JPH0227728A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野1
本発明は、半導体装置の構造、詳しくは配線の構造に関
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application 1] The present invention relates to the structure of a semiconductor device, and more particularly to the structure of wiring.
[従来の技術]
従来の半導体装置、特にLMビット以上の集積度を持つ
SRAMでは、日立評論VOL、7ONo、l (1
988−2)のLMビットスタティックRAM HM
628128で紹介されているように3層の多結晶シリ
コン構造が用いら・れている、第1.2層はポリサイド
(多結晶シリコンとシリサイドの積層構造)であり、第
1層はゲート電極、ワード線、配線、第2層は二重ワー
ド線。[Prior art] Conventional semiconductor devices, especially SRAMs with a degree of integration higher than LM bits, are known as Hitachi Review VOL, 7ON No. l (1
988-2) LM bit static RAM HM
As introduced in 628128, a three-layer polycrystalline silicon structure is used.The first and second layers are polycide (a stacked structure of polycrystalline silicon and silicide), and the first layer is a gate electrode, Word line, wiring, second layer is double word line.
セルGND配線、配線、第3層は高抵抗負荷用である。The cell GND wiring, wiring, and third layer are for high resistance loads.
〔発明が解決しようとする課題]
しかしながら、前述の従来技術では、大きな課題が残さ
れている。それは第2層のポリサイドの材料選択である
。第2層のポリサイドは、配線材料として低抵抗が望ま
れ、且つ多層構造の平坦性から薄膜化が望まれる。低抵
抗材料として注目されているのはチタンシリサイドであ
るが、このチタンシリサイドはフッ酸に溶解し易く、チ
タンシリサイド上に他の配線材料を形成するときに1表
面の自然酸化膜の除去を目的としたフッ酸前洗浄ができ
ず接触不良を引き起こす、このような問題を解決しよう
として、例^ばモリブデンシリサイドのような耐フッ酸
性のシリサイドを用いれば、今度は低い抵抗をえるため
に膜厚を増やさなければならず、これは先はど述べたよ
うに多層構造の面から好ましくない。[Problems to be Solved by the Invention] However, the above-mentioned conventional techniques still have major problems to solve. It is the material selection for the second layer of polycide. The second layer of polycide is desired to have low resistance as a wiring material, and is also desired to be thin from the viewpoint of flatness of the multilayer structure. Titanium silicide is attracting attention as a low-resistance material, but this titanium silicide is easily dissolved in hydrofluoric acid and is used to remove the natural oxide film on one surface when forming other wiring materials on titanium silicide. In an attempt to solve the problem of not being able to perform pre-cleaning with hydrofluoric acid and causing poor contact, for example, if a hydrofluoric acid-resistant silicide such as molybdenum silicide is used, the film thickness can be increased to obtain low resistance. As mentioned above, this is not preferable from the viewpoint of the multilayer structure.
そこで、本発明はこのような課題を解決しようとするも
ので、その目的とするところは、低抵抗を保ち、且つ、
フッ酸前洗浄にたいして安定な配線構造を有する半導体
装置を提供するところにある。Therefore, the present invention attempts to solve such problems, and its purpose is to maintain low resistance and,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a wiring structure that is stable against hydrofluoric acid pre-cleaning.
L課題を解決するための手段]
本発明の半導体装置は、下層多結晶シリコン上層耐フッ
酸性高融点金属もしくはそのシリサイドであり、前記下
層多結晶シリコンの側壁部には、チタンシリサイドが形
成されている事を特徴とする。L Means for Solving the Problems] The semiconductor device of the present invention is a lower polycrystalline silicon upper layer made of a hydrofluoric acid-resistant high melting point metal or its silicide, and titanium silicide is formed on the sidewalls of the lower polycrystalline silicon. It is characterized by the presence of
側壁部のみにチタンシリサイド′が形成された多結晶シ
リコン配JiI)llI造を有する事を特徴とする。It is characterized by having a polycrystalline silicon structure in which titanium silicide is formed only on the side walls.
以下1本発明の実施例を図面により詳細に説明する。第
1図(a)、(b)は、本発明による半導体装置の断面
図であり、同図において、101はP形シリコン基板、
102は素子分離用酸化膜、103はゲート酸化膜、1
04はゲート電極(多結晶シリコン104′とモリブデ
ンシリサイド104”の積層ポリサイド)、105は低
濃度n型不純物拡散層、106は絶縁膜サイドウオール
、107は高濃度n型不純物拡散層(ソース・ドレイン
)、tOSは第1の層間絶縁用酸化膜である。109は
第1の配線材料であり詳しくは、第1図(b)に示した
ように、下層がi ooo−2000人、n型の不純物
がドープされた多結晶シリコン109′、上層が200
−500人のモリブデンシリサイド109″からなる2
層積層で、前記下層多結晶シリコンの側壁にはチタンシ
リサイド109′″が形成された構造であり、前記第1
の層M絶線層#Iと禮108の一部lご設けられた第1
のコンタクトホールILOを介して前記ソース・ドレイ
ン107に接続される。111は高抵抗用多結晶シリコ
ンであり、第2の眉間絶縁用酸化膜112の一部に設け
られた第2のフンタクトホール113を介して前記第1
の配線材料109に接続される。114は第2の配線材
料であり下層チタンナイトライド114′、上層Al1
4″の積層構造であり、第3の眉間絶縁用酸化膜115
及び、前記第2の眉間絶縁用酸化M112の一部に連続
して形成された第3のコンタクトホール116を介して
前記第1の配線材料109に接続され、また前記第3の
眉間絶縁用酸化膜115、前記第2の眉間絶縁用酸化膜
112、及び前記第3の層間絶縁用酸化[1115の一
部に連続して形成された第4のコンタクトホール117
を介して前記ソース、ドレイン107に接続される。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 1(a) and 1(b) are cross-sectional views of a semiconductor device according to the present invention, in which 101 is a P-type silicon substrate;
102 is an oxide film for element isolation, 103 is a gate oxide film, 1
04 is a gate electrode (laminated polycide of polycrystalline silicon 104' and molybdenum silicide 104''), 105 is a low concentration n-type impurity diffusion layer, 106 is an insulating film sidewall, and 107 is a high concentration n-type impurity diffusion layer (source/drain). ), tOS is the first interlayer insulating oxide film. 109 is the first wiring material, and in detail, as shown in FIG. Polycrystalline silicon 109' doped with impurities, upper layer 200
- 2 consisting of 500 molybdenum silicide 109″
It has a structure in which titanium silicide 109'' is formed on the side wall of the lower polycrystalline silicon layer in a layered structure, and the first
Layer M of disconnection layer #I and part of the layer 108 are provided in the first
It is connected to the source/drain 107 through a contact hole ILO. Reference numeral 111 is a high-resistance polycrystalline silicon, which is connected to the first through a second hole 113 provided in a part of the second glabella insulating oxide film 112.
It is connected to the wiring material 109 of. 114 is a second wiring material, which includes a lower layer titanium nitride 114' and an upper layer Al1.
4″ laminated structure, with a third glabellar insulating oxide film 115.
and is connected to the first wiring material 109 through a third contact hole 116 continuously formed in a part of the second glabellar insulating oxide M112; A fourth contact hole 117 continuously formed in a part of the film 115, the second glabella insulating oxide film 112, and the third interlayer insulating oxide film 1115.
It is connected to the source and drain 107 via.
次に本発明の半導体装置の製造方法、特に第1の配線材
料109の形成方法について詳細に説明する。第1のコ
ンタクトホール110を形成した後、全面に化学的気相
成長法で1000−2000人の多結晶シリコン109
′を形成する0次に全面に砒素あるいはリン等のn型不
純物をイオン注入し900−1000℃でアニールを行
なう。Next, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, particularly a method for forming the first wiring material 109, will be described in detail. After forming the first contact hole 110, 1000-2000 polycrystalline silicon 109 is deposited on the entire surface by chemical vapor deposition.
An n-type impurity such as arsenic or phosphorus is ion-implanted into the entire surface of the 0th order where 0 is to be formed, and annealing is performed at 900-1000°C.
スパッタ法によりモリブデンシリサイド109″を20
0−500人形成し、レジストパターンを用いて、前記
モリブデンシリサイド109″及び前記多結晶シリコン
109′をエツチングする。20" molybdenum silicide 109" by sputtering method
The molybdenum silicide 109'' and the polycrystalline silicon 109' are etched using a resist pattern.
レジストパターンを除去した後、600−1000人の
チタンをスパック法で形成し、ハロゲンランプを用い7
00−800℃でアニールを行なうことで、前記チタン
は前記下層の多結晶シリコン109′の側壁のみと反応
し、(上面はモリブデンシリサイド109″が存在する
ために反応は起こらない)チタンシリサイド109′″
を形成する。未反応チタンはアンモニア、過酸化水素の
混合液でエツチング除去する。After removing the resist pattern, 600-1000 pieces of titanium were formed using the spackle method and exposed using a halogen lamp.
By annealing at 00-800°C, the titanium reacts only with the sidewalls of the underlying polycrystalline silicon 109' (no reaction occurs on the top surface due to the presence of molybdenum silicide 109'). ″
form. Unreacted titanium is removed by etching with a mixture of ammonia and hydrogen peroxide.
以上実施例に基ず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い。Although the present invention has been specifically explained based on the embodiments above, it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof.
例^ば、耐フッ酸性物質はモリブデンシリサイド以外で
も、Mo、N i、Co、W、P を等の高融点金属も
しくはそのシリサイドであってもよい。For example, the hydrofluoric acid-resistant substance may be a high melting point metal such as Mo, Ni, Co, W, or P, or a silicide thereof, in addition to molybdenum silicide.
[発明の効果]
以上述べたように、本発明に依れば、側壁に設けられた
チタンシリサイド層により低抵抗化が図れ、他の配線材
料との接続はモリブデンシリサイドにより行なうことが
できるため、従来のような接触不良の問題は回避できる
という多大な効果を有する。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the resistance can be lowered by the titanium silicide layer provided on the sidewall, and connections with other wiring materials can be made using molybdenum silicide. This has the great effect of avoiding the conventional problem of poor contact.
第1図(a)、(b)は、本発明の半導体装置の構造を
示す断面図。
101 ・
102 ・
103 ・
104 ・
104′
104″
105 ・
106 ・
107 ・
・p型シリコン基板
・素子分離用酸化膜
・ゲート酸化膜
・ゲート電極
・多結晶シリコン
・モリブデンシリサイド
・低濃度n型不純物拡散層
・絶縁膜サイドウオール
・高濃度n型不純物拡散層(ソー
図面:つ浄書(内容に変!!!なし)
709°′
/
109′
第
図
108 ・
109 ・
109′
109″
110 ・
1 1、 1 ・
112 ・
113 ・
114 ・
114’
115 ・
116 ・
117 ・
ス・ドレイン)
第1の層間絶縁用酸化膜
第1の配線材料
多結晶シリコン
モリブデンシリサイド
チタンシリサイド
第1のフンタクトホール
高抵抗用多結晶シリコン
第2の眉間絶縁用酸化膜
第2のコンタクトホール
第2の配線材料
チタンナイトライド
L
第3の層間絶縁用酸化膜
第3のコンタクトホール
第4のコンタクトホール
以
出願人 セイコーエプソン株式会社
代理人 弁理士 上 柳 雅 誉(他1名)手続補正書
(方式)
事件の表示 昭和63年 特許層
発明の名称 半 導 体 装 置
第177911号
3゜
補正する者
事件との関係 特許出願人
◎163東京都新宿区西新宿2丁目4番1号(236)
セイコーエプソン株式会社代表取締役 中 村
恒 也
46代理人
7゜
補正の内容
願書に最初に添付した図面の浄書
(内容に変更なし)FIGS. 1(a) and 1(b) are cross-sectional views showing the structure of a semiconductor device of the present invention. 101 ・ 102 ・ 103 ・ 104 ・ 104'104'' 105 ・ 106 ・ 107 ・ ・P-type silicon substrate, oxide film for element isolation, gate oxide film, gate electrode, polycrystalline silicon, molybdenum silicide, low concentration n-type impurity diffusion Layer, insulating film sidewall, high concentration n-type impurity diffusion layer (saw drawing: 1 engraving (no change!!!) 709°' / 109' Figure 108 ・ 109 ・ 109'109'' 110 ・ 1 1, 1 ・ 112 ・ 113 ・ 114 ・ 114' 115 ・ 116 ・ 117 ・ S/Drain) First oxide film for interlayer insulation First wiring material Polycrystalline silicon Molybdenum silicide Titanium silicide First hole Crystalline silicon Second oxide film for insulation between eyebrows Second contact hole Second wiring material Titanium nitride L Third oxide film for interlayer insulation Third contact hole Fourth contact hole Applicant: Seiko Epson Corporation Agent Person Patent attorney Masatoshi Kamiyanagi (and 1 other person) Procedural amendment (method) Case description 1988 Name of patent layer invention Semiconductor device No. 177911 3゜Relationship with the person making the amendment Patent applicant◎ 163 2-4-1 Nishi-Shinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo (236)
Seiko Epson Corporation Representative Director Nakamura
Kouya 46 Agent 7゜Contents of the amendment Engraving of the drawings originally attached to the application (no changes to the contents)
Claims (1)
はそのシリサイドであり、前記下層多結晶シリコンの側
壁部には、チタンシリサイドが形成されている事を特徴
とする半導体装置。1. A semiconductor device comprising a lower layer of polycrystalline silicon, an upper layer of a hydrofluoric acid-resistant high melting point metal or a silicide thereof, and a sidewall of the lower layer of polycrystalline silicon is formed with titanium silicide.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP63177911A JPH0227728A (en) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | Semiconductor device |
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|---|---|---|---|
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| JPH0227728A true JPH0227728A (en) | 1990-01-30 |
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|---|---|
| JP (1) | JPH0227728A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600153A (en) * | 1994-10-07 | 1997-02-04 | Micron Technology, Inc. | Conductive polysilicon lines and thin film transistors |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP63177911A patent/JPH0227728A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600153A (en) * | 1994-10-07 | 1997-02-04 | Micron Technology, Inc. | Conductive polysilicon lines and thin film transistors |
| US5658807A (en) * | 1994-10-07 | 1997-08-19 | Micron Technology, Inc. | Methods of forming conductive polysilicon lines and bottom gated thin film transistors |
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