JPS6220374A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6220374A
JPS6220374A JP15813285A JP15813285A JPS6220374A JP S6220374 A JPS6220374 A JP S6220374A JP 15813285 A JP15813285 A JP 15813285A JP 15813285 A JP15813285 A JP 15813285A JP S6220374 A JPS6220374 A JP S6220374A
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JP
Japan
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film
melting point
metal silicide
point metal
high melting
Prior art date
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Pending
Application number
JP15813285A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Takamatsu
朗 高松
Yukio Tanigaki
谷垣 幸男
Miyoko Shibata
柴田 美代子
Hideo Sakai
秀男 坂井
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】 [技術分野] 本発明は、半導体集積回路装置に関するものであり、特
に、高融点金属シリサイド膜又はその複合膜で構成され
る導電層を有する半導体集積回路装置に適用して有効な
技術に関するものである。
[背景技術] ゛V導体集積回路装置は、多結晶シリコン膜に替えて、
多結晶シリコン暎上部に高融点金属シリサイド膜を設け
た複合膜の導電層を、MISFETのゲート電極材料に
使用する傾向にある。この導電層は、所謂ポリザイド膜
と称され、多結晶シリコン膜に比べて比抵抗値が1桁程
度小さい。このため、信号の伝達速度を速くできるので
、半導体集積回路装置の動作速度の高速化を図ることが
できる特徴がある。
このポ11サイド膜の高融点金属シリサイド膜の表面は
、製造工程におi″iる半導体素子形成工程或いはそれ
に伴う種々の処理工程で損傷(ダメージ)を受る。例え
ば、T−D D (Light]y Doped Dr
ajn)構造のMISFETの形成工程においては、次
のように高融点金属シリサイド膜の表面に損傷を受る。
すなわち、実質的なソース又はドレイン領域を形成する
不純物導入用マスク(サイドウオール)を形成する異方
性エツチングにより、高融点金属シリサイド膜の表面が
物理的にたたかれる。
このため、本発明者は、その後の種々の熱処理工程にお
いて、その表面部に引張応力を生じるので、多結晶シリ
コン膜から高融点金属シリサイド゛  膜が剥離すると
いう問題点を見出し・た。この結果、ポリサイド膜の機
械的、電気的信頼性が著しく低下する。
また、前記問題点は、物理的にたたかれるだけで生じる
ものではなく、例えば高融点金属シリサイド膜の表面が
エツチングのC,F等で汚染さでも生じる場合が多い。
すなわち、前記汚染物はシリコンの吸収が速いために、
高融点金属シリサイド膜の表面部の組成が変化し、前述
と同様な引張応力で多結晶シリコン膜から高融点金属シ
リサイド膜が剥離する。
なお、高融点金属シリサイド膜については、例えば1日
経マグロウヒル社別冊rマイクロデバイ[発明の目的] 本発明の目的は、高融点金属シリサイド膜又はその複合
膜で構成される導電層を有する半導体集積回路装置にお
いて、前記導電層の機械的、電気的信頼性を向上するこ
とが可能な技術を提供することにある。
本発明の他の目的は、高融点金属シリサイド膜又はその
複合膜で構成される導電層を有する半導体集積回路装置
において、前記高融点金属シリサイド膜の剥離を防止す
ることが可能な技術を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
[発明の概要] 本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
i ’、、¥ ’−’ 詫−高融点6属′す9″1又は
E複合膜で構成される導電層を有する半導体集積回路装
置において、前記高融点金属シリサイド膜の表面に、プ
ラズマ雰囲気中で形成した保護膜を設ける。
これにより、高融点金属シリサイド膜の表面がエツチン
グによる損傷、汚染等を受ないので、機械的、電気的信
頼性を向上することができる。
以下、本発明の構成について、ゲート電極材料としてポ
リサイド膜を使用するLDD構造のMISFETを有す
る半導体集積回路装置に本発明を適用した一実施例とと
もに説明する。
なお、実施例の全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、そのくり返しの説明は省略する。
[実施例] 本発明の一実施例であるLDD構造のMISFETを有
する半導体集積回路装置を第1図の要部断面図で示す。
第1図において、1は単結晶シリコンからなるP−型の
半導体基板(又はウェル領域)、2はその主面上部に設
けられたフィールド絶縁膜、3はp型のチャネルストッ
パ領域である。
LDD構造のMISFETQは、フィールド絶縁膜2で
囲まれた領域の半導体基板1部分に設けられている。す
なわち、MISFETQは、絶縁膜(ゲート絶縁膜)4
、導電層(ゲー1へ電極)5、低い不純物濃度のn型の
半導体領域7及び高い不純物濃度のn゛型の半導体領域
9(ソース又はドレイン領域)で構成されている。8は
酸化シリコン膜からなる不純物導入用マスク(サイドウ
オール)であり、実質的なソース又はドレイン領域とな
る半導体領域9を構成するようになっている。
導電層5は、多結晶シリコン膜(poly S i) 
5 Aの上部に高融点金属シリサイド膜5Bが設けられ
た複合膜(ポリサイド膜)で構成されている。導電層5
は、具体的にMoSi2.TaSi2.TjSj2゜W
 S i2/po1.y S iで構成されている。
この導電層5の高融点金属シリサイド膜5Bの表面には
、保護膜6が設けられている。保護膜6は、例えば、L
 [torr]程度の圧力、300〜400[°Cコ程
度の低温度、50[KHz]〜13.56 [MHz]
程度の高周波を用い、窒素プラズマ雰囲気中で形成され
た窒化シリコン膜で構成さオ[ている、、ごの保護膜6
1暮l、例えば、100へ一200r人1程度の膜厚で
形成されろ。
ごのように高FM点金mEシリ+I゛イド膜5Bの表面
に保護膜(jを設(づる、丁とにより、不純物導入用マ
スク8どの丁ソチンク速度差を充分に確保て・きるので
、高融点金属シリサイド膜5Bの表面に〕−ツチン9′
による損傷を受ることを防1Fできる。
まノ・、保護膜fi It、Nε)等のアルカリ金属、
FC・。
C11、A、 u等のjU(金17+を戒はエツチング
にcl:るC、F′l・e高融点金属シリサイド膜5B
の表面が汚染されることを防11ユするバリア効果を有
しでいる。
L2かも、保護膜E51j、半導体集積回路装置(チッ
プ)全体を加熱することが4・く低温庫で形成でき、]
rli副1点合属シリサイド膜5Bの長面に選択的に形
成」−ることかできるようになっτいる4、10けM 
T S F 1ン1” Q等の半導体素子を覆う絶縁膜
、1】Δ、11Bは所定部分の絶縁膜10等を除去して
設+−Jられた接続孔である1、12は導電層であり、
接続孔11A又はi j、 13を通して半導体領域9
又は導電層5ど電気的に接続し、絶縁膜jOの1・部を
延在して設りられている。導電層12は、例えば、アル
ミニウム膜又は所定の添加物を含有したアルミニウム膜
で構成さ、tl、ている。
次に、このように構成されるM T S F E T 
Qを有する半導体集積回路装置の具体的な製造方法につ
いて説明する。
本発明の一実施例であるf、 D D構造のM I S
 FE Tを有づ−る゛1′4導体朶積回路装置面の製
造方法を第2図乃至第6図の名製造丁〕程にJSける要
部断面図で示ず、。
まず、゛I′:導体素子形成領域以外の゛lL、id体
基板1の主基板1、−ノーイールド絶縁膜2及びP型の
チャネルストッパ領域3を形成する。
ごの後、l 温体素子形成領域の半導体基板1の主面」
一部に、M I S F E T Qのグー1−絶縁膜
を形成する絶縁膜4を形成し、所定部の絶縁膜4を除去
り、て接続孔4Aを形成する。
そして、M I S F E T Qのグー1−電極及
び配線=7− を形成−!1−’るため1−5第2図1.;示すように
、絶縁膜4の−[部及び接続孔4Aを通して!16瀉体
基板jと接続する。Lう]、J導電層5を形成する。導
電層5は、多結晶シリコン膜5Aと高融点金属シリサイ
ド膜5Bどの複合膜で形成する。第2図に示すよう(、
J、接続孔4A部分の多結晶シリコン膜5Aは、抵抗値
を低減するためしl″導入れたリン又はヒ素が半導体基
板1の主面部に拡散I、2で半導体領域9を形成するよ
うになっている。
第2図に示す導電層5及び半導体領域9を形成する工程
の後に、第3図に示すように、高融点金属シリサイド膜
5Bの表面に保護膜6を形成する。
保護膜6は、前述の窒素プラズマ雰囲気中で形成した窒
化シリコン膜を用いる。この保護膜6は、窒化速度が著
しく異なるので、多結晶シリコン膜5Aの表面に比べて
、高融点金属シリサイド膜5Bの表面に厚く形成され、
選択的に形成された状態になる。このため、保護膜6は
、高融点金属シリサイド膜5Bの表面以外の不要な領域
に形成されることがないので、この不要な領域の保護膜
6を除去する工程を必要としない1、そして、この上う
l’:形成される保護膜61ま、物理的な損傷や汚染を
生じることなく、高融点金属シリサイド膜5Bの表面に
形成することができる。
第3図に示す保護膜6を形成釘る工程の後に、半導体基
板1の表面の損傷や汚染を抑制するために、不純物導入
用マスクとなる絶縁膜4Bを熱酸化技術により半導体基
板1の主面上部に形成する。
この絶縁膜4Bの熱酸化−し程は、900〜1000 
[℃]程度の高温度で数十分程度行われる。
このような高温度の熱酸化−1ニ程が行われても。
保護膜6で前記高融点金属シリサイド膜5Bの表面の損
傷や汚染をなくしているので、表面部に引張応力を生じ
ることがなく、多結晶シリコン膜5Aから高融点金属シ
リサイド膜5Bが剥離することがない。
この後、低い不純物濃度のソース又はドレイン領域を形
成するために、導電層5の側部の絶縁膜4Bを通して半
導体基板1の主面部にn型の不純物を導入し、第4図に
示すように、n型の半導体領域7を形成する。前記n型
の不純物は、イオン打込み技術で導入する。
第4図に示す半導体領域7を形成する工程の後に、高い
不純物濃度の実質的なソース又はドレイン領域を形成す
るために、導電層5の側部に不純物導入用マスク8を自
己整合で形成する。不純物導入用マスク8は、CVD技
術で形成した酸化シリコン膜に異方性エツチング(例え
ば、リアクティブイオンエツチング)を施して形成する
この不純物導入用マスク8の形成工程で、前記絶縁膜4
Bはオーバエツチングによりエツチングされる。そして
、高融点金属シリサイド膜5Bの表面は、充分なエツチ
ング速度差を有する保護膜6が存在した状態になってい
る。すなわち、高融点金属シリサイド膜5Bの表面は、
保護膜6で前記異方性エツチングによる損傷や汚染をな
くしているので、表面部に引張応力を生じることがなく
多結晶シリコン膜5Aから高融点金属シリサイド膜5B
が剥離することがない。
第5図に示す不純物導入用マスク8を形成する工程の後
に、前記絶縁膜4Bと同様に、不純物導入用マスクとな
る絶縁膜4Cを露出する半導体基板1の主面−に部に形
成する。この絶縁膜4Cを形成する工程においても、前
記絶縁膜4Bと同様に高融点金属シリサイド膜5Bが剥
離することがない。
そして、不純物導入用マスク8を用い、絶縁膜4Cを通
して半導体基板1(又は半導体領域7)の主面部にn型
の不純物を導入し、第6図に示すように、高い不純物濃
度のn゛型の半導体領域9を形成する。
この半導体領域9を形成する工程で、L D D構造の
MT 5FETQは略完成する。
前記半導体領域9を形成する工程の後に、絶縁膜10を
形成し、半導体領域9の」二部の絶縁膜4C910及び
導電層5の上部の保護膜6.絶縁膜10を除去して接続
孔11A及びIIBを形成する。接続孔11B部分の導
電層5の高融点金属シリサイド膜5Bの表面は、保護膜
6が除去されるので、エツチングによる損傷や汚染を受
は易い。
しかしながら、接続孔11Bは、例えばMISFETQ
のゲート電極の面積よりもかなり小さい面積で形成され
るので引張応力が小さく、高融点金属シリサイド膜5B
の剥離は生じない。また、接続孔11Bを形成する工程
において、保護膜6の除去を等方性エツチング等で行い
、高融点金属シリサイド膜5Bの損傷や汚染を抑制して
もよい。
前記接続孔11A及び11Bを形成する工程の後に、導
電層12を形成することにより、前記第1図に示す半導
体集積回路装置は完成する。
なお、前記実施例は、LDD構造のMISFETQに本
発明を適用したが、本発明は、L D D構造でないM
ISFETに適用することもできる。
また、前記実施例は、保護膜6に窒化シリコン膜を用い
たが、本発明は、保護膜6に酸素プラズマ雰囲気中で形
成した酸化シリコン膜を用いてもよい。
また、前記実施例は、多結晶シリコン膜5Aの上部に高
融点金属シリサイド膜5Bを設けた導電層5に本発明を
適用したが、本発明は、単層の高=12− 融点金属シリサイド膜に適用してもよい。この場合には
、高融点金属シリサイド膜とその下地の絶縁膜との剥離
を防止することができる。
[効果] 以上説明したように、本願において開示された新規な技
術によれば、以下に述べる効果を得ることができる。
(1)高融点金属シリサイド膜又はその複合膜で構成さ
れる導電層を有する半導体集積回路装置において、前記
高融点金属シリサイド膜の表面に、プラズマ雰囲気中で
形成した保護膜を設けたことにより、高融点金属シリサ
イド膜の表面がエツチングによる損傷、汚染等を受ない
ので、高融点金属シリサイド膜の表面部に引張応力が生
じることを防止し、高融点金属シリサイド膜の剥離を防
止できる。
(2)前記(1)により、半導体集積回路装置の機械的
、電気的信頼性を向上することができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
もとづき具体的に説明したが、本発明は、Mii記実施
例に限定されるt)ので(Jなく、その要旨も一逸脱し
トj゛い範囲においτ、種々変形し得ることは勿論で7
ちる。
図面の簡r)1な説明 第11r71は、本発明の−・実施例であるし、D I
)構造のM T S Fト:1′を有する半ifd体集
積回に’lG装置σ)要部断面図、 第2図乃至第6図は、本発明の一実施例であろ■、D 
o tiVt造のM I S FE Tを有する半導主
梁積回路装置の8製造工程にJ=Cける要部断面図であ
る。
図中、1・・半導体括板、4.4B、4C:  絶縁膜
、5・・・1w、重層、5A・・・多結晶シリコン膜、
5B高融点金属シリサイド膜、7,9・・・半導体領域
、8・・不純物導入用マスク、(i・・保護膜、Q・・
■、F)1)構造のM I S F E Tである。
へり

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、高融点金属シリサイド膜又は多結晶シリコン膜上部
    に高融点金属シリサイド膜を設けて構成される導電層を
    有する半導体集積回路装置であって、前記高融点金属シ
    リサイド膜の表面に、酸素又は窒素プラズマ雰囲気中で
    形成した保護膜が設けられてなることを特徴とする半導
    体集積回路装置。 2、前記保護膜は、酸化シリコン膜又は窒化シリコン膜
    であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
    導体集積回路装置。 3、前記保護膜は、前記導電層を形成した後に形成され
    てなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
    導体集積回路装置。
JP15813285A 1985-07-19 1985-07-19 半導体集積回路装置 Pending JPS6220374A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07202166A (ja) * 1993-12-28 1995-08-04 Nec Corp 半導体装置
US5591999A (en) * 1993-06-08 1997-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrically erasable programmable read only memory device with an improved memory cell pattern layout
US5672901A (en) * 1990-06-28 1997-09-30 International Business Machines Corporation Structure for interconnecting different polysilicon zones on semiconductor substrates for integrated circuits

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5672901A (en) * 1990-06-28 1997-09-30 International Business Machines Corporation Structure for interconnecting different polysilicon zones on semiconductor substrates for integrated circuits
US5591999A (en) * 1993-06-08 1997-01-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Electrically erasable programmable read only memory device with an improved memory cell pattern layout
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