JPH1126755A - Mos transistor, semiconductor device and manufacture of mos transistor - Google Patents

Mos transistor, semiconductor device and manufacture of mos transistor

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JPH1126755A
JPH1126755A JP17370997A JP17370997A JPH1126755A JP H1126755 A JPH1126755 A JP H1126755A JP 17370997 A JP17370997 A JP 17370997A JP 17370997 A JP17370997 A JP 17370997A JP H1126755 A JPH1126755 A JP H1126755A
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JP
Japan
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layer
insulating film
forming
groove
silicide layer
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JP17370997A
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Japanese (ja)
Inventor
Koji Kikuchi
池 浩 二 菊
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the gate resistance and the wiring resistance to the low levels, by sequentially laminating a silicide layer, the metal layer of a group VIII or a group IB and a wiring layer in this order on the upper surface of an insulating film, and forming a gate electrode. SOLUTION: An insulating film 2 is formed on an Si substrate 1, and a silicide layer 3 is formed on a gate forming region on the film 2. The entire upper surface of the substrate is covered with an insulating film 6. An opening part is formed at one part of the film, and the silicide layer 3 is exposed. After the upper surface of the substrate is flattened, a Cu layer 8 is formed. The upper surface of the substrate is polished until the insulating film 6 appears on the surface. The excessive Cu layer 3 other than the vicinity of the gate- electrode forming part is removed. Then, after an insulating film is formed on the entire upper surface on the substrate, a contact hole for drawing out the wiring is formed. A wiring layer 9 comprising Al and Au is formed in the contact hole, and a gate electrode 10, an drain electrode 11 and a source electrode 12 are completely formed.

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、半導体基板上に形
成されるゲート電極などの各種の電極の構造に関するも
ので、特に、電極部分の抵抗値を低減する技術に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of various electrodes such as a gate electrode formed on a semiconductor substrate, and more particularly to a technique for reducing a resistance value of an electrode portion.

【0002】[0002]

【従来の技術】MOSトランジスタのゲート電極をCu
等の低融点金属で形成すると、熱処理時にCu等の金属
が異常拡散を起こすおそれがあり、また、ゲート電極を
Mo等の高融点金属で形成すると表面が酸化してゲート
抵抗が高くなるおそれがある。このため、ポリシリコン
を用いてゲート電極を形成する例や、ポリシリコンより
も抵抗が約1桁小さいシリサイド( 例えばWSi 2 やMoSi
など)を用いてゲート電極を形成する例が提案され、さ
らには、タングステン等からなる金属とポリシリコンと
を用いてゲート電極を二重構造にする例なども提案され
ている。
2. Description of the Related Art A MOS transistor has a gate electrode of Cu.
When the gate electrode is formed of a high melting point metal such as Mo, the surface may be oxidized and the gate resistance may be increased. is there. For this reason, a gate electrode is formed using polysilicon, or a silicide (for example, WSi 2 or MoSi
And the like, and an example in which the gate electrode has a double structure using a metal such as tungsten and polysilicon is also proposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ゲート電極をこのよう
な二重構造にすると、ポリシリコンのみでゲート電極を
形成した場合に比べて、ゲート抵抗を下げることができ
る。ところが、従来の二重構造のゲート電極は内部にポ
リシリコンを含んでいるため、Cu等の金属に比べると
抵抗値がかなり高くなる。
When the gate electrode has such a double structure, the gate resistance can be reduced as compared with the case where the gate electrode is formed only of polysilicon. However, since the conventional double-structured gate electrode contains polysilicon inside, the resistance value is considerably higher than that of a metal such as Cu.

【0004】また、コンデンサや抵抗などの受動素子を
半導体基板上に形成する場合も、受動素子の電極部分の
抵抗値が十分に低くないと高周波特性が悪くなるため、
半導体装置を高周波帯域で動作させるには、各電極部分
の抵抗をなるべく低くする必要がある。
Also, when passive elements such as capacitors and resistors are formed on a semiconductor substrate, high-frequency characteristics are deteriorated unless the resistance value of the electrodes of the passive elements is sufficiently low.
In order to operate a semiconductor device in a high frequency band, it is necessary to reduce the resistance of each electrode portion as much as possible.

【0005】本発明は、このような点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、ゲート抵抗や配線抵抗をでき
るだけ低くすることができるMOSトランジスタ、半導
体装置およびMOSトランジスタの製造方法を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a MOS transistor, a semiconductor device, and a method of manufacturing a MOS transistor which can reduce gate resistance and wiring resistance as much as possible. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1の発明は、半導体基板上に絶縁膜を介
して形成されるゲート電極を有するMOSトランジスタ
において、前記ゲート電極は、前記絶縁膜の上面に形成
されるシリサイド層と、このシリサイド層の上面に形成
されるVIII族またはIB族の金属層と、この金属層の上面
に形成される配線層とからなる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via an insulating film. It comprises a silicide layer formed on the upper surface of the insulating film, a group VIII or IB metal layer formed on the upper surface of the silicide layer, and a wiring layer formed on the upper surface of the metal layer.

【0007】請求項2の発明は、半導体基板上に第1の
絶縁膜を介して形成されるゲート電極を有するMOSト
ランジスタにおいて、前記ゲート電極は、前記第1の絶
縁膜の上面に形成されるシリサイド層と、このシリサイ
ド層の上面に形成される第2の絶縁膜と、この第2の絶
縁膜上に形成され、その下面が前記シリサイド層に達す
る溝の内壁をコーティングする高融点金属層と、この高
融点金属層でコーティングされた前記溝の内部に形成さ
れるVIII族またはIB族の金属層と、この金属層の上面に
形成される配線層とからなる。
According to a second aspect of the present invention, in a MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, the gate electrode is formed on an upper surface of the first insulating film. A silicide layer, a second insulating film formed on the upper surface of the silicide layer, a refractory metal layer formed on the second insulating film and having a lower surface coating an inner wall of a groove reaching the silicide layer; A VIII or IB group metal layer formed inside the groove coated with the high melting point metal layer, and a wiring layer formed on the upper surface of the metal layer.

【0008】請求項3の発明は、半導体基板上に形成さ
れる拡散層と、この拡散層の上面に、絶縁層を介してあ
るいは直接形成されるシリサイド層と、このシリサイド
層の上面に形成されるVIII族またはIB族の金属層と、こ
の金属層の上面に形成され、前記拡散層の電極取り出し
部となる配線層とを備える。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a diffusion layer formed on a semiconductor substrate, a silicide layer formed directly or via an insulating layer on an upper surface of the diffusion layer, and a diffusion layer formed on the upper surface of the silicide layer. A metal layer of Group VIII or Group IB, and a wiring layer formed on the upper surface of the metal layer and serving as an electrode extraction portion of the diffusion layer.

【0009】請求項4の発明は、半導体基板上に形成さ
れる拡散層と、この拡散層の上面に、絶縁層を介してあ
るいは直接形成されるシリサイド層と、このシリサイド
層の上面に形成される絶縁膜と、この絶縁膜上に形成さ
れ、その下面が前記シリサイド層に達する溝の内壁をコ
ーティングする高融点金属層と、この高融点金属層でコ
ーティングされた前記溝の内部に形成されるVIII族また
はIB族の金属層と、この金属層の上面に形成され、前記
拡散層の電極取り出し部となる配線層とを備える。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a diffusion layer formed on a semiconductor substrate, a silicide layer formed directly or via an insulating layer on an upper surface of the diffusion layer, and a diffusion layer formed on the upper surface of the silicide layer. A refractory metal layer formed on the insulating film, the lower surface of which coats the inner wall of the groove reaching the silicide layer; and a refractory metal layer formed inside the groove coated with the refractory metal layer. A metal layer of Group VIII or Group IB, and a wiring layer formed on the upper surface of the metal layer and serving as an electrode extraction portion of the diffusion layer.

【0010】請求項5の発明は、半導体基板上に絶縁膜
を介して形成されるゲート電極を有するMOSトランジ
スタの製造方法において、前記半導体基板上に第1の絶
縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜の上面の一部
にシリサイド層を形成する工程と、前記シリサイド層の
上面と、その周囲の前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜
を形成する工程と、前記第2の絶縁膜の一部に溝を形成
して前記シリサイド層を露出させる工程と、前記溝の内
部にVIII族またはIB族の金属層を形成して基板上面を平
坦化する工程と、前記平坦化した基板上面に第3の絶縁
膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜の一部に溝を形
成して前記金属層を露出させ、この溝の内部に前記ゲー
ト電極取り出し用の配線層を形成する工程と、を備え
る。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via an insulating film, wherein a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate is provided. Forming a silicide layer on a part of the upper surface of the first insulating film, forming a second insulating film on the upper surface of the silicide layer, and surrounding the first insulating film; Forming a groove in a part of the insulating film to expose the silicide layer; forming a group VIII or IB metal layer inside the groove to planarize the upper surface of the substrate; Forming a third insulating film on the upper surface of the converted substrate, forming a groove in a part of the third insulating film to expose the metal layer, and forming a wiring for taking out the gate electrode inside the groove. Forming a layer.

【0011】請求項6の発明は、半導体基板上に形成さ
れるMOSトランジスタの製造方法において、前記半導
体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の
絶縁膜の上面の一部にシリサイド層を形成する工程と、
前記シリサイド層の上面と、その周囲の前記第1の絶縁
膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁
膜の一部に溝を形成して前記シリサイド層を露出させる
工程と、前記溝の内壁を高融点金属でコーティングする
工程と、コーティングされた前記溝の内部にVIII族また
はIB族の金属層を形成して基板上面を平坦化する工程
と、前記平坦化した基板上面に第3の絶縁膜を形成する
工程と、前記第3の絶縁膜の一部に溝を形成して前記金
属層を露出させ、この溝の内部に前記ゲート電極取り出
し用の配線層を形成する工程と、を備える。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a MOS transistor formed on a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate; Forming a silicide layer in the portion,
Forming a second insulating film on the upper surface of the silicide layer and surrounding the first insulating film; forming a groove in a part of the second insulating film to expose the silicide layer; A step of coating the inner wall of the groove with a high melting point metal, a step of forming a Group VIII or IB group metal layer inside the coated groove to flatten the upper surface of the substrate, and Forming a third insulating film on the upper surface of the substrate; forming a groove in a part of the third insulating film to expose the metal layer; and forming the wiring layer for taking out the gate electrode inside the groove. Forming.

【0012】請求項1の発明を、例えば図2,3に対応
づけて説明すると、「絶縁膜」はSiO2 層2に、「ゲ
ート電極」はゲート電極2に、「シリサイド層」はシリ
サイド層3に、「金属層」はCu層8に、「配線層」は
配線層9に、それぞれ対応する。
The invention of claim 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3, for example. The "insulating film" corresponds to the SiO 2 layer 2, the "gate electrode" corresponds to the gate electrode 2, and the "silicide layer" corresponds to the silicide layer. 3, the “metal layer” corresponds to the Cu layer 8, and the “wiring layer” corresponds to the wiring layer 9.

【0013】請求項2の発明を、例えば図4に対応づけ
て説明すると、「第1の絶縁膜」はSiO2 層2に、
「第2の絶縁膜」は絶縁層6に、「高融点金属層」はバ
リアメタル層21に、それぞれ対応する。
The invention of claim 2 will be described with reference to, for example, FIG. 4. "The first insulating film" is formed on the SiO 2 layer 2.
The “second insulating film” corresponds to the insulating layer 6, and the “high melting point metal layer” corresponds to the barrier metal layer 21.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したMOSト
ランジスタについて、図面を参照しながら具体的に説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a MOS transistor to which the present invention is applied will be specifically described with reference to the drawings.

【0015】〔第1の実施形態〕図1(a)は本発明に
係るMOSトランジスタの上面図、図1(b)は図1
(a)の1−1線断面図である。また、図2,3は図1
のMOSトランジスタの製造工程を示す図である。図
2,3の工程図は、図1(a)の2−2線の断面構造を
示している。
[First Embodiment] FIG. 1A is a top view of a MOS transistor according to the present invention, and FIG.
FIG. 1A is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 2 and 3 correspond to FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a manufacturing process of the MOS transistor shown in FIG. 2 and 3 show a cross-sectional structure taken along line 2-2 in FIG.

【0016】以下、図2,3の工程図に基づいて、第1
の実施形態のMOSトランジスタの構造を説明する。ま
ず、図2(a)に示すように、Si基板1上に絶縁膜
(SiO2 膜)2を形成する。次に、図2(b)に示す
ように、SiO2 膜2上にTiSi等からなるシリサイ
ド層3を形成する。次に、図2(c)に示すように、エ
ッチング等により、ゲート形成領域上のシリサイド層3
以外の余分なシリサイド層3を除去する。
Hereinafter, based on the process charts shown in FIGS.
The structure of the MOS transistor according to the embodiment will be described. First, as shown in FIG. 2A, an insulating film (SiO 2 film) 2 is formed on a Si substrate 1. Next, as shown in FIG. 2B, a silicide layer 3 made of TiSi or the like is formed on the SiO 2 film 2. Next, as shown in FIG. 2C, the silicide layer 3 on the gate formation region is etched or the like.
Excess silicide layer 3 other than that is removed.

【0017】次に、図2(d)に示すように、基板上面
全体にPやAs等をイオン注入してN- のドレイン領域
4とN+ のソース領域5を形成する。次に、図2(e)
に示すように、基板上面全体を絶縁膜6で覆った後、絶
縁膜6の一部に開口部7を形成してシリサイド層3を露
出させる。
[0017] Next, as shown in FIG. 2 (d), on the entire upper surface of the substrate by ion implantation of P or As, etc. N - drain regions 4 and the source region 5 of the N + of. Next, FIG.
As shown in (1), after covering the entire upper surface of the substrate with the insulating film 6, an opening 7 is formed in a part of the insulating film 6 to expose the silicide layer 3.

【0018】次に、図3(a)に示すように、エッチン
グ等により基板上面を平坦化する。次に、図3(b)に
示すように、基板上面にCu層8を形成する。次に、図
3(c)に示すように、CMP(Chemical Mechanical P
olish)等により絶縁膜6が表面に現れるまで基板上面を
研磨し、ゲート電極の形成箇所付近を除いて余分なCu
層8を除去する。
Next, as shown in FIG. 3A, the upper surface of the substrate is flattened by etching or the like. Next, as shown in FIG. 3B, a Cu layer 8 is formed on the upper surface of the substrate. Next, as shown in FIG.
olish) or the like to polish the upper surface of the substrate until the insulating film 6 appears on the surface.
Layer 8 is removed.

【0019】次に、図3(d)に示すように、基板上面
全体に絶縁膜12を形成した後に、配線引き出し用のコ
ンタクトホールを形成し、このコンタクトホール内にA
lやAu等からなる配線層9を形成してゲート電極1
0、ドレイン電極11およびソース電極12を完成させ
る。
Next, as shown in FIG. 3D, after an insulating film 12 is formed on the entire upper surface of the substrate, a contact hole for drawing out a wiring is formed.
forming a wiring layer 9 made of l, Au or the like to form a gate electrode 1;
0, the drain electrode 11 and the source electrode 12 are completed.

【0020】このように、本実施形態のMOSトランジ
スタは、ゲート電極10をシリサイド層3とCu層8と
からなる二重構造にしたため、ポリシリコン層を用いて
ゲート電極を形成するよりも、ゲート抵抗を下げること
ができ、高周波帯域での動作がより安定する。
As described above, in the MOS transistor according to the present embodiment, the gate electrode 10 has a double structure including the silicide layer 3 and the Cu layer 8, so that the gate electrode is formed more than the gate electrode is formed using the polysilicon layer. Resistance can be reduced, and operation in a high frequency band becomes more stable.

【0021】〔第2の実施形態〕第2の実施形態は、シ
リサイド層とCu層による二重構造のゲート電極を形成
する際に、Cu層の周囲をバリアメタル層で覆ってCu
層の異常拡散を防止するものである。
[Second Embodiment] In the second embodiment, when a double-layered gate electrode composed of a silicide layer and a Cu layer is formed, the periphery of the Cu layer is covered with a barrier metal layer to form a Cu layer.
This is to prevent abnormal diffusion of the layer.

【0022】図4は第2の実施形態のMOSトランジス
タの製造工程を示す図である。なお、図4(a)の前工
程は図2(a)〜(e)と同じであるため、図4では省
略している。絶縁膜6の一部に開口部7を形成した後、
図4(a)に示すように、開口部7の内壁を高融点金属
層(例えば、W−Si−N等からなるバリアメタル層)
21で覆う。次に、図4(b)に示すように、開口部7
の内部およびその周辺にCu層8を形成する。その後の
工程(図4(c),(d))は図3(c),(d)と同
じである。
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the MOS transistor according to the second embodiment. 4A is the same as FIG. 2A to FIG. 2E, and therefore is omitted in FIG. After forming the opening 7 in a part of the insulating film 6,
As shown in FIG. 4A, the inner wall of the opening 7 is formed of a refractory metal layer (for example, a barrier metal layer made of W-Si-N or the like).
Cover with 21. Next, as shown in FIG.
A Cu layer 8 is formed inside and around the substrate. Subsequent steps (FIGS. 4C and 4D) are the same as FIGS. 3C and 3D.

【0023】このように、第2の実施形態は、ゲート電
極10aをシリサイド層3とCu層8からなる二重構造
にするとともに、Cu層8の周囲をバリアメタル層21
で覆うため、Cu層8の異常拡散を確実に防止でき、ゲ
ート抵抗を低くできるとともに、MOSトランジスタの
電気的特性のばらつきをなくすことができる。
As described above, in the second embodiment, the gate electrode 10a has a double structure including the silicide layer 3 and the Cu layer 8, and the periphery of the Cu layer 8 is formed by the barrier metal layer 21.
Therefore, the abnormal diffusion of the Cu layer 8 can be reliably prevented, the gate resistance can be reduced, and the variation in the electrical characteristics of the MOS transistor can be eliminated.

【0024】上述した第1および第2の実施形態では、
シリサイド層3の上面にCu層8を形成する例を示した
が、低抵抗であれば特にCu層8でなくてもよい。Cu
以外の例としては、周期律表のVIII族(Ni,Pd,Pt等)ま
たはIB族(Ag,Au 等)の金属が考えられる。また、シリ
サイド層3の材料やバリアメタル層21の材料も、低抵
抗であれば、特に種類は問わない。
In the first and second embodiments described above,
Although the example in which the Cu layer 8 is formed on the upper surface of the silicide layer 3 has been described, the Cu layer 8 need not be particularly limited as long as the resistance is low. Cu
Other examples include metals of Group VIII (Ni, Pd, Pt, etc.) or Group IB (Ag, Au, etc.) of the periodic table. The material of the silicide layer 3 and the material of the barrier metal layer 21 are not particularly limited as long as they have low resistance.

【0025】また、第2の実施形態におけるバリアメタ
ル層21も、高融点金属であれば特に種類は問わない。
The type of the barrier metal layer 21 in the second embodiment is not particularly limited as long as it is a high melting point metal.

【0026】〔第3の実施形態〕第3の実施形態は、第
1の実施形態の変形例であり、図1に示した1−1線の
部分でゲート電極の上層配線を行うものである。
[Third Embodiment] The third embodiment is a modification of the first embodiment, in which the upper layer wiring of the gate electrode is formed at the line 1-1 shown in FIG. .

【0027】図5は第3の実施形態のMOSトランジス
タの上面図、図6(a)は図5の1−1線断面図、図6
(b)は図5の2−2線断面図である。図5,6に示す
ように、Cu層8と配線層9は図5の1−1線の部分で
接合されている。図5の1−1線の部分は、2−2線の
部分よりも面積が広いため、図5,6のような構造にす
ることで、ゲート抵抗をより低減できる。
FIG. 5 is a top view of the MOS transistor according to the third embodiment. FIG. 6A is a sectional view taken along line 1-1 of FIG.
FIG. 2B is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 5. As shown in FIGS. 5 and 6, the Cu layer 8 and the wiring layer 9 are joined at a portion taken along line 1-1 in FIG. Since the area of the line 1-1 in FIG. 5 has a larger area than the area of the line 2-2, the gate resistance can be further reduced by adopting the structure as shown in FIGS.

【0028】また、図5の2−2線の部分は、構造を簡
略化するために、図6(b)に示すように、Cu層8と
配線層9とを分離させている。このような分離構造にし
ても、図5の1−1線の部分でCu層8と配線層9とを
接合しているため、ゲート抵抗が高くなるおそれはな
い。
In addition, in the portion along the line 2-2 in FIG. 5, the Cu layer 8 and the wiring layer 9 are separated as shown in FIG. 6B to simplify the structure. Even in such an isolation structure, since the Cu layer 8 and the wiring layer 9 are joined at the line 1-1 in FIG. 5, there is no possibility that the gate resistance will increase.

【0029】なお、図5の2−2線の部分で、Cu層8
と配線層9とを接合してもよく、この場合の断面構造は
図6(c)のようになる。図6(c)のような構造にす
れば、ゲート抵抗をより低減できる。
It should be noted that the Cu layer 8 is taken along the line 2-2 in FIG.
And the wiring layer 9 may be joined, and the cross-sectional structure in this case is as shown in FIG. With the structure as shown in FIG. 6C, the gate resistance can be further reduced.

【0030】〔第4の実施形態〕第4の実施形態は、第
3の実施形態の変形例であり、図5の1−1線の部分の
みに配線層9を形成したものである。
[Fourth Embodiment] The fourth embodiment is a modification of the third embodiment, in which the wiring layer 9 is formed only in the portion along line 1-1 in FIG.

【0031】図7は第4の実施形態のMOSトランジス
タの上面図、図8(a)は図7の1−1線断面図、図8
(b)は図7の2−2線断面図である。図7,8に示す
ように、ゲート電極の配線層9は図7の1−1線の部分
のみに形成され、この部分でCu層8と配線層9は接合
されている。
FIG. 7 is a top view of the MOS transistor according to the fourth embodiment, FIG. 8A is a sectional view taken along line 1-1 of FIG.
FIG. 8B is a sectional view taken along line 2-2 of FIG. 7. As shown in FIGS. 7 and 8, the wiring layer 9 of the gate electrode is formed only in the portion of line 1-1 in FIG. 7, and the Cu layer 8 and the wiring layer 9 are joined at this portion.

【0032】このような構造にすることにより、MOS
トランジスタの配線領域の構造を簡略化でき、その分、
MOSトランジスタのサイズを小さくできるため、集積
度の向上が図れる。
With such a structure, the MOS
The structure of the transistor wiring area can be simplified,
Since the size of the MOS transistor can be reduced, the degree of integration can be improved.

【0033】なお、上述した第1〜第4の実施形態で
は、MOSトランジスタの各種のゲート電極の構造につ
いて説明したが、半導体基板上に形成される抵抗やコン
デンサ等の各種の受動素子の電極を図1と同様に、シリ
サイドと低抵抗の金属とからなる二重構造にしてもよ
く、あるいは図4のように、低抵抗の金属の周囲をバリ
アメタル層で覆ってもよい。
Although the structures of the various gate electrodes of the MOS transistor have been described in the first to fourth embodiments, the electrodes of the various passive elements such as resistors and capacitors formed on the semiconductor substrate are used. As in FIG. 1, a double structure composed of silicide and a low-resistance metal may be used, or a low-resistance metal may be covered with a barrier metal layer as shown in FIG.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、ゲート電極を、VIII族またはIB族の金属層とシリ
サイド層とからなる二重構造にしたため、シリサイド層
のみで形成する場合や、ポリシリコン層と金属層とから
なる二重構造にする場合に比べて、ゲート抵抗を下げる
ことができる。
As described above in detail, according to the present invention, since the gate electrode has a double structure composed of a group VIII or IB group metal layer and a silicide layer, the gate electrode is formed of only a silicide layer. Also, the gate resistance can be reduced as compared with a case where a double structure including a polysilicon layer and a metal layer is used.

【0035】また、ゲート電極を構成する金属層の周囲
をバリアメタル層で覆えば、金属の異常拡散を確実に防
止でき、ゲート抵抗を低くすることができるとともに、
MOSトランジスタの電気的特性のばらつきをなくすこ
とができる。
If the periphery of the metal layer constituting the gate electrode is covered with a barrier metal layer, abnormal diffusion of the metal can be reliably prevented, and the gate resistance can be reduced.
Variations in the electrical characteristics of the MOS transistor can be eliminated.

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

【図1】(a)は本発明に係るMOSトランジスタの上
面図、(b)は図1(a)の1−1線断面図。
FIG. 1A is a top view of a MOS transistor according to the present invention, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line 1-1 of FIG. 1A.

【図2】第1の実施形態のMOSトランジスタの製造工
程を説明する図。
FIG. 2 is a diagram illustrating a manufacturing process of the MOS transistor according to the first embodiment.

【図3】図2に続く図。FIG. 3 is a diagram following FIG. 2;

【図4】第2の実施形態のMOSトランジスタの製造工
程を説明する図。
FIG. 4 is a view for explaining a manufacturing process of the MOS transistor according to the second embodiment;

【図5】第3の実施形態のMOSトランジスタの上面
図。
FIG. 5 is a top view of a MOS transistor according to a third embodiment.

【図6】(a)は図5の1−1線断面図、(b)は図5
の2−2線断面図、(c)は(b)の変形例を示す図。
6A is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 5, and FIG.
FIG. 2C is a sectional view taken along line 2-2 of FIG.

【図7】第4の実施形態のMOSトランジスタの上面
図。
FIG. 7 is a top view of a MOS transistor according to a fourth embodiment.

【図8】(a)は図7の1−1線断面図、(b)は図7
の2−2線断面図。
8A is a sectional view taken along line 1-1 of FIG. 7, and FIG.
2-2 sectional drawing of a line.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 2 SiO2 膜 3 シリサイド層 4 ドレイン領域 5 ソース領域 6 絶縁層 7 開口部 8 Cu層 9,10,11 配線層Reference Signs List 1 Si substrate 2 SiO 2 film 3 Silicide layer 4 Drain region 5 Source region 6 Insulating layer 7 Opening 8 Cu layer 9, 10, 11 Wiring layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に絶縁膜を介して形成される
ゲート電極を有するMOSトランジスタにおいて、 前記ゲート電極は、 前記絶縁膜の上面に形成されるシリサイド層と、 このシリサイド層の上面に形成されるVIII族またはIB族
の金属層と、 この金属層の上面に形成される配線層とからなることを
特徴とするMOSトランジスタ。
1. A MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via an insulating film, wherein the gate electrode is formed on a silicide layer formed on an upper surface of the insulating film, and formed on an upper surface of the silicide layer. A MOS transistor comprising a group VIII or IB group metal layer to be formed and a wiring layer formed on an upper surface of the metal layer.
【請求項2】半導体基板上に第1の絶縁膜を介して形成
されるゲート電極を有するMOSトランジスタにおい
て、 前記ゲート電極は、 前記第1の絶縁膜の上面に形成されるシリサイド層と、 このシリサイド層の上面に形成される第2の絶縁膜と、 この第2の絶縁膜上に形成され、その下面が前記シリサ
イド層に達する溝の内壁をコーティングする高融点金属
層と、 この高融点金属層でコーティングされた前記溝の内部に
形成されるVIII族またはIB族の金属層と、 この金属層の上面に形成される配線層とからなることを
特徴とするMOSトランジスタ。
2. A MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate via a first insulating film, wherein the gate electrode comprises: a silicide layer formed on an upper surface of the first insulating film; A second insulating film formed on the upper surface of the silicide layer; a refractory metal layer formed on the second insulating film, the lower surface of which coats an inner wall of a groove reaching the silicide layer; A MOS transistor comprising: a Group VIII or IB metal layer formed inside the groove coated with a layer; and a wiring layer formed on an upper surface of the metal layer.
【請求項3】半導体基板上に形成される拡散層と、 この拡散層の上面に、絶縁層を介してあるいは直接形成
されるシリサイド層と、 このシリサイド層の上面に形成されるVIII族またはIB族
の金属層と、 この金属層の上面に形成され、前記拡散層の電極取り出
し部となる配線層とを備えることを特徴とする半導体装
置。
3. A diffusion layer formed on a semiconductor substrate, a silicide layer formed on an upper surface of the diffusion layer via an insulating layer or directly, and a group VIII or IB formed on an upper surface of the silicide layer. A semiconductor device comprising: a group III metal layer; and a wiring layer formed on an upper surface of the metal layer and serving as an electrode extraction portion of the diffusion layer.
【請求項4】半導体基板上に形成される拡散層と、 この拡散層の上面に、絶縁層を介してあるいは直接形成
されるシリサイド層と、 このシリサイド層の上面に形成される絶縁膜と、 この絶縁膜上に形成され、その下面が前記シリサイド層
に達する溝の内壁をコーティングする高融点金属層と、 この高融点金属層でコーティングされた前記溝の内部に
形成されるVIII族またはIB族の金属層と、 この金属層の上面に形成され、前記拡散層の電極取り出
し部となる配線層とを備えることを特徴とする半導体装
置。
4. A diffusion layer formed on a semiconductor substrate, a silicide layer formed directly on an upper surface of the diffusion layer via an insulating layer, or an insulating film formed on an upper surface of the silicide layer. A high melting point metal layer formed on the insulating film, the lower surface of which coats the inner wall of the groove reaching the silicide layer; and a group VIII or IB formed inside the groove coated with the high melting point metal layer. And a wiring layer formed on an upper surface of the metal layer and serving as an electrode extraction portion of the diffusion layer.
【請求項5】半導体基板上に絶縁膜を介して形成される
ゲート電極を有するMOSトランジスタの製造方法にお
いて、 前記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜の上面の一部にシリサイド層を形成す
る工程と、 前記シリサイド層の上面と、その周囲の前記第1の絶縁
膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜の一部に溝を形成して前記シリサイド
層を露出させる工程と、 前記溝の内部にVIII族またはIB族の金属層を形成して基
板上面を平坦化する工程と、 前記平坦化した基板上面に第3の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第3の絶縁膜の一部に溝を形成して前記金属層を露
出させ、この溝の内部に前記ゲート電極取り出し用の配
線層を形成する工程と、を備えることを特徴とするMO
Sトランジスタの製造方法。
5. A method for manufacturing a MOS transistor having a gate electrode formed on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, wherein: a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate; Forming a silicide layer on a portion of the upper surface of the first insulating film, forming a second insulating film on the upper surface of the silicide layer, and surrounding the first insulating film; Forming a groove in a portion to expose the silicide layer; forming a group VIII or IB group metal layer inside the groove to flatten the upper surface of the substrate; Forming a third insulating film; forming a groove in a part of the third insulating film to expose the metal layer; and forming the gate electrode wiring layer inside the groove. An MO comprising:
A method for manufacturing an S transistor.
【請求項6】半導体基板上に形成されるMOSトランジ
スタの製造方法において、 前記半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜の上面の一部にシリサイド層を形成す
る工程と、 前記シリサイド層の上面と、その周囲の前記第1の絶縁
膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜の一部に溝を形成して前記シリサイド
層を露出させる工程と、 前記溝の内壁を高融点金属でコーティングする工程と、 コーティングされた前記溝の内部にVIII族またはIB族の
金属層を形成して基板上面を平坦化する工程と、 前記平坦化した基板上面に第3の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第3の絶縁膜の一部に溝を形成して前記金属層を露
出させ、この溝の内部に前記ゲート電極取り出し用の配
線層を形成する工程と、を備えることを特徴とするMO
Sトランジスタの製造方法。
6. A method of manufacturing a MOS transistor formed on a semiconductor substrate, comprising: forming a first insulating film on the semiconductor substrate; and forming a silicide layer on a part of an upper surface of the first insulating film. Forming, forming a second insulating film on the upper surface of the silicide layer and surrounding the first insulating film, forming a groove in a part of the second insulating film, Exposing a silicide layer; coating the inner wall of the groove with a high-melting metal; and forming a Group VIII or IB metal layer inside the coated groove to planarize the upper surface of the substrate. Forming a third insulating film on the planarized substrate upper surface; forming a groove in a part of the third insulating film to expose the metal layer; and taking out the gate electrode inside the groove Forming a wiring layer for MO, characterized in that to obtain
A method for manufacturing an S transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001244266A (en) * 2000-02-28 2001-09-07 Lg Philips Lcd Co Ltd Substrate for electronic element and its manufacturing apparatus
JP2008004727A (en) * 2006-06-22 2008-01-10 Sony Corp Semiconductor device and manufacturing method therefor

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