JPH02249274A - 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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- JPH02249274A JPH02249274A JP7110289A JP7110289A JPH02249274A JP H02249274 A JPH02249274 A JP H02249274A JP 7110289 A JP7110289 A JP 7110289A JP 7110289 A JP7110289 A JP 7110289A JP H02249274 A JPH02249274 A JP H02249274A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の配線構造において特にそのバリ
アメタル層の高速熱処理に関する。
アメタル層の高速熱処理に関する。
従来の半導体装置及びその配線構造におけるバリアメタ
ル層の高速熱処理は、アルゴンまたは窒素など単一の不
活性ガスに酸素を１０ｐｐｍ加えた雰囲気中で行なわれ
ていたため、バリア性が不十分であり、このため、８１
基板にＡｆＪが拡散していき、Ｊｕｎｃｔｉｏｎリーク
が起こりやすく、微細化が難しかった。
ル層の高速熱処理は、アルゴンまたは窒素など単一の不
活性ガスに酸素を１０ｐｐｍ加えた雰囲気中で行なわれ
ていたため、バリア性が不十分であり、このため、８１
基板にＡｆＪが拡散していき、Ｊｕｎｃｔｉｏｎリーク
が起こりやすく、微細化が難しかった。
この事を、従来の工程を追って説明すると、まずＳｔ基
板３０１上に酸化膜（Ｓ １０２ ）３０２を全面に形
成し、フォトエッチによってコンタクト部分を開ける。
板３０１上に酸化膜（Ｓ １０２ ）３０２を全面に形
成し、フォトエッチによってコンタクト部分を開ける。
その上にバリアメタル層として、まずチタン、モリブデ
ン、タングステン等の高融点金属３０３をスパッタし、
さらにその金属窒化物、窒化チタン、窒化モリブデン等
３０４をスパッタする。こうして形成されたバリアメタ
ル層を、アルゴンまたは窒素など単一の不活性ガスに酸
素を１０ｐｐｍ加えた雰囲気中３０５で高速熱処理し、
第３図（ａ）その上層にアルミ合金膜３０６を形成し、
フォトエッチする第３図（ｂ）。以上が従来の工程であ
る。
ン、タングステン等の高融点金属３０３をスパッタし、
さらにその金属窒化物、窒化チタン、窒化モリブデン等
３０４をスパッタする。こうして形成されたバリアメタ
ル層を、アルゴンまたは窒素など単一の不活性ガスに酸
素を１０ｐｐｍ加えた雰囲気中３０５で高速熱処理し、
第３図（ａ）その上層にアルミ合金膜３０６を形成し、
フォトエッチする第３図（ｂ）。以上が従来の工程であ
る。
しかし、前述の従来技術ではバリアメタル層のバリア性
が不十分であり、Ｓｉ基板にＡｌｌが拡散していき、Ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎリークが起こりやすいという課題があっ
た。
が不十分であり、Ｓｉ基板にＡｌｌが拡散していき、Ｊ
ｕｎｃｔｉｏｎリークが起こりやすいという課題があっ
た。
そこで、本発明はこのような課題点を解決するもので、
その目的とするところは、高速熱処理工程において、ア
ルゴンまたは窒素など単一の不活性ガスに酸素を１１０
００ｐｐ以下加えた混合ガスを用いることによりバリア
性が向上し、より強いバリアメタル層を提供するところ
にある。
その目的とするところは、高速熱処理工程において、ア
ルゴンまたは窒素など単一の不活性ガスに酸素を１１０
００ｐｐ以下加えた混合ガスを用いることによりバリア
性が向上し、より強いバリアメタル層を提供するところ
にある。
本発明の半導体装置は、
ａ、半導体基板上に形成された絶縁膜に開孔部を設ける
工程と、 ｂ、該絶縁膜上と該開孔部上とに高融点金属及びその金
属窒化膜を被着する工程と、 Ｃ１該金属窒化膜をアルゴンまたは窒素に酸素を加えた
混合ガス雰囲気中で高速熱処理する工程とを含むことを
特徴とする。
工程と、 ｂ、該絶縁膜上と該開孔部上とに高融点金属及びその金
属窒化膜を被着する工程と、 Ｃ１該金属窒化膜をアルゴンまたは窒素に酸素を加えた
混合ガス雰囲気中で高速熱処理する工程とを含むことを
特徴とする。
本発明の上記の構成によれば、金属窒化膜をスパッタし
た後、該バリアメタル層を、アルゴンまたは窒素に酸素
を１１０００ｐｐ以下加えた混合ガス雰囲気中で高速熱
処理することにより金属窒化膜の粒界に０２分子が含ま
れるためバリアメタル層のバリア性がより向上し、Ａｊ
）の拡散によるＪｕｎｃｔｉｏｎリークを防止するため
、従来のガスよりもより特性の安定した半導体装置を構
成できる。
た後、該バリアメタル層を、アルゴンまたは窒素に酸素
を１１０００ｐｐ以下加えた混合ガス雰囲気中で高速熱
処理することにより金属窒化膜の粒界に０２分子が含ま
れるためバリアメタル層のバリア性がより向上し、Ａｊ
）の拡散によるＪｕｎｃｔｉｏｎリークを防止するため
、従来のガスよりもより特性の安定した半導体装置を構
成できる。
本発明の半導体装置は、第１図に示される構造をしてい
る。
る。
１０１はＳｉ基板、１０２は酸化膜の二酸化ケイ素、１
０３は、チタン等高融点金属、１０４は該金属窒化膜、
１０５はアルミ合金膜である。
０３は、チタン等高融点金属、１０４は該金属窒化膜、
１０５はアルミ合金膜である。
以下、詳細は工程を追いながら、説明していく。
（第２図）。
まず、Ｓｌ基板２０１の表面全体に絶縁膜として、酸化
膜（二酸化ケイ素）２０２を形成し、フォトエッチによ
ってコンタクト部分を開ける。
膜（二酸化ケイ素）２０２を形成し、フォトエッチによ
ってコンタクト部分を開ける。
（第２図（ａ））
次いで、その上にバリアメタル層として、まずアルゴン
雰囲気中でスパッタリングを行い、チタン等の金属膜２
０３を形成する。このとき、基板温度は３００℃とし、
膜厚１５０人の金属膜を得る。
雰囲気中でスパッタリングを行い、チタン等の金属膜２
０３を形成する。このとき、基板温度は３００℃とし、
膜厚１５０人の金属膜を得る。
続いて、該スパッタリング装置内に窒素ガスを導入し、
アルゴンと窒素の混合ガスにより、基板温度３００℃の
条件下で反応性スバ・ツタを行い、膜厚１０００人の窒
化チタン等の金属窒化膜２０４を形成する。（第２図（
ｂ）） こうして形成されたバリアメタル層を、アルゴンまたは
窒素など単一の不活性ガスに、酸素を１１０００ｐｐ以
下加えた混合ガス雰囲気中２０５で高速熱処理する。（
第２図（Ｃ））このとき、高速熱処理温度は、９５０℃
、３０秒の条件下で行なう。
アルゴンと窒素の混合ガスにより、基板温度３００℃の
条件下で反応性スバ・ツタを行い、膜厚１０００人の窒
化チタン等の金属窒化膜２０４を形成する。（第２図（
ｂ）） こうして形成されたバリアメタル層を、アルゴンまたは
窒素など単一の不活性ガスに、酸素を１１０００ｐｐ以
下加えた混合ガス雰囲気中２０５で高速熱処理する。（
第２図（Ｃ））このとき、高速熱処理温度は、９５０℃
、３０秒の条件下で行なう。
更にその上層全体に、アルミ合金膜２０６をスパッタし
、膜厚（１μｍ）のアルミ合金膜を得る。
、膜厚（１μｍ）のアルミ合金膜を得る。
このようにして得られた、チタン等高融点金属膜２０３
、該金属窒化膜２０５、アルミ合金膜２０６からなる三
層膜を、フォトエッチによって同時にパターニングする
。（第２図（ｄ））上述の工程を経て、でき上がった本
発明、半導体装置は、従来の半導体装置に比べると、バ
リアメタル層をアルゴンまたは窒素などの不活性ガスに
、酸素を加えた混合ガス雰囲気中で、高速熱処理するた
め、窒化チタン等金属窒化膜の粒界に０２分子が含まれ
、よりバリア性が向上する。したがって、Ａｌ拡散によ
るＪｕｎｃｔ１ｏｎリークの防止に効果があり、さらに
は金属窒化膜の表面状態の改善によるカバレッジ向上に
もつながる。
、該金属窒化膜２０５、アルミ合金膜２０６からなる三
層膜を、フォトエッチによって同時にパターニングする
。（第２図（ｄ））上述の工程を経て、でき上がった本
発明、半導体装置は、従来の半導体装置に比べると、バ
リアメタル層をアルゴンまたは窒素などの不活性ガスに
、酸素を加えた混合ガス雰囲気中で、高速熱処理するた
め、窒化チタン等金属窒化膜の粒界に０２分子が含まれ
、よりバリア性が向上する。したがって、Ａｌ拡散によ
るＪｕｎｃｔ１ｏｎリークの防止に効果があり、さらに
は金属窒化膜の表面状態の改善によるカバレッジ向上に
もつながる。
ここで、従来は１０ｐｐｍ程度酸素を加えていたが実験
結果によると、これではバリア性が不十分であり、５０
ｐｐｍ〜１１００ｐｐ酸素を加えることにより、よりバ
リア性が向上するという結果が出た。また１１０００ｐ
ｐまで酸素の量を増やしても同様の効果が期待できるが
、１１０００ｐｐ以上酸素の量を増やすと金属窒化膜が
酸化されて、コンタクトが取れなくなってしまうため、
酸素の量は１１０００ｐｐ以下が望ましい。さらに、高
速熱処理温度は、９５０℃以上であると、コンタクト抵
抗が非オーミツクになってしまうため、７００℃〜９５
０℃が望ましい。
結果によると、これではバリア性が不十分であり、５０
ｐｐｍ〜１１００ｐｐ酸素を加えることにより、よりバ
リア性が向上するという結果が出た。また１１０００ｐ
ｐまで酸素の量を増やしても同様の効果が期待できるが
、１１０００ｐｐ以上酸素の量を増やすと金属窒化膜が
酸化されて、コンタクトが取れなくなってしまうため、
酸素の量は１１０００ｐｐ以下が望ましい。さらに、高
速熱処理温度は、９５０℃以上であると、コンタクト抵
抗が非オーミツクになってしまうため、７００℃〜９５
０℃が望ましい。
最後に、バリアメタル層として、チタンの他にモリブデ
ン、タングステン、パラジウム、ジルコニウム等の金属
でも同様な効果が期待できる。また、アルミ合金膜とし
ては、Ａｌ −８１ＳＡｌ −Ｓ ｉ−Ｃｕ１−Ｃｕ５
Ａなどがあげられる。
ン、タングステン、パラジウム、ジルコニウム等の金属
でも同様な効果が期待できる。また、アルミ合金膜とし
ては、Ａｌ −８１ＳＡｌ −Ｓ ｉ−Ｃｕ１−Ｃｕ５
Ａなどがあげられる。
以上述べた本発明によれば、従来の単一な不活性ガスに
よる高速熱処理に比べて、Ａｊｌの拡散によるｊｕｎｃ
ｔｉｏｎ＋Ｊ−りを防止することができ、よってバリア
性向上に効果がある。さらには金属窒化膜表面状態の改
善によるカバレッジ向上にも効果があり、より信頼性に
すぐれた半導体装置を提供できる。
よる高速熱処理に比べて、Ａｊｌの拡散によるｊｕｎｃ
ｔｉｏｎ＋Ｊ−りを防止することができ、よってバリア
性向上に効果がある。さらには金属窒化膜表面状態の改
善によるカバレッジ向上にも効果があり、より信頼性に
すぐれた半導体装置を提供できる。
図。
第２図（ａ）〜（ｄ）
の製造工程の断面図。
第３図（ａ）、（ｂ）
造工程の断面図。
は、本発明の半導体装置
は従来の半導体装置の構
３０１ ・
３０３壷
３０４ 壷
１０１．２０１．
１０２．２０２．
１０３．２０３．
１０４．２０４．
２０５φ −・ ・
３０５・ ・ ・ ・ −φ ・ ・ ・ ・１０５．
２０６．３０６・ ・ ・Ｓｔ基板 ・二酸化ケイ素 ・高融点金属 ・金属窒化膜 拳酸素を１１００ ０ｐｐ以下加え たガス ・従来のガス ・アルミ合金膜 以上
２０６．３０６・ ・ ・Ｓｔ基板 ・二酸化ケイ素 ・高融点金属 ・金属窒化膜 拳酸素を１１００ ０ｐｐ以下加え たガス ・従来のガス ・アルミ合金膜 以上
第１図は、本発明の半導体装置を示す主要断面出願人
セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第２図（α
） 第１０ 阜２図 （ｂ） 俸２図 （Ｃ）
セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 鈴 木 喜三部（他１名）第２図（α
） 第１０ 阜２図 （ｂ） 俸２図 （Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）半導体基板上に形成された絶縁膜に開孔部を設け
る工程と、 （ｂ）該絶縁膜上と該開孔部上とに高融点金属及びその
金属窒化膜を被着する工程と、 （ｃ）該金属窒化膜をアルゴンまたは窒素に酸素を加え
た混合ガス雰囲気中で高速熱処理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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7110289A JPH02249274A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7110289A JPH02249274A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02249274A true JPH02249274A (ja) | 1990-10-05 |
Family
ID=13450847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7110289A Pending JPH02249274A (ja) | 1989-03-23 | 1989-03-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02249274A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04186726A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-03 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0778789A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-20 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-03-23 JP JP7110289A patent/JPH02249274A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04186726A (ja) * | 1990-11-20 | 1992-07-03 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH0778789A (ja) * | 1993-09-08 | 1995-03-20 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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