JPS61284963A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
半導体装置とその製造方法Info
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- JPS61284963A JPS61284963A JP12564785A JP12564785A JPS61284963A JP S61284963 A JPS61284963 A JP S61284963A JP 12564785 A JP12564785 A JP 12564785A JP 12564785 A JP12564785 A JP 12564785A JP S61284963 A JPS61284963 A JP S61284963A
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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
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
- H01L29/66515—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET using self aligned selective metal deposition simultaneously on the gate and on source or drain
-
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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】
産業上の利用分野
本発明は、高融点金属をゲート電極・配線材料とする半
導体装置とその製造方法に関するものである。
導体装置とその製造方法に関するものである。
従来の技術
現在、半導体装置の微細化が追及されている。
その微細化に伴い電極配線膜も微細化され、それより、
電極配線の電気抵抗が高くなることが問題となっている
。そこで、電気抵抗が低く且つ高電流密度に耐えること
ができる電極配線構造が研究されている。その中で、エ
フ。イー、ミラー及びアイ、ベーイングラス rVLS
IのためのCvDによるダンゲステン相互接続並びにコ
ンタクトバリア技術」 ソリッドステイト技術(N、
BlMiller、 I。
電極配線の電気抵抗が高くなることが問題となっている
。そこで、電気抵抗が低く且つ高電流密度に耐えること
ができる電極配線構造が研究されている。その中で、エ
フ。イー、ミラー及びアイ、ベーイングラス rVLS
IのためのCvDによるダンゲステン相互接続並びにコ
ンタクトバリア技術」 ソリッドステイト技術(N、
BlMiller、 I。
Beinglass、 CVD Tungsten I
nterconnet and ContactBar
rier Technology for VLSI、
5olid 5tate Tech−nology)
pp、 85−90. Dec 1982は、第4図
に示すような製造工程により作成される導電性半導体層
とタングステン膜との積層体を、MO3電界効果トラン
ジスタのゲート電極配線膜として使用することを提案し
ている。
nterconnet and ContactBar
rier Technology for VLSI、
5olid 5tate Tech−nology)
pp、 85−90. Dec 1982は、第4図
に示すような製造工程により作成される導電性半導体層
とタングステン膜との積層体を、MO3電界効果トラン
ジスタのゲート電極配線膜として使用することを提案し
ている。
第4図を参照して説明するならば、第4図(a)は、シ
リコン基板10にMO3構造の電界効果トランジスタの
基本形状が作成された状態を示している。
リコン基板10にMO3構造の電界効果トランジスタの
基本形状が作成された状態を示している。
すなわち、シリコン基板IOの選択酸化膜12で分離さ
れた領域内に拡散によりソース領域14及びドレイン領
域16が形成され、更に、ソース領域14及びドレイン
領域16の間のチャネル領域上にゲート絶縁膜18が設
けられ、その上に多結晶Siゲート電極20が設けられ
ている。
れた領域内に拡散によりソース領域14及びドレイン領
域16が形成され、更に、ソース領域14及びドレイン
領域16の間のチャネル領域上にゲート絶縁膜18が設
けられ、その上に多結晶Siゲート電極20が設けられ
ている。
そのような状態において、第4図ら)に示すように、C
VD法によりSiO□膜22を堆積し、次いで、第4図
(C)に示すように、反応性イオンエツチングにより非
等方的にエツチングして多結晶Si膜の側面を残して、
多結晶S1の上面および拡散層(ソース及びドレイン領
域)の表面を露出させる。次に、第4図(d)に示すよ
うに、この多結晶S1および拡散層上にW(タングステ
ン)を選択的に堆積させて、ソース電極24、ドレイン
電極26を形成すると共に、多結晶S1膜20上にW膜
28を形成する。
VD法によりSiO□膜22を堆積し、次いで、第4図
(C)に示すように、反応性イオンエツチングにより非
等方的にエツチングして多結晶Si膜の側面を残して、
多結晶S1の上面および拡散層(ソース及びドレイン領
域)の表面を露出させる。次に、第4図(d)に示すよ
うに、この多結晶S1および拡散層上にW(タングステ
ン)を選択的に堆積させて、ソース電極24、ドレイン
電極26を形成すると共に、多結晶S1膜20上にW膜
28を形成する。
以上のような電極配線膜構造では、ゲート電極配線膜が
、多結晶S1膜20とW膜28とによって構成されてい
るので、半導体膜単独で形成される電極配線膜に比較し
て、電気抵抗が低く且つ高電流密度に耐えることができ
る。
、多結晶S1膜20とW膜28とによって構成されてい
るので、半導体膜単独で形成される電極配線膜に比較し
て、電気抵抗が低く且つ高電流密度に耐えることができ
る。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記した従来の構成では、多結晶Si膜
20上のW膜28が薄い。そのため、金属膜の低電気抵
抗及び高い電流密度に耐えられる特性が十分に発揮され
ない。
20上のW膜28が薄い。そのため、金属膜の低電気抵
抗及び高い電流密度に耐えられる特性が十分に発揮され
ない。
更に、W膜が薄いために、ゲート電極配線膜のW膜と、
ソース及びドレインの各領域上のW膜との大きな段差が
そのまま残る。段差が大きいとその段差を越えての配線
が断線しやすい問題がある。
ソース及びドレインの各領域上のW膜との大きな段差が
そのまま残る。段差が大きいとその段差を越えての配線
が断線しやすい問題がある。
更に、段差が大きいと、PSG膜を層間絶縁膜として用
いた場合には、リフローのための熱処理が必要となる。
いた場合には、リフローのための熱処理が必要となる。
しかし、通常のりフローのための熱処理を行なうとWと
Siの界面でシリサイド化が生じる。従って、層間絶縁
膜としてPSG膜を使えないという欠点があった。
Siの界面でシリサイド化が生じる。従って、層間絶縁
膜としてPSG膜を使えないという欠点があった。
上記した方法によりW膜を厚く堆積させようとすると、
多結晶Siゲート電極上のW膜は、横方向にも成長する
ので、第4図(e)に示すようにやがてソース・ドレイ
ン上のW膜と接触し短絡する。そのため、上記した従来
の方法ではW膜堆積による層抵抗の低下には限界がある
。
多結晶Siゲート電極上のW膜は、横方向にも成長する
ので、第4図(e)に示すようにやがてソース・ドレイ
ン上のW膜と接触し短絡する。そのため、上記した従来
の方法ではW膜堆積による層抵抗の低下には限界がある
。
そこで、本発明は、電極配線膜に厚いW膜を設けると共
に、ゲート電極とソース・ドレイン電極との間の段差の
問題を解決せんとするものである。
に、ゲート電極とソース・ドレイン電極との間の段差の
問題を解決せんとするものである。
すなわち、本発明の第1の目的は、電気抵抗が従来より
低く且つ高い電流密度に耐えることができる電極配線膜
を有し、更に電極配線膜の段差の小さく素子表面が平坦
で微細化に適した半導体装置を提供せんとするものであ
る。
低く且つ高い電流密度に耐えることができる電極配線膜
を有し、更に電極配線膜の段差の小さく素子表面が平坦
で微細化に適した半導体装置を提供せんとするものであ
る。
更に、本発明の第2の目的は、電気抵抗が従来より低く
且つ高い電流密度に耐えることができる電極配線膜を有
し更に電極配線膜の段差の小さな半導体装置を確実且つ
容易に作成することができる半導体装置の製造方法を提
供せんとするものである。
且つ高い電流密度に耐えることができる電極配線膜を有
し更に電極配線膜の段差の小さな半導体装置を確実且つ
容易に作成することができる半導体装置の製造方法を提
供せんとするものである。
問題点を解決するための手段
すなわち、本発明によるならば、シリコン基板上の所望
の領域に第1の絶縁膜を介して設けられた薄い多結晶シ
リコン膜と、該多結晶シリコン膜上に設けられた第1の
厚いタングステン膜と、前記多結晶シリコン膜及び前記
第1のタングステン膜の側壁に設けられた第2の絶縁膜
とを有し、更に、前記シリコン基板の所望の領域上に第
2の厚いタングステン膜を有し、該第2のタングステン
膜の側壁の一部が前記第2の絶縁膜と接していることを
特徴とする半導体装置が提供される。
の領域に第1の絶縁膜を介して設けられた薄い多結晶シ
リコン膜と、該多結晶シリコン膜上に設けられた第1の
厚いタングステン膜と、前記多結晶シリコン膜及び前記
第1のタングステン膜の側壁に設けられた第2の絶縁膜
とを有し、更に、前記シリコン基板の所望の領域上に第
2の厚いタングステン膜を有し、該第2のタングステン
膜の側壁の一部が前記第2の絶縁膜と接していることを
特徴とする半導体装置が提供される。
更に、本発明によるならば、上記した半導体装置は、シ
リコン基板上の所望の領域に第1の絶縁膜を介して多結
晶シリコン膜と第2の絶縁膜との積層体を形成する工程
と、該多結晶シリコン膜および第2の絶縁膜の側面を第
3の絶縁膜で被覆する工程と、該多結晶シリコン膜表面
および第3の絶縁膜に接した所望の領域のシリコン基板
表面を露出゛させる工程と、露出シリコン基板面および
シリロン膜表面に選択的にタングステン膜を堆積させる
工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って、作成することができる。
リコン基板上の所望の領域に第1の絶縁膜を介して多結
晶シリコン膜と第2の絶縁膜との積層体を形成する工程
と、該多結晶シリコン膜および第2の絶縁膜の側面を第
3の絶縁膜で被覆する工程と、該多結晶シリコン膜表面
および第3の絶縁膜に接した所望の領域のシリコン基板
表面を露出゛させる工程と、露出シリコン基板面および
シリロン膜表面に選択的にタングステン膜を堆積させる
工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って、作成することができる。
庇月
以上のような半導体装置においては、第1の絶縁膜上の
電極配線膜が、薄い多結晶シリコン膜と第1の厚いタン
グステン膜とで構成される一方、シリコン基板上に直接
形成されている電極配線膜も第2のタングステン膜で形
成されている。従って、電極配線膜が共に厚いタングス
テン膜を有しているので、その電極配線膜の電気抵抗は
従来より低く且つ高い電流密度特性に耐えることができ
る。
電極配線膜が、薄い多結晶シリコン膜と第1の厚いタン
グステン膜とで構成される一方、シリコン基板上に直接
形成されている電極配線膜も第2のタングステン膜で形
成されている。従って、電極配線膜が共に厚いタングス
テン膜を有しているので、その電極配線膜の電気抵抗は
従来より低く且つ高い電流密度特性に耐えることができ
る。
また、第1及び第2のタングステン膜が共に厚いので、
第1のタングステン膜の下の多結晶シリコン膜及び第1
の絶縁膜とによる段差が第1及び第2のタングステン膜
との間にあっても、第1のタングステン膜の底面と第2
のタングステン膜の上面との段差を小さくでき、更には
、第1のタングステン膜の底面を第2のタングステン膜
の上面より下に位置させることもできる。従って、電極
配線膜間に生じる段差を小さくできる。そして、第1及
び第2のタングステン膜が共に厚いので、その上面と他
の部分との段差も小さくなり、電極配線膜を基板上に延
長させる際の段差も小さくできる。それ故、電極配線膜
の段差の小さく素子表面が平坦で微細化に適した半導体
装置が実現できる。
第1のタングステン膜の下の多結晶シリコン膜及び第1
の絶縁膜とによる段差が第1及び第2のタングステン膜
との間にあっても、第1のタングステン膜の底面と第2
のタングステン膜の上面との段差を小さくでき、更には
、第1のタングステン膜の底面を第2のタングステン膜
の上面より下に位置させることもできる。従って、電極
配線膜間に生じる段差を小さくできる。そして、第1及
び第2のタングステン膜が共に厚いので、その上面と他
の部分との段差も小さくなり、電極配線膜を基板上に延
長させる際の段差も小さくできる。それ故、電極配線膜
の段差の小さく素子表面が平坦で微細化に適した半導体
装置が実現できる。
更に、上述した本発明による製造方法においては、多結
晶シリコン膜表面および第3の絶縁膜に接した所望の領
域のシリコン基板表面を露出させたのち、その露出シリ
コン基板面および多結晶シリコン膜表面に選択的にタン
グステン膜を堆積させている。従って、残った第3の絶
縁膜が分離壁として作用し、タングステン膜を厚く形成
しても、両者が接合して短絡することもない。それ故、
上記した本発明による半導体装置を確実に作成すること
ができる。
晶シリコン膜表面および第3の絶縁膜に接した所望の領
域のシリコン基板表面を露出させたのち、その露出シリ
コン基板面および多結晶シリコン膜表面に選択的にタン
グステン膜を堆積させている。従って、残った第3の絶
縁膜が分離壁として作用し、タングステン膜を厚く形成
しても、両者が接合して短絡することもない。それ故、
上記した本発明による半導体装置を確実に作成すること
ができる。
実施例
以下、添付図面を参照して本発明による半導体及びその
製造方法の実施例を説明する。
製造方法の実施例を説明する。
第1図は、本発明による半導体装置の1実施例の概略断
面斜視図である。図示の半導体装置は、p型Si基板1
0を有し、そのSi基板10には、選択酸化膜12によ
り画定された領域内に拡散によりソース領域14及びド
レイン領域16とが形成されている。
面斜視図である。図示の半導体装置は、p型Si基板1
0を有し、そのSi基板10には、選択酸化膜12によ
り画定された領域内に拡散によりソース領域14及びド
レイン領域16とが形成されている。
そして、ソース領域14及びドレイン領域16の間のS
i基板10上で且つそれらソース領域14及びドレイン
領域16の縁に一部重なるようにゲート酸化膜18が形
成され、そのゲート酸化膜18の上には、Pドープ多結
晶S1膜20が薄く形成されている。そのPドープ多結
晶S1膜20は、その縁がソース領域14及びドレイン
領域16の縁に一致するような大きさになされている。
i基板10上で且つそれらソース領域14及びドレイン
領域16の縁に一部重なるようにゲート酸化膜18が形
成され、そのゲート酸化膜18の上には、Pドープ多結
晶S1膜20が薄く形成されている。そのPドープ多結
晶S1膜20は、その縁がソース領域14及びドレイン
領域16の縁に一致するような大きさになされている。
更に、そのPドープ多結晶Si膜の両側のゲート酸化膜
18からは、SiO□膜22がほぼ垂直に延びており、
その5in2膜22により分離されたソース及びドレイ
ンの各領域上とPドープ多結晶Si膜20上にはW膜が
十分な厚さに堆積されて、ソース電極24及びドレイン
電極26並びにゲート電極配線膜用のW膜28が形成さ
れている。かくして、nチャネルMO3電界効果トラン
ジスタが構成されている。
18からは、SiO□膜22がほぼ垂直に延びており、
その5in2膜22により分離されたソース及びドレイ
ンの各領域上とPドープ多結晶Si膜20上にはW膜が
十分な厚さに堆積されて、ソース電極24及びドレイン
電極26並びにゲート電極配線膜用のW膜28が形成さ
れている。かくして、nチャネルMO3電界効果トラン
ジスタが構成されている。
以上のような半導体装置においては、Pドープ多結晶S
i膜の両側のゲート酸化膜18から垂直に延びるS I
O2膜22により、ソース電極24及びドレイン電極2
6と、多結晶Si膜20及びW膜28からなるゲート電
極配線膜とが分離されているので、W膜で構成されるソ
ース電極24及びドレイン電極26並びにゲート電極配
線膜用金属膜28を厚くしても、互いに短絡することは
なく、その厚いW膜による低い電気抵抗並びに高い電流
密度に耐えられる特性を実現することができる。
i膜の両側のゲート酸化膜18から垂直に延びるS I
O2膜22により、ソース電極24及びドレイン電極2
6と、多結晶Si膜20及びW膜28からなるゲート電
極配線膜とが分離されているので、W膜で構成されるソ
ース電極24及びドレイン電極26並びにゲート電極配
線膜用金属膜28を厚くしても、互いに短絡することは
なく、その厚いW膜による低い電気抵抗並びに高い電流
密度に耐えられる特性を実現することができる。
また、ソース電極24及びドレイン電極26並びにゲー
ト電極配線膜用金属膜28を構成するW膜が共に厚いの
で、ゲート酸化膜18及び多結晶シリコン膜20とによ
る段差がソース電極24及びドレイン電極26とゲート
電極配線膜用金属膜28との間にあっても、ソース・ド
レイン電極の上面とゲート電極配線膜用金属膜28の下
との段差を小さくでき、更には、第1図に示すように、
ゲート電極配線膜用金属膜28の底面をソース・ドレイ
ン電極の上面より下に位置させることもできる。従って
、電極配線膜間に生じる段差を小さくできる。更に、ゲ
ート電極配線膜用金属膜は厚いので、参照番号30で示
すようなその上面と他の部分との段差も小さくなり、電
極配線膜を基板上に延長させる際の段差も小さくできる
。
ト電極配線膜用金属膜28を構成するW膜が共に厚いの
で、ゲート酸化膜18及び多結晶シリコン膜20とによ
る段差がソース電極24及びドレイン電極26とゲート
電極配線膜用金属膜28との間にあっても、ソース・ド
レイン電極の上面とゲート電極配線膜用金属膜28の下
との段差を小さくでき、更には、第1図に示すように、
ゲート電極配線膜用金属膜28の底面をソース・ドレイ
ン電極の上面より下に位置させることもできる。従って
、電極配線膜間に生じる段差を小さくできる。更に、ゲ
ート電極配線膜用金属膜は厚いので、参照番号30で示
すようなその上面と他の部分との段差も小さくなり、電
極配線膜を基板上に延長させる際の段差も小さくできる
。
上記した半導体装置は、例えば、第2図に示す工程によ
り作成することができる。
り作成することができる。
第2図(a)は、シリコン基板10にMO3構造の電界
効果トランジスタの基本形状が作成された状態を示して
いる。すなわち、p型シリコン基板10の選択酸化膜1
2により画定された領域内に拡散によりソース領域14
及びドレイン領域16とが形成されている。そして、ソ
ース領域14及びドレイン領域16並びにそれらソース
領域14及びドレイン領域16の間のチャネル領域上を
覆うようにS r 02膜18が設けられ、その上に多
結晶Siゲート電極20とSi3N4膜32が形成され
ている。すなわち、多結晶Siゲート電極、ソース・ド
レインを形成するとき、一般に知られている方法におい
て多結晶Si膜の代わりに薄い多結晶Si膜と513N
4膜の二層構造を用いている。
効果トランジスタの基本形状が作成された状態を示して
いる。すなわち、p型シリコン基板10の選択酸化膜1
2により画定された領域内に拡散によりソース領域14
及びドレイン領域16とが形成されている。そして、ソ
ース領域14及びドレイン領域16並びにそれらソース
領域14及びドレイン領域16の間のチャネル領域上を
覆うようにS r 02膜18が設けられ、その上に多
結晶Siゲート電極20とSi3N4膜32が形成され
ている。すなわち、多結晶Siゲート電極、ソース・ド
レインを形成するとき、一般に知られている方法におい
て多結晶Si膜の代わりに薄い多結晶Si膜と513N
4膜の二層構造を用いている。
そのような状態において、CVD法によりS+Oa膜2
2全22図(b)に示すように堆積する。次いで、反応
性イオンエツチングにより非等方的にエツチングして多
結晶Si膜20および5i−N、膜32の側面を残して
SiO□膜22を除去して、第2図(C)に示すように
、Si3N、膜の上面およびソース・ドレインの各拡散
領域14及び16の表面を露出させる。そして、Si3
N、膜32をエツチング除去して、その下の多結晶Si
膜20を露出させ、第2図(d)に示すように、下面が
多結晶Si膜20によりそして側面がSi O2膜22
から成る溝34を形成する。その後、その露出した多結
晶S1膜20およびソース・ドレインの各拡散領域14
及び16の表面上にW層を選択的に堆積させ、第2図(
e)に示すように、ソース電極24及びドレイン電極2
6を形成すると共に、溝34をW層で埋め込む。なお、
W膜は、例えばWF6とH2の混合雰囲気中で熱処理す
ることにより、WがSiO□上にはほとんど堆積されな
いので、選択的堆積することができる。
2全22図(b)に示すように堆積する。次いで、反応
性イオンエツチングにより非等方的にエツチングして多
結晶Si膜20および5i−N、膜32の側面を残して
SiO□膜22を除去して、第2図(C)に示すように
、Si3N、膜の上面およびソース・ドレインの各拡散
領域14及び16の表面を露出させる。そして、Si3
N、膜32をエツチング除去して、その下の多結晶Si
膜20を露出させ、第2図(d)に示すように、下面が
多結晶Si膜20によりそして側面がSi O2膜22
から成る溝34を形成する。その後、その露出した多結
晶S1膜20およびソース・ドレインの各拡散領域14
及び16の表面上にW層を選択的に堆積させ、第2図(
e)に示すように、ソース電極24及びドレイン電極2
6を形成すると共に、溝34をW層で埋め込む。なお、
W膜は、例えばWF6とH2の混合雰囲気中で熱処理す
ることにより、WがSiO□上にはほとんど堆積されな
いので、選択的堆積することができる。
更に、以上の半導体装置の製造工程において、側壁の酸
化膜と同一高さにWを堆積させることが好ましいが、W
膜を側壁酸化膜より多少低くして、後で側壁の酸化膜を
少しエツチングする方法も効果的である。また、Wと多
結晶Siの組合せは、シリサイド層の形成が少なく、多
結晶Siの膜は非常に薄くできる。
化膜と同一高さにWを堆積させることが好ましいが、W
膜を側壁酸化膜より多少低くして、後で側壁の酸化膜を
少しエツチングする方法も効果的である。また、Wと多
結晶Siの組合せは、シリサイド層の形成が少なく、多
結晶Siの膜は非常に薄くできる。
なお、上記方法では、側壁に酸化膜を形成する一方、多
結晶Si膜20上にSi3N、膜を形成しているが、他
の材料でも実施できることはいうまでもない。特に、薄
い多結晶Si膜20の上の絶縁膜としてS+3N4膜を
使用しているが、これは、S IO2膜22の除去の際
の多結晶Si膜20を保護するためにものであり、Si
O2膜のエツチング剤ではエツチングされず他のエツ
チング剤で除去できる材料ならば、ほかの絶縁性膜を使
用してもよい。
結晶Si膜20上にSi3N、膜を形成しているが、他
の材料でも実施できることはいうまでもない。特に、薄
い多結晶Si膜20の上の絶縁膜としてS+3N4膜を
使用しているが、これは、S IO2膜22の除去の際
の多結晶Si膜20を保護するためにものであり、Si
O2膜のエツチング剤ではエツチングされず他のエツ
チング剤で除去できる材料ならば、ほかの絶縁性膜を使
用してもよい。
このような方法でW膜を堆積させることより、はじめに
形成した513N−膜に相当する厚い膜厚のW膜が形成
できると同時に、ゲート電極とソース・ドレイン間の段
差を低減できる。
形成した513N−膜に相当する厚い膜厚のW膜が形成
できると同時に、ゲート電極とソース・ドレイン間の段
差を低減できる。
その結果として、■従来の技術に比べて短絡を生じるこ
となくゲート電極・配線がより低抵抗にでき、■段差か
低いため層間絶縁膜としてリフローの熱処理なしで、P
S G膜を用いることができるという利点がある。
となくゲート電極・配線がより低抵抗にでき、■段差か
低いため層間絶縁膜としてリフローの熱処理なしで、P
S G膜を用いることができるという利点がある。
第3図は、本発明の半導体装置をCMO3−LSIに適
用した本発明の第2の実施例を説明する図であり、第3
図(a)は、概略断面図であり、第3図(b)は概略斜
視図である。図示の半導体装置は、n型ウェル領域10
Aが形成されたp型Si基板10を有している。そして
、そのSi基板10には、選択酸化膜12により画定さ
れた開口12A及び12Bが設けられ、n型ウェル領域
10A上に形成された開口12Aには、拡散によりソー
ス領域14A及びドレイン領域16Aとが形成されてい
る。そして、ソース領域14A及びドレイン領域16A
の間のn型ウェル領域10Aで且つそれらソース領域1
4A及びドレイン領域16Aの縁に一部重なるようにゲ
ート酸化膜18が形成され、そのゲート酸化膜18の上
には、Bドープ多結晶Si膜2OAが薄く形成されてい
る。そのBドープ多結晶Si膜2OAは、その縁がソー
ス領域14A及びドレイン領域16Aの縁に一致するよ
うな大きさになされている。更に、そのBドープ多結晶
Si膜Aの両側のゲート酸化膜18からは、5iOz膜
22がほぼ垂直に延びており、その5in2膜22によ
り分離されたソース及びドレインの各領域上とBドープ
多結晶Si膜2OA上にはW膜が十分な厚さに堆積され
て、ソース電極24及びドレイン電極26並びにゲート
電極配線膜用のW膜28が形成されて、pチャネルMO
3電界効果トランジスタが構成されている。
用した本発明の第2の実施例を説明する図であり、第3
図(a)は、概略断面図であり、第3図(b)は概略斜
視図である。図示の半導体装置は、n型ウェル領域10
Aが形成されたp型Si基板10を有している。そして
、そのSi基板10には、選択酸化膜12により画定さ
れた開口12A及び12Bが設けられ、n型ウェル領域
10A上に形成された開口12Aには、拡散によりソー
ス領域14A及びドレイン領域16Aとが形成されてい
る。そして、ソース領域14A及びドレイン領域16A
の間のn型ウェル領域10Aで且つそれらソース領域1
4A及びドレイン領域16Aの縁に一部重なるようにゲ
ート酸化膜18が形成され、そのゲート酸化膜18の上
には、Bドープ多結晶Si膜2OAが薄く形成されてい
る。そのBドープ多結晶Si膜2OAは、その縁がソー
ス領域14A及びドレイン領域16Aの縁に一致するよ
うな大きさになされている。更に、そのBドープ多結晶
Si膜Aの両側のゲート酸化膜18からは、5iOz膜
22がほぼ垂直に延びており、その5in2膜22によ
り分離されたソース及びドレインの各領域上とBドープ
多結晶Si膜2OA上にはW膜が十分な厚さに堆積され
て、ソース電極24及びドレイン電極26並びにゲート
電極配線膜用のW膜28が形成されて、pチャネルMO
3電界効果トランジスタが構成されている。
他方、開口12Bには、第1図に示すしたMO3電界効
果トランジスタと同様にしてnチャネル電界効果トラン
ジスタが形成されている。従って、そのゲート絶縁膜1
8上の多結晶シリコンは、第3図(a)に示すようにP
ドープ多結晶Si膜化膜20である。そして、それらP
ドープ多結晶Si膜化膜20とBドープ多結晶Si膜化
膜2OAとは、選択酸化膜12上で結合されており、ま
た、その上に形成されるW膜28は、連続している。
果トランジスタと同様にしてnチャネル電界効果トラン
ジスタが形成されている。従って、そのゲート絶縁膜1
8上の多結晶シリコンは、第3図(a)に示すようにP
ドープ多結晶Si膜化膜20である。そして、それらP
ドープ多結晶Si膜化膜20とBドープ多結晶Si膜化
膜2OAとは、選択酸化膜12上で結合されており、ま
た、その上に形成されるW膜28は、連続している。
以上の構成から、ゲート電極配線膜をなすW膜が、十分
の厚さを持って、pチャネルMO3とnチャネルMO3
との間を段差少なく接続していることがわかろう。
の厚さを持って、pチャネルMO3とnチャネルMO3
との間を段差少なく接続していることがわかろう。
ここで、CMO3−LS Iの微細化上での問題を検討
すると、pチャネルMO3とnチャネル間O8のデバイ
ス設計の最適化がある。従来の技術におけるCMO3で
は一般的に、ゲート電極のにはn+多結晶Siが用いら
れてきた。そのため、MOSトランジスタの基板とゲー
ト電極の仕事関数からnチャネルMO3の微細化は比較
的容易であったが、pチャネルMO3)ランジスタの微
細化は難しかった。
すると、pチャネルMO3とnチャネル間O8のデバイ
ス設計の最適化がある。従来の技術におけるCMO3で
は一般的に、ゲート電極のにはn+多結晶Siが用いら
れてきた。そのため、MOSトランジスタの基板とゲー
ト電極の仕事関数からnチャネルMO3の微細化は比較
的容易であったが、pチャネルMO3)ランジスタの微
細化は難しかった。
この問題を解決するためには、nチャネル間O8にはn
+多結晶Si、 pチャネルMO3にはp+多結晶S1
が望ましいが、導電型の異なる多結晶Siを用いてCM
O3−LS Iを構成すると、n+多結晶Siとp+多
結晶Siの接続部が非常に多くなり、■スルーホールの
数が非常に増加し、LSIの歩留りを下げること、■接
続部の専有面積がLSI高密度化をさまたげること、が
問題になる。
+多結晶Si、 pチャネルMO3にはp+多結晶S1
が望ましいが、導電型の異なる多結晶Siを用いてCM
O3−LS Iを構成すると、n+多結晶Siとp+多
結晶Siの接続部が非常に多くなり、■スルーホールの
数が非常に増加し、LSIの歩留りを下げること、■接
続部の専有面積がLSI高密度化をさまたげること、が
問題になる。
しかし、第3図に示すような本発明による構成にすると
、 ■ 導電型の異なる多結晶Siであっても、接している
部分でWは連結となり、スルーホールなしで構成できる
。すなわち、微細化できる。
、 ■ 導電型の異なる多結晶Siであっても、接している
部分でWは連結となり、スルーホールなしで構成できる
。すなわち、微細化できる。
■ Wと多結晶Siはシリサイド化されにくく、100
0 A程度の多結晶Siであっても導電型が異なれば基
板シリコンとの仕事関数差を確保できる。
0 A程度の多結晶Siであっても導電型が異なれば基
板シリコンとの仕事関数差を確保できる。
従って、上記した本発明の半導体装置の構成を利用する
ことにより、高集積密度のCMO3−LSIを実現する
ことができる。
ことにより、高集積密度のCMO3−LSIを実現する
ことができる。
なお、以上の実施例において使用した基板材料、ドープ
する不純物材料、金属電極材料に限定されることなく、
様々な材料を使用すること可能が可能である。
する不純物材料、金属電極材料に限定されることなく、
様々な材料を使用すること可能が可能である。
発明の詳細
な説明したように、本発明による半導体装置によるなら
ば、低抵抗かつ平坦化されたゲート電極・配線構造が実
現でき、伝搬遅延時間を小さくすることができ、また、
本発明による半導体装置の製造方法によれば、本発明に
よる半導体装置を、金属電極配線相互の短絡なく歩留り
のよく製造することができる。
ば、低抵抗かつ平坦化されたゲート電極・配線構造が実
現でき、伝搬遅延時間を小さくすることができ、また、
本発明による半導体装置の製造方法によれば、本発明に
よる半導体装置を、金属電極配線相互の短絡なく歩留り
のよく製造することができる。
第1図は、本発明による半導体装置を実施したMO3電
界効果トランジスタの概略断面斜視図である。 第2図(a)から(e)は、本発明による半導体装置の
製造方法の1実施例の工程の概要を示す図である。 第3図(a)及び(b)は、本発明による半導体装置を
実施したCMO3−LS Iの概略断面図及び概略斜視
図である。 第4図(a)から(e)は、従来の技術1とよるMO3
電界効果トランジスタの電極の形成工程の概要を示す断
面図である。 (主な参照番号) 10・・Si基板 10A・・nウェル12・
・選択酸化膜 14・・拡散ソース領域16・・拡
散ドレイン領域 18・・ゲート酸化膜20・・Pドー
プ多結晶S1膜
界効果トランジスタの概略断面斜視図である。 第2図(a)から(e)は、本発明による半導体装置の
製造方法の1実施例の工程の概要を示す図である。 第3図(a)及び(b)は、本発明による半導体装置を
実施したCMO3−LS Iの概略断面図及び概略斜視
図である。 第4図(a)から(e)は、従来の技術1とよるMO3
電界効果トランジスタの電極の形成工程の概要を示す断
面図である。 (主な参照番号) 10・・Si基板 10A・・nウェル12・
・選択酸化膜 14・・拡散ソース領域16・・拡
散ドレイン領域 18・・ゲート酸化膜20・・Pドー
プ多結晶S1膜
Claims (5)
- (1)シリコン基板上の所望の領域に第1の絶縁膜を介
して設けられた薄い多結晶シリコン膜と、該多結晶シリ
コン膜上に設けられた第1の厚いタングステン膜と、前
記多結晶シリコン膜及び前記第1のタングステン膜の側
壁に設けられた第2の絶縁膜とを有し、更に、前記シリ
コン基板の所望の領域上に第2の厚いタングステン膜を
有し、該第2のタングステン膜の側壁の一部が前記第2
の絶縁膜と接していることを特徴とする半導体装置。 - (2)前記第1及び第2の絶縁膜は、シリコン酸化物で
構成されてい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。 - (3)シリコン基板上の所望の領域に第1の絶縁膜を介
して多結晶シリコン膜と第2の絶縁膜との積層体を形成
する工程と、該多結晶シリコン膜および第2の絶縁膜の
側面を第3の絶縁膜で被覆する工程と、該多結晶シリコ
ン膜表面および第3の絶縁膜に接した所望の領域のシリ
コン基板表面を露出させる工程と、露出シリコン基板面
およびシリコン膜表面に選択的にタングステン膜を堆積
させる工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - (4)前記第2の絶縁膜は、前記第1及び第3の絶縁膜
のエッチング処理剤と異なるエッチング処理剤で除去可
能な絶縁材料で構成することを特徴する特許請求の範囲
第(3)項記載の半導体装置の製造方法。 - (5)前記第1及び第3の絶縁膜としてシリコン酸化物
を使用し、前記第2の絶縁膜としてシリコン窒化物を使
用することを特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12564785A JPS61284963A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体装置とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12564785A JPS61284963A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体装置とその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61284963A true JPS61284963A (ja) | 1986-12-15 |
Family
ID=14915196
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12564785A Pending JPS61284963A (ja) | 1985-06-10 | 1985-06-10 | 半導体装置とその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61284963A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01133368A (ja) * | 1987-08-13 | 1989-05-25 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | ポリシリコン・ゲートfetの形成方法 |
JPH01218018A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-31 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体材料を高融点金属に変換する方法及び前記方法を利用して製造される半導体装置 |
JPH0277122A (ja) * | 1988-06-16 | 1990-03-16 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
US5714398A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | National Science Council Of Republic Of China | Self-aligned tungsten strapped source/drain and gate technology for deep submicron CMOS |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58154270A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-06-10 JP JP12564785A patent/JPS61284963A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58154270A (ja) * | 1982-03-09 | 1983-09-13 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (4)
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JPH01218018A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-31 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体材料を高融点金属に変換する方法及び前記方法を利用して製造される半導体装置 |
JPH0277122A (ja) * | 1988-06-16 | 1990-03-16 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
US5714398A (en) * | 1996-07-16 | 1998-02-03 | National Science Council Of Republic Of China | Self-aligned tungsten strapped source/drain and gate technology for deep submicron CMOS |
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