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JP2001308192A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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Publication number
JP2001308192A
JP2001308192A JP2001124422A JP2001124422A JP2001308192A JP 2001308192 A JP2001308192 A JP 2001308192A JP 2001124422 A JP2001124422 A JP 2001124422A JP 2001124422 A JP2001124422 A JP 2001124422A JP 2001308192 A JP2001308192 A JP 2001308192A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
polycrystalline silicon
silicon layer
capacitor
semiconductor device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001124422A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
祥郎 ▲かや▼沼
Yoshio Kayanuma
Yasushi Iki
康司 壹岐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Asahi Kasei Microdevices Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Microsystems Co Ltd, Asahi Kasei Microdevices Corp filed Critical Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Priority to JP2001124422A priority Critical patent/JP2001308192A/en
Publication of JP2001308192A publication Critical patent/JP2001308192A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device suitable for analog circuit. SOLUTION: The semiconductor device comprises a semiconductor substrate, an MOS transistor provided on the semiconductor substrate and having a gate electrode comprising a polysilicon layer and a metal silicide layer, a capacitor comprising a first polysilicon layer and an interlayer insulation layer forming a lower electrode and a second polysilicon layer forming an upper electrode layer, and a resistor comprising a single polysilicon layer. The first polysilicon layer of the capacitor is formed simultaneously with the polysilicon layer of the resistor. A part of the first polysilicon layer forming the lower electrode of the capacitor is doped lightly as compared with the peripheral part thereof and the sheet resistance is 30-1000 Ω/(square).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、さらに詳しくは多結晶シリコン層(膜)で形成され
るキャパシタの電極やMISFETのゲート等のような
アナログ回路に好適な半導体装置に関するものである。
The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device suitable for an analog circuit such as a capacitor electrode or a MISFET gate formed of a polycrystalline silicon layer (film). is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積装置は微細化が非常に
進んでいる。このような微細化に伴い、素子に用いられ
るゲートや配線の線幅が小さくなっている。ゲートの線
幅が小さくなることにより生じるショートチャネル効果
を軽減するものとして、特公昭62−31506号公報
には、TEOS(テトラエトキシシラン)の熱分解等に
よるCVD(Chemical Vapor Depo
sition)により絶縁層を形成し、異方性ドライエ
ッチングによりサイドウォールを形成し、ソースおよび
ドレインを2重構造とする、いわゆるLDD(Ligh
tly Doped Drain)構造が記載されてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated devices have been extremely miniaturized. With such miniaturization, the line width of gates and wirings used in devices has been reduced. Japanese Patent Publication No. Sho 62-31506 discloses a method of reducing the short channel effect caused by a reduction in the line width of a gate by CVD (Chemical Vapor Depo) by thermal decomposition of TEOS (tetraethoxysilane).
a so-called LDD (Light), in which an insulating layer is formed by the formation of an insulating layer, sidewalls are formed by anisotropic dry etching, and the source and the drain have a double structure
ly Doped Drain) structure is described.

【0003】また、微細化に伴うゲートや配線の線幅が
小さくなるため、抵抗が高くなって信号の伝達特性が遅
くなるという問題が生じた。このような問題を解決する
ために、米国特許第4,392,299号公報明細書に
は多結晶シリコン上にシリサイドを積層して低抵抗のゲ
ートや配線を形成することが記載されている。
Further, since the line width of gates and wirings is reduced with miniaturization, there is a problem that the resistance is increased and the signal transmission characteristics are reduced. In order to solve such a problem, U.S. Pat. No. 4,392,299 discloses that a low-resistance gate or wiring is formed by laminating silicide on polycrystalline silicon.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、アナログ回
路では抵抗素子やキャパシタが多用されており、上述の
ような低抵抗の多結晶シリコン層とシリサイド層の積層
構造による配線で高抵抗の抵抗素子を形成すると、配線
を長くする必要があり、チップ面積の増大を招いてしま
うという問題があった。
However, in an analog circuit, a resistance element and a capacitor are frequently used, and a high-resistance resistance element is formed by wiring having a laminated structure of a low-resistance polycrystalline silicon layer and a silicide layer as described above. If it is formed, it is necessary to lengthen the wiring, and there is a problem that the chip area is increased.

【0005】図2は、一般的なスイッチドキャパシタフ
ィルタ(以下、SCFと略す)の構成を示す回路図であ
る。図2においてC1およびC2はそれぞれ複数のユニ
ットキャパシタの集合体として構成されている。このユ
ニットキャパシタを有する半導体装置の製造方法の一例
を図3を参照して説明する。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a general switched capacitor filter (hereinafter abbreviated as SCF). In FIG. 2, C1 and C2 are each configured as an aggregate of a plurality of unit capacitors. An example of a method for manufacturing a semiconductor device having this unit capacitor will be described with reference to FIG.

【0006】まず、図3(A)に示すように、半導体基
板1の上にフィールド酸化層2を形成した後、このフィ
ールド酸化層2の上に第1の多結晶シリコン層(ポリシ
リコン層)3を例えばSiH4 ガスの熱分解などにより
堆積する。次に、低抵抗化のために第1の多結晶シリコ
ン層3に対してPOCl3 等の拡散法により不純物とし
てのリンを高濃度に拡散し、ヘビードープ層H1 とす
る。ヘビードープ層H 1 とされた第1の多結晶シリコン
層3の上には、図3(B)に示すようにトランジスタ形
成領域Aおよびキャパシタ形成領域Bにそれぞれレジス
ト8を設けた後、第1の多結晶シリコン層3に対して例
えばフォトリソグラフィおよびエッチングによりパター
ニングを施しゲート電極3A(H1 )およびキャパシタ
下部電極3B(H2 )を形成する(図3(C)参照)。
なお、図3において10はゲート酸化層である。
[0006] First, as shown in FIG.
After forming a field oxide layer 2 on the plate 1,
A first polycrystalline silicon layer (policy)
Recon layer 3 is made of, for example, SiHFour By thermal decomposition of gas
accumulate. Next, the first polycrystalline silicon is used to reduce the resistance.
POCl for theThree And other impurities by diffusion method
Is diffused at a high concentration, and the heavy dope layer H1 Toss
You. Heavy dope layer H 1 First polycrystalline silicon
On the layer 3, as shown in FIG.
In the formation region A and the capacitor formation region B respectively.
After providing the gate 8, an example is given for the first polycrystalline silicon layer 3.
For example, by photolithography and etching
Gate electrode 3A (H1 ) And capacitors
Lower electrode 3B (HTwo ) Is formed (see FIG. 3C).
In FIG. 3, reference numeral 10 denotes a gate oxide layer.

【0007】次に、このヘビードープ層H1 の上に、図
3(D)に示すように例えば熱酸化あるいはCVD法等
により層間絶縁層4を被着する。その上に第2の多結晶
シリコン層5を堆積する(図3(E)参照)。次に、こ
の第2の多結晶シリコン層5に対して第1の多結晶シリ
コン層3に対するドーピングと同様な方法によってリン
を高濃度に拡散し、これも低抵抗化のためにヘビードー
プ層H2 とする(図3(F)参照)。次に、図3(G)
に示すようにヘビードープ層H2 とされた第2の多結晶
シリコン層5の上にレジスト9を設けた後、第2の多結
晶シリコン層5に対して例えばフォトリソグラフィによ
りパターニングを施す(図3(H)参照)。
Next, as shown in FIG. 3D, an interlayer insulating layer 4 is deposited on the heavy dope layer H 1 by, for example, thermal oxidation or CVD. A second polycrystalline silicon layer 5 is deposited thereon (see FIG. 3E). Next, phosphorus is diffused into the second polycrystalline silicon layer 5 at a high concentration by the same method as that for doping the first polycrystalline silicon layer 3, and this is also doped with a heavy doped layer H 2 to reduce the resistance. (See FIG. 3F). Next, FIG.
After the resist 9 was provided on the second polycrystalline silicon layer 5 and the heavily doped layer H 2 as shown in, subjected to patterning by, for example, photolithography on the second polycrystalline silicon layer 5 (Fig. 3 (H)).

【0008】また、図4は、第2の多結晶シリコン層5
を先にパターニングした後に第1の多結晶シリコン層3
をパターニングする例である。上述した製造方法では、
ゲート電極やポリ抵抗(図中に記載なし)を低抵抗化す
るため、第1の多結晶シリコン層の不純物濃度が高くな
る。そのため、第1の多結晶シリコン層で形成されるキ
ャパシタ下部電極ではそのドーピング中あるいは後の熱
工程において層3の内部に結晶粒が成長し、層表面に凹
凸が生じてしまう。このような凹凸表面の多結晶シリコ
ン層上に形成されるユニットキャパシタは、その比精度
が低下する。この比精度は、図2におけるキャパシタC
1 とC2 の比であって、例えば積分器の特性を決定し、
SCFの特性をも決定するものである。したがって、比
精度の低いキャパシタから構成されたSCFの特性がば
らつくという不都合があった。
FIG. 4 shows a second polycrystalline silicon layer 5.
After first patterning the first polycrystalline silicon layer 3
This is an example of patterning. In the manufacturing method described above,
In order to reduce the resistance of the gate electrode and the poly resistor (not shown in the figure), the impurity concentration of the first polysilicon layer increases. Therefore, in the capacitor lower electrode formed of the first polycrystalline silicon layer, crystal grains grow inside the layer 3 during the doping or in a subsequent heat step, and irregularities are generated on the layer surface. The unit capacitor formed on the polycrystalline silicon layer having such an uneven surface has a reduced specific accuracy. This ratio accuracy is determined by the capacitor C in FIG.
A ratio of 1 and C 2, to determine the characteristics of the example integrators,
It also determines the characteristics of the SCF. Therefore, there is an inconvenience that the characteristics of the SCF composed of capacitors having low specific accuracy vary.

【0009】さらに、ゲート酸化層やキャパシタの層間
絶縁層は、シリサイド等から不純物が混入することによ
って耐圧の低下等を生じるために、ゲート酸化層やキャ
パシタの層間絶縁層の形成を金属シリサイド層の形成後
に行うと信頼性を損なうという問題があった。また、ゲ
ート酸化層とキャパシタの層間絶縁層は独立に形成する
ことにより、それぞれの層に適した酸化方法を用いたい
という要望もあった。
In addition, since the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor are reduced in the breakdown voltage and the like by mixing impurities from silicide or the like, the formation of the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor must be performed by the metal silicide layer. If performed after formation, there is a problem that reliability is impaired. There is also a demand that the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor are formed independently, so that an oxidation method suitable for each layer is used.

【0010】以上の点に鑑み、本発明はアナログ回路に
好適な半導体装置、特に、比精度の高いキャパシタと低
抵抗な多結晶シリコンゲート電極および抵抗体を有し、
かつ量産性の高い半導体装置を提供することにある。
In view of the above, the present invention has a semiconductor device suitable for an analog circuit, and particularly has a capacitor with high specific accuracy, a low-resistance polycrystalline silicon gate electrode and a resistor,
Another object is to provide a semiconductor device with high mass productivity.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板と、前記半導体基板上に設けられ、多結晶シ
リコン層と金属シリサイド層とからなるゲート電極を有
するMOSトランジスタと、下部電極を形成している第
1の多結晶シリコン層と層間絶縁層と、上部電極層を形
成している第2の多結晶シリコン層とからなるキャパシ
タと、多結晶シリコン層単層からなる抵抗体とを具備
し、前記キャパシタの第1の多結晶シリコン層と前記抵
抗体の多結晶シリコン層とは同時に形成され、前記第1
の多結晶シリコン層のキャパシタの下部電極を形成して
いる部分は、不純物濃度がその周辺部の不純物濃度より
相対的に低く、かつシート抵抗値が30〜1000Ω/
□の範囲であることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor substrate, a MOS transistor provided on the semiconductor substrate and having a gate electrode composed of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer, a first polycrystalline silicon layer forming a lower electrode, and an interlayer insulating layer. , A capacitor comprising a second polycrystalline silicon layer forming an upper electrode layer, and a resistor comprising a single polycrystalline silicon layer, wherein the first polycrystalline silicon layer of the capacitor and the resistor The polycrystalline silicon layer is formed at the same time as the first
The portion of the polycrystalline silicon layer where the lower electrode of the capacitor is formed has an impurity concentration relatively lower than that of its peripheral portion and a sheet resistance value of 30 to 1000 Ω /.
□ range.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】上述した半導体装置において、半
導体基板と、前記キャパシタは絶縁層によって前記上部
電極層およびその側面が覆われていてもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the above-described semiconductor device, the semiconductor substrate and the capacitor may have the upper electrode layer and side surfaces thereof covered with an insulating layer.

【0013】上述した半導体装置において、前記金属シ
リサイドはWSi,MoSi2 ,TiSi2 ,TaSi
2 ,CoSi2 から選択された少なくとも1以上の層か
らなるものであってもよい。
In the above-described semiconductor device, the metal silicide is WSi, MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi
2 , or at least one layer selected from CoSi 2 .

【0014】上述した半導体装置において、前記層間絶
縁層がSiO2 であってもよい。
In the above-described semiconductor device, the interlayer insulating layer may be SiO 2 .

【0015】上述した半導体装置において、前記絶縁層
はSiO2 であってもよい。
In the above-described semiconductor device, the insulating layer may be SiO 2 .

【0016】上述した半導体装置において、前記絶縁層
はSiNであってもよい。上述した半導体装置におい
て、前記キャパシタはユニットキャパシタであってもよ
い。
In the above-described semiconductor device, the insulating layer may be SiN. In the above-described semiconductor device, the capacitor may be a unit capacitor.

【0017】上述した半導体装置において、下部電極層
部分の抵抗が他の多結晶シリコン層の抵抗より高くても
よい。
In the above-described semiconductor device, the resistance of the lower electrode layer portion may be higher than the resistance of another polycrystalline silicon layer.

【0018】本発明の半導体装置は、以下の方法で製造
することができる。
The semiconductor device of the present invention can be manufactured by the following method.

【0019】半導体基板上にフィールド酸化層およびゲ
ート酸化層を形成し、第1の多結晶シリコン層を堆積し
て、前記第1の多結晶シリコン層上に絶縁層を形成し、
前記絶縁上に第2の多結晶シリコン層を形成し、キャパ
シタの上部電極層となる部分を残して前記第2の多結晶
シリコン層をエッチングし、前記上部電極層およびその
側面を覆う第1のマスク体を選択的に被着し、次いで金
属シリサイドを層を形成した後、MOSトランジスタの
ゲート電極となる部分に第2のマスク体を形成し、前記
第1の多結晶シリコン層と前記金属シリサイド層をエッ
チングし、多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積
層構造からなるゲート電極と多結晶シリコン層の電極お
よびシリコン酸化層の層間絶縁層からなるキャパシタを
形成する。
Forming a field oxide layer and a gate oxide layer on a semiconductor substrate, depositing a first polycrystalline silicon layer, forming an insulating layer on the first polycrystalline silicon layer,
Forming a second polycrystalline silicon layer on the insulation, etching the second polycrystalline silicon layer except for a portion to be an upper electrode layer of the capacitor, and forming a first polycrystalline silicon layer covering the upper electrode layer and side surfaces thereof; After selectively applying a mask body and then forming a metal silicide layer, a second mask body is formed at a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, and the first polycrystalline silicon layer and the metal silicide are formed. The layers are etched to form a capacitor including a gate electrode having a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer, an electrode of the polycrystalline silicon layer, and an interlayer insulating layer of a silicon oxide layer.

【0020】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体は絶縁層であってもよい。
In the method for manufacturing a semiconductor device described above,
The first mask body may be an insulating layer.

【0021】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体はCVDにより形成されるSiO2
であってもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first mask body is made of SiO 2 formed by CVD.
It may be.

【0022】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1のマスク体はCVDにより形成されるSiNで
あってもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first mask body may be SiN formed by CVD.

【0023】上述した半導体装置の製造方法において、
前記第1の多結晶シリコン層のシート抵抗値が30〜1
000Ω/□となるように不純物を拡散してもよい。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The first polycrystalline silicon layer has a sheet resistance of 30 to 1;
The impurities may be diffused so as to be 000Ω / □.

【0024】本発明の半導体装置は以下の方法で製造す
るしてもよい。半導体基板上にフィールド酸化層および
ゲート酸化層を形成し、第1の多結晶シリコン層を堆積
して、前記第1の多結晶シリコン層上に絶縁層を形成
し、前記絶縁上に第2の多結晶シリコン層を形成し、キ
ャパシタの上部電極層となる部分を残して前記第2の多
結晶シリコン層をエッチングし、前記上部電極層および
その側面と多結晶シリコン層単層の抵抗体となる部分と
を覆う第1のマスク体を選択的に被着し、次いで金属シ
リサイドを層を形成した後、MOSトランジスタのゲー
ト電極となる部分に第2のマスク体を形成し、前記第1
の多結晶シリコン層と前記金属シリサイド層をエッチン
グし、多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構
造からなるゲート電極と多結晶シリコン層の電極および
シリコン酸化層の層間絶縁層からなるキャパシタと多結
晶シリコン層単層からなる抵抗体とを形成する。
The semiconductor device of the present invention may be manufactured by the following method. Forming a field oxide layer and a gate oxide layer on a semiconductor substrate, depositing a first polysilicon layer, forming an insulating layer on the first polysilicon layer, and forming a second A polycrystalline silicon layer is formed, and the second polycrystalline silicon layer is etched except for a portion to be an upper electrode layer of the capacitor, and the upper electrode layer and its side surface and a single layer of the polycrystalline silicon layer become a resistor. A first mask body covering the portion is selectively applied, and then a metal silicide layer is formed. Then, a second mask body is formed on a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, and the first mask body is formed.
Etching the polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer to form a gate electrode having a laminated structure of the polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer, an electrode of the polycrystalline silicon layer, and a capacitor comprising an interlayer insulating layer of a silicon oxide layer. A resistor made of a single crystalline silicon layer is formed.

【0025】上述した半導体の製造方法において、前記
第2の多結晶シリコン層をエッチングすると共に、前記
第1の多結晶シリコン層上の絶縁層をエッチングし、次
いで不純物を拡散して前記第2の多結晶シリコン層と前
記第2の多結晶シリコン層に覆われていない前記第1の
多結晶シリコン層との抵抗を下げてもよい。
In the above-described semiconductor manufacturing method, the second polycrystalline silicon layer is etched, the insulating layer on the first polycrystalline silicon layer is etched, and impurities are diffused to form the second polycrystalline silicon layer. The resistance between the polycrystalline silicon layer and the first polycrystalline silicon layer that is not covered by the second polycrystalline silicon layer may be reduced.

【0026】本発明の半導体装置は以下の方法で製造し
てもよい。半導体基板上に形成された酸化層上に第1の
多結晶シリコン層を形成する工程と、前記第1の多結晶
シリコン層に対して不純物を拡散して該第1の多結晶シ
リコン層のシート抵抗値を30〜1000Ω/□の範囲
内に制御する工程と、該シート抵抗制御工程後の第1の
多結晶シリコン層上に絶縁層を介してキャパシタの上部
電極となる第2の多結晶シリコン層を形成する工程と、
前記第2の多結晶シリコン層をパターニングして、ユニ
ットキャパシタの上部電極を形成する工程と、該パター
ニングにより残された前記第2の多結晶シリコン層をマ
スクとして前記第1の多結晶シリコン層に対してさらに
不純物を拡散することにより、前記第2の多結晶シリコ
ン層の下側の第1の多結晶シリコン層であってシート抵
抗値の制御された第1の多結晶シリコン層を除いた他の
部分の不純物濃度を上げる工程と、前記第1の多結晶シ
リコン層をパターニングしてゲートおよびユニットキャ
パシタの下部電極を形成する工程とを含む方法。
The semiconductor device of the present invention may be manufactured by the following method. Forming a first polycrystalline silicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; and diffusing impurities into the first polycrystalline silicon layer to form a sheet of the first polycrystalline silicon layer. A step of controlling the resistance value within a range of 30 to 1000 Ω / □, and a second polycrystalline silicon layer which becomes an upper electrode of a capacitor via an insulating layer on the first polycrystalline silicon layer after the sheet resistance control step Forming a layer;
Patterning the second polycrystalline silicon layer to form an upper electrode of a unit capacitor; and forming the upper part of the first polycrystalline silicon layer using the second polycrystalline silicon layer left by the patterning as a mask. On the other hand, by further diffusing impurities, the first polycrystalline silicon layer below the second polycrystalline silicon layer and excluding the first polycrystalline silicon layer having a controlled sheet resistance value is removed. And a step of patterning the first polycrystalline silicon layer to form a gate and a lower electrode of a unit capacitor.

【0027】さらに本発明の半導体装置は以下の方法で
製造してもよい。半導体基板上に形成された酸化層上に
第1の多結晶シリコン層を形成する工程と、前記第1の
多結晶シリコン層に対して不純物を拡散して該第1の多
結晶シリコン層のシート抵抗値を30〜1000Ω/□
の範囲内に制御する工程と、前記第1の多結晶シリコン
層に対してパターニングを施し、ゲートおよびキャパシ
タの下部電極を形成する工程と、該パターニング工程に
よりパターニングされた前記第1の多結晶シリコン層上
に層間絶縁層を形成した後に、該層間絶縁層上にキャパ
シタの上部電極となる第2の多結晶シリコン層を形成す
る工程と、前記第2の多結晶シリコン層をパターニング
する工程と、該第2の多結晶シリコン層に対して不純物
を拡散して前記第2の多結晶シリコン層の下側の第1の
多結晶シリコン層であってシート抵抗値の制御された第
1の多結晶シリコン層を除いた他の部分の不純物濃度を
上げる工程とを含む方法。
Further, the semiconductor device of the present invention may be manufactured by the following method. Forming a first polycrystalline silicon layer on an oxide layer formed on a semiconductor substrate; and diffusing impurities into the first polycrystalline silicon layer to form a sheet of the first polycrystalline silicon layer. Resistance value is 30-1000Ω / □
Controlling the first polycrystalline silicon layer to form a lower electrode of a gate and a capacitor; and forming the first polycrystalline silicon layer patterned by the patterning step. Forming an inter-layer insulating layer on the layer, forming a second poly-silicon layer serving as an upper electrode of the capacitor on the inter-layer insulating layer, and patterning the second poly-silicon layer; A first polycrystalline silicon layer below the second polycrystalline silicon layer by diffusing impurities into the second polycrystalline silicon layer, wherein the first polycrystalline silicon layer has a controlled sheet resistance value; Increasing the impurity concentration of the other portion except for the silicon layer.

【0028】[0028]

【作用】例えばシリコン基板等の半導体基板上に素子間
分離のためのフィールド酸化層を形成する。この半導体
基板のフィールド酸化層が形成されていない部分にゲー
ト酸化層を形成し、このゲート酸化層とフィールド酸化
層上に第1の多結晶シリコン層を形成し、不純物として
例えばリンを拡散する。この第1の多結晶シリコン層の
表面を例えば酸化雰囲気中での熱酸化により酸化する
か、あるいはCVDによりSiNやSiO2 の絶縁層を
形成し、この絶縁層上に、同様にして、第2の多結晶シ
リコン層を形成する。不純物として例えばリンを拡散す
る。例えば、レジストを用いてキャパシタの上部電極と
なる部分を残して上述した第2の多結晶シリコン層をエ
ッチングし、上述した上部電極層およびその側面を覆う
第1のマスク体を選択的に被着する。第1のマスク体は
CVDにより形成されるSiNやSiO2 の絶縁層を用
いることができる。
A field oxide layer for element isolation is formed on a semiconductor substrate such as a silicon substrate. A gate oxide layer is formed on a portion of the semiconductor substrate where the field oxide layer is not formed, a first polysilicon layer is formed on the gate oxide layer and the field oxide layer, and, for example, phosphorus is diffused as an impurity. The surface of the first polycrystalline silicon layer is oxidized by, for example, thermal oxidation in an oxidizing atmosphere, or an insulating layer of SiN or SiO 2 is formed by CVD, and the second layer is formed on the insulating layer in the same manner. Is formed. For example, phosphorus is diffused as an impurity. For example, the above-mentioned second polycrystalline silicon layer is etched by using a resist while leaving a portion to be the upper electrode of the capacitor, and the above-mentioned upper electrode layer and the first mask body covering the side surface thereof are selectively deposited. I do. As the first mask body, an insulating layer of SiN or SiO 2 formed by CVD can be used.

【0029】次いで、金属シリサイド層を形成した後、
MOSトランジスタのゲート電極となる部分にレジスト
等の第2のマスク体を形成し、上述した第1の多結晶シ
リコン層と金属シリサイド層をエッチングする。金属シ
リサイドとしては、高融点金属シリサイド、例えばタン
グステンシリサイド(WSi)、モリブデンシリサイド
(MoSi2 )、チタンシリサイド(TiSi2 )、タ
ンタルシリサイド(TaSi2 )、コバルトシリサイド
(CoSi2 )から選択された少なくとも1以上の層か
らなる層を使用できる。
Next, after forming a metal silicide layer,
A second mask body such as a resist is formed on a portion to be a gate electrode of the MOS transistor, and the first polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer are etched. As the metal silicide, at least one selected from refractory metal silicides such as tungsten silicide (WSi), molybdenum silicide (MoSi 2 ), titanium silicide (TiSi 2 ), tantalum silicide (TaSi 2 ), and cobalt silicide (CoSi 2 ). A layer composed of the above layers can be used.

【0030】このようにして、同一基板上に、多結晶シ
リコンと金属シリサイドとの積層構造(第1の導電層)
からなるゲート電極を有するMOSトランジスタと、多
結晶シリコンの単層構造(第2の導電層)からなる抵抗
素子とを備えた半導体装置が得られる。
In this manner, a laminated structure of polycrystalline silicon and metal silicide (first conductive layer) is formed on the same substrate.
A semiconductor device comprising a MOS transistor having a gate electrode made of and a resistance element having a single-layer structure (second conductive layer) of polycrystalline silicon is obtained.

【0031】同様に、同一半導体基板上に多結晶シリコ
ン層と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電
極と、多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の
層間絶縁層からなるキャパシタを得ることができる。こ
のため、配線部分やゲート電極部分は低抵抗となり、キ
ャパシタ部分は耐圧が高い上に比精度が高くなる。
Similarly, it is possible to obtain a gate electrode having a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer on the same semiconductor substrate, and a capacitor comprising an electrode of a polycrystalline silicon layer and an interlayer insulating layer of a silicon oxide layer. it can. For this reason, the wiring portion and the gate electrode portion have low resistance, and the capacitor portion has high withstand voltage and high specific accuracy.

【0032】第1の多結晶シリコン層にシート抵抗値が
30〜1000Ω/□となるように不純物を拡散する
と、その電極部分でのシリコン結晶粒の成長を抑制でき
ることから、電極表面の凹凸の発生を減少させることが
できる。このため、ユニットキャパシタの比精度を低下
させることがない。
When an impurity is diffused into the first polycrystalline silicon layer so that the sheet resistance becomes 30 to 1000 Ω / □, the growth of silicon crystal grains at the electrode portion can be suppressed. Can be reduced. Therefore, the specific accuracy of the unit capacitor is not reduced.

【0033】また、上部電極層およびその側面を第1の
マスク体によって覆うと共に、多結晶シリコン層単層の
抵抗体となる部分を覆うことにより、多結晶シリコン層
と金属シリサイド層との積層構造からなるゲート電極と
多結晶シリコン層の電極およびシリコン酸化層の層間絶
縁層からなるキャパシタと多結晶シリコン層単層からな
る抵抗体とを形成することができる。従って、上述のキ
ャパシタおよびゲート電極に加え、高抵抗の抵抗素子を
形成することができ、チップサイズを小さくすることが
できる。
In addition, the upper electrode layer and its side surfaces are covered with the first mask body, and the portion of the polycrystalline silicon layer serving as the resistor is covered, thereby forming a laminated structure of the polycrystalline silicon layer and the metal silicide layer. A capacitor comprising a gate electrode comprising a polycrystalline silicon layer, an electrode comprising a polycrystalline silicon layer and an interlayer insulating layer comprising a silicon oxide layer, and a resistor comprising a single layer of a polycrystalline silicon layer can be formed. Therefore, in addition to the above-described capacitor and gate electrode, a high-resistance element can be formed, and the chip size can be reduced.

【0034】さらに、第2の多結晶シリコン層をエッチ
ングすると共に、第1の多結晶シリコン層上の絶縁層を
エッチングし、次いで不純物を拡散して第2の多結晶シ
リコン層と第2の多結晶シリコン層に覆われていない第
1の多結晶シリコン層との抵抗を下げることにより、第
2の多結晶シリコン層をドーピングする際、第1の多結
晶シリコン層で形成されるゲート電極および抵抗体も低
抵抗化される。従って、本発明により、ゲート電極等を
低抵抗に保ったままユニットキャパシタの比精度を低下
させることなく、SCFの性能を向上させることが可能
となる。
Further, the second polycrystalline silicon layer is etched, the insulating layer on the first polycrystalline silicon layer is etched, and impurities are diffused to form the second polycrystalline silicon layer and the second polycrystalline silicon layer. When the second polycrystalline silicon layer is doped by lowering the resistance with the first polycrystalline silicon layer which is not covered with the crystalline silicon layer, the gate electrode and the resistance formed by the first polycrystalline silicon layer are reduced. The body also has low resistance. Therefore, according to the present invention, it is possible to improve the performance of the SCF without lowering the specific accuracy of the unit capacitor while keeping the gate electrode and the like at low resistance.

【0035】また、本発明は、第1,第2の多結晶シリ
コン層に対するドーピングを熱拡散法にて処理するた
め、量産性を維持したまま実施可能である。
In addition, the present invention can be carried out while maintaining mass productivity because the doping of the first and second polycrystalline silicon layers is performed by the thermal diffusion method.

【0036】[0036]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。なお、全図を通して同じものには同一の番号を付
与し、繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that the same components are denoted by the same reference numerals throughout the drawings, and repeated description will be omitted.

【0037】(実施例1)図1は本発明に従う半導体装
置を製造する方法の一態様を示す工程図であり、CMO
Sアナログ回路で重要なキャパシタを形成する例であ
る。CMOSアナログ回路では電圧係数や温度係数に優
れた多結晶シリコンを両電極としシリコンの酸化層を層
間絶縁層としたキャパシタを用いることが望ましい。従
って、本実施例では、上記の層間絶縁層を、高速性に優
れた高融点金属シリサイド層を配線およびゲート材料と
して用いたMOSトランジスタと同一基板上に実現する
方法を提供するものである。なお、アルミニウム等の配
線やパッシベーション層等は省略して示している。
Embodiment 1 FIG. 1 is a process chart showing one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
This is an example of forming an important capacitor in an S analog circuit. In a CMOS analog circuit, it is desirable to use a capacitor in which polycrystalline silicon having excellent voltage coefficient and temperature coefficient is used for both electrodes and an oxide layer of silicon is used as an interlayer insulating layer. Therefore, the present embodiment provides a method for realizing the above-mentioned interlayer insulating layer on the same substrate as a MOS transistor using a refractory metal silicide layer having excellent high-speed properties as a wiring and a gate material. It should be noted that wiring such as aluminum, a passivation layer, and the like are omitted.

【0038】図1において、50は半導体基板、51は
フィールド酸化層、55はゲート酸化層、52は第1の
多結晶シリコン層、53は層間絶縁層、54は第2の多
結晶シリコン層、56はレジスト、57は第1のマスク
体となる絶縁層、58は第1のマスク体を形成するため
のレジスト、59は金属シリサイド層、60は第2のマ
スク体である。
In FIG. 1, 50 is a semiconductor substrate, 51 is a field oxide layer, 55 is a gate oxide layer, 52 is a first polycrystalline silicon layer, 53 is an interlayer insulating layer, 54 is a second polycrystalline silicon layer, Reference numeral 56 denotes a resist, 57 denotes an insulating layer serving as a first mask, 58 denotes a resist for forming the first mask, 59 denotes a metal silicide layer, and 60 denotes a second mask.

【0039】図1(A)において、公知の方法でシリコ
ン基板50の表面にフィールド酸化層51を形成し、ア
クティブ領域に第1の絶縁層としてゲート酸化層55を
例えば250Åの厚さに形成する。さらに、多結晶シリ
コン層52をLPCVD(Low Pressure
Chemical Vapor Depositio
n)等で例えば3000Åの厚さに形成する。この多結
晶シリコン層52はキャパシタの下部電極となると共
に、ゲートや配線に使用される高融点金属シリサイド層
と多結晶シリコン層の積層構造の下部側となる。次い
で、多結晶シリコン層52に不純物としてリンを気相拡
散法によりドープする。
Referring to FIG. 1A, a field oxide layer 51 is formed on the surface of a silicon substrate 50 by a known method, and a gate oxide layer 55 is formed as a first insulating layer to a thickness of, for example, 250 ° in an active region. . Further, the polycrystalline silicon layer 52 is formed by LPCVD (Low Pressure).
Chemical Vapor Deposition
n) and the like, for example, to a thickness of 3000 °. The polycrystalline silicon layer 52 serves as a lower electrode of the capacitor, and also serves as a lower side of the laminated structure of the refractory metal silicide layer used for the gate and the wiring and the polycrystalline silicon layer. Next, the polycrystalline silicon layer 52 is doped with phosphorus as an impurity by a vapor phase diffusion method.

【0040】次に、酸化雰囲気中で、多結晶シリコン層
52の表面を熱酸化して第2の絶縁層である層間絶縁層
53を形成する。層間絶縁層53の厚さは例えば450
Åである。
Next, the surface of the polycrystalline silicon layer 52 is thermally oxidized in an oxidizing atmosphere to form an interlayer insulating layer 53 as a second insulating layer. The thickness of the interlayer insulating layer 53 is, for example, 450
Å.

【0041】さらに、層間絶縁層53上に多結晶シリコ
ン層54を形成し、リンをドープする。この多結晶シリ
コン層54は、キャパシタの上部電極となる部分であ
る。形成条件は、多結晶シリコン層52の形成条件と同
じでよい。
Further, a polycrystalline silicon layer 54 is formed on the interlayer insulating layer 53, and is doped with phosphorus. This polycrystalline silicon layer 54 is a portion to be the upper electrode of the capacitor. The formation conditions may be the same as the formation conditions of the polycrystalline silicon layer 52.

【0042】次に、図1(B)に示すように、キャパシ
タの上部電極となるべき部分にレジスト56を形成し、
多結晶シリコン層54をエッチングする。
Next, as shown in FIG. 1B, a resist 56 is formed on a portion to be an upper electrode of the capacitor.
The polycrystalline silicon layer 54 is etched.

【0043】次に、レジスト56を除去した後、図1
(C)に示すように、TEOS(テトラエトキシシラ
ン)の熱分解によるシリコン酸化層57を例えば100
0Åの厚さに形成して第3の絶縁層とする。この第3の
絶縁層としてのシリコン酸化層57は、多結晶シリコン
層52とエッチングの選択比が十分大きいものであれば
よく、シリコン酸化層57の代わりに例えば窒化シリコ
ンでもよい。
Next, after removing the resist 56, FIG.
As shown in FIG. 2C, the silicon oxide layer 57 formed by thermal decomposition of TEOS (tetraethoxysilane)
A third insulating layer is formed to a thickness of 0 °. The silicon oxide layer 57 as the third insulating layer only needs to have a sufficiently high etching selectivity with respect to the polycrystalline silicon layer 52, and may be, for example, silicon nitride instead of the silicon oxide layer 57.

【0044】さらに、シリコン酸化層57上に多結晶シ
リコン層52のうちキャパシタの下部電極となるべき部
分にレジスト58を形成し、シリコン酸化層57および
層間絶縁層53をエッチングし、次いでこのレジスト5
8を除去して、図1(D)に示すように第1のマスク体
57が形成される。第1のマスク体57は上部電極層と
なる第2の多結晶シリコン層の上面およびその側面を覆
うように被着されている。この第2のマスク体は、後述
するように金属シリサイド層をエッチングする際のマス
クとなると共に、金属シリサイド層をエッチングする際
に飛翔する金属粒子による汚染を防止するものである。
さらに、上部電極と下部電極の短絡防止の役目を果た
す。また、図示しないが、第1の多結晶シリコン層54
のうち、抵抗素子となる部分の上部に第1のマスク体5
7、すなわちシリコン酸化層57を選択的に残すことに
より、当該部分を高抵抗の抵抗素子とすることができ
る。
Further, a resist 58 is formed on a portion of the polycrystalline silicon layer 52 which is to be a lower electrode of the capacitor on the silicon oxide layer 57, and the silicon oxide layer 57 and the interlayer insulating layer 53 are etched.
8 is removed, and a first mask body 57 is formed as shown in FIG. The first mask body 57 is attached so as to cover the upper surface and the side surface of the second polycrystalline silicon layer serving as the upper electrode layer. The second mask body serves as a mask when etching the metal silicide layer as described later, and also prevents contamination due to flying metal particles when etching the metal silicide layer.
Further, it plays a role of preventing a short circuit between the upper electrode and the lower electrode. Although not shown, the first polycrystalline silicon layer 54
Of the first mask body 5
7, that is, by selectively leaving the silicon oxide layer 57, the portion can be made a high resistance element.

【0045】次に、図1(E)に示すように、タングス
テンシリサイド層59を例えば2000Åに形成する。
さらに、多結晶シリコン層とタングステンシリサイド層
との積層構造となるべき部分に第2のマスク体であるレ
ジスト60を形成し、プラズマエッチング法を用いてタ
ングステンシリサイドと多結晶シリコンをエッチングす
る。このとき、レジスト60の部分は、エッチングされ
ず、多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構造
となる。この積層構造は、MOSトランジスタのゲート
電極となる。
Next, as shown in FIG. 1E, a tungsten silicide layer 59 is formed, for example, at 2000.degree.
Further, a resist 60 serving as a second mask body is formed in a portion where a multilayer structure of the polycrystalline silicon layer and the tungsten silicide layer is to be formed, and the tungsten silicide and the polycrystalline silicon are etched using a plasma etching method. At this time, the resist 60 is not etched, and has a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer. This laminated structure becomes the gate electrode of the MOS transistor.

【0046】また、シリコン酸化層57の部分は、その
上のタングステンシリサイドがエッチングされるが、シ
リコン酸化層57の下部の多結晶シリコン層52,層間
絶縁層53,多結晶シリコン層54は、シリコン酸化層
57がマスクとして機能し、多結晶シリコン層52およ
び54と層間絶縁層53からなるキャパシタを形成する
ことができる。さらに、第1の多結晶シリコン層52の
上に形成されたマスク体により当該部分はタングステン
シリサイドが被着されない高抵抗領域となり、抵抗素子
として用いることができる。
In the portion of the silicon oxide layer 57, tungsten silicide thereon is etched, but the polycrystalline silicon layer 52, the interlayer insulating layer 53, and the polycrystalline silicon layer 54 below the silicon oxide layer 57 are formed of silicon. Oxide layer 57 functions as a mask, and a capacitor including polycrystalline silicon layers 52 and 54 and interlayer insulating layer 53 can be formed. Further, the mask body formed on first polycrystalline silicon layer 52 serves as a high-resistance region where tungsten silicide is not deposited, and can be used as a resistance element.

【0047】次いで、ゲート電極をマスクとしてアクテ
ィブ領域に不純物を拡散させてソース・ドレイン拡散層
を形成する(図1(F)参照)。
Then, using the gate electrode as a mask, impurities are diffused into the active region to form source / drain diffusion layers (see FIG. 1F).

【0048】このようにして得られた本実施例によるキ
ャパシタは、その層間絶縁層が他の層、例えばゲート酸
化層とは別個に形成することができるので、多結晶シリ
コンを酸化するのに適した条件で行うことができると共
に、金属(W)シリサイド形成以前に行うため金属シリ
サイドの汚染を防ぐことができ、高信頼性の層間絶縁層
とすることができる。
The thus obtained capacitor according to the present embodiment is suitable for oxidizing polycrystalline silicon because its interlayer insulating layer can be formed separately from other layers, for example, a gate oxide layer. This can be performed under the conditions described above, and can be performed before the formation of the metal (W) silicide, so that contamination of the metal silicide can be prevented, and a highly reliable interlayer insulating layer can be obtained.

【0049】また、トランジスタはそのゲート部分がタ
ングステンシリサイド層と多結晶シリコン層からなる積
層構造となって、低抵抗で高速動作することができ、ま
たゲート酸化層は多結晶シリコン層や金属(W)シリサ
イド層を形成する前に、独立に形成することができるの
で、高信頼性を有するゲート酸化層とすることができ
る。
Further, the transistor has a laminated structure in which the gate portion is composed of a tungsten silicide layer and a polycrystalline silicon layer, and can operate at high speed with low resistance. 3.) Since the silicide layer can be formed independently before forming, a highly reliable gate oxide layer can be obtained.

【0050】以上のように、本実施例によれば、ゲート
酸化層とキャパシタの層間絶縁層を多結晶シリコン層や
金属シリサイド層を形成する前に形成することができ、
また、第1のマスク体が上部電極の上面および側面を覆
っているので、金属シリサイドのエッチングの際の汚染
を防ぐことができると共に、上部電極の不要なエッチン
グを防止することができる。
As described above, according to this embodiment, the gate oxide layer and the interlayer insulating layer of the capacitor can be formed before forming the polycrystalline silicon layer or the metal silicide layer.
In addition, since the first mask body covers the upper surface and the side surfaces of the upper electrode, it is possible to prevent contamination at the time of etching the metal silicide and to prevent unnecessary etching of the upper electrode.

【0051】なお、本実施例では層間絶縁層を熱酸化に
より形成したが、CVDで形成してもよい。
Although the interlayer insulating layer is formed by thermal oxidation in this embodiment, it may be formed by CVD.

【0052】(実施例2)本実施例は、図1に示した半
導体装置の製造方法にほぼそのまま対応している。但
し、本実施例は、第1の多結晶シリコン層52内へのリ
ンドープ量を特定の値に制御する結果、そのシート抵抗
値を30〜1000Ω/□、好ましくは35〜1000
Ω/□の範囲に制御して、その第1の多結晶シリコン層
52をライトドープ層とする工程を行う点および第2の
多結晶シリコン層54に対するドーピングをパターニン
グ後に行う点で前述の方法と異なる。
(Embodiment 2) This embodiment corresponds almost directly to the method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. However, in the present embodiment, as a result of controlling the phosphorus doping amount into the first polycrystalline silicon layer 52 to a specific value, the sheet resistance value is set to 30 to 1000 Ω / □, preferably 35 to 1000 Ω / □.
The method described above is different in that the step of controlling the first polycrystalline silicon layer 52 to be a lightly doped layer and the step of performing doping of the second polycrystalline silicon layer 54 after patterning are performed by controlling the first polycrystalline silicon layer 52 to Ω / □. different.

【0053】上記のシート抵抗値制御工程について説明
すると、層厚3500Åの第1の多結晶シリコン層52
を形成した後、第1の多結晶シリコン層52に対して特
定条件でドーピングを行う。このドーピングは、例えば
2 ガス(5リットル/分)、O2 ガス(0.5リット
ル/分)およびPOCl3 ガス(120mg/分)から
なる混合ガスを、温度1000℃程度に加熱した反応室
内に導入して4分間行う。この条件に従うことにより、
第1の多結晶シリコン層52のシート抵抗値を上述の特
定範囲内に制御することができる。この特定範囲のシー
ト抵抗値を示す多結晶シリコン層では、ドーピング中の
熱あるいは後の熱工程での熱に晒されても層内部におい
て結晶粒が発生することがないため、層表面に凹凸部分
を生じることがない。
The sheet resistance value controlling step will be described. First, the first polycrystalline silicon layer 52 having a thickness of 3500.degree.
Is formed, the first polycrystalline silicon layer 52 is doped under specific conditions. This doping is performed by, for example, heating a mixed gas composed of N 2 gas (5 L / min), O 2 gas (0.5 L / min) and POCl 3 gas (120 mg / min) to a temperature of about 1000 ° C. For 4 minutes. By following this condition,
The sheet resistance value of first polycrystalline silicon layer 52 can be controlled within the specific range described above. In a polycrystalline silicon layer exhibiting a sheet resistance value in this specific range, no crystal grains are generated inside the layer even when it is exposed to heat during doping or heat in a subsequent heat process. Does not occur.

【0054】上記第1の多結晶シリコン層52に対する
シート抵抗値制御の工程の後は、図1(B)に示すよう
に、不純物(ドーパント)が拡散されていないノンドー
プの第2の多結晶シリコン層54上にレジスト56を設
けて第2の多結晶シリコン層54に対してパターニング
を施す。このときその下側の層間絶縁層53に対してパ
ターニングしてもよい。次に、第2の多結晶シリコン層
54に覆われていない第1の多結晶シリコン層52の露
出表面および上記第2の多結晶シリコン層54に対し
て、ドーピング時間を9分間とする以外は先のシート抵
抗値制御工程におけるドーピングと同一の条件でドーピ
ングを行う。この工程により、既にパターニングされた
第2の多結晶シリコン層54については、ドーパント
(リン)濃度が高くなり、ヘビードープ層となる。ま
た、その第2の多結晶シリコン層54に被われていない
第1の多結晶シリコン層52の露出部分については、ド
ーピング前のドーパント(リン)濃度を超えて高濃度と
なり、これもヘビードープ層となる。続いて、第2の多
結晶シリコン層54に覆われている第1の多結晶シリコ
ン層52の部分については、ドーピング前のドーパント
(リン)濃度のままでライトドープ層となる。続いて、
図1(C)〜(F)と同様にして目的のユニットキャパ
シタ構造とゲート電極および抵抗素子を有する半導体を
有する半導体装置を得る。
After the step of controlling the sheet resistance of the first polycrystalline silicon layer 52, as shown in FIG. 1B, the non-doped second polycrystalline silicon in which impurities (dopants) are not diffused is formed. A resist 56 is provided on the layer 54, and the second polycrystalline silicon layer 54 is patterned. At this time, the lower interlayer insulating layer 53 may be patterned. Next, except that the doping time is set to 9 minutes for the exposed surface of the first polycrystalline silicon layer 52 not covered by the second polycrystalline silicon layer 54 and the second polycrystalline silicon layer 54. The doping is performed under the same conditions as the doping in the sheet resistance value control step. By this step, the dopant (phosphorus) concentration of the already patterned second polycrystalline silicon layer 54 increases, and the second polycrystalline silicon layer 54 becomes a heavy doped layer. The exposed portion of the first polycrystalline silicon layer 52 that is not covered by the second polycrystalline silicon layer 54 has a high concentration exceeding the dopant (phosphorus) concentration before doping, which is also a heavy doped layer. Become. Subsequently, the portion of the first polycrystalline silicon layer 52 covered by the second polycrystalline silicon layer 54 becomes a lightly doped layer with the dopant (phosphorus) concentration before doping. continue,
1C to 1F, a semiconductor device having a target unit capacitor structure and a semiconductor having a gate electrode and a resistor is obtained.

【0055】このような半導体装置においては、上記の
ヘビードープ層に囲まれた第1の多結晶シリコン層52
の部分は、ドーパント濃度が所定範囲に維持されてお
り、ライトドープ層のままである。このライトドープ層
はキャパシタの下部電極として機能し、このライトドー
プ層の上側のヘビードープ層はキャパシタの上部電極と
して機能しており、両ドープ層は層間絶縁層53を介し
てユニットキャパシタを構成する。複数のユニットキャ
パシタを集合して図2におけるSCFのC1 またはC2
を構成する。本実施例では、キャパシタの下部電極とし
てのライトドープ層のシート抵抗が特定の範囲内に制御
され、その表面に凹凸が生じていないものであるから、
そのライトドープ層がユニットキャパシタの比精度を低
下させることはない。表面に凹凸の少ないライトドープ
層を一方の電極としてユニットキャパシタに用いている
ので、その比精度を容易に引き上げることができ、ひい
てはSCFの性能をも向上させることもできる。
In such a semiconductor device, the first polycrystalline silicon layer 52 surrounded by the above-mentioned heavy doped layer is formed.
In the part, the dopant concentration is maintained in a predetermined range, and the light-doped layer remains. The lightly-doped layer functions as a lower electrode of the capacitor, and the heavyly-doped layer above the lightly-doped layer functions as an upper electrode of the capacitor. Both doped layers form a unit capacitor via the interlayer insulating layer 53. C 1 or C 2 of the SCF in FIG 2 and aggregate multiple units capacitors
Is configured. In the present embodiment, the sheet resistance of the lightly doped layer as the lower electrode of the capacitor is controlled within a specific range, and the surface thereof has no irregularities.
The lightly doped layer does not lower the specific accuracy of the unit capacitor. Since the lightly doped layer having less unevenness on the surface is used as one electrode in the unit capacitor, the specific accuracy can be easily raised, and the performance of the SCF can be improved.

【0056】上記実施例では、パターニングされた第2
の多結晶シリコン層54をヘビードープ層とするための
ドーピングの時間を9分間としたが、これを4〜9分間
として任意にドーピング量を変えてもよい。この場合に
は、パターニングされた第2のポリシリコン層54はヘ
ビードープ層とはならず、その下側部分の第1の多結晶
シリコン層52と同様にライトドープ層となる。しか
し、この場合でもライトドープ層である第1の多結晶シ
リコン層52に隣接する部分は不純物濃度が高くなるた
め、ヘビードープ層となる。この場合においても、第1
の多結晶シリコン層52のうちライトドープ層の部分は
キャパシタの下部電極として機能することは上記実施例
の場合と同様である。
In the above embodiment, the patterned second
Although the doping time for making the polycrystalline silicon layer 54 a heavy dope layer was 9 minutes, the doping amount may be arbitrarily changed to 4 to 9 minutes. In this case, the patterned second polysilicon layer 54 does not become a heavy doped layer, but becomes a lightly doped layer similarly to the first polycrystalline silicon layer 52 in a lower portion thereof. However, even in this case, the portion adjacent to the first polycrystalline silicon layer 52 which is a lightly doped layer becomes a heavy doped layer because the impurity concentration becomes high. Also in this case, the first
The portion of the lightly doped layer in the polycrystalline silicon layer 52 functions as the lower electrode of the capacitor as in the case of the above embodiment.

【0057】なお、本実施例でも、第1の多結晶シリコ
ン層52のみならず、第2の多結晶シリコン層54に対
しても、ライトドープ層とするためのドーピングを行う
こともできる。また、上記各実施例では、いずれも従来
の薄層堆積技術、不純物拡散技術等を用いて製造するこ
とができるので、量産性に優れているという効果を奏す
る。さらに、上記各実施例では、ドーパントとしてリン
を用いたが、これに限定されるものではない。
It should be noted that also in this embodiment, not only the first polycrystalline silicon layer 52 but also the second polycrystalline silicon layer 54 can be doped for light doping. Further, in each of the above-described embodiments, since it can be manufactured using a conventional thin layer deposition technique, impurity diffusion technique, or the like, there is an effect that the mass productivity is excellent. Furthermore, in each of the above embodiments, phosphorus was used as the dopant, but the present invention is not limited to this.

【0058】[0058]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多結晶シリコン層と金属シリサイド層との積層構造のゲ
ートをもった高速動作に優れたトランジスタと、多結晶
シリコンの熱酸化層を層間絶縁層とし、多結晶シリコン
を両電極とした電圧係数に優れたキャパシタとを形成す
ることができる。また、多結晶シリコンへの高濃度不純
物導入前にトランジスタのゲート酸化層を形成し、また
金属シリサイド層形成前にキャパシタの層間絶縁層を形
成することにより、不純物や金属シリサイドの汚染か
ら、それぞれの絶縁層を防ぐと共に、ゲート酸化層の酸
化と層間絶縁層の酸化を別個に行うことができるため、
それぞれに適した酸化条件で形成することができ、信頼
性の高い半導体装置を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
Excellent transistor with high-speed operation having a gate with a laminated structure of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer, and excellent voltage coefficient using a polycrystalline silicon thermal oxide layer as an interlayer insulating layer and polycrystalline silicon as both electrodes. Capacitor formed. In addition, by forming a gate oxide layer of a transistor before introducing high-concentration impurities into polycrystalline silicon and forming an interlayer insulating layer of a capacitor before forming a metal silicide layer, contamination of impurities and metal silicide can be prevented. In addition to preventing the insulating layer, the oxidation of the gate oxide layer and the oxidation of the interlayer insulating layer can be performed separately,
The semiconductor device can be formed under oxidation conditions suitable for each of them, and a highly reliable semiconductor device can be provided.

【0059】また、第1のマスク体が上部電極の上面お
よび側面を覆っているので、金属シリサイド層のエッチ
ングの際の汚染を防ぐことができると共に、上部電極の
不要なエッチングを防止することができる。
Further, since the first mask body covers the upper and side surfaces of the upper electrode, it is possible to prevent contamination during etching of the metal silicide layer and to prevent unnecessary etching of the upper electrode. it can.

【0060】さらに、上記のトランジスタとキャパシタ
に加え、高抵抗の多結晶シリコンの単層構造を同一基板
上に形成することができる。従って、電圧係数に優れた
キャパシタと高抵抗率が必要な抵抗素子と、高速性の要
求されるゲート部、配線部を同一基板上に形成すること
ができる。
Further, in addition to the above-described transistor and capacitor, a single-layer structure of high-resistance polycrystalline silicon can be formed over the same substrate. Therefore, a capacitor having an excellent voltage coefficient, a resistance element requiring a high resistivity, and a gate portion and a wiring portion requiring high speed can be formed on the same substrate.

【0061】さらに、ユニットキャパシタの下部電極の
シート抵抗を30〜1000Ω/□の範囲に制御するよ
うにしたので、ユニットキャパシタの比精度を低下させ
ることがなく、本発明が適用されるSCFの性能を向上
させることが可能となる。また、第2の多結晶シリコン
層をドーピングする際、第1の多結晶シリコンで形成さ
れるゲート電極および抵抗体も低抵抗化される。従っ
て、本発明により、ゲート電極等を低抵抗に保ったまま
ユニットキャパシタの比精度を低下させることなく、S
CFの性能を向上させることが可能となる。
Further, since the sheet resistance of the lower electrode of the unit capacitor is controlled within the range of 30 to 1000 Ω / □, the performance of the SCF to which the present invention is applied is maintained without lowering the specific accuracy of the unit capacitor. Can be improved. Further, when doping the second polycrystalline silicon layer, the resistance of the gate electrode and the resistor formed of the first polycrystalline silicon is also reduced. Therefore, according to the present invention, it is possible to maintain S
It is possible to improve the performance of CF.

【0062】また、本発明は、第1,第2の多結晶シリ
コン層のドーピングを熱拡散法にて処理するため、量産
性を維持したまま実施可能である。
Further, the present invention can be carried out while maintaining mass productivity because the doping of the first and second polycrystalline silicon layers is performed by the thermal diffusion method.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を説明するための工程図であって、(A)〜(F)は各
工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 1A to 1F are process diagrams for explaining a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein FIGS. 1A to 1F are schematic cross-sectional views showing the configuration of a semiconductor device after each process; It is.

【図2】一般的なSCFの構成を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration of a general SCF.

【図3】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための工程図であって、(A)ないし(H)はそれぞれ
各工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 3A to 3H are process diagrams for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 3A to 3H are schematic cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device after each process.

【図4】従来の半導体装置の製造方法の一例を説明する
ための工程図であって、(A)ないし(I)はそれぞれ
各工程後の半導体装置の構成を示す概略断面図である。
FIGS. 4A to 4I are process diagrams illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 4A to 4I are schematic cross-sectional views showing the configuration of the semiconductor device after each process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

50 半導体基板 51 フィールド酸化層 52 第1の多結晶シリコン層 53 層間絶縁層 55 ゲート酸化層 54 第2の多結晶シリコン層 56 レジスト 57 第1のマスク体(絶縁層,シリコン酸化層) 58 レジスト 59 金属シリサイド層 60 第2のマスク体(レジスト) Reference Signs List 50 semiconductor substrate 51 field oxide layer 52 first polycrystalline silicon layer 53 interlayer insulating layer 55 gate oxide layer 54 second polycrystalline silicon layer 56 resist 57 first mask body (insulating layer, silicon oxide layer) 58 resist 59 Metal silicide layer 60 Second mask body (resist)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板と、 前記半導体基板上に設けられ、多結晶シリコン層と金属
シリサイド層とからなるゲート電極を有するMOSトラ
ンジスタと、 下部電極を形成している第1の多結晶シリコン層と層間
絶縁層と、上部電極層を形成している第2の多結晶シリ
コン層とからなるキャパシタと、 多結晶シリコン層単層からなる抵抗体とを具備し、前記
キャパシタの第1の多結晶シリコン層と前記抵抗体の多
結晶シリコン層とは同時に形成され、前記第1の多結晶
シリコン層のキャパシタの下部電極を形成している部分
は、不純物濃度がその周辺部の不純物濃度より相対的に
低く、かつシート抵抗値が30〜1000Ω/□の範囲
であることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate, a MOS transistor provided on the semiconductor substrate and having a gate electrode composed of a polycrystalline silicon layer and a metal silicide layer, and a first polycrystalline silicon layer forming a lower electrode And a second polycrystalline silicon layer forming an upper electrode layer, and a resistor made of a single polycrystalline silicon layer, wherein the first polycrystalline The silicon layer and the polycrystalline silicon layer of the resistor are formed at the same time, and the portion of the first polycrystalline silicon layer forming the lower electrode of the capacitor has an impurity concentration relatively higher than that of its peripheral portion. And a sheet resistance value in the range of 30 to 1000 Ω / □.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100421657B1 (en) * 2001-12-28 2004-03-11 동부전자 주식회사 Method for manufacturing contact hole of embedded analog device
KR100447729B1 (en) * 2002-05-03 2004-09-10 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a semiconductor device
CN100429792C (en) * 2005-11-22 2008-10-29 上海华虹Nec电子有限公司 Flat capacitor structure and flat capacitor, grid and resistance forming technique method

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