JPS607181A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS607181A JPS607181A JP58114556A JP11455683A JPS607181A JP S607181 A JPS607181 A JP S607181A JP 58114556 A JP58114556 A JP 58114556A JP 11455683 A JP11455683 A JP 11455683A JP S607181 A JPS607181 A JP S607181A
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
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】
〔発明の技術分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に多結晶シリ
コンと高融点金属硅化物からなる多層構造の電極及び配
線を有するMO8半導体装置の製造方法に係る。
コンと高融点金属硅化物からなる多層構造の電極及び配
線を有するMO8半導体装置の製造方法に係る。
近年、MO8半導体装置においてはダート電極及び配線
を低抵抗化して高速化を図るために多結晶シリコンと高
融点金属硅化物からなる積層構造(以下、ポリサイド構
造と略称する)が採用されるようになってきている。こ
のポリサイド構造においては、熱酸化時の高融点金属硅
化物の・母ターンの変形による素子特性の劣化を防ぐた
めある程度の厚さの多結晶シリコン膜が必要となるが多
結晶シリコンにドープする不純物濃度を高くし、多結晶
シリコンの膜厚をできるだけ薄く、高融点金属硅化物の
膜厚をできるだけ厚くすることが低抵抗化に有利となる
。
を低抵抗化して高速化を図るために多結晶シリコンと高
融点金属硅化物からなる積層構造(以下、ポリサイド構
造と略称する)が採用されるようになってきている。こ
のポリサイド構造においては、熱酸化時の高融点金属硅
化物の・母ターンの変形による素子特性の劣化を防ぐた
めある程度の厚さの多結晶シリコン膜が必要となるが多
結晶シリコンにドープする不純物濃度を高くし、多結晶
シリコンの膜厚をできるだけ薄く、高融点金属硅化物の
膜厚をできるだけ厚くすることが低抵抗化に有利となる
。
ところで、ポリサイド構造の?−)電極及び配線を形成
するには、半導体基板の素子領域上に絶縁膜を介して不
純物がドープされた多結晶シリコン膜及び高融点金属硅
化物を順次堆積した後、パターニングするわけであるが
、多結晶シリコン膜へ不純物をドープする方法としては
例えばp o c t、を用いた熱拡散による方法、イ
オン注入による方法あるいはCVD法によりドープト多
結晶シリコン膜を堆積する方法が採用されている。しか
し、これらの方法にはそれぞれ以下のような欠点がある
。
するには、半導体基板の素子領域上に絶縁膜を介して不
純物がドープされた多結晶シリコン膜及び高融点金属硅
化物を順次堆積した後、パターニングするわけであるが
、多結晶シリコン膜へ不純物をドープする方法としては
例えばp o c t、を用いた熱拡散による方法、イ
オン注入による方法あるいはCVD法によりドープト多
結晶シリコン膜を堆積する方法が採用されている。しか
し、これらの方法にはそれぞれ以下のような欠点がある
。
まず、pocz、等を用いた熱拡散は最も一般的外方法
であるが、900〜1000℃でp o c t3拡散
を行なうと、多結晶シリコンのグレイン成長が起こり、
多結晶シリコン膜表面に形成されたPSG膜を除去する
際にダレイン間にエッチャントが浸透してダート酸化膜
を侵食し、絶縁耐圧を著しく劣化させ、まだ多結晶シリ
コン膜の膜減りを生じさせる。このため、こうした信頼
性の低下を防ぐためには多結晶シリコン膜の膜厚をある
程度厚くしなければならず低抵抗化に不利となる。一方
、最近では反応性イオンエツチング(RIE)を用いて
高融点金属硅化物及び多結晶シリコン膜を順次エツチン
グしてポリサイド構造のダート電極等を形成するが、多
結晶シリコン膜の膜厚が厚く、しかも熱拡散時にグレイ
ン成長が起こるとRIEによる加工性が悪くなる。
であるが、900〜1000℃でp o c t3拡散
を行なうと、多結晶シリコンのグレイン成長が起こり、
多結晶シリコン膜表面に形成されたPSG膜を除去する
際にダレイン間にエッチャントが浸透してダート酸化膜
を侵食し、絶縁耐圧を著しく劣化させ、まだ多結晶シリ
コン膜の膜減りを生じさせる。このため、こうした信頼
性の低下を防ぐためには多結晶シリコン膜の膜厚をある
程度厚くしなければならず低抵抗化に不利となる。一方
、最近では反応性イオンエツチング(RIE)を用いて
高融点金属硅化物及び多結晶シリコン膜を順次エツチン
グしてポリサイド構造のダート電極等を形成するが、多
結晶シリコン膜の膜厚が厚く、しかも熱拡散時にグレイ
ン成長が起こるとRIEによる加工性が悪くなる。
次に、イオン注入による方法では多結晶シリコン膜の層
抵抗を十分に下げるためには1015〜10”cm”の
非常に高いドーズ量を必要とするため装置上の制約があ
るうえに、高P−ズ量のイオン注入によりダート酸化膜
に欠陥を発生させることがあるという問題点がある。こ
うした欠点は多結晶シリコン膜の膜厚が薄いほど顕著と
なる。
抵抗を十分に下げるためには1015〜10”cm”の
非常に高いドーズ量を必要とするため装置上の制約があ
るうえに、高P−ズ量のイオン注入によりダート酸化膜
に欠陥を発生させることがあるという問題点がある。こ
うした欠点は多結晶シリコン膜の膜厚が薄いほど顕著と
なる。
更に、CVD法によりドープト多結晶シリコン膜を堆積
する方法では、600℃程度の熱処理であるのでグレイ
ン成長は問題とならないが、活性化した不純物原子が多
結晶シリコン膜内に存在する鴨合にはRIEによる異方
性エツチングの際に多結晶シリコン膜にアンダーカット
が生じ易く、寸法制御が困難となる。
する方法では、600℃程度の熱処理であるのでグレイ
ン成長は問題とならないが、活性化した不純物原子が多
結晶シリコン膜内に存在する鴨合にはRIEによる異方
性エツチングの際に多結晶シリコン膜にアンダーカット
が生じ易く、寸法制御が困難となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、多結晶
シリコンと高融点金属硅化物からなる積層構造のダート
電極及び配線を形成するにあたシ、ダート絶縁膜の耐圧
劣化や加工性の低下を招くことなく比抵抗を小さくして
高速化を達成し得る半導体装置の製造方法を提供しよう
とするものである。
シリコンと高融点金属硅化物からなる積層構造のダート
電極及び配線を形成するにあたシ、ダート絶縁膜の耐圧
劣化や加工性の低下を招くことなく比抵抗を小さくして
高速化を達成し得る半導体装置の製造方法を提供しよう
とするものである。
本発明の半導体装置の製造方法は半導体基板の素子領域
表面に絶縁膜を介して不純物をドープしない第1の多結
晶シリコン膜、不純物を高濃度にドープした第2の多結
晶シリコン膜及び高融点金属硅化物を順次積層し、・母
ターニングしてr−ト電極を形成し、ソース、ドレイン
形成用のイオン注入を行なった後、熱処理を施して第2
の多結晶シリコン膜から第1の多結晶シリコン膜へ不純
物を拡散させるとともにソース。
表面に絶縁膜を介して不純物をドープしない第1の多結
晶シリコン膜、不純物を高濃度にドープした第2の多結
晶シリコン膜及び高融点金属硅化物を順次積層し、・母
ターニングしてr−ト電極を形成し、ソース、ドレイン
形成用のイオン注入を行なった後、熱処理を施して第2
の多結晶シリコン膜から第1の多結晶シリコン膜へ不純
物を拡散させるとともにソース。
ドレイン領域を形成することを骨子とするものである。
こうした方法によれば、多結晶シリコン膜に不純物をド
ープする際に、熱拡散あるいはイオン注入を用いないの
で、ダート絶縁膜の耐圧劣化等の問題は生じない。また
、第2の多結晶シリコン膜を薄くすることができるので
、RIEを用いた加工時にアンダカットが生じるおそれ
も少なくなり、寸法制御が容易となる。しだがって、第
1及び第2の多結晶シリコン膜の合計の膜厚を薄くして
低抵抗化することができる。
ープする際に、熱拡散あるいはイオン注入を用いないの
で、ダート絶縁膜の耐圧劣化等の問題は生じない。また
、第2の多結晶シリコン膜を薄くすることができるので
、RIEを用いた加工時にアンダカットが生じるおそれ
も少なくなり、寸法制御が容易となる。しだがって、第
1及び第2の多結晶シリコン膜の合計の膜厚を薄くして
低抵抗化することができる。
以下、本発明をMOS)ランジスタの製造に適用した実
施例を第1図〜第6図を参照して説明する。
施例を第1図〜第6図を参照して説明する。
まず、P型シリコン基板10表面に通常の選択酸化法に
従い、フィールド酸化膜2を形成した後、フィールド酸
化膜2によって囲オれた素子領域表面に厚さ400Xの
熱酸化膜3を形成する(第1図図示)。次に、全面に例
えば600℃前後で5iT(4の熱分解によシネ細物を
P−デしない厚さ100OXの第1の多結晶シリコン膜
4を堆積し、更に連続してSiH4とA、sHlの熱分
解により砒素をドープした厚さ250にの第2の多結晶
シリコン膜5を堆積する。この第2の多結晶シリコン膜
5の砒素濃度は約2.5 X 1021.m−9となる
。つづいて、ス/ぐツタリングにより全面に厚さ300
0χのMoSi膜6を堆積する(第2図図示)。
従い、フィールド酸化膜2を形成した後、フィールド酸
化膜2によって囲オれた素子領域表面に厚さ400Xの
熱酸化膜3を形成する(第1図図示)。次に、全面に例
えば600℃前後で5iT(4の熱分解によシネ細物を
P−デしない厚さ100OXの第1の多結晶シリコン膜
4を堆積し、更に連続してSiH4とA、sHlの熱分
解により砒素をドープした厚さ250にの第2の多結晶
シリコン膜5を堆積する。この第2の多結晶シリコン膜
5の砒素濃度は約2.5 X 1021.m−9となる
。つづいて、ス/ぐツタリングにより全面に厚さ300
0χのMoSi膜6を堆積する(第2図図示)。
次いで、図示しないホトレノスト・母ターンをマスクと
してCt2− O,系のガスを用いた反応性イオンエツ
チング(JtlE)によリックターニングを行ない、第
1の多結晶シリコン膜ノ2ターン4′、第2の多結晶シ
リコン膜/4’ターン5′及びMo51膜・平ターン6
′からなるダート電極7を形成する。
してCt2− O,系のガスを用いた反応性イオンエツ
チング(JtlE)によリックターニングを行ない、第
1の多結晶シリコン膜ノ2ターン4′、第2の多結晶シ
リコン膜/4’ターン5′及びMo51膜・平ターン6
′からなるダート電極7を形成する。
なお、このダート電極7は配線としても使用される(第
3図図示)。
3図図示)。
次いで、前記ホトレジストパターンを除去した後、デー
ト電極7をマスクとして前記熱酸化膜3をエツチング除
去してr−ト酸化膜8を形成し、基板1を露出させた後
、加速エネルギー40keV、ドーズ量3 X 10”
cm−2(D条件で砒素をイオン注入する(第4図図示
)。
ト電極7をマスクとして前記熱酸化膜3をエツチング除
去してr−ト酸化膜8を形成し、基板1を露出させた後
、加速エネルギー40keV、ドーズ量3 X 10”
cm−2(D条件で砒素をイオン注入する(第4図図示
)。
次いで、1000℃のドライ酸素中で30分間熱処理し
、第2の多結晶シリコン膜・ぐターン5′から第1の多
結晶シリコン膜パターン4′へ砒素を拡散させて砒素濃
度の均一化した多結晶シリコン膜パターン9を形成する
とともにイオン注入した砒素を活性化してn+型ソース
、トゝレイン領域1θ、11を形成する。また、この際
基板1表面には熱酸化膜12が形成される(第5図図示
)。
、第2の多結晶シリコン膜・ぐターン5′から第1の多
結晶シリコン膜パターン4′へ砒素を拡散させて砒素濃
度の均一化した多結晶シリコン膜パターン9を形成する
とともにイオン注入した砒素を活性化してn+型ソース
、トゝレイン領域1θ、11を形成する。また、この際
基板1表面には熱酸化膜12が形成される(第5図図示
)。
次いで、通常の方法により全面にCVD酸化膜13を堆
積した後、コンタクトホール14゜14を開孔し、更に
全面にAt膜を蒸着した後、ノリーニングしてkl配線
15.15を形成し、MOS)ランジスタを製造する(
第6図図示)。
積した後、コンタクトホール14゜14を開孔し、更に
全面にAt膜を蒸着した後、ノリーニングしてkl配線
15.15を形成し、MOS)ランジスタを製造する(
第6図図示)。
しかして、本発明方法によれば、ダート電極7を構成す
る多結晶シリコン膜・母ターン9に砒素をドープするた
めに、不純物をドープしていない第1の多結晶シリコン
膜4、堆積時に不純物を高濃度にドープした第2の多結
晶シリコン膜5及びMo5t膜6を順次堆積した後、・
平ターニングし、更に熱処理して砒素を拡散させるとい
う方法をとっているので、p o c t3等を用いた
熱拡散あるいはイオン注入を用いた場合の欠点は生じな
い。すなわち、熱拡散時の多結晶シリコンのグレイン成
長が原因となり、多結晶シリコン膜表面のPSG膜を除
去するために生じるダート酸化膜の絶縁耐圧不良がなく
なり、多結晶シリコン膜の膜減りもなくなるので、信頼
性の低下を防止することができる。また、イオン注入を
用いた場合のようにダート酸化膜に欠陥を発生させるこ
ともない。更に、従来のCVD法により予め不純物がP
−ゾされた多結晶シリコン膜と高融点金属硅化物の二層
構造とする方法の場合には活性化した不純物の存在する
多結晶シリコン膜の膜厚が厚いためRIEによるエツチ
ング時にアンダカットが生じ易く、寸法制御が困難とな
るが、本発明方法では三層構造であるため中間層として
の高濃度に砒素がドープされた第2の多結晶シリコン膜
6の膜厚を約250X程度と非常に薄くでき、アンダカ
ットの発生を防止することができる。
る多結晶シリコン膜・母ターン9に砒素をドープするた
めに、不純物をドープしていない第1の多結晶シリコン
膜4、堆積時に不純物を高濃度にドープした第2の多結
晶シリコン膜5及びMo5t膜6を順次堆積した後、・
平ターニングし、更に熱処理して砒素を拡散させるとい
う方法をとっているので、p o c t3等を用いた
熱拡散あるいはイオン注入を用いた場合の欠点は生じな
い。すなわち、熱拡散時の多結晶シリコンのグレイン成
長が原因となり、多結晶シリコン膜表面のPSG膜を除
去するために生じるダート酸化膜の絶縁耐圧不良がなく
なり、多結晶シリコン膜の膜減りもなくなるので、信頼
性の低下を防止することができる。また、イオン注入を
用いた場合のようにダート酸化膜に欠陥を発生させるこ
ともない。更に、従来のCVD法により予め不純物がP
−ゾされた多結晶シリコン膜と高融点金属硅化物の二層
構造とする方法の場合には活性化した不純物の存在する
多結晶シリコン膜の膜厚が厚いためRIEによるエツチ
ング時にアンダカットが生じ易く、寸法制御が困難とな
るが、本発明方法では三層構造であるため中間層として
の高濃度に砒素がドープされた第2の多結晶シリコン膜
6の膜厚を約250X程度と非常に薄くでき、アンダカ
ットの発生を防止することができる。
以上のようなことから第1及び第2の多結晶シリコン膜
4,5の合■1の膜厚、すなわちケ゛−ト電極7を構成
する多結晶シリコン膜パターン9の膜厚をできるだけ薄
くすることができるので、ポリサイド構造のケ°−ト電
極(及び配線)7の比抵抗を小さくすることができ、素
子及び回路の高速動作が可能となる。
4,5の合■1の膜厚、すなわちケ゛−ト電極7を構成
する多結晶シリコン膜パターン9の膜厚をできるだけ薄
くすることができるので、ポリサイド構造のケ°−ト電
極(及び配線)7の比抵抗を小さくすることができ、素
子及び回路の高速動作が可能となる。
なお、上記実施例では第2図図示の工程で第1及び第2
の多結晶シリコン膜4,5を同一のCVD装置内で連続
的に堆積したが、別々のCVD装置を用いて順次堆積し
てもよい。
の多結晶シリコン膜4,5を同一のCVD装置内で連続
的に堆積したが、別々のCVD装置を用いて順次堆積し
てもよい。
また、上記実施例では示していないが、ダイレクトコン
タクトの配線に本発明方法を適用した場合でも十分良好
なオーミック性を得ることができる。
タクトの配線に本発明方法を適用した場合でも十分良好
なオーミック性を得ることができる。
以上詳述した如く本発明によれば、ダート絶縁膜の耐圧
劣化や加工性の低下を招くことなく比抵抗の小さい、1
51Jサイド構造のr−)電極及び配線を形成すること
ができ、高速化を達成し得る半導体装置の製造方法を提
供できるものである。
劣化や加工性の低下を招くことなく比抵抗の小さい、1
51Jサイド構造のr−)電極及び配線を形成すること
ができ、高速化を達成し得る半導体装置の製造方法を提
供できるものである。
第1図〜第6図は本発明の実施例における7I?リサイ
ド構造のMOS)ランジスタの製造方法を示す断面図で
ある。 1・・・P型シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜
、3・・・熱酸化膜、4・・・第1の多結晶シリコン膜
、4′・・・@1の多結晶シリコン膜・ぐターン、5・
・第2の多結晶シリコン膜、5′・・・第2の多結晶シ
リコン膜ノぞターン、6・・・Mo S i fil
、 6’・・・vos+膜ノfターン、7・・・r−上
電極、8・・・ダート酸化膜、9・・・多結晶シリコン
膜ノ4ターフ、10.11・・・n+型ソース、ドレイ
ン領域、12・・・熱酸化膜、13・・・CVD酸化膜
、14・・・コンタクトホ・−ル、15・・・At配線
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦1 第1図 第2図 第3図 一4二
ド構造のMOS)ランジスタの製造方法を示す断面図で
ある。 1・・・P型シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜
、3・・・熱酸化膜、4・・・第1の多結晶シリコン膜
、4′・・・@1の多結晶シリコン膜・ぐターン、5・
・第2の多結晶シリコン膜、5′・・・第2の多結晶シ
リコン膜ノぞターン、6・・・Mo S i fil
、 6’・・・vos+膜ノfターン、7・・・r−上
電極、8・・・ダート酸化膜、9・・・多結晶シリコン
膜ノ4ターフ、10.11・・・n+型ソース、ドレイ
ン領域、12・・・熱酸化膜、13・・・CVD酸化膜
、14・・・コンタクトホ・−ル、15・・・At配線
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦1 第1図 第2図 第3図 一4二
Claims (1)
- 一導電型の半導体基板の素子領域表面に絶縁膜を形成す
る工程と、全面に不純物をドープしない第1の多結晶シ
リコン膜、不純物を高濃度にドープした第2の多結晶シ
リコン膜及び高融点金属硅化物を順次堆積する工程と、
これらを順次/4’ターニングしてダート電極を形成す
る工程と、該r−)電極をマスクとして基板と逆導電型
の不純物をイオン注入する工程と、熱処理を施して前記
第2の多結晶シリコン膜から第1の多結晶シリコン膜へ
不純物を拡散させるとともに前記イオン注入層を活性化
してソース、ドレイン領域を形成する工程とを具備した
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 |
|---|---|---|---|
| JP58114556A JPS607181A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58114556A JPS607181A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS607181A true JPS607181A (ja) | 1985-01-14 |
Family
ID=14640756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58114556A Pending JPS607181A (ja) | 1983-06-25 | 1983-06-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS607181A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61276264A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02142178A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-31 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1983
- 1983-06-25 JP JP58114556A patent/JPS607181A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61276264A (ja) * | 1985-05-30 | 1986-12-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02142178A (ja) * | 1988-11-22 | 1990-05-31 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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