JPS6050961A - 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
JPS6050961A
JPS6050961A JP15870283A JP15870283A JPS6050961A JP S6050961 A JPS6050961 A JP S6050961A JP 15870283 A JP15870283 A JP 15870283A JP 15870283 A JP15870283 A JP 15870283A JP S6050961 A JPS6050961 A JP S6050961A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
polycrystalline silicon
thickness
silicon layer
film
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.)
Granted
Application number
JP15870283A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0658965B2 (ja
Inventor
Toshiharu Watanabe
渡辺 寿治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58158702A priority Critical patent/JPH0658965B2/ja
Publication of JPS6050961A publication Critical patent/JPS6050961A/ja
Publication of JPH0658965B2 publication Critical patent/JPH0658965B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知の如く、半おI体デバイスの微細化はますます進む
一方であるが、いわゆるスケーリング則において縮小比
例定数をIAとすると、配線の線幅、配線材料の膜厚は
それぞれ14倍になるとしても、例えば半導体メモリー
の場合記憶容量増大の要求からチップサイズは小さくな
らず、配線長は14倍にならないので配線抵抗はに倍で
なく、むしろに2倍に近くなるので配線抵抗による動作
の遅延を防止するためには、少しでも配線材料の比抵抗
を下ける必要がある。
従来、半導体装置例えばMO8型トランジスタのケ゛−
F電極の材料は、不純物をドープした比抵抗の大きい多
結晶シリコン層であり、ゲート配圧劣化を防ぐためにこ
の多結晶シリコン層を厚くするので、シート抵抗が高く
なり、上記の動作遅延の問題があった。
このようなことから、素子の微細化に伴う配線抵抗の増
加に対応するために、多結晶シリコン層上によシ比抵抗
の低い高融点金属シリサイド層を被着した71?リサイ
ド・溝道を採用する傾向がある。ところで、ポリサイド
構造において、下地の多結晶シリコン層の膜厚は200
0 X以上であった。このように、2000 X以上の
厚い多結晶シリコン層を使用している理由は、IBMの
C,Koburger 、 M、l5haq 、 H,
GeIpelの報告(1980EC8Spring M
eeting Abstract No、162428
p)のように2oooXより薄い多結晶シリコン膜の場
合、第1図に示す如くケ゛−ト耐圧が極端に低くなるか
らである。しかしながら、ポリサイドの全体の膜厚は、
その上の配線の断切れ等を防止するためにはむやみに厚
くできず、多結晶シリコン層の膜厚の増加は高融点金属
シリサイド層の膜厚の減少にむすびつき、必然的に全体
のシート抵抗を増加させる。
また、従来、POCl2によってリン拡散した多結晶シ
リコン層上に高融点金属シリサイド層を被着したポリサ
イド構造が知られでいる。しかしながら、こうした構造
を翁するMOS g )ランジスタの場合、リン拡散に
際し、酸化性雰囲気のため表面付近のシリコンが酸化物
と乃、って消費されるので、下地の多結晶シリコン層が
簿い場合、リン拡散後の多結晶シリコン層上の酸化膜を
除去した後に制御性よく多結晶シリコン層を残すことが
りゝILLい。また、リン拡散後は、通常不純物濃度が
高くなりすぎるだめ大気中で多結晶シリコン層表面が酸
化しやすく、この自然酸化膜によシ多結晶シリコン層と
この一ヒに被形する高融点金属シリサイド層の電気的接
触のオーミック接触を妨げられやすい。そして、とれを
防止するためには高融点金属シリサイド層を稚苗するだ
めの装置内で、真空中にてバックスパッタ等の手法で表
面の自然酸化膜を取シ除く必要があり、工程が複雑で工
業生産上望ましくない。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ポリサイド
構造における多結晶シリコン層の膜厚を1500 X以
下とすることにょシ、多結晶シリコン層の上部に被着す
る尚融点金属シリサイド層の膜厚を厚くしてシート抵抗
を下げるとともに、ダート耐圧の劣化、段差上での電極
の断切れを阻止し7た半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、表面に素子分離領域を有する半導体基板上に
ケ゛−ト絶縁膜を介して膜厚1500 X以下の多結晶
シリコン層を形成した後、この多結晶シリコン層上に該
多結晶シリコン層との膜厚の和が3500〜5000 
Xとなるように高融点金属層又は冒融点金属シリサイド
層を形成し、しかる後この高融点金属層又は冒融点金鵬
シリサイド層及び前記多結晶シリコン層を反応性イオン
エツチングによシ除去してケ゛−ト電極を形成し、更に
とのケゝ−ト電極をマスクとして前記基板に不純物をイ
討ン注入することによって、シート抵抗を下げるととも
に、ケ゛−ト耐圧の劣化、段差上での電極の段切れを阻
止することを図っブζことを骨子とする。
ところで、本発明者は、POCl2によってリン拡散し
た多結晶シリコン層上にモリブデンシリサイド層(48
ath点金属シリサイド層)を被着したポリサイド構造
を有した半導体装置について、多結晶シリコン層の膜)
vとケ゛−ト絶縁膜絶縁破懐電界との関係を調べたとこ
ろ、第2図に示す特性図が脣られた。同図により、多結
晶シリコン層の膜厚が1500X以下の場合、ケ゛−ト
耐圧が極めて低くなることが4tiE ii、μできる
まだ、全体の膜厚が4000 Xの場合の・モリブデン
シリサイド層のシート抵抗の多結晶シリコン層の膜厚依
存性をWllべたととる、第3図に示す特性図が待もれ
た。同図によシ、多結酷シリコン層の膜厚が1500ス
よシ大きいとき、シート抵抗が急増することが確認でき
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をMO8型トランジスタの製造に適用した
場合について第4図(a) 、 (b)を参照して説明
する。
印 まず、表面に素子分離領域としてのフィールド絶縁
膜1を有するSt基板(半導体基板)2上にSIO膜3
を形成した後、とのS + 02膜3上に減圧CVD法
により、例えば厚さ1000Xの多結晶シリコン層4を
堆積した。ここで、多結晶シリコン層4のシート抵抗を
下げ、同時に後記高融点金属シリサイド1(転)の電気
的接触のオーミック性を良くするためKは、多結晶シリ
コン層を堆積後、例えば砒素を低加速電圧40KeV、
ドーズ量3 X 1015cm−2でイオン注入する。
つづいて、前記多結晶シリコン層4上に例えばpcマグ
ネトロンスノヤツタ法によシ高融点金属シリサイド層5
を形成した(第4図(、)図示)。なお、この高融点金
属シリサイド層5は、前記多結晶シリコン層4の厚さと
の和が3500〜5ooo lとなるように堆積した。
ここで、膜厚の和が3500 X未満の場合、シート抵
抗が大きくなる恐れがあり、逆に5000Xを越えると
反応性イオンエツチング時間が長くなりレジストのダメ
ージ等を生じやすい。また、前記尚融点金ハシリサイド
層5の金属(ロ)とシリコン(St)との原子量論的組
成比(M/St)は1/3〜1/2とした。ここで組成
比(li)がこの範囲にあれは、シリコンリッチとなシ
、シリライド層5のストレスを低減できるとともに、多
結晶シリコン層4との電気的接触がオーミックとなシや
すく治利である。
叩 次に、RIJ記シリツイド層5、シリコン層4を写
真蝕刻法により、C12と02の混合ガスによる反応性
イオンエツチングによシ適宜エツチングしてシリサイト
ノeターン57及びシリコン/母ターン4′からなるケ
゛−ト電極6を形成した。つづいて、このダート電極6
をマスクとして基板2上のS i O2膜3を選択的に
除去してケ−ト絶縁膜2を形成した後、ケ゛−ト電極6
をマスクとして前記基板ノに不純物をイオン注入してソ
ース、ドレイン領域2?、9を形成した。更に、酸化処
理を施して前記シリザイドノ+ターン5′を結晶化して
MO8型トランジスタを製造した(第4図(b)図示)
しかして、本発明によれは、表1lIutこフィールド
絶縁膜1を有する81基板2上に5IO2膜3を形成し
た仮、厚さ1000 Xの多結晶シリコン層4を形成し
、災にこの多結晶シリコン層4上に高融点金属シリサイ
ド所;5を該多結晶シリコン層4との膜厚の和が350
0〜5000 Xとなるように堆積し、しかる後これら
積層膜をRIEによシ適宜エツチング除去してシリサイ
ド・ぐクーン5′及びシリコンパターン4′からなるダ
ート電極6を形成するため、ダート耐圧を従来と比べ向
上できる。事実、厚さ1000 Xの多結晶シリコン層
に砒素を加速電圧40KeV、ドーズ量3 X 101
5cm−2テイオン注入した後、厚さ3000 Xのモ
リブデンシリサイド膜をDCマグネトロンスノ母フッタ
ポリサイド(全体膜厚4000 X )の特性を調べた
ところ、第6区1に示す赴りとlった。同図によれば、
従来(多結晶シリコン層の厚さが1000 Xの場合)
、第1図及び第2図に示す如く絶縁破懐電昇はほとんど
OMV/cmであったのに対し、約5 MV/cmにピ
ークをもったグラフが得られ、400X程度の無欠陥の
熱酪化膜の理想耐圧のIOMV/cmのものまでqlら
れることか確認できる。なお、これL11膜6に示す如
く、モリブテンシリサイドのみでケ゛−ト箪極をM、j
成した場合のフート絶縁破懐電界分布よシも旨亀界側1
でのひている。以上より、本発明か従来技術と比へて馴
しく優れでいることが確認できる。
なお、上記実施例では、IVIUS型トランソスタの製
造に適用した場合について述べたか、これに限らない。
例えは、第7図に示すようなりItAMにも同様に適用
できる。同図においで、11は、基板1上にケート絶縁
膜12を介して設りられたキヤilシタ用′電極である
。このキャパシタ用電極1ノ上には、層間絶縁膜13を
介しで厚さ11JOOXの多、結晶シリコン珈14及び
厚さ3000Å、の高融点金属シリサイド層15からな
る配線電極16が設けられている。しかして、第7図の
DRAMの配線電極としての特性を調べたところ、3.
50/口程度の低いシート抵抗が得られた。また、超L
SI用の配線電極として考えた場合、段差の激しいIC
チップ上でも断切れを生じないことが必狭とされるが、
線幅2μmで約100anの配線がDRAIVIの16
384個のメモリーセルの段差上を走っても途中で切れ
ない確率は95%であった。
これは、従来、モリブデンシリサイドのみの場合の確率
(75カ)、あるいは多結晶シリコンj摸厚2000Å
、モリブデンシリサイドノ摸厚2uou Xの場合の確
率(78楚)と比較しではるかに浸れている。
捷だ、上記実施例では、高融点金属シリサイド層を用い
たが、これに限らず、高融点金城層を用いてもよい。な
お、高融点金属としてはモリブチ゛ン、タングステン、
チタンもしくはタンタル等が挙けられる。
〔9れ明の効果〕 以上詳述した如く、本発明によれは、シート抵抗を下げ
るとともに、ケ8−ト剛圧の劣化、段差上での断切れを
改善した信頼性の高い半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はポリサイド構造における多結晶シリコン層の膜
厚とダート絶縁膜との関係を示す特性図、第2図は多結
晶シリコン層の膜厚とゲート絶縁膜絶縁破壊電界との関
係を示す特性図、第3図は多結晶シリコン膜とモリブデ
ンシリサイド膜のシート抵抗との関係を示す特性図、第
4図(a) 、 (b)は本発明の一実施例に係るMO
8型トランジスタの製造方法を工程順に示す耐加図、第
5図は本発明に係るMO8型トランジスタの絶縁破壊電
界と絶縁破壊ひん度との関係を示すグラフ、第6図はモ
リブデンシリサイド膜のみでダート電極を構成した場合
のMO8型トランジスタの絶縁破壊電界と絶縁破壊ひん
度との関係を示すグラフ、第7図は第4図(a) 、 
(b)のMO8型トランジスタで用いられたポリサイド
構造の配線霜1極をイコしたDRAMの断面図である。 1・・・フィールド絶縁膜(菓子分離領域)、2・・・
SI基板(半導体基板)、3・・・S r 02膜、1
3・・・層間絶縁膜、4.14・・・多結晶シリコン層
、4′・・・シリコンパターン、5.15・・・高We
 点金Mシリザイド層、5′・・・シリコンパターン、
6・・・ダート電極、7・・・ケ°=1−梗穐岐、8・
・ ントス 領域、9 ・・・ ト′ し イ 左h?
鵠戒 。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 豚第2図 第3図 ? 多倚も僕dす]し理4力E(八) 多A占品ミリ]ル用
(ハイス)第4図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面に素子分離領域を有する半導体基板上にケ゛
    −ト絶縁膜を介して膜厚1500 X以下の多結晶シリ
    コン層を形成する工程と、この多結晶シリコン層上に該
    多結晶シリコン層との膜厚の和が3500〜5000 
    Xとなるように高融点金属層又は高融点金属シリサイド
    層を形成する工程と、この高融点金属膜又は高融点金属
    シリサイド層及び前記多結晶シリコン層を反応性イオン
    エツチングによシ除去しダート電極を形成する工程と、
    このダート電極をマスクとして前記基板に不純物をイオ
    ン注入する工程とを具備することを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上にダート絶縁膜を介して多結晶シリ
    コン層を形成した後、この多結晶シリコン層に不純物を
    イオン注入することを特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。
  3. (3) 高融点金属層の材料としてモリブデン、タング
    ステン、チタンもしくはタンタルを用いることを特徴と
    する特許請求の範囲@1項記載の半導体装置の製造方法
JP58158702A 1983-08-30 1983-08-30 半導体装置の製造方法 Expired - Lifetime JPH0658965B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58158702A JPH0658965B2 (ja) 1983-08-30 1983-08-30 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58158702A JPH0658965B2 (ja) 1983-08-30 1983-08-30 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6050961A true JPS6050961A (ja) 1985-03-22
JPH0658965B2 JPH0658965B2 (ja) 1994-08-03

Family

ID=15677487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58158702A Expired - Lifetime JPH0658965B2 (ja) 1983-08-30 1983-08-30 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0658965B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997016854A1 (de) * 1995-11-01 1997-05-09 Amo Gmbh Halbleiter-bauelement mit prismenförmigem kanalbereich
CN100365674C (zh) * 2003-11-29 2008-01-30 三星Sdi株式会社 平板显示器和制造该平板显示器的方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5354978A (en) * 1976-10-29 1978-05-18 Toshiba Corp Insulated gate type field effect element
JPS5488783A (en) * 1977-12-26 1979-07-14 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Semiconductor
JPS5759386A (en) * 1980-08-18 1982-04-09 Fairchild Camera Instr Co Silicide layer exfoliating technique on silicon

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5354978A (en) * 1976-10-29 1978-05-18 Toshiba Corp Insulated gate type field effect element
JPS5488783A (en) * 1977-12-26 1979-07-14 Cho Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Semiconductor
JPS5759386A (en) * 1980-08-18 1982-04-09 Fairchild Camera Instr Co Silicide layer exfoliating technique on silicon

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997016854A1 (de) * 1995-11-01 1997-05-09 Amo Gmbh Halbleiter-bauelement mit prismenförmigem kanalbereich
CN100365674C (zh) * 2003-11-29 2008-01-30 三星Sdi株式会社 平板显示器和制造该平板显示器的方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0658965B2 (ja) 1994-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060275991A1 (en) Method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device
JP3754234B2 (ja) ゲート構造側壁の酸化膜の形成方法
US7193270B2 (en) Semiconductor device with a vertical transistor
JPH0638496B2 (ja) 半導体装置
JP3607684B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6050961A (ja) 半導体装置の製造方法
US4922320A (en) Integrated circuit metallization with reduced electromigration
JPS609160A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS59195870A (ja) 半導体装置
JP4730993B2 (ja) 半導体素子の電導性ライン形成方法
JPH07263674A (ja) 電界効果型半導体装置とその製造方法
JPS60775A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3436315B2 (ja) Monos型半導体不揮発性記憶装置の製造方法及び、半導体装置の製造方法
JPH06267959A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3196241B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH11186548A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH01260857A (ja) 半導体素子およびその製造方法
JPH09162392A (ja) 半導体装置
JPS6167270A (ja) 半導体装置
JPS61248476A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3033521B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS61135156A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS6057974A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6130076A (ja) Mos型半導体装置の製造方法
JPH04328862A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法