JPH022118A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
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- JPH022118A JPH022118A JP14654588A JP14654588A JPH022118A JP H022118 A JPH022118 A JP H022118A JP 14654588 A JP14654588 A JP 14654588A JP 14654588 A JP14654588 A JP 14654588A JP H022118 A JPH022118 A JP H022118A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔1既 要〕
半導体装置の製造方法に関し、
配線の膜質の劣化をほとんどなくすことができるうえ、
配線と基板拡+Ii1層とのコンタクト抵抗の低減化を
実現することができる半導体装置の製造方法を提供する
ことを目的とし、
基板内に基板拡散層を選択的に形成する工程と、前記基
板拡散層上にコンタクトホールを形成する工程と、前記
コンタクトホールを介して前記基板拡散層とコンタクト
を採るようにポリシリコン膜を形成する工程と、前記ポ
リシリコン膜に不純物を選択的に導入した後、前記ポリ
シリコン膜の活性化のためのアニール処理を行う工程と
、前記ポリシリコン膜上に高融点メタル層または高融点
メタルシリサイド層を形成する工程と、前記ポリシリコ
ン膜と、前記高融点メタル層または前記高融点メタルシ
リサイド層とを選択的にエツチングして配線を形成する
工程と、前記配線の低抵抗化のためのアニール処理を行
う工程とを含むように構成する。[Detailed Description of the Invention] [1] Relating to a method for manufacturing a semiconductor device, it is possible to almost eliminate deterioration of the film quality of wiring, and
The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the contact resistance between wiring and a substrate expansion layer. forming a contact hole on the layer; forming a polysilicon film so as to make contact with the substrate diffusion layer through the contact hole; and selectively introducing impurities into the polysilicon film; a step of performing an annealing treatment for activating the polysilicon film; a step of forming a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer on the polysilicon film; and a step of forming the polysilicon film and the high melting point metal layer. Alternatively, the method is configured to include a step of selectively etching the high melting point metal silicide layer to form a wiring, and a step of performing an annealing treatment to lower the resistance of the wiring.
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、詳しくは、特
に配線と基板拡散層とのコンタクト抵抗を小さくするこ
とができる半導体装置の製造方法に関するものである。The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a semiconductor device that can reduce contact resistance between wiring and a substrate diffusion layer.
近年、LSIの高集積化に伴い配線と、不純物注入によ
って形成された拡散層とのコンタクト・抵抗(接触抵抗
)を減少させることが要求されている。低抵抗化を実現
するための構造の配線としては、ポリサイド構造の配線
があり、これは例えばTiからなる高融点メタル層また
は例えばTiSi2からなる高融点メタルシリサ・イド
層と、ポリシリコン膜との2層構造の配線からなる。こ
のポリサイド構造の配線に、高濃度のイオン注入(例え
ばPまたはAs等の不純物を注入)と活性化アニール処
理を行うことにより、活性化されたポリサイドの不純物
濃度を上げて拡散層とのコンタクト抵抗を下げるという
方法が提案されている。In recent years, as LSIs have become more highly integrated, it has become necessary to reduce the contact resistance between wiring and diffusion layers formed by impurity implantation. As a wiring structure for achieving low resistance, there is a polycide structure wiring, which consists of a high melting point metal layer made of, for example, Ti or a high melting point metal silicide layer made of, for example, TiSi2, and a polysilicon film. Consists of layered wiring. By performing high-concentration ion implantation (for example, implanting impurities such as P or As) and activation annealing treatment into the wiring of this polycide structure, the impurity concentration of the activated polycide is increased and the contact resistance with the diffusion layer is increased. A method has been proposed to lower the
しかしながら、この高濃度のイオン注入と活性化アニー
ル処理を行うと、高融点メタル層または高融点メタルシ
リサイド層の膜質が劣化し易いという問題があった。膜
質が劣化するのは、イオン注入によって高融点メタル層
または高融点メタルシリサイド層の結晶がダメージを受
けてアモルファス化または欠陥が生じることによるもの
と考えられる。また、アニール処理を行うと、Siが析
出し易く、このSiによって抵抗が上ってしまったり、
ポリシリコン膜と高融点メタル層(又は高融点メタルシ
リサイド層)とが剥離したりするという問題もあった。However, when this high concentration ion implantation and activation annealing treatment are performed, there is a problem in that the film quality of the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer is likely to deteriorate. The reason for the deterioration of the film quality is considered to be that the crystals of the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer are damaged by ion implantation and become amorphous or defects are generated. In addition, when annealing is performed, Si tends to precipitate, and this Si may increase the resistance.
There is also a problem that the polysilicon film and the high melting point metal layer (or the high melting point metal silicide layer) may peel off.
これは微細化すればする程顕著となる。Siが析出する
のは、ストレス緩和と耐酸化性向上のために加えている
過剰のSiが熱によって析出するものと考えられる。This becomes more noticeable as the size becomes smaller. The reason why Si is precipitated is considered to be that excessive Si added to relieve stress and improve oxidation resistance is precipitated by heat.
したがって、良質で低抵抗な配線と、配線と拡散層との
間のコンタクト抵抗の小さい接合を得ることが要求され
ている。Therefore, it is required to obtain high-quality, low-resistance wiring and a junction with low contact resistance between the wiring and the diffusion layer.
従来、高融点メタル層または高融点メタルシリサイド層
と、ポリシリコン膜との2層構造からなるポリサイド構
造の配線と基板拡散層とのコンタクト抵抗を低くする製
造方法としては、ポリシリコン膜上に形成された高融点
メタル層または高融点メタルシリサイド層上からイオン
注入を行う方法が採られていた。Conventionally, the manufacturing method for reducing the contact resistance between wiring and a substrate diffusion layer in a polycide structure consisting of a two-layer structure of a high-melting point metal layer or a high-melting point metal silicide layer and a polysilicon film is to form it on a polysilicon film. A method of implanting ions onto a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer has been adopted.
以下、具体的に図面を用いて説明する。Hereinafter, this will be explained in detail using the drawings.
第3図(a)〜<f)は従来の半導体装置の製造方法の
一例を説明するための図である。FIGS. 3(a) to 3(f) are diagrams for explaining an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
これらの図において、lは例えばStからなり、温電型
がp型の基板、2は例えば5iQ2からなる素子分離絶
縁膜、3は例えばSin、からなる絶縁膜、4は基板拡
散層、5は例えばSiO□からなる層間絶縁膜、6はコ
ンタクトホール、7はポリシリコン膜、8は例えばT
i S i ’、からなる高融点メタルシリサイド層(
例えばTiからなる高融点メタルであってもよい)、9
は例えば5iOz(PSGでもよい)からなる絶縁膜、
10は配線で、ポリシリコン膜7と高融点メタルシリサ
イド層8とから構成されている。In these figures, l is a substrate made of, for example, St and whose thermoelectric type is p type, 2 is an element isolation insulating film made of, for example, 5iQ2, 3 is an insulating film made of, for example, Sin, 4 is a substrate diffusion layer, and 5 is a substrate. For example, an interlayer insulating film made of SiO□, 6 a contact hole, 7 a polysilicon film, 8 a T
i S i ', a high melting point metal silicide layer (
For example, it may be a high melting point metal such as Ti), 9
is an insulating film made of, for example, 5iOz (PSG may also be used),
Reference numeral 10 denotes a wiring, which is composed of a polysilicon film 7 and a high melting point metal silicide layer 8.
次に、その製造工程について説明する。Next, the manufacturing process will be explained.
まず、第3図(a)に示すように例えば熱酸化法により
基板l上に膜厚が例えば200人の絶縁膜3を形成した
後、フィールド酸化により基板l上に膜厚が例えば60
00への素子分離絶縁膜2を選択的に形成する。First, as shown in FIG. 3(a), an insulating film 3 having a thickness of, for example, 200 mm is formed on the substrate l by, for example, a thermal oxidation method, and then a film thickness of, for example, 60 mm is formed on the substrate l by field oxidation.
00 is selectively formed.
次に、第3図(b)に示すように、例えば不純物が例え
ばAs” )−ズ量が例えば4 E15cm−”の
イオン注入により基Fil内に基板拡散層4を選択的に
形成した後、例えば900〜1000℃の活性化のため
のアニール処理を行う。Next, as shown in FIG. 3(b), after a substrate diffusion layer 4 is selectively formed in the base film by ion implantation with an impurity of, for example, As'') and an amount of, for example, 4E15 cm-'', For example, an annealing treatment for activation is performed at 900 to 1000°C.
次に、第3図(c)に示すように、例えばRIE法によ
り絶縁膜3を選択的にエツチングした後、例えばCVD
法により全面に5in2を堆積して膜厚が例えば200
0人の層間絶縁膜5を形成する。Next, as shown in FIG. 3(c), after selectively etching the insulating film 3 by, for example, RIE, etching is performed by, for example, CVD.
By depositing 5 in2 on the entire surface by the method, the film thickness is, for example, 200 mm.
An interlayer insulating film 5 of 0 is formed.
次いで、例えばRIE法により層間絶縁膜5を選択的に
エツチングしてコンタクトホール6を基板拡散層4上に
形成する。この時、基板拡散層4が露出する。Next, the contact hole 6 is formed on the substrate diffusion layer 4 by selectively etching the interlayer insulating film 5 by, for example, RIE method. At this time, the substrate diffusion layer 4 is exposed.
次に、第3図(d)に示すように、例えばCVD法によ
りポリSiを全面に堆積してコンタクトホール6を介し
て基板拡散層4とコンタクトを採るようにv!、厚が例
えば1000人のポリシリコン膜7を形成した後、例え
ばスパッタ法によりポリシリコン膜7上にTiSi2を
堆積して膜厚が例えば2000人の高融点メタルシリサ
イド層8を形成する。Next, as shown in FIG. 3(d), poly-Si is deposited on the entire surface by, for example, the CVD method, and contact is made with the substrate diffusion layer 4 through the contact hole 6. After forming a polysilicon film 7 having a thickness of, for example, 1,000 thick, TiSi2 is deposited on the polysilicon film 7 by, for example, sputtering to form a high melting point metal silicide layer 8 having a thickness of, for example, 2,000.
次に、第3図(e)に示すように、例えば不純物がP゛
ドーズ量が例えばI E16cm−2のイオン注入
を行う。Next, as shown in FIG. 3(e), ion implantation is performed at a dose of, for example, IE16 cm@-2, in which the impurity is, for example, P.
そして、例えばRIE法により高融点メタルシリサイド
層8及びポリシリコン膜7を選択的にエツチングして配
線10を形成した後、例えばCVD法により配線10を
覆うようにSin、を堆積して膜厚が例えば1000人
の絶縁膜9を形成する。次いで、不純物の活性化と高融
点メタルシリサイド層8の低抵抗化を含めて例えば95
0℃のアニール処理を行うことにより、第3図(f)に
示すような構造の半導体装置が完成する。After selectively etching the high melting point metal silicide layer 8 and polysilicon film 7 by, for example, the RIE method to form the wiring 10, a film of Sin is deposited to cover the wiring 10 by, for example, the CVD method. For example, 1000 insulating films 9 are formed. Next, for example, 95% is applied, including activation of impurities and lowering of the resistance of the high melting point metal silicide layer 8.
By performing annealing treatment at 0° C., a semiconductor device having a structure as shown in FIG. 3(f) is completed.
しかしながら、このような従来の半導体装置の製造方法
にあっては、ポリサイド構造の配線lOに高濃度のイオ
ン注入と活性化アニール処理を行うことにより配線10
と基板拡散層4とのコンタクト抵抗を下げる方法である
が、配線10、特に高融点メタルシリザイド層8 (例
えばTi等の高融点メタルでも同様)の膜質が劣化し易
いという問題点があった。膜質が劣化するのは、イオン
注入によって高融点メタルシリサイド層8の結晶がダメ
ージを受けてアモルファス化または欠陥が生じることに
よるものと考えられる。However, in such a conventional method for manufacturing a semiconductor device, the wiring 10 is formed by performing high concentration ion implantation and activation annealing treatment on the wiring 10 having a polycide structure.
This method lowers the contact resistance between the metal silicide layer 4 and the substrate diffusion layer 4, but there is a problem in that the film quality of the wiring 10, especially the high melting point metal silicide layer 8 (for example, the same applies to high melting point metals such as Ti) is likely to deteriorate. . The reason for the deterioration of the film quality is considered to be that the crystals of the high melting point metal silicide layer 8 are damaged by the ion implantation and become amorphous or defects are generated.
また、アニール処理を行うとSiが析出し易く、このS
iによって抵抗が上ってしまったり、ポリシリコン膜7
と高融点メタルシリサイド層8とが剥離したりするとい
う問題点があった。Siが析出するのは、ストレス緩和
と耐酸化性向上のために加えている過剰のSiが熱によ
って析出するものと考えられる。In addition, when annealing treatment is performed, Si tends to precipitate, and this S
The resistance may increase due to i, or the polysilicon film 7
There was a problem that the high melting point metal silicide layer 8 and the high melting point metal silicide layer 8 could peel off. The reason why Si is precipitated is considered to be that excessive Si added to relieve stress and improve oxidation resistance is precipitated by heat.
そこで本発明は、配線の改質の劣化をほとんどなくすこ
とができるうえ、配線と基板拡散層とのコンタクト抵抗
の低減化を実現することができる半導体装置の製造方法
を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can almost eliminate deterioration due to wiring modification and also reduce the contact resistance between the wiring and the substrate diffusion layer. .
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、
基板内に基板拡散層を選択的に形成する工程と、前記基
板拡散層上にコンタクトホールを形成する工程と、前記
コンタクトホールを介して前記基板拡散層とコンタクト
を採るようにポリシリコン膜を形成する工程と、前記ポ
リシリコン膜に不純物を選択的に導入した後、前記ポリ
シリコン膜の活性化のためのアニール処理を行う工程と
、前記ポリシリコン膜上に高融点メタル層または高融点
メタルシリサイド層を形成する工程と、前記ポリシリコ
ン膜と、前記高融点メタル層または前記高融点メタルシ
リサイド層とを選択的にエツチングして配線を形成する
工程と、前記配線の低抵抗化のためのアニール処理を行
う工程とを含むものである。In order to achieve the above object, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of selectively forming a substrate diffusion layer in a substrate, forming a contact hole on the substrate diffusion layer, and forming a substrate diffusion layer through the contact hole. a step of forming a polysilicon film so as to make contact with the substrate diffusion layer; a step of selectively introducing impurities into the polysilicon film, and then performing an annealing treatment for activating the polysilicon film; A step of forming a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer on the polysilicon film, and selectively etching the polysilicon film and the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer to form wiring. The method includes a step of forming the wiring, and a step of performing an annealing treatment to lower the resistance of the wiring.
本発明は、基板内に基板拡散層が選択的に形成され、基
板拡散層上にコンタクトポールが形成された後、コンタ
クトホールを介して基板拡散層とコンタクトを採るよう
にポリシリコン膜が形成される。次いで、ポリシリコン
膜に不純物が選択的に導入され、ポリシリコン膜の活性
化のためのアニール処理が行われた後、ポリシリコン膜
上に高融点メタル層または高融点メタルシリサイド層が
形成される。そして、ポリシリコン膜と、高融点メタル
層または高融点メタルシリサイド層とが選択的にエツチ
ングされて配線が形成された後、配線の低抵抗化のため
のアニール処理が行われる。In the present invention, a substrate diffusion layer is selectively formed in a substrate, a contact pole is formed on the substrate diffusion layer, and then a polysilicon film is formed to make contact with the substrate diffusion layer through a contact hole. Ru. Next, impurities are selectively introduced into the polysilicon film, and after an annealing process is performed to activate the polysilicon film, a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer is formed on the polysilicon film. . Then, after the polysilicon film and the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer are selectively etched to form wiring, an annealing process is performed to lower the resistance of the wiring.
したがって、配線の低抵抗化をポリシリコン膜の活性化
アニール処理の温度よりも低温でアニル処理することが
できるので、ポリシリコン膜中の不純物が高融点メタル
層または高融点メタルシリサイド層中に再分布し難くな
り、配線と基板拡散層とのコンタクト抵抗の低減化が実
現できるようになる。また、ポリシリコン膜の活性化ア
ニル処理を行った後に、高融点メタル層または高融点メ
タルシリサイド層を形成できるようになるので、高温に
よる高融点メタル層または高融点メタルシリサイド層の
膜質の劣化を抑えることができるようになる。Therefore, since the annealing process can be performed at a lower temperature than the activation annealing temperature of the polysilicon film to reduce the resistance of the wiring, impurities in the polysilicon film can be re-injected into the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer. This makes it difficult to distribute the contact resistance between the wiring and the substrate diffusion layer. In addition, since a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer can be formed after the activation annealing treatment of the polysilicon film, deterioration of the film quality of the high melting point metal layer or high melting point metal silicide layer due to high temperatures can be prevented. be able to suppress it.
(実施例〕 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example〕 Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.
第1図(a)〜(g)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の一実施例を説明するための図である。図示例の半
導体装置は、例えばNチャネルトランジスタに適用する
場合を示している。FIGS. 1(a) to 1(g) are diagrams for explaining one embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The illustrated semiconductor device is applied to, for example, an N-channel transistor.
これらの図において、第3図(a)〜(f)と同一符号
は同一または相当部分を示し、21は例えばSiO□か
らなる絶縁膜である。In these figures, the same reference numerals as in FIGS. 3(a) to 3(f) indicate the same or corresponding parts, and 21 is an insulating film made of, for example, SiO□.
次に、その製造工程について説明する。なお、第1図(
a)〜(c)は従来例の第3図(a)〜(c)で説明し
たものと同様な工程を行っている。Next, the manufacturing process will be explained. In addition, Figure 1 (
Steps a) to (c) are similar to those described in FIGS. 3(a) to (c) of the conventional example.
まず、第1図(a)に示すように、例えば熱酸化法によ
り基板1上に膜厚が例えば200人の絶縁膜3を形成し
た後、フィールド酸化により基+5.1上に膜厚が例え
ば6000人の素子分離絶縁膜2を選択的に形成する。First, as shown in FIG. 1(a), an insulating film 3 having a thickness of, for example, 200 mm is formed on a substrate 1 by, for example, a thermal oxidation method, and then a film thickness of, for example, 200 mm is formed on a substrate by field oxidation. 6000 element isolation insulating films 2 are selectively formed.
次に、第1図(b)に示すように、例えば不純物がAs
” ドーズ量が例えば4E15cm”2のイオン注
入より基板1内に基板拡散層4を選択的に形成した後、
例えば900〜1000℃で活性化のためのアニール処
理を行う。これが本発明の基板内に基板拡散層を選択的
に形成する工程に該当する。Next, as shown in FIG. 1(b), for example, if the impurity is As
After selectively forming the substrate diffusion layer 4 in the substrate 1 by ion implantation with a dose of, for example, 4E15 cm2,
For example, annealing treatment for activation is performed at 900 to 1000°C. This corresponds to the step of selectively forming a substrate diffusion layer within the substrate of the present invention.
次に、第1図(c)に示すように、例えばRIE法によ
り絶縁膜3を選択的にエツチングした後、例えばCVD
法により全面に5in2を堆積して膜厚が例えば200
0人の層間絶縁膜5を形成する。Next, as shown in FIG. 1(c), after selectively etching the insulating film 3 by, for example, RIE, etching is performed by, for example, CVD.
By depositing 5 in2 on the entire surface by the method, the film thickness is, for example, 200 mm.
An interlayer insulating film 5 of 0 is formed.
次いで、例えばRIE法により層間絶縁膜5を選択的に
エツチングして基板拡散N4上にコンタクトホール6を
形成する。この時、基板拡散層4が露出する。これが本
発明の、基板拡散層上にコンタクトホールを形成する工
程に該当する。Next, the interlayer insulating film 5 is selectively etched by, for example, RIE to form a contact hole 6 on the substrate diffusion N4. At this time, the substrate diffusion layer 4 is exposed. This corresponds to the step of forming a contact hole on the substrate diffusion layer according to the present invention.
次に、第1図(d)に示すように、例えばCVD法によ
りポリSiを堆積してコンタクトホール6を介して基板
拡散層4とコンタクトを採るように膜厚が例えば1oo
o人のポリシリコン膜7を形成する。これが本発明の、
コンタクトホールを介して基板拡散層とコンタクを採る
ようにポリシリコン膜を形成する工程に該当する。次い
で、例えば熱酸化法(CVD法でもよい)によりポリシ
リコン膜7上に膜厚が例えば100人の絶縁膜、21を
形成する。絶縁膜21は次の行程のイオン注入を行う際
の最適化を行う機能を有するものであるうえ、活性化ア
ニール処理を行う際に不純物が大気中に拡散するのを防
ぐ機能をも有するものである。Next, as shown in FIG. 1(d), poly-Si is deposited by, for example, the CVD method, and a film thickness of, for example, 10 mm is formed so as to make contact with the substrate diffusion layer 4 through the contact hole 6.
o polysilicon films 7 are formed. This is the present invention.
This corresponds to the process of forming a polysilicon film so as to make contact with the substrate diffusion layer through a contact hole. Next, an insulating film 21 having a thickness of, for example, 100 nm is formed on the polysilicon film 7 by, for example, a thermal oxidation method (CVD method may also be used). The insulating film 21 not only has the function of optimizing the next step of ion implantation, but also has the function of preventing impurities from diffusing into the atmosphere during the activation annealing process. be.
次に、第1図(e)に示すように、不純物が例えばPo
ドーズ量が例えば8E15cm−2のイオン注入と
例えば950℃の活性化アニール処理とを行うことによ
りポリシリコン膜7が選択的にドープされる。これが本
発明のポリシリコン膜に不純物を選択的に導入した後、
ポリシリコン膜の活性化のためのアニール処理を行う工
程に該当する。Next, as shown in FIG. 1(e), impurities such as Po
Polysilicon film 7 is selectively doped by performing ion implantation at a dose of, for example, 8E15 cm -2 and activation annealing at, for example, 950°C. After selectively introducing impurities into the polysilicon film of the present invention,
This corresponds to the process of performing annealing treatment to activate the polysilicon film.
次に、第1図(「)に示すように、例えばRIE法によ
り絶縁膜21を選択的に除去した後、例えばスパッタ法
によりポリシリコン膜7上にTiSi2を堆積して膜厚
が2000人の高融点メタルシリサイド層8を形成する
。これが本発明の、ポリシリコン膜上に高融点メタル層
または高融点メタルシリサイド層を形成する工程に該当
する。次いで、例えばRIE法により高融点メタルシリ
サイド層8及びポリシリコン膜7を選択的にエツチング
して配線10を形成する。これが本発明のポリシリコン
膜と、高融点メタル層または高融点メタルシリサイド層
とを選択的にエツチングして配線を形成する工程に該当
する。そして、例えばCVD法により配線10を覆うよ
うに5in2を堆積して膜厚が例えば1000人の絶縁
膜9を形成した後、高融点メタルシリサイド層8の低抵
抗化を行うために例えば900℃のアニール処理を行う
ことにより、第1図(g)に示すような構造の半導体装
置が完成する。ここでのアニール処理は、ポリシリコン
+197の活性化を気にすることなく、(すでに活性化
は十分行われている)高融点メタルシリサイド層8の低
抵抗化を適宜行うように設定すればよい。Next, as shown in FIG. 1 (), after selectively removing the insulating film 21 by, for example, RIE, TiSi2 is deposited on the polysilicon film 7 by, for example, sputtering to a film thickness of 2000 nm. A high melting point metal silicide layer 8 is formed. This corresponds to the step of forming a high melting point metal layer or a high melting point metal silicide layer on a polysilicon film according to the present invention. Next, the high melting point metal silicide layer 8 is formed by, for example, RIE method. Then, the polysilicon film 7 is selectively etched to form the wiring 10. This is the process of selectively etching the polysilicon film and the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer to form the wiring according to the present invention. After forming the insulating film 9 with a thickness of, for example, 1000 by depositing 5 in 2 to cover the wiring 10 by, for example, the CVD method, in order to lower the resistance of the high melting point metal silicide layer 8. For example, by performing annealing treatment at 900°C, a semiconductor device having a structure as shown in FIG. 1(g) is completed. The resistance of the high melting point metal silicide layer 8 (which has already been sufficiently activated) may be appropriately set to be lowered in resistance.
温度は低く、かつ時間は短い方が好ましい。これが本発
明の、配線の低抵抗化のためのアニール処理を行う工程
に該当する。It is preferable that the temperature is low and the time is short. This corresponds to the step of performing annealing treatment to lower the resistance of the wiring according to the present invention.
すなわち、上記実施例では、配線10(特に高融点メタ
ルシリサイド層8)の低抵抗化アニール処理の温度(例
えば900℃)がポリシリコン膜7の活性化アニール処
理の温度(例えば950℃)よりも低い温度で行うこと
ができ、従来のようにポリシリコン膜7の活性化アニー
ル処理と配線lOの低抵抗化アニール処理を同時に行わ
ずに済んでおり、配線IOの低抵抗化を低温でアニール
処理ができるとともに、ポリシリコン膜7の活性化アニ
ール処理を高温で十分行うことができる。したがって、
配線lOのV、質の劣化をほとんどなくすことができる
うえ、配線lOと基板拡散N4とのコンタクト抵抗の低
減化(従来150Ωμm2であったものが、70Ωμm
2まで低減できる)を実現することができる。コンタク
ト抵抗の低減化が実現できるのは、配線10の低抵抗化
を低温(時間は短い方が好ましい)でアニール処理がで
きるので、ポリシリコン膜7中の不純物が配線lOを構
成する高融点メタルシリナイド層8中に再分布し難くな
ることによるものと考えられる。具体的には第2図に示
すように、ポリシリコン膜7と層間絶縁膜5の界面Aを
通過する電流はポリシリコン膜7の抵抗が高い場合(電
流の分布はコンタクトホール6部分に集中する)に比較
し°ζ、コンタクトホール6部分だけでなく高融点メタ
ルシリサイド層8とポリシリコン膜7aの界面に対して
垂直方向に均一に流れ易(なり、高融点メタルシリサイ
ド層8とポリシリコンv7のコンタクト抵抗は下がる。That is, in the above embodiment, the temperature (e.g., 900°C) of the resistance lowering annealing treatment for the wiring 10 (particularly the high melting point metal silicide layer 8) is lower than the temperature (e.g., 950°C) for the activation annealing treatment of the polysilicon film 7. It can be performed at a low temperature, and unlike conventional methods, it is not necessary to perform the activation annealing process for the polysilicon film 7 and the annealing process to lower the resistance of the wiring IO at the same time. In addition, the activation annealing treatment of the polysilicon film 7 can be sufficiently performed at a high temperature. therefore,
It is possible to almost eliminate deterioration in the V and quality of the wiring IO, and to reduce the contact resistance between the wiring IO and the substrate diffusion N4 (conventionally 150 Ωμm2 was reduced to 70Ωμm).
can be reduced to 2). The reason why the contact resistance can be reduced is that the resistance of the wiring 10 can be reduced by annealing at a low temperature (the shorter the time, the better), so that the impurities in the polysilicon film 7 are absorbed by the high melting point metal that constitutes the wiring IO. This is thought to be due to the fact that it becomes difficult to redistribute into the silinide layer 8. Specifically, as shown in FIG. 2, when the resistance of the polysilicon film 7 is high, the current passing through the interface A between the polysilicon film 7 and the interlayer insulating film 5 is concentrated at the contact hole 6. ), it is easier to flow uniformly not only in the contact hole 6 portion but also in the vertical direction to the interface between the high melting point metal silicide layer 8 and the polysilicon film 7a (so that the high melting point metal silicide layer 8 and the polysilicon film 7a contact resistance decreases.
このため、高融点メタルシリサイド層8の低抵抗化アニ
ール処理は、ポリシリコン膜7の活性化アニール処理温
度より低い温度で、コンタクト抵抗を下げることができ
るのである。また、高融点メタルシリサイド層8の膜質
の劣化を抑えることができるのは、ポリシリコン膜7の
活性化アニール処理を行った後に高融点メタルシリサイ
ド層8を形成することができるので高温による膜質劣化
の影響が抑制されるからである。Therefore, the resistance lowering annealing treatment of the high melting point metal silicide layer 8 can lower the contact resistance at a temperature lower than the activation annealing treatment temperature of the polysilicon film 7. Furthermore, deterioration of the film quality of the high melting point metal silicide layer 8 can be suppressed because the high melting point metal silicide layer 8 can be formed after the activation annealing treatment of the polysilicon film 7. This is because the influence of
なお、上記実施例では、半導体装置としてNチャネルト
ランジスタを適用する場合を説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、CMOSトランジスタのよ
うなNチャネル、Pチャネル両方を採る構造の場合にも
適用することができる。具体的には、第1図(d)に示
すものに、例えばP゛のイオン注入用のレジストパター
ンを形成してP゛のイオン注入を行った後、P゛イオン
注入用のレジストパターンを除去する。次いで、Nチャ
ネル用の活性化アニール処理を行い、例えばB゛のイオ
ン注入用のレジストパターンを形成してB゛のイオン注
入を行った後、B゛イオン注入用のレジストパターンを
除去する。次いで、第1図(f)に示すように絶uA膜
21を除去し、高融点メタルシリサイド層8を形成した
後、高融点メタルシリサイド層8及びポリシリコン膜7
を選択的に除去して配線lOを形成する。そして、第1
図(g)に示すように、絶縁膜9を形成した後、高融点
メタルシリサイド層8の低抵抗化アニール処理とB゛の
活性化アニール処理を行うことにより、CMOS)ラン
ジスタを形成することができる。In the above embodiment, a case where an N-channel transistor is applied as a semiconductor device has been described, but the present invention is not limited to this, and may be applied to a structure that employs both an N-channel and a P-channel, such as a CMOS transistor. It can also be applied to Specifically, for example, a resist pattern for ion implantation of P'' is formed on the thing shown in FIG. do. Next, an activation annealing process for the N channel is performed, for example, a resist pattern for B' ion implantation is formed, B' ions are implanted, and then the B' ion implanted resist pattern is removed. Next, as shown in FIG. 1(f), after removing the absolute uA film 21 and forming a high melting point metal silicide layer 8, the high melting point metal silicide layer 8 and the polysilicon film 7 are removed.
is selectively removed to form a wiring lO. And the first
As shown in Figure (g), after forming the insulating film 9, a CMOS transistor can be formed by performing an annealing process to lower the resistance of the high melting point metal silicide layer 8 and an annealing process to activate B'. can.
この場合、最初の活性化アニールはNチャネル用の活性
化アニールであり、最後の活性化アニールはPチャネル
用の活性化と高融点メタルシリサイド層8の低抵抗化の
両方を行うためのものである。In this case, the first activation annealing is for the N channel, and the last activation annealing is for both activating the P channel and lowering the resistance of the high melting point metal silicide layer 8. be.
両方同時に行うことができるのはPチャネルの方はポリ
シリコン膜7の抵抗がそれ程、活性化アニール温度依存
性がないからである。Both can be performed at the same time because the resistance of the polysilicon film 7 for the P channel is less dependent on the activation annealing temperature.
上記各実施例では、ポリシリコン膜7上に高融点メタル
シリサイド層8を形成したポリサイド構造について説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ポリ
シリコン膜7上に例えばTi等の高融点メタル層を形成
した構造のポリサイド構造であってもよい。In each of the above embodiments, a polycide structure in which a high melting point metal silicide layer 8 is formed on a polysilicon film 7 has been described, but the present invention is not limited to this. It may be a polycide structure in which a high melting point metal layer is formed.
本発明によれば、配線の膜質の劣化をほとんどなくすこ
とができるうえ、配線と基板拡散層とのコンタクト抵抗
の低減化を実現することができるという効果がある。According to the present invention, it is possible to almost eliminate deterioration of the film quality of the wiring, and it is also possible to reduce the contact resistance between the wiring and the substrate diffusion layer.
5・・・・・・層間絶縁膜、 6・・・・・・コンタクトホール、 7・・・・・・ポリシリコン膜、 8・・・・・・高融点メタルシリサイ 9・・・・・・絶縁膜、 10・・・・・・配線、 21・・・・・・絶縁膜。5...Interlayer insulating film, 6...Contact hole, 7...Polysilicon film, 8... High melting point metal silicide 9...Insulating film, 10...Wiring, 21...Insulating film.
ド層、De layer,
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を説明する図、
第2図は一実施例の効果を説明する図、第3図は従来の
半導体装置の製造方法の一例を説明する図である。
l・・・・・・基板、
2・・・・・・素子分離絶縁膜、
3・・・・・・絶縁膜、
4・・・・・・基板拡散層、
朗Iや田
第
凶FIG. 1 is a diagram illustrating an embodiment of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating the effects of the embodiment, and FIG. 3 is an example of the conventional semiconductor device manufacturing method. FIG. 1...Substrate, 2...Element isolation insulating film, 3...Insulating film, 4...Substrate diffusion layer,
Claims (1)
板拡散層上にコンタクトホールを形成する工程と、 前記コンタクトホールを介して前記基板拡散層とコンタ
クトを採るようにポリシリコン膜を形成する工程と、 前記ポリシリコン膜に不純物を選択的に導入した後、前
記ポリシリコン膜の活性化のためのアニール処理を行う
工程と、 前記ポリシリコン膜上に高融点メタル層または高融点メ
タルシリサイド層を形成する工程と、前記ポリシリコン
膜と、前記高融点メタル層または前記高融点メタルシリ
サイド層とを選択的にエッチングして配線を形成する工
程と、 前記配線の低抵抗化のためのアニール処理を行う工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。[Claims] A step of selectively forming a substrate diffusion layer in a substrate, a step of forming a contact hole on the substrate diffusion layer, and a step of making contact with the substrate diffusion layer through the contact hole. forming a polysilicon film on the polysilicon film, selectively introducing impurities into the polysilicon film and then performing an annealing treatment for activating the polysilicon film, and depositing a high melting point metal on the polysilicon film. a step of forming a layer or a high melting point metal silicide layer; a step of selectively etching the polysilicon film and the high melting point metal layer or the high melting point metal silicide layer to form a wiring; 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of performing an annealing treatment to make it resistive.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63146545A JP2675076B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Method for manufacturing semiconductor device |
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| JP63146545A JP2675076B2 (en) | 1988-06-14 | 1988-06-14 | Method for manufacturing semiconductor device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH022118A true JPH022118A (en) | 1990-01-08 |
| JP2675076B2 JP2675076B2 (en) | 1997-11-12 |
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|---|---|
| JP (1) | JP2675076B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5792710A (en) * | 1994-06-06 | 1998-08-11 | Nec Corporation | Method for selectively etching polycide layer |
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| JPS63281424A (en) * | 1987-05-13 | 1988-11-17 | Toshiba Corp | Formation of polycide electrode |
-
1988
- 1988-06-14 JP JP63146545A patent/JP2675076B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2675076B2 (en) | 1997-11-12 |
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