JPS6032359A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） この発明は、半導体装置の製造方法に関するものである
。

（従来技術） 従来のＭＯ８型半導体素子のゲート電極には、リンなど
のドーパントを含む多結晶珪素が用いられているが、Ｍ
Ｏ８ＬＳＩの集積度が増加するに従い、低抵抗の電極材
料が必要になってきた。その要望を満たすものの１つが
ポリサイドで、これは、ドーパントを含む多結晶珪素上
に金属または金属珪化物を形成したものである。

従来のポリサイド構造のゲート電極の製造方法を第１図
に示す。

第１図（ａ）は、珪素基板１上に通常のＬＯＣＯ８法で
フィールド酸化膜２を選択的に形成した後、熱酸化によ
シ３００〜６００人厚のゲート酸化膜３をアクティブ領
域の基板１表面に形成した状態を示す＠ポリサイド構造
のゲート電極を形成する場合は、まず上記構造の基板１
上に、第１図（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法によシロ０
０〜９００℃で多結晶珪素４を１０００〜５ｏｏｏＡ厚
に堆積させる。

次に、ｐｏｃｌ！ｓを含んだ酸素雰囲気中で８００〜９
５０℃で熱処理して多結晶珪素４にリンを含ませること
により、この多結晶珪素４を第２図（ｃ）に示すように
、リンドープの多結晶珪素４′とする。この時、多結晶
珪素４′の表面には、リンを多量に含む酸化膜５が形成
される。

次に、酸化膜５を通常の湿式のエツチングで取除く。こ
の際、多結晶珪素４′のように、リンや１・素を含む多
結晶珪素では、リンやヒ素が吸水性を有するため第１図
（ｄ）に示すように表面に２０〜３０人厚程度の酸化膜
６が形成される。

しかる後、多結晶珪素４′上に第１図（ｅ）に示すよう
に金属または金属珪化物７を蒸着する。そしてその後、
金属または金属珪化物７を結晶化させてゲート電極の抵
抗を下げるためにアニールを行う。

この際、多結晶珪素４′と金属または金属珪化物７の界
面に形成された酸化膜６は拡散して、第１図（ｆ）に示
すように、ゲート酸化膜３上に粒状の異物６′となる。

以上が従来のポリサイド構造のゲート電極の製造方法で
あるが、ゲート電極は低抵抗で、かつ膜厚の薄いものが
望ましい。そのためには、多結晶珪素４′の膜厚を薄く
する方法が最も良い方法であるが、そうすると、第１図
（ｆ）に示す粒状の異物６′の形成が激しくなる。

この異物６′は、オージェ分光法で分析した結果、二酸
化珪素であり、第１図（ｄ）の酸化膜６が熱処理により
ゲート酸化膜３上に堆積したものと考えられ、多結晶珪
素４′が薄いほど起り易く、多結晶珪素４′の膜厚が３
０００人程度では異物の存在は認められなかった。

また、この異物６′の存在は耐圧不良と関連しておシ、
異物の多い条件では耐圧不良が多く、少ない条件では耐
圧不良も少ない。

金属または金属珪化物７として１０００〜３ｏｏｏＡ厚
のモリブデン珪化物を用い、かつアニールを１０００°
Ｇ−３０分で行って、上記従来の方法により製造したも
のについて耐圧の測定を行ったところ、５０個中、多結
晶珪素の膜厚が １０００入で４６個　９２％ ２０００人で３１４固　６２％ ３０００人で　２個　４％ 耐圧不良という結果を得た。

以上のように従来の方法では、ゲート酸化膜３上に粒状
の異物６′が堆積して、耐圧不良が発生するという欠点
があった。

（発明の概要） この発明は上記の点に鑑みなされたもので、ＭＯ８型半
導体素子などにおいて耐圧不良を減らすことができる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

この発明の方法は、ドーパントを含む多結晶珪素上に金
属または金属珪化物を堆積する際に、多結晶珪素の表面
をドライエツチングして、表面酸化物を除去した上で、
金属または金属珪化物を堆積することを特徴とする。す
なわち、従来の方法において耐圧不良の原因となる異物
の発生は、第１図（ｄ）に符号６を付して示す酸化膜の
存在による。

そこで、この発明では、多結晶珪素上に金属または金属
珪化物を堆積する際に多結晶珪素の表面をドライエツチ
ングして、表面酸化物（第１図（ｄ）の酸化膜６）を除
去する。

（実施例） 以下この発明の一実施例を第２図を参照して説明する。

この発明の一実施例では、リンドープ時に形成された、
リンを多量に含む酸化膜を除去する工程（第１図（ｄ）
の工程）まで、第１図の従来の方法と同一の工程を進め
る。これらの同一工程についてはここでは説明を省略し
、第１図（ｄ）に対応する図を第２図（ａ）に示す。な
お、前記酸化膜を除去した後に多結晶珪素４′の表面に
２０〜３０人厚程度に酸化膜が形成されることは勿論従
来と同じで８１９、この酸化膜が従来と同様に符号６を
付して第２図（ａ）に示されている。

この発明の一実施例では、次に、弱いト°ライエツチン
グを行って、前記表面に形成された薄い酸化膜６を第２
図（ｂ）に示すように除去する。この時この一実施例で
は、前記酸化膜６とともに、水分を含んだリンドープの
多結晶珪素４′表面も数十λ厚程度除去する。そして、
その後、直ちに構造体を蒸着装置に入れる。

そして、その蒸着装置により、モリブデン、タングステ
ン、チタン、タンタル彦どの金属またはそれらの金属珪
化物７ｆ：、第２図（Ｃ）に示すように多結晶珪素４′
上に２０００〜３０００λ厚にスノくツタ蒸着する。そ
の後、ゲート電極の抵抗を下げるためにアニールする０ なお、前記蒸着装置に、逆スノくツタ力玉可會旨カ蒸蓋
装置を用いる場合は、前記通常のドライエツチングの代
シに、この蒸着装置で逆スパツタして前記酸化膜６を取
り除いてもよい。そして、この場合は、同一真空中で連
続して前記金属または金属珪化物７を蒸着することがで
きるので、酸化膜６の除去後、多結晶珪素４′の表面に
再度酸化膜ができることはない。なお、逆スパツタもド
ライエツチングである。

以上のように一実施例では、金属または金属珪化物７を
蒸着する前に、多結晶珪素４′の表面をドライエツチン
グして酸化膜６を除去する。したがって、酸化膜がない
状態、または酸化膜が再度形成されても、酸化膜６に比
べれば酸化膜が減少した状態で多結晶珪素４′上に金属
または金属珪化物７を形成することができる。ゆえに、
金属または金属珪化物７の形成後にアニールを行った際
に、ゲート酸化膜３上に粒状の異物が堆積することがな
く、または減少し、耐圧不良が少なくなる。従来の耐圧
測定と同じような条件で上記一実施例の方法により素子
＋Ｓ造して耐圧の測定を行ったところ、多結晶珪素４′
の膜厚が １０００大で５０個中　２個 ２０００Åで５０個中　１個 ３０００Åで５０個中　１個 と耐圧不良が減少した。

（発明の効果） 以上詳述したようにこの発明の方法によれば、ドーパン
トを含む多結晶珪素上に金属または金属珪化物を堆積す
る際に、多結晶珪素の表面ヲト°ライエツチングして、
表面酸化物を除去した上で、金属または金属珪化物を堆
積するようにしたので、ＭＯ８型半導体素子などにおい
て耐圧不良を減らすことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のポリサイド構造のゲート電極の製造方法
を示す断面図、第２図はこの発明の半導体装置の製造方
法の一実施例を示す断面図である。 ４′・・・リンドープの多結晶珪素、６・・・酸化膜、
７・・・金属または金属珪化物。 第１図 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ドーパントを含む多結晶珪素上に金属または金属珪化物
   を堆積する際に、多結晶珪素の表面をドライエツチング
   して、表面酸化物を除去した上で、金属または金属珪化
   物を堆積することを特徴とする半導体装置の製造方法。