JPS5832469A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPS5832469A
JPS5832469A JP13118081A JP13118081A JPS5832469A JP S5832469 A JPS5832469 A JP S5832469A JP 13118081 A JP13118081 A JP 13118081A JP 13118081 A JP13118081 A JP 13118081A JP S5832469 A JPS5832469 A JP S5832469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
melting point
type
point metal
electrode
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
JP13118081A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Fukumoto
正紀 福本
Koichi Kugimiya
公一 釘宮
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP13118081A priority Critical patent/JPS5832469A/ja
Publication of JPS5832469A publication Critical patent/JPS5832469A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)

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】 本発明は、可動イオン汚染等による電気的特性の不安定
性がなく、同時に高融点金属−半導体基板間に良好なオ
ーミックコンタクトを持った、高融点金属ゲート半導体
装置及びその製造方法に関するものである。
高融点金属、例えばMoは、従来のボIJSi  より
比抵抗が約2桁、モリブデンシリサイドより約1桁も小
さく、配線抵抗による信号の遅延が解消できるという利
点があるので、MO8型の高密度集積回路におけるゲー
ト配線材料として、優れた特性をもつ材料である。しか
しゲート電極に勤膜を使用したMO8FETにおいては
、使用時間と共にしきい電圧7丁の変動が起こるため、
信頼性に乏しいという欠点があった。MoゲグーFIC
Tにおける上記の様なりT変動は、大部分、製造工程の
途中にNa+等の様なアルカリ可動イオン汚染をゲート
が受けることによって起こることがわかっている。第1
図は、MoゲートMOSFETを従来法に従って製造す
る工程断面図の概略を示す。
工程を説明すると、工程ムにおいて4・1はp型シ゛リ
コン基板、2はn型拡散層、〒はゲート酸化膜、4はn
型拡散層領域上の膜3の開口部、5は厚い酸化膜である
工程Bにおいて半導体基体上にMoを、スパツタリング
、電子ビーム蒸着等により被着した後、Moを選択除去
してゲート電極6、取り出し電極6′のパターンを形成
する。6をマ、スクとし自己整合的にn型ソース・ドレ
ン領域7を形成して後(工程B)、CVDSiO2膜8
を被着し熱処理を施す(工程C)。最後にコンタクト窓
9,1oを開口し、Ad/Si電極11を形成する(工
程D)。
以上の様な工程において、半導体基体が可動イオン汚染
を著しく受けるのは、Mo膜の被着工程、Mo膜の電極
パターン形成工程、CVD5iO2s形成後Ω熱処理工
程であると考えられる。Moの被着工程中の汚染は、蒸
着源に本来含まれていた可動イオン、蒸着装置内治具の
汚れ等に含まれる可動イオンがMo膜内に侵入すること
によって起こる。また電極パターン形成工程の場合、M
o膜上に直接塗布するレジストに含まれる可動イオンが
Mo膜の表面に大量に付着することによって起こる。M
Oは従来のポ1Jsi’はど可動イオンに対するパシベ
ーション効果がないから付着した可動イオンは、熱処理
工程で、Mo膜中へ容易に拡散し、さらにゲート酸化膜
中に侵入して、FITのしきい電圧不安定性を起こさせ
るのである。
Mo膜の性質のうちもう一つの欠点は、第1図に見られ
る様なシリコン基板の拡散層2とM06′との接続部に
おけるコンタクト抵抗が高温熱処理後著しく増大し、非
オーミツク性を示すということである。第2図はn型シ
リコン基板(不純物濃度はぼ1020/7 )とMoと
のコンタクト界面を流れる電流の電圧依存性の測定結果
である。図中のパラメーターは、コンタクト形成後のN
2雰囲中での熱処理温度で、処理時間は30分である。
第2図から理解できる様に、熱処理温度の上昇と共にコ
ンタクトの抵抗が上昇し、同時に非オーミツ、り性を示
すようになった。1000°Cでは、コンタクトはほと
んど開放状態となった。従って、M。
膜の形成後、高温熱処理が必ず必要な半導体装置におい
て、MO−シリコンの良好なオーミックコンタクト形成
が不可能となるから、設計自由度が制限されることにな
る。
以上、従来工程を行う限り、可動イオン汚染によるFE
TLきい電圧不安定性、Mo−シリコン基板コンタクト
不良は不可避であり、これらは、集積回路の信頼性、設
計自由度の低下をもたらすものである。
本発明は、従来見られた上記二つの欠点を除去した半導
体装置と製造方法を与えるものであり、以下に詳細を説
明する。
第3図は、本発明によるMOゲグーNMO8FET製造
方法の一実施例を説明する工程断面図である。
p型シリコン基板21の表面の一部領域に、ゲート、酸
化膜24を301111の厚さに形成し、シリコン基板
表面のうちFITのソース又はドレンの一部となるべき
領域に存在する膜24に開口部26を設け、シリコン表
面を一部露出させる。22は厚い熱酸化膜である。23
はn型拡散層であり膜24の形成前にP+又はムS+4
オン注入等によってつくられたものであって、開口部6
を完全に含んでいる(工程a)。次に膜厚1100nの
リンを含有するモリブデンシリサイド26、続いて膜厚
200nllのモリブデン27を蒸着して2層膜とす7 る(工程b)。2層膜26.27を選択的に除去し、ゲ
ート酸化膜24上にゲート電極、また開口部26の部分
に取り出し電極を設ける(工程C)。
モリブデンシリサイド26 、Mo27は、0C14+
02 。
ccd2F4 、 CF4 +02をエツチングガスと
するドライエツチング法で容易に除去することができる
。膜26.27をマスクとし、16oKev、〜1o1
5i o n s/cdでムS”イオン注入を行うと、
ソース・ドレン拡散層28が自己整合的に形成される(
工゛程d)。注入後CVD5iO□29を両電極を含む
全領域に4001mの膜厚で堆積させた後、N2雰囲気
中で1000’C,30分間熱処理を行う(工程e)。
熱処理後、5102膜29にコンタクト窓を開口し、ム
l/Si電極3oを形成して完成する(工程f)。
本発明においては、ゲート電極の一部にリンを含むモリ
ブデンシリサイド(MoSi2 )膜を用いる−+1 ことが特徴である。リンに、よって、シリサイド6膜2
6自身に存在する可動イオンだけでなく、工程−eの熱
処理によってMO層膜27通過した多量の可動イオンも
リンに固定化される。従って、ゲート酸化膜は可動イオ
ン汚染を受けず、FETのしきい値電圧はすぐれた安定
性を示す様にできるのである。実施例では、リンの含有
はモリブデンシリサイド26に限られたがMo層膜27
も含ませてよい。また下層がリンを含むMo、上層がリ
ンを含む又は含まないシリサイド膜としてもよい。この
様なリンを含有する膜は、例えばPHoを含むムrガス
を用いるスパッタリング蒸着法、PH3との混合ガスを
用いるCVD法等によって形成可能である。モリブデン
シリサイドは第3図工程dにおけるイオン注入の良いマ
スクにもなる。モリブデンシリサイドは、6oO〜60
0’Cまでの温度下ではほとんど非晶質状態となってい
るため、蒸着直後にすでに結晶化しているMo膜の場合
の様に注入イオンのチャンネリングによるシリコン基板
へのつきぬけを起こさないからである。従って、このシ
リサイド層の採用によって、注入イオンのチャンネリン
グ防止対策も特に必要がなくなるという付加的効果も生
じるのである。
一方引き出し電極としてのMo−1−Pを含むモリブデ
ンシリサイド2層膜とn型シリコンとのコンタクト抵抗
は、測定の結果、コンタクト形成後の熱処理温度が10
00°Cまで上昇しても、〜1o−6Ω−C−であり、
十分低い値を保つことを示す。第4図はMO+モリブデ
ンシリサイドとn+siとのコンタクト抵抗の熱処理温
度依存性である。シリサイドにリンが含まれる時100
0°C以上の温度においてもコンタクト抵抗が低いこと
がわかる。
この様に2層膜はSi基板に対する良好なオーミックコ
ンタクトを形成する上にも効果を発揮する。
引き出し電極はシリサイドだけでなく、Mo中にリンを
含んだものでも同様の効果が得られる。
実施例では、電極を構成する材料としてMOとそノシリ
サイドを選んだが、W、Ti、TIL、H/、ZrV、
Wb、Pt、Rh等の様な他の高融点金属とそのシリサ
イドとの組合せであってもよいし、異種の金属と金属シ
リサイドとの組合せであっても同様の効果が得ら扛るも
のである。
以上の様に、本発明においては、MO8型FET1゜ の電極を構成する一成分としてリンを含有する高融点金
属シリサイドを用いるため、非常に安定したFETのし
きい電圧及び上記電極とn型シリコンとの良好なオーミ
ックコンタクトが得ら扛る。
従って本発明は、高信頼性、高性能な高融点金属ゲート
MO8半導体装置の製造に効力を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ム〜Dは、MoゲグーMO8FETを製造する従
来工程を示す断面図である。 第2図は、MOとシリコン基板とのコンタクトに対する
I−V特性を示す図である。 第3図a −fは、MoゲグーMO8FICTを本発明
による方法で製造する工程を示す断面図である。 第4図は、MO+モリブデンシリサイド−n+Siコン
タクト抵抗の熱処理温度依存性を示す図である。 1.21・・・・・・p型シリコン基板、5.22・・
・・・・厚い酸化膜、2.23・・・・・・n型拡散層
、3.24・・・・・・ゲート酸化膜、4.25・・・
・・・それぞれゲート酸化膜3.24の開口部、26・
・・・・・モリブデンシリサイド膜、6.6’、27・
・・・・・M<)膜、7,28・・・・・・ソース・ド
レン、8.29・・・・・・OV D SiO2,1o
・・・・・・コンタクト窓、11.30・・・・・・ム
l/Si電極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名11
図 1K 2 図 代理人の戊る

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の一生面上に形成されたゲート絶縁膜
    上に、少なくとも一種類の高融点金属膜と一種類の高融
    点金属珪化物膜の積層膜からなり、少なくとも最下層膜
    がリンを含む膜である電極を備えたことを特徴とする半
    導体装置。
  2. (2)少なくとも一種類の高融点金属膜と一種類の高融
    点金属珪化物膜の積層膜からなり、少なくとも最下層膜
    がリンを含む高融点金属珪化物膜で構成され、前記最下
    層膜の一部が半導体基板の一生面と接触している電極を
    備えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    半導体装置。
  3. (3)半導体基板の一生面上にゲート絶縁膜を形成する
    工程と、前記ゲート酸化膜上に、少なくとも一種類の高
    融点金属膜と一種類の高融点金属珪化物膜の積層構造を
    持ち、少くとも最下層膜がリンを含むような多層膜を被
    着する工程と、前記多層膜を選択的に除去し、前記多層
    膜からなる電極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。
  4. (4)半導体基板の一生面上に形成されたゲート絶縁膜
    の一部に開口部を設け、前記半導体基板表面を露出する
    工程と、前記開口部を含む領域上に、少くとも一種類の
    高融点金属膜と、一種類の高融点金属珪化物膜の積層構
    造を持ち、少くとも最下層膜がリンを含む高融点金属珪
    化物膜からなる多層膜を被着する工程と、前記多層膜の
    、前記開口部を含む部分を残して選択的に除去し、前記
    多層膜からなる電極を形成する工程を含むことを特徴と
    する特許請求の範囲第3項に記載の半導体装置の製造方
    法。
JP13118081A 1981-08-20 1981-08-20 半導体装置及びその製造方法 Pending JPS5832469A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13118081A JPS5832469A (ja) 1981-08-20 1981-08-20 半導体装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13118081A JPS5832469A (ja) 1981-08-20 1981-08-20 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5832469A true JPS5832469A (ja) 1983-02-25

Family

ID=15051875

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13118081A Pending JPS5832469A (ja) 1981-08-20 1981-08-20 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5832469A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210662A (ja) * 1985-01-22 1986-09-18 フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン 半導体構成体
JPS61251170A (ja) * 1985-04-30 1986-11-08 Fujitsu Ltd Mis型半導体装置の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5261960A (en) * 1975-11-18 1977-05-21 Fujitsu Ltd Production of semiconductor device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5261960A (en) * 1975-11-18 1977-05-21 Fujitsu Ltd Production of semiconductor device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61210662A (ja) * 1985-01-22 1986-09-18 フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン 半導体構成体
JPS61251170A (ja) * 1985-04-30 1986-11-08 Fujitsu Ltd Mis型半導体装置の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS63120442A (ja) 半導体にドープして接続部に導電性スルーホールを形成する方法
JPS5832469A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0546106B2 (ja)
JPH0296374A (ja) 半導体装置およびその製造方法
EP0613180A2 (en) Semiconductor device having wiring electrodes
JPS60217657A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JP2000340520A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0763060B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6226573B2 (ja)
JPS61105870A (ja) 薄膜トランジスタの製造方法
JP3216559B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6161544B2 (ja)
JPS5846052B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6159775A (ja) 半導体装置
JPS59177926A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0766408A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2874885B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0658954B2 (ja) ▲iii▼―v族化合物半導体デバイス及びその形成方法
JPS5935475A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6216532A (ja) GaAs集積回路の製造方法
JPH0770543B2 (ja) トランジスタの製造方法
JPS6182479A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS5826177B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6180865A (ja) 半導体装置
JPS63246870A (ja) 化合物半導体装置及び製造方法