JPS61276264A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

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の製造方法に関し、特に層間絶縁膜
を改良して装置の信頼性の向上を図ったＭＯ８型電界効
果トランジスタを有する半導体装置の製造方法に関する
。

〔従来の技術〕

ＭＯａ型電界効果トランジスタを有する半導体装置の製
造方法として、従来から第２図四〜（ｑに示す方法が用
いられている。

即ち、同図（５）のように、−の導電型のシリコン基板
１の主面に選択酸化法を用いて二酸化シリコンからなる
フィールド絶縁膜２を形成し、続いて熱酸化法によシ二
酸化シリコンからなるゲート絶縁膜３を形成する。そし
て、リン等の不純物をドーグした多結晶シリコン（ポリ
シリコン）膜４と高融点金属シリサイド膜５（例えばタ
ングステンシリサイド（ＷＳｉり膜）を積層状態に被着
し、その後フォトレジスト６をマスクにして所定の形状
にパターン形成し、ゲート電極７を形成する。

次いで、同図（ハ）のよりに、ゲート電極７の形成工程
時に損傷されたゲート絶縁膜３ｔ−修復するために、ゲ
ート電極７下以外のゲート絶縁膜３を除去し、その後熱
酸化法によシ改めて薄い酸化膜９を形成する。しかる上
で、ゲート電極７とフィールド絶縁膜２をマスクにして
熱拡散法またはイオン注入法で高濃度の他の４電型不純
物層８をソース・ドレイン領域として形成する。

その後、同図０のように、全面にリンシリケートガラス
（ＰＳＧ）膜ｌＯを形成し、ＭＯ８型電界効果トランジ
スタ素子を構成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した構成のＭＯ８型電界効果トランジスタでは、ゲ
ート電極７を薄いポリシリコン族４と低抵抗のタングス
テンシリナイド膜５とで形成しているため、ゲート電極
７を薄型化してそのパターン精度を向上することができ
、半導体装置の高密度化、高集積化に対しては有効であ
る。

したしながら、その製造に際して、ゲート電極７の形成
後に−Ｈゲート絶縁膜３を除去し、改めて熱酸化雰囲気
で薄い酸化膜９を形成する工程全必要としているため、
タングステンシリサイド膜５中での不純物拡散係数が非
常に大きいことが原因してポリシリコン膜４中の不純物
（リン）がタングステンシリサイド膜５を経て基板１円
に拡散され、トランジスタの特性が不安定になるという
問題が生じている。また、この熱酸化処理によってタン
グステンシリサイド膜５が剥がれ易くなるといり問題も
ある。

−１、前述の製造方法では、ＰＳＧ膜１０のゲート電極
７の南部における急峻な段差を防止するために、ＰＳＧ
膜１０に熱処理を施して流動性を付与した上で薄い酸化
膜９上へ被着して段差の緩和を因っているが、この処理
によシグート電極７端部におけるＰＳＧ膜１０が薄くな
シ、この部分における層間絶縁膜としてのＰＳＧ膜ｌＯ
の耐圧性が低下するといり問題も生じている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、ゲート電極における
剥がれを防止し、層間絶縁膜の耐圧の向上を因るために
、ＭＯ８型電界効果トランジスタの製造工程中に、第１
の絶縁膜上に多結晶シリコンとシリサイド膜からなるゲ
ート電極を形成する工程と、その後にゲート電極下以外
の前記第１の絶縁膜を除去した後半導体基板の所定の部
分にソース・ドレイン領域を形成する工程と、その後前
記ゲート［極およびソース・ドレイン領域を含む全面に
第２の絶縁膜を堆積形成する工程とを備えた構成として
いる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図四〜（ト）は本発明の一実施例を説明するための
工程断面図である。

先ず、同図（ト）のよりに、Ｐ型巣結晶シリコン基板１
１の主面に公知の選択酸化法により厚い二酸化シリコン
膜を所要の領域に形成してフィールド絶縁膜１２ｔ−構
成し、かつこのフィールド絶縁膜１２によって画成され
る領域に第１の絶縁膜としての薄い、二酸化シリコン膜
からなるゲート絶縁膜１３ｔ−形波する。その上にＣＶ
Ｄ法により薄い多結晶シリコン膜１４を形成し、これに
リンヲ導入して低抵抗化する。更に、その上にＣＶＤ法
又はスパッタ法によシ高融点金属シリサイド膜（本例で
はタングステンシリサイド膜：　ＷＳｉｚ）　１５を形
成する。そして、所要パターンに形成したフォトレジス
ト膜１６をマスクとして前記多結晶シリコン膜１４とタ
ングステンシリサイド膜１５をドライエツチングし、同
図ＣＢ）のように、いわゆるポリサイドと称する二層構
造のゲート電極１７を形成する。

次いで、同図（ｑのように、前記ゲート電極１７の形成
工程で損傷されたゲート電極１７下以外の部分のゲート
絶縁ｍｌ　３ｔ−ウェットエツチング法によシ除去する
。そして、この状態で前記フィールド絶縁Ｐ１２および
ゲート電極１７をマスクにしてひ素等の他の４を型不純
物をイオン注入し、シリコン基板１１にＮ型ソース・ド
レイン領域１８を形成する。

しかる上で、同図（ロ）のように、ＣＶＤ法によシ第２
の絶縁膜としての二酸化シリコン膜１９を比較的に厚く
堆積し、その後９素雰囲気で熱処理を行ってこの二酸化
シリコン膜１９を固めるとともに、ソース・ドレイン領
域１８の活性化を行う。

この時、シリコン基板１】の主面ないしゲート電極１７
の表面には薄い熱酸化シリコン膜２１が形成される。

以下、同一■のように全面にＰＳＧ膜２０を形成した後
、ゲート電極１７端部の段差を緩和するために酸化雰囲
気中でＰ８Ｇ膜２０ｉＣ熱処理を施して流動性を付与す
る。その後、このＰＳＧ＠ｌ、ＣＶＤ二酸二酸化シリコ
ンタ１９び熱酸化シリコン膜２１ｔ−通して開口し、ア
ルミニウム配＃！２２を形成してソース・ドレイン領域
１８との接続を行うことによ、９ＮチャネルＭＯ８型電
界効果トランジスタが完成される。

したがって、このようにして形成されたＭＯ８型電界効
果トランジスタによれば、ゲート１！極１７下以外のゲ
ート絶縁膜１３ｔ−除去した後にＣＶＩ）法によシ二酸
化シリコン膜１９を形成しておき、しかる上でソース・
ドレイン領域１８のイオン注入と熱処理を行っているの
で、ゲート電極１７の多結晶シリコン膜１１）−らシリ
コン基板１１への不純物の拡散を防止でき、シリコン基
板１１の汚染を防止してトランジスタの安定化を図るこ
とができる。また、この熱処理時にはゲート電極１７は
ＣＶＤ二酸二酸化シリコンタ１９って覆われているため
に、タングステンシリサイド膜１５が剥がれることもな
い。

一万、ゲート電極１７上には比較的に厚いＣＶＤ二酸化
シリコンａ１９が存在しているので、その上層のＰＥＧ
膜２０に流動性を付与した場合にゲート電極１７端部の
ＰＳＧ膜２膜厚０厚減されたときにも層間絶縁膜の全体
としての耐圧を向上し、信頼性を高めることができる。

なお、上記実施例ではＰ型シリコン基板上に構成したＮ
チャネルＭＯ８型電界効果トランジスタの製造例につい
て説明したが、Ｎ型シリコン基板上にＰ型のソース・ド
レイン領域を形成したＰチャネルＭＯ８型電界効果トラ
ンジスタの製造にも同様に適用でき、あるいは０ＭＯ８
装置の製造にも適用できる。また、ゲート電極をＷ成す
る金属シリサイド膜としては、上記のタングステンの他
にもモリブデン（ＭＯ）やその他の金属を用いることも
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したよりに本発明は、ゲート電極形成後にゲー
ト電極下以外の第１の絶縁膜を除去した一上でソース・
ドレイン領域を形成し、かつその後に全面に第２の絶Ｒ
膜を堆積形成して熱処理を行っているので、２層にａ成
したゲート電極からの不純物が基板に拡散してトランジ
スタを不安定にすることを防止できるとともに金属シリ
サイド膜の剥がれを防止することもでき、更に、上層の
層間絶縁膜の耐圧を向上することもでき、これにより信
頼性の高い半導体装置を製造することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（５）〜■は本発明の一実施例を装造工程順に説
明するための断面図、第２図（５）〜（ｑは従来方法を
説明するための製造工程断面図である。 １．１１．・・シリコン基板、２．１２・・・フィール
ド絶縁膜、３．１３・・・ゲート絶縁膜（第１の絶縁膜
）、４．１４・・・多結晶シリコンｍ、５．１５・・・
タングステンシリサイド！、６．１６・・・フォトレジ
スト、７＃１７・・・ゲート電極、８．１８・・・ソー
ス・ドレイン領域、９．１９・・・二酸化シリコン膜（
第２の絶縁膜）、１０．２０・・・ＰＳＧ膜、２１・・
・二酸化シリコン膜。 代理人　弁理士　　内　原　　　晋′−孕１図 Ａσソース・ドレ４シ４ｆｉ力ζ 第　１ｒＭ ／ｉ　ｌ了ｚｉ　　ｉｇ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　半導体基板上に第１の絶縁膜を形成しかつその上に
   多結晶シリコン膜と金属シリサイド膜からなるゲート電
   極を形成する工程と、このゲート電極下以外の前記第１
   の絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板の所定部位
   にソース・ドレイン領域を形成する工程と、全面に第２
   の絶縁膜を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
   体装置の製造方法。 ２　第２の絶縁膜を形成した後に所定の熱処理を行う特
   許請求の範囲第２項記載の半導体装置の製造方法。