JPH1022234A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1022234A
JPH1022234A JP19543496A JP19543496A JPH1022234A JP H1022234 A JPH1022234 A JP H1022234A JP 19543496 A JP19543496 A JP 19543496A JP 19543496 A JP19543496 A JP 19543496A JP H1022234 A JPH1022234 A JP H1022234A
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JP
Japan
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film
oxide film
polycrystalline silicon
semiconductor substrate
forming
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Withdrawn
Application number
JP19543496A
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English (en)
Inventor
Hiroyasu Yasuda
広安 保田
Terutoshi Togami
照敏 戸上
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 CMPまたはエッチバックを使用してゲート
配線工程にサリサイドプロセスを適用し、ゲート配線の
低抵抗化を良好に達成する半導体装置の製造方法を提供
する。 【解決手段】 フィールド領域FS形成後、ゲート酸化
膜27、多結晶シリコン膜28、絶縁膜29を順次堆積
する工程と、前記積層膜をゲート電極形状にパターニン
グする工程と、前記フィールド領域FS上の多結晶シリ
コン膜28上の絶縁膜29を除去する工程と、サイドウ
ォール210を形成する工程と、高融点金属膜を堆積す
る工程と、熱処理して半導体基板21表面及びフィール
ド領域FS上の多結晶シリコン膜28と反応させてシリ
サイド層211を形成する工程とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に係わり、特に、ゲート配線形成工程にサリサイドプ
ロセスを適用し、ゲート配線の低抵抗化を良好に達成す
る半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術によるフィールドシールド型素
子分離領域を有する半導体装置の製造方法を、図5を用
いて説明する。まず、半導体基板1上に熱酸化膜2を形
成し、次いで公知のCVD法(化学的気相成長法)によ
り多結晶シリコン膜3、酸化膜4を順次堆積する。次い
で、レジスト5を塗布し、露光する(図5(a))。
【0003】次いで、前記レジスト5をマスクとして酸
化膜4をエッチングし、その後、レジスト5を除去す
る。次に、酸化膜4をマスクとして、多結晶シリコン膜
3をエッチングする(図5(b))。
【0004】次に、酸化膜6を堆積した後、エッチバッ
クして側壁に酸化膜(サイドウォール)6を形成する
(図5(c))。次いで、素子形成領域ACに熱酸化膜
7を形成した後、公知のCVD法により多結晶シリコン
膜8、酸化膜9を順次堆積し、レジスト10を塗布し、
露光する(図5(d))。
【0005】次いで、酸化膜9を多結晶シリコン膜8の
表面までエッチングする。次に、レジスト10を除去し
た後、前記酸化膜9をマスクとして、多結晶シリコン膜
8を酸化膜7までエッチングする。次いで、酸化膜11
を堆積した後、エッチバックして側壁に酸化膜(サイド
ウォール)11を形成することによりゲート電極を形成
する(図5(e))。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】図5(a)〜(e)に
示したような工程で製造する従来のフィールドシールド
型素子分離領域を備える半導体装置の製造方法において
は、フィールド領域FSとアクティブ領域ACの段差の
ため、ゲート配線である多結晶シリコン膜3をレジスト
ではなく、酸化膜4をマスクとしてエッチングしてい
る。
【0007】この酸化膜4の存在のため、ゲート配線で
ある多結晶シリコン膜3をサリサイド化して低抵抗化す
ることができなかった。このため、更に微細化を進めれ
ば、ゲート配線の抵抗が素子の動作速度に顕著に影響を
及ぼすという問題があった。
【0008】そこで、本発明の目的は、前述した従来技
術の問題点を解消し、サリサイドプロセスをゲート配線
部にも適用することで配線の低抵抗化を達成でき、か
つ、プロセス微細化にも対応できる半導体装置の製造方
法を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上に形成された素子分離用膜を備
える前記半導体基板上の素子活性領域に、第1の酸化膜
を形成する第1の工程と、前記第1の工程後、前記半導
体基板上に多結晶シリコン膜及び第2の酸化膜を順次形
成する第2の工程と、前記第2の酸化膜及び前記多結晶
シリコン膜をゲート電極形状に加工する第3の工程と、
前記第3の工程後、前記素子分離用膜上に存在する前記
第2の酸化膜を除去する第4の工程と、前記第4の工程
後、前記ゲート電極形状に加工された多結晶シリコン膜
の側面に絶縁壁を形成するとともに、露出している前記
第1の酸化膜を除去する第5の工程と、前記第5の工程
後、前記半導体基板上に高融点金属膜を形成する第6の
工程と、前記高融点金属膜と前記素子分離用膜上に存在
する前記多結晶シリコン膜、及び前記高融点金属膜と前
記素子活性領域の半導体基板とを反応させてシリサイド
層を形成する第7の工程とを備える。
【0010】また、本発明の他の特徴とするところは、
請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、前記
素子分離用膜は、フィールドシールド型素子分離膜であ
ることを特徴としている。
【0011】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記高融点金属膜は、Ni、Pt、Co、Ti、Wから
なる群より選択されることを特徴としている。
【0012】また、本発明のその他の特徴とするところ
は、前記第4の工程がCMP法またはエッチバック法で
あることを特徴としている。
【0013】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の半導体装置の製
造方法の第1の実施の形態を図1および図2に基づき説
明する。本発明による半導体装置は、半導体基板21上
に920℃程度、H2 :O2 =4:3の条件で膜厚30
0〜700Åの酸化膜22を熱酸化法で形成した後、酸
化膜22上に公知のCVD法(化学的気相成長法)によ
り580〜600℃、PH3 :SiH4 =1:11で導
電性を持たせるための不純物を含んだ多結晶シリコン膜
23を膜厚500〜2000Å程度堆積する。
【0014】次いで、多結晶シリコン膜23上に680
℃程度で、膜厚1000〜2000Åの酸化膜24を堆
積した後、フォトレジスト25を塗布し、露光する(図
1(a))。
【0015】次いで、酸化膜24をエッチングした後、
フォトレジスト25を除去し、酸化膜24をマスクとし
て、多結晶シリコン膜23をエッチングする。次いで、
680℃程度で、1000〜2500Åのサイドウォー
ル26を堆積した後、全面エッチバックをして、サイド
ウォール26を形成する。この際、素子形成領域ACの
基板表面が露出する(図1(b))。
【0016】次いで、半導体基板21上に850℃程度
で、H2 :O2 =1:2の条件で50〜200Åの酸化
膜27を熱酸化法により形成させた後、半導体基板21
上にCVD法により580〜600℃、PH3 :SiH
4 =1:11で不純物を含んだ多結晶シリコン膜28を
堆積させ、次に、680℃程度で、膜厚1000〜20
00Åの酸化膜29を堆積する。
【0017】次いで、フォトレジスト(図示せず)を塗
布、及び露光した後、酸化膜29をエッチングし、その
後、フォトレジスト25を除去する(図1(c))。次
に、多結晶シリコン膜28上の酸化膜29をマスクとし
て、多結晶シリコン膜28を酸化膜27の表面までエッ
チングする(図1(d))。
【0018】次に、フィールド領域FSの多結晶シリコ
ン膜28上の酸化膜29を、公知のCMP(化学機械研
磨法)を用いて選択的に除去する(図2(a))。次い
で、TEOS:N2 =2:1で1000〜3000Åの
酸化膜210を全面に堆積した後、全面エッチバックし
て、サイドウォール210を形成する(図2(b))。
【0019】次に、全面に高融点金属膜、例えば、N
i、Pt、Co、Ti、W等を50〜500Å堆積した
後、450〜900℃程度で数十秒間の熱処理を1回も
しくは複数回行い、半導体基板21およびフィールド領
域FSの多結晶シリコン膜28と反応させてシリサイド
211を形成する。
【0020】その後、酸化膜上の未反応高融点金属膜を
除去してゲート配線が形成される(図2(c))。な
お、前述の実施の形態は、ゲート配線上部の酸化膜を除
去するためにCMP技術を適用したが、公知のエッチバ
ックプロセスを用いても良い。
【0021】以下に、本発明の半導体装置の製造方法の
第2の実施の形態としてエッチバックプロセスをしよう
した例を、図3および図4を用いて説明する。まず、半
導体基板31上に920℃程度で、H2 :02 =4:3
の条件で膜厚300〜700Åの酸化膜32を熱酸化法
で形成させた後、酸化膜32上にCVD法により580
〜600℃、PH3 :SiH4 =1:11で不純物を含
んだ多結晶シリコン膜33を膜厚500〜2000Å程
度堆積させる。
【0022】次いで、多結晶シリコン膜33上に750
℃程度、SiH2 Cl2 :NH3 =1:10の条件で膜
厚1000〜2000Åの窒化膜312を堆積し、次い
で680℃程度で膜厚1000〜2000Åの酸化膜3
4を堆積した後、フォトレジスト35を塗布、露光する
(図3(a))。
【0023】次いで、酸化膜34をエッチングした後、
レジスト35を除去し、酸化膜34をマスクとして、窒
化膜312、多結晶シリコン膜33を順次エッチングす
る。次いで、全面エッチバックによりマスクとして用い
た酸化膜34を除去する。次いで、半導体基板31上に
750℃程度で1000〜2500Åの窒化膜を堆積し
た後、全面エッチバックをして、窒化膜のサイドウォー
ル313を形成する(図3(b))。
【0024】次いで、半導体基板31上に850℃程
度、H2 :02 =1:2の条件で50〜200Åの酸化
膜37を熱酸化法により形成させた後、半導体基板31
上にCVD法により580〜600℃、PH3 :SiH
4 =1:11で不純物を含んだ多結晶シリコン膜38を
堆積させ、次いで、680℃程度、膜厚1000〜20
00Åの酸化膜39を堆積する。
【0025】次いで、フォトレジスト(図示せず)を塗
布、露光した後、酸化膜39をエッチングし、フォトレ
ジストを除去する(図3(c))。次に、酸化膜39を
マスクとして、多結晶シリコン膜38をエッチングする
(図3(d))。
【0026】次いで、全面エッチバックにより酸化膜3
9を除去し多結晶シリコン膜38の表面を露出させる
(図4(a))。次いで、750℃程度の温度で100
0〜3000Åの窒化膜314を全面に堆積した後、全
面エッチバックして、サイドウォール314を形成する
(図4(b))。
【0027】次に、全面に高融点金属膜、例えば、N
i、Pt、Co、Ti、W等を50〜500Å堆積した
後、450〜900℃程度で数十秒間の熱処理を1回も
しくは複数回行い、基板31および多結晶シリコン膜3
8を反応させてシリサイド315を形成する。その後、
酸化膜上の未反応高融点金属膜を除去してゲート配線が
形成される(図4(c))。
【0028】本実施の形態では、図4(a)の酸化膜エ
ッチバックの工程にて、フィールド領域FSの酸化膜3
9を全て除去した。しかし、酸化膜39はフィールド領
域FS上に比べ、素子形成領域AC上では、フィールド
領域FSと素子形成領域ACとの段差のため2倍以上の
膜厚になっており、エッチバックの工程で素子形成領域
AC上の酸化膜39は完全には除去されずに残る。これ
により、多結晶シリコン膜38はフィールド領域FS上
のみシリサイド化される。
【0029】また、第1の実施の形態では、サイドウォ
ール210に酸化膜を、第2の実施の形態ではサイドウ
ォール314に窒化膜を用いたが、サイドウォール21
0に窒化膜を用いてもよいし、またサイドウォール31
4に酸化膜を用いてもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明は前述したように、本発明の方法
によると、フィールド領域上の多結晶シリコン膜のみシ
リサイド化され、素子形成領域上すなわちゲート酸化膜
上の多結晶シリコン膜はシリサイド化されない。したが
って、ゲート酸化膜に余分な応力がかからず、また高融
点金属原子がゲート酸化膜中に拡散しないので、ゲート
酸化膜の耐圧を低下させることなく、かつ、フィールド
領域上の多結晶シリコン膜のサリサイド化により、動作
速度が速く、信頼性の高い半導体装置を製造することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は、本発明の第1の実施の形態
を示す工程順断面図である。
【図2】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施の形態
を示す工程順断面図である。
【図3】(a)〜(d)は、本発明の第2の実施の形態
を示す工程順断面図である。
【図4】(a)〜(c)は、本発明の第2の実施の形態
を示す工程順断面図である。
【図5】(a)〜(e)は、従来例を示す工程順断面図
である。
【符号の説明】
21 半導体基板 22 熱酸化膜 23 多結晶シリコン膜 24 酸化膜 211 シリサイド FS フィールド領域 AC 素子活性領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成された素子分離用膜
    を備える前記半導体基板上の素子活性領域に、第1の酸
    化膜を形成する第1の工程と、 前記第1の工程後、前記半導体基板上に多結晶シリコン
    膜及び第2の酸化膜を順次形成する第2の工程と、 前記第2の酸化膜及び前記多結晶シリコン膜をゲート電
    極形状に加工する第3の工程と、 前記第3の工程後、前記素子分離用膜上に存在する前記
    第2の酸化膜を除去する第4の工程と、 前記第4の工程後、前記ゲート電極形状に加工された多
    結晶シリコン膜の側面に絶縁壁を形成するとともに、露
    出している前記第1の酸化膜を除去する第5の工程と、 前記第5の工程後、前記半導体基板上に高融点金属膜を
    形成する第6の工程と、 前記高融点金属膜と前記素子分離用膜上に存在する前記
    多結晶シリコン膜、及び前記高融点金属膜と前記素子活
    性領域の半導体基板とを反応させてシリサイド層を形成
    する第7の工程とを備えることを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記素子分離用膜は、フィールドシールド型素子分離膜
    であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記高融点金属膜は、Ni、Pt、Co、Ti、Wから
    なる群より選択されることを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  4. 【請求項4】 前記第4の工程がCMP法またはエッチ
    バック法であることを特徴とする請求項1〜3の何れか
    1項に記載の半導体装置の製造方法。
JP19543496A 1996-07-05 1996-07-05 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH1022234A (ja)

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