JPH0247835A

JPH0247835A - 半導体集積回路装置

Info

Publication number: JPH0247835A
Application number: JP19920988A
Authority: JP
Inventors: Yoshiaki Yamada; 義明山田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1990-02-16

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】〔産業上の利用分野〕本発明は半導体集積回路装置に関し、特にアルミニウム
配線を有する半導体集積回路装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の半導体集積回路装置においては、シリコ
ン基板に形成した不純物の拡散層とのコンタクト用配線
材料としてアルミニウムシリコン合金が用いられている
。ところが、配線形成後の熱処理によりアルミニウムシ
リコン合金中のシリコンが拡散層との接続部に析出し、
接続抵抗を増大させたり、拡散層が浅い場合にはアルミ
ニウムが拡散して拡散層を突き抜ける（アロイスパイク
）現象が生じるという問題がある。

そこで、この問題を解消するために、従来ではシリコン
基板とアルミニウムシリコン合金との間にＴ　ｉ　Ｗ　
（チタンタングステン合金）層を設けることが行われ、
このＴｉＷ層によってアルミニウムとシリコンの相互拡
散を防止している。また、ＴｉＷ層を設けるとともに、
このＴ　ｉ　Ｗ層とシリコン基板との間にシリサイド層
を設けたものも提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の対策の内、前者のＴｉＷ層のみを設けた
ものは、４５０°Ｃ程度まではＴｉＷとシリコン基板の
反応は生じないが、この温度を越えるとＴｉＷとシリコ
ン基板とが反応してタングステンシリサイドが形成され
る。そして、このタングステンシリサイドとアルミニウ
ムが反応することにより、結果的にアルミニウムとシリ
コン基板との反応が生じ、これにより浅い拡散層を破壊
してしまうという問題がある。

また、この現象を防止するためにシリサイド層を介在さ
せた後者のものは、シリコン基板とシリサイド層が直接
接触することになるため、拡散層に対する接続抵抗が増
加されるという問題がある。

本発明は拡散層の破壊を防止するとともに、接続抵抗の
低減を可能とした半導体集積回路装置を提供することを
目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体集積回路装置は、アルミニウム配線の下
側に、下層からチタニウム膜、高融点金属シリサイド膜
、及びチタンタングステン合金膜からなる多層金属構造
を形成した構成としている。

〔作用〕

上述した構成では、高融点金属シリサイド膜とチタンタ
ングステン合金によりアルミニウム配線と拡散層との反
応を防止して拡散層の破壊を防止する。また、チタニウ
ム膜により拡散層との接続抵抗を低減する。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図である。

図において、図示を省略した拡散層等を形成したシリコ
ン基板１の表面にはシリコン酸化膜２を形成しており、
このシリコン酸化膜２の一部には拡散層に対応してコン
タクト用開口部２ａを開設している。そして、この上に
はスパッタリング法により、チタニウム膜（Ｔｉ）３を
１００〜１０００人の厚さに、モリブデンシリサイド膜
（ＭｏＳｉｇ）４を１００〜１０００人の厚さに、更に
チタンタングステン合金膜（ＴｉＷ）５を５００〜２０
００人の厚さに夫々形成する。更に、この上に銅を１％
程度添加したアルミニウム合金膜６を５０００〜２００
００人の厚さに被着する。そして、図外のフォトレジス
ト等を用いたフォトリソグラフィ技術によりこれらの膜
６．５，４．３を順次エツチングし、所要パターンの配
線を得る。

この構成では、４５０°Ｃ以上の高温の熱処理が加えら
れた場合でも、モリブデンシリサイド膜４゜チタンタン
グステン合金膜５．及びアルミニウム合金膜６の各界面
での反応は殆ど生じることはない。また、チタニウム膜
３がバリヤ層とて機能するため、アルミニウムがシリコ
ン基板１に拡散して浅い拡散を破壊することは全くない
。また、シリコン基板ｌに対してはチタニウム膜３が直
接接触しているため、拡散層に対する接続抵抗を小さく
することができる。

第２図は本発明の第２実施例を示しており、特にその製
造工程を相違させた例を示している。

即ち、この実施例では、第２図（ａ）のように、シリコ
ン基板１のシリコン酸化膜２上にスパッタリング法によ
りチタニウム膜３を被着した後、この膜のみを所要配線
パターンにエツチング形成する。そして、第２図（ｂ）
のように、減圧ＣＶＤ法を利用して、チタニウム膜３の
表面にタングステンシリサイド膜４Ａを選択的に形成す
る。

その後、チタンタングステン合金膜５と、純アルミニウ
ムからなるアルミニウム膜６Ａとをスパッタリング法に
より被着し、再度同じマスクを利用したフォトリソグラ
フィ技術によりこれらの膜６Ａ、５をエツチングするこ
とにより、第２図（Ｃ）のようなアルミニウム配線を完
成する。

この実施例では、第１実施例と同様に拡散層の破壊を防
止し、かつ接続抵抗の低減を達成できることは言うまで
もない。これに加えて、チタニウム膜３とタングステン
シリサイド膜４Ａを所定のパターンに形成した後に、チ
タンタングステン合金膜５とアルミニウム膜６Ａの形成
及びそのエツチングを行うので、このエツチング工程を
容易に行うことができる利点がある。

なお、本発明は２層以上のアルミニウム配線を有する半
導体集積回路装置にも同様に適用することができる。

また、モリブデンシリサイド膜及びタングステンシリサ
イド膜は、他の高融点シリサイド膜、例えばチタンシリ
サイド膜、タンタルシリサイド膜で構成してもよい。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、アルミニウム配線の下側
に、下層からチタニウム膜、高融点金属シリサイド膜、
及びチタンタングステン合金膜を積層形成しているので
、高融点金属シリサイド膜とチタンタングステン合金に
よりアルミニウム配線と拡散層との反応を防止して拡散
層の破壊を防止でき、また、チタニウム膜により拡散層
との接続抵抗を低減することができる効果がある。

また、アルミニウム配線にはシリコンを含有させる必要
がなくなるため、アルミニウムのエツチング時にシリコ
ン残渣を考慮する必要がなく、エツチングを容易なもの
にできる。同時に、熱処理によりアルミニウム配線中に
形成されるシリコン析出によって配線抵抗が増大するこ
ともない。

更に、高温でもシリコン基板とアルミニウム配線の反応
が防止できるので、高温状態でのアルミニウムのスパッ
タリングが可能となり、微小な開口内へのアルミニウム
の被着性を改善し、微細素子の形成に有利になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の縦断面図、第２図（ａ）
乃至第２図（ｃ）は本発明の第２実施例をその製造工程
順に示す縦断面図である。１・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸化膜、３・
・・チタニウム膜、４・・・モリブデンシリサイド膜、
４Ａ・・・タングステンシリサイド膜、５・・・チタン
タングステン合金膜、６・・・アルミニウム合金膜、６
Ａ・・・（純）アルミニウム膜。

Claims

【特許請求の範囲】

１、アルミニウム配線を有する半導体集積回路装置にお
いて、前記アルミニウム配線の下側に、下層からチタニ
ウム膜、高融点金属シリサイド膜、及びチタンタングス
テン合金膜からなる多層金属構造を形成したことを特徴
とする半導体集積回路装置。