JPS6011817B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6011817B2 JPS6011817B2 JP52141363A JP14136377A JPS6011817B2 JP S6011817 B2 JPS6011817 B2 JP S6011817B2 JP 52141363 A JP52141363 A JP 52141363A JP 14136377 A JP14136377 A JP 14136377A JP S6011817 B2 JPS6011817 B2 JP S6011817B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- gate
- manufacturing
- semiconductor device
- polycrystalline
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置の製造方法に関し、高融点金属膜を
用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
用いた半導体装置の製造方法に関するものである。
MOB型半導体装置において、従来から広く用いられて
いる多結晶Si膜の代わりに、高融点金属膜例えばMo
膜をゲート電極材料として用いる事が考えられる。
いる多結晶Si膜の代わりに、高融点金属膜例えばMo
膜をゲート電極材料として用いる事が考えられる。
それは、Mo膜が多結晶Si膜よりはるかに抵抗が低い
ため、半導体装置の動作速度が改善され、また膜厚を薄
くしても抵抗の増加が少なく微細加工性に殴れており半
導体装置の表面平担化、高集積化に適しているからであ
る。しかし、Moは室温以上の高温特に400qo以上
では急激に酸化に対して活性となる。そのため、MOS
型半導体装置において、Moゲート電極部形成後「ソー
ス・ドレン領域への拡散層形成に際し、Moの酸化を防
ぐためリンやボロンの様な不純物を含む℃VDSi02
膜を用いたりあるいはイオン注入法等が用いられて来た
。これら工程の概略を第1図および第2図に示す。第1
図は、ソース・ドレンとなるべき拡散層を、不純物を含
むCVDSi02膜を用いて形成する工程を示す。
ため、半導体装置の動作速度が改善され、また膜厚を薄
くしても抵抗の増加が少なく微細加工性に殴れており半
導体装置の表面平担化、高集積化に適しているからであ
る。しかし、Moは室温以上の高温特に400qo以上
では急激に酸化に対して活性となる。そのため、MOS
型半導体装置において、Moゲート電極部形成後「ソー
ス・ドレン領域への拡散層形成に際し、Moの酸化を防
ぐためリンやボロンの様な不純物を含む℃VDSi02
膜を用いたりあるいはイオン注入法等が用いられて来た
。これら工程の概略を第1図および第2図に示す。第1
図は、ソース・ドレンとなるべき拡散層を、不純物を含
むCVDSi02膜を用いて形成する工程を示す。
第1図Aは公知技術によりMOS型ゲート構造を形成し
た時の断面図である。1はシリコン基板、2は厚いSi
02膜、3はゲート酸化膜、4はMoゲート電極である
。
た時の断面図である。1はシリコン基板、2は厚いSi
02膜、3はゲート酸化膜、4はMoゲート電極である
。
次に第1図Bの様に、リンやボロン等を含むCVDSi
02膜5を堆積し、1000℃程度の高温、N2雰囲気
で、リン又はボロン等をシリコン基板1に拡散し、ソー
ス・ドレン領域6a,6bを形成する。一方第2図は、
ソース・ドレンをイオン注入法で形成する時の工程であ
る。
02膜5を堆積し、1000℃程度の高温、N2雰囲気
で、リン又はボロン等をシリコン基板1に拡散し、ソー
ス・ドレン領域6a,6bを形成する。一方第2図は、
ソース・ドレンをイオン注入法で形成する時の工程であ
る。
第2図AはMOS型ゲート電極を、従来技術で形成した
時の断面図である。7はシリコン基板、8は厚いSi0
2膜、9はゲート酸化膜、10はMoゲート電極である
。
時の断面図である。7はシリコン基板、8は厚いSi0
2膜、9はゲート酸化膜、10はMoゲート電極である
。
次に工程Bにおいて、不純物をイオン(矢印の)注入で
シリコン基板7に導入し、ソース・ドレンとなる拡散層
11a.11bを形成する。その後工程CでCVDSi
02膜12を堆積する。さて第1図の様な工程を用いた
時、もしCVDSi02膜5が汚染された場合、その汚
染物質を媒介として電荷が移送され、ソース・ドレン領
域6a,6bとゲート電極4との間にリークが発生しや
すい。
シリコン基板7に導入し、ソース・ドレンとなる拡散層
11a.11bを形成する。その後工程CでCVDSi
02膜12を堆積する。さて第1図の様な工程を用いた
時、もしCVDSi02膜5が汚染された場合、その汚
染物質を媒介として電荷が移送され、ソース・ドレン領
域6a,6bとゲート電極4との間にリークが発生しや
すい。
特にゲート電極部4において、ゲ−ト電極4の長さより
ゲート酸化膜3の長さが小さく加工されるため、絶縁膜
5を堆積した時、スキ間5″ができる。この場合、絶縁
膜5の表面5′が汚染されるとその汚染物質を通じて膿
表面5′に電流が流れ、ソース・ドレンとゲート間リー
クが発生する可能性が大きい。さらにゲート電極4上に
ピンホール発生率の高いCVDSi02膜5が直接形成
されているので、膜5上にゲート4をわたるように形成
されるべき配線金属とゲート電極4との間のりーク発生
も無視することができない。また、第2図の工程では、
清浄なゲート酸化膜9がソース・ドレンとなる領域にも
存在するので、ソース・ドレン11a,11bとゲート
10間のりークは防止されるが、第1図で述べたCVD
Si02膜12とゲート10間のりークは避けられない
ものである。上記の様な理由で公知の技術による製造方
法では、Mo膜の酸化を防止する事はできるが、ゲ−ト
とソース・ドレン間、及びゲートと他の配線金属間のり
ーク発生率が高くなるという欠点があり、このため、半
導体装置の満足できる歩留りを得ることが困難であった
。
ゲート酸化膜3の長さが小さく加工されるため、絶縁膜
5を堆積した時、スキ間5″ができる。この場合、絶縁
膜5の表面5′が汚染されるとその汚染物質を通じて膿
表面5′に電流が流れ、ソース・ドレンとゲート間リー
クが発生する可能性が大きい。さらにゲート電極4上に
ピンホール発生率の高いCVDSi02膜5が直接形成
されているので、膜5上にゲート4をわたるように形成
されるべき配線金属とゲート電極4との間のりーク発生
も無視することができない。また、第2図の工程では、
清浄なゲート酸化膜9がソース・ドレンとなる領域にも
存在するので、ソース・ドレン11a,11bとゲート
10間のりークは防止されるが、第1図で述べたCVD
Si02膜12とゲート10間のりークは避けられない
ものである。上記の様な理由で公知の技術による製造方
法では、Mo膜の酸化を防止する事はできるが、ゲ−ト
とソース・ドレン間、及びゲートと他の配線金属間のり
ーク発生率が高くなるという欠点があり、このため、半
導体装置の満足できる歩留りを得ることが困難であった
。
本発明は、以上の様な従来の欠点を除去するものであり
、Mo膜の様な高融点金属膜の半導体装置製造工程中で
の酸化を防止する事はもちろん、ゲート・ソース・ドレ
ン配線金属相互間のりークを著しく減少させ、抵抗の低
い高融点金属ゲートをもつ半導体装置を歩蟹りよく製造
できる方法を提供することを目的とするものである。
、Mo膜の様な高融点金属膜の半導体装置製造工程中で
の酸化を防止する事はもちろん、ゲート・ソース・ドレ
ン配線金属相互間のりークを著しく減少させ、抵抗の低
い高融点金属ゲートをもつ半導体装置を歩蟹りよく製造
できる方法を提供することを目的とするものである。
以下、本発明における製造方法の詳細を第3図と共に説
明する。
明する。
第3図は本発明の一実施例にかかるMoゲートをもつM
OS型半導体袋鷹の製造工程を示す断面図である。最初
、一導電型を有するシリコン基板13の表面に、選択酸
化法により厚い酸化膿14を、ゲ−ト・ソース・ドレン
を形成すべき場所を除く部分に選択的に形成する(工程
A)。
OS型半導体袋鷹の製造工程を示す断面図である。最初
、一導電型を有するシリコン基板13の表面に、選択酸
化法により厚い酸化膿14を、ゲ−ト・ソース・ドレン
を形成すべき場所を除く部分に選択的に形成する(工程
A)。
次に基板シリコン表面が露出した部分を再び酸化して薄
いゲート酸化膜15をつくり、(工程B)、さらに高融
点金属であるMo膜16を電子ビーム蒸着、スパッタ‐
蒸着等により被着させる(工程C)。その後、Mo膜1
6をフオトエツチすることによって選択的に除去してゲ
ート電極とし(工程D)、イオン注入法で不純物イオン
iをシリコン基板表面にゲート酸化膜15を通して注入
する事により、基板13と反対導電型を有するソース・
ドレン領域17a,i7bを形成する(工程E)。
いゲート酸化膜15をつくり、(工程B)、さらに高融
点金属であるMo膜16を電子ビーム蒸着、スパッタ‐
蒸着等により被着させる(工程C)。その後、Mo膜1
6をフオトエツチすることによって選択的に除去してゲ
ート電極とし(工程D)、イオン注入法で不純物イオン
iをシリコン基板表面にゲート酸化膜15を通して注入
する事により、基板13と反対導電型を有するソース・
ドレン領域17a,i7bを形成する(工程E)。
この場合Mo膜16は、入射イオンに対する阻止館が高
く、イオン注入のよいマスクとなり得る。次に、フオト
エツチングにより、ソース・ドレン領域17a,ITb
に存在したゲート酸化膜15に、大きい窓18を関口し
た後、電子ビーム蒸着法、スパッタ‐蒸着法、又はCV
D法により多結晶Si膜19を堆積する(工程F)。し
かるのち、この膜19を、高温、水蒸気雰囲気中で完全
に酸化しSi02膿19′に変質させる。
く、イオン注入のよいマスクとなり得る。次に、フオト
エツチングにより、ソース・ドレン領域17a,ITb
に存在したゲート酸化膜15に、大きい窓18を関口し
た後、電子ビーム蒸着法、スパッタ‐蒸着法、又はCV
D法により多結晶Si膜19を堆積する(工程F)。し
かるのち、この膜19を、高温、水蒸気雰囲気中で完全
に酸化しSi02膿19′に変質させる。
この時、酸化を約100ぴ0で行なうと、多結晶Si膜
19の表面は酸化されるが、膜19とMo膜16の境界
で、反応が起こ.り、Mo膜16の表面から耐酸化性の
酸化防止膜すなわちMOSi216′に変化してゆく。
MOSi2に変化した後は多結晶Si膜19が完全に酸
化膜に変化した後も、ゲート電極16′が02によって
腐食されなくなる。しかもMOSi2の抵抗はMoの抵
抗の数情になるだけであるから、電気的特性は維持され
る。このとき、100ぴ0では多結晶Si膜19とMo
16の界面でMoのシリサィド化は遠く進行するため、
酸化の初期にMo膜全体がシリサィド化されその後、反
応しなかった多結晶SiとMOSiの一部がSi02膜
に変化する。なお多結晶Si膜19の酸化を1000℃
以下で行う必要があるときはMoのシリサィド化を確実
にするためまず多結晶Si膜19を堆積後、不活性ガス
、日2又はN2雰囲気中で多結晶Sil9とMo16の
みを反応させてシリサイド化し、その後多結晶Si膜1
9を1000℃以下で酸化すればよい(工程G)。
19の表面は酸化されるが、膜19とMo膜16の境界
で、反応が起こ.り、Mo膜16の表面から耐酸化性の
酸化防止膜すなわちMOSi216′に変化してゆく。
MOSi2に変化した後は多結晶Si膜19が完全に酸
化膜に変化した後も、ゲート電極16′が02によって
腐食されなくなる。しかもMOSi2の抵抗はMoの抵
抗の数情になるだけであるから、電気的特性は維持され
る。このとき、100ぴ0では多結晶Si膜19とMo
16の界面でMoのシリサィド化は遠く進行するため、
酸化の初期にMo膜全体がシリサィド化されその後、反
応しなかった多結晶SiとMOSiの一部がSi02膜
に変化する。なお多結晶Si膜19の酸化を1000℃
以下で行う必要があるときはMoのシリサィド化を確実
にするためまず多結晶Si膜19を堆積後、不活性ガス
、日2又はN2雰囲気中で多結晶Sil9とMo16の
みを反応させてシリサイド化し、その後多結晶Si膜1
9を1000℃以下で酸化すればよい(工程G)。
しかるのち、膜19を酸化して得たSi02膜19′に
コンタクト窓18′を開□してAI膜を蒸着し(工程H
)、フオトェツチング法で選択的にA1を除去して配線
20を形成した後、AIシンターを行ってMOS型半導
体装置が完成する(工程・>。
コンタクト窓18′を開□してAI膜を蒸着し(工程H
)、フオトェツチング法で選択的にA1を除去して配線
20を形成した後、AIシンターを行ってMOS型半導
体装置が完成する(工程・>。
以上のように本発明による製造方法ではMoゲート電極
上に多結晶Siを堆積しMOSi2にすると共に多結晶
Siを酸化して、CVDSi02よりはるかにピンホー
ル密度の小さい熱酸化Si02を得るため、このSi0
2膜によって分離されたゲート電極と上部配線間のりー
クがなくなるのである。
上に多結晶Siを堆積しMOSi2にすると共に多結晶
Siを酸化して、CVDSi02よりはるかにピンホー
ル密度の小さい熱酸化Si02を得るため、このSi0
2膜によって分離されたゲート電極と上部配線間のりー
クがなくなるのである。
さらに、ゲート絶縁膜を通してイオン注入を行うから、
第1図に示された従釆例のようにスキ間ができず、ゲー
ト電極とソース・ドレンは常にゲート絶縁膜によって絶
縁させた状態にあり、両者間のりークは生じない。上記
二つの効果が結合することによって高融点金属ゲートを
有するMOS型半導体装置の製造歩蟹りを向上させるこ
とができるものである。なお、耐酸化性のMOSi2に
ゲート電極物質を変質させるため、Moが酸化するとい
う欠点もなくなる。そして本発明ではMoゲートの少な
くとも一部がMOSi2に変化するものでありtMoゲ
ートの低抵抗性を維持できる。なお上記実施例において
は、ゲート材料をMoとしたが、高融点金属でありかつ
シリサィド形成が可能であればMo以外の金属でも使用
可能である。例えばMoと物理的、化学的性質の類似し
たWは、600qo〜700つ0でシリサイドを容易に
形成するため、Moの場合より低温の熱処理工程を施す
だけで十分である。このため、ゲート電極をシリサィド
化する前につくられたソース・ドレン拡散層が上記熱処
理によって広がるのをおさえることができ、微細ゲート
長を有する半導体装置のソース・ドレンパンチスルーも
防止するという付加的効果を生ずる。Mo、Wの他Zr
、Ti、Ta、Vあるいはこれら金属のうち少なくとも
2種以上からなる合金膜、あるいはこれらの金属のうち
少なくとも2種以上を重ねた多層膜等もシリサィド化で
き、ゲートとして使用可能である。
第1図に示された従釆例のようにスキ間ができず、ゲー
ト電極とソース・ドレンは常にゲート絶縁膜によって絶
縁させた状態にあり、両者間のりークは生じない。上記
二つの効果が結合することによって高融点金属ゲートを
有するMOS型半導体装置の製造歩蟹りを向上させるこ
とができるものである。なお、耐酸化性のMOSi2に
ゲート電極物質を変質させるため、Moが酸化するとい
う欠点もなくなる。そして本発明ではMoゲートの少な
くとも一部がMOSi2に変化するものでありtMoゲ
ートの低抵抗性を維持できる。なお上記実施例において
は、ゲート材料をMoとしたが、高融点金属でありかつ
シリサィド形成が可能であればMo以外の金属でも使用
可能である。例えばMoと物理的、化学的性質の類似し
たWは、600qo〜700つ0でシリサイドを容易に
形成するため、Moの場合より低温の熱処理工程を施す
だけで十分である。このため、ゲート電極をシリサィド
化する前につくられたソース・ドレン拡散層が上記熱処
理によって広がるのをおさえることができ、微細ゲート
長を有する半導体装置のソース・ドレンパンチスルーも
防止するという付加的効果を生ずる。Mo、Wの他Zr
、Ti、Ta、Vあるいはこれら金属のうち少なくとも
2種以上からなる合金膜、あるいはこれらの金属のうち
少なくとも2種以上を重ねた多層膜等もシリサィド化で
き、ゲートとして使用可能である。
第1図A,BはMoゲートMOS半導体装置を不純物を
含むにVDSi02膜を利用して製造する従来の一部の
工程図、第2図はA,B,CはMoゲートMOS半導体
装置をイオン注入によって製造する従来の一部の工程図
、第3図A〜1は本発明の一実施例にかかるMoゲート
MOS半導体装置を製造する工程図である。 13・・・・・・シリコン基板、14・・・・・・厚い
酸化膜、15…・・・ゲート酸化膜、16……Mo膜、
16′…・・・MOSi2膜、17・・・・・・ソース
・ドレン拡散層、18・・・・・・ソース・ドレン領域
に閉口した窓、19・・・・・・多結晶Si膜、19′
…・・・膜19を酸化して得た酸化膜、20・・・・・
・山配線。 第1図 第2図 第3図 第3図
含むにVDSi02膜を利用して製造する従来の一部の
工程図、第2図はA,B,CはMoゲートMOS半導体
装置をイオン注入によって製造する従来の一部の工程図
、第3図A〜1は本発明の一実施例にかかるMoゲート
MOS半導体装置を製造する工程図である。 13・・・・・・シリコン基板、14・・・・・・厚い
酸化膜、15…・・・ゲート酸化膜、16……Mo膜、
16′…・・・MOSi2膜、17・・・・・・ソース
・ドレン拡散層、18・・・・・・ソース・ドレン領域
に閉口した窓、19・・・・・・多結晶Si膜、19′
…・・・膜19を酸化して得た酸化膜、20・・・・・
・山配線。 第1図 第2図 第3図 第3図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板表面に形成された第1の絶縁膜上に高融
点金属膜を選択的に形成する工程と、前記金属膜をマス
クとし、前記半導体基板に不純物を第1の絶縁膜を通し
て導入する工程と、前記不純物を導入した領域上に存在
する前記第1の絶縁膜を選択的に除去して窓を開口する
工程と、少くとも前記金属膜上に多結晶半導体膜を被着
する工程と、前記多結晶半導体膜を酸化し、第2の絶縁
膜にするとともに、前記金属膜と前記半導体と反応させ
て前記金属膜の少くとも一部を耐酸化性膜とする工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 2 熱処理により耐酸化性膜を形成したのち、多結晶半
導体膜を酸化し、第2の絶縁膜とすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52141363A JPS6011817B2 (ja) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52141363A JPS6011817B2 (ja) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5473584A JPS5473584A (en) | 1979-06-12 |
| JPS6011817B2 true JPS6011817B2 (ja) | 1985-03-28 |
Family
ID=15290229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52141363A Expired JPS6011817B2 (ja) | 1977-11-24 | 1977-11-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6011817B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218262U (ja) * | 1985-07-19 | 1987-02-03 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6041233A (ja) * | 1983-08-16 | 1985-03-04 | Sony Corp | 絶縁膜形成方法 |
| JPS60221676A (ja) * | 1985-03-18 | 1985-11-06 | 株式会社日立製作所 | 冷蔵庫 |
| JP2557675Y2 (ja) * | 1989-05-19 | 1997-12-10 | 三菱マテリアル株式会社 | スローアウェイチップのクランプ機構 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5128514B2 (ja) * | 1972-01-19 | 1976-08-19 | ||
| JPS51118381A (en) * | 1975-04-10 | 1976-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Manufacturing process for semiconductor unit |
-
1977
- 1977-11-24 JP JP52141363A patent/JPS6011817B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6218262U (ja) * | 1985-07-19 | 1987-02-03 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5473584A (en) | 1979-06-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4392150A (en) | MOS Integrated circuit having refractory metal or metal silicide interconnect layer | |
| TWI255007B (en) | Method of fabricating a semiconductor device having reduced contact resistance | |
| EP0213197A1 (en) | A method in the manufacture of integrated circuits. | |
| JP3149406B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR930004295B1 (ko) | Vlsi 장치의 n+ 및 p+ 저항영역에 저저항 접속방법 | |
| JPH05347317A (ja) | 二重層の耐熱性のゲートを使用した磁気整列型のGaAs電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JPH04223341A (ja) | 半導体デバイスの製造方法及び金属ケイカ物層を自己整合的に形成する方法 | |
| JPS6011817B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100289372B1 (ko) | 폴리사이드 형성방법 | |
| TW447049B (en) | Method of manufacturing a semiconductor device | |
| JPS59200418A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6226573B2 (ja) | ||
| CN100481333C (zh) | 具有不同金属硅化物部分的半导体器件的制造方法 | |
| JPS609160A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3639009B2 (ja) | Tiシリサイド層を有する半導体装置の製造方法 | |
| JPS624371A (ja) | 耐熱金属珪化物を用いてvlsi回路を製造する方法 | |
| JPS60138973A (ja) | 絶縁ゲ−ト型電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JPH0770725B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0349230A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JPH09293722A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02203565A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH11135789A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS6119172A (ja) | Mos型半導体装置の製造方法 | |
| JPH0997771A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS58197774A (ja) | 半導体装置の製造方法 |