JPS62150885A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS62150885A
JPS62150885A JP29072985A JP29072985A JPS62150885A JP S62150885 A JPS62150885 A JP S62150885A JP 29072985 A JP29072985 A JP 29072985A JP 29072985 A JP29072985 A JP 29072985A JP S62150885 A JPS62150885 A JP S62150885A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
source
polycrystalline silicon
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP29072985A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Iwase
政雄 岩瀬
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS62150885A publication Critical patent/JPS62150885A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce a parasitic capacity that hinders the microminiaturization of elements by forming a gate electrode, source, drain contact and source.drain electrodes with one mask pattern by self-aligning technique to eliminate the necessity of positioning margin between the patterns. CONSTITUTION:When a polycrystalline silicon film 5 is isotropically etched with a resist pattern 6 as a mask, the film 5 is sidewisely etched, and a region 7 becomes later source.drain contact. When an aluminum film 8 is removed together with the pattern 6 after the entire surface is further covered with the aluminum film 8, an aluminum film 8' remains only on a gate electrode. Then, with the films 5 and 8' as masks a nitride film 4 is etched, and source.drain 9 are formed by an ion implanting method or a thermal diffusing method. Further, a gate insulating film 3 of a source.drain contact 7 is removed by etching, and a tungsten film 10 is selectively deposited by a CVD method only on the contact 7 and the film 5.

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、特に微細かつ高性能
な絶縁ゲート型電界効果トランジスタを含む半導体装置
の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method of manufacturing a semiconductor device including a fine and high-performance insulated gate field effect transistor.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、半導体装置の小形化及び高集積化がはかられ、い
わゆる集積回路(IC)、大規模集積回路(LSI)、
更には超LSIが市場に登場している。しかしながら従
来のMO8構造では、ゲート電極、ソース・ドレインコ
ンタクトホール、ソース・ドレイン電極などにおいてリ
ソグラフィ工程の位置合わせによる制限を受ける為、各
パターンに位置合わせ余裕を持つことが必要である。そ
の為に微細化に限界が生じ、更には高速動作を妨げる寄
生容量が大きくなる等の問題を生じる。これらの微細化
に対する問題を゛低減するため、セルファライン技術が
必要不可欠である。
In recent years, semiconductor devices have become smaller and more highly integrated, so-called integrated circuits (ICs), large-scale integrated circuits (LSIs),
Furthermore, super LSIs are appearing on the market. However, in the conventional MO8 structure, the alignment of the gate electrode, source/drain contact hole, source/drain electrode, etc. is limited by alignment in the lithography process, so it is necessary to have alignment margin for each pattern. Therefore, there is a limit to miniaturization, and further problems arise, such as an increase in parasitic capacitance that impedes high-speed operation. In order to reduce these problems with miniaturization, self-line technology is essential.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前述の従来法における欠゛点に鑑みなされた
もので、絶縁ゲート型電界効果(MOS)トランジスタ
の製造において、リソグラフィ技術の制限を受けずに微
細化できる新規なセルファライン技術による半導体装置
の製造方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the shortcomings of the conventional methods described above, and is based on a novel self-line technology that enables miniaturization without being limited by lithography technology in the production of insulated gate field effect (MOS) transistors. The purpose is to provide a method for manufacturing the device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、半導体基板表面に素子間分離用絶縁膜および
ゲート絶縁膜を形成後、第1の絶縁膜と多結晶シリコン
膜を堆積させ、レジストパターンをマスクに前記多結晶
シリコン膜を等方性エツチングした後、全面に第1の導
電膜をスパッタデボ等により形成し、更に前記レジスト
パターンを除去することにより、ゲート電極形成予定部
のみに第1の導電膜を残す。次に前記多結晶シリコン膜
および前記第1導m1FJをマスクとしてコンタクトホ
ール形成部の前記第1の絶縁膜及びゲート絶縁膜を異方
性エツチングした後、コンタクトホール形成部に不純物
を導入し、ソース・ドレインを形成し、更に第1の導電
膜を除去後コンタクトホール形成部および前記多結晶シ
リコン膜上に高融点金属を選択的に堆積させる。次に、
該高融点金属と前記多結晶シリコン膜および前記基板シ
リコンとを熱反応させシリサイド化し、次に前記第1の
絶縁膜をマスクとしてシリサイド表層に熱酸化膜を形成
する。さらに、ゲート領域となるところの前記第1の絶
縁膜をエツチング除去した後、多結晶シリコン、アルミ
ニウム等からなる第2の導電膜を堆積しそれをパターニ
ングすることによりゲート電極を形成することを特徴と
する。
In the present invention, after forming an insulating film for element isolation and a gate insulating film on the surface of a semiconductor substrate, a first insulating film and a polycrystalline silicon film are deposited, and the polycrystalline silicon film is isotropically deposited using a resist pattern as a mask. After etching, a first conductive film is formed on the entire surface by sputter deposition or the like, and the resist pattern is further removed, leaving the first conductive film only in the area where the gate electrode is to be formed. Next, using the polycrystalline silicon film and the first conductor m1FJ as a mask, the first insulating film and the gate insulating film in the contact hole forming part are anisotropically etched, and then impurities are introduced into the contact hole forming part, and the source - After forming a drain and removing the first conductive film, a high melting point metal is selectively deposited on the contact hole forming portion and the polycrystalline silicon film. next,
The high melting point metal is thermally reacted with the polycrystalline silicon film and the substrate silicon to form a silicide, and then a thermal oxide film is formed on the silicide surface layer using the first insulating film as a mask. Furthermore, after etching and removing the first insulating film that will become the gate region, a second conductive film made of polycrystalline silicon, aluminum, etc. is deposited and patterned to form the gate electrode. shall be.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、1枚のマスクパターンからセルファラ
イン技術により、ゲート電極、ソース・ドレインコンタ
クト、およびソース・ドレイン電極を形成できる為、パ
ターン間の位置合わせ余裕が必要なく、素子の微細化を
行うことができ、素子の高速化も実現できる。
According to the present invention, gate electrodes, source/drain contacts, and source/drain electrodes can be formed from a single mask pattern using self-line technology, so there is no need for alignment margins between patterns, and element miniaturization is facilitated. It is also possible to increase the speed of the device.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図(a)〜(e)は、本発明の一実施例によるMO
8型トランジスタの製造工程を示す断面図である。
FIGS. 1(a) to 1(e) show an MO according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of an 8-type transistor.

先ず、第1図(a)に示す如く、シリコン基板1を素子
分離法により素子間分離用絶縁If!12を形成し、さ
らにゲート絶縁膜3を形成する0次にLPCVD法によ
り窒化膜4および多結晶シリコン膜5を堆積し、レジス
トパターン6を形成する。次に第1図(b)に示す如く
レジストパターン6を、マスクに多結晶シリコン膜5を
等方性エツチングする。
First, as shown in FIG. 1(a), a silicon substrate 1 is subjected to an element isolation method to form an insulator If! for isolation between elements. 12 is formed, and then a nitride film 4 and a polycrystalline silicon film 5 are deposited by the zero-order LPCVD method to form a gate insulating film 3, and a resist pattern 6 is formed. Next, as shown in FIG. 1(b), the polycrystalline silicon film 5 is isotropically etched using the resist pattern 6 as a mask.

ここで多結晶シリコン膜5にサイドエツチングがおこな
われ、この領域7が後にソース・ドレインコンタクト部
となる。更に全面にAQm 8を被着する。この時サイ
ドエツチング部7にはAQ膜8は被着されない。次に第
1図(C)に示す如く、レジストパターン6を除去する
と同時に、レジストパターン上に被着しているAQ膜8
が除去され、ゲート電極のみにAjll[8’ が残る
。次に、多結晶シリコン膜5とAQ膜8′をマスクに窒
化膜4を周知のりアクティブイオン法を用いてエツチン
グし、周知のイオン注入法あるい°は、熱拡散法によっ
てソース・ドレイン9を形成し、更に、ソース・ドレイ
ンコンタクト部7のゲート絶縁膜3を周知のりアクティ
ブイオンエツチング法を用いてエツチングした後、ΔQ
膜8′を除去し、周知のCVD法でタングステン111
10をソース・ドレインタクト部7゜および多結晶シリ
コン膜5上のみに選択デポする。
Here, side etching is performed on the polycrystalline silicon film 5, and this region 7 will later become a source/drain contact portion. Furthermore, AQm 8 is applied to the entire surface. At this time, the AQ film 8 is not deposited on the side etched portion 7. Next, as shown in FIG. 1(C), the resist pattern 6 is removed and at the same time the AQ film 8 deposited on the resist pattern is removed.
is removed, leaving Ajll[8' only on the gate electrode. Next, using the polycrystalline silicon film 5 and the AQ film 8' as masks, the nitride film 4 is etched using a well-known active ion method, and the source/drain 9 is formed by a well-known ion implantation method or thermal diffusion method. ΔQ
The film 8' is removed and tungsten 111 is deposited using the well-known CVD method.
10 is selectively deposited only on the source/drain tact portion 7° and the polycrystalline silicon film 5.

そして、第1図(d)に示す如くタングステン膜10と
多結晶シリコン膜5およびシリコン基板1を熱反応させ
シリサイド膜11を形成する。次に窒化膜4をマスクに
シリサイド膜11の表層を熱酸化し、層間絶縁膜12を
形成する。更にこの後に第1図(e)に示す如く、ゲー
ト領域となるところの窒化膜4′ をホットリン酸など
を用いてエツチング後。
Then, as shown in FIG. 1(d), the tungsten film 10, the polycrystalline silicon film 5, and the silicon substrate 1 are thermally reacted to form a silicide film 11. Next, using the nitride film 4 as a mask, the surface layer of the silicide film 11 is thermally oxidized to form an interlayer insulating film 12. Further, as shown in FIG. 1(e), the nitride film 4', which will become the gate region, is etched using hot phosphoric acid or the like.

ゲート電極13を形成することにより、MOSトランジ
スタが形成される。
By forming the gate electrode 13, a MOS transistor is formed.

かくして上述した実施例によれば、1枚のマスクパター
ンからセルファライン技術により、グーl−電極、ソー
ス・ドレインコンタクト、ソース・ドレイン電極を形成
できる為、パターン間の位置合わせ余裕が必要なく、素
子の微細化を妨げていた寄生容量を著しく低減すること
ができる。尚。
Thus, according to the above-described embodiment, since the goo electrode, the source/drain contact, and the source/drain electrode can be formed from one mask pattern using the self-line technology, there is no need for alignment margin between the patterns, and the device It is possible to significantly reduce the parasitic capacitance that has hindered miniaturization. still.

本発明は上述した実施例に限定されるものではない。例
えば、第1の導電膜はANに限るものではなく Zn、
Pb、Snその他の導電膜で代替できる。また。
The invention is not limited to the embodiments described above. For example, the first conductive film is not limited to AN, but may also be Zn,
It can be replaced with a conductive film such as Pb or Sn. Also.

ソース・ドレインコンタクト部および多結晶シリコン膜
に選択デポするタングステンに限るものではなく、Mo
 、 Tx + Nb HTaその他の高融点金属で代
替できる。以上1本発明はその要旨を逸脱しない範囲で
、種々変形して実施することができる。
It is not limited to tungsten selectively deposited on source/drain contact areas and polycrystalline silicon films, but also on Mo.
, Tx + Nb HTa and other high melting point metals can be used instead. The present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit thereof.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)〜(e)は本発明の一実施例に係わるMO
Sトランジスタの製造工程を示す断面図である。 図において、 1・・・シリコン基板、 2・・・素子間分離用絶縁膜、 3・・・ゲート絶縁膜。 4.4′・・・窒化膜(第1の絶縁膜)、5・・・多結
晶シリコン膜、 6・・・レジストパターン。 7・・・ソース・ドレインコンタクト部、8.8′・・
・A2膜(第1の導電膜)、9・・・ソース・ドレイン
、 10・・・タングステン膜(高融点金属1t!り、11
・・・シリサイド膜。 12−・・層間絶IIkrIA、 13・・・ゲート電極。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同  竹花喜久男
FIGS. 1(a) to 1(e) show an MO according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of an S transistor. In the figure, 1... silicon substrate, 2... insulating film for element isolation, 3... gate insulating film. 4.4'...Nitride film (first insulating film), 5...Polycrystalline silicon film, 6...Resist pattern. 7... Source/drain contact part, 8.8'...
・A2 film (first conductive film), 9... Source/drain, 10... Tungsten film (high melting point metal 1t!, 11
...Silicide film. 12-... Interlayer insulation IIkrIA, 13... Gate electrode. Agent Patent Attorney Noriyuki Chika Yudo Kikuo Takehana

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板表面部に、素子間分離用絶縁膜およびゲート
絶縁膜を形成する工程と、該素子間分離用絶縁膜および
ゲート絶縁膜上に第1の絶縁膜と多結晶シリコン膜を堆
積する工程と、該多結晶シリコン膜上にレジストパター
ンを形成し、前記多結晶シリコン膜を等方性エッチング
する工程と、全面上に第1の導電膜を形成し更に、前記
レジストパターンを除去することによりゲート電極形予
定部のみに前記第1の導電膜を残す工程と、前記第1の
導電膜および前記多結晶シリコン膜をマスクとして前記
第1の絶縁膜をエッチングして更に前記ゲート絶縁膜を
エッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、こ
のコンタクトホールを通じて前記基板に不純物を導入し
、ソース・ドレインを形成する工程と、その後前記第1
の導電膜を除去し、コンタクトホール形成部および前記
多結晶シリコン膜上に高融点金属膜を選択的に堆積する
工程と、前記高融点金属膜と前記多結晶シリコン膜およ
び前記基板を構成するシリコンとを熱反応させシリサイ
ド化する工程と形成されたシリサイドの表層を熱酸化す
る工程と、ゲート領域に存在する前記第1の絶縁膜をエ
ッチングする工程と、その後第2の導電膜を堆積してパ
ターニングすることによりゲート電極を形成する工程と
を備えた絶縁ゲート形電界効果トランジスタを含む半導
体装置の製造方法。
A step of forming an insulating film for element isolation and a gate insulating film on a surface portion of the semiconductor substrate, and a step of depositing a first insulating film and a polycrystalline silicon film on the insulating film for element isolation and the gate insulating film. , forming a resist pattern on the polycrystalline silicon film, isotropically etching the polycrystalline silicon film, forming a first conductive film on the entire surface, and further removing the resist pattern to form a gate. a step of leaving the first conductive film only in the area where the electrode shape is to be formed, etching the first insulating film using the first conductive film and the polycrystalline silicon film as a mask, and then etching the gate insulating film. a step of forming a contact hole through the contact hole, a step of introducing an impurity into the substrate through the contact hole to form a source/drain, and then a step of forming the first
a step of selectively depositing a high melting point metal film on the contact hole forming portion and the polycrystalline silicon film; A step of thermally oxidizing the surface layer of the formed silicide, a step of etching the first insulating film existing in the gate region, and then depositing a second conductive film. A method for manufacturing a semiconductor device including an insulated gate field effect transistor, comprising a step of forming a gate electrode by patterning.
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