JPS60147160A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（発明の技術分野）
本発明は金属を電極として使用する半導体素子に関する
。
。
（従来技術）
従来、半導体素子において、電極材料として、４ｔ 全
ｈ 日 ｓノ ＋＋−＋＋ノ ＋ｙ＃ 央井 Ｊ−１ｉ
ｎ） ｌ＋ｌ イ Ｊ−１１１”−ｔテン（Ｗ）又は
モリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属が使用されている
。
ｈ 日 ｓノ ＋＋−＋＋ノ ＋ｙ＃ 央井 Ｊ−１ｉ
ｎ） ｌ＋ｌ イ Ｊ−１１１”−ｔテン（Ｗ）又は
モリブデン（Ｍｏ）などの高融点金属が使用されている
。
しかし、これらの金属膜は柱状構造を有するため、イオ
ン注入時におけるマスク性が悪い。そのため、半導体素
子に設けられた電極におけるソース又はドレインが自己
整合性を具有して形成できないという欠点を有していた
。
ン注入時におけるマスク性が悪い。そのため、半導体素
子に設けられた電極におけるソース又はドレインが自己
整合性を具有して形成できないという欠点を有していた
。
このため、金属膜表面上に、金属酸化物又は金属窒化物
を形成すること、又は、金属膜表面上に。
を形成すること、又は、金属膜表面上に。
多結晶シリ、コン又はリンガラス（ＰＳＧ）などの膜を
堆積させるなどの方法が実行されている。
堆積させるなどの方法が実行されている。
しかしながら、金属酸化物又は金属窒化物は数百μΩ鋸
と大きな抵抗値を有するため、イオン注入前に形成した
金属酸化物又は金属窒化物を、イオン注入後において、
水素雰囲気中で高温熱処理を実行することによシ、再度
金属に還元して使用することになシ、このための工程が
複雑化するという欠点も有していた。 ゛ 他方、後者の場合、半導体素子表面上に形成されｔ１Ｍ
極は、その常Ｈｉ刑慮」においては、単体のシリコン又
はシリコン酸化物が露出するため、電極表面上の膜を選
択的に除去できない。このため、形成された電極の膜厚
が見掛上厚くなシ、微細に加工しなければならない半導
体素子として不利であることを免れ難い。
と大きな抵抗値を有するため、イオン注入前に形成した
金属酸化物又は金属窒化物を、イオン注入後において、
水素雰囲気中で高温熱処理を実行することによシ、再度
金属に還元して使用することになシ、このための工程が
複雑化するという欠点も有していた。 ゛ 他方、後者の場合、半導体素子表面上に形成されｔ１Ｍ
極は、その常Ｈｉ刑慮」においては、単体のシリコン又
はシリコン酸化物が露出するため、電極表面上の膜を選
択的に除去できない。このため、形成された電極の膜厚
が見掛上厚くなシ、微細に加工しなければならない半導
体素子として不利であることを免れ難い。
また、フォトレジストをイオン注入時におけるマスクと
して使用すると、フォトレジスト中における金属イオン
が金属を通過し、電極におけるゲート絶縁膜内に拡散し
、半導体素子の機能が不安定となるという欠点も見出さ
れた。
して使用すると、フォトレジスト中における金属イオン
が金属を通過し、電極におけるゲート絶縁膜内に拡散し
、半導体素子の機能が不安定となるという欠点も見出さ
れた。
（発明の目的）
本発明の目的は、上記の欠点を解消するためになされた
ものであシ、実効的に電極の膜厚を増加させることなし
に、タングステン（Ｗ）又はモリブデン（ＭＯ）などの
高融点金属に対して良好なイオン注入時におけるマスク
性を得ることにある。
ものであシ、実効的に電極の膜厚を増加させることなし
に、タングステン（Ｗ）又はモリブデン（ＭＯ）などの
高融点金属に対して良好なイオン注入時におけるマスク
性を得ることにある。
（発明の概要）
この発明の要点は、イオン注入時におけるマスクのため
に、金属膜上に高分子樹脂膜を形成し、イオン注入後、
高分子樹脂膜を選択的に除去することである。
に、金属膜上に高分子樹脂膜を形成し、イオン注入後、
高分子樹脂膜を選択的に除去することである。
（発明の実施例）
以下、本発明による一実施例として高分子樹脂材料にＰ
ｏｌｙｉｍｉｄｅ ｌ５ｏｉｎｄｏｒｏ Ｑｕｉｎａｚ
ｏｌｉｎｅｄｉｏｎｅ （以下、ＰＩＱと略称する。）
を使用した例を添付の図面を引用して説明する。
ｏｌｙｉｍｉｄｅ ｌ５ｏｉｎｄｏｒｏ Ｑｕｉｎａｚ
ｏｌｉｎｅｄｉｏｎｅ （以下、ＰＩＱと略称する。）
を使用した例を添付の図面を引用して説明する。
第１図の（１）において、シリコン基板ｌの表面上に通
常の工程により、フィールド酸化膜２及びゲート酸化膜
３を形成する。その上にゲート電極としてＭｏ （モリ
ブデン）膜４を２５０ｎｍの膜厚に堆積する。更に、そ
の上に、膜厚２００ｎｍの上記ＰＩＱ膜５を形成した後
、フォトリングラフィにより、金属により形成されたゲ
ート電極を形成する。即ち、上記シリコン基板ｌの表面
上に、 ＰＩＱのグレボリマ溶液を回転させつつ塗布し
、３００〜３５０℃に加熱硬化することによ、ｔＪ、Ｐ
ＩＱ膜５を形成する。 ？ 次いで、第１図（２）に示すように、ＭＯ（モリブデン
）膜４及びＰＩＱ膜５のみをフォトレジストを使用する
ことにより、選択的にエツチングし、半導体素子の表面
上にゲート電極を形成する。
常の工程により、フィールド酸化膜２及びゲート酸化膜
３を形成する。その上にゲート電極としてＭｏ （モリ
ブデン）膜４を２５０ｎｍの膜厚に堆積する。更に、そ
の上に、膜厚２００ｎｍの上記ＰＩＱ膜５を形成した後
、フォトリングラフィにより、金属により形成されたゲ
ート電極を形成する。即ち、上記シリコン基板ｌの表面
上に、 ＰＩＱのグレボリマ溶液を回転させつつ塗布し
、３００〜３５０℃に加熱硬化することによ、ｔＪ、Ｐ
ＩＱ膜５を形成する。 ？ 次いで、第１図（２）に示すように、ＭＯ（モリブデン
）膜４及びＰＩＱ膜５のみをフォトレジストを使用する
ことにより、選択的にエツチングし、半導体素子の表面
上にゲート電極を形成する。
Ｍｏ （モリブデン）膜４のためのエツチング剤として
は、リン酸Ｐ２Ｏ１１＝ｎＨ！０及び硝酸ＨＮＯＩ及び
酢酸ＣＨＩＣＯＯＨの混合液を、ＰＩＱ膜５のためのエ
ツチング剤としては抱水ヒドラジンＮＩ Ｈ４を含有す
る塩基性の水溶液を使用し、フォトレジストとしては環
化ゴム系のネガレジストを使用する。
は、リン酸Ｐ２Ｏ１１＝ｎＨ！０及び硝酸ＨＮＯＩ及び
酢酸ＣＨＩＣＯＯＨの混合液を、ＰＩＱ膜５のためのエ
ツチング剤としては抱水ヒドラジンＮＩ Ｈ４を含有す
る塩基性の水溶液を使用し、フォトレジストとしては環
化ゴム系のネガレジストを使用する。
次に、第１図（３）に示すように、半導体素子表面上に
ソース６及びドレイン６を形成するためのイオン注入を
実行する。この場合、拡散させる不純物としてヒ素（Ａ
ｓ）を使用すると、４０ｋｅＶの加速電圧における場合
、照射飛程は数十ｎｍとなシ、膜厚２００ ｎｍのＰＩ
Ｑ膜５により注入イオンを阻止することが可能である。
ソース６及びドレイン６を形成するためのイオン注入を
実行する。この場合、拡散させる不純物としてヒ素（Ａ
ｓ）を使用すると、４０ｋｅＶの加速電圧における場合
、照射飛程は数十ｎｍとなシ、膜厚２００ ｎｍのＰＩ
Ｑ膜５により注入イオンを阻止することが可能である。
このことによｆｆ、ＰＩＱ膜５をイオン注入時における
マスクとして使用すれば、半導体素子表面上にソース６
及びドレイン６が自己整合性を具有して形成可能となる
。
マスクとして使用すれば、半導体素子表面上にソース６
及びドレイン６が自己整合性を具有して形成可能となる
。
最後に、第１図（４）に示すように、ＰＩＱ膜５を再度
抱水ヒドラジンＮ！Ｈ４ｔ−含有する塩基性水溶液を使
用して、半導体素子表面上にゲート電極並びにソース６
及びドレイン６の形成が実行される。
抱水ヒドラジンＮ！Ｈ４ｔ−含有する塩基性水溶液を使
用して、半導体素子表面上にゲート電極並びにソース６
及びドレイン６の形成が実行される。
上記の実施例において、高分子樹脂材料としてＰＩＱを
例として説明したが、ポリイミド系又は環化ポリブタジ
ェン系の他の材料でもよい。また、半導体素子に設ける
ゲート電極材料として、タングステン（Ｗ）も使用可能
である。また、他の高融点金属でもよいことも自明であ
ろう。
例として説明したが、ポリイミド系又は環化ポリブタジ
ェン系の他の材料でもよい。また、半導体素子に設ける
ゲート電極材料として、タングステン（Ｗ）も使用可能
である。また、他の高融点金属でもよいことも自明であ
ろう。
なお、本発明は高分子樹脂材料をイオン注入時における
マスクとして使用することを特徴とするのであり、その
エツチング方法は、本発明による実施例に記述した方法
に限定されることなしに、いかなる方法を使用してもよ
いことも勿論である。
マスクとして使用することを特徴とするのであり、その
エツチング方法は、本発明による実施例に記述した方法
に限定されることなしに、いかなる方法を使用してもよ
いことも勿論である。
例えば、抱水ヒドラジンＮｘ Ｈ４を含有する塩基性の
水溶液を使用するエツチング方法を例としたが、フォト
レジスト又はパターンが形成された他の材料をマスクと
するプラズマエツチングを使用してもよい。また、上記
の高分子樹脂材料が感光性を具有していてもよいことも
勿論である。
水溶液を使用するエツチング方法を例としたが、フォト
レジスト又はパターンが形成された他の材料をマスクと
するプラズマエツチングを使用してもよい。また、上記
の高分子樹脂材料が感光性を具有していてもよいことも
勿論である。
（発明の効果）
従来、イオン注入時におけるマスクとして６０ｎｍ乃至
１００ ｎｍのリンガラス（ＰＳＧ）又は多結晶シリコ
ンなどが使用されていた。この場合、半導体素子にソー
ス又はドレインが形成された後には、シリコン基板の表
面には、単体のシリコン又は膜厚５０ｎｍ程度の薄いシ
リコン酸化膜が露出している。このため、モリブデン（
Ｍｏ）膜上におけるリンガラス（Ｐ、ＳＧ）又は多結晶
シリコンの膜は、半導体素子の構造において、不必要で
あるにもかかわらず、選択的に除去することが不可能で
ある。
１００ ｎｍのリンガラス（ＰＳＧ）又は多結晶シリコ
ンなどが使用されていた。この場合、半導体素子にソー
ス又はドレインが形成された後には、シリコン基板の表
面には、単体のシリコン又は膜厚５０ｎｍ程度の薄いシ
リコン酸化膜が露出している。このため、モリブデン（
Ｍｏ）膜上におけるリンガラス（Ｐ、ＳＧ）又は多結晶
シリコンの膜は、半導体素子の構造において、不必要で
あるにもかかわらず、選択的に除去することが不可能で
ある。
そのため、モリブデン（Ｍｏ）膜の膜厚が２５０ ｎｍ
であるにもかかわらず、見掛上の膜厚が３１０〜３５０
ｎｍと増加してしまう。
であるにもかかわらず、見掛上の膜厚が３１０〜３５０
ｎｍと増加してしまう。
しかしながら、上記の問題点に本発明を適用すれば、こ
の不必要な膜厚の増加を削減することが可能となる優れ
た効果を奏するものである。
の不必要な膜厚の増加を削減することが可能となる優れ
た効果を奏するものである。
第１図は本発明による一実施例を示す工程図である。
ｌ・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
・・・ゲート酸化膜、４・・・モリブデン膜、５・・・
ＰＩＱ膜、６・・・ソー、スｅドレイン領域。
・・・ゲート酸化膜、４・・・モリブデン膜、５・・・
ＰＩＱ膜、６・・・ソー、スｅドレイン領域。
Claims (2)
- （１）金属によシ形成される電極上に形成された高分子
樹脂膜をイオン注入時におけるマスクとして自己整合性
を具有してイオン注入層を形成した後、上記高分子樹脂
膜のみを選択的に除去するようにしたことを特徴とする
半導体装置の製造方法。 - （２）前記高分子合成樹脂膜としてＰＩＱ（Ｐｏｌｙｉ
ｍｉｄｅ ｌ５ｏｉｎｄｏｒｏ Ｑｕｉｎａｚｏｌｉｎ
ｅｄｉｏｎｅ ）を使用すること′ｆｒ：％徴とする特
許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP187984A JPS60147160A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP187984A JPS60147160A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60147160A true JPS60147160A (ja) | 1985-08-03 |
Family
ID=11513843
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP187984A Pending JPS60147160A (ja) | 1984-01-11 | 1984-01-11 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60147160A (ja) |
-
1984
- 1984-01-11 JP JP187984A patent/JPS60147160A/ja active Pending
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