JPH01222477A - 配線接続電極とその製造方法 - Google Patents
配線接続電極とその製造方法Info
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- JPH01222477A JPH01222477A JP4795188A JP4795188A JPH01222477A JP H01222477 A JPH01222477 A JP H01222477A JP 4795188 A JP4795188 A JP 4795188A JP 4795188 A JP4795188 A JP 4795188A JP H01222477 A JPH01222477 A JP H01222477A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明はＡｌｆｊｌ線を有する半導体装置の配線接続電
極、特にコンタクト電極に関し、 Ｓｉ基板とＡｌ配線の間に良好なオーミックコンタクト
を形成することを目的とし、 Ａｊ／Ｓｉ間のバリヤ膜としてＴｉＣを用いる構造であ
って、製造方法は、コンタクト窓部の自然酸化膜を除去
し、Ｔ ｉ Ｃ層を被着或いは生成した後、Ａｌ配線層
を堆積形成するように構成する。
極、特にコンタクト電極に関し、 Ｓｉ基板とＡｌ配線の間に良好なオーミックコンタクト
を形成することを目的とし、 Ａｊ／Ｓｉ間のバリヤ膜としてＴｉＣを用いる構造であ
って、製造方法は、コンタクト窓部の自然酸化膜を除去
し、Ｔ ｉ Ｃ層を被着或いは生成した後、Ａｌ配線層
を堆積形成するように構成する。
本発明はＡｌ配線を有する半導体装置の配線接続電極に
関わり、特にＡ７／Ｓｉ間に形成されるバリヤ層に関わ
る。本発明は配線接続電極の中でも、特にコンタクト電
極に適用して優れた効果を示すので、以下コンタクト電
極の場合について説明する。
関わり、特にＡ７／Ｓｉ間に形成されるバリヤ層に関わ
る。本発明は配線接続電極の中でも、特にコンタクト電
極に適用して優れた効果を示すので、以下コンタクト電
極の場合について説明する。
今日の半導体工業で取り扱われる半導体装置の大部分は
Ｓｉ３板に形成された集積回路である。
Ｓｉ３板に形成された集積回路である。
このＳｉ系集積回１１ｉ（ＩＣ）の内部配線にはＡｌが
用いられることが多いが、Ａｌ層をＳｉに接触させて形
成すると、Ｓｉ原子がｊａｌ、１層内に移動（マイグレ
ーション）して、コンタクトが不良になり、更に、Ｓｉ
基板側のコンタクト形成領域が浅い拡散領域であればＡ
ｌがＳｉ基板に拡散してＳｉ基板内の接合を破壊するこ
とが起こる。
用いられることが多いが、Ａｌ層をＳｉに接触させて形
成すると、Ｓｉ原子がｊａｌ、１層内に移動（マイグレ
ーション）して、コンタクトが不良になり、更に、Ｓｉ
基板側のコンタクト形成領域が浅い拡散領域であればＡ
ｌがＳｉ基板に拡散してＳｉ基板内の接合を破壊するこ
とが起こる。
このような障害を防止するため、ＳｉとＡｌの間にバリ
ヤ膜を介在させることが知られている。
ヤ膜を介在させることが知られている。
近年このバリヤ膜の材料として、１０００〜３０００人
程度の窒化チタン（ＴｉＮ）Ｆ＠が多く用いられるよう
になっている。このＴｉＮは化学的に安定で比較的抵抗
率が低いことから、バリヤ材料としての評価が高い。
程度の窒化チタン（ＴｉＮ）Ｆ＠が多く用いられるよう
になっている。このＴｉＮは化学的に安定で比較的抵抗
率が低いことから、バリヤ材料としての評価が高い。
しかしながら、ＴｉＮをバリヤ層として設けたＳｉ基板
が熱処理を受けると、コンタクト抵抗が異常に増加する
場合がある。これは、コンタクト部に絶縁物である窒化
シリコン（Ｓ ｉ Ｎ Ｘ）の皮膜が生じたためと考え
られる。
が熱処理を受けると、コンタクト抵抗が異常に増加する
場合がある。これは、コンタクト部に絶縁物である窒化
シリコン（Ｓ ｉ Ｎ Ｘ）の皮膜が生じたためと考え
られる。
本発明の目的は、Ａｌ配線を使用するＳｉ系集積回路に
於いて、絶縁皮膜が生成するおそれがなく、コンタク日
氏抗の低いコンタクト電極及びその形成法を提供するこ
とである。
於いて、絶縁皮膜が生成するおそれがなく、コンタク日
氏抗の低いコンタクト電極及びその形成法を提供するこ
とである。
上記目的を達成するため、本発明のコンタクト電極は
バリヤ材料としてＴｉＣを使用し、
製造方法では、コンタクト窓部の自然酸化膜を除去し、
ＴｉＣ層を被着し或いは生成した後、Ａ！配線層を堆積
形成することが行われる。
ＴｉＣ層を被着し或いは生成した後、Ａ！配線層を堆積
形成することが行われる。
更に、Ｔ ｉ Ｃ層を被着する処理としてリアクティブ
スパッタによってコンタクト窓内にＴｉＣ層を被着する
か、或いは スパッタによりコンタクト窓内にＴｉを堆積して炭化水
素ガス雰囲気中で熱処理することが行われる。
スパッタによってコンタクト窓内にＴｉＣ層を被着する
か、或いは スパッタによりコンタクト窓内にＴｉを堆積して炭化水
素ガス雰囲気中で熱処理することが行われる。
上記工程中、Ｓｉ上にＴｉを被着した場合、炭化水素ガ
ス雰囲気中で熱処理することで生成する物質はＴｉＣと
Ｔｉ５１ｇであり、本発明のコンタクト電極はＡ７／Ｓ
ｔ間にＴｉＣ膜を備えることになり、これがバリヤとし
て機能する。
ス雰囲気中で熱処理することで生成する物質はＴｉＣと
Ｔｉ５１ｇであり、本発明のコンタクト電極はＡ７／Ｓ
ｔ間にＴｉＣ膜を備えることになり、これがバリヤとし
て機能する。
ＴｉｃがＳｉと反応した場合、生成する物質はＳｉＣと
Ｔｉ５１ｇであり、ＳｉＣは半導体であるが、本発明の
ように不純物を含むｇ ｉＳＩ域が対象であれば、Ｓｉ
Ｃも不純物ドープされるので導電性を示す、また、Ｔｉ
５ｉｚも通常のシリサイド同様低抵抗である。従ってＴ
ｉＣとＳｉ基板との反応についての配慮は不要となる。
Ｔｉ５１ｇであり、ＳｉＣは半導体であるが、本発明の
ように不純物を含むｇ ｉＳＩ域が対象であれば、Ｓｉ
Ｃも不純物ドープされるので導電性を示す、また、Ｔｉ
５ｉｚも通常のシリサイド同様低抵抗である。従ってＴ
ｉＣとＳｉ基板との反応についての配慮は不要となる。
第１図は請求項（１）に対応する本発明のコンタクト電
極の構造を示す断面模式図である。第４図と比較すれば
明らかなように、本発明ではＳｉ基基板色Ａｌ配線６と
の間にＴ１０層５が設けられている。該ＴｉＣ層はバリ
ヤ膜として機能し、ＡｌとＳｉの相互作用を防止する。
極の構造を示す断面模式図である。第４図と比較すれば
明らかなように、本発明ではＳｉ基基板色Ａｌ配線６と
の間にＴ１０層５が設けられている。該ＴｉＣ層はバリ
ヤ膜として機能し、ＡｌとＳｉの相互作用を防止する。
第２図に請求項（２）に対応する実施例の工程が示され
ている。以下、第２図を参照しながら第１の実施例の工
程を説明する。
ている。以下、第２図を参照しながら第１の実施例の工
程を説明する。
コンタクトを形成するＳｉ基板領域は特に限定されるも
のではないが、本実施例の形状はバイポーラトランジス
タのベースコンタクト領域を想定したものである。Ｓｉ
基板１内にコンタクト形成領域２が存在し、その表面に
コンタクト形成用の窓３が開けられている。この状態が
第２図（ａｌであり、図の４は選択酸化で形成された酸
化膜である。
のではないが、本実施例の形状はバイポーラトランジス
タのベースコンタクト領域を想定したものである。Ｓｉ
基板１内にコンタクト形成領域２が存在し、その表面に
コンタクト形成用の窓３が開けられている。この状態が
第２図（ａｌであり、図の４は選択酸化で形成された酸
化膜である。
ここまで処理の進んだ半導体基板をスパッタ装置に装填
し、先ず短時間のプラズマエツチングで窓内のＳｉ表面
に存在する自然酸化膜を除去する。
し、先ず短時間のプラズマエツチングで窓内のＳｉ表面
に存在する自然酸化膜を除去する。
続いてリアクティブスパッタによってＴｉＣＪｉ５を堆
積する。これは反応ガスＡｒ＋ＣＨｎ、ＤＣ電力ＩＫＷ
程度の条件のマグネトロンスパッタリングである。堆積
するＴｉＣ層の厚さは１０００Å以下でよい。
積する。これは反応ガスＡｒ＋ＣＨｎ、ＤＣ電力ＩＫＷ
程度の条件のマグネトロンスパッタリングである。堆積
するＴｉＣ層の厚さは１０００Å以下でよい。
更に続けて配線層であるＡｌ層６をスパッタ堆積する。
以上の処理によって第２図（ｂ）に示される状態が実現
する。これは第１図に示された構造とはソ゛同じである
。Ａｌ層の形成法はスパッタである必要はなく、通常の
ように蒸着法であってもよい。
する。これは第１図に示された構造とはソ゛同じである
。Ａｌ層の形成法はスパッタである必要はなく、通常の
ように蒸着法であってもよい。
このようにＴｉＣを介在させた構造であれば、後続工程
で熱処理を受けても、ＴｉＣとＳｉの反応により低抵抗
率のＳｉＣとＴｉ５ｉｚを生ずるのみで、ＴｉＮの如き
絶縁物質を生ずることがなく、良好なオーミックコンタ
クトが形成される。
で熱処理を受けても、ＴｉＣとＳｉの反応により低抵抗
率のＳｉＣとＴｉ５ｉｚを生ずるのみで、ＴｉＮの如き
絶縁物質を生ずることがなく、良好なオーミックコンタ
クトが形成される。
第３図に請求項（３）に対応する実施例の工程が示され
ている。以下、第３図を参照しながら第２の実施例の工
程を説明する。
ている。以下、第３図を参照しながら第２の実施例の工
程を説明する。
本実施例でも、コンタクト形成部に窓を開けるところま
では上記第１の実施例と同じである。コンタクト窓３が
開けられた半導体基板１をスパッタ装置に装填し、先ず
短時間のプラズマエツチングで窓内のＳｉ表面に存在す
る自然酸化膜を除去して、通常のスパッタ処理でＴｉ層
７を１０００人程度堆積する。この状況が第３図（ａｌ
に示されている。
では上記第１の実施例と同じである。コンタクト窓３が
開けられた半導体基板１をスパッタ装置に装填し、先ず
短時間のプラズマエツチングで窓内のＳｉ表面に存在す
る自然酸化膜を除去して、通常のスパッタ処理でＴｉ層
７を１０００人程度堆積する。この状況が第３図（ａｌ
に示されている。
続いて、メタン雰囲気中で１０００℃、１０分の熱処理
を行う。その結果、Ｓｉと反応したＴｉはＴｉＳｉｘと
なり、メタンから生じたＣと反応したＴｉはＴｉＣとな
る。この熱処理雰囲気としては、メタン以外にもプロパ
ンのような炭化水素が使用できる。
を行う。その結果、Ｓｉと反応したＴｉはＴｉＳｉｘと
なり、メタンから生じたＣと反応したＴｉはＴｉＣとな
る。この熱処理雰囲気としては、メタン以外にもプロパ
ンのような炭化水素が使用できる。
更に続いて、Ａｌ配線層６が堆積されるところは上記第
１の実施例と同じである。この状態が第３図（ｂ）に示
されており、図の２はコンタクト形成領域、４は選択酸
化膜、５はＴｉＣｌ３はＴｉ５ｉｚである。本実施例で
も低抵抗率のＴｉ５ｉｚとＴｉ０層がバリヤとして機能
するので、コンタクト抵抗が低く、安定なコンタクト電
極が形成される。
１の実施例と同じである。この状態が第３図（ｂ）に示
されており、図の２はコンタクト形成領域、４は選択酸
化膜、５はＴｉＣｌ３はＴｉ５ｉｚである。本実施例で
も低抵抗率のＴｉ５ｉｚとＴｉ０層がバリヤとして機能
するので、コンタクト抵抗が低く、安定なコンタクト電
極が形成される。
以上、本発明をＳｉ基板に設けるコンタクト電極の場合
について説明したが、ポリＳｉ配線にｋｌ配線を接続す
る場合に適用しても相当の効果を示すことは当業者に容
易に理解されるところである。
について説明したが、ポリＳｉ配線にｋｌ配線を接続す
る場合に適用しても相当の効果を示すことは当業者に容
易に理解されるところである。
以上説明したように、本発明の方法によってＳｉ基板に
Ａｌ配線の良好なコンタクトを形成することが出来る。
Ａｌ配線の良好なコンタクトを形成することが出来る。
更に本発明は、ポリＳｉ配績とＡｊ配線の接続に適用し
ても相当の効果を示す。
ても相当の効果を示す。
第１図は本発明のコンタクト電極の構造を示す断面模式
図、 第２図は第１の実施例の製造工程を示す断面模式図、 第３図は第２の実施例の製造工程を示す断面模式図 第４図はバリヤ膜を設けた公知の構造を示す断面模式図 であって、 図に於いて １はＳｉ基板、 ２はコンタクト形成領域、 ３はコンタクト窓、 ４は選択酸化膜、 ５はＴｉＣ層、 ６はＡｌ層、 ７はＴｉ層、 ８はＴｉ５ｉｚ、 ９はＴｉＮ層である。 本発明のコンタクト電極の構造を示す断面模式図第１図 第１の実施例の製造工程を示す断面模式図第２図 第２の実施例の製造工程を示す断面模式図第３図 バリヤ膜を設けた公知の構造を示す断面模式図第４図 ’ａｏｎ−
図、 第２図は第１の実施例の製造工程を示す断面模式図、 第３図は第２の実施例の製造工程を示す断面模式図 第４図はバリヤ膜を設けた公知の構造を示す断面模式図 であって、 図に於いて １はＳｉ基板、 ２はコンタクト形成領域、 ３はコンタクト窓、 ４は選択酸化膜、 ５はＴｉＣ層、 ６はＡｌ層、 ７はＴｉ層、 ８はＴｉ５ｉｚ、 ９はＴｉＮ層である。 本発明のコンタクト電極の構造を示す断面模式図第１図 第１の実施例の製造工程を示す断面模式図第２図 第２の実施例の製造工程を示す断面模式図第３図 バリヤ膜を設けた公知の構造を示す断面模式図第４図 ’ａｏｎ−
Claims (3)
- （１）不純物を含有する単結晶或いは多結晶のＳｉ層と
Ａｌ配線層との間にＴｉＣ膜が設けられて成ることを特
徴とする配線接続電極。 - （２）不純物を含有する単結晶或いは多結晶のＳｉ層の
表面に配線接続電極窓を開けた後、 前記配線接続電極窓内の自然酸化膜を除去し、リアクテ
ィブスパッタによって少なくも前記窓内にＴｉＣ層を被
着し、 しかる後、Ａｌ層を堆積する工程を包含することを特徴
とする配線接続電極の製造方法。 - （３）不純物を含有する単結晶或いは多結晶のＳｉ層の
表面に配線接続電極窓を開けた後、 前記配線接続電極窓内の自然酸化膜を除去し、スパッタ
により少なくも前記窓内にＴｉを堆積して炭化水素ガス
雰囲気中で熱処理し、 しかる後、Ａｌ層を堆積する工程を包含することを特徴
とする配線接続電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4795188A JPH01222477A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 配線接続電極とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4795188A JPH01222477A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 配線接続電極とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01222477A true JPH01222477A (ja) | 1989-09-05 |
Family
ID=12789667
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4795188A Pending JPH01222477A (ja) | 1988-03-01 | 1988-03-01 | 配線接続電極とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01222477A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991003841A1 (fr) * | 1989-09-09 | 1991-03-21 | Tadahiro Ohmi | Element, procede servant a sa fabrication, element semi-conducteur et procede servant a sa fabrication |
-
1988
- 1988-03-01 JP JP4795188A patent/JPH01222477A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991003841A1 (fr) * | 1989-09-09 | 1991-03-21 | Tadahiro Ohmi | Element, procede servant a sa fabrication, element semi-conducteur et procede servant a sa fabrication |
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