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JP2828438B2 - 半導体素子のポリサイド層形成方法 - Google Patents

半導体素子のポリサイド層形成方法

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JP2828438B2
JP2828438B2 JP9162198A JP16219897A JP2828438B2 JP 2828438 B2 JP2828438 B2 JP 2828438B2 JP 9162198 A JP9162198 A JP 9162198A JP 16219897 A JP16219897 A JP 16219897A JP 2828438 B2 JP2828438 B2 JP 2828438B2
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tungsten silicide
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体素子のポリサ
イド層形成方法に関し、特にドープポリシリコン（Ｄｏ
ｐｅｄ ＰｏｌｙーＳｉ）に含有された不純物イオンの
外部拡散により電気的特性の低下を防止することができ
るようにした半導体素子のポリサイド層形成方法に関す
るものである。
【０００２】一般に半導体素子の製造工程において配線
として用いられるタングステンシリサイド（ＷＳｉｘ）
はポリシリコンに比して電気比抵抗値が低く、熱的安定
性が優秀な長所を有する。このためタングステンシリサ
イド（ＷＳｉｘ）は後続の高温工程のため他の耐火金属
化合物を用いることができない場合、部分配線（Ｌｏｃ
ａｌ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ）材料として用いられ
る。しかし、タングステンシリサイドは酸化膜（Ｏｘｉ
ｄｅ）との接着力が悪いため多くの場合ポリシリコン上
にタングステンシリサイドが蒸着されたポリサイド（Ｐ
ｏｌｙｃｉｄｅ）構造に形成される。
【０００３】ビットライン（Ｂｉｔ ｌｉｎｅ）形成過
程を例をあげて従来の半導体素子のポリサイド層形成方
法を説明する。
【０００４】図１乃至図３は従来の半導体素子のポリサ
イド層形成方法を説明するための素子の断面図である。
【０００５】従来は図１に図示されたように接合部２が
形成されたシリコン基板１上に絶縁層３を形成した後、
前記接合部２が露出されるように前記絶縁層３をパター
ニングしてコンタクトホール（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｈｏｌ
ｅ）を形成する。
【０００６】更に全体上部にドープされたポリシリコン
４を蒸着した後、前記ドープポリシリコン４にタングス
テンシリサイド５を蒸着することによりドープポリシリ
コン４とタングステンシリサイド５とによりなるポリサ
イド層６を形成する。前記ポリサイド層６は二つの方法
で形成することができる。
【０００７】一つの方式は前記ドープポリシリコン４及
びタングステンシリサイド５が真空状態の装備において
インシチュー（Ｉｎ−Ｓｉｔｕ；蒸着工程に続くドーピ
ング工程を実質的に同じチャンバーで行う）で蒸着され
る場合であり、他の方式は前記ドープポリシリコン４及
びタングステンシリサイド５が互いに異なる装備により
各々蒸着される場合である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の場合、
後続の熱処理工程を経ることになると図１のＡ部詳細図
である図２に表示されたように前記ドープポリシリコン
４内に含有された燐（Ｐ）のような不純物イオン７が前
記接合部２と前記タングステンシリサイド５に拡散され
る。
【０００９】このため、前記不純物イオン７の拡散によ
り前記接合部２の深さが変化する。更に前記タングステ
ンシリサイド５のグレーン界面（ｇｒａｉｎ ｂｏｕｎ
ｄａｒｙ）に浸透した前記不純物イオン７は素子の動作
時電流の流れを妨害するため前記タングステンシリサイ
ド５の抵抗値が増加する。
【００１０】また、後者の場合、前記ドープポリシリコ
ン４を蒸着した後、前記タングステンシリサイド５を蒸
着する前に予備洗浄（Ｐｒｅｃｌｅａｎｉｎｇ）工程を
経るため図３に図示されたように前記ドープポリシリコ
ン４とタングステンシリサイド５の間には酸化膜８が生
成される。したがって、後続熱処理工程時に前記酸化膜
８により図２に図示されたような不純物イオン７の拡散
は防止されるが、工程の段階が複雑であるため収率が低
下する。
【００１１】したがって、本発明はドープポリシリコン
層を多層に形成し、中間層の不純物濃度を低くおさえる
ことにより前記の短所を解消することができる半導体素
子のポリサイド層形成方法を提供することにその目的が
ある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めの本発明は絶縁層が形成されたシリコン基板上に第１
乃至第３ドープポリシリコン層を順次に形成する段階
と、前記第３ドープポリシリコン層上にタングステンシ
リサイドを蒸着する段階とによりなることを特徴とし、
前記第２ドープポリシリコン層の不純物濃度は前記第１
及び第３ドープポリシリコン層の不純物濃度より低いこ
とを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明を詳細に説明する。
【００１４】図４（ａ）乃至図４（ｃ）は本発明による
半導体素子のポリサイド層形成方法を説明するための素
子の断面図であり、図４（ａ）は接合部12が形成された
シリコン基板11上に絶縁層13を形成した後、前記接合部
12が露出されるように前記絶縁層13をパターニングして
コンタクトホール10を形成した状態の断面図である。
【００１５】図４（ｂ）は全体上部面に第１乃至第３ド
ープポリシリコン層14A ，14B ，14C を順次に形成した
状態の断面図である。この時、前記第２ドープポリシリ
コン層14B の不純物濃度を前記第１及び第３ドープポリ
シリコン層14A ，14C の不純物濃度より低く調節する。
【００１６】図４（ｃ）はインシチュー方式により前記
第３ドープポリシリコン層14C 上にタングステンシリサ
イド15を蒸着してドープポリシリコン層14A ，14B ，14
C 及びタングステンシリサイド15とによりなるポリサイ
ド層16を形成した状態の断面図である。
【００１７】一般に元素は膜（ｆｉｌｍ）内の濃度均衡
のため濃度が高い部分から低い部分に移動する。したが
って、本発明はこのような拡散原理を利用するためドー
プポリシリコン層を多層に形成し、中間層（図４（ｃ）
の第２ドープポリシリコン層14B ）の不純物濃度を低く
する。したがって、後続熱処理工程時に不純物濃度が最
も低い中間層の上下部に形成されたドープポリシリコン
層（図４（ｃ）の第１ドープポリシリコン層14A と第３
ドープポリシリコン層14C ）から不純物濃度が低い前記
中間層に不純物イオンが拡散する。
【００１８】結局、ドープポリシリコン層14A ，14B ，
14C 内に含有された不純物イオンは接合部12及びタング
ステンシリサイド15に拡散されないため接合部12の深さ
の変化及びタングステンシリサイド15の抵抗値の増加が
防止される。
【００１９】
【発明の効果】上述したように本発明によればポリサイ
ド層を形成したあと、後続熱処理工程を行う場合、ドー
プポリシリコン層内においてのみ不純物イオンの拡散が
起きるため不純物イオンの拡散による接合部の深さの変
化及びタングステンシリサイドの抵抗値の増加が防止さ
れる。したがって、素子の収率及び電気的特性を向上さ
せることができる卓越した効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の半導体素子のポリサイド層形成方法を説
明するための素子の断面図である。
【図２】図１中Ａ部の詳細図である。
【図３】従来の半導体素子のポリサイド層形成方法を説
明するための素子の断面図である。
【図４】（ａ）乃至（ｃ）は本発明による半導体素子の
ポリサイド層形成方法を説明するための素子の断面図で
ある。
【符号の説明】
１，11…シリコン基板 ２，12…接合部 ３，13…絶縁層 ４…ドープポリシリコン ５，15…タングステンシリサイド ７…不純物イオン ８…酸化膜 10…コンタクトホール 14A ，14B ，14C …第１乃至第３ドープポリシリコン層 16…ポリサイド層
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/44 - 21/445 H01L 21/768 H01L 29/40 - 29/51

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体素子のポリサイド層形成方法にお
    いて、 絶縁層が形成されたシリコン基板上に第１、第２及び第
    ３ドープポリシリコン層を順次形成し、前記第２ドープ
    ポリシリコン層の不純物濃度を前記第１及び第３ドープ
    ポリシリコン層の不純物濃度より低くする段階と、 前記第３ドープポリシリコン層上にタングステンシリサ
    イドを蒸着する段階とからなることを特徴とする半導体
    素子のポリサイド層形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記不純物は燐（Ｐ）であることを特徴とする半導体素
    子のポリサイド層形成方法。
JP9162198A 1996-06-21 1997-06-19 半導体素子のポリサイド層形成方法 Expired - Fee Related JP2828438B2 (ja)

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