JPS6043025B2 - 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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JPS6043025B2
JPS6043025B2 JP54171033A JP17103379A JPS6043025B2 JP S6043025 B2 JPS6043025 B2 JP S6043025B2 JP 54171033 A JP54171033 A JP 54171033A JP 17103379 A JP17103379 A JP 17103379A JP S6043025 B2 JPS6043025 B2 JP S6043025B2
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信市 井上
信夫 豊蔵
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Fujitsu Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/22Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities
    • H01L21/225Diffusion of impurity materials, e.g. doping materials, electrode materials, into or out of a semiconductor body, or between semiconductor regions; Interactions between two or more impurities; Redistribution of impurities using diffusion into or out of a solid from or into a solid phase, e.g. a doped oxide layer

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、異なる導電型の拡散層に接続する共通電極
を含む電極について、該電極となる高融点金属(合金も
含む)又はその硅化物よりなる導電膜に不純物を含有さ
せ、該金属等を拡散源とする半導体装置の製造方法に関
するものである。
異なる導電型の拡散層に接続する共通電極を有する半
導体装置の一例として、相補型MOSトランジスタ(以
下CMOSTrと称す)によるインバータ回路がある。
第1図はその回路図で、その動作は、入力VinがHi
ghレベルの時、PチャンネルMOSトランジスタPc
hTr(以下単にPchTrとす一る)がOFFでNチ
ャネルMOSトランジスタNchTr(以下単にNch
Trとする)がONとなり出力VoutはIJ■)Wレ
ベルになり、入力VinがLf)Wレベルの時、トラン
ジスタのONNOFFが逆になり出力VoutはHig
hレベルになる。 なおVDD及びVssはそれぞれ高
電位及び低電位の電源である。
この回路図から分る様に、CMOSによるインバータ回
路は、その出力端子Voutが2つのトランジスタPc
hTr及びNchTrのドレイン電極に接続されている
。 上記の様なインバータ回路についての従来のCMO
S構造を第2図に示す。
このCMOSはn型の半導体基板1にP型の不純物領域
であるPウェル2が形成されており、n型半導体基板1
に形成されたP型のソース3P及びドレイン4Pにより
PchTrが形成され、Pウェル2内に形成されたN型
のソース3N及びドレイン4NによりNchTrが形成
されている。そしてそれらの2つのトランジスタPch
Tr、NchTrはフィールド酸化膜5により分離され
ており、またそれぞれのゲート電極6P及び6NはPo
ly−Si層よりなりゲート酸化膜7P及び7Nの上に
形成されている。さらにソース電極8及びドレイン電極
8’は川層よりなり、特に第1図の出力端子Voutに
接続される2つのトランジスタのドレイン電極8’は、
同一のAl層よりなる共通ドレイン電極になつている。
なお図中9は例えばPSG層等の保護膜である。上記の
CMOSの製造方法は、Pウェル2を形成した半導体基
板1に周知の技術でフィールド酸化膜5を形成し、さら
に酸化によりゲート酸化膜7P,7Nを形成した後、P
Oly−Si層よりなるゲート電極6P,6Nを形成す
る。
そしてゲート電極6P,6N及びフィールド酸化膜5を
マスクにして例えばイオン注入によリソース及びドレイ
ンとなる不純物領域3P,3N,4P,4Nを形成する
。この時点での断面図を第3図に示す。次にに層よりな
るソース電極8及びドレイン電極8″を形成する前にゲ
ート酸化膜7P及び7Nを窓開きして、A1層よりなる
電極配線を形成し、保護膜9を形成する。このような従
来のCMOSで問題となる点は、N層よりなるソース電
極8及びドレイン電極8″を形成するためにゲート酸化
膜7P及び7Nを窓開きしなければならないため、その
歩留り及び集積度が著しく低下してしまう点である。
上記の様な欠点を解決するために、さらに従来では、ゲ
ート電極、ソース電極及びドレイン電極をPOly−S
i層より形成し、かつそのPOly−Si層に不純物を
含有せしめてソース及びドレイン領域の形成のための拡
散源として利用する方法が提案されている。この方法に
より第2図の如きCMOSを製造する工程を、第4図乃
至第6図に従つて説明する。先ず第4図の如く、Pウェ
ル2を設けたN型半導体基板1上に、フィールド酸化膜
5とゲート酸化膜7P,7Nを周知の技術で形成し、そ
してゲート酸化膜7P,7Nを一部エッチング除去して
窓13P,13Nを形成する。次に第5図の如く、Nc
hTrが形成される部分(窓13Nを有する)にN型不
純物(例えばリン)を含有したPOly−Si層10N
を形成し、さらにPchTrが形成される部分(13P
を有する)にP型不純物(例えばボロン)を含有したP
Oly−Si層10Pを形成し、しかもフィールド酸化
膜5上で図中11の如く2つのPOly−Si層1N,
10Pが接続させる。そして所定の熱処理を施こすこと
により、NchTrの部分にはN型不純物領域のソース
3N及びドレイン4Nを形成し、PchTrの部分には
P型不純物領域のソース3P及びドレイン4Pを形成す
る。そしてPOly−Si層10N,10Pをパターニ
ングすることにより、第6図の如くゲート電極6P,6
Nとソース電極8とドレイン電極8″とが形成される。
この様な方法によれば、N層のソース及びドレイン電極
の場合に既述した電極窓を形成する必要がなく、工程が
簡単になり歩留り及び集積度が向上するという利点があ
る。
しかしこの方法の欠点は、共通ドレイン電極8″が半導
体であるN型のPOly−Si層10NI:.P型のP
OIy−Si層10Pとで形成され、図中11の如く接
続されているため、その接続部11においてPN接合が
形成されてしまう点である。また図には示さなかつたが
、第1図から分る様に入力端子VinはPchTr及び
NchTrのゲート電極に接続されており、第4図乃至
第6図の如き方法によればそれぞれのゲート電極6P,
6Nも上記の共通ドレイン電極8″の如く接続され、そ
の接続部にPN接合が形成されてしまう。このPN接合
は実質上ダイオードと同じであるため、インバータ回路
の動作に悪影響を及ぼしてしまう。このようなPN接合
が形成されないようにするために、例えば第6図の接続
部11を第7図の局部的な断面図の様にAll2により
接続する方法があるが、この方法は製造工程が増すばか
りか、CMOSの高集積化を妨げかつ歩留りを下げるも
のである。
本発明は上記従来の欠点を除去し、電極となる導電膜に
不純物を含有させて不純物領域の拡散源としても利用す
る方法で、上述した様なPN接合が形成されることなく
電極を接続することができる方法を提供することを目的
とするものである。
そしてその目的は本発明によれば、半導体基板上に形成
された絶縁膜に所望の窓を複数個形成する工程、一導電
型の不純物を含有した高融点金属又はその珪化物よりな
る第1の導電膜を前記窓のうち所定個の第1の窓内に表
出された前記半導体基板及び絶縁膜を覆つて被着する工
程、前記第1の導電膜と逆導電型の不純物を含有した高
融点金属又はその珪化物よりなる第2の導電膜を前記第
1の窓と異なる第2の窓内に表出された前記半導体基板
及び絶縁膜を覆いかつ前記第1の導電膜と接触するよう
被着する工程、熱処理により前記第1及び第2の導電膜
より不純物を拡散させる工程、該熱処理の前あるいは後
に前記第1及び第2の導電膜をパターニングして電極配
線を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置
の製造方法を提供することにより達成される。以下本発
明の一実施例を図面に従つて詳細に説明する。
一実施例として、第2図の如きCMOSを製造するのに
本発明の製造方法を適用した場合について説明する。本
実施例の主旨とするところは、従来例の第4図乃至第6
図による製造方法において各電極かつソース、ドレイン
の拡散源となるものとして不純物を含有したPOly−
Si層を用いていたのを、代りに不純物を含有した高融
点金属又はその珪化物である導電膜を用いた点にある。
高融点金属としては、モリブデン、タングステン、チタ
ン、タンタル、ニオブ、ハフニウム、バナジウム、クロ
ム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、ジルコニウム
等がある。そしてその製造方法は従来例の第4図乃至第
6図の場合とほぼ同じなので、本実発明の詳細な説明を
第4図乃至第6図に従つて行なうことにす−る。
先す第4図の如く、N型半導体基板1(比低抗4〜6Ω
Cm)に周知の拡散によりPウェル2(比抵抗7〜10
D,cm)を形成した後、選択酸化によりフィールド酸
化膜5を膜厚8000A程度形成する。
そしてさらに各トランジスタ形成領域に絶縁膜としてゲ
ート酸化膜7P,7Nを膜厚400入程度形成し、さら
にエッチングによソー部除去してソース、ドレイン形成
領域の部分に窓13P,13Nを形成して、半導体基板
1を露出させる。次に第5図の如く、全面に第1の導電
膜としてN型不純物であるリンを含んだモリブデンシリ
サイド膜10Nを膜厚3000A程度被着形成する。
その方法としては、例えば20%のPH3ガスを含んだ
Nガス雰囲気中でモリブデンシリサイド膜を半導体基板
1にスパッタリングで被着形成する。あるいは、MOF
6,N2,SjH4,PH3ガスを所定の割合で供給し
て行なう化学気相成長法でも良い。そしてそのリンを含
有したモリブデンシリサイド膜10Nをパターニングし
てNchTr形成領域にのみ残す。その結果NchTr
のソース、ドレイン形成領域の窓である第1の窓13N
が図の如く覆われてしまう。さらに同様の方法で第2の
導電膜としてP型不純物であるボロンを含有したモリブ
デンシリサイド膜10Pを被着形成してパターニングす
る。それによりPchTrの部分の第2の窓13Pが覆
われる。もちろんモリブデンシリサイド膜10Nと10
Pはその順序を逆にして形成しても′/))まわない。
そしてその時図中11の如く将来接続したい部分は、オ
ーバーラップさせてそれらのモリブデンシリサイド膜1
0N,10Pを接触させておく。さらにそれらモリブデ
ンシリサイド膜10N,10Pを拡散源として、100
0℃N2ガス雰囲気中で2紛間の熱処理を施こすことに
より不純物拡散を行なつて、それぞれのトランジスタの
ソース3P,3N1ドレイン4P,4Nを形成する。次
に第6図の如く、第1、第2の導電膜であるモリブデン
シリサイド膜10N,10Pをパターニングして、ゲー
ト電極6P,6N1ソース電極8及びドレイン電極8″
を形成する。この時図中11で接続された部分は、金属
どうしの接触であるため通常のオーミックコンタクトで
あり、従つて従来の如きPN接合は形成されない。また
モリブデンシリサイド膜10N,10Pは配線としても
利用される。その後図には示してないが保護膜として例
えばPSG膜を膜厚4000〜8000A程度CVD法
により形成する。なお本実施例ては、第1の導電膜とし
てN型不純物のリンを含有したモリブデンシリサイド膜
10NをパターニングしてNchTr形成領域にのみ残
した後、第2の導電膜としてP型不純物のボロンを含有
したモリブデンシリサイド膜10Pを被着形成してパタ
ーニングし、そのモリブデンシリサ・イド膜10PがN
chTr形成領域上には残らないようにしている。
しかし、第1の導電膜10Nの上に第2の導電膜10P
が残つていてもかまわない。なぜならその次の拡散工程
に於て、第1の導電膜が第2の導電膜に含有されたボロ
ンがPウエ・ル2に拡散するのを防止するストッパーと
して働くからである。以上説明した様に本発明によれば
、電極となる層に不純物を含有させて不純物領域の拡散
源としても利用する方法において、その電樹となる導電
ノ膜として高融点金属及びその珪化物を利用することに
より、異なる導電型の不純物領域の電極どうしを接触さ
せてもPN接合が形成されないため、従来の第7図の如
くAll2によつて接続する方法を用いる必要がなく、
製造工程が少なくなり歩留りが向上し、さらに集積度が
増すという効果がある。また第1,第2の導電膜を電極
と共に配線としても用いるため、その抵抗がPOly−
Siの場合に比べて著しく低くなる。
【図面の簡単な説明】
第1図はCMOSトランジスタによるインバータの回路
図、第2,3図は第1図に用いるCMOSトランジスタ
の従来例を説明するための断面図、第4,5,6図は従
来及び本発明の一実施例を説明するための断面図、第7
図は従来の製造方法を説明するための断面図。 図中、1:半導体基板、2:Pウェル、3P,3N:ソ
ース、4P,4N:ドレイン、5:フイールド酸化膜、
6P,6N:ゲート電極、7P,7N:ゲート酸化膜(
絶縁膜)、8:ソース電極、8″:ドレイン電極、9:
保護膜、10N,10P:モリブデンシリサイド膜(第
1第2の導電膜)、13N,13P:窓(第1,第2の
窓)。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板上に形成された絶縁膜に所望の窓を複数
    個形成する工程、一導電型の不純物を含有した高融点金
    属又はその珪化物よりなる第1の導電膜を前記窓のうち
    所定個の第1の窓内に表出された前記半導体基板及び絶
    縁膜を覆つて被着する工程、前記第1の導電膜と逆導電
    型の不純物を含有した高融点金属又はその珪化物よりな
    る第2の導電膜を前記第1の窓と異なる第2の窓内に表
    出された前記半導体基板及び絶縁膜を覆いかつ前記第1
    の導電膜と接触するよう被着する工程、熱処理により前
    記第1及び第2の導電膜より不純物を拡散させる工程、
    該熱処理の前あるいは後に前記第1及び第2の導電膜を
    パターニングして電極配線を形成する工程を有すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
JP54171033A 1979-12-28 1979-12-28 半導体装置の製造方法 Expired JPS6043025B2 (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5890760A (ja) * 1981-11-25 1983-05-30 Mitsubishi Electric Corp 積層型半導体装置の製造方法
JPS5890759A (ja) * 1981-11-25 1983-05-30 Mitsubishi Electric Corp 積層型半導体装置の製造方法
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NL8303441A (nl) * 1983-10-07 1985-05-01 Philips Nv Geintegreerde schakeling met komplementaire veldeffekttransistors.

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