JPS63163A - 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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JPS63163A
JPS63163A JP14395086A JP14395086A JPS63163A JP S63163 A JPS63163 A JP S63163A JP 14395086 A JP14395086 A JP 14395086A JP 14395086 A JP14395086 A JP 14395086A JP S63163 A JPS63163 A JP S63163A
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JP
Japan
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layer
silicon layer
amorphous silicon
gate electrode
polycrystalline silicon
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JP14395086A
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English (en)
Inventor
Hisao Hayashi
久雄 林
Hisaharu Kiyota
清田 久晴
Yuji Komatsu
裕司 小松
Yasushi Morita
靖 森田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPS63163A publication Critical patent/JPS63163A/ja
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリサイド構造のゲート電極を有するMOS
 LS[等の半導体装置の製造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、ポリサイド構造のゲート電極を有するMOS
 LSI等の半導体装置の製造方法であって、半導体基
体上に形成されたゲート絶縁膜上に非晶質シリコン層を
形成する工程と、次にこの非晶質シリコン層上に金属層
又は金属シリコン化合物層を形成する工程と、次にこの
非晶質シリコン層を熱処理して多結晶シリコン層を形成
する工程とを設け、ポリサイド構造のゲート電極を形成
するようにしたことにより、非晶質シリコン層及び多結
晶シリコン層上に自然酸化膜を生じさせず、自然酸化膜
を除去する工程を設けることなく、簡単な工程で低抵抗
のポリサイド構造のゲート電極を有する半導体装置を製
造できるようにしたものである。
〔従来の技術〕
近時、半導体集積回路装置の分野においては、従来の多
結晶シリコ°ン構造のゲート電極に代わるゲート電極と
してポリサイド構造のゲート電極、即ち多結晶シリコン
層上にタングステンWやモリブテンMO、チタンTix
タンタルTa等の高融点金属層、或いはタングステンシ
リサイドWSi、モリブテンシリサイドMoSi、チタ
ンシリサイドTl51%タンタルシリサイドTaSi等
の高融点金属シリサイド層を積み重ねた構造のゲート電
極の開発が行われている。斯るポリサイド構造のゲート
電極は、特性面、信頼面で最も重要なMOS界面には従
来通り多結晶シリコン層を形成するが、表面層には高融
点金属層又は高融点金属シリサイド層を形成し、これに
よってゲート電極の低抵抗化を図ろうとするものである
ここに従来、ポリサイド構造のゲート電極を有する半導
体装置、例えばNチャンネル絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ(以下、N−?10SFETという)の製造方
法として第2図に示すようなものが提案されている。
斯る第2図例に依れば、先ず第2図Aに示すように素子
分離領域をなすフィールド酸化Ml (1) +1)及
び5i02によるゲート絶縁膜(2)を形成したp型シ
リコン基板(3)を用窓した後、第2図Bに示すように
、このp型シリコン基板(3)のゲート絶縁膜(2)上
に減圧化学的気相成長法(減圧CVD法)により600
’C下で多結晶シリコン層(4)を形成するようにする
次にこのシリコン基板(3)を拡散炉(図示せず)に移
し、第2図Cに示すようにキャリヤとして02、拡散源
としてPOCQ3を用いて950 ’C下で多結晶シリ
コン層(4)にリンPを拡散させ、その後、多結晶シリ
コン層面(4A)に残っているPOCQ3 、P2O5
を希フッ酸により除去するようにする。
次にこのシリコン基板(3)を減圧CVD装置(図示せ
ず)に移し、第2図りに示すように、ヘリウムHeをキ
ャリヤとし、六フッ化タングステンWFs+モノシラン
5iHq系ガスを使用し、400°C下で多結晶シリコ
ン層(4)上にタングステンシリサイド層(5)を形成
する様にする。
次に第2図Eに示すように、ゲート絶縁膜(2)、多結
晶シリコンN(4)及びタングステンシリサイド層(5
)を選択除去し、ゲート電極(6)を形成し、その後、
このゲート電極(6)をマスクとして自己整合的にシリ
コン基板(3)にn型不純物、例えばリンPを注入又は
拡散してソース領域(7)及びドレイン領域(8)を形
成するようにする。
次に第2図Fに示すように全体にSiO2による絶縁膜
(9)を形成した後、ソース領域(7]及びドレイン領
域(8)上に開口(7A)及び(8A)を設け、この開
口(7A)及び(8八)を通してアルミニウム/lによ
りなるソース電極(10)及びドレイン電極(11)を
形成することによってN −MOS FET (12)
を得ることができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、斯る従来のポリサイド構造のゲート電極
(6)を有するN  MOS FET (12)の製造
方法においては、拡散炉において多結晶シリコン層(4
)にリンPを拡散させ、多結晶シリコン層(4)を低抵
抗化させた後、シリコン基板(3)を減圧CVD装置に
移し、この減圧CVD装置において多結晶シリコン層(
4)上にタングステンシリサイド層を形成するようにさ
れているので、シリコン基板(3)を拡散炉から減圧C
VD装置に移す場合に、多結晶シリコン層面(4A)が
外気と接触し、多結晶シリコン層面(4A)に自然酸化
膜が生じてしまい、ゲート電極(6)が高抵抗化してし
まう場合があるという不都合があった。
そこで、この場合、タングステンシリサイド層(5)を
形成する前に多結晶シリコン層面(4A)上の自然酸化
膜を除去するようにすれば良いが、このようにする場合
には、工程が増加し、作業効率を低下させるという不都
合があった。
本発明は、斯る点に鑑み、簡単な工程で低抵抗のポリサ
イド構造のゲート電極を有する半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明半導体装置の製造方法は、第1図に示すように、
半導体基体(3)上に形成されたゲート絶縁i’J、 
(2)上に非晶質シリコン層(13)を形成する工程と
、次にこの非晶質シリコン層(13)上に金属層又は金
属シリコン化合物層(5)を形成する工程と、次にこの
非晶質シリコン層(13)を熱処理して多結晶シリコン
N (14)を形成する工程とを設け、ポリサイド構造
のゲート電極(15)を有する半導体装置を得るように
したものである。
〔作用〕
斯る本発明に依れば、非晶質シリコン層(13)上に金
属層又は金属シリコン化合物層(5)を形成するように
されているが、この場合、非晶質シリコンl1i(13
)の形成と金属層又は金属シリコン化合物層(5)の形
成とは路間−温度下で行うことができるので、非晶質シ
リコン層(13)の形成と金属層又は金属シリコン化合
物層(5)の形成とを同一装置内で行うことができる。
従って、本発明に依れば、非晶質シリコンii (13
)を形成した後、この非晶質シリコン層(13)上に金
属層又は金属シリコン化合物層(5)を形成する前に、
非晶質シリコン層面(13A)が外気と接触することが
ないようにすることができ、また非晶質シリコン層(1
3)の形成後、連続して、金属層又は金属シリコン化合
物層(5)の形成工程に移るようにすることができるの
で、非晶質シリコン層面(13A)に自然酸化膜が生ず
ることがなく、自然酸化膜を除去する工程を設ける必要
がない。
また本発明に依れば、非晶質シリコンIii (13)
上に金属層又は金属シリコン化合物層(5)を形成した
後、この非晶質シリコン層(13)を熱処理して多結晶
シリコン層(14)を形成するようにされているので、
この多結晶シリコン層(14)の金属層又は金属シリコ
ン化合物N(5)との接触面に自然酸化膜が生ずること
もなく、低抵抗のゲート電極(15)を得ることができ
る。
〔実施例〕
以下、第1図を参照して本発明半導体装置の製造方法の
一実施例につき、N −MOS FETの製造方法を例
にして説明しよう。尚、この第1図において、第2図に
対応する部分には同一符号を付し、説明する。
本例においても、先ず第1図Aに示すように、第2図A
に示すと同様なフィールド酸化膜(1) (1)及び5
i(hによるゲート絶縁膜(2)を形成したp型シリコ
ン基板(3)を用意する。
次に第1図Bに示すように、p型シリコン基板(3)の
ゲート絶縁膜(2)上にプラズマcvoにより400’
C下で非晶質シリコン層(13)を形成するようにする
。この場合、モノシランSi!(4+フオスフインPH
3+ヘリウムHe系ガス又はジシラン5i2Hs+フオ
スフインPH3+ヘリウムHe系ガスを使用することに
よってリンPが拡散された非晶質シリコン層(13)を
形成することができる。
次に第111Cに示すように、非晶質シリコン層(13
)を形成した装置と同一装置内において、連続して減圧
CVD法によりヘリウムHeをキャリヤとして、六フッ
化タングステンWFs +モノシランSiH4系ガスを
使用し、400°C下で非晶質シリコン層(13)上に
タングステンシリサイド層を形成するようにする。
次に第1図りに示すように、任意の温度でアニールを行
い非晶質シリコン層(13)の非晶質シリコンを多結晶
シリコンに転移させ、多結晶シリコン層(14)を形成
するようにする。
次に第1図已に示すように、ゲート絶縁膜(2)、多結
晶シリコン層(1す及びタングステンシリサイド層(5
)を選択除去し、ゲート電極(15)を形成し、その後
、このゲート電極(15)をマスクとして自己整合的に
シリコン基板(3)にn型不純物、例えばリンPを注入
又は拡散してソース領域(7)及びドレイン領域(8)
を形成するようにする。
次に第1図Fに示すように全体にSiO2による絶縁膜
(9)を形成した後、ソース領域(7)及びドレイン領
11ii (8)上に開口(7A)及び(8A)を設け
、この開口(7A)及び(8A)を通してアルミニウム
A!2によりなるソース電i (10)及びドレイン電
極(11)を形成することによってN −MOS FE
T (12)を得るようにする。
斯る本実施例に依れば、非晶質シリコン層(13)上に
タングステンシリサイド層(5)を形成するようにされ
ているが、この場合、非晶質シリコン層(13)の形成
とタングステンシリサイド層(5)の形成とは路間−の
温度下、例えば400°C下で行うことができるので、
非晶質シリコン層(13)の形成とタングステンシリサ
イド層(5)の形成とを同一装置内で行うようにされて
いる。従って、本発明に依れば、非晶質シリコン層(1
3)を形成した後、この非晶質シリコン層(13)上に
タングステンシリサイド層(5)を形成する前に非晶質
シリコン層面(13A)が外気と接触することがなく、
また非晶質シリコン層(13)形成後、直ちに連続して
タングステンシリサイドJii (5)を形成するよう
にされているので、非晶質シリコン層面(13A)に自
然酸化膜が生ずることがなく、自然酸化膜を除去する工
程を設ける必要がない。
また本実施例に依れば、非晶質シリコン層(13)上に
タングステンシリサイド層(5)を形成した後、この非
晶質シリコン層(13)をアニールして多結晶シリコン
層(14)にするようにされているので、この多結晶シ
リコン層(14)のタングステンシリサイド層(5)と
の接触面に自然酸化膜が生ずることもない。
従って、本実施例に依れば、簡単な工程で低抵抗のポリ
サイド構造のゲート電極(15)を有するN −MOS
 PETを得ることができるという利益がある。
尚、上述実施例においては、ポリサイド構造のゲート電
極(15)を形成する場合につきタングステンシリサイ
ドWSiを使用した場合について述べたが、この代わり
に、モリブテンシリサイドMoSi。
チタンシリサイドTiSi、タンタルシリサイドTaS
i等の高融点金属シリサイド、或いはタングステンW1
モリブテンMo sチタンTisタンタルTa等の高融
点金属を使用することができ、この場合にも上述同様の
作用効果を得ることができることは勿論である。
また上述実施例においては、本発明をN −MOS F
ETの製造方法に適用した場合につき述べたが、この代
わりに、P −MOS FET等種々の半導体装置の製
造方法に適用でき、この場合にも、上述同様の作用効果
を得ることができることは勿論である。
更に本発明は、上述実施例に限らず、本発明の要旨を逸
脱することなく、その他種々の構成が取り得ることは勿
論である。
〔発明の効果〕
本発明に依れば、非晶質シリコン層及び多結晶シリコン
層上に自然酸化膜が生じないようにし、自然酸化膜を除
去するための工程を設ける必要がないようにされている
ので、簡単な工程で低抵抗のポリサイド構造のゲート電
極を有する半導体装置を製造することができるという利
益がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明半導体装置の製造方法の一実施例であ
るポリサイド構造のゲート電極を有するN−MOSFE
Tの製造方法を示す工程図、第2図はポリサイド構造の
ゲート電極を有するN −MOS FETの従来の製造
方法を示す工程図である。 (2)はゲート絶縁膜、(3)はp型シリコン基板、(
5)はタングステンシリサイド層、(7)はソース領域
、(8)はドレイン領域、(10)はソース電極、(1
1)はドレイン電極、 (12)はN−門O3FET、
 (14)は多結晶シリコン層、(15)はゲート電極
である。 第1図A 第1図B 第1図C 第1図り 第1図E 第1図r 第2図A 第2図B 第2図C

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基体上に形成されたゲート絶縁膜上に非晶質シリ
    コン層を形成する工程と、次に上記非晶質シリコン層上
    に金属層又は金属シリコン化合物層を形成する工程と、
    次に上記非晶質シリコン層を熱処理して多結晶シリコン
    層を形成する工程とを設け、上記多結晶シリコン層に上
    記金属層又は上記金属シリコン化合物層を積み重ねた構
    造のゲート電極を形成するようにしたことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
JP14395086A 1986-06-19 1986-06-19 半導体装置の製造方法 Pending JPS63163A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5368686A (en) * 1991-06-18 1994-11-29 Sony Corporation Dry etching method for W polycide using sulfur deposition
DE102004001856B4 (de) 2003-01-14 2019-05-23 J. Morita Mfg. Corp. Bilderstellungsgerät für Diagnosezwecke

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58154228A (ja) * 1982-03-09 1983-09-13 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法

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