JPH02257642A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02257642A JPH02257642A JP7979889A JP7979889A JPH02257642A JP H02257642 A JPH02257642 A JP H02257642A JP 7979889 A JP7979889 A JP 7979889A JP 7979889 A JP7979889 A JP 7979889A JP H02257642 A JPH02257642 A JP H02257642A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(イ)産業上の利用分野
この発明は半導体装置の製造方法に関し、更に詳しくは
タングステン等の純金属膜をソース、ドレイン拡散層上
に有するとともに、ゲートの1部として使用する際の、
眉間絶縁膜の形成技術およびその熱処理技術の改良に関
するしのである。
タングステン等の純金属膜をソース、ドレイン拡散層上
に有するとともに、ゲートの1部として使用する際の、
眉間絶縁膜の形成技術およびその熱処理技術の改良に関
するしのである。
(ロ)従来の技術
近年、LSIの高果漬化により、その配線はより微細化
し、その抵抗の増加による遅延が問題になっている。こ
のノニめ、MOSトランジスタのゲートには多結晶シリ
コンからノリサイドへより低抵抗の材料を使う方向に技
術動向か進んでいる。
し、その抵抗の増加による遅延が問題になっている。こ
のノニめ、MOSトランジスタのゲートには多結晶シリ
コンからノリサイドへより低抵抗の材料を使う方向に技
術動向か進んでいる。
そして、さらにタングステン等の純金@膜を使うことに
より配線抵抗の低減化が図れ、また、ソース、ドレイン
となる拡散膜上に純金属の層を貼着することによってコ
ンタク・ト抵抗、拡散層抵抗を低減でき、さらに純金属
膜をゲート材料の1つとしてゲート絶縁膜上に使用する
場合には、やはり固在の仕事関数によってトランジスタ
の駆動が増加するためにそれらの検討が進められている
。
より配線抵抗の低減化が図れ、また、ソース、ドレイン
となる拡散膜上に純金属の層を貼着することによってコ
ンタク・ト抵抗、拡散層抵抗を低減でき、さらに純金属
膜をゲート材料の1つとしてゲート絶縁膜上に使用する
場合には、やはり固在の仕事関数によってトランジスタ
の駆動が増加するためにそれらの検討が進められている
。
しかし、純金属膜上の層間絶縁膜を介して配線部を形成
するために純金属膜上に層間絶縁膜を形成する時、ある
いは層間絶縁膜のアニールをおこなう時に遭遇する高温
、酸化雰囲気は、その純金属膜の酸化を引き起こし、そ
れによって抵抗が蕃しく増加するという現染が生しる。
するために純金属膜上に層間絶縁膜を形成する時、ある
いは層間絶縁膜のアニールをおこなう時に遭遇する高温
、酸化雰囲気は、その純金属膜の酸化を引き起こし、そ
れによって抵抗が蕃しく増加するという現染が生しる。
しかし、その上に直接絶縁膜を形成する際に:i、純金
属膜との密着性が悪いことから、絶縁膜を純金属膜上に
形成した後に熱ストレスあるいは絶縁膜のバターニング
をおこなうと、両者のはがれを生じ、そイ′1によって
絶縁膜上に形成さイーる配線部の信頼性を低下させる結
果になる。
属膜との密着性が悪いことから、絶縁膜を純金属膜上に
形成した後に熱ストレスあるいは絶縁膜のバターニング
をおこなうと、両者のはがれを生じ、そイ′1によって
絶縁膜上に形成さイーる配線部の信頼性を低下させる結
果になる。
従って、このような純金属膜の酸化や絶縁膜とのはがれ
を防止するため、純金属膜の窒化あるいはシリサイド化
をおこなうことが好ましい。
を防止するため、純金属膜の窒化あるいはシリサイド化
をおこなうことが好ましい。
(ハ)発明か解決しようとする課題
しかし、純金属膜は窒化あるいはソリサイド化されると
、その比抵抗が増加するおそれがあるとと乙に、純金属
膜本来の仕事関数ら変化して意図したゲート絶縁膜との
界面での特性を得るのが難しい。
、その比抵抗が増加するおそれがあるとと乙に、純金属
膜本来の仕事関数ら変化して意図したゲート絶縁膜との
界面での特性を得るのが難しい。
この発明は、純金属膜をソース、ドレイン拡散層上に配
設したり、ゲートの1部として使用するときに、配線部
の信頼性を低下させることなくゲート界面でのコンタク
ト特性を推持できろ半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものでめる。
設したり、ゲートの1部として使用するときに、配線部
の信頼性を低下させることなくゲート界面でのコンタク
ト特性を推持できろ半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものでめる。
(ニ)課題を解決するための手段および作用この発明は
、シリコン基板上の、ソースおよびトレインとする領域
上とこれらソース、ドレイン領域間のゲートNtM上に
、V、Cr、NilMo。
、シリコン基板上の、ソースおよびトレインとする領域
上とこれらソース、ドレイン領域間のゲートNtM上に
、V、Cr、NilMo。
Ta、W等の純金属被膜を形成し、次いで、純金属被膜
に低エネルギーでチッ素NあるいはシリコンSiイオン
注入をおこない、純金属被膜の表面近傍にNリッチな層
あるいはSiリッチな層を形成し、しかる後、CVD法
により純金属被膜を含むシリコン基板上全面に絶縁層を
形成し、その後、純金@波膜上の絶縁層を開口して配線
部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
に低エネルギーでチッ素NあるいはシリコンSiイオン
注入をおこない、純金属被膜の表面近傍にNリッチな層
あるいはSiリッチな層を形成し、しかる後、CVD法
により純金属被膜を含むシリコン基板上全面に絶縁層を
形成し、その後、純金@波膜上の絶縁層を開口して配線
部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法で
ある。
すなわち、この発明は、純金属膜の表面に、低エネルギ
ーでシリコンあるいは窒素をイオン注入することにより
、純金属膜表面のごく浅い部分のみにSiリッチな層や
Nリッチな層を影成し、それによって純金属膜表面の酸
化を純金属膜全体の抵抗を大きく変化させることなく防
止できるとともに、純金属膜とその上の眉間絶縁膜との
密着性の向上を図ることができる。また、純金属膜全体
のシリサイド化あるいは窒化をおこなうのではなくてご
く薄いS1リツチな層あるいはNリッチな層を純金属膜
表面に形成するようにしたので、純金属膜本来の特性を
変化させることがない。
ーでシリコンあるいは窒素をイオン注入することにより
、純金属膜表面のごく浅い部分のみにSiリッチな層や
Nリッチな層を影成し、それによって純金属膜表面の酸
化を純金属膜全体の抵抗を大きく変化させることなく防
止できるとともに、純金属膜とその上の眉間絶縁膜との
密着性の向上を図ることができる。また、純金属膜全体
のシリサイド化あるいは窒化をおこなうのではなくてご
く薄いS1リツチな層あるいはNリッチな層を純金属膜
表面に形成するようにしたので、純金属膜本来の特性を
変化させることがない。
この発明における低エネルギーとは、純金属がタングス
テンWの場合lO〜50KeVのイオン注入エネルギー
を意味するものであり、この値は適宜材料を変えること
によって、適正なエネルギーを遣損する必要がある。
テンWの場合lO〜50KeVのイオン注入エネルギー
を意味するものであり、この値は適宜材料を変えること
によって、適正なエネルギーを遣損する必要がある。
(ホ)実施例
以下図面にもとづいてこの発明の一実施例を詳述する。
なお、それによってその発明は限定されるものではない
。
。
第1図(d)において、LDDトランジスタは、シリコ
ン基tlicl上のソース、ドレイン領域上に形成され
た低抵抗のタングステンFJ(以下WFIという)2a
と、リンをドーピングしたポリシリコンP13上に形成
された低抵抗のW層2bと、これらW層2a 2bの
表面近傍に形成された60人7の極薄のシリコンリッチ
な層4a、4.bと、〜V層2a、2b上にシリコンリ
ッチを層4b、4bを介して配設され/′:層間絶縁膜
としてのシリコン酸化膜(SiO!膜)5と、各シリコ
ンリッチな層4a、4bの直上にそれぞれコンタクトホ
ール6ユ、6bを介して配線されたアルミニウム配線部
7a、7bとからなる。なお、8はS i Otの素子
分離用絶縁層であるフィールド酸化膜、9はポリシリコ
ンFJ3の5iftからなるサイドウオール、【0はS
i Otのゲート酸化膜である。
ン基tlicl上のソース、ドレイン領域上に形成され
た低抵抗のタングステンFJ(以下WFIという)2a
と、リンをドーピングしたポリシリコンP13上に形成
された低抵抗のW層2bと、これらW層2a 2bの
表面近傍に形成された60人7の極薄のシリコンリッチ
な層4a、4.bと、〜V層2a、2b上にシリコンリ
ッチを層4b、4bを介して配設され/′:層間絶縁膜
としてのシリコン酸化膜(SiO!膜)5と、各シリコ
ンリッチな層4a、4bの直上にそれぞれコンタクトホ
ール6ユ、6bを介して配線されたアルミニウム配線部
7a、7bとからなる。なお、8はS i Otの素子
分離用絶縁層であるフィールド酸化膜、9はポリシリコ
ンFJ3の5iftからなるサイドウオール、【0はS
i Otのゲート酸化膜である。
以下、製造方法について説明する。
まず、フィールド酸化膜8と、ソース、ドレイン拡散層
と、ゲート酸化膜lOおよびボリンリフン層3と、その
サイドウオール9とからなるソリコン基板1をaするL
DD構造のトランジスタを形成した後、第1図(a)に
示すように、ソース、ドレイン上およびボリンリコン層
3上に公知のCVD法を用いて選択的に低抵抗のW膜2
a、2bを形成する。
と、ゲート酸化膜lOおよびボリンリフン層3と、その
サイドウオール9とからなるソリコン基板1をaするL
DD構造のトランジスタを形成した後、第1図(a)に
示すように、ソース、ドレイン上およびボリンリコン層
3上に公知のCVD法を用いて選択的に低抵抗のW膜2
a、2bを形成する。
次に、シリコンイオンを、主人してW膜2a、2bの表
面に四<f曵いシリコンリッチな層2a、2bを形成す
る。この際、Slの注入条件を注入エネルギー20ke
V、注入量[X l O”am−’に設定することによ
りW膜2a、2bの表面が約60人の極薄の厚みにわた
ってシリコンリッチな層4a。
面に四<f曵いシリコンリッチな層2a、2bを形成す
る。この際、Slの注入条件を注入エネルギー20ke
V、注入量[X l O”am−’に設定することによ
りW膜2a、2bの表面が約60人の極薄の厚みにわた
ってシリコンリッチな層4a。
4bが形成される[第1図(b)参照]。
次に、表面がシリコンリッチになったW膜2a2b上に
シリコン酸化膜の層間絶縁膜5を3000人の享さに形
成する。この際、シリコン酸化膜5は、SiLガスとO
,ガスを原料にプラズマを用いた公知のCVD法により
400℃に加熱されたシリコン基Vi、l上に形成され
る[第1図(c)参照]。
シリコン酸化膜の層間絶縁膜5を3000人の享さに形
成する。この際、シリコン酸化膜5は、SiLガスとO
,ガスを原料にプラズマを用いた公知のCVD法により
400℃に加熱されたシリコン基Vi、l上に形成され
る[第1図(c)参照]。
最後に、公知の配線形成技術にもとづき、W膜2a、2
b上に位置する絶縁膜部分にそれぞれコンタクトホール
6a、6bを形成し、その後、コンタクトホール6a、
6bを介して絶縁膜5上にスパッタ法により約1μmの
厚さにA1合金を積層し、パターニングをおこなって配
線部?a、7bを形成する[第1図(d)参照コ。
b上に位置する絶縁膜部分にそれぞれコンタクトホール
6a、6bを形成し、その後、コンタクトホール6a、
6bを介して絶縁膜5上にスパッタ法により約1μmの
厚さにA1合金を積層し、パターニングをおこなって配
線部?a、7bを形成する[第1図(d)参照コ。
このように本実施例では、W膜2a、2bJ二にCVD
法により層間絶縁膜としての5ift膜5を形成する際
に、そのW膜の表面に0.ガスににる酸化によりWOx
の絶縁膜が形成されるのを、S10.膜5を形成する前
にW膜2a、2bの表面近傍に低エネルギーでシリコン
イオンの注入をおこない、それによってW層2a、2b
の極く浅い表面にSiリッチな層4a、4bを形成する
よう1こしたこと(こよって駆出した乙のである。これ
によりW膜2a、2bの表面の酸化をW膜全体の抵抗を
大きく変化させることなく防止できるとともに、Siリ
ッチな層−4a、4bを介してW膜2ユ、2bと5iO
z膜5との密着性を向上できる。
法により層間絶縁膜としての5ift膜5を形成する際
に、そのW膜の表面に0.ガスににる酸化によりWOx
の絶縁膜が形成されるのを、S10.膜5を形成する前
にW膜2a、2bの表面近傍に低エネルギーでシリコン
イオンの注入をおこない、それによってW層2a、2b
の極く浅い表面にSiリッチな層4a、4bを形成する
よう1こしたこと(こよって駆出した乙のである。これ
によりW膜2a、2bの表面の酸化をW膜全体の抵抗を
大きく変化させることなく防止できるとともに、Siリ
ッチな層−4a、4bを介してW膜2ユ、2bと5iO
z膜5との密着性を向上できる。
また、Siリッチな層4a、4bを形成してもW膜2a
、2bの仕事関数を変化させることなくゲート絶縁膜1
0との界面での特性を維持できるらのであり、その結果
トランジスタ特性の変化を防止できる。
、2bの仕事関数を変化させることなくゲート絶縁膜1
0との界面での特性を維持できるらのであり、その結果
トランジスタ特性の変化を防止できる。
なお本実施例では、純金属波膜のけ科としてタングステ
ンWを用いたものを示しfこが、池にV。
ンWを用いたものを示しfこが、池にV。
Cr、Ni、Mo、Ta等を用いても良い。
また本実惜例では、W層の表面をシリコンリッチ化した
乙のを示したか、チッ素イオンを注入することによって
W膜表面のNリッチ化をおこなうようにしても良い。
乙のを示したか、チッ素イオンを注入することによって
W膜表面のNリッチ化をおこなうようにしても良い。
さらに、V、 Cr、Ni、:’vlo、Ta等を用い
た際にもそれらの表面のNリッチ化あるいはSiリッチ
化をおこなうようにすることはいうまでらない。
た際にもそれらの表面のNリッチ化あるいはSiリッチ
化をおこなうようにすることはいうまでらない。
(へ)発明の効果
以上にようにこの発明によれば、半導体基板上に形成さ
れた、純金属波膜を有する半導体装置において、その純
金属被膜上に層間絶縁膜を形成する前あるいは熱処理を
行う前にその純金属波膜の表面近傍に低エネルギーでイ
オン注入をおこなって純金属膜表面の極く浅い部分のみ
にSiリッチな層やNリッチな層を形成するようにした
ので、純金属表面の酸化を純金属全体の比抵抗を大きく
変化させることなく防止できるとと乙に、Siリッチな
層やNリッチな層を介して純金属膜とその上の層間絶縁
膜との密着性を向上でき、配線部の信頼性を向上できる
効果がある。また、純金属膜の内部の変質を抑制でき、
その仕事関数を変化させることがないため、トランジス
タ特性の変化を防止できる効果がある。
れた、純金属波膜を有する半導体装置において、その純
金属被膜上に層間絶縁膜を形成する前あるいは熱処理を
行う前にその純金属波膜の表面近傍に低エネルギーでイ
オン注入をおこなって純金属膜表面の極く浅い部分のみ
にSiリッチな層やNリッチな層を形成するようにした
ので、純金属表面の酸化を純金属全体の比抵抗を大きく
変化させることなく防止できるとと乙に、Siリッチな
層やNリッチな層を介して純金属膜とその上の層間絶縁
膜との密着性を向上でき、配線部の信頼性を向上できる
効果がある。また、純金属膜の内部の変質を抑制でき、
その仕事関数を変化させることがないため、トランジス
タ特性の変化を防止できる効果がある。
第1図はこの発明の一実施例を示す製造工作説明図であ
る。 1・・・・・・ソリコン基板、2a、2b・・・・・・
W層、3・・・・・ボリンリコン層、 4a、4b・・・・・・シリコンリッチな層、5・・・
・シリコン酸化膜、 6a、6b・・・・・・コンタクトホール、7a、7b
・・・・アルミニウム配線部、10・・・・・・ゲート
酸化膜。 筐 図 (a) (b) ヂ 図 (C) (d)
る。 1・・・・・・ソリコン基板、2a、2b・・・・・・
W層、3・・・・・ボリンリコン層、 4a、4b・・・・・・シリコンリッチな層、5・・・
・シリコン酸化膜、 6a、6b・・・・・・コンタクトホール、7a、7b
・・・・アルミニウム配線部、10・・・・・・ゲート
酸化膜。 筐 図 (a) (b) ヂ 図 (C) (d)
Claims (1)
- 1、シリコン基板上の、ソースおよびドレインとする領
域上とこれらソース、ドレイン領域間のゲート電極上に
、純金属被膜を形成し、次いで、純金属被膜に低エネル
ギーでチッ素NあるいはシリコンSiイオン注入をおこ
ない、しかる後、CVD法により純金属被膜を含むシリ
コン基板上全面に絶縁層を形成し、その後、純金属被膜
上の絶縁層を開口して配線部を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7979889A JPH0770725B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7979889A JPH0770725B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02257642A true JPH02257642A (ja) | 1990-10-18 |
| JPH0770725B2 JPH0770725B2 (ja) | 1995-07-31 |
Family
ID=13700240
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7979889A Expired - Fee Related JPH0770725B2 (ja) | 1989-03-29 | 1989-03-29 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0770725B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
| US5635746A (en) * | 1995-07-06 | 1997-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device comprising a salicide structure |
| US20120147519A1 (en) * | 2008-08-20 | 2012-06-14 | Hynix Semiconductor Inc. | Electrode in semiconductor device, capacitor and method of fabricating the same |
-
1989
- 1989-03-29 JP JP7979889A patent/JPH0770725B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5518936A (en) * | 1992-05-12 | 1996-05-21 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for producing metal wirings on an insulating substrate |
| US5635746A (en) * | 1995-07-06 | 1997-06-03 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device comprising a salicide structure |
| US5956617A (en) * | 1995-07-06 | 1999-09-21 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a semiconductor device employing salicide technology |
| US20120147519A1 (en) * | 2008-08-20 | 2012-06-14 | Hynix Semiconductor Inc. | Electrode in semiconductor device, capacitor and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0770725B2 (ja) | 1995-07-31 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
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