JPH104067A - 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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JPH104067A
JPH104067A JP8154659A JP15465996A JPH104067A JP H104067 A JPH104067 A JP H104067A JP 8154659 A JP8154659 A JP 8154659A JP 15465996 A JP15465996 A JP 15465996A JP H104067 A JPH104067 A JP H104067A
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JP
Japan
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film
silicide film
tungsten silicide
polysilicon
refractory metal
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JP8154659A
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English (en)
Inventor
Akira Tanaka
陽 田中
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリシリコン膜上に、剥離しにくく、且つ、
段差被覆性に優れた高融点金属シリサイド膜を形成でき
るような半導体の製造方法を提供する。 【解決手段】 EPROMにおける第2のポリシリコン
膜6上にタングステンシリサイド膜を成膜するに際し、
タングステンシリサイド膜の所望の膜厚の中途部まで
は、スパッタリング法による成膜を行い、これによって
第1のタングステンシリサイド膜7を形成し、その後、
残りの膜厚は、CVD法による成膜を行って、第2の第
1のタングステンシリサイド膜7を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリシリコン膜と
高融点金属シリサイド膜との積層体が形成されてなる半
導体装置を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の配線材料としては、アルミ
ニウム(Al)系合金や、ポリシリコン膜とタングステ
ンシリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜とからなる
積層体(いわゆるポリサイド)等が広く用いられてい
る。
【0003】例えば、電気的に情報を書き換えられ電源
を切っても情報を保持できる不揮発性メモリの一種であ
るEPROM(Erasable Programmable Read-Only Memo
ry:消去および再書込み可能な読出し専用メモリ)にお
いても、ポリシリコン膜とタングステンシリサイド膜等
との積層体からなる配線が用いられる。
【0004】このEPROMは、通常、いわゆるMOS
型電界効果トランジスタのゲート電極(コントロールゲ
ート)と、シリコン基板との間にもう1つのポリシリコ
ンゲート(フローティングゲート)を埋め込んだ2層ポ
リシリコンゲート構造を有するものである。このEPR
OMにおいては、コントロールゲートとドレインに高電
圧VPPを印加して、ドレイン近傍で発生したホットエレ
クトロンをフローティングゲートに注入することによっ
て書込みを行う。そして、フローティングゲートに一旦
注入された電子は、VPPを切った後でも、周囲が酸化膜
で囲まれているため、エネルギー的にみるとちょうどポ
テンシャルの井戸に捕獲された状態となり、外部からこ
の井戸の高さに相当するエネルギーを得ない限り安定し
てこの状態を保つ。なお、紫外線(253.7nm)を
照射すると、フローティングゲート中の電子が紫外線か
ら高エネルギーを得て、フローティングゲートから自由
電子として解き放されるため、データの消去が行われる
こととなる。
【0005】上述のようにして、EPROMにおいて
は、フローティングゲート中に蓄積された電荷の有無に
よってデータが記憶される。このため、データを読み出
すには、書き込み状態にあるセルのしきい値電圧と消去
状態にあるセルのしきい値電圧との中間の大きさの電圧
をワード線からコントロールゲートに印加すればよい。
これによって、書き込み状態にあるセルでは非導通、消
去状態にあるセルでは導通の状態となり、電荷の有無が
読み取れる。
【0006】このようなEPROMにおいては、上述の
コントロールゲートとして、ポリシリコン膜とタングス
テンシリサイド膜等との積層体が用いられている。
【0007】このようなEPROMを製造するには、図
6に示されるように、先ず、シリコン基板101上に素
子分離領域102および第1のゲート絶縁膜103を形
成した後、第1のポリシリコン膜104を成膜し、これ
を所望の形状にパターニングすることにより、フローテ
ィングゲートを形成しておく。
【0008】次に、図7に示されるように、SiO系絶
縁膜/SiN系絶縁膜/SiO系絶縁膜がこの順に形成
されてなる第2のゲート絶縁膜105を形成した後、C
VD法により第2のポリシリコン膜106を成膜する。
【0009】その後、図8に示されるように、スパッタ
リング法によりタングステンシリサイド膜107を成膜
し、これを所望の形状にパターニングすることによっ
て、コントロールゲートを形成する。
【0010】しかし、上述のようにして製造されたEP
ROMにおいては、配線切れによる故障が起こりやすい
という問題があった。これは、コントロールゲートを構
成しているタングステンシリサイド膜107がスパッタ
リング法により成膜されるため、段差部分において十分
な膜厚が確保されないために起こる。
【0011】このため、タングステンシリサイド膜10
7をスパッタリング法により成膜する代わりに、段差被
覆性に優れたCVD法により成膜することが考えられ
る。CVD法によってタングステンシリサイド膜を成膜
すると、段差部分においても、十分な膜厚を確保できる
ようになるため、配線切れが抑制できるようになる。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、CVD
法によって成膜されたタングステンシリサイド膜は、ス
パッタリング法によって成膜されたものに比して、第2
のポリシリコン膜106に対する密着性に劣っている。
このため、タングステンシリサイド膜を成膜後の工程に
て、ウェハに熱が加えられると、第2のポリシリコン膜
106からタングステンシリサイド膜が剥離しやすい。
【0013】また、上述したようなEPROMにおける
コントロールゲートに限られず、ポリシリコン膜と高融
点金属シリサイド膜との積層体が用いられる各種半導体
装置においても同様の問題が生じる。
【0014】そこで、本発明においては、かかる従来の
実情に鑑みて、ポリシリコン膜上に、剥離しにくく、且
つ、段差被覆性に優れた高融点金属シリサイド膜を形成
できるような半導体の製造方法を提供することを目的と
する。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、上述の目的を達成するために提案された
ものであり、ポリシリコン膜上に高融点金属シリサイド
膜を成膜するに際し、高融点金属シリサイド膜の所望の
膜厚の中途部までは、スパッタリング法による成膜を行
い、その後、残りの膜厚は、CVD法による成膜を行う
ものである。
【0016】本発明においては、ポリシリコン膜上に高
融点金属シリサイド膜を成膜するに際し、先ずスパッタ
リング法を適用するため、いわゆるイオン・スパッタ効
果によりポリシリコン膜表面を粗面化しながら高融点金
属シリサイド膜を付着させることができ、ポリシリコン
膜との密着性に優れた膜が得られる。そして、その後で
CVD法が適用されるため、段差被覆性に優れた膜が得
られる。また、CVD法によって高融点金属シリサイド
膜を成膜するときには、下地として既にスパッタリング
法によって成膜された高融点金属シリサイド膜が存在す
るために、CVD法によって成膜された部分の高融点金
属シリサイド膜も密着性に問題がないものとなる。
【0017】したがって、本発明を適用すると、ポリシ
リコン膜上に、剥離しにくく、且つ、段差被覆性に優れ
た高融点金属シリサイド膜を形成できるようになる。
【0018】ここで、高融点金属シリサイド膜に含まれ
る高融点金属材料としては、タングステン(W)、チタ
ン(Ti)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、ジ
ルコニウム(Zr)、ハフニウム(Hf)等が挙げられ
るが、特にTiが好適である。そして、スパッタリング
法によって成膜される高融点金属シリサイド膜と、CV
D法によって成膜される高融点金属シリサイド膜とで
は、含まれる高融点金属の種類が異なるものであっても
よいが、共通のものとして好適である。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した具体的な
実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【0020】ここでは、EPROMのコントロールゲー
トを作製するに際して本発明を適用した例について、図
1〜図5を用いて説明する。
【0021】先ず、厚さ600nmの素子分離領域2が
形成されたシリコン基板1に対して熱酸化を行うことに
より、F−Nトンネル酸化膜である第1のゲート絶縁膜
3を10nmなる厚さに形成する。そして、CVD法に
より第1のポリシリコン膜4を成膜し、この第1のポリ
シリコン膜4をフォトリソグラフィおよびドライエッチ
ングにより所望の形状にパターニングする。これによ
り、図1に示されるように、フローティングゲートが形
成される。
【0022】次に、熱酸化によってSiO系絶縁膜を形
成し、CVDによってSiN系絶縁膜を成膜した後、再
び熱酸化を行うことによってSiO系絶縁膜を形成し、
これにより、SiO系絶縁膜/SiN系絶縁膜/SiO
系絶縁膜がこの順に形成されてなる第2のゲート絶縁膜
5を厚さ10nmにて形成する。そして、CVD法によ
り第2のポリシリコン膜6を100nmなる厚さに成膜
する。この状態を図2に示す。
【0023】その後、下記の条件にてスパッタリングを
行う。
【0024】スパッタリング条件 装置 : マグネトロンスパッタリング装置 ターゲーット : WSix 真空度 : 1 Pa 供給電力 : 5 kW これにより、図3に示されるように、第1のタングステ
ンシリサイド膜7が80nmなる厚さに成膜される。
【0025】続いて、下記の条件にてCVDを行う。
【0026】 これにより、図4に示されるように、第2のタングステ
ンシリサイド膜8が80nmなる厚さに成膜される。
【0027】そして、上述のようにして成膜された第2
のタングステンシリサイド膜8、第1のタングステンシ
リサイド膜7、第2のポリシリコン膜6を、フォトリソ
グラフィおよびドライエッチングにより所望の形状にパ
ターニングして、コントロールゲートを形成する。
【0028】なお、この後、図5に示されるように、ウ
ェハ全面に亘って酸化シリコンよりなる層間絶縁膜9を
厚さ200nm程度に形成し、アルミニウム系合金より
なる上層配線10を形成することによって、EPROM
が完成する。
【0029】上述のようにしてEPROMを製造する
と、後の工程にて熱処理が行われても、第2のポリシリ
コン膜6からタングステンシリサイド膜7、8が剥離す
ることが防止される。また、タングステンシリサイド膜
7、8が段差部分においても十分な膜厚が確保されるよ
うになるため、配線切れも防止できる。
【0030】剥離が防止できたのは、第2のポリシリコ
ン膜6との界面付近には、スパッタリング法により第1
のタングステンシリサイド膜7が成膜され、この第1の
タングステンシリサイド膜7が第2のポリシリコン膜6
との密着性に優れているためである。なお、CVD法に
よって第2のタングステンシリサイド膜8を成膜すると
きには、下地として既にスパッタリング法によって成膜
された第1のタングステンシリサイド膜7が存在するた
めに、この第2のタングステンシリサイド膜8の密着性
も問題ない。また、配線切れが防止できたのは、CVD
法により成膜された第2のタングステンシリサイド膜8
の段差被覆性が優れているためである。
【0031】以上、本発明を適用した実施の形態につい
て説明したが、本発明は、この実施の形態に限定される
ものではないことは言うまでもなく、例えば、高融点金
属シリサイド膜として、タングステンシリサイド膜の代
わりに、チタンシリサイド(TiSix )、コバルトシ
リサイド(CoSix )、ニッケルシリサイド(NiS
x )、ジルコニウムシリサイド(ZrSix )、ハフ
ニウムシリサイド(HfSix )等を成膜してもよい。
そして、上述の実施の形態においては、スパッタリング
法によって成膜される高融点金属シリサイド膜と、CV
D法によって成膜される高融点金属シリサイド膜とで、
含まれる高融点金属の種類を同じものとしたが、含まれ
る高融点金属の種類が異なるものであってもよい。
【0032】また、本実施の形態においては、EPRO
Mのコントロールゲートを形成するに際して本発明を適
用したが、EEPROM(Electrically Erasable Prog
rammable Read-Only Memory :記憶内容を電気的に書き
換え可能な読出し専用メモリ)のコントロールゲートを
形成する場合も、同様に適用できる。もちろん、ポリシ
リコン膜上に高融点シリサイド膜を形成するための方法
として、EPROMやEEPROMのコントロールゲー
ト作成工程以外にも適用可能である。
【0033】なお、第1のタングステンシリサイド膜7
を成膜後、第2のタングステンシリサイド膜8の成膜を
行うまでは、第1のタングステンシリサイド膜7表面の
酸化防止、パーティクルの取り込み防止のため、ウェハ
を大気から遮断された状態に維持して好適である。この
ためには、密閉されたボックス内にウェハを収納した状
態で、スパッタリング装置からCVD装置へ搬送を行う
ようにすればよい。この場合、ボックスと各装置におけ
るチャンバとの間で直接ウェハの搬出入を行ってもよい
し、各装置が密閉されたロードロック室に接続されてい
れば、それぞれのロードロック室とボックスとの間でウ
ェハの搬出入を行ってもよい。または、閉鎖された搬送
系を共有し、該搬送系の周囲に、第1のタングステンシ
リサイド膜用のスパッタリング装置のチャンバ、第2の
タングステンシリサイド膜用のCVD装置のチャンバ等
が配列されたマルチチャンバシステムを適用してもよ
い。
【0034】
【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明を
適用すると、ポリシリコン膜上に、剥離しにくく、且
つ、段差被覆性に優れた高融点金属シリサイド膜を形成
できる。このため、いわゆるポリサイドよりなる配線の
信頼性が向上し、このような配線が形成されている半導
体装置を高い信頼性をもって製造することが可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用してEPROMを製造する工程を
示すものであり、シリコン基板に素子分離領域と第1の
ゲート絶縁膜が形成された上に、フローティングゲート
が形成された状態を模式的に示す断面図である。
【図2】図1のウェハに対して第2のゲート絶縁膜を形
成した後、第2のポリシリコン膜を成膜した状態を模式
的に示す断面図である。
【図3】図2のウェハに対してスパッタリング法により
第1のタングステンシリサイド膜を成膜した状態を模式
的に示す断面図である。
【図4】図3のウェハに対してCVD法により第2のタ
ングステンシリサイド膜を成膜し、コントロールゲート
が形成された状態を模式的に示す断面図である。
【図5】図4のウェハに対して層間絶縁膜を形成し、上
層配線を形成した状態を模式的に示す断面図である。
【図6】従来法によりEPROMを製造する工程を示す
ものであり、シリコン基板に素子分離領域と第1のゲー
ト絶縁膜が形成された上に、フローティングゲートが形
成された状態を模式的に示す断面図である。
【図7】図6のウェハに対して第2のゲート絶縁膜を形
成した後、第2のポリシリコン膜を成膜した状態を模式
的に示す断面図である。
【図8】図7のウェハに対してスパッタリング法により
タングステンシリサイド膜を成膜し、コントロールゲー
トが形成された状態を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板、 2 素子分離領域、 3 第1の
ゲート絶縁膜、 4第1のポリシリコン膜、 5 第2
のゲート絶縁膜、 6 第2のポリシリコン膜、 7
第1のタングステンシリサイド膜、 8 第2のタング
ステンシリサイド膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/115 H01L 27/10 434 21/8247 29/78 371 29/788 29/792

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリシリコン膜上に高融点金属シリサイ
    ド膜を成膜するに際し、高融点金属シリサイド膜の所望
    の膜厚の中途部までは、スパッタリング法による成膜を
    行い、その後、残りの膜厚は、CVD法による成膜を行
    うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記高融点金属シリサイド膜として、チ
    タンシリサイド膜を成膜することを特徴とする請求項1
    記載の半導体装置の製造方法。
JP8154659A 1996-06-14 1996-06-14 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH104067A (ja)

Priority Applications (1)

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JP8154659A JPH104067A (ja) 1996-06-14 1996-06-14 半導体装置の製造方法

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JP (1) JPH104067A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100690923B1 (ko) 2005-09-15 2007-03-09 삼성전자주식회사 금속 실리사이드막 형성 방법 및 이를 이용한 반도체소자의 제조 방법
CN111602224A (zh) * 2018-01-15 2020-08-28 应用材料公司 针对碳化钨膜改进附着和缺陷的技术

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Effective date: 20030902