JPS6130076A - Mos型半導体装置の製造方法 - Google Patents
Mos型半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS6130076A JPS6130076A JP15141484A JP15141484A JPS6130076A JP S6130076 A JPS6130076 A JP S6130076A JP 15141484 A JP15141484 A JP 15141484A JP 15141484 A JP15141484 A JP 15141484A JP S6130076 A JPS6130076 A JP S6130076A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- forming
- polycrystalline
- metal
- region
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/01—Manufacture or treatment
- H10D64/013—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator
- H10D64/01302—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H10D64/01304—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H10D64/01306—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon
- H10D64/01308—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon the conductor further comprising a non-elemental silicon additional conductive layer, e.g. a metal silicide layer formed by the reaction of silicon with an implanted metal
- H10D64/01312—Manufacture or treatment of electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon the conductor further comprising a non-elemental silicon additional conductive layer, e.g. a metal silicide layer formed by the reaction of silicon with an implanted metal the additional layer comprising a metal or metal silicide formed by deposition, i.e. without a silicidation reaction, e.g. sputter deposition
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/60—Electrodes characterised by their materials
- H10D64/66—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes
- H10D64/661—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon having vertical doping variation
- H10D64/662—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon having vertical doping variation the conductor further comprising additional layers, e.g. multiple silicon layers having different crystal structures
- H10D64/664—Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of silicon contacting the insulator, e.g. polysilicon having vertical doping variation the conductor further comprising additional layers, e.g. multiple silicon layers having different crystal structures the additional layers comprising a barrier layer between the layer of silicon and an upper metal or metal silicide layer
Landscapes
- 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。
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)
この発明f1MOS型牛導体素子におけるゲート電極の
形成に際し、2層構造の下層多結晶シリコンの薄膜化を
期するようKしたMOS型半導体装置の製造方法に関す
る。
形成に際し、2層構造の下層多結晶シリコンの薄膜化を
期するようKしたMOS型半導体装置の製造方法に関す
る。
(従来の技術)
従来、Siゲー)MOS型半導体菓子のゲート電極の形
成に関して、たとえば、(1) Journal of
Electronic Materials 12
(4] (1983)P667−679および(2)J
ournal of VacoumScience T
echnology 14 [1) (1977−1
’2 )P2S5 284などの先行技術文献に示さ
れている。
成に関して、たとえば、(1) Journal of
Electronic Materials 12
(4] (1983)P667−679および(2)J
ournal of VacoumScience T
echnology 14 [1) (1977−1
’2 )P2S5 284などの先行技術文献に示さ
れている。
このSiゲー)MOS型半導体素子のゲート電極灯不純
物を含む多結晶シリコンが用いられていたが、近年、素
子の微細化に伴うゲート電極の低抵抗化の必要性からM
o 、 W、 Ta 、 Tiなどの純金属やMoS
is 、 WS isなどの金属ケイ化物が注目されて
いる。
物を含む多結晶シリコンが用いられていたが、近年、素
子の微細化に伴うゲート電極の低抵抗化の必要性からM
o 、 W、 Ta 、 Tiなどの純金属やMoS
is 、 WS isなどの金属ケイ化物が注目されて
いる。
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、これらの純金属や・金属ケイ化物は多結晶シリ
コンと仕事関数が異なるため、トランジスタのしきい値
電圧VTが異なる(高くなる)欠点がある。
コンと仕事関数が異なるため、トランジスタのしきい値
電圧VTが異なる(高くなる)欠点がある。
そこで、純金属や、金属ケイ化物の下(従来の多結晶シ
リコンを敷き、金属/多結晶シリコン、金属ケイ化物/
多結晶シリコンからなる2層構造とし、トランジスタ特
性は多結晶シリコンゲートと同じで上層の金属または金
属ケイ化物で低抵抗化を計る方法も検討されている。
リコンを敷き、金属/多結晶シリコン、金属ケイ化物/
多結晶シリコンからなる2層構造とし、トランジスタ特
性は多結晶シリコンゲートと同じで上層の金属または金
属ケイ化物で低抵抗化を計る方法も検討されている。
しかし、この方法においても、上記文献0)姉書かれて
いるように、ゲート電極を形成し1−後の熱処理工程中
金属の多結晶シリコンへの拡散や、リンがドープされて
いる多結晶シリコン中のリンの外向拡散によってしきい
値電圧VTが高くなシ、2層構造における多結晶シリコ
ンの厚さを2000〜4000Aとかなり厚くしなけれ
ばならな込欠点があった。
いるように、ゲート電極を形成し1−後の熱処理工程中
金属の多結晶シリコンへの拡散や、リンがドープされて
いる多結晶シリコン中のリンの外向拡散によってしきい
値電圧VTが高くなシ、2層構造における多結晶シリコ
ンの厚さを2000〜4000Aとかなり厚くしなけれ
ばならな込欠点があった。
これにひいては、ゲート電極の厚みが増加し、たとえば
、アルミ配線層を形成時、断線事故の原因となっていた
。
、アルミ配線層を形成時、断線事故の原因となっていた
。
(問題点を解決するための手段)
この発明はMOS型半導体装置の製造方法において、金
属/多結晶シリコンまたは金属ケイ化物/多結晶シリコ
ンからなる2層構造の間に絶縁膜を設けたものである。
属/多結晶シリコンまたは金属ケイ化物/多結晶シリコ
ンからなる2層構造の間に絶縁膜を設けたものである。
(作用)
この発明のMOS型半導体装置の製造方法によれば、以
上のように金属/多結晶シリコンまたは金属けh化物/
多結晶シリコンの2層構造の中に絶縁膜を設けるように
したので、多結晶シリコン中への金属原子の拡散および
多結晶シリコン中のリンの外向拡散を抑えることができ
る。
上のように金属/多結晶シリコンまたは金属けh化物/
多結晶シリコンの2層構造の中に絶縁膜を設けるように
したので、多結晶シリコン中への金属原子の拡散および
多結晶シリコン中のリンの外向拡散を抑えることができ
る。
(実施例)
以下、この発明のMOSO8型体導体装置造方法の実施
例について図面に基づき説明する。第1図(&)〜第1
図Φ)はその一実施例の工程説明図である0 まず、第1図(a)において、11にP型のシリコン基
板であル、このシリコン基板11の表面に5000〜8
000Aのフィールドシリコン酸化膜12を選択的に形
成することにより、シリコン基板11上をフィールド領
域13とアクティブ領域14に分ける。
例について図面に基づき説明する。第1図(&)〜第1
図Φ)はその一実施例の工程説明図である0 まず、第1図(a)において、11にP型のシリコン基
板であル、このシリコン基板11の表面に5000〜8
000Aのフィールドシリコン酸化膜12を選択的に形
成することにより、シリコン基板11上をフィールド領
域13とアクティブ領域14に分ける。
ここで、図示しない減圧気相成長法によシ形成された窒
化膜を耐酸化マスクとした選択酸化法によってフィール
ド酸化膜12が形成される。
化膜を耐酸化マスクとした選択酸化法によってフィール
ド酸化膜12が形成される。
次に800〜1000℃のドライ酸化によってアクティ
ブ領域14(シリコン基板11の露出表面)に150〜
300Aのシリコン酸化膜を成長させ、第1図(b)に
示すようにゲート絶縁膜15とする。その後、減圧気相
成長法によって、500〜1oooXの多結晶シリコン
膜16紫成長させる0 この多結晶シリコン膜16上に、900〜1000℃の
サンモニアを用いた熱窒化によって第1図(C)に示す
ように、50〜100A程度のシリコン窒化膜】7全中
間の絶縁膜として形成する。
ブ領域14(シリコン基板11の露出表面)に150〜
300Aのシリコン酸化膜を成長させ、第1図(b)に
示すようにゲート絶縁膜15とする。その後、減圧気相
成長法によって、500〜1oooXの多結晶シリコン
膜16紫成長させる0 この多結晶シリコン膜16上に、900〜1000℃の
サンモニアを用いた熱窒化によって第1図(C)に示す
ように、50〜100A程度のシリコン窒化膜】7全中
間の絶縁膜として形成する。
次ニ、Arのスフ4ツタエツチングによって、第1図(
d)に示すように、フィールド領域】3からアクティブ
領域14への遷移領域18上のシリコン窒化膜17を除
去する。これはスパッタ率のAr入射角度依存性を利用
したものでl)、シリコン基板11の表面に対して45
°程度で最大値をとる(上記文献(2))。したがって
、アクティブ領域14やフィールド領域13の平坦部で
のエツチングレートは遅く、遷移領域18でUAr
の入射角が45°程度になシ、エツチングレートが速く
、第1図(d)のように平坦部にシリコン窒化膜17が
残る。
d)に示すように、フィールド領域】3からアクティブ
領域14への遷移領域18上のシリコン窒化膜17を除
去する。これはスパッタ率のAr入射角度依存性を利用
したものでl)、シリコン基板11の表面に対して45
°程度で最大値をとる(上記文献(2))。したがって
、アクティブ領域14やフィールド領域13の平坦部で
のエツチングレートは遅く、遷移領域18でUAr
の入射角が45°程度になシ、エツチングレートが速く
、第1図(d)のように平坦部にシリコン窒化膜17が
残る。
この後、スノjツタ法などによって低抵抗膜19である
金属膜(Mo、Wなど)または金属ケイ化物膜(Mo
S 12 、 WS it など)を第1図(6)に示
すように堆積する。これにより、下層の多結晶シリコン
膜16と上層の低抵抗膜19は、遷移領域18で接触し
ゲート電極となる。
金属膜(Mo、Wなど)または金属ケイ化物膜(Mo
S 12 、 WS it など)を第1図(6)に示
すように堆積する。これにより、下層の多結晶シリコン
膜16と上層の低抵抗膜19は、遷移領域18で接触し
ゲート電極となる。
次いで、写真食刻法によって、この低抵抗膜19/シリ
コン窒化膜17/多結晶シリコン膜16からなる3層膜
を、第1図、(f)に示すように、ゲート電極20にな
るべき部分を残し、CFaF2ガストシたプラズマエツ
チングにより除去する。
コン窒化膜17/多結晶シリコン膜16からなる3層膜
を、第1図、(f)に示すように、ゲート電極20にな
るべき部分を残し、CFaF2ガストシたプラズマエツ
チングにより除去する。
この後、イオン注入法によってAs イオンを全面に〜
1016crn−2 打ち込み、800〜1000℃
の不活性ガス中で熱処理を行い、第1図(g)に示すよ
うに、ソー2・ドレイン拡散層21を形成する。
1016crn−2 打ち込み、800〜1000℃
の不活性ガス中で熱処理を行い、第1図(g)に示すよ
うに、ソー2・ドレイン拡散層21を形成する。
次に、層間絶縁膜としてたとえばPSG絶縁膜23をC
VDによシ形成し、゛このPSG絶縁膜23にコンタク
ト孔を開け、At配線22を形成し、トランジスタとす
る。
VDによシ形成し、゛このPSG絶縁膜23にコンタク
ト孔を開け、At配線22を形成し、トランジスタとす
る。
この第1図(ロ))において、低抵抗膜19は多結晶シ
リコン16とコンタクトしていないが、第1図(ロ))
におけるA −A’線に沿って断面して示す第1図(h
)で見ると、第1図(e)で示したのと同様になシ、コ
ンタクトはとれている。
リコン16とコンタクトしていないが、第1図(ロ))
におけるA −A’線に沿って断面して示す第1図(h
)で見ると、第1図(e)で示したのと同様になシ、コ
ンタクトはとれている。
第1図1において、ゲート電極20を構成する導電層1
9とリンドープ多結晶シリコン16にフィールド酸化膜
12の傾斜部44上で互に電気的に接続される。
9とリンドープ多結晶シリコン16にフィールド酸化膜
12の傾斜部44上で互に電気的に接続される。
(発明の効果)
以上詳細に説明したように、この発明によれば、低抵抗
膜/多結晶シリコン膜の中間に絶縁膜を設け、低抵抗膜
の金属原子の多結晶シリコン膜への拡散および多結晶シ
リコン中のリンの低抵抗膜への拡散を抑えることができ
、しきい値電圧VTの上昇が防止される。
膜/多結晶シリコン膜の中間に絶縁膜を設け、低抵抗膜
の金属原子の多結晶シリコン膜への拡散および多結晶シ
リコン中のリンの低抵抗膜への拡散を抑えることができ
、しきい値電圧VTの上昇が防止される。
また、しきい値電圧VT特性の安定化から2000〜4
000Aと厚かった下層の多結晶シリコン膜の厚さも、
500〜100OAと薄くすることができるので、ゲー
ト電極構造の厚みが薄くなる。
000Aと厚かった下層の多結晶シリコン膜の厚さも、
500〜100OAと薄くすることができるので、ゲー
ト電極構造の厚みが薄くなる。
さらに、ホトリソ工程を行うことなしに低抵抗膜と多結
晶シリコン膜とのコンタクトをフィールド酸化膜の傾斜
部の表面でとることができるとともに、新たにコンタク
トラとるための面積を増す必要もなく工程の簡略化、素
子の微細化にも反するものではない。
晶シリコン膜とのコンタクトをフィールド酸化膜の傾斜
部の表面でとることができるとともに、新たにコンタク
トラとるための面積を増す必要もなく工程の簡略化、素
子の微細化にも反するものではない。
第1図(a)ないし第1図但〕はこの発明のMOS型半
導体装置の製造方法の一実施例の工程説明図である。 11・・・シリコン基板、12・・・フィールドシリコ
ン酸化膜、13・・・フィールド領域、14・・・アク
ティブ領域、15・・・ゲート絶縁膜、16.42・・
・多結晶シリコン膜、17.41・・・シリコン窒化膜
、18・・・遷移領域、19・・・低抵抗膜、20・・
・ゲート電極、22−At配線、23−P S G絶縁
膜、4゜・・・導電層、44・・・傾斜部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第1Ill ; ヒへ″ 第1図 II;シ′リコソ基1反 18・
遵季多4執熾12:フィーノ詠シリコン自費化月興
19:低1人才能」莫13:フィールト・今*1或
2o:とr′−トを掻14
:アクティフ゛4貝ttai 2
2:A、[4115: ’y゛ )−&al&J’lX
23:PS(r1色s&J
I116:9先を晶シリコン月l 44:
神t’utpI7:ジリコソ窒化頴
導体装置の製造方法の一実施例の工程説明図である。 11・・・シリコン基板、12・・・フィールドシリコ
ン酸化膜、13・・・フィールド領域、14・・・アク
ティブ領域、15・・・ゲート絶縁膜、16.42・・
・多結晶シリコン膜、17.41・・・シリコン窒化膜
、18・・・遷移領域、19・・・低抵抗膜、20・・
・ゲート電極、22−At配線、23−P S G絶縁
膜、4゜・・・導電層、44・・・傾斜部。 特許出願人 沖電気工業株式会社 第1Ill ; ヒへ″ 第1図 II;シ′リコソ基1反 18・
遵季多4執熾12:フィーノ詠シリコン自費化月興
19:低1人才能」莫13:フィールト・今*1或
2o:とr′−トを掻14
:アクティフ゛4貝ttai 2
2:A、[4115: ’y゛ )−&al&J’lX
23:PS(r1色s&J
I116:9先を晶シリコン月l 44:
神t’utpI7:ジリコソ窒化頴
Claims (1)
- シリコン基板の表面に選択的にフィールド酸化膜を形
成する工程と、前記シリコン基板のアクティブ領域の露
出表面に第1のシリコン酸化膜を形成する工程と、この
第1のシリコン酸化膜上に多結晶シリコン膜を形成しそ
の表面に絶縁膜を形成する工程と、前記フィールド酸化
膜のフィールド領域からアクティブ領域への遷移領域の
前記絶縁膜を除去しかつ金属膜または金属ケイ化物膜に
よる低抵抗膜を堆積する工程と、ゲート領域のみ前記多
結晶シリコンと絶縁膜と低抵抗膜とからなる3層膜を残
しその他を除去する工程と、シリコン基板にソース・ド
レイン拡散層を形成する工程と、層間絶縁膜を全面に形
成しその層間絶縁膜にコンタクト孔を形成するとともに
配線を形成する工程とを具備してなるMOS型半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15141484A JPS6130076A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Mos型半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15141484A JPS6130076A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Mos型半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6130076A true JPS6130076A (ja) | 1986-02-12 |
Family
ID=15518085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15141484A Pending JPS6130076A (ja) | 1984-07-23 | 1984-07-23 | Mos型半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6130076A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0682359A1 (en) * | 1994-05-09 | 1995-11-15 | International Business Machines Corporation | Multilayer gate MOS device |
| EP1170802A3 (en) * | 2000-07-07 | 2003-09-10 | International Business Machines Corporation | Semiconductor gate with semi-insulating diffusion barrier |
-
1984
- 1984-07-23 JP JP15141484A patent/JPS6130076A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0682359A1 (en) * | 1994-05-09 | 1995-11-15 | International Business Machines Corporation | Multilayer gate MOS device |
| US5940725A (en) * | 1994-05-09 | 1999-08-17 | International Business Machines Corporation | Semiconductor device with non-deposited barrier layer |
| EP1170802A3 (en) * | 2000-07-07 | 2003-09-10 | International Business Machines Corporation | Semiconductor gate with semi-insulating diffusion barrier |
| KR100503837B1 (ko) * | 2000-07-07 | 2005-07-26 | 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션 | 저 저항율 게이트 도체의 반절연 확산 장벽 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4392150A (en) | MOS Integrated circuit having refractory metal or metal silicide interconnect layer | |
| JPS61230362A (ja) | チタニウム珪化物ゲート電極および相互接続の製作方法 | |
| JPS58176975A (ja) | 集積mos電界効果トランジスタ回路の製造方法 | |
| JPH02273934A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
| JPS62162362A (ja) | Mos型集積回路及びその製造方法 | |
| KR0161380B1 (ko) | 반도체장치의 트랜지스터 및 그 제조방법 | |
| JPH10270380A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS60123060A (ja) | 半導体装置 | |
| JP2830762B2 (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 | |
| JPH0329189B2 (ja) | ||
| JP4730993B2 (ja) | 半導体素子の電導性ライン形成方法 | |
| JPS60193333A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10289885A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3196241B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6292470A (ja) | 半導体装置 | |
| JP3183793B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3311125B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2827881B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS59161072A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH11168208A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH03191574A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH01260857A (ja) | 半導体素子およびその製造方法 | |
| JPH07226502A (ja) | Mosトランジスタ及びその製造方法 | |
| JPH01106468A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 |