JPH10223561A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10223561A
JPH10223561A JP9026845A JP2684597A JPH10223561A JP H10223561 A JPH10223561 A JP H10223561A JP 9026845 A JP9026845 A JP 9026845A JP 2684597 A JP2684597 A JP 2684597A JP H10223561 A JPH10223561 A JP H10223561A
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JP
Japan
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film
titanium silicide
silicide film
semiconductor device
polycrystalline silicon
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JP9026845A
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Japanese (ja)
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Koji Urabe
耕児 占部
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize a method for manufacturing a semiconductor device with which stabilized electrical characteristics can be obtained. SOLUTION: A semiconductor substrate 101 is covered with a given insulation film to form a polycrystalline silicon film 104 with a given impurities introduced therein. An amorphous titanium/silicide film 105a is then formed on the polycrystalline silicon film 104 by a sputtering method, using a titanium/silicide alloy target. Subsequently, the titanium/silicide film 105a is heat-treated and crystallized, followed by patterning to form an electrode 106.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置とその
製造方法に関し、特に、低抵抗配線および電極の電気的
特性の改良を実現するためにチタンシリサイド膜を用い
た半導体装置とその製造方法に関する。
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 using a titanium silicide film for realizing improvement of electrical characteristics of low resistance wiring and electrodes and a method of manufacturing the same. .

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、配線を低抵抗とし、電極の電
気的特性を改良するためにチタンシリサイド膜を用いて
電極あるいは配線を形成することが行なわれている。半
導体装置の製造方法の従来例についてMOSトランジス
タのゲート電極を作製する場合を例にあげて説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electrode or a wiring has been formed using a titanium silicide film in order to reduce the resistance of the wiring and improve the electrical characteristics of the electrode. A conventional example of a method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to an example in which a gate electrode of a MOS transistor is manufactured.

【0003】図5(A)に示すように、シリコン基板4
01上に厚さ300nmの素子分離酸化膜402を形成
して素子形成領域として区切り、厚さ8nmのゲート酸
化膜403を形成し、さらに全面にリンが添加された多
結晶シリコン膜404を形成する。
As shown in FIG. 5A, a silicon substrate 4
A device isolation oxide film 402 having a thickness of 300 nm is formed on the substrate 01 to divide it as an element formation region. A gate oxide film 403 having a thickness of 8 nm is formed. .

【0004】次に、チタンシリサイド合金ターゲットを
用いたスパッタ法により、図5(B)に示すように多結
晶シリコン膜404上にチタンシリサイド膜405を形
成する。
Next, as shown in FIG. 5B, a titanium silicide film 405 is formed on the polycrystalline silicon film 404 by a sputtering method using a titanium silicide alloy target.

【0005】続いて、図5(C)に示すように、フォト
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて
所望の位置にチタンシリサイド膜405および多結晶シ
リコン膜404から構成されるゲート電極406を形成
する。
Then, as shown in FIG. 5C, a gate electrode 406 composed of a titanium silicide film 405 and a polycrystalline silicon film 404 is formed at desired positions by using photolithography and dry etching. .

【0006】ゲート電極406の形成後には、絶縁膜形
成、シリコン基板中の不純物導入層の活性化熱処理や素
子上絶縁膜の安定化熱処理が行なわれる。これらの熱処
理はいずれも高温にて行なわれる。
After the formation of the gate electrode 406, an insulating film is formed, heat treatment for activating the impurity-doped layer in the silicon substrate, and heat treatment for stabilizing the insulating film on the element are performed. All of these heat treatments are performed at a high temperature.

【0007】チタンポリサイド電極を、非晶質膜からの
ダイシリサイド化によって作製する場合には、体積収縮
を補償するためにシリコンリッチなシリサイド膜を使用
し、これにシリサイド膜が凝集することを防止してい
る。しかしながら、このようなシリコンリッチなシリサ
イド膜では、結晶化の際に過剰シリコンの析出形態によ
り層抵抗が変動してしまう。
When a titanium polycide electrode is formed by disilicidation from an amorphous film, a silicon-rich silicide film is used to compensate for volume shrinkage, and it is necessary to confirm that the silicide film is agglomerated. Preventing. However, in such a silicon-rich silicide film, the layer resistance fluctuates due to the form of precipitation of excess silicon during crystallization.

【0008】上記のようにゲート電極形成後に結晶化さ
せると下地となるポリシリコン膜上の電極端で析出が起
こりやすくなり、後の熱処理工程で析出物が粗大化して
しまう。シリサイド膜はこの粗大化した析出物によって
分断され、その抵抗値は増大してしまう。
When crystallization is performed after the gate electrode is formed as described above, precipitation tends to occur at the electrode end on the underlying polysilicon film, and the precipitate becomes coarse in a later heat treatment step. The silicide film is divided by the coarsened precipitate, and the resistance value increases.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法においては、ゲート電極形成工程後に行
われる絶縁膜形成工程、シリコン基板中の不純物導入層
の活性化熱処理や素子上絶縁膜の安定化熱処理などの高
温下で行なわれる工程において、熱処理前には非晶質で
あったチタンシリサイド膜に結晶化が起きてしまう。
In the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, an insulating film forming step performed after a gate electrode forming step, an activation heat treatment for an impurity-doped layer in a silicon substrate, and a method for forming an insulating film on an element. In a step performed at a high temperature such as a stabilization heat treatment, crystallization occurs in the titanium silicide film that was amorphous before the heat treatment.

【0010】ゲート電極の形成後に結晶化が行なわれる
と結晶粒径やシリコン析出分布が電極幅に依存すること
からゲート電極の抵抗がばらついてしまうという問題点
がある。特に、高集積化を実現するためにゲート電極を
細く形成する場合にはその抵抗がばらつきやすくなるた
め、素子の安定した動作や高い歩留まりが得られないこ
ととなり、上記の問題点は大きな問題となる。
When crystallization is performed after the formation of the gate electrode, there is a problem that the resistance of the gate electrode varies because the crystal grain size and the silicon deposition distribution depend on the electrode width. In particular, when the gate electrode is formed thin in order to achieve high integration, the resistance tends to fluctuate, so that stable operation and high yield of the element cannot be obtained. Become.

【0011】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、安定した電気
的特性を得ることのできる半導体装置の製造方法を実現
することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and has as its object to realize a method of manufacturing a semiconductor device capable of obtaining stable electric characteristics. .

【0012】[0012]

【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、半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆して、所
定の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成する第
1の工程と、前記多結晶シリコン膜上に、チタンシリサ
イド合金ターゲットを用いたスパッタ法により非晶質チ
タンシリサイド膜を形成する第2の工程と、熱処理によ
って前記チタンシリサイド膜を結晶化し、これをパター
ニングして電極を形成する第3の工程とを有することを
特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a first step of forming a polycrystalline silicon film doped with a predetermined impurity by coating a predetermined insulating film on a semiconductor substrate. And a second step of forming an amorphous titanium silicide film on the polycrystalline silicon film by a sputtering method using a titanium silicide alloy target, and crystallizing the titanium silicide film by heat treatment and patterning the same. And a third step of forming an electrode.

【0013】本発明の他の形態による半導体装置の製造
方法は、半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆して、所定
の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成する第1
の工程と、前記多結晶シリコン膜上に、チタンシリサイ
ド合金ターゲットを用いて400℃以上の基板温度でス
パッタすることにより結晶化されたチタンシリサイド膜
を形成する第2の工程と、前記結晶化されたチタンシリ
サイド膜をパターニングして電極を形成する第3の工程
を有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a predetermined insulating film is coated on a semiconductor substrate to form a polycrystalline silicon film doped with a predetermined impurity.
And a second step of forming a crystallized titanium silicide film on the polycrystalline silicon film by sputtering at a substrate temperature of 400 ° C. or more using a titanium silicide alloy target; and A third step of forming an electrode by patterning the titanium silicide film thus formed.

【0014】本発明のさらに他の形態による半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆し
て、所定の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成
する第1の工程と、前記多結晶シリコン膜上に、チタン
シリサイド合金ターゲットを用いて基板温度400℃以
上でスパッタ法によりチタンシリサイド膜を形成する第
2の工程と、前記結晶化されたチタンシリサイド膜をパ
ターニングして電極を形成し、再度の熱処理によってチ
タンシリサイド膜をさらに結晶化させる第3の工程を有
することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to still another aspect of the present invention includes a first step of forming a polycrystalline silicon film doped with a predetermined impurity by coating a predetermined insulating film on a semiconductor substrate. A second step of forming a titanium silicide film on the polycrystalline silicon film by a sputtering method at a substrate temperature of 400 ° C. or higher using a titanium silicide alloy target, and patterning the crystallized titanium silicide film to form an electrode. And a third step of further crystallizing the titanium silicide film by another heat treatment.

【0015】上記のいずれの場合においても、前記チタ
ンシリサイド合金ターゲットのシリコンとチタンの組成
比が2.1〜2.5であるとしてもよい。
In any of the above cases, the titanium silicide alloy target may have a composition ratio of silicon to titanium of 2.1 to 2.5.

【0016】また、前記チタンシリサイド膜のシリコン
とチタンの組成比が2.1〜2.5であるとしてもよ
い。
Further, the composition ratio of silicon and titanium in the titanium silicide film may be 2.1 to 2.5.

【0017】「作用」上記のように構成される本発明に
おいては、ゲート電極を形成する前の段階でチタンシリ
サイド膜を結晶化させるので、ゲート電極形成後に行な
われる熱処理の工程の際に下地となるポリシリコン膜上
に析出するシリコンが粗大化することが防止され、チタ
ンシリサイド膜の抵抗値が増加することが防止される。
[Operation] In the present invention configured as described above, the titanium silicide film is crystallized before the gate electrode is formed. The silicon deposited on the resulting polysilicon film is prevented from becoming coarse, and the resistance value of the titanium silicide film is prevented from increasing.

【0018】ゲート電極を形成する前の段階で行なわれ
るチタンシリサイド膜を結晶化するための方法として
は、急速熱処理法(RTP:Rapid Thermal Process)
が挙げられる。図4は、ゲート電極層として電極幅が
0.3μmのTiSi2.4の抵抗値のシリサイド膜厚に
対する依存性を、急速熱処理を行なったときと行なわな
かったときとに分けて示す図である。図4中、○はRT
Pを行なうことなく、850℃で30分間の熱処理を行
なった場合、□はRTPを行なうことなく、900℃で
30分間の熱処理を行なった場合、●は、850℃で1
0秒間のRTPを行ない、その後、850℃で30分間
の熱処理を行なった場合、■は850℃で10秒間のR
TPを行ない、その後、900℃で30分間の熱処理を
行なった場合の層抵抗を示している。
As a method for crystallizing the titanium silicide film performed before the gate electrode is formed, a rapid thermal process (RTP) is used.
Is mentioned. FIG. 4 is a diagram showing the dependence of the resistance value of TiSi 2.4 having an electrode width of 0.3 μm as a gate electrode layer on the thickness of the silicide layer, with and without rapid thermal treatment. In FIG. 4, ○ indicates RT.
When heat treatment was performed at 850 ° C. for 30 minutes without performing P, □ was performed when heat treatment was performed at 900 ° C. for 30 minutes without performing RTP.
When RTP is performed for 0 second and then heat treatment is performed at 850 ° C. for 30 minutes, R is 850 ° C. for 10 seconds.
It shows the layer resistance when TP is performed and then heat treatment is performed at 900 ° C. for 30 minutes.

【0019】図4から明らかなように、急速熱処理法に
より結晶化を行なうことにより、層抵抗はその後の熱処
理の影響を殆ど受けないものとなる。
As is apparent from FIG. 4, by performing crystallization by the rapid heat treatment method, the layer resistance is hardly affected by the subsequent heat treatment.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施例について図
面を参照して説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0021】実施例1 図1は本発明の一実施例の構成を連続的に示す断面図で
ある。
Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of the present invention continuously.

【0022】図1(A)に示すように、P型のシリコン
基板101上に、厚さ300nmの素子分離酸化膜10
2を形成することにより素子形成領域として区画し、さ
らに厚さ8nmのゲート酸化膜103を形成し、全面に
リンがドープされた厚さ50nmの多結晶シリコン膜1
04を形成する。
As shown in FIG. 1A, a 300 nm-thick element isolation oxide film 10 is formed on a P-type silicon substrate 101.
2, a gate oxide film 103 having a thickness of 8 nm is formed, and a polycrystalline silicon film 1 having a thickness of 50 nm doped with phosphorus is entirely formed.
04 is formed.

【0023】次に、シリコンとチタンの組成比が2.1
〜2.5のチタンシリサイド合金ターゲットを用いたス
パッタ法により、スパッタパワー1〜5kW、圧力1〜
20mTorrの条件の下で、図1(B)に示すよう
に、多結晶シリコン膜104上に、厚さ100nmの非
晶質チタンシリサイド膜105aを形成する。
Next, the composition ratio of silicon and titanium is 2.1
Sputtering power of 1 to 5 kW, pressure of 1 to 2.5
Under the condition of 20 mTorr, an amorphous titanium silicide film 105a having a thickness of 100 nm is formed on the polycrystalline silicon film 104 as shown in FIG.

【0024】次に、急速熱処理法を用いて700℃から
900℃の温度範囲の真空中、あるいは、不活性ガス雰
囲気中で10秒から2分の熱処理を行うことにより図1
(C)に示すように非晶質チタンシリサイド膜105a
を相転移させ、結晶化チタンシリサイド膜105bとす
る。
Next, a heat treatment is performed for 10 seconds to 2 minutes in a vacuum in a temperature range of 700 ° C. to 900 ° C. or in an inert gas atmosphere using a rapid heat treatment method, as shown in FIG.
As shown in (C), the amorphous titanium silicide film 105a
Undergoes a phase transition to form a crystallized titanium silicide film 105b.

【0025】結晶化チタンシリサイド膜105bの相
は、C49相かC54相のいずれでも良い。また、熱処
理方法として炉アニールを用いても問題ない。さらに熱
処理温度を2段階に分けてC49相を形成した後にC5
4相を形成しても良い。
The phase of the crystallized titanium silicide film 105b may be either the C49 phase or the C54 phase. There is no problem even if furnace annealing is used as the heat treatment method. Further, after the heat treatment temperature is divided into two stages to form a C49 phase,
Four phases may be formed.

【0026】続いて、図1(D)に示すように、フォト
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて
所望の位置にチタンシリサイド膜105bおよび多結晶
シリコン膜104より構成されるゲート電極106を形
成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, a gate electrode 106 composed of a titanium silicide film 105b and a polycrystalline silicon film 104 is formed at a desired position by using a photolithography technique and a dry etching technique. .

【0027】上記のような半導体装置の製造方法によれ
ば、ゲート電極形成後に行なわれる熱処理の工程の際に
下地となるポリシリコン膜上に析出するシリコンが粗大
化することが防止されるため、電極のパターン寸法に依
存しない結晶粒径、シリコン析出分布を有するチタンシ
リサイド膜を形成することができる。従って、高温熱処
理工程におけるチタンシリサイド膜の構造変化がほとん
どないため安定した電気的特性を得ることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device as described above, the silicon deposited on the underlying polysilicon film during the heat treatment performed after the formation of the gate electrode is prevented from becoming coarse. It is possible to form a titanium silicide film having a crystal grain size and a silicon deposition distribution independent of the electrode pattern size. Therefore, since there is almost no structural change in the titanium silicide film in the high-temperature heat treatment step, stable electrical characteristics can be obtained.

【0028】実施例2 次に、本発明の第2の実施例について図面を参照して説
明する。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0029】図2(A)に示すように、P型のシリコン
基板201上に厚さ300nmの素子分離酸化膜202
を形成することにより素子形成領域として区画し、さら
に厚さ8nmのゲート酸化膜203を形成し、全面にリ
ンがドープされた50nmの多結晶シリコン膜204を
形成する。
As shown in FIG. 2A, a 300 nm-thick device isolation oxide film 202 is formed on a P-type silicon substrate 201.
Is formed, a gate oxide film 203 having a thickness of 8 nm is further formed, and a 50 nm polycrystalline silicon film 204 doped with phosphorus is formed on the entire surface.

【0030】次に、シリコンとチタンの組成比が2.1
〜2.5のチタンシリサイド合金ターゲットを用いたス
パッタ法により、スパッタパワー1〜5kW、圧力1〜
20mTorr、基板温度400℃〜600℃の条件の
下で、図2(B)に示すように、多結晶シリコン膜20
4に厚さ100nmのC49相を有する結晶化チタンシ
リサイド膜205を形成する。
Next, the composition ratio of silicon and titanium is 2.1
Sputtering power of 1 to 5 kW, pressure of 1 to 2.5
Under a condition of 20 mTorr and a substrate temperature of 400 ° C. to 600 ° C., as shown in FIG.
4, a crystallized titanium silicide film 205 having a C49 phase with a thickness of 100 nm is formed.

【0031】続いて、図2(C)に示すように、フォト
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用いて
所望の位置に結晶化チタンシリサイド膜205および多
結晶シリコン膜203より構成されるゲート電極206
を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2C, a gate electrode 206 composed of a crystallized titanium silicide film 205 and a polycrystalline silicon film 203 is formed at a desired position by using a photolithography technique and a dry etching technique.
To form

【0032】上記のような半導体装置の製造方法によれ
ば、ゲート電極形成後に行なわれる熱処理の工程の際に
下地となるポリシリコン膜上に析出するシリコンが粗大
化することが防止されるため、電極のパターン寸法に依
存しない結晶粒径、シリコン析出分布を有するチタンシ
リサイド膜を形成する事ができる。従って、高温工程に
おけるチタンシリサイド膜の構造変化がほとんどないた
め安定した電気的特性を得ることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device as described above, the silicon deposited on the underlying polysilicon film during the heat treatment process performed after the formation of the gate electrode is prevented from becoming coarse. It is possible to form a titanium silicide film having a crystal grain size and a silicon deposition distribution independent of the electrode pattern size. Accordingly, since there is almost no structural change of the titanium silicide film in the high temperature process, stable electric characteristics can be obtained.

【0033】また、本実施例ではチタンシリサイド膜を
成膜中に結晶化させているため、第1の実施例に比べて
工程の簡略化が可能となる。
In this embodiment, since the titanium silicide film is crystallized during the film formation, the process can be simplified as compared with the first embodiment.

【0034】実施例3 次に、本発明の第3の実施例について図面を参照して説
明する。
Embodiment 3 Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】図3(A)に示すように、P型のシリコン
基板301上に、厚さ300nmの素子分離酸化膜30
2を形成することにより素子形成領域として区画し、さ
らに、厚さ8nmのゲート酸化膜303を形成し、全面
にリンがドープされた厚さ50nmの多結晶シリコン膜
304を形成する。
As shown in FIG. 3A, a 300 nm-thick device isolation oxide film 30 is formed on a P-type silicon substrate 301.
2 to form a gate oxide film 303 having a thickness of 8 nm, and a phosphorus-doped polycrystalline silicon film 304 having a thickness of 50 nm is formed on the entire surface.

【0036】次に、シリコンとチタンの組成比が2.1
〜2.5のチタンシリサイド合金ターゲットを用いたス
パッタ法により、スパッタパワー1〜5kW、圧力1〜
20mT、基板温度400℃〜600℃の条件の下で、
図3(B)に示すように、多結晶シリコン膜304に厚
さ100nmのC49相を有するC49相チタンシリサ
イド膜305bを形成する。
Next, the composition ratio of silicon and titanium is 2.1.
Sputtering power of 1 to 5 kW, pressure of 1 to 2.5
Under conditions of 20 mT and a substrate temperature of 400 ° C. to 600 ° C.,
As shown in FIG. 3B, a C49-phase titanium silicide film 305b having a C49 phase with a thickness of 100 nm is formed on the polycrystalline silicon film 304.

【0037】続いて、図3(C)に示すように、急速熱
処理法を用いて700℃から900℃の温度範囲で、1
0秒から2分の熱処理を行うことにより、C49相チタ
ンシリサイド膜305bをC54相を有するC54相チ
タンシリサイド膜305cに相転移させる。この場合、
熱処理方法として炉アニールを用いても問題ない。
Subsequently, as shown in FIG. 3 (C), using a rapid heat treatment method in a temperature range of 700.degree.
By performing a heat treatment for 0 second to 2 minutes, the C49 phase titanium silicide film 305b undergoes a phase transition to a C54 phase titanium silicide film 305c having a C54 phase. in this case,
There is no problem if furnace annealing is used as the heat treatment method.

【0038】さらに、図3(D)に示すように、フオト
リソグラフィ技術およびドライエッチング技術を用い
て、所望の位置にC54相チタンシリサイド膜305c
および多結晶シリコン膜304より構成されるゲート電
極306を形成する。
Further, as shown in FIG. 3D, a C54 phase titanium silicide film 305c is formed at a desired position by using a photolithography technique and a dry etching technique.
And a gate electrode 306 made of a polycrystalline silicon film 304 is formed.

【0039】上記のような半導体装置の製造方法によれ
ば、ゲート電極形成後に行なわれる熱処理の工程の際に
下地となるポリシリコン膜上に析出するシリコンが粗大
化することが防止されるため、電極のパターン寸法に依
存しない結晶粒径、シリコン析出分布を有するチタンシ
リサイド膜を形成することができる。従って、高温工程
におけるチタンシリサイド膜の構造変化が起きにくいた
め、安定した電気的特性を得ることができる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device as described above, the silicon deposited on the underlying polysilicon film during the heat treatment step performed after the formation of the gate electrode is prevented from becoming coarse. It is possible to form a titanium silicide film having a crystal grain size and a silicon deposition distribution independent of the electrode pattern size. Therefore, since the structural change of the titanium silicide film hardly occurs in the high temperature process, stable electric characteristics can be obtained.

【0040】本実施例ではチタンシリサイド膜を成膜中
に結晶化させているため、熱処理温度を2段階に分ける
場合に比べて工程の簡略化が可能となる。
In this embodiment, since the titanium silicide film is crystallized during the film formation, the process can be simplified as compared with the case where the heat treatment temperature is divided into two stages.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明による半導体装置の製造方法によ
れば、電極幅に依存しない膜構造を持つチタンシリサイ
ド膜を形成する事ができる。従って、チタンシリサイド
膜高温工程での構造変化が十分に抑制されるために安定
した電気的特性を得ることができる効果がある。また、
これにより高速化された集積回路を実現することができ
る効果がある。
According to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a titanium silicide film having a film structure independent of the electrode width can be formed. Accordingly, since the structural change in the titanium silicide film high temperature step is sufficiently suppressed, there is an effect that stable electric characteristics can be obtained. Also,
Thus, there is an effect that a high-speed integrated circuit can be realized.

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

【図1】(A)〜(D)のそれぞれは、本発明の第1の
実施例の工程縦断面図である。
FIGS. 1A to 1D are process vertical sectional views of a first embodiment of the present invention.

【図2】(A)〜(C)のそれぞれは、本発明の第2の
実施例の工程縦断面図である。
FIGS. 2A to 2C are process vertical cross-sectional views of a second embodiment of the present invention.

【図3】(A)〜(D)のそれぞれは、本発明の第3の
実施例の工程縦断面図である。
FIGS. 3A to 3D are process vertical sectional views of a third embodiment of the present invention.

【図4】結晶化により、ゲート電極層の抵抗値のシリサ
イド膜厚依存性が変化する状態を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a state in which the dependence of the resistance value of a gate electrode layer on the thickness of a silicide film changes due to crystallization.

【図5】(A)〜(C)のそれぞれは、従来の半導体装
置の製造方法の工程縦断面図である。
FIGS. 5A to 5C are vertical cross-sectional views of a process in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101,201,301 シリコン基板 102,202,302 素子分離酸化膜 103,203,303 ゲート酸化膜 104,204,304 多結晶シリコン膜 105 チタンシリサイド膜 105a 非晶質チタンシリサイド膜 105b 結晶化チタンシリサイド膜 205,305b C49相チタンシリサイド膜 305c C54相チタンシリサイド膜 106,206,306 ゲート電極 101, 201, 301 Silicon substrate 102, 202, 302 Element isolation oxide film 103, 203, 303 Gate oxide film 104, 204, 304 Polycrystalline silicon film 105 Titanium silicide film 105a Amorphous titanium silicide film 105b Crystallized titanium silicide film 205, 305b C49 phase titanium silicide film 305c C54 phase titanium silicide film 106, 206, 306 Gate electrode

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆し
て、所定の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成
する第1の工程と、 前記多結晶シリコン膜上に、チタンシリサイド合金ター
ゲットを用いたスパッタ法により非晶質チタンシリサイ
ド膜を形成する第2の工程と、 熱処理によって前記チタンシリサイド膜を結晶化し、こ
れをパターニングして電極を形成する第3の工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first step of forming a polycrystalline silicon film into which a predetermined impurity is introduced by coating a predetermined insulating film on a semiconductor substrate; and forming a titanium silicide alloy target on the polycrystalline silicon film. A second step of forming an amorphous titanium silicide film by a sputtering method using GaN, and a third step of crystallizing the titanium silicide film by heat treatment and patterning the titanium silicide film to form an electrode. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項2】 半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆し
て、所定の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成
する第1の工程と、 前記多結晶シリコン膜上に、チタンシリサイド合金ター
ゲットを用いて400℃以上の基板温度でスパッタする
ことにより結晶化されたチタンシリサイド膜を形成する
第2の工程と、 前記結晶化されたチタンシリサイド膜をパターニングし
て電極を形成する第3の工程を有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
2. A first step of forming a polycrystalline silicon film into which a predetermined impurity is introduced by coating a predetermined insulating film on a semiconductor substrate; and forming a titanium silicide alloy target on the polycrystalline silicon film. A second step of forming a crystallized titanium silicide film by sputtering at a substrate temperature of 400 ° C. or more by using GaN, and a third step of patterning the crystallized titanium silicide film to form an electrode A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項3】 半導体基板上に所定の絶縁膜を被覆し
て、所定の不純物が導入された多結晶シリコン膜を形成
する第1の工程と、 前記多結晶シリコン膜上に、チタンシリサイド合金ター
ゲットを用いて基板温度400℃以上でスパッタ法によ
りチタンシリサイド膜を形成する第2の工程と、 前記結晶化されたチタンシリサイド膜をパターニングし
て電極を形成し、再度の熱処理によってチタンシリサイ
ド膜をさらに結晶化させる第3の工程を有することを特
徴とする半導体装置の製造方法。
3. A first step of forming a polycrystalline silicon film in which a predetermined impurity is introduced by coating a predetermined insulating film on a semiconductor substrate; and forming a titanium silicide alloy target on the polycrystalline silicon film. A second step of forming a titanium silicide film by a sputtering method at a substrate temperature of 400 ° C. or higher, and patterning the crystallized titanium silicide film to form an electrode, and further performing the heat treatment to further form the titanium silicide film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising a third step of crystallizing.
【請求項4】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法において、 前記チタンシリサイド合金ターゲットのシリコンとチタ
ンの組成比が2.1〜2.5である事を特徴とした半導
体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a composition ratio of silicon and titanium of the titanium silicide alloy target is 2.1 to 2.5. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 請求項1乃至請求項3のいずれかに記載
の半導体装置の製造方法において、 前記チタンシリサイド膜のシリコンとチタンの組成比が
2.1〜2.5である事を特徴とした半導体装置の製造
方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a composition ratio of silicon and titanium in the titanium silicide film is 2.1 to 2.5. Of manufacturing a semiconductor device.
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JP9026845A JPH10223561A (en) 1997-02-10 1997-02-10 Manufacture of semiconductor device
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6358846B1 (en) 1999-05-20 2002-03-19 Nec Corporation Method of fabricating semiconductor device with polycide gate structure
JP2005012159A (en) * 2003-06-20 2005-01-13 Hynix Semiconductor Inc Method for forming gate electrode of semiconductor device
JP2007258743A (en) * 1998-12-29 2007-10-04 Hynix Semiconductor Inc Method of forming gate electrode in semiconductor device

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KR100264029B1 (en) 2000-09-01

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