JPH10135459A - ポリサイドゲート電極及びその製造方法 - Google Patents

ポリサイドゲート電極及びその製造方法

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JPH10135459A
JPH10135459A JP9211797A JP21179797A JPH10135459A JP H10135459 A JPH10135459 A JP H10135459A JP 9211797 A JP9211797 A JP 9211797A JP 21179797 A JP21179797 A JP 21179797A JP H10135459 A JPH10135459 A JP H10135459A
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光來 趙
Shinkei Sai
軫圭 崔
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ゲート電極の製造過程でシリサイド層が収縮
され層間絶縁膜の内部にボイドが発生されることが防止
されたポリサイドゲート電極及びその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 本発明のポリサイドゲート電極は、ポリ
シリコン層パターン120、シリサイド層パターン12
5及びマスク酸化膜パターン130が積層されて形成さ
れたゲートパターンと、前記シリサイド層パターン12
5の両面の嵩収縮部に高温熱酸化工程で形成された収縮
補償酸化膜135と、ゲートパターンの側壁に形成され
たゲートスペーサ140aとを具備する。ゲートパター
ンのうち、シリサイド層パターン125の収縮された両
面を収縮補償酸化膜125で充填することにより、シリ
サイド層パターン125の収縮された部分を補償する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はトランジスターのゲ
ート電極及びその製造方法に係り、特にポリサイドゲー
ト電極及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の集積度が増加することによ
り低抵抗配線の重要性が増大されており、最近には低抵
抗配線構造としてポリシリコン膜上に高融点金属シリサ
イド膜を積層させたポリサイド構造がビットラインやゲ
ート等に広く使用されている。ポリサイド構造をゲート
に使用する場合、タングステンシリサイドやチタンシリ
サイドのようなシリサイド物質の嵩の収縮により後続さ
れて形成される層間絶縁膜内にボイドが発生され、これ
により隣接したランディングパッド間の電気的ショート
がもたらされる。
【0003】以下、図2A乃至図2Dに基づき従来のポ
リサイドゲート電極の製造方法を説明する。図2Aはゲ
ート酸化膜15が形成された半導体基板10上にポリシ
リコン層パターン20とシリサイド層パターン25及び
マスク酸化膜パターン30よりなるゲートパターン2
0、25及び30が形成されたことを示す断面図であ
る。
【0004】この際、前記マスク酸化膜パターン30は
600℃以下の温度条件で形成される低温酸化膜(Low
Temperature Oxide :LTO)がよく使用される。従っ
て、600℃以上の温度条件で蝕刻防止酸化膜が形成さ
れる場合に発生されるシリサイドの結晶化に因した嵩収
縮現象が発生されない。図2Bは前記ゲートパターン2
0、25及び30を形成するための蝕刻工程時、露出さ
れた半導体基板10の上面及びゲートパターン20、2
5及び30の外面上に発生されたポリマー(図示せず)
を除去するための洗浄工程を行った後の断面図である。
【0005】シリサイド層パターン(図2Aの25)は
前記洗浄工程により一部消耗されて左右に減縮変形され
た形のシリサイド層パターン25aとして示される。図
2Cは洗浄工程が行われた結果物の全面に層間絶縁膜3
5が形成されたことを示す断面図である。この層間絶縁
膜35は通常、高温酸化膜(High Temperature Oxide:
HTO)で形成される。前記高温酸化膜の形成時、シリ
サイド物質が結晶化されその嵩収縮が発生する。従っ
て、図2Bのシリサイド層パターン25aは再度変形さ
れ、図2Cに示されたようなシリサイド層パターン25
bになる。これにより、前記層間絶縁膜35内部の前記
シリサイド層パターン25bの付近でボイド40が発生
する。
【0006】図2Dはゲートスペーサ35aをマスクと
して用いたセルフアラインコンタクト方法でコンタクト
ホールを形成し、ここに導電物質を充填してランディン
グパッド45が形成されたことを示す断面図である。こ
の際、前記層間絶縁膜(図2Cの35)の異方性蝕刻に
より前記ゲートスペーサ35aが形成され、隣接したゲ
ート電極間の半導体基板の所定部を露出させる。一方、
前記ボイド(図2Cの40)は前記層間絶縁膜の異方性
蝕刻工程時部分蝕刻され、前記ゲートスペーサ35aに
溝40aを形成する。このような溝40aは前記ゲート
スペーサ35aに沿って長く伸ばされた形であり、ラン
ディングパッド45の形成のため露出された半導体基板
10上に導電物質を充填する過程で導電物質で充填され
る。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記ラ
ンディングパッド45ののパタニング後にも溝40aに
充填された導電物質は除去されず、隣接素子間の伝導通
路を提供するブリッジを発生させる。その結果として、
半導体素子の失敗(Failure )をもたらす。本発明の目
的はシリサイド層の嵩収縮に因したボイドによりもたら
される隣接素子間の電気的ショートが防止されたポリサ
イドゲート電極を提供することにある。
【0008】本発明の他の目的は前記ゲート電極の製造
に適した製造方法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
本発明によるポリサイドゲート電極は、ポリシリコン層
パターン、シリサイド層パターン及びマスク酸化膜パタ
ーンが積層されて形成されたゲートパターンと、前記シ
リサイド層パターンの両面の嵩収縮部に高温熱酸化工程
で形成された収縮補償酸化膜と、前記ゲートパターンの
側壁に形成されたゲートスペーサとを具備する。
【0010】前記他の目的を達成するため本発明による
ポリサイドゲート電極の製造方法は、まず半導体基板上
にポリシリコン層、シリサイド層及びマスク層を積層し
て形成し、前記積層された層を順次にパタニングして前
記半導体基板の所定部を露出させるマスク酸化膜パター
ン、シリサイド層パターン及びポリシリコン層パターン
よりなるゲートパターンを形成する。前記ゲートパター
ンの側面及び前記露出された半導体基板上に対した洗浄
工程を行って前記パタニング工程時発生されたポリマー
を除去する。次いで、前段階の結果物に対した熱酸化工
程を行い、前記洗浄段階で嵩の減縮されたシリサイド層
パターンの両面に収縮補償酸化膜を形成する。収縮補償
酸化膜の形成された前記ゲートパターンの側壁にゲート
スペーサを形成する。
【0011】従って、シリサイド層パターンの両面に高
温酸化膜で形成された収縮防止酸化膜が形成されている
のでシリサイド層の収縮によるボイドの発生が抑制され
うる。よって、隣接した素子等が相互電気的に絶縁され
うる。
【0012】
【発明の実施の形態】図1Aはゲートパターン120、
125及び130を形成する段階を示す断面図である。
半導体基板110上に通常の方法でゲート酸化膜115
を形成し、その上にポリシリコン層、シリサイド層及び
マスク層を積層する。引続き、前記マスク層を通常の方
法でパタニングすることによりゲートパターンを限定す
るマスク酸化膜パターン130を形成し、前記シリサイ
ド層の所定部を露出させる。次いで、前記マスク酸化膜
パターン130を蝕刻マスクとして前記シリサイド層及
びポリシリコン層を蝕刻することにより、前記半導体基
板110の所定部を露出させるシリサイド層パターン1
25及びポリシリコン層パターン120を形成する。従
って、マスク酸化膜パターン130、シリサイド層パタ
ーン125及びポリシリコン層パターン120よりなる
ゲートパターンが完成される。この際、前記ゲート酸化
膜115もともにパタニングされる。
【0013】ここで、前記マスク酸化膜パターン130
は600℃以下の温度条件で形成されうる絶縁物質で形
成することが望ましい。例えば、低温酸化膜が使用され
うる。図1Bはゲートパターンが形成された前段階の結
果物の表面を洗浄する段階を示した断面図である。
【0014】前記ゲートパターンの形成のための蝕刻工
程時、前記露出された半導体基板110の上面及びゲー
トパターン120、125及び130の外面上に発生さ
れたポリマー(図示せず)を除去するための洗浄工程を
行う。この際、前記シリサイド層パターン(図1Aの1
25)は前記洗浄工程により一部消耗され左右に減縮変
形された形のシリサイド層パターン125aとして示さ
れる。
【0015】図1Cは収縮補償酸化膜135及び層間絶
縁膜140を形成する段階を示した断面図である。具体
的に、前記減縮変形された形のシリサイド層パターン1
25aの両面に高温、即ち800℃以上の温度で熱酸化
工程を進行して収縮補償酸化膜135を形成する。つい
で、その結果物の全面に層間絶縁膜140を形成する。
この際、シリサイド層パターン125aの熱酸化速度が
ポリシリコン層パターン120の熱酸化速度より速いと
いう事実が前記収縮補償酸化膜135の形成を可能にす
る。また、熱酸化工程、即ち温度、時間及び注入される
ガス量等を調節して熱酸化工程を行うことにより、収縮
補償酸化膜135がシリサイド層パターンの収縮された
部分だけ補償するようにしうる。
【0016】このように形成された前記収縮補償酸化膜
135により前記シリサイド層パターン125aが収縮
される際、その収縮された嵩が補償され、共に前記層間
絶縁膜の内部にボイド(図2Cの40)が発生されるこ
とを防止しうる。従って、隣接素子間の伝導通路を提供
するブリッジの発生が防止され究極的には隣接素子間に
短絡が発生することが防止される。
【0017】図1Dはスペーサ140a及びランディン
グパッド145を形成する段階を示した断面図である。
具体的に、前記層間絶縁膜140を異方性蝕刻して前記
ゲートパターンの側壁にスペーサ140aを形成すると
同時に両ゲート電極の間の半導体基板の所定部を露出さ
せ、その結果物の全面に導電物、例えばポリシリコン層
を蒸着してからパタニングして所定の形を有するランデ
ィングパッド145を形成する。
【0018】
【発明の効果】前述したように本発明によるポリサイド
ゲート電極によれば、シリサイドパターンの両面に高温
酸化膜で形成された収縮補償酸化膜が形成される。従っ
て、ゲート電極を製造する過程でシリサイド層が収縮さ
れてもシリサイド層パターンの収縮部分を収縮補償酸化
膜が充填し、ゲート電極の全面に形成される層間絶縁膜
内にボイドが発生することを防止する。よって、ボイド
によるブリッジの発生が防止され、結局隣接素子間の短
絡が発生されない。
【0019】本発明は前記実施例に限定されなく、より
多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野の通常の知
識を有する者により可能なのは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の望ましい実施例によるポリサイドゲー
ト電極の製造方法を説明する断面図である。
【図2】従来のポリサイドゲート電極の製造方法を説明
する断面図である。
【符号の説明】
110 半導体基板 115 ゲート酸化膜 120 ポリシリコン層パターン 125 シリサイド層パターン 125a シリサイド層パターン 130 マスク酸化膜パターン(マスク層パターン) 135 収縮補償酸化膜 140 層間絶縁膜 140a スペーサ 145 ランディングパッド

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ゲート酸化膜の形成された半導体基板上
    に形成され、ポリシリコン層パターン、シリサイド層パ
    ターン及びマスク層パターンが積層されて形成されたゲ
    ートパターンと、 前記シリサイド層パターンの両面の嵩収縮部に高温熱酸
    化工程で形成された収縮補償酸化膜と、 前記ゲートパターンの側壁に形成されたゲートスペーサ
    とを具備することを特徴とするポリサイドゲート電極。
  2. 【請求項2】 前記マスク層パターンは600℃以下の
    温度条件で形成された酸化膜であることを特徴とする請
    求項1に記載のポリサイドゲート電極。
  3. 【請求項3】 前記収縮補償酸化膜は800℃以上の温
    度条件で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の
    ポリサイドゲート電極。
  4. 【請求項4】 ゲート酸化膜の形成された半導体基板上
    にポリシリコン層、シリサイド層及びマスク層を積層し
    て形成する第1段階と、 前記第1段階で積層された層を順次にパタニングして前
    記半導体基板の所定部を露出させるマスク層パターン、
    シリサイド層パターン及びポリシリコン層パターンより
    なるゲートパターンを形成する第2段階と、 前記ゲートパターンの側面及び前記第2段階で露出され
    た半導体基板上を洗浄して前記パタニング工程時発生さ
    れたポリマーを除去する第3段階と、 前記第3段階の結果物に対して熱酸化工程を行い、前記
    第3段階の洗浄する段階で嵩の減縮されたシリサイド層
    パターンの両面に収縮補償酸化膜を形成する第4段階
    と、 前記収縮補償酸化膜の形成された前記ゲートパターンの
    側壁にゲートスペーサを形成する第5段階とを具備する
    ことを特徴とするポリサイドゲート電極の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記第1段階における前記マスク層は6
    00℃以下の温度条件で形成される酸化膜であることを
    特徴とする請求項4に記載のポリサイドゲート電極の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 前記第4段階における前記収縮補償酸化
    膜は800℃以上の温度条件で形成されることを特徴と
    する請求項4に記載のポリサイドゲート電極の製造方
    法。
JP9211797A 1996-10-24 1997-08-06 ポリサイドゲート電極及びその製造方法 Pending JPH10135459A (ja)

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