KR19990025246A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

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KR19990025246A
KR19990025246A KR1019970046808A KR19970046808A KR19990025246A KR 19990025246 A KR19990025246 A KR 19990025246A KR 1019970046808 A KR1019970046808 A KR 1019970046808A KR 19970046808 A KR19970046808 A KR 19970046808A KR 19990025246 A KR19990025246 A KR 19990025246A
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이병학
변정수
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구본준
엘지반도체 주식회사
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Abstract

스텝 커버리지와 비저항 특성을 향상시키기에 적당한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 이와 같은 목적을 달성하기 위한 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판에 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층상에 도핑된 폴리실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 도핑된 폴리실리콘층 상에 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device suitable for improving step coverage and resistivity characteristics. The method for manufacturing a semiconductor device for achieving the above object includes a process of forming an insulating layer on a semiconductor substrate, and a poly doped on the insulating layer. Forming a silicon layer, and forming a silicide layer containing excess metal on the doped polysilicon layer.

Description

반도체 소자의 제조방법Manufacturing method of semiconductor device

본 발명은 반도체 소자에 대한 것으로 특히, 스텝 커버리지와 비저항 특성을 향상시키기에 적당한 반도체 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to semiconductor devices, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device suitable for improving step coverage and resistivity characteristics.

일반적으로 실리사이드는 게이트전극과 배선을 형성하는 공정에 사용되었다.In general, silicide was used in the process of forming the gate electrode and the wiring.

그러나 반도체 소자가 고집적화 될수록 배선의 선폭이 감소되고 이에 따라서 배선의 저항이 증가하게 되어 비저항의 증가 현상이 나타났고 또한 배선의 스탭 커버리지가 커져서 소자의 동작 특성이 악화되었다.However, as the semiconductor device becomes more integrated, the line width of the wiring decreases and accordingly, the resistance of the wiring increases, so that the specific resistance increases, and the step coverage of the wiring increases, thereby deteriorating the operating characteristics of the device.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래에는 폴리실리콘층 상에 텅스텐실리사이드(WSix)나 티타늄 실리사이드(TiSi2) 또는 코발트 실리사이드(CoSi2) 등의 리프렉토리 메탈 실리사이드(refractory metal silicide)를 형성하여 비저항이 증가되는 것을 방지하려 하였다.(이하 폴리실리콘층상에 리프렉토리 메탈 실리사이드를 형성하는 것을 폴리사이드라고 칭한다.) 그러나 이와 같은 방법으로는 비저항 및 스텝 커버리지의 특성이 개선되지 않았다. 이에 따라 좀더 개선된 폴리사이드의 형성방법이 요구되고 있다.In order to solve such a problem, conventionally, a resistivity metal silicide such as tungsten silicide (WSi x ), titanium silicide (TiSi 2 ), or cobalt silicide (CoSi 2 ) is formed on a polysilicon layer to increase specific resistance. It was attempted to prevent the increase (hereinafter, forming the formation metal silicide on the polysilicon layer is called polyside). However, the characteristics of the resistivity and the step coverage were not improved by this method. Accordingly, there is a need for a more improved method of forming polysides.

이하 첨부 도면을 참조하여 종래 반도체 소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a manufacturing method of a conventional semiconductor device will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1a 내지 1c는 종래 제 1 방법의 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이고, 도 2a 내지 2c는 종래 제 2 방법의 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.1A to 1C are process cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 2A to 2C are process cross-sectional views showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device of a second method.

반도체 소자의 비저항과 스텝커버리지를 줄이기 위하여 사용되는 폴리사이드 공정은 게이트 전극과 비트라인 배선을 형성하는데 사용할 수 있다.The polyside process used to reduce the resistivity and step coverage of the semiconductor device can be used to form the gate electrode and the bit line wiring.

먼저 게이트 전극에 사용되는 종래 제 1 방법에 따른 반도체 소자의 제조방법은 다음과 같다.First, a method of manufacturing a semiconductor device according to the first method, which is used for a gate electrode, is as follows.

도 1a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(1)에 제 1 산화막(2)을 증착하고 상기 제 1 산화막(2)상에 폴리실리콘층(3)을 증착한다. 이때 폴리실리콘층(3)은 수용성이며 P형으로 도핑되어 있다. 여기에서 폴리실리콘층(3)의 도핑은 도핑이 안된 폴리실리콘층을 증착후에 이온주입을 하여 형성하거나, POCl3증착(포클도핑)을 하거나 또는 폴리실리콘층을 증착하며서 PH3등의 도핑 가스를 연속적으로 주입하여 형성한다.As shown in FIG. 1A, a first oxide film 2 is deposited on the semiconductor substrate 1, and a polysilicon layer 3 is deposited on the first oxide film 2. At this time, the polysilicon layer 3 is water soluble and doped with P-type. Here, the doping of the polysilicon layer 3 is formed by ion implantation after the deposition of the non-doped polysilicon layer, POCl 3 deposition (fockle doping), or the polysilicon layer is deposited to form a doping gas such as PH 3 Formed by continuous infusion.

그리고 도 1b에 도시한 바와 같이 폴리실리콘층(3)을 형성하는 과정에서 폴리실리콘층(3) 상에 잔존할 수 있는 자연산화막(또는 Glass)을 제거하기 위하여 상기와 같이 형성된 반도체 기판(1)을 HF용액에 담궈서 세정한다.As shown in FIG. 1B, the semiconductor substrate 1 formed as described above to remove the natural oxide film (or glass) that may remain on the polysilicon layer 3 in the process of forming the polysilicon layer 3. Soak in HF solution.

이후에 SiH4나 SiH2Cl2에 플루오로화 텅스텐(WF6) 가스를 주입한 화학기상 증착법으로 텅스텐 실리사이드층(4)를 형성하여 폴리사이드층을 형성한다.Thereafter, a tungsten silicide layer 4 is formed by chemical vapor deposition in which tungsten fluoride (WF6) gas is injected into SiH 4 or SiH 2 Cl 2 to form a polyside layer.

도 1c에 도시한 바와 같이 게이트 전극을 형성하기 위한 마스크를 이용하여 텅스텐 실리사이드층(4)과 폴리실리콘층(3)과 제 1 산화막(2)을 사진 식각으로 이방성 식각한다. 이에따라 적층되게 게이트 캡 실리사이드층(4a)과 게이트 전극(3a)과 게이트 산화막(2a)을 형성한다. 그리고 게이트 전극(3a)의 양측 반도체 기판(1)에 LDD 영역(5)을 형성하고 전면에 제 2 산화막을 증착하여 이방성 식각으로 제 2 산화막을 제거하여 게이트 캡 실리사이드층(4a)과 게이트 전극(3a)과 게이트 산화막(2a)의 양측면에 측벽절연막(6)을 형성한다. 이후에 게이트 전극(3a) 하부를 제외한 측벽절연막(6)의 양측 반도체 기판(1)에 고농도 불순물 이온을 주입하여 소오스/드레인 영역(7)을 형성한다.As shown in FIG. 1C, the tungsten silicide layer 4, the polysilicon layer 3, and the first oxide film 2 are anisotropically etched using a mask for forming a gate electrode. Accordingly, the gate cap silicide layer 4a, the gate electrode 3a, and the gate oxide film 2a are formed to be stacked. Then, the LDD regions 5 are formed on the semiconductor substrates 1 on both sides of the gate electrode 3a, and a second oxide film is deposited on the entire surface to remove the second oxide film by anisotropic etching to remove the gate cap silicide layer 4a and the gate electrode ( Sidewall insulating films 6 are formed on both sides of 3a) and gate oxide film 2a. Thereafter, high concentration impurity ions are implanted into both semiconductor substrates 1 of the sidewall insulating film 6 except for the lower portion of the gate electrode 3a to form the source / drain regions 7.

다음으로 비트라인 배선에 사용된 종래 제 2 방법에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the second conventional method used for bit line wiring will be described.

도 2a에 도시한 바와 같이 P형 반도체 기판(1)의 일영역에 N형 불순물 주입층(8)을 형성한다.As shown in FIG. 2A, an N-type impurity injection layer 8 is formed in one region of the P-type semiconductor substrate 1.

그리고 반도체 기판(1)에 화학기상 증착법으로 층간절연층(9)을 증착하고 상기 N형 불순물 주입층(8)이 노출되도록 층간절연층(9)을 선택적으로 제거하여 콘택홀(10)을 형성한다.The interlayer insulating layer 9 is deposited on the semiconductor substrate 1 by chemical vapor deposition, and the contact insulating layer 10 is formed by selectively removing the interlayer insulating layer 9 so that the N-type impurity injection layer 8 is exposed. do.

도 2b에 도시한 바와 같이 전면에 폴리실리콘층(11)을 형성한다. 이때 폴리실리콘층(11)은 수용성이며 P형으로 도핑되었다. 여기에서 폴리실리콘층(11)의 도핑은 폴리실리콘층(11)을 증착한 후에 이온주입을 하여 형성하거나, POCl3증착(포클도핑)을 하거나 또는 폴리실리콘층을 증착할 때 PH3등의 도핑 가스를 연속적으로 주입하여 도핑한다.As shown in FIG. 2B, the polysilicon layer 11 is formed on the entire surface. At this time, the polysilicon layer 11 is water soluble and doped with P-type. Here, the doping of the polysilicon layer 11 is formed by ion implantation after the deposition of the polysilicon layer 11, POCl 3 deposition (fockle doping), or doping such as PH 3 when the polysilicon layer is deposited. Doping is by continuously injecting gas.

도 2c에 도시한 바와 같이 폴리실리콘층(11)을 형성하는 과정에서 폴리실리콘층(11) 상에 잔존하는 자연산화막(또는 Glass)을 HF용액에 담궈서 세정한다.As shown in FIG. 2C, in the process of forming the polysilicon layer 11, the natural oxide film (or glass) remaining on the polysilicon layer 11 is immersed in HF solution and cleaned.

이후에 SiH4나 SiH2Cl2에 플루오루화 텅스텐(WF6) 가스를 주입하여 폴리실리콘층(11)에 텅스텐 실리사이드층(12)를 형성한 후 선택적으로 패터닝하여 폴리사이드층으로 이루어진 비트라인 배선을 형성한다.Thereafter, tungsten fluoride (WF6) gas is injected into SiH 4 or SiH 2 Cl 2 to form a tungsten silicide layer 12 on the polysilicon layer 11, and then selectively patterned to form a bit line wiring made of a polyside layer. Form.

상기와 같은 종래의 반도체 소자의 제조방법은 다음과 같은 문제점이 있다.The conventional method for manufacturing a semiconductor device as described above has the following problems.

첫째, 게이트 전극의 형성시 200μΩ·㎝의 비저항을 갖는 폴리실리콘층의 비저항을 낮추기 위하여 폴리실리콘층상에 텅스텐 실리사이드층을 형성하였지만 텅스텐 실리사이드층의 비저항은 100μΩ·㎝이상이므로 폴리실리콘층의 비저항을 절반가량 밖에 낮출 수가 없다. 이와 같은 이유로 0.25㎛이하로 감소하는 고집적소자에서는 폴리실리콘층의 비저항 감소에 큰 기여를 하지 못한다.First, the tungsten silicide layer was formed on the polysilicon layer in order to lower the specific resistance of the polysilicon layer having a specific resistance of 200 μ㎝ · ㎝ when forming the gate electrode, but the specific resistance of the polysilicon layer was halved because the specific resistance of the tungsten silicide layer was 100 μΩ · cm or more. You can only lower it. For this reason, in the highly integrated device that is reduced to 0.25 μm or less, it does not contribute significantly to the reduction of the resistivity of the polysilicon layer.

둘째, 텅스텐 금속층으로 비트라인을 형성하는 것보다 종래 제 2 방법에 따른 SiH4나 SiH2Cl2에 의하여 환원되어 형성된 텅스텐 실리사이드층으로 비트라인을 배선을 형성하는 것이 스텝커버리지가 더 크게 나타난다. 이와 같은 이유로 인하여 콘택홀의 사이즈가 0.25㎛ 이하이며 콘택홀의 종횡비가 3 이상인 소자의 공정에서는 도 2c에 도시한 바와 같이 콘택홀을 완전히 채우지 못하는 문제가 발생한다.Second, the step coverage is greater than that of forming the bit line with the tungsten silicide layer formed by reducing SiH 4 or SiH 2 Cl 2 according to the second method, rather than forming the bit line with the tungsten metal layer. For this reason, in the process of a device having a contact hole having a size of 0.25 μm or less and a contact hole having an aspect ratio of 3 or more, there is a problem in that the contact hole is not completely filled as shown in FIG. 2C.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로 스텝커버리지와 비저항 특성을 향상시키기에 적당한 반도체 소자의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing a semiconductor device suitable for improving step coverage and resistivity characteristics.

도 1a 내지 1c는 종래 제 1 방법의 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional first method.

도 2a 내지 2c는 종래 제 2 방법의 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional second method.

도 3a 내지 3c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도3A through 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention.

도 4a 내지 4d는 본 발명 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명 반도체 소자의 제조방법 중 폴리실리콘층을 증착할 때의 PH3흐름비의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 비저항의 변화를 나타낸 그래프5 is a graph showing a change in the resistivity of the tungsten silicide layer (WSix) according to the change in the PH 3 flow rate when the polysilicon layer is deposited in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.

도 6은 본 발명 폴리실리콘층을 증착하기 위한 스퍼터 시간에 대한 PH3흐름비의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 실리콘원자/텅스텐 원자(Si/W)의 성분비의 변화를 나타낸 그래프FIG. 6 is a graph showing changes in the component ratios of silicon atoms / tungsten atoms (Si / W) of the tungsten silicide layer (WSix) according to the change of the PH 3 flow ratio with respect to the sputtering time for depositing the polysilicon layer of the present invention.

도 7은 본 발명 텅스텐 실리사이드층의 증착온도에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 조성변화를 나타낸 그래프7 is a graph showing the composition change of the tungsten silicide layer (WSix) according to the deposition temperature of the tungsten silicide layer of the present invention

도 8은 본 발명 도핑된 폴리실리콘층에 주입되는 소오스 가스에 따라 형성되는 텅스텐 실리사이드층의 반응온도에 따른 형성에너지의 변화를 나타낸 그래프8 is a graph showing a change in formation energy according to the reaction temperature of the tungsten silicide layer formed according to the source gas injected into the doped polysilicon layer of the present invention

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명Explanation of symbols for the main parts of the drawings

21: 반도체 기판 22: 제 1 산화막21: semiconductor substrate 22: first oxide film

22a: 게이트 산화막 23, 32: 폴리실리콘층22a: gate oxide films 23 and 32: polysilicon layer

23a: 게이트 전극 24, 33: 제 1 텅스텐 실리사이드층23a: gate electrode 24, 33: first tungsten silicide layer

24a, 33a: 제 2 텅스텐 실리사이드층 24b: 게이트 캡 텅스텐 실리사이드막24a, 33a: second tungsten silicide layer 24b: gate cap tungsten silicide film

25, 34: 실리콘 질화막 25a: 게이트 캡 질화막25, 34 silicon nitride film 25a: gate cap nitride film

26: LDD 영역 27: 측벽절연막26: LDD region 27: side wall insulating film

28: 소오스/드레인 영역 29: N형 불순물 주입층28 source / drain region 29 N-type impurity implantation layer

30: 콘택홀 31: 층간절연층30: contact hole 31: interlayer insulating layer

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 반도체 소자의 제조방법은 반도체 기판에 절연층을 형성하는 공정과, 상기 절연층상에 도핑된 폴리실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 도핑된 폴리실리콘층 상에 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention for achieving the above object comprises the steps of forming an insulating layer on a semiconductor substrate, forming a doped polysilicon layer on the insulating layer, on the doped polysilicon layer It is characterized by including a step of forming a silicide layer containing an excess of metal.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 반도체 소자의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 3a 내지 3c는 본 발명 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이고, 도 4a 내지 4d는 본 발명 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 나타낸 공정단면도이다.3A through 3C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a first embodiment of the present invention, and FIGS. 4A through 4D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

반도체 소자의 비저항을 줄이기 위하여 사용되는 폴리사이드 형성공정은 게이트 전극과 비트라인 배선을 형성하는데 적용할 수 있다.The polyside forming process used to reduce the resistivity of the semiconductor device can be applied to form the gate electrode and the bit line wiring.

먼저 본 발명 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법은 도 3a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(21)에 80Å의 두께를 갖도록 제 1 산화막(22)을 증착한다. 이후에 ICT(Integrated Cluster Tool)을 이용하여 660℃, 80Torr에서 1000Å의 두께를 갖도록 폴리실리콘층(23)을 형성한다. 이어서 폴리실리콘층(23)을 도핑한다. 여기서 폴리실리콘층(23)은 H2내에 50%의 SiH4와 1%의 PH3를 함유한 소오스 가스를 사용하여 증착한다.First, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, as illustrated in FIG. 3A, the first oxide film 22 is deposited on the semiconductor substrate 21 to have a thickness of 80 μs. Thereafter, the polysilicon layer 23 is formed to have a thickness of 1000 μs at 660 ° C. and 80 Torr using an integrated cluster tool (ICT). Next, the polysilicon layer 23 is doped. The polysilicon layer 23 is deposited using a source gas containing 50% SiH 4 and 1% PH 3 in H 2 .

이어서 폴리실리콘층(23)이 증착된 반도체 기판(21)을 대기중에 노출되지 않도록(즉, 진공 단절없이) 제 1 텅스텐 실리사이드층(24)을 증착하기 위한 챔버로 이송한다. 이후에 폴리실리콘층(23) 상에 텅스텐을 증착하여 제 1 텅스텐 실리사이드층(24)을 형성한다. 제 1 텅스텐 실리사이드층(24)의 증착은 소오스 가스 WF6와 SiH2Cl2의 유량을 각각 4와 175sccm로, 그리고 증착압력은 0.9Torr로 고정한 후 증착온도를 500∼600℃로 변화시키면서 증착시킨다. 이렇게 형성된 제 1 텅스텐 실리사이드층(24)는 텅스텐원자가 실리콘 원자보다 많이 함유되어 있다.(W excess WSix)The semiconductor substrate 21 on which the polysilicon layer 23 is deposited is then transferred to the chamber for depositing the first tungsten silicide layer 24 so as not to be exposed to the atmosphere (ie, without vacuum interruption). Thereafter, tungsten is deposited on the polysilicon layer 23 to form the first tungsten silicide layer 24. The deposition of the first tungsten silicide layer 24 is carried out by fixing the flow rates of the source gases WF 6 and SiH 2 Cl 2 to 4 and 175 sccm, and the deposition pressure to 0.9 Torr, respectively, and changing the deposition temperature to 500 to 600 ° C. . The first tungsten silicide layer 24 thus formed contains more tungsten atoms than silicon atoms (W excess WSix).

도 3b에 도시한 바와 같이 900℃의 온도에서 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 또는 NH3상태에서 30초동안 급속열처리(RTA:Rapid Thermal Annealing)를 한다. 이때 제 1 텅스텐 실리사이드층(24)에 많이 함유된 텅스텐 원자와 도핑된 폴리실리콘층(23)이 반응하여 정방형(tetragonal phase)의 제 2 텅스텐 실리사이드층(24a)이 형성된다. 이렇게 형성된 정방형의 제 2 텅스텐 실리사이드층(24a)은 기존 방법에 의한 것 보다 비저항이 감소된다. 그리고 제 2 텅스텐 실리사이드층(24a)이 NH3분위기에서 열처리하여 형성되는 과정에서 제 2 텅스텐 실리사이드층(24a)의 표면에 실리콘 질화막(25)이 형성되고 이것이 상기 폴리실리콘층(23)의 N형 또는 P형의 도펀트(dopant)가 확산되는 것을 방지하여 준다.As shown in FIG. 3B, rapid thermal annealing (RTA) is performed for 30 seconds in nitrogen (N 2 ), argon (Ar), or NH 3 at a temperature of 900 ° C. FIG. At this time, the tungsten atoms contained in the first tungsten silicide layer 24 and the doped polysilicon layer 23 react to form a tetragonal phase second tungsten silicide layer 24a. The square second tungsten silicide layer 24a thus formed has a reduced resistivity than the conventional method. In the process where the second tungsten silicide layer 24a is formed by heat treatment in an NH 3 atmosphere, a silicon nitride film 25 is formed on the surface of the second tungsten silicide layer 24a, which is an N-type of the polysilicon layer 23. Or it prevents the dopant (P-type dopant) to diffuse.

도 3c에 도시한 바와 같이 게이트 전극을 형성하기 위한 마스크를 이용하여 제 2 텅스텐 실리사이드층(24a)과 폴리실리콘층(23)과 제 1 산화막(22)을 이방성 식각한다. 이에따라 게이트 캡 실리사이드층(24b)과 게이트 전극(23a)과 게이트 산화막(22a)이 형성된다.As shown in FIG. 3C, the second tungsten silicide layer 24a, the polysilicon layer 23, and the first oxide film 22 are anisotropically etched using a mask for forming a gate electrode. Accordingly, the gate cap silicide layer 24b, the gate electrode 23a, and the gate oxide film 22a are formed.

그리고 게이트 전극(23a)의 양측 반도체 기판(21)에 LDD 영역(26)을 형성하고 전면에 제 2 산화막을 증착하여 이방성식각으로 제 2 산화막을 제거하여 게이트 캡 질화막(25a)과 게이트 캡 텅스텐 실리사이드막(24b)과 게이트 전극(23a)과 게이트 산화막(22a)의 측면에 측벽절연막(27)을 형성한다. 이후에 게이트 전극(23a)을 제외한 측벽절연막(27)의 양측 반도체 기판(21)에 고농도 불순물 이온을 주입하여 소오스/드레인 영역(28)을 형성한다.The LDD regions 26 are formed on both semiconductor substrates 21 of the gate electrode 23a, and a second oxide film is deposited on the entire surface to remove the second oxide film by anisotropic etching to remove the gate cap nitride film 25a and the gate cap tungsten silicide. A sidewall insulating film 27 is formed on the side of the film 24b, the gate electrode 23a, and the gate oxide film 22a. Thereafter, high concentration impurity ions are implanted into both semiconductor substrates 21 of the sidewall insulating layer 27 except for the gate electrode 23a to form the source / drain regions 28.

다음으로 비트라인 배선에 사용되는 본 발명 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 설명한다.Next, a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention used for bit line wiring will be described.

도 4a에 도시한 바와 같이 P형 반도체 기판(21)의 소정영역에 N형의 불순물 이온을 주입하여 N형 불순물 주입층(29)을 형성한다.As shown in FIG. 4A, an N-type impurity ion implantation layer 29 is formed by implanting N-type impurity ions into a predetermined region of the P-type semiconductor substrate 21.

그리고 전면에 산화막이나 질화막으로 층간절연층(31)을 증착한다 그리고 상기 N형 불순물 주입층(29)이 노출되도록 층간절연층(31)을 이방성 식각하여 N형 불순물 주입층(29)상에 콘택홀(30)을 형성한다.Then, the interlayer insulating layer 31 is deposited on the entire surface with an oxide film or a nitride film. Then, the interlayer insulating layer 31 is anisotropically etched to expose the N-type impurity injection layer 29, thereby contacting the N-type impurity injection layer 29. The hole 30 is formed.

도 4b에 도시한 바와 같이 상기 콘택홀(30)내 표면 및 상기 층간절연층(31) 상에 폴리실리콘층(32)을 증착한다. 이때 폴리실리콘층(32)은 H2내에 50%의 SiH4와 1%의 PH3를 함유한 소오스 가스를 사용하여 증착한다.As shown in FIG. 4B, a polysilicon layer 32 is deposited on the surface of the contact hole 30 and the interlayer insulating layer 31. At this time, the polysilicon layer 32 is deposited using a source gas containing 50% SiH 4 and 1% PH 3 in H 2 .

이어서 도 4c에 도시한 바와 같이 폴리실리콘층(32)이 증착된 반도체 기판(21)을 대기에 노출되지 않도록 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)을 증착하기 위한 챔버로 이송한다. 이후에 폴리실리콘층(32) 상에 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)을 형성한다. 텅스텐 실리사이드층(33)의 증착은 소오스 가스 WF6와 SiH2Cl2의 유량을 각각 4와 175sccm로 그리고 증착압력은 0.9Torr로 고정한 후 증착온도를 500∼600℃로 변화시키면서 증착시킨다. 이렇게 형성된 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)은 텅스텐 원자가 실리콘 원자보다 많이 함유되어 있는 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)(W excess WSix)이다.Next, as shown in FIG. 4C, the semiconductor substrate 21 on which the polysilicon layer 32 is deposited is transferred to a chamber for depositing the first tungsten silicide layer 33 so as not to be exposed to the atmosphere. Thereafter, the first tungsten silicide layer 33 is formed on the polysilicon layer 32. In the deposition of the tungsten silicide layer 33, the flow rates of the source gases WF 6 and SiH 2 Cl 2 are set to 4 and 175 sccm, respectively, and the deposition pressure is set to 0.9 Torr, followed by deposition while changing the deposition temperature to 500 to 600 ° C. The first tungsten silicide layer 33 thus formed is a first tungsten silicide layer 33 (W excess WSi x ) containing more tungsten atoms than silicon atoms.

도 4d에 도시한 바와 같이 900℃의 온도에서 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 또는 NH3상태에서 30초동안 급속열처리(RTA:Rapid Thermal Annealing)를 한다. 이때 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)에 실리콘 원자보다 많이 함유된 텅스텐 원자가 도핑된 폴리실리콘층(32)과 반응하여 정방형(tetragonal phase)의 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)이 형성된다. 이렇게 형성된 정방형의 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)은 종래 방법에 의한 것 보다 비저항이 감소되는데 그 이유는 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)의 그레인 사이즈(grain size)가 종래 텅스텐 실리사이드층의 그레인 사이즈 보다 크기 때문이다. 그리고 이와 같이 그레인 사이즈가 크기 때문에 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)을 NH3분위기에서 열처리를 할 때 제 1 텅스텐 실리사이드층(33) 내에 존재하는 실리콘 원자가 제 1 텅스텐 실리사이드층(33)의 표면으로 추출(segregation)되어 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)의 표면에 실리콘 질화막(34)이 형성되게 된다. 이에 따라 폴리실리콘층(32)은 소모되어 두께가 얇아지게 된다 여기에서 상기 실리콘 질화막(34)은 폴리실리콘층(32)의 N형 도펀트 또는 P형 도펀트가 확산되는 것을 방지해준다.As shown in FIG. 4D, rapid thermal annealing (RTA) is performed for 30 seconds in nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) or NH 3 at a temperature of 900 ° C. FIG. At this time, the second tungsten silicide layer 33a having a tetragonal phase is formed by reacting with the polysilicon layer 32 doped with tungsten atoms containing more silicon atoms in the first tungsten silicide layer 33. The square second tungsten silicide layer 33a thus formed has a lower resistivity than the conventional method because the grain size of the second tungsten silicide layer 33a is smaller than that of the conventional tungsten silicide layer. Because of the size. Since the grain size is large, silicon atoms present in the first tungsten silicide layer 33 are extracted to the surface of the first tungsten silicide layer 33 when the second tungsten silicide layer 33a is heat treated in an NH 3 atmosphere. The silicon nitride film 34 is formed on the surface of the second tungsten silicide layer 33a. Accordingly, the polysilicon layer 32 is consumed to become thin. Here, the silicon nitride layer 34 prevents the N-type dopant or the P-type dopant of the polysilicon layer 32 from being diffused.

여기서 질소(N2) 또는 아르곤(Ar) 또는 NH3상태에서 30초동안 급속열처리(RTA:Rapid Thermal Annealing)하는 대신 900℃의 N2분위기에서 30분 동안 열처리할 수도 있다.Here, instead of rapid thermal annealing (RTA) for 30 seconds in nitrogen (N 2 ) or argon (Ar) or NH 3 , heat treatment may be performed for 30 minutes in an N 2 atmosphere of 900 ° C. FIG.

그리고 본 발명에 의해 형성된 제 2 텅스텐 실리사이드층(33a)은 제 2 텅스텐실리사이드층(33a)이 형성되기 전부터 반도체 기판(21) 상에 존재하는 실리콘 원자가 열처리시에 반도체 기판(21)과 과도한 반응이 일어나 공정중에 결함이 발생할 우려가 없다는 점에서 종래의 텅스텐을 열처리하여 형성되는 텅스텐 실리사이드층(WSi2)보다 우수하다.In addition, the second tungsten silicide layer 33a formed by the present invention is excessively reacted with the semiconductor substrate 21 during the heat treatment of silicon atoms existing on the semiconductor substrate 21 before the second tungsten silicide layer 33a is formed. It is superior to the tungsten silicide layer (WSi 2 ) formed by heat treatment of conventional tungsten in that there is no risk of defects occurring during the process.

이와 같은 방법에 의하여 본 발명 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 제조방법을 완료한다.In this manner, the method of manufacturing a semiconductor device according to the second exemplary embodiment of the present invention is completed.

이후에 상기와 같은 방법으로 형성된 본 발명 반도체 소자의 실험 결과를 분석한 데이터를 도면과 함께 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the data analyzing the experimental results of the semiconductor device of the present invention formed by the above method will be described with reference to the drawings.

도 5는 본 발명 반도체 소자의 제조방법 중 폴리실리콘층을 증착할 때의 PH3흐름비의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 비저항의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6은 본 발명 폴리실리콘층을 증착하기 위한 스퍼터 시간에 대한 PH3흐름비의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 실리콘원자/텅스텐 원자(Si/W)의 성분비의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 7은 본 발명 텅스텐 실리사이드층의 증착온도에 따른 텅스텐 실리사이드층(WSix)의 조성변화를 나타낸 그래프이며, 도 8은 본 발명 도핑된 폴리실리콘층에 주입되는 소오스 가스에 따라 형성되는 텅스텐 실리사이드층의 반응온도에 따른 형성에너지의 변화를 나타낸 그래프이다.5 is a graph illustrating a change in specific resistance of a tungsten silicide layer (WSix) according to a change in PH 3 flow ratio when a polysilicon layer is deposited in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, and FIG. 6 is a polysilicon layer of the present invention. Figure 7 is a graph showing the variation of the component ratio of the silicon atom / tungsten atom (Si / W) of the tungsten silicide layer (WSix) with the change of the PH 3 flow ratio with respect to the sputtering time for depositing, and Figure 7 is a tungsten silicide layer of the present invention Is a graph showing the composition change of the tungsten silicide layer (WSix) according to the deposition temperature of, Figure 8 is a change in the formation energy according to the reaction temperature of the tungsten silicide layer formed according to the source gas injected into the doped polysilicon layer of the present invention Is a graph.

먼저 폴리실리콘층의 증착시 PH3가스의 흐름비(flow rate)의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층의 비저항과 두께의 변화에 대하여 설명하면 다음과 같다.First, the change in the resistivity and thickness of the tungsten silicide layer according to the change in the flow rate of the PH 3 gas during deposition of the polysilicon layer will be described.

도 5에 도시된 바와 같이 폴리실리콘층의 도핑시 P(Phosphorus)의 농도가 증가할수록 즉, PH3의 흐름비(flow rate)가 증가할수록 텅스텐 실리사이드층의 두께(즉, 증착 속도)가 감소되고 또한 본 발명에 따른 텅스텐 실리사이드층의 비저항(Resistivity)도 종래에 비하여 현저히 감소된다.As shown in FIG. 5, as the concentration of P (Phosphorus) increases when doping the polysilicon layer, that is, as the flow rate of PH 3 increases, the thickness (ie, deposition rate) of the tungsten silicide layer decreases. In addition, the resistivity of the tungsten silicide layer according to the present invention is also significantly reduced compared with the prior art.

예를들어 PH3가 없을 때의 텅스텐 실리사이드층의 비저항은 905μΩ·㎝ 이고 PH3의 흐름비가 120sccm 또는 240sccm 일때의 비저항은 각각 412μΩ·㎝와 310μΩ·㎝이다.For example, the specific resistance of the tungsten silicide layer in the absence of PH 3 is 905 µPa · cm, and the specific resistance in the flow ratio of PH 3 at 120 sccm or 240 sccm is 412 µµ · cm and 310 µµ · cm, respectively.

그리고 폴리실리콘층의 증착시 PH3의 흐름비의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층의 실리콘원자 대 텅스텐 원자의 성분비의 변화는 다음과 같다.In addition, the variation of the component ratio of silicon atoms to tungsten atoms of the tungsten silicide layer according to the flow ratio of PH 3 during deposition of the polysilicon layer is as follows.

다시말하여 도핑된 폴리실리콘층상에 텅스텐을 증착하여 텅스텐 실리사이드층을 형성할 때, 폴리실리콘층과 텅스텐 실리사이드층의 계면에 텅스텐이 많이 함유된 텅스텐 실리사이드층(W excess WSix)이 형성되는 조건을 AES(AES:Auger Electron Spectroscopy)를 사용하여 분석한 결과를 설명한다.In other words, when the tungsten silicide layer is formed by depositing tungsten on the doped polysilicon layer, a condition in which a tungsten silicide layer (W excess WSi x ) containing a large amount of tungsten is formed at the interface between the polysilicon layer and the tungsten silicide layer is described. The analysis results using AES (Aug: Electron Spectroscopy) are described.

도 6에 도시한 바와 같이 PH3가 폴리실리콘층에 첨가되어 폴리실리콘층의 도핑농도가 늘어날 수록 텅스텐 실리사이드층과 폴리실리콘층의 계면에서는 실리콘원자와 텅스텐 원자의 성분비(Si/W)가 작은 부분(W excess layer)이 나타났다.As shown in FIG. 6, as PH 3 is added to the polysilicon layer and the doping concentration of the polysilicon layer increases, the portion of silicon and tungsten atoms (Si / W) is smaller at the interface between the tungsten silicide layer and the polysilicon layer. (W excess layer) appeared.

즉, 동일한 스퍼터 시간에서 PH3의 흐름비가 적을때 텅스텐 원자를 더 많이 함유한 텅스텐 실리사이드층이 형성되었다. 예를들어 PH3의 흐름비가 240sccm으로 증가되었을 때 보다 60sccm일 때 형성된 텅스텐 실리사이드층이 텅스텐 원자를 더 많이 함유하고 있다. 텅스텐 실리사이드층이 증착된 직후의 실리콘 원자 대 텅스텐 원자의 비는 0.5∼2가 되도록 한다.That is, a tungsten silicide layer containing more tungsten atoms was formed when the flow ratio of PH 3 was small at the same sputtering time. For example, the tungsten silicide layer formed at 60 sccm contains more tungsten atoms than when the flow ratio of PH 3 is increased to 240 sccm. The ratio of silicon atoms to tungsten atoms immediately after the tungsten silicide layer is deposited is set to 0.5 to 2.

다음으로 텅스텐 실리사이드층의 증착온도의 변화에 따른 텅스텐 실리사이드층의 조성변화를 설명하면 다음과 같다.Next, the composition change of the tungsten silicide layer according to the change of the deposition temperature of the tungsten silicide layer is as follows.

도 7은 동일한 조건에서 온도의 변화만 주어 증착한 텅스텐 실리사이드층(WSix)을 XRD(X-ray diffraction)로 분석한 결과이다.7 is a result of analyzing the tungsten silicide layer (WSi x ) deposited by only changing the temperature under the same conditions by X-ray diffraction (XRD).

도 7에 도시한 바와 같이 온도를 510℃, 525℃, 540℃, 555℃, 570℃, 585℃ 그리고 600℃로 점차적으로 증가시켰을 때, 555℃이하에서 증착한 텅스텐 실리사이드층은 아몰퍼스(amorphous)의 특성을 나타내었고 555℃보다 높은 온도에서는 아몰퍼스와 hcp-WSix가 섞인 텅스텐 실리사이드층이 형성됨을 알 수 있다. 여기서 텅스텐 실리사이드층의 2Θ(각도)가 30°일 때와 약 40°일 때 X-ray의 광 강도가 강하게 나타나므로 회절된다. 그리고 이때 텅스텐 실리사이드층은 (111)의 결정방위를 나타낸다.As shown in FIG. 7, when the temperature is gradually increased to 510 ° C., 525 ° C., 540 ° C., 555 ° C., 570 ° C., 585 ° C. and 600 ° C., the tungsten silicide layer deposited below 555 ° C. is amorphous. At temperatures higher than 555 ° C., a tungsten silicide layer containing amorphous and hcp-WSi x was formed. Here, when the 2Θ (angle) of the tungsten silicide layer is 30 ° and about 40 °, the light intensity of the X-ray appears to be strong and diffracted. At this time, the tungsten silicide layer exhibits a crystal orientation of (111).

이후에 본 발명에 따라 형성된 텅스텐 실리사이드층의 비저항과 스텝커버리지가 우수하게 나타나는 이유를 도8을 참조하여 열역학적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the reason why the specific resistance and the step coverage of the tungsten silicide layer formed according to the present invention are excellent will be described thermodynamically with reference to FIG. 8.

도 8은 도핑된 폴리실리콘층의 플루오로화 텅스텐(WF6) 가스와 SiH2Cl2가스의 반응에 의해 텅스텐 실리사이드층이 형성되는 경우 반응 온도에 따른 형성에너지( G )의 변화를 나타낸 것이다.FIG. 8 shows energy of formation according to reaction temperature when a tungsten silicide layer is formed by reaction of a tungsten fluoride (WF 6 ) gas and a SiH 2 Cl 2 gas of a doped polysilicon layer ( G ) Is shown.

여기서 WF6가스와 P 이온에 의해 텅스텐(W)과 PF5를 형성하는 반응{5WF6+ 6P → 5W + 6PF5}이 텅스텐 실리사이드층(WSi2)을 형성하기 위한 반응{2WF6+ 10SiH2Cl2→ 2WSi2+ 3SiF4+ 3SiCl4+ 8HCl + 6H2}보다 먼저 일어나기 때문에 최종적으로 텅스텐(W)을 많이 함유한 텅스텐 실리사이드층(W excess WSix)이 형성된다.Where reaction of forming tungsten (W) and PF 5 by WF 6 gas and P ions {5WF 6 + 6P → 5W + 6PF 5 } is a reaction for forming tungsten silicide layer (WSi 2 ) {2WF 6 + 10SiH 2 Since Cl 2 → 2WSi 2 + 3SiF 4 + 3SiCl 4 + 8HCl + 6H 2 }, a tungsten silicide layer (W excess WSi x ) containing a large amount of tungsten (W) is finally formed.

이때 WSi2와 PF5와 WF6의 형성엔탈피( Hf )는 각각 -31.0, -265.73, 62.48[kJ/gram.atom]이다. PF5의 형성엔탈피가 WSi2또는 WF6에 비하여 월등히 안정하기 때문에 WSi2보다는 PF5가 먼저 형성되는 것이다.At this time, the formation enthalpy of WSi 2 , PF 5, and WF 6 ( Hf ) Are -31.0, -265.73, and 62.48 [kJ / gram.atom], respectively. Formation of PF 5 is much more stable than WSi 2 or WF 6 , so PF 5 is formed before WSi 2 .

그리고 실험결과 도핑된 폴리실리콘층을 대기중에 노출시켰때 폴리실리콘층의 표면에 생기는 자연산화막(P2O5) 내의 P원자에 의한 반응에서도 텅스텐이 형성되기 때문에 텅스텐을 많이 함유한 텅스텐 실리사이드층이 형성되기도 한다.As a result of the experiment, when the doped polysilicon layer is exposed to the atmosphere, tungsten silicide layer containing a large amount of tungsten is formed because tungsten is formed even by the reaction of P atoms in the natural oxide film (P 2 O 5 ) occurring on the surface of the polysilicon layer. It may also form.

또한 상기와 같이 텅스텐을 많이 함유한 텅스텐 실리사이드층의 형성은 보론(B)이나 아세닉(As)으로 도핑된 폴리실리콘층을 사용한 공정에서도 같은 결과가 나타난다. 먼저 보론이나 아세닉으로 도핑된 폴리실리콘층상에 반응부산물로써 각각 BF3와 AsF3이 생긴다. 이때 각각의 형성엔탈피는 -279.97과 -196.44[kJ/gram.atom]이다. 각각의 형성엔탈피에 의하여 텅스텐(W)이 텅스텐 실리사이드층 보다 먼저 형성되기 때문에 텅스텐이 많이 함유된 텅스텐 실리사이드층(W excess WSix)이 형성되게 된다.In addition, the formation of a tungsten silicide layer containing a lot of tungsten as described above is the same result in the process using a polysilicon layer doped with boron (B) or ashenic (As). First, BF 3 and AsF 3 are formed as reaction by-products on the polysilicon layer doped with boron or acenic, respectively. The enthalpy of formation is -279.97 and -196.44 [kJ / gram.atom]. Since tungsten (W) is formed before the tungsten silicide layer by the respective enthalpy of formation, a tungsten silicide layer (W excess WSi x ) containing a large amount of tungsten is formed.

그리고 이러한 열역학적인 관계에 의해 텅스텐(W) 외에 티타늄(Ti)이나 탄탈늄(Ta)을 사용하여 폴리사이드층을 형성할 수도 있다. 티타늄(Ti)을 사용하였을 경우에는 TiCl4, TiI2, SiH4 또는 SiH2Cl2등을 소오스 가스로 사용하여 TiSi2를 형성할 수 있고, 탄탈늄(Ta)을 사용할 경우에는 TaCl5, SiH4, SiH2Cl2등을 소오스 가스로 사용하여 TaSi2를 형성할 수 있다.In addition, according to the thermodynamic relationship, a polyside layer may be formed using titanium (Ti) or tantalum (Ta) in addition to tungsten (W). In the case of using titanium (Ti), TiSi 2 may be formed by using TiCl 4, TiI 2 , SiH 4, or SiH 2 Cl 2 as a source gas, and in the case of using tantalum (Ta), TaCl 5 , SiH 4 , SiH 2 Cl 2. TaSi 2 can be formed using a source gas or the like.

상기와 같은 본 발명 반도체 소자의 제조방법은 다음과 같은 효과가 있다.The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention as described above has the following effects.

첫째, 텅스텐이 많이 함유된 텅스텐 실리사이드층의 형성과 텅스텐 실리사이드층의 형성후에 열처리 공정(특히 NH3상태에서의 급속열처리 공정)으로 형성되는 실리콘 질화막으로 인하여 텅스텐 실리사이드층의 비저항이 감소되고 이에 따라 소자의 동작 특성이 좋아진다.First, the resistivity of the tungsten silicide layer is reduced due to the formation of a tungsten silicide layer containing a large amount of tungsten and a silicon nitride film formed by a heat treatment process (especially a rapid heat treatment process in an NH 3 state) after the formation of the tungsten silicide layer. Improves the operation characteristics.

둘째, 폴리실리콘층을 형성에너지가 큰 인(P)이나 보론(B)이나 아세닉(As)이온을 사용하여 도핑하므로 폴리실리콘층 상에 텅스텐 실리사이드층을 형성할 때 열역학적인 특성으로 인하여 먼저 텅스텐이 형성된다. 이와 같은 이유로 텅스텐이 많이 함유된 텅스텐 실리사이드층이 형성된다. 그러므로 고집적 소자일수록 콘택홀을 채우는 텅스텐 실리사이드층의 두께가 증가되어 스텝커버리지의 특성을 개선할 수 있다.Second, since the polysilicon layer is doped with phosphorus (P), boron (B), or ashenic (As) ions having high formation energy, the tungsten silicide layer is formed on the polysilicon layer. Is formed. For this reason, a tungsten silicide layer containing much tungsten is formed. Therefore, as the highly integrated device increases the thickness of the tungsten silicide layer filling the contact hole, it is possible to improve the step coverage characteristics.

Claims (14)

반도체 기판에 절연층을 형성하는 공정과,Forming an insulating layer on the semiconductor substrate, 상기 절연층상에 도핑된 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,Forming a doped polysilicon layer on the insulating layer; 상기 도핑된 폴리실리콘층 상에 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And forming a silicide layer containing excess metal on the doped polysilicon layer. 제 1 항에 있어서, 상기 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층은 텅스텐(W)이나 티나늄(Ti)이나 탄탈늄(Ta)과 같은 메탈을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the silicide layer containing excess metal is made of a metal such as tungsten (W), titanium (Ti), or tantalum (Ta). 제 1 항에 있어서, 상기 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층의 열처리 공정은 400℃∼900℃의 온도로 NH3분위기에서 행하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the heat treatment step of the silicide layer containing excess metal is carried out in an NH 3 atmosphere at a temperature of 400 ° C to 900 ° C. 제 2 항에 있어서, 상기 실리사이드층에 텅스텐이 과잉 함유되게 하기 위하여 소오스 가스로 WF6와 SiH4나, WF6와 SiH2Cl2를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein WF 6 and SiH 4 or WF 6 and SiH 2 Cl 2 are used as a source gas in order to make excess of tungsten in the silicide layer. 제 2 항에 있어서, 상기 실리사이드층에 티타늄(Ti)이 과잉으로 함유되게 하기 위해서 소오스 가스로 TiCl4나 TiI2와, SiH4나 SiH2Cl2을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein TiCl 4 or TiI 2 and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 are used as a source gas in order to make the silicide layer contain excessive titanium (Ti). . 제 2 항에 있어서, 상기 실리사이드층에 탄탈늄(Ta)이 과잉으로 함유되게 하기 위해서 소오스 가스로 TaCl5와 SiH4또는 SiH2Cl2을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein TaCl 5 and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 are used as a source gas in order to contain excessive amount of tantalum (Ta) in the silicide layer. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리실리콘층을 형성한 후에 진공의 단절이 없는 상태에서 상기 메탈이 과잉으로 함유된 실리사이드층을 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein after forming said polysilicon layer, a silicide layer containing excess of said metal is formed in a state in which vacuum is not broken. 반도체 기판에 절연층을 형성하는 공정과,Forming an insulating layer on the semiconductor substrate, 상기 절연층상에 도핑된 폴리실리콘층을 형성하는 공정과,Forming a doped polysilicon layer on the insulating layer; 상기 도핑된 폴리실리콘층상에 금속층을 증착하는 공정과,Depositing a metal layer on the doped polysilicon layer; 상기 금속층상에 메탈이 과잉으로 함유된 1 실리사이드층을 형성하는 공정과,Forming a silicide layer containing excess metal on the metal layer; 질소원자가 함유된 가스를 이용하여 열처리 하여 제 2 실리사이드층을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a second silicide layer by heat treatment using a gas containing nitrogen atoms. 제 8 항에 있어서, 상기 금속층으로 텅스텐(W)이나 티타늄(Ti)이나 탄탈늄(Ta)을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 8, wherein tungsten (W), titanium (Ti), or tantalum (Ta) is used as the metal layer. 제 9 항에 있어서, 상기 금속층으로 텅스텐(W)을 사용하였을 경우의 상기 소오스 가스는 WF6와 SiH4나 SiH2Cl2를 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein the source gas when tungsten (W) is used as the metal layer uses WF 6 and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 . 제 8 항에 있어서, 상기 제 1 실리사이드층은 실리콘 원자/금속층 원자의 비가 1보다 작게하여 금속층 원자가 더 많이 함유되도록 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.9. The method of claim 8, wherein the first silicide layer is formed such that the ratio of silicon atoms / metal layer atoms is less than 1 so as to contain more metal layer atoms. 제 9 항에 있어서, 상기 금속층으로 티타늄(Ti)을 사용하였을 경우의 소오스 가스는 TiCl4나 TiI2와, SiH4나 SiH2Cl2을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the source gas in the case of using titanium (Ti) as the metal layer comprises TiCl 4 or TiI 2 and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 . 제 9 항에 있어서, 상기 금속층으로 탄탈늄(Ta)을 사용하였을 경우의 소오스 가스는 TaCl5와 SiH4또는 SiH2Cl2을 사용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.10. The method of claim 9, wherein the source gas when tantalum (Ta) is used as the metal layer uses TaCl 5 and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 . 제 8 항에 있어서, 상기 질소원자가 함유된 가스를 이용하여 열처리를 하면 상기 제 2 실리사이드층상에 실리콘질화막이 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The method of claim 8, wherein the silicon nitride film is formed on the second silicide layer when the heat treatment is performed using the gas containing the nitrogen atom.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100673241B1 (en) * 2005-06-20 2007-01-22 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming gate of flash device

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