3 on the front surface side of the semiconductor substrate 1 by the process of introducing an N-type impurity into the semiconductor substrate 1 using the insulating layer 2 having the window 3 as a mask, The N-type semiconductor layer 4 is formed (FIG. 3C). In this case, the semiconductor layer 4 is formed such that the outer peripheral edge thereof is located below the insulating layer 2 because the N-type impurities diffuse laterally.

次に、半導体基板1上に、その絶縁層2の窓3に臨む領
域従って半導体層4の窓3に臨む領域上と、絶縁層2上
とに連続延長し、且つ例えばモリブデン、チタン、タン
タル、タングステンなどの金属でなる金属層5を形成す
る(第3図D)。
Next, on the semiconductor substrate 1, the region of the insulating layer 2 that faces the window 3, that is, the region of the semiconductor layer 4 that faces the window 3 and the insulating layer 2 are continuously extended, and, for example, molybdenum, titanium, tantalum, A metal layer 5 made of a metal such as tungsten is formed (FIG. 3D).

次に、熱処理によって、金属層5を、半導体層4と、絶
縁層2の窓3に臨む領域において反応させ、金属層5を
構成している金属と半導体層4を構成しているシリコン
とによる金属シリサイド層6を形成する(第3図E)。
Next, by heat treatment, the metal layer 5 is caused to react with the semiconductor layer 4 in the region of the insulating layer 2 facing the window 3, and the metal forming the metal layer 5 and the silicon forming the semiconductor layer 4 are made to react with each other. A metal silicide layer 6 is formed (FIG. 3E).

次に、エッチング処理によって、金属層5の半導体層4
と反応していない領域を、半導体基板1上から除去する
(第3図F)。
Next, the semiconductor layer 4 of the metal layer 5 is etched by etching.
The region that has not reacted with is removed from the semiconductor substrate 1 (FIG. 3F).

以上のようにして、P型の半導体基板1と、その表面側
に形成されたN型の半導体層4と、半導体層4に電極と
して連続している金属シリサイド層6とを有するPN接合
素子を有する半導体装置を製造する。
As described above, a PN junction element having the P-type semiconductor substrate 1, the N-type semiconductor layer 4 formed on the surface side thereof, and the metal silicide layer 6 continuous as an electrode on the semiconductor layer 4 is formed. A semiconductor device having the same is manufactured.

上述した半導体装置の製法によれば、半導体層4に電極
として連結している金属シリサイド層6を、半導体基板
1に半導体層4を形成するときに用いた窓3を有する絶
縁層2をマスクとして利用して形成することができるの
で、金属シリサイド層6を、容易に形成することができ
る。
According to the manufacturing method of the semiconductor device described above, the metal silicide layer 6 connected to the semiconductor layer 4 as an electrode is used as a mask, and the insulating layer 2 having the window 3 used when the semiconductor layer 4 is formed on the semiconductor substrate 1 is used as a mask. Since it can be formed by utilizing it, the metal silicide layer 6 can be easily formed.

また、金属シリサイド層6を、半導体層4の絶縁層2下
に延長している僅かな領域を除いた全域に延長している
ものとして形成することができるので、半導体装置を、
半導体層4が金属シリサイド層6を介して効果的に外部
に導出されるものとして製造することができる、などの
特徴を有する。
Further, since the metal silicide layer 6 can be formed to extend over the entire region of the semiconductor layer 4 except for a small region extending under the insulating layer 2, the semiconductor device can be formed as follows.
The semiconductor layer 4 is characterized in that it can be manufactured as being effectively led to the outside through the metal silicide layer 6.

[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上述した従来の半導体装置の製法の場
合、金属シリサイド層6の形成時、それに応力が発生
し、その応力のために、金属シリサイド層6が、第3図
E及び第3図Fに示すように、波打って形成され、半導
体層1を浅く形成する場合、金属シリサイド層6が、そ
れによって半導体基板1と半導体層4との間のPN接合を
短絡するように、形成されるなどのおそれを有してい
た。
[Problems to be Solved by the Invention] However, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, stress is generated in the formation of the metal silicide layer 6, and the stress causes the metal silicide layer 6 to As shown in FIGS. 3E and 3F, when the semiconductor layer 1 is formed in a wavy shape and the semiconductor layer 1 is formed shallowly, the metal silicide layer 6 thereby forms a PN junction between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 4. There was a risk of being formed so as to be short-circuited.

また、金属シリサイド層6の形成時、半導体層4を構成
しているシリコンが、金属層5内にその面方向に拡散す
るため、金属シリサイド層6が、絶縁層2上まで延長し
て形成され、このため、この分、PN接合素子が大なる面
積を占めるものとして形成される、などの欠点を有して
いた。
Further, when the metal silicide layer 6 is formed, the silicon forming the semiconductor layer 4 diffuses into the metal layer 5 in the surface direction thereof, so that the metal silicide layer 6 is formed extending over the insulating layer 2. Therefore, there is a defect that the PN junction element is formed to occupy a large area by this amount.

よって、本発明は、上述したおそれ乃至欠点のない、新
規な半導体装置の製法を提案せんとするものである。
Therefore, the present invention proposes a novel method for manufacturing a semiconductor device which does not have the above-mentioned fears or drawbacks.

[問題点を解決するための手段] 本発明による半導体装置の製法は、第3図で上述した従
来の半導体装置の製法の場合と同様に、シリコンでな
る半導体基板または半導体層上に、その半導体基板また
は半導体層を外部に臨ませる窓を有する絶縁層を形成す
る工程と、上記半導体基板または半導体層上に、その
上記絶縁層の窓に臨む領域及び上記絶縁層上に連続延長
している金属層を形成する工程と、熱処理によって、
上記金属層を、上記半導体基板または半導体層と上記絶
縁層の窓に臨む領域において反応させ、上記半導体基板
または半導体層の上記絶縁層の窓に臨む領域の表面側
に、上記金属層を構成している金属と上記半導体基板ま
たは半導体層を構成しているシリコンとによる金属シリ
サイド層を形成する工程と、エッチング処理によっ
て、上記金属層の上記半導体基板または半導体層と反応
していない領域を、上記半導体基板または半導体層上か
ら除去する工程とを有する。
[Means for Solving the Problems] As in the case of the conventional semiconductor device manufacturing method described above with reference to FIG. 3, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is carried out on a semiconductor substrate or semiconductor layer made of silicon. A step of forming an insulating layer having a window that exposes the substrate or the semiconductor layer to the outside, and a metal that continuously extends over the semiconductor substrate or the semiconductor layer, the region of the insulating layer that faces the window, and the insulating layer. By the process of forming the layer and the heat treatment,
The metal layer is reacted with the semiconductor substrate or the semiconductor layer in a region of the insulating layer facing the window, and the metal layer is formed on the surface side of the region of the semiconductor substrate or the semiconductor layer facing the window of the insulating layer. A step of forming a metal silicide layer of the metal being formed and the silicon constituting the semiconductor substrate or the semiconductor layer, and a region of the metal layer which has not reacted with the semiconductor substrate or the semiconductor layer by etching treatment, A step of removing from the semiconductor substrate or the semiconductor layer.

しかしながら、本発明による半導体装置の製法は、その
ような半導体装置の製法において、上記金属層を、金
属層とその上に形成された金属酸化物層とを有する積層
体または酸素を含んでいる金属層として形成し、また、
上記熱処理によって上記金属シリサイド層を形成する
工程において、その熱処理を、(i)上記金属層上に、
耐熱性層を形成している状態で、且つ(ii)上記積層体
または上記酸素を含んでいる金属層でなる上記金属層内
に上記積層体の上記金属酸化物層または上記酸素を含ん
でいる金属層からの酸素または金属酸化物によって上記
半導体基板または半導体層からのシリコンが横方向に拡
散するのを阻止する障壁バリアを形成させて、行う。
However, the method for producing a semiconductor device according to the present invention is the same as the method for producing a semiconductor device, wherein the metal layer is a laminate including a metal layer and a metal oxide layer formed thereon, or a metal containing oxygen. Formed as a layer, and also
In the step of forming the metal silicide layer by the heat treatment, the heat treatment is performed (i) on the metal layer.
In a state where the heat resistant layer is formed, and (ii) the metal oxide layer of the laminate or the oxygen is included in the metal layer formed of the laminate or the metal layer containing oxygen. This is performed by forming a barrier barrier that prevents lateral diffusion of silicon from the semiconductor substrate or the semiconductor layer by oxygen or metal oxide from the metal layer.

[作用・効果] 本発明による半導体装置の製法によれば、第3図で上述
した従来の半導体装置の製法の場合と同様に、半導体基
板または半導体層に連結している金属シリサイド層を、
半導体基板または半導体層を外部に臨ませる窓を有する
絶縁層をマスクとして利用して、容易に形成することが
でき、また、金属シリサイド層を、半導体基板または半
導体層の絶縁層下に延長している僅かな領域を除いた全
域に延長しているものとして形成することができるの
で、半導体装置を、半導体基板または半導体層が金属シ
リサイド層を介して効果的に外部に導出されるものとし
て製造することができる。
[Operation / Effect] According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, as in the case of the conventional method of manufacturing a semiconductor device described above with reference to FIG.
It can be easily formed by using an insulating layer having a window that exposes the semiconductor substrate or the semiconductor layer to the outside as a mask, and a metal silicide layer is extended below the insulating layer of the semiconductor substrate or the semiconductor layer. Since the semiconductor device can be formed to extend over the entire area except a small area, the semiconductor device is manufactured so that the semiconductor substrate or the semiconductor layer is effectively led out through the metal silicide layer. be able to.

しかしながら、本発明による半導体装置の製法によれ
ば、熱処理によって金属シリサイド層を形成する工程に
おいて、その熱処理を、金属層上に耐熱性層を形成して
いる状態で行うので、金属シリサイド層の形成時、それ
に応力が発生し、その応力のために金属シリサイド層が
波打って形成されようとしても、それが、耐熱性層によ
って実質的に阻止され、よって、金属シリサイド層が波
打って形成されることが実質的にない。
However, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the step of forming the metal silicide layer by the heat treatment, the heat treatment is performed in the state where the heat resistant layer is formed on the metal layer. Even if stress is generated in the metal silicide layer due to the stress, the metal silicide layer is substantially blocked by the heat-resistant layer, so that the metal silicide layer is corrugated. Practically none.

また、本発明による半導体装置の製法によれば、金属層
が、金属層とその上に形成された金属酸化物層とを有す
る積層体または酸素を含んでいる金属層でなり、そし
て、熱処理によって、金属シリサイド層を形成する工程
において、その熱処理を、積層体または酸素を含んでい
る金属層でなる金属層内に積層体の金属酸化物層または
酸素を含んでいる金属層からの酸素または金属酸化物に
よって半導体基板または半導体層からのシリコンが横方
向に拡散するのを阻止する障壁バリアを形成させて、行
うので、金属シリサイド層が、絶縁層上まで延長して形
成されることが実質的にない。
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the metal layer is a laminate having a metal layer and a metal oxide layer formed thereon or a metal layer containing oxygen, and the heat treatment is performed by heat treatment. In the step of forming the metal silicide layer, the heat treatment is performed on the metal oxide layer or the metal layer containing oxygen in the metal oxide layer or the metal layer containing oxygen in the metal layer including the metal layer containing oxygen or the metal layer containing oxygen. Since the oxide forms a barrier barrier that prevents lateral diffusion of silicon from the semiconductor substrate or the semiconductor layer, the metal silicide layer substantially extends over the insulating layer. Not in

従って、本発明による半導体装置の製法によれば、第3
図で上述した従来の半導体装置の製法のおそれ乃至欠点
を有しない。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
It does not have the fears or drawbacks of the conventional method of manufacturing a semiconductor device described above.

[実施例1] 次に、第1図を伴なって、PN接合素子を有する半導体装
置を製造する場合に適用した、本発明による半導体装置
の実施例を述べよう。
Example 1 Next, with reference to FIG. 1, an example of a semiconductor device according to the present invention applied when manufacturing a semiconductor device having a PN junction element will be described.

第1図において、第3図との対応部分には同一符号を付
し、詳細説明を省略する。
In FIG. 1, parts corresponding to those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第1図に示す本発明による半導体装置の製法の実施例
は、次に述べる順次の工程をとって、第3図で上述した
と同様の、PN接合素子を有する半導体装置を製造する。
In the embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1, a semiconductor device having a PN junction element similar to that described in FIG. 3 is manufactured by taking the following steps.

すなわち、第3図Aで上述したと同様に、シリコンでな
り且つ例えばP型を有する半導体基板1を予め用意し
(第1図A)、その半導体基板1上に、第3図Bで上述
したと同様に、半導体基板1を外部に臨ませる窓3を有
し且つ例えばシリコン酸化物でなる絶縁層2を形成する
(第1図B)。
That is, as described above with reference to FIG. 3A, a semiconductor substrate 1 made of silicon and having, for example, a P-type is prepared in advance (FIG. 1A), and the semiconductor substrate 1 is described above with reference to FIG. 3B. Similarly, the insulating layer 2 having a window 3 for exposing the semiconductor substrate 1 to the outside and made of, for example, silicon oxide is formed (FIG. 1B).

次に、第3図Cで上述したと同様に、窓3を有する絶縁
層2をマスクとして用いた、半導体基板1内へのN型不
純物の導入処理によって、半導体基板1の表面側に、そ
の絶縁層2の窓3に臨む領域において、外周縁が絶縁層
2下に位置しているN型の半導体層4を形成する(第1
図C)。
Next, in the same manner as described above with reference to FIG. 3C, the N-type impurity is introduced into the semiconductor substrate 1 by using the insulating layer 2 having the window 3 as a mask. In the region of the insulating layer 2 facing the window 3, the N-type semiconductor layer 4 whose outer peripheral edge is located under the insulating layer 2 is formed (first
(Figure C).

次に、半導体基板1上に、その絶縁層2の窓3に臨む領
域従って半導体層4の窓3に臨む領域上と、絶縁層2上
とに連続延長し且つ例えばモリブデン、チタン、タンタ
ル、タングステンなどの金属でなる金属層7と、その金
属層7を構成している金属を可とする金属の酸化物でな
る金属酸化物層8とがそれらの順に積層されている金属
層5を、それ自体は公知の手段によって形成する(第1
図D)。この場合、金属層5の金属酸化物層8は、金属
層7の表面の自然酸化によって形成されたものとするこ
ともできる。
Next, on the semiconductor substrate 1, the region of the insulating layer 2 that faces the window 3, that is, the region of the semiconductor layer 4 that faces the window 3 and the insulating layer 2 are continuously extended and are, for example, molybdenum, titanium, tantalum, or tungsten. A metal layer 5 made of a metal such as a metal layer 7 and a metal oxide layer 8 made of an oxide of a metal that constitutes the metal layer 7 are laminated in that order. It is formed by known means (first
(Figure D). In this case, the metal oxide layer 8 of the metal layer 5 may be formed by natural oxidation of the surface of the metal layer 7.

次に、金属層5上に、燐ガラス(PSG)、シリコン酸化
物(SiO2)、シリコン窒化物(SiN4)などでなる耐熱性
層9を、CVD法などのそれ自体は公知の方法によって形
成する(第1図E)。
Next, a heat-resistant layer 9 made of phosphorus glass (PSG), silicon oxide (SiO 2 ), silicon nitride (SiN 4 ) or the like is formed on the metal layer 5 by a method known per se such as a CVD method. It is formed (Fig. 1E).

次に、第3図Eで上述したと同様に、熱処理によって、
金属層5を、半導体層4と、絶縁層2の窓3に臨む領域
において反応させ、金属層5を構成している金属と半導
体層4を構成しているシリコンとによる金属シリサイド
層6を形成する(第1図F)。
Then, as described above in FIG. 3E, by heat treatment,
The metal layer 5 is reacted with the semiconductor layer 4 in a region of the insulating layer 2 facing the window 3 to form a metal silicide layer 6 of the metal forming the metal layer 5 and the silicon forming the semiconductor layer 4. (Fig. 1F).

この場合、金属層5の半導体層4との反応は、主として
金属層5を構成している金属層7と半導体層4との間で
行われ、従って、金属シリサイド層6が、主として金属
層7を構成している金属と、半導体層4を構成している
シリコンとによるものとして形成されるが、その金属シ
リサイド層6は、金属層5上に耐熱性層9が形成されて
いる状態で形成される。このため、金属シリサイド層6
の形成時、それに応力が発生し、その応力のために金属
シリサイド層6が波打って形成されようとしても、それ
が耐熱性層9によって阻止され、よって、金属シリサイ
ド層6が、第3図Eで上述したように波打って形成され
ることは実質的にない。
In this case, the reaction of the metal layer 5 with the semiconductor layer 4 is mainly performed between the metal layer 7 and the semiconductor layer 4 which form the metal layer 5, and therefore the metal silicide layer 6 is mainly charged with the metal layer 7. The metal silicide layer 6 is formed by the metal forming the metal layer and the silicon forming the semiconductor layer 4, and the metal silicide layer 6 is formed in a state in which the heat resistant layer 9 is formed on the metal layer 5. To be done. Therefore, the metal silicide layer 6
Even if a stress is generated in the formation of the metal silicide layer and the stress causes the metal silicide layer 6 to undulate, it is blocked by the heat resistant layer 9, so that the metal silicide layer 6 is formed as shown in FIG. It is substantially not wavy as described above in E.

また、金属シリサイド層6の形成時、金属層5を構成し
ている金属酸化物層8から、金属層7内に、酸素または
金属酸化物が拡散し、そして、その酸素または金属酸化
物によって、金属層7内に、半導体層4からの、それを
構成しているシリコンが横方向に拡散するのを阻止する
障壁バリアを、符号10で示すように、形成するので、金
属シリサイド層6が、第3図Eで上述したように絶縁層
2上まで延長して形成されることが実質的にない。この
場合、耐熱性層9のために、金属酸化物層8からの酸素
または金属酸化物が外部に拡散するのが有効に阻止され
るので、上述した障壁バリアが効果的に形成され、従っ
て、金属シリサイド層6が絶縁層2上まで延長して形成
されない効果が顕著に得られる。
Further, when the metal silicide layer 6 is formed, oxygen or metal oxide diffuses from the metal oxide layer 8 forming the metal layer 5 into the metal layer 7, and the oxygen or metal oxide causes In the metal layer 7, a barrier barrier for preventing lateral diffusion of the silicon constituting the semiconductor layer 4 from the semiconductor layer 4 is formed, as indicated by reference numeral 10, so that the metal silicide layer 6 is formed. As described above with reference to FIG. 3E, the insulating layer 2 is not substantially extended and formed. In this case, the heat-resistant layer 9 effectively prevents the oxygen or metal oxide from the metal oxide layer 8 from diffusing out, so that the barrier barrier described above is effectively formed, and The effect of not forming the metal silicide layer 6 extending over the insulating layer 2 is remarkably obtained.

次に、それ自体は公知のエッチング処理によって、半導
体基板1上から、耐熱性層9を除去し、次で金属層5の
半導体層4と反応していない領域を除去する(第1図
G)。
Next, the heat resistant layer 9 is removed from the semiconductor substrate 1 by a known etching process per se, and then the region of the metal layer 5 which has not reacted with the semiconductor layer 4 is removed (FIG. 1G). .

以上のようにして、P型の半導体基板1と、その表面側
に形成されたN型の半導体層4と、半導体層4に電極と
して連結している金属シリサイド層6とを有するPN接合
素子を有する半導体装置を製造する。
As described above, the PN junction element having the P-type semiconductor substrate 1, the N-type semiconductor layer 4 formed on the surface side thereof, and the metal silicide layer 6 connected to the semiconductor layer 4 as an electrode is formed. A semiconductor device having the same is manufactured.

以上が、本発明による半導体装置の製法の第1の実施例
である。
The above is the first embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

このような本発明による半導体装置の製法によれば、第
3図で上述した従来の半導体装置の製法の場合と同様
に、半導体層4に電極として連結している金属シリサイ
ド層6を、半導体基板1に半導体層4を形成するときに
用いた窓3を有する絶縁層2をマスクとして利用して形
成することができるので、金属シリサイド層6を容易に
形成することができる。
According to such a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, as in the case of the conventional method for manufacturing a semiconductor device described above with reference to FIG. The metal silicide layer 6 can be easily formed because the insulating layer 2 having the window 3 used when forming the semiconductor layer 4 can be formed as a mask.

また、金属シリサイド層6を、半導体層4の絶縁層2下
に延長している僅かな領域を除いた全域に延長している
ものとして形成することができるので、半導体装置を、
半導体層4が金属シリサイド層6を介して効果的に外部
に導出されるものとして製造することができる。
Further, since the metal silicide layer 6 can be formed to extend over the entire region of the semiconductor layer 4 except for a small region extending under the insulating layer 2, the semiconductor device can be formed as follows.
The semiconductor layer 4 can be manufactured so as to be effectively led out through the metal silicide layer 6.

さらに、金属シリサイド層6が、前述したように、波打
って形成されることが実質的になく、また絶縁層2上ま
で延長して形成されることが実質的にないので、半導体
装置を、第3図で上述した従来の半導体装置の製法につ
いて上述したおそれ乃至欠点なしに、容易に製造するこ
とができる。
Further, as described above, the metal silicide layer 6 is not substantially formed in a wavy shape and is substantially not formed so as to extend onto the insulating layer 2. The semiconductor device can be easily manufactured without the above-mentioned fears and drawbacks of the conventional method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

[実施例2] 次に、第2図を伴なって、MIS電界効果型トランジスタ
を有する半導体装置を製造する場合に適用した、本発明
による半導体装置の実施例を述べよう。
Example 2 Next, with reference to FIG. 2, an example of a semiconductor device according to the present invention, which is applied when manufacturing a semiconductor device having a MIS field effect transistor, will be described.

第2図において、第1図との対応部分には同一符号を付
して詳細説明を省略する。
2, parts corresponding to those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

第2図に示す本発明による半導体装置の製法の実施例
は、次に述べる順次の工程をとって、MIS電界効果型ト
ランジスタを有する半導体装置を製造する。
In the embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 2, a semiconductor device having a MIS field effect transistor is manufactured by taking the following sequential steps.

第1図Aで上述したと同様に、シリコンでなり且つ例え
ばP型を有する半導体基板1を予め用意し(第2図
A)、その半導体基板1上に、それを外部に臨ませる窓
22を有し且つ例えばシリコン酸化物でなる素子分離用絶
縁層としての比較的厚い厚さを有する絶縁層21と、半導
体基板1の絶縁層21の窓22に臨む領域にその全域に亘っ
て延長しているゲート絶縁層としての比較的薄い厚さを
有する絶縁層23と、絶縁層23を2分するように絶縁層23
上から絶縁層21上に延長している多結晶シリコンでなる
導電性層24とを、それ自体は公知の方法によって形成す
る(第2図B)。
As described above with reference to FIG. 1A, a semiconductor substrate 1 made of silicon and having, for example, P-type is prepared in advance (FIG. 2A), and a window for exposing the semiconductor substrate 1 to the outside is provided on the semiconductor substrate 1.
An insulating layer 21 having a relatively large thickness as an element isolation insulating layer made of, for example, silicon oxide, and extending over the entire region of the insulating layer 21 of the semiconductor substrate 1 facing the window 22. The insulating layer 23 having a relatively thin thickness as a gate insulating layer, and the insulating layer 23 so as to divide the insulating layer 23 into two.
A conductive layer 24 made of polycrystalline silicon and extending from above to the insulating layer 21 is formed by a method known per se (FIG. 2B).

次に、窓22を有する絶縁層21と導電性層24とをマスクと
して用いた、半導体基板1内へのN型不純物の導入処理
によって、半導体基板1の表面側に、その絶縁層23下の
領域における、上方からみて、導電性層24を挟んだ両位
置に、ソース領域及びドレイン領域としてそれぞれ作用
するN型の半導体層25及び26を、それ自体は公知の方法
によって形成する(第2図C)。この場合、半導体層25
及び26は、N型不純物の横拡りのため、外周縁が、その
一部について絶縁層21下に、他部について導電性層24下
に位置するように形成される。
Next, by using the insulating layer 21 having the window 22 and the conductive layer 24 as a mask, an N-type impurity is introduced into the semiconductor substrate 1, and the insulating layer 23 below the insulating layer 23 is formed on the surface side of the semiconductor substrate 1. N-type semiconductor layers 25 and 26, which respectively act as a source region and a drain region, are formed on both sides of the conductive layer 24 when viewed from above in the region by a method known per se (FIG. 2). C). In this case, the semiconductor layer 25
And 26 are formed so that the outer peripheral edges thereof are located under the insulating layer 21 for a part thereof and under the conductive layer 24 for the other part thereof due to the lateral spread of the N-type impurities.

次に、半導体基板1上に、絶縁層21及び23、及び導電性
層24を連続的に覆って延長している例えばシリコン酸化
物(SiO2)でなる絶縁層27を、CVD法などのそれ自体は
公知の方法によって形成する(第2図D)。
Next, on the semiconductor substrate 1, an insulating layer 27 made of, for example, silicon oxide (SiO 2 ) extending continuously covering the insulating layers 21 and 23 and the conductive layer 24 is formed by a CVD method or the like. It is formed by a known method (FIG. 2D).

次に、絶縁層27及び23に対する、それ自体は公知のエッ
チング処理によって、絶縁層27から、導電性層24の相対
向する側面上にそれぞれ延長している絶縁層28及び29を
形成するとともに、絶縁層23から、導電性層24及び絶縁
層28下のみに延長している絶縁層30を形成し、そして、
絶縁層28及び30と絶縁層21とによる半導体層25を外部に
臨ませる窓31を形成するとともに、絶縁層29及び30と絶
縁層21とによる半導体層26を外部に臨ませる窓32を形成
し、また、導電性層24の上面を外部に露呈させる(第2
図E)。
Next, with respect to the insulating layers 27 and 23, an insulating layer 28 and 29 extending from the insulating layer 27 on the opposite side surfaces of the conductive layer 24, respectively, are formed by an etching process known per se, and Form an insulating layer 30 extending from the insulating layer 23 only under the conductive layer 24 and the insulating layer 28, and
A window 31 is formed by the insulating layers 28 and 30 and the insulating layer 21 to expose the semiconductor layer 25 to the outside, and a window 32 is formed by the insulating layers 29 and 30 and the insulating layer 21 to expose the semiconductor layer 26 to the outside. , And expose the upper surface of the conductive layer 24 to the outside (second
(Figure E).

次に、半導体基板1上に、半導体層25及び26のそれぞれ
の窓31及び32に臨む領域上と、絶縁層21、28、29上と、
絶縁層30の側面上と、導電性層24上とに連続延長してい
る第1図Dで上述したと同様の金属層7と第1図Dで上
述したと同様の金属酸化物層8とがそれらの順に積層さ
れている、第1図Dで上述したと同様の金属層5を、同
様に形成する(第2図F)。
Next, on the semiconductor substrate 1, on the regions of the semiconductor layers 25 and 26 facing the windows 31 and 32, and on the insulating layers 21, 28, 29, respectively.
A metal layer 7 similar to that described above with reference to FIG. 1D and a metal oxide layer 8 similar to that described above with reference to FIG. 1D, which extend continuously over the side surface of the insulating layer 30 and over the conductive layer 24. A metal layer 5 similar to that described above with reference to FIG. 1D is similarly formed (FIG. 2F).

次に、金属層5上に、第1図Eで上述したと同様の耐熱
性層9を、同様に形成する(第2図G)。
Next, the heat-resistant layer 9 similar to that described in FIG. 1E is formed on the metal layer 5 in the same manner (FIG. 2G).

次に、第1図Eで上述した場合に準じて、熱処理によっ
て、金属層5を、半導体層25及び26と、窓31及び32に臨
む領域においてそれぞれ反応させ、金属層5を構成して
いる金属と半導体層25及び26を構成しているシリコンと
による金属シリサイド層33及び34を形成するとともに、
金属層5を導電性層24と反応させて、同様の金属シリサ
イド層35を形成する(第2図H)。この場合、金属シリ
サイド層33、34及び35は、耐熱性層9のために、第1図
Fで上述した金属シリサイド層6の場合と同様に、実質
的に波打って形成されないとともに、金属層7に、第1
図Fで上述したと同様に障壁バリア10(図示せず)が形
成されるので、金属シリサイド層33、34及び35が、絶縁
層21、28及び29上まで延長して形成されない。
Then, according to the case described above with reference to FIG. 1E, the metal layer 5 is reacted with the semiconductor layers 25 and 26 in the regions facing the windows 31 and 32 by heat treatment to form the metal layer 5. While forming metal silicide layers 33 and 34 of metal and silicon constituting the semiconductor layers 25 and 26,
The metal layer 5 is reacted with the conductive layer 24 to form a similar metal silicide layer 35 (FIG. 2H). In this case, the metal silicide layers 33, 34 and 35 are not substantially corrugated due to the heat resistant layer 9 as in the case of the metal silicide layer 6 described above in FIG. 7th, 1st
Since the barrier barrier 10 (not shown) is formed in the same manner as described above with reference to FIG. F, the metal silicide layers 33, 34 and 35 are not formed extending over the insulating layers 21, 28 and 29.

次に、第1図Gの場合と同様に、エッチング処理によっ
て、半導体基板1上から、耐熱性層9を除去し、次で、
金属層5の半導体層25及び26及び導電性層24と反応して
いない領域を、除去する(第2図I)。
Next, as in the case of FIG. 1G, the heat resistant layer 9 is removed from the semiconductor substrate 1 by the etching process, and next,
Areas of the metal layer 5 that have not reacted with the semiconductor layers 25 and 26 and the conductive layer 24 are removed (FIG. 2I).

次に、半導体基板1上に、金属シリサイド層33及び35を
外部に臨ませる窓37及び38を有する層間絶縁層としての
例えばシリコン酸化物でなる絶縁層36を、それ自体は公
知の方法によって形成する(第2図J)。
Next, an insulating layer 36 made of, for example, silicon oxide as an interlayer insulating layer having windows 37 and 38 for exposing the metal silicide layers 33 and 35 to the outside is formed on the semiconductor substrate 1 by a method known per se. (Fig. 2J).

次に、絶縁層36の窓37及び38をそれぞれ通じて金属シリ
サイド層33及び35にオーミックに連結し、且つ絶縁層36
上に延長している配線層としての導電性層39及び40を、
それ自体は公知の方法によって形成する(第2図K)。
Next, ohmic connection is made to the metal silicide layers 33 and 35 through the windows 37 and 38 of the insulating layer 36, respectively, and the insulating layer 36 is formed.
Conductive layers 39 and 40 as wiring layers extending upward,
It is formed by a known method (FIG. 2K).

以上のようにして、P型の半導体基板1と、その上にゲ
ート絶縁層としての絶縁層30を介して形成されたゲート
電極乃至配線層としての導電性層24と、半導体基板1の
表面側の上方からみて導電性層24を挟んだ両位置に形成
されたそれぞれソース領域及びドレイン領域としてのN
型の半導体層25及び26と、それら半導体層25及び26にそ
れぞれ電極として連結している金属シリサイド層33及び
34と、導電性層24に連結している配線層としての金属シ
リサイド層35とを有するMIS電界効果トランジスタを有
する半導体装置を製造する。
As described above, the P-type semiconductor substrate 1, the conductive layer 24 as a gate electrode or wiring layer formed on the P-type semiconductor substrate 1 with the insulating layer 30 as a gate insulating layer interposed therebetween, and the front surface side of the semiconductor substrate 1 Of N as a source region and a drain region formed on both sides of the conductive layer 24 when viewed from above.
Type semiconductor layers 25 and 26, and metal silicide layers 33 and 26 connected to the semiconductor layers 25 and 26 as electrodes, respectively.
A semiconductor device having a MIS field effect transistor having 34 and a metal silicide layer 35 as a wiring layer connected to the conductive layer 24 is manufactured.

以上が、本発明による半導体装置の製法の第2の実施例
である。
The above is the second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

このような本発明による半導体装置の製法によれば、詳
細説明は省略するが、第1図で上述した本発明による半
導体装置の製法の場合に準じた優れた作用・効果が得ら
れることは明らかである。
According to such a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, although detailed description is omitted, it is clear that excellent actions and effects similar to those in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention described in FIG. 1 can be obtained. Is.

なお、上述においては、本発明のわずかな実施例を示し
たに留まり、金属層5を、酸素を含んでいる金属層でな
るものとして上述したのと同様の作用・効果を得ること
もでき、その他、本発明の精神を脱することなしに種々
の変型、変更をなし得るであろう。
In the above description, only a few examples of the present invention are shown, and it is also possible to obtain the same action and effect as those described above in which the metal layer 5 is made of a metal layer containing oxygen, Besides, various modifications and changes may be made without departing from the spirit of the present invention.

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

第1図A〜Gは、PN接合素子を有する半導体装置を製造
する場合に適用した、本発明による半導体装置の製法の
第1の実施例を示す、順次の工程における略線的断面図
である。 第2図A〜Kは、MIS電界効果型トランジスタを有する
半導体装置を製造する場合に適用した、本発明による半
導体装置の製法の第2の実施例を示す、順次の工程にお
ける略線的断面図である。 第3図A〜Fは、PN接合素子を有する半導体装置を製造
する場合に適用した、従来の半導体装置の製法を示す、
順次の工程における略線的断面図である。 1……半導体基板 2……絶縁層 3……絶縁層2の窓 4……半導体層 5……金属層 6……金属シリサイド層 8……金属酸化物層 9……耐熱性層 10……障壁バリア 21、23、28、29、30……絶縁層 24……導電性層 33、34、35……金属シリサイド層
1A to 1G are schematic cross-sectional views in a sequential process showing a first embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which is applied when manufacturing a semiconductor device having a PN junction element. . 2A to 2K are schematic cross-sectional views in a sequential process showing a second embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which is applied when manufacturing a semiconductor device having a MIS field effect transistor. Is. 3A to 3F show a conventional method for manufacturing a semiconductor device, which is applied when manufacturing a semiconductor device having a PN junction element,
It is an approximate line sectional view in a sequential process. 1 ... Semiconductor substrate 2 ... Insulating layer 3 ... Window of insulating layer 2 ... Semiconductor layer 5 ... Metal layer 6 ... Metal silicide layer 8 ... Metal oxide layer 9 ... Heat resistant layer 10 ... Barrier Barriers 21, 23, 28, 29, 30 …… Insulating layer 24 …… Conductive layer 33, 34, 35 …… Metal silicide layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−182133(JP,A) 特開 昭59−200417(JP,A) 特開 昭59−4053(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-60-182133 (JP, A) JP-A-59-200417 (JP, A) JP-A-59-4053 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】シリコンでなる半導体基板または半導体層
上に、その半導体基板または半導体層を外部に臨ませる
窓を有する絶縁層を形成する工程と、 上記半導体基板または半導体層上に、その上記絶縁層の
窓に臨む領域及び上記絶縁層上に連続延長している金属
層を形成する工程と、 熱処理によって、上記金属層を、上記半導体基板または
半導体層と上記絶縁層の窓に臨む領域において反応さ
せ、上記半導体基板または半導体層の上記絶縁層の窓に
臨む領域の表面側に、上記金属層を構成している金属と
上記半導体基板または半導体層を構成しているシリコン
とによる金属シリサイド層を形成する工程と、 エッチング処理によって、上記金属層の上記半導体基板
または半導体層と反応していない領域を、上記半導体基
板または半導体層上から除去する工程とを有する半導体
装置の製法において、 上記金属層を、金属層とその上に形成された金属酸化物
層とを有する積層体または酸素を含んでいる金属層でな
るものとして形成し、 上記熱処理によって上記金属シリサイド層を形成する工
程において、その熱処理を、上記積層体または上記酸素
を含んでいる金属層でなる上記金属層上に耐熱性層を形
成している状態で、且つ上記積層体または上記酸素を含
んでいる金属層でなる上記金属層内に上記積層体の上記
金属酸化物層または上記酸素を含んでいる金属層からの
酸素または金属酸化物によって上記半導体基板または半
導体層からのシリコンが横方向に拡散するのを阻止する
障壁バリアを形成させて、行うことを特徴とする半導体
装置の製法。
1. A step of forming, on a semiconductor substrate or semiconductor layer made of silicon, an insulating layer having a window that exposes the semiconductor substrate or semiconductor layer to the outside, and the insulating layer formed on the semiconductor substrate or semiconductor layer. A step of forming a continuously extending metal layer on the window of the layer and on the insulating layer, and by heat treatment, the metal layer reacts in the area of the semiconductor substrate or the semiconductor layer and the window of the insulating layer. Then, on the surface side of the region of the semiconductor substrate or the semiconductor layer facing the window of the insulating layer, a metal silicide layer made of the metal forming the metal layer and the silicon forming the semiconductor substrate or the semiconductor layer is formed. A region of the metal layer which has not reacted with the semiconductor substrate or the semiconductor layer due to the forming step and the etching treatment is formed on the semiconductor substrate or the semiconductor layer. In the method for manufacturing a semiconductor device having a step of removing, the metal layer is formed as a laminate having a metal layer and a metal oxide layer formed thereon or a metal layer containing oxygen, In the step of forming the metal silicide layer by the heat treatment, the heat treatment is performed in the state where the heat resistant layer is formed on the metal layer which is the laminate or the metal layer containing oxygen. From the semiconductor substrate or the semiconductor layer by oxygen or metal oxide from the metal oxide layer of the laminate or the metal layer containing oxygen in the metal layer consisting of a body or the metal layer containing oxygen A method for manufacturing a semiconductor device, which comprises: forming a barrier barrier that blocks the lateral diffusion of silicon in FIG.
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