JPH02198167A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH02198167A JPH02198167A JP1016139A JP1613989A JPH02198167A JP H02198167 A JPH02198167 A JP H02198167A JP 1016139 A JP1016139 A JP 1016139A JP 1613989 A JP1613989 A JP 1613989A JP H02198167 A JPH02198167 A JP H02198167A
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- Japan
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- semiconductor device
- melting point
- point metal
- gate electrode
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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]
本発明は、半導体装置に関するもので、特に、相補型M
ISFET (CMISFET)を有する半導体装置の
形成に適用して有効な技術に関するものである。
ISFET (CMISFET)を有する半導体装置の
形成に適用して有効な技術に関するものである。
[従来の技術]
従来の0MO8を有する半導体装置では、ゲート電極の
材料としてはNMO8および2MO8共にリンをドープ
したN4″型ポリシリコンを用いていた。このような技
術については、例えば、1987年6月に発行された「
電子材料」第52頁〜第56頁に記載されている。
材料としてはNMO8および2MO8共にリンをドープ
したN4″型ポリシリコンを用いていた。このような技
術については、例えば、1987年6月に発行された「
電子材料」第52頁〜第56頁に記載されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかし、上記のような従来技術では、NMO5(7)V
FBは−0,8V程度、PMOSのV F aは−0,
2V程度であルノテ、NMO8,PMOS共にエンハン
スメント型とするために、NMOS 。
FBは−0,8V程度、PMOSのV F aは−0,
2V程度であルノテ、NMO8,PMOS共にエンハン
スメント型とするために、NMOS 。
2MO8共にチャネル部分にボロンをドープシテいた。
即ち、NMO8では1表面がら100人以内の領域にチ
ャネルが形成される表面チャネル型であるのに対して、
PMOSでは、表面がP型になるので、NMOSよりも
深い領域にまでチャネルが形成される埋込みチャネル型
であった。しかしながら、この埋込みチャネル型のMO
Sは、表面チャネル型のMOSに比べてショートチャネ
ル効果(ゲート長の加工バラツキに対してしきい電圧が
変動する現象)が顕著であり、ゲート長を1μmより短
くする際の障害となっていた。
ャネルが形成される表面チャネル型であるのに対して、
PMOSでは、表面がP型になるので、NMOSよりも
深い領域にまでチャネルが形成される埋込みチャネル型
であった。しかしながら、この埋込みチャネル型のMO
Sは、表面チャネル型のMOSに比べてショートチャネ
ル効果(ゲート長の加工バラツキに対してしきい電圧が
変動する現象)が顕著であり、ゲート長を1μmより短
くする際の障害となっていた。
本発明は、PMO8+JNMO8と同様に表面チャネル
型とし、ショートチャネルであっても良好な特性が得ら
れる構造を持つ半導体装置を提供することを目的として
いる。
型とし、ショートチャネルであっても良好な特性が得ら
れる構造を持つ半導体装置を提供することを目的として
いる。
この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴に
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
ついては、本明細書の記述および添附図面から明らかに
なるであろう。
[課題を解決するための手段]
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
を説明すれば、下記のとおりである。
を説明すれば、下記のとおりである。
本発明に係る半導体装置は、NチャネルMISFET側
のゲート電極をN型ポリシリコンの1層、またはN型ポ
リシリコンと高融点金属もしくは高融点金属のシリサイ
ドとの2層で構成し、PチャネルMISFET側のゲー
ト電極を高融点金属または高融点金属のシリサイドで構
成するようにしたものである。
のゲート電極をN型ポリシリコンの1層、またはN型ポ
リシリコンと高融点金属もしくは高融点金属のシリサイ
ドとの2層で構成し、PチャネルMISFET側のゲー
ト電極を高融点金属または高融点金属のシリサイドで構
成するようにしたものである。
[作用]
上記した手段によれば、PチャネルMISFET側のゲ
ート電極をN型シリコンよりも仕事関数の大きい高融点
金属およびシリサイドで構成しているので、VFRが正
となり、PチャネルMISFET側のチャネル部分にボ
ロンイオンを注入しP型化しなくとも、Vthを所定の
値(Vth<0)に設定できる。その結果、Pチャネル
MISFETは表面チャネル型となり、ショートチャネ
ル効果が緩和される。
ート電極をN型シリコンよりも仕事関数の大きい高融点
金属およびシリサイドで構成しているので、VFRが正
となり、PチャネルMISFET側のチャネル部分にボ
ロンイオンを注入しP型化しなくとも、Vthを所定の
値(Vth<0)に設定できる。その結果、Pチャネル
MISFETは表面チャネル型となり、ショートチャネ
ル効果が緩和される。
[実施例1
以下、本発明に係る半導体装置の実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第1図には実施例である0MO8FETの断面図が示さ
れている。
れている。
この半導体装置は、特に制限はされないが、ツインタブ
型の0MO8FETであり、高抵抗の半導体基板1内に
Pウェル2およびNウェル3が形成され、Pウェル2内
にNチャネルMOSFETが構成され、一方、Nウェル
3内にはPチャネルMO3FETが構成された構造とな
っている。
型の0MO8FETであり、高抵抗の半導体基板1内に
Pウェル2およびNウェル3が形成され、Pウェル2内
にNチャネルMOSFETが構成され、一方、Nウェル
3内にはPチャネルMO3FETが構成された構造とな
っている。
ここで、NチャネルMOSFETは、Pウェル2内に形
成されるN+型不純物層4,5と、Pウェル2上にゲー
ト酸化膜6を介して設けられたゲート電極7とから構成
されている。このうちゲート電極7はN+型ポリシリコ
ン、N+型ポリシリコンと高融点金属、N+型ポリシリ
コンと高融点金属のシリサイドから構成されている。
成されるN+型不純物層4,5と、Pウェル2上にゲー
ト酸化膜6を介して設けられたゲート電極7とから構成
されている。このうちゲート電極7はN+型ポリシリコ
ン、N+型ポリシリコンと高融点金属、N+型ポリシリ
コンと高融点金属のシリサイドから構成されている。
一方、PチャネルMO8FETは、Nウェル3内に形成
されるP++不純物層8,9と、Nウェル3上にゲート
酸化膜6を介して設けられたゲート電極11とから構成
されている。このうちゲート電極11は高融点金属また
はそのシリサイドから構成されている。具体的には、ゲ
ート電極11は、例えば、Mo、W等の高融点金属また
はM o S isv WSi、、TiSi、、Ta5
iz等の高融点金属シリサイドから構成されている6 なお、第1図において符号14はPSG膜を表し、との
PSG膜14に設けられたコンタクト孔14a、14b
、14c、14dを通じて上記不純物層4,5,8.9
はそれぞれアルミニウム配線15a、15b、15c、
15dに接続されている。また、第1図において符号1
2はP+チャネルストッパを表している。
されるP++不純物層8,9と、Nウェル3上にゲート
酸化膜6を介して設けられたゲート電極11とから構成
されている。このうちゲート電極11は高融点金属また
はそのシリサイドから構成されている。具体的には、ゲ
ート電極11は、例えば、Mo、W等の高融点金属また
はM o S isv WSi、、TiSi、、Ta5
iz等の高融点金属シリサイドから構成されている6 なお、第1図において符号14はPSG膜を表し、との
PSG膜14に設けられたコンタクト孔14a、14b
、14c、14dを通じて上記不純物層4,5,8.9
はそれぞれアルミニウム配線15a、15b、15c、
15dに接続されている。また、第1図において符号1
2はP+チャネルストッパを表している。
次に、上記半導体装置の製造方法を第2図および第1図
に基づいて説明する。
に基づいて説明する。
半導体基板1にPウェル2、Nウェル3を形成した後に
、Pウェル2にP+チャネルストッパ12を形成すると
共に素子分離領域にフィールド酸化膜13を形成する1
次に、必要があればNチャネルMOS側にボロン、Pチ
ャネルMO8側にリンを注入し、vthの調節を行う。
、Pウェル2にP+チャネルストッパ12を形成すると
共に素子分離領域にフィールド酸化膜13を形成する1
次に、必要があればNチャネルMOS側にボロン、Pチ
ャネルMO8側にリンを注入し、vthの調節を行う。
その後、ゲート酸化膜6を形成した後に、例えばポリシ
リコンを低圧CVDによって全面に堆積した後にリン処
理を行いN型化し、その後にリソグラフィーとそれに伴
うエツチングによってゲート電極7を形成する。次に、
半導体基板1の上全面に例えばTaまたはTa5ilを
スパッタリングあるいはCvDによって堆積した後に、
リソグラフィーおよびエツチングによってゲート電極1
1を形成する。
リコンを低圧CVDによって全面に堆積した後にリン処
理を行いN型化し、その後にリソグラフィーとそれに伴
うエツチングによってゲート電極7を形成する。次に、
半導体基板1の上全面に例えばTaまたはTa5ilを
スパッタリングあるいはCvDによって堆積した後に、
リソグラフィーおよびエツチングによってゲート電極1
1を形成する。
なお、この際ゲート電極7の側壁にTaまたはTaSi
、のサイドウオールが形成されやすいので、テーバ形状
となるようにゲート電極7を加工しても良い。ここまで
、終了した状態が第2図に示されている。
、のサイドウオールが形成されやすいので、テーバ形状
となるようにゲート電極7を加工しても良い。ここまで
、終了した状態が第2図に示されている。
次に、N1型不純物層4,5とP++型不純物層8.9
とをレジストマスクを介してそれぞれAs、Bイオン注
入によって10201−3程度の濃度で形成した後、P
SG膜14を低圧CVDによって形成し、コンタクト孔
14a、14b、14c、14dを開口した後にアルミ
ニウム配線15a、15b、15c、15dを形成する
ことにより、第1図に示す半導体装置が完成する。
とをレジストマスクを介してそれぞれAs、Bイオン注
入によって10201−3程度の濃度で形成した後、P
SG膜14を低圧CVDによって形成し、コンタクト孔
14a、14b、14c、14dを開口した後にアルミ
ニウム配線15a、15b、15c、15dを形成する
ことにより、第1図に示す半導体装置が完成する。
なお、NチャネルMO3FETとPチャネル間O8FE
Tとを例えばインバータ接続する場合には、ゲート電極
7,11同士の接続はアルミニウム配線を介しても行う
ことができるが、第3図に示すように、ゲート電極7に
一部重畳するようにしてゲート電極11を設けるように
して行っても良い。
Tとを例えばインバータ接続する場合には、ゲート電極
7,11同士の接続はアルミニウム配線を介しても行う
ことができるが、第3図に示すように、ゲート電極7に
一部重畳するようにしてゲート電極11を設けるように
して行っても良い。
なお、第1図に示す半導体装置にLDD構造を適用する
ことも可能であり、第4図に示すように、ゲート電極7
,11を加工後、それぞれP(リン)、B(ボロン)を
I X 10”cs−’程度注入し、低濃度拡散領域4
a、5a、8a、9aを形成した後に、側壁絶縁膜16
.17を熱酸化によりまたはCVDにより形成した絶縁
膜のエッチバックによって形成した後に高濃度拡散領域
4,5,8゜9を形成しても良い。
ことも可能であり、第4図に示すように、ゲート電極7
,11を加工後、それぞれP(リン)、B(ボロン)を
I X 10”cs−’程度注入し、低濃度拡散領域4
a、5a、8a、9aを形成した後に、側壁絶縁膜16
.17を熱酸化によりまたはCVDにより形成した絶縁
膜のエッチバックによって形成した後に高濃度拡散領域
4,5,8゜9を形成しても良い。
上記のように構成された半導体装置によれば次のような
効果を得ることができる。
効果を得ることができる。
即ち、上記実施例の半導体装置によれば、PチャネルM
O8FET側のゲート電極11をN型シリコンよりも仕
事関数の大きい高融点金属およびシリサイドで構成して
いるので、VFRが正となり、PチャネルMO8FET
側のチャネル部分にボロンイオンを注入しP型化しなく
とも、Vthを所定の値(vth<O)に設定できる。
O8FET側のゲート電極11をN型シリコンよりも仕
事関数の大きい高融点金属およびシリサイドで構成して
いるので、VFRが正となり、PチャネルMO8FET
側のチャネル部分にボロンイオンを注入しP型化しなく
とも、Vthを所定の値(vth<O)に設定できる。
その結果、PチャネルMO3FETは表面チャネル型と
なり、ショートチャネル効果が緩和される。
なり、ショートチャネル効果が緩和される。
また、第5図(A)、(B)には本発明に係る半導体装
置の第2の実施例の製造プロセスが示されている。
置の第2の実施例の製造プロセスが示されている。
この第2の実施例の半導体装置は、NチャネルMO8F
ET側のゲート電極7をN+型ポリシリコンとTa等の
高融点金属もしくはT a S l z等の高融点金属
シリサイドとで構成し、一方、PチャネルMO8FET
側のゲート電極11をTa等の高融点金属もしくはTa
Si2等の高融点金属シリサイドで構成したものである
。
ET側のゲート電極7をN+型ポリシリコンとTa等の
高融点金属もしくはT a S l z等の高融点金属
シリサイドとで構成し、一方、PチャネルMO8FET
側のゲート電極11をTa等の高融点金属もしくはTa
Si2等の高融点金属シリサイドで構成したものである
。
その際の形成プロセスとしては、第5図(A)に示すよ
うに、Nチャネル領域となる部分の上にN“型ポリシリ
コンを形成し、その後、半導体基板1の上全面にTa等
の高融点金属もしくはTaSi2等の高融点金属シリサ
イドを形成し、リソグラフィーとエツチングによってT
a等の高融点金属もしくはTaSi2等の高融点金属シ
リサイドを加工する。第5図(A)において符号21は
その際に用いられるレジストマスクを表す。次に、この
加工されたTa等の高融点金属もしくはTaSi□等の
高融点金属シリサイドをマスクにN+型ポリシリコンを
加工すれば、Nチャネル領域となる部分の上にのみセル
ファラインで2層膜が形成される。ここまで終了した状
態が第5図(B)に示されている。
うに、Nチャネル領域となる部分の上にN“型ポリシリ
コンを形成し、その後、半導体基板1の上全面にTa等
の高融点金属もしくはTaSi2等の高融点金属シリサ
イドを形成し、リソグラフィーとエツチングによってT
a等の高融点金属もしくはTaSi2等の高融点金属シ
リサイドを加工する。第5図(A)において符号21は
その際に用いられるレジストマスクを表す。次に、この
加工されたTa等の高融点金属もしくはTaSi□等の
高融点金属シリサイドをマスクにN+型ポリシリコンを
加工すれば、Nチャネル領域となる部分の上にのみセル
ファラインで2層膜が形成される。ここまで終了した状
態が第5図(B)に示されている。
このような構造とすれば、ゲート電極7の低抵抗化が図
れることになる。
れることになる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもな塾)。
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもな塾)。
[発明の効果]
本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。
て得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである
。
本発明に係る半導体装置は、NチャネルMISFET側
のゲート電極をN型ポリシリコンの1層、またはN型ポ
リシリコンと高融点金属もしくは高融点金属のシリサイ
ドとの2層で構成し、Pチャネル部分 5FET側のゲ
ート電極を高融点金属または高融点金属のシリサイドで
構成するようにしたので、VFBが正となり、Pチャネ
ルMIS側のチャネル部分にボロンイオンを注入しP型
化しなくとも、Vthを所定の値(Vth<O)に設定
できる。その結果、PチャネルMISは表面チャネル型
となり、ショートチャネル効果が緩和される。
のゲート電極をN型ポリシリコンの1層、またはN型ポ
リシリコンと高融点金属もしくは高融点金属のシリサイ
ドとの2層で構成し、Pチャネル部分 5FET側のゲ
ート電極を高融点金属または高融点金属のシリサイドで
構成するようにしたので、VFBが正となり、Pチャネ
ルMIS側のチャネル部分にボロンイオンを注入しP型
化しなくとも、Vthを所定の値(Vth<O)に設定
できる。その結果、PチャネルMISは表面チャネル型
となり、ショートチャネル効果が緩和される。
第1図は本発明に係る半導体装置の実施例を示す一部縦
断面図。 第2図は第1図の半導体装置の製造方法の途中工程を示
す縦断面図、 第3図はゲート電極同士の接続構造の一例を示す半導体
装置の一部縦断面図。 第4図は第1図の半導体装置の応用例を示す一部断面図
。 第5図(A)、(B)は本発明に係る半導体装置の他の
実施例の形成プロセスの一例を示す一部縦断面図である
。 1・・・・半導体基板、8,11・・・・ゲート電極。
断面図。 第2図は第1図の半導体装置の製造方法の途中工程を示
す縦断面図、 第3図はゲート電極同士の接続構造の一例を示す半導体
装置の一部縦断面図。 第4図は第1図の半導体装置の応用例を示す一部断面図
。 第5図(A)、(B)は本発明に係る半導体装置の他の
実施例の形成プロセスの一例を示す一部縦断面図である
。 1・・・・半導体基板、8,11・・・・ゲート電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、相補型MISを備えた半導体装置において、Nチャ
ネルMIS側のゲート電極をN型ポリシリコンの1層、
またはN型ポリシリコンと高融点金属もしくは高融点金
属のシリサイドとの2層で構成し、PチャネルMIS側
のゲート電極を高融点金属または高融点金属のシリサイ
ドで構成したことを特徴とする半導体装置。 2、NチャネルMISおよびPチャネルMISは共にエ
ンハンスメント型として構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。 3、NチャネルMISのゲート電極とPチャネルMIS
のゲート電極との接続は、相互を重畳させることによっ
てなされていることを特徴とする請求項1または請求項
2記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016139A JPH02198167A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1016139A JPH02198167A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02198167A true JPH02198167A (ja) | 1990-08-06 |
Family
ID=11908169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1016139A Pending JPH02198167A (ja) | 1989-01-27 | 1989-01-27 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02198167A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008752A1 (fr) * | 1995-08-25 | 1997-03-06 | Hitachi, Ltd. | Dispositif semiconducteur mis |
| JP2003142601A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-05-16 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のcmos及びその製造方法 |
| JP2004503932A (ja) * | 2000-06-12 | 2004-02-05 | モトローラ・インコーポレイテッド | Cmosプロセスのためのデュアルメタルゲートトランジスタ |
| JP2008300869A (ja) * | 2001-04-11 | 2008-12-11 | Samsung Electronics Co Ltd | デュアルゲートを有するcmos型半導体装置形成方法 |
| WO2009157114A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-01-27 JP JP1016139A patent/JPH02198167A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997008752A1 (fr) * | 1995-08-25 | 1997-03-06 | Hitachi, Ltd. | Dispositif semiconducteur mis |
| JP2004503932A (ja) * | 2000-06-12 | 2004-02-05 | モトローラ・インコーポレイテッド | Cmosプロセスのためのデュアルメタルゲートトランジスタ |
| JP2008300869A (ja) * | 2001-04-11 | 2008-12-11 | Samsung Electronics Co Ltd | デュアルゲートを有するcmos型半導体装置形成方法 |
| JP2003142601A (ja) * | 2001-11-01 | 2003-05-16 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子のcmos及びその製造方法 |
| WO2009157114A1 (ja) * | 2008-06-24 | 2009-12-30 | パナソニック株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
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