JPH02246226A - Ｍｏｓトランジスタの製造方法 - 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ｌＭＯＳトランジスタの製造方法に関し、特に
、高融点金属ポリサイドゲートを設けたＭＯＳ）−ラン
ジスタの製造方法に関するものである。

（従来の技術） 近年、ＭＯ８集積回路を用いた装置は、その高速化が着
々と進んでいる。その中で、ＭＯＳトランジスタのゲー
ト電極の材料が従来のポリシリコン膜の単層構造から、
高融点のケイ化金属膜とポリシリコン膜との二層膜構造
である高融点金属ポリサイド膜（以下、ポリサイド膜と
称す）に移りつつある。これは、ポリサイド膜のシート
抵抗が小さく、従って、装置のＲＣ遅延が小さく抑えら
れるからである。しかし、上記のケイ化金属膜は、従来
のポリシリコン膜と比べて異常酸化が発生し易く、また
、薬品の影響を受は易いなど、安定性に欠ける面が存在
する。

この種の従来のＭＯＳトランジスタの製造方法を、第２
図（ａ）ないしくｅ）により説明する。図は従来の各製
造工程を示す断面図である。

まず、シリコン基板１の表面に形成されたゲート絶ａ［
２の上に、ポリシリコン膜３およびケイ化金属膜４を堆
積する〔第２図（ａ）〕。次に、写真製版技術等により
ゲートを形成した後、ｎ−不純物を注入し、ｎ−拡散領
域５を形成する〔第２図（ｂ）〕６次に、温度９００℃
のドライ雰囲気で酸化した後、化学的気相成長によって
二酸化ケイ素膜を堆積し、続いて異方性ドライエツチン
グを施してサイドスペーサ６を形成し、ざらにｎ０不純
物を注入してｎ０拡散領域７を形成する〔第２図（ｃ）
）。

次に、温度９００℃のドライ雰囲気で酸化し、ゲートお
よびシリコン基板１の表面に二酸化ケイ素膜８を形成す
る〔第２図（ｄ））、次に、化学的気相成長により層間
絶縁膜９を形成すると、第２図（ｅ）が得られる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述の製造方法では、第２図（ｃ）に示
した異方性ドライエツチング工程でケイ化金属膜４の表
面が露出する。これは、第２図（ｂ）のｎ−不純物を注
入した後の熱処理で、ケイ化金属膜４の表面に形成され
た二酸化ケイ素膜がサイドスペーサ６を形成する異方性
ドライエツチングで除去されたものである。従って、異
方性ドライエツチングの時間を制御してケイ化金属膜４
の二酸化ケイ素膜を残すことは不可能ではないが、二酸
化ケイ素膜厚のばらつきや異方性ドライエツチングのば
らつき等を考えると極めて難しいという問題があった。

また、ケイ化金属膜４の表面が露出すると、その表面が
薬品に浸されやすく、また、第２図（ｄ）に示した熱処
理で表面付近の異常酸化が発生するため１歩留りが低下
するという問題もあった。

また、熱処理温度を下げたり、熱処理時間を短くしたり
すると、ｎ−およびｎ４拡散領域５および７の形状が変
化し、特性面で不都合が発生するという問題もあった。

本発明は上記の問題を解決するもので、ケイ化金属膜の
化学的安定性のある高温処理が可能なＭＯＳトランジス
タの製造方法を提供するものである。

（課題を解決するための手段） 上記の課題を解決するため１本発明は、ケイ化金属膜を
熱酸化し、一部二酸化ケイ素膜に変え。

その上にポリシリコン膜を堆積し、四層構造のポリサイ
ドゲート電極を形成するものである。

（作　用） 上記のように四層構造のポリサイドゲートが形成される
ため、第１図（ｅ）に示したサイドスペーサ６の形成工
程でケイ化金属膜４の表面が露出せず、化学的に安定し
た構造となる。

（実施例） 本発明の一実施例を、第１図（ａ）ないしくｇ）により
説明する。

同図は、本発明による各製造工程を示す断面図である。

まず、ｐ形シリコン基板１０の表面にゲート絶縁膜１１
として厚さ２０ｎｍの熱酸化皮膜を形成した後、減圧化
学的気相成長法により第１ポリシリコン膜１２を２００
１の厚さで堆積し、温度９００℃でリン拡散を行ない、
さらに、スパッタリング法により高融点のケイ化金属膜
１３を２００ｎｍの厚さで堆積する〔第１図（ａ）〕。

次に、温度９００℃のドライ酸素雰囲気で１０分間酸化
すると、上記のケイ化金属膜１３の表面に厚さ約２０ｎ
ａの二酸化ケイ素膜１４が形成される〔第１図（ｂ））
、さらに、減圧化学的気相成長法により厚さ３０ｎｍの
第２ポリシリコン膜１５を堆積する〔第１図（ｅ））。

次に、写真製版技術およびドライエツチングによりゲー
トパターンを形成した後、イオン注入法を用いてリンイ
オンを２Ｘ１０”０１１−”たたき込み、ｎ−拡散領域
１６を形成する〔第１図（ｄ））。

続いて、化学的気相成長法により厚さ３００ｎｍの二酸
化ケイ素膜を堆積した後、異方性ドライエツチングを施
し、サイドスペーサ１７を形成する。その際のエツチン
グは二酸化ケイ素膜のエツチング条件とするので、第２
ポリシリコン膜１５はほとんど工゛ツチングされず、従
って、ケイ化金属膜１３が露出することがない。次に、
砒素イオンを３×ア １０１０１ｓａ”たたき込むと、それぞれｎ”拡散領域
１６およびｎ“拡散領域１８を有するソースおよびドレ
インが形成される〔第１図（ｅ）〕。

さらに、温度９００℃のドライ酸素雰囲気で熱酸化を行
ない、第２ポリシリコン膜１５を酸化して二酸化ケイ素
膜１９を形成する〔第１図（ｆ）〕。これは。

第２ポリシリコン膜１５とケイ化金属膜１３の間に二酸
化ケイ素膜１４が挟まれてしまうため、本構造のポリサ
イド膜と金属配線間の電気的接触が形成され難いからで
ある。続いて１層間絶縁膜２０を堆積する〔第１図（ｇ
）〕。

なお、第１図（ｂ）に示す熱処理で、ケイ化金属膜１３
を軽く酸化処理する理由は、ケイ化金属膜１３上に直接
第２ポリシリコン膜１５を堆積させると。

ケイ化金属膜１３の汚染がポリシリコン成長装置に付着
するので、これを防ぐため、ケイ化金属膜１３の表面を
安定した二酸化ケイ素膜１４で覆うものである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、ポリサイドゲー
ト構造を有するにかかわらず、従来のポリシリコンゲー
ト構造と同等の化学的安定性を有するＭＯＳトランジス
タの製造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないしくｇ）および第２図（ａ）ないしく
６）は、それぞれ本発明の実施例および従来例の製造方
法を示す断面図である。 １・・・シリコン基板、　　２，１１・・・ゲート絶縁
膜、　３・・・ポリシリコン膜、４．Ｌ３・・・ケイ化
金属膜、５，１６・・・ｎ−拡散領域、６．１７・・・
サイドスペーサ、７，１８・・・ｎ拡散領域、　８，１
４．１９・・・二酸化ケイ素膜、９．２０・・・層間絶
縁膜、　１０・・・ｐ形シリコン基板、　１２・・・第
１ポリシリコン膜、１５・・・第２ポリシリコン膜。 第１図 第１図 １ｏ・−Ｐ型シリコン基板 １１−一−ケ°−トＰ！、射ｉ１１！！１２−・・ｖＪ
１ホ１リシリコンハ興 １３−　ケイ化金属膜 １４．１９−−−二酋焚イヒケ４爪牒 １５−−−男２ホ゛リシリ］ン月莢 １６−・−ｎ−鉱敗々酊ｈ １７−−−サイドスペーブ １１３−−ｎ”＃、敗ゼＵ戎 ２０−−−Ｍ　１ｇ’ｌ絶縁Ｂ冥 第２図 第２図 ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　導電形半導体基板の表面にゲート絶縁膜、ポリシリコ
   ン膜およびケイ化金属膜を重ねて形成した後、写真製版
   技法によりゲートパターンを形成する工程と、ゲートパ
   ターンが形成された基板の表面に逆導電形の不純物を注
   入し、ライトドーズ領域を形成する工程と、化学的気相
   成長法あるいはスパッタリング法により二酸化ケイ素膜
   を形成した後、異方性ドライエッチングにより上記のゲ
   ートパターンにサイドスペーサを形成する工程と、再び
   逆導電形の不純物を注入し、ソースおよびドレイン領域
   を形成する工程とからなるＭＯＳトランジスタの製造方
   法において、上記のケイ化金属膜形成工程の後に、熱酸
   化により上記のケイ化金属の表面に二酸化ケイ素膜を形
   成し、さらにその上に第２ポリシリコン膜を形成する工
   程と、上記の再度逆導電形不純物の注入後に、熱酸化に
   より上記のゲートパターン上の第２ポリシリコン膜を二
   酸化ケイ素膜に変える工程を加えたことを特徴とするＭ
   ＯＳトランジスタの製造方法。