JPH0215620A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0215620A JPH0215620A JP16570788A JP16570788A JPH0215620A JP H0215620 A JPH0215620 A JP H0215620A JP 16570788 A JP16570788 A JP 16570788A JP 16570788 A JP16570788 A JP 16570788A JP H0215620 A JPH0215620 A JP H0215620A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
口産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にコンタクト
孔でのバリヤ層の製造方法に関する。
孔でのバリヤ層の製造方法に関する。
従来技術について第３図を参照して説明する。
Ｐ型Ｓ１基板３３にイオン注入法により深さ１０００人
程度０Ｎ＋拡散層３４を形成した後、基板３３表面全面
に層間膜３５を形成しＮ＋拡散層３４上の層間膜３５を
エツチング除去して、第３図（ａ）のようにコンタクト
孔を開口する。その後、Ｎ＋拡散層３４に接触するよう
にＴｉ膜３６を第３図（ｂ）のようにスパッタ法により
全面に形成する。
程度０Ｎ＋拡散層３４を形成した後、基板３３表面全面
に層間膜３５を形成しＮ＋拡散層３４上の層間膜３５を
エツチング除去して、第３図（ａ）のようにコンタクト
孔を開口する。その後、Ｎ＋拡散層３４に接触するよう
にＴｉ膜３６を第３図（ｂ）のようにスパッタ法により
全面に形成する。
これを熱処理することによりコンタクト孔底部にのみＴ
ｉシリザイＦ層３７を形成する。このとき層間膜３５に
隣接するＴｉ膜３６は反応しないのて、Ｈ、Ｏ□＋Ｎ
Ｈｈ ＯＨ溶液によって除去することができる。次にＮ
Ｈ３雰囲気中でアニールを行ってＴｉシリサイド層３７
を窒化しバリヤメタルとなるＴｉナイトライド層３８を
Ｔｉシリサイド３７上層に第３図（ｃ）のように形成す
る。その後、全面に多結晶シリコン３９をＣＶＤ法で成
長させて、コンタクト孔を埋込み、コンタクト孔にＮ型
不純物を拡散する。コンタクト孔以外の多結晶シリコン
を除去して平坦化した後、Ａβを全面形成し所定の形状
にバターニングしてＡｕ配線４０を第３図（ｄ）のよう
に形成していた。
ｉシリザイＦ層３７を形成する。このとき層間膜３５に
隣接するＴｉ膜３６は反応しないのて、Ｈ、Ｏ□＋Ｎ
Ｈｈ ＯＨ溶液によって除去することができる。次にＮ
Ｈ３雰囲気中でアニールを行ってＴｉシリサイド層３７
を窒化しバリヤメタルとなるＴｉナイトライド層３８を
Ｔｉシリサイド３７上層に第３図（ｃ）のように形成す
る。その後、全面に多結晶シリコン３９をＣＶＤ法で成
長させて、コンタクト孔を埋込み、コンタクト孔にＮ型
不純物を拡散する。コンタクト孔以外の多結晶シリコン
を除去して平坦化した後、Ａβを全面形成し所定の形状
にバターニングしてＡｕ配線４０を第３図（ｄ）のよう
に形成していた。
上述した従来の技術において、拡散層上のコンタクトに
Ｔｉシリサイド層を形成した後、窒化を行なう方法では
ＴｉナイトライドＴｉＮ膜にバリヤ性をもたせる為に、
少なくとも１０００人の膜厚を必要とする。したがって
１０００Å以上のＴｉシリサイドを必要とする。この為
ＴｉとＳｉの反応によりＴｉシリサイドを形成する時、
１０００人程度０拡散層のＳｉが消費される。ＴｉとＳ
ｉの反応は均一には生じず、部分的には厚い所ができる
。したがって拡散層が浅い接合（０，１μｍ〜０．４μ
ｍの接合）の場合、従来のコンタクト構造を用いると、
第４図のようにＴｉシリサイド層４５形成時にシリコン
基板４１と拡散層４２間に形成された接合が破壊されて
しまう。この為拡散層上のＴｉシリサイド層を窒化し、
厚いＴｉナイトライド層を形成することは困難という欠
点がある。又、多結晶シリコンによるコンタクト孔の埋
込みではＡ！と多結晶シリコンの反応が起こり、Ｓｉ析
出によるコンタクト抵抗の増大を生じてしまう。
Ｔｉシリサイド層を形成した後、窒化を行なう方法では
ＴｉナイトライドＴｉＮ膜にバリヤ性をもたせる為に、
少なくとも１０００人の膜厚を必要とする。したがって
１０００Å以上のＴｉシリサイドを必要とする。この為
ＴｉとＳｉの反応によりＴｉシリサイドを形成する時、
１０００人程度０拡散層のＳｉが消費される。ＴｉとＳ
ｉの反応は均一には生じず、部分的には厚い所ができる
。したがって拡散層が浅い接合（０，１μｍ〜０．４μ
ｍの接合）の場合、従来のコンタクト構造を用いると、
第４図のようにＴｉシリサイド層４５形成時にシリコン
基板４１と拡散層４２間に形成された接合が破壊されて
しまう。この為拡散層上のＴｉシリサイド層を窒化し、
厚いＴｉナイトライド層を形成することは困難という欠
点がある。又、多結晶シリコンによるコンタクト孔の埋
込みではＡ！と多結晶シリコンの反応が起こり、Ｓｉ析
出によるコンタクト抵抗の増大を生じてしまう。
本発明は、バリヤメタル形成時の拡散層の接合破壊を防
止し、コンタクト抵抗の小さい半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
止し、コンタクト抵抗の小さい半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
本発明は、各下層配線あるいは拡散層を形成後、層間膜
を成長させ、各配線層および拡散層上にコンタクト孔を
形成する工程と、多結晶シリコンを成長させて、コンタ
クト孔を埋込みコンタクト孔にのみ多結晶シリコンを残
す工程と、Ｔｉを被着後シリサイド化し、コンタクト部
の多結晶シリコン上層にＴｉシリサイドを形成する工程
と、Ｔｉシリサイド層を窒化することによりＴｉナイト
ライド層を形成する工程と、Ａ４配線を形成する工程を
有している。
を成長させ、各配線層および拡散層上にコンタクト孔を
形成する工程と、多結晶シリコンを成長させて、コンタ
クト孔を埋込みコンタクト孔にのみ多結晶シリコンを残
す工程と、Ｔｉを被着後シリサイド化し、コンタクト部
の多結晶シリコン上層にＴｉシリサイドを形成する工程
と、Ｔｉシリサイド層を窒化することによりＴｉナイト
ライド層を形成する工程と、Ａ４配線を形成する工程を
有している。
本発明について図面を参照して説明する。
第１図により本発明の一実施例について説明する。Ｐ型
シリコン基板１１の所定の領域にのＮ＋拡散層１５及び
多結晶シリコン配線１３を形成する。次にＰＳＧ層間膜
１４をＣＶＤ法で成長後、拡散層上及び配線層上にコン
タクトを開孔する。
シリコン基板１１の所定の領域にのＮ＋拡散層１５及び
多結晶シリコン配線１３を形成する。次にＰＳＧ層間膜
１４をＣＶＤ法で成長後、拡散層上及び配線層上にコン
タクトを開孔する。
この時コンタクト孔はサイズがたとえば１μｍ口と規格
化する。第１図（ａ）に示すようにＣＶＤ法で多結晶シ
リコン層１６をたとえば５０００人成長させて、コンタ
クト孔を埋込み、リン拡散により多結晶シリコンをＮ型
化する。ＳＦ、系のガスにより多結晶シリコン層１６を
異方性エツチングを行ないコンタクト孔以外の多結晶シ
リコン１６を除去しＰＳＧ層間膜１４を露出させて平坦
化した後、第１図（ｂ）に示すようにＴｉ膜１７をスパ
ッタ法によりたとえば２０００人被着０る。次に６００
℃６０分の窒素処理によりＴｉ膜１７と多結晶シリコン
１６を反応させ、Ｔｉシリサイド層１８を２０００人形
成させる。このときＰＳＧ層間膜１４上のＴｉ膜１７は
反応せずＴｉのままの状態である為、Ｈ２Ｏ２＋ＮＨ４
ＯＨの溶液で第１図（ｃ）のように容易に除去できる。
化する。第１図（ａ）に示すようにＣＶＤ法で多結晶シ
リコン層１６をたとえば５０００人成長させて、コンタ
クト孔を埋込み、リン拡散により多結晶シリコンをＮ型
化する。ＳＦ、系のガスにより多結晶シリコン層１６を
異方性エツチングを行ないコンタクト孔以外の多結晶シ
リコン１６を除去しＰＳＧ層間膜１４を露出させて平坦
化した後、第１図（ｂ）に示すようにＴｉ膜１７をスパ
ッタ法によりたとえば２０００人被着０る。次に６００
℃６０分の窒素処理によりＴｉ膜１７と多結晶シリコン
１６を反応させ、Ｔｉシリサイド層１８を２０００人形
成させる。このときＰＳＧ層間膜１４上のＴｉ膜１７は
反応せずＴｉのままの状態である為、Ｈ２Ｏ２＋ＮＨ４
ＯＨの溶液で第１図（ｃ）のように容易に除去できる。
ＮＨｓ雰囲気中で９００℃、９０分のアニールを行なう
ことでＴｉシリサイド層１８は窒化され約１５００人の
ＴｉＮ膜Ｔｉシリサイド層１９が形成される。その後ス
パッタ法でアルミニウムを堆積させ、フォトエツチング
技術で所望のＡｎ配線ｌＯを形成する。
ことでＴｉシリサイド層１８は窒化され約１５００人の
ＴｉＮ膜Ｔｉシリサイド層１９が形成される。その後ス
パッタ法でアルミニウムを堆積させ、フォトエツチング
技術で所望のＡｎ配線ｌＯを形成する。
第２図により本発明の実施例２について説明する。Ｎｆ
ｆシリコン基板２１上にＰウェル２２を形成後Ｎ＋拡散
層２３．Ｐ＋拡散層２５を形成し、ＣＶＤ法により５ｉ
ｎ２の層間膜２６を形成後、拡散層２３．２５上にコン
タクト孔を開口する。
ｆシリコン基板２１上にＰウェル２２を形成後Ｎ＋拡散
層２３．Ｐ＋拡散層２５を形成し、ＣＶＤ法により５ｉ
ｎ２の層間膜２６を形成後、拡散層２３．２５上にコン
タクト孔を開口する。
その後多結晶シリコン層２７を第２図（ａ）に示すよう
にコンタクト孔を埋め込むように形成する。
にコンタクト孔を埋め込むように形成する。
Ｎ＋拡散層２３上にはリンを、またＰ＋拡散層２５上に
はボロンをイオン注入法により添加後、第２図（ｂ）の
ようにＳ Ｆ ６系ガスによりエツチングし、コンタク
ト孔のみ多結晶シリコン２８．２９を残し平坦化する。
はボロンをイオン注入法により添加後、第２図（ｂ）の
ようにＳ Ｆ ６系ガスによりエツチングし、コンタク
ト孔のみ多結晶シリコン２８．２９を残し平坦化する。
実施例１と同様にＴｉ膜膜着着後シリサイド化行ない、
未反応Ｔｉを除去した後、Ｔｉシリサイド層３０を窒化
し、Ｔ１ナイトライド層３１を形成しＡＡ配線３２を形
成する。この実施例ではＣＭＯＳデバイスにおいても多
結晶シリコン層に添加する不純物をイオン注入法により
分けることにより適用が可能である。
未反応Ｔｉを除去した後、Ｔｉシリサイド層３０を窒化
し、Ｔ１ナイトライド層３１を形成しＡＡ配線３２を形
成する。この実施例ではＣＭＯＳデバイスにおいても多
結晶シリコン層に添加する不純物をイオン注入法により
分けることにより適用が可能である。
以上説明したように本発明では、多結晶シリコンをコン
タクト孔に埋込んだ後、Ｔｉとのシリサイド層を形成し
、Ｔｉシリサイドを窒化して、Ｔｉシリサイド層に厚い
Ｔｉナイトライド層をバリヤメタルとして形成すること
によりコンタクトの平坦化及び埋込んだ多結晶シリコン
とＡｕの反応をＴｉナイトライド層でおさえることが可
能であり、安定したコンタクト抵抗を実現できる効果が
ある。
タクト孔に埋込んだ後、Ｔｉとのシリサイド層を形成し
、Ｔｉシリサイドを窒化して、Ｔｉシリサイド層に厚い
Ｔｉナイトライド層をバリヤメタルとして形成すること
によりコンタクトの平坦化及び埋込んだ多結晶シリコン
とＡｕの反応をＴｉナイトライド層でおさえることが可
能であり、安定したコンタクト抵抗を実現できる効果が
ある。
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面図、第２図は
本発明の第２の実施例を示す断面図、第３図は従来例を
示す断面図、第４図は従来の問題点を示す断面図である
。 １１．３３．４１・・・・・・Ｐ型シリコン基板、１２
゜２４・・・・・・フィールドＳｉＯ２膜、１３・・・
・・・多結晶シリコン配線、１４．２６，３５．４３・
・・・・・層間膜、１５．２３．３４．４２・・・・・
・Ｎ＋拡散層、１６゜２８．３９・・・・・Ｎ＋型多結
晶シリコン層、１７，３６゜４４・・・・・・チタン（
Ｔｉ）膜、１８，３０，３７゜４５・・・・・・チタン
シリサイド層、１９，３１．３８・・チタンナイトライ
ド層、２０，３２．４０・・・・・アルミニウム（Ａｆ
ｆｌ）配線、２１・・・・・・Ｎ型シリコン基板、２２
・・・・・・Ｐウェル、２５・・・・・・Ｐ＋拡散層、
２７・・・・・・多結晶シリコン層、２９・・団・Ｐ＋
多結晶シリコン層。 代理人 弁理士 内 原 晋 （ロ）） ＣＩ）） （０Ｌ） 席 ！ 閉 早 ２ 回 （の】 Ｃしフ （Ｃ） （ｄ＋ 茅 閃
本発明の第２の実施例を示す断面図、第３図は従来例を
示す断面図、第４図は従来の問題点を示す断面図である
。 １１．３３．４１・・・・・・Ｐ型シリコン基板、１２
゜２４・・・・・・フィールドＳｉＯ２膜、１３・・・
・・・多結晶シリコン配線、１４．２６，３５．４３・
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・Ｎ＋拡散層、１６゜２８．３９・・・・・Ｎ＋型多結
晶シリコン層、１７，３６゜４４・・・・・・チタン（
Ｔｉ）膜、１８，３０，３７゜４５・・・・・・チタン
シリサイド層、１９，３１．３８・・チタンナイトライ
ド層、２０，３２．４０・・・・・アルミニウム（Ａｆ
ｆｌ）配線、２１・・・・・・Ｎ型シリコン基板、２２
・・・・・・Ｐウェル、２５・・・・・・Ｐ＋拡散層、
２７・・・・・・多結晶シリコン層、２９・・団・Ｐ＋
多結晶シリコン層。 代理人 弁理士 内 原 晋 （ロ）） ＣＩ）） （０Ｌ） 席 ！ 閉 早 ２ 回 （の】 Ｃしフ （Ｃ） （ｄ＋ 茅 閃
Claims (1)
- 半導体基板に拡散層領域を形成する工程と、該半導体基
板上に絶縁膜を形成する工程と、前記拡散層上の前記絶
縁膜にコンタクト孔を開口する工程と、該コンタクト孔
を埋め込むように多結晶シリコン層を成長させる工程と
、前記拡散層と同導電型の不純物を該多結晶シリコン層
に添加する工程と、前記コンタクト孔以外の前記多結晶
シリコン膜を選択的に除去する工程と、該半導体基板表
面に金属膜を形成する工程と、前記コンタクト部の多結
晶シリコン層上層に前記金属硅化物層を形成する工程と
、前記コンタクト孔以外の前記金属膜を除去する工程と
、前記金属硅化物層の少なくとも上層に金属窒化物層を
形成する工程と、該金属窒化物層に接続するように所定
の金属配線を形成する工程とを有することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16570788A JPH0215620A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16570788A JPH0215620A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0215620A true JPH0215620A (ja) | 1990-01-19 |
Family
ID=15817528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16570788A Pending JPH0215620A (ja) | 1988-07-01 | 1988-07-01 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0215620A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04167522A (ja) * | 1990-10-31 | 1992-06-15 | Nec Corp | 半導体デバイスおよびその製造方法 |
| JPH0594963A (ja) * | 1990-08-16 | 1993-04-16 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 集積回路の種々の厚さの耐火性金属シリサイド層を形成する方法 |
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| US5379718A (en) * | 1992-12-25 | 1995-01-10 | Sharp Kabushiki Kaisha | Method for forming a titanium thin film |
| US5475240A (en) * | 1991-03-15 | 1995-12-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Contact structure of an interconnection layer for a semiconductor device and a multilayer interconnection SRAM |
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