JPS61198664A - 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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JPS61198664A
JPS61198664A JP60037820A JP3782085A JPS61198664A JP S61198664 A JPS61198664 A JP S61198664A JP 60037820 A JP60037820 A JP 60037820A JP 3782085 A JP3782085 A JP 3782085A JP S61198664 A JPS61198664 A JP S61198664A
Authority
JP
Japan
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layer
phosphorus
capacitor
substrate
silicide layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP60037820A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Matsubara
雄二 松原
Keizo Sakiyama
崎山 恵三
Ryozo Inoue
井上 亮三
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.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
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Publication of JPS61198664A publication Critical patent/JPS61198664A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/03Making the capacitor or connections thereto

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (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】 産業上の利用分野 岑発明は、たとえばM OS (Metal 0xid
e Sem1conductor)型ダイナミックRA
M(ランダムアクセスメモリ)などのMO3素子の製造
に有利に実施されることができる半導体装置の製造方法
に関する。
背景技術 MO8型半導体メモリ、たとえばダイナミックRAMの
メモリセルは、トランジスタとキャパシタの各1素子か
ら構成され、これを!!造するにあたっでは、まずシリ
コン基板の一部分にS i O!から成るキャパシタ用
絶縁膜と、多結晶シリコンから成るキャパシタ用第1電
極層とをこの順序で形成し、次に熱酸化反応によってシ
リコン基板の残余の領域にトランジスタ用絶縁膜を形成
するとともにキャパシタ用第1電極層上に電極問絶縁模
を形成する0次にトランジスタのドレインまたはソース
となるN+拡散層をシリコン基板内に形成するとともに
トランジスタ用絶縁良上にデー)′Ki極を形成し、ま
た電極間m縁膜上にキャパシタ用第2電極層を形成する
このようなトランジスタ用絶縁膜は、周辺回路を構成す
るトランジスタ用絶縁誂と同時に形成される必要があり
、したがってトランジスタの特性を満足するためにトラ
ンジスタ用絶縁膜の膜厚は300−400人が必要であ
り、*たキャパシタの電極間絶m膜の膜厚はその容量t
分を減少させる必要上厚いことが望ましく、たとえば1
000〜300OA必要である。このような同一酸化処
理工程において厚みを有する絶I&膜を形成するために
、従来からキャパシタ用第1電極層の多結晶シリコン中
に高濃度のリンを含ませており、これによってその酸化
速度を着しく増加させ、シリコン基板の酸化速度よりも
2〜5倍速くさせることが可能となる。
発明が解決しようとする問題、α しかしながら、このように多結晶シリコンに高濃度のリ
ンを含ませた場合、そのリンが熱酸化工程の途中にその
周辺のガス雰囲気中に放出され、これが再びシリコン基
板内に再拡散してトランジスタ用基板表面の不純物濃度
に変動をもたらし、トランジスタの特性を変化させると
いう問題がある。またキャパシタの電極間絶縁族は、リ
ンの影響によってその絶縁特性が劣ることとなり、MO
SZ子の安定性や信頼性が劣るという問題がある。
本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、複数の膜
厚の異なる絶j!膜を単一プロセスで選択的に形成する
とともに、MO8素子の安定性や信頼性の向上を図るこ
とができるようにした半導体の製造方法を提供すること
である。
問題点を解決するための手段 本発明は、半導体基板と、その半導体基板の一部分にそ
の半導体基板を構成する半導体と金属とを含む電極層を
形成し、この電極層の表面と半導体基板の残余の領域と
に亘りて酸化を行なうことを特徴とする半導体装置の!
1遣方法である。
作  用 本発明に従えば、半導体基板を構成する半導体と金属と
を含む電極層上に膜厚の大きい熱酸化膜を形成する二と
ができ、また電極層内のリンが熱酸化工程の途中に周辺
のガス雰囲気中に放出されることがなくなり、MO8素
子の特性に悪影響を及ぼすことが防がれる。
実施例 第1図は、本発明の一実施例の製造工程を示す断面図で
ある。まずシリコン基板1上に素子間分離領域(アイツ
レ−シワ゛1)1at1bおよりS i Otから虞る
キャパシタ用API緑Wli2を形成し、そのキャパシ
タ用絶l[112上に多結晶シリコンから成る多結晶シ
リコン屑3を堆積し、その多結晶シリコン層3にリン(
P)の拡散を行なう、多結晶シリコン層3の抵抗率はリ
ン濃度に依存して変化し、後述するようにキャパシタ用
電極間絶縁膜8の膜厚を選択的に設定する二とができる
1次に多結晶シリコン層3上にLPGVD (減圧によ
る化学気相成長)法などによって^融点の金属たとえば
タングステン(W)とシリコン(Si)とから成るシリ
サイlt (W S is)層4を堆積する。その後、
エツチングによって第1図(1)に示されるようにキャ
パシタ領域Aのキャパシタ用絶臓膜2、多結晶シリコン
層3お上りシリサイド層4を残して残余の部分を除去し
、)ランジスタ領域Bのシリコン基板1を露出する。こ
のようにしてキャパシタ領域Aに多結晶シリコン層3と
シリサイド層4との、ν1わゆるポリサイド梼造を有す
るキャパシタ用第1電極層5が形成される0次に、10
00℃の乾燥酸素雰囲気中における熱酸化反応によって
第1図(2)に示されるようにシリコン基板1とシリサ
イド層4との段差面に亘って熱酸化膜6を形成する。こ
の熱酸化膜6は、トランジスタ像域Bではトランジスタ
用絶MII?となり、キャパシタ領域Aでは今ヤパシタ
用電極間絶縁膜8となる。後述するようにシリサイド層
4の酸化速度は、シリコン基板1の酸化速度よりも数倍
連(、シたがってトランジスタ用絶縁膜7の膜厚aより
もキャパシタ用電極闇絶縁[18の農厚すのほうが大き
くなる。
第2図を参照して、シリサイド層4の下地である多結晶
シリコン層3中にはリンが含まれており、その濃度を変
化することによって多結晶シリコン層3の抵抗率が変化
する。多結晶シリコン層3の抵抗率がたとえば0.79
鋤Ω・cvであるとき、1000℃の乾燥酸素雰囲気中
でのシリサイド層4の酸化速度はライン!1で示される
ように変化し、抵抗率がたとえば0,99sΩ・C−で
あるときのシリサイド層4の酸化速度は参照符72で示
されるように変化し、また抵抗率がたとえば9゜20鋤
Ω・C−であるときのシリサイド層4の酸化速度は参照
符73で示されるように変化する。これに対してシリコ
ン基板1上の酸化速度は参照符!4で示されるとおりで
ある。ここで0点は多結晶シリコン層3の抵抗率が0.
79■Ω・C醜であり、Δ点は0.99−Ω・C−であ
り、また0点は、9.20■Ω・ellであるときのシ
リサイド層4・の酸化速度に対応するキャパシタ用電極
間絶縁膜8のそれぞれの厚みを表わす点である。
第2図の対数グラフから明らかなように、多結晶シリコ
ン層3中に含まれるリンが低濃度から高・濃度になるに
つれてシリサイド層4上の電ai闇絶縁l17の厚みが
増していさ、高濃度のリンを含む場合にはシリサイド層
4の酸化速度はシリコン基板1の酸化速度よりも数倍速
くなることが理解される。*た本発明者の実験によれば
、リンを含まない場合でもシリサイド層4の酸化速度は
シリコン基板1の酸化速度よりも2〜5倍遠いことが理
解され、これによって比較的厚みのある酸化膜を形成し
得ることが確認された。したがって多結晶シリコン層3
中のリン濃度を変化させてシリサイド層4の酸化速度を
調整することによって、トランジスタ領域Aのシリコン
基板1上にたとえば300〜400Aのトランジスタ用
絶縁lI7を形成すると同時に、キャパシタ領域Aのキ
ャパシタ用第1電極層5上にたとえば1000〜300
0Aの膜厚を有するキャパシタ用電極間絶縁膜8を形成
することとができる。またキャパシタ用電極間絶縁I!
8の膜厚を大きくするためにリン濃度を高くした場合で
あっても、その多結晶シリコンM3の上地はシリサイド
層6によって覆われているため、熱酸化工程において多
結晶シリコン層3中のリンが周辺〃ス雰囲気内に放出さ
れることがなく、したがってシリコン基板1に悪影響を
及ぼすような弊害を防ぐことができる。
このようにシリコン基板1上に膜厚の異なるトランジス
タ用絶縁膜7と、キャパシタ用電極間絶縁1!8を単一
プロセスで形成した後、第1図(3)に示されるように
トランジスタ用絶縁膜7とキャパシタ用電極間絶縁II
8との段差面に亘って多結晶シリコン層9を選択的に堆
積する。この多結晶シリコン層9はトランジスタ領域B
ではトランジスタ用デート電極10となり、キャパシタ
領域Aではキャパシタ用第2電極層11となる1次にト
ランジスタ領域Bのシリコン基板1にドレインまたはソ
ースとなるNゝ鉱歓層11を形成し、このようにしてM
O8型ダイナミックRAMのメモリセルを形成すること
ができる。
前述の実施例では、キャパシタ用第1v&極層5を多結
晶シリコン層3とシリサイド層4とのポリサイド構造と
したけれども、本発明の他の実施例として第3図に示さ
れるようにシリサイド層4のみからキャパシタ用第1電
極層を形成するような構成であってもよい。
本発明に従う半導体装置の製造方法は、MO3型ダイナ
ミックRA M i:関連して泪いられるだけでなく、
その他のMOSデバイスll:iLにおける同様な加工
を必要とする処理工程に広liI!Iに実施されること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の製造工程を示す断面図、第
2図はシリコン基板1お上りシリサイド層4上の酸化速
度(win)と酸化膜のa厚c人)との関係を示す対数
グラフ、第3図は本発明の他の実施例の断面図である。 1・・・シリコン基板、3・・・多結晶シリコン層、4
・・・シリサイド層、5・・・キャパシタ用第1電極層
、7・・・トランジスタ用絶縁膜、8・・・キャパシタ
用電極閏絶縁戚 代理人  弁理士 画数 圭一部 第3図 手続補正書 昭和60年 8月27日 特願昭60−37820 2、発明の名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係  出願人 住所 大阪市阿倍野区長池町22番22号名称 (50
4)シャープ株式会社 代表者 佐 伯  旭 4、代理人 住 所 大阪市西区西本町1丁目13番38号 新興産
ビル国装置EX 0525−5985  INTAPT
  J国際FAX Gnl&GII (06)538−
02476、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 (1)明細書第6頁第13行目において「フィン11」
とあるを、 「参照符13」に訂正する。 (2)明細書路6頁tjS第18行目において「参照符
13J とあるを、「参照符11」に訂正する。 (3)明細書第7頁第1行目においてjo、79−Ω・
esJ とあるを、 [9,20mΩ・cmJに訂正す
る。 (4)明細書第7頁第3行目において「9,20mΩ・
C論」とあるを、 「0.79−Ω・cmJに訂正する
。 (5)明細書第9頁第15行目と第16行目との間に次
の文章を補充する。 記 効  果 以上のように本発明によれば、半導体基板を構成する半
導体と金属とを含む電極層上にa厚の大きい熱酸化膜を
形成することができ、また電極層内のリンが熱酸化工程
の途中に周辺の〃ス雰囲気中に放出されることがなくな
り、MO8素子の特性に悪影響を及ぼすことが防がれる
。 以  上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板と、その半導体基板の一部分にその半導体基
    板を構成する半導体と金属とを含む電極層を形成し、こ
    の電極層の表面と半導体基板の残余の領域とに亘って酸
    化を行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP60037820A 1985-02-27 1985-02-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS61198664A (ja)

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JP60037820A JPS61198664A (ja) 1985-02-27 1985-02-27 半導体装置の製造方法

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113324A (en) * 1979-02-23 1980-09-01 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Manufacture of semiconductor device
JPS57194567A (en) * 1981-05-27 1982-11-30 Hitachi Ltd Semiconductor memory device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55113324A (en) * 1979-02-23 1980-09-01 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Manufacture of semiconductor device
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