JPH0280554A - 高融点金属シリサイド膜の形成方法 - Google Patents
高融点金属シリサイド膜の形成方法Info
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- JPH0280554A JPH0280554A JP22870288A JP22870288A JPH0280554A JP H0280554 A JPH0280554 A JP H0280554A JP 22870288 A JP22870288 A JP 22870288A JP 22870288 A JP22870288 A JP 22870288A JP H0280554 A JPH0280554 A JP H0280554A
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- Japan
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- film
- forming
- melting point
- high melting
- metal silicide
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はシリサイド薄膜の形成法に係り、特に集積回路
の配線材料に好適な低抵抗シリサイド薄膜を低温で形成
する方法に関する。
の配線材料に好適な低抵抗シリサイド薄膜を低温で形成
する方法に関する。
従来、５ｉＬＳＩの接合形成や配線用の高融点シリサイ
ド膜の形成法は大別して次の２種類がある。１つは金属
をＳｉ上に堆積してからアニールにより固相反応させる
方法である（固相反応法）。
ド膜の形成法は大別して次の２種類がある。１つは金属
をＳｉ上に堆積してからアニールにより固相反応させる
方法である（固相反応法）。
もう１つは金属とＳｉの混合物を堆積しアニールによっ
て合金化する方法である（合金法）、混合物は金属とＳ
ｉの２つのソースまたはターゲットから同時に蒸着やス
パッタリングする方法、合金ターゲットからのスパッタ
、ＣＶＤ法などによって堆積される。
て合金化する方法である（合金法）、混合物は金属とＳ
ｉの２つのソースまたはターゲットから同時に蒸着やス
パッタリングする方法、合金ターゲットからのスパッタ
、ＣＶＤ法などによって堆積される。
なお、この種の方法として関連するものには例えば特開
昭６２−１３８１９号やジャーナルオブバキュームサイ
エンスアンドテクノロジー１７（４）第７７５頁から第
７９２頁（Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、＆ Ｔｅｃｈ、。
昭６２−１３８１９号やジャーナルオブバキュームサイ
エンスアンドテクノロジー１７（４）第７７５頁から第
７９２頁（Ｊ、Ｖａｃ、Ｓｃｉ、＆ Ｔｅｃｈ、。
１７（４）ρｐ７７５−７９２（１９８０））において
論じられている。
論じられている。
上記従来技術では高融点金属元素をＭとした場合、ＭＳ
ｉｚの組成比では膜を６００〜８００℃の温度で形成で
きるが、より低抵抗のＭ５Ｓｉ３の組成比を有するシリ
サイド薄膜の形成には１０００〜１６００℃の高温が必
要であった。
ｉｚの組成比では膜を６００〜８００℃の温度で形成で
きるが、より低抵抗のＭ５Ｓｉ３の組成比を有するシリ
サイド薄膜の形成には１０００〜１６００℃の高温が必
要であった。
本発明の目的は低温でＭＩＳＳｉｓの組成のシリサイド
薄膜を形成することにある。
薄膜を形成することにある。
上記目的は、シリコンソースをクラスタイオンとして活
性化させて蒸発させ、金属蒸気と同時に所定温度に加熱
した被膜形成基板に蒸着することにより、達成される。
性化させて蒸発させ、金属蒸気と同時に所定温度に加熱
した被膜形成基板に蒸着することにより、達成される。
（作用〕
加速されたシリコンのクラスタイオンビームは、一原子
当り数ｅＶのエネルギーを有し、高融点金属蒸気とのシ
リサイド形成反応を活性化させることができる。それに
よって被膜形成基板が低温すなわち、８００℃以下でも
高融点金属Ｍとシリコンは反応しＭ５Ｓｉ３の組成比の
シリサイドを形成できる。
当り数ｅＶのエネルギーを有し、高融点金属蒸気とのシ
リサイド形成反応を活性化させることができる。それに
よって被膜形成基板が低温すなわち、８００℃以下でも
高融点金属Ｍとシリコンは反応しＭ５Ｓｉ３の組成比の
シリサイドを形成できる。
以下、本発明の実施例を図面により詳細に説明する。
実施例１：第１図は本発明に用いたクラスタイオンビー
ム蒸着装置の模式図を示す。膜を形成する成長室１１は
ステンレス製でターボ分子ポンプとロータリポンプとか
ら成る排気系１２に接続され、約１０−７Ｔｏｒｒまで
排気される。被膜形成基板２２は０．１ μｍ厚の熱
酸化膜を形成したシリコンウェハである。被膜形成基板
２２はタンタルヒータ２１により所定温度に加熱、保持
される。蒸着物質のシリコンソース３１（比抵抗２にΩ
・ａ＝）はグラファイト製のるつぼ４１に充填される。
ム蒸着装置の模式図を示す。膜を形成する成長室１１は
ステンレス製でターボ分子ポンプとロータリポンプとか
ら成る排気系１２に接続され、約１０−７Ｔｏｒｒまで
排気される。被膜形成基板２２は０．１ μｍ厚の熱
酸化膜を形成したシリコンウェハである。被膜形成基板
２２はタンタルヒータ２１により所定温度に加熱、保持
される。蒸着物質のシリコンソース３１（比抵抗２にΩ
・ａ＝）はグラファイト製のるつぼ４１に充填される。
るつぼ４１はタングステンフィラメント４２から発生す
る電子の衝撃を受は加熱される。投入電力は２．０
ｋＷ、るつぼの外壁温度は１９５０℃である。シリコン
ソース３１は融解、蒸発し、直径２閣のノズル４３から
噴出し、シリコン蒸気は断熱膨張作用によりシリコンク
ラスタ６１を形成する。
る電子の衝撃を受は加熱される。投入電力は２．０
ｋＷ、るつぼの外壁温度は１９５０℃である。シリコン
ソース３１は融解、蒸発し、直径２閣のノズル４３から
噴出し、シリコン蒸気は断熱膨張作用によりシリコンク
ラスタ６１を形成する。
クラスタ６１はタングステンフィラメント４５と電子を
引き出すグリッド４４から成るイオン化機構部において
電子照射を受け、イオン化される。
引き出すグリッド４４から成るイオン化機構部において
電子照射を受け、イオン化される。
タングステンフィラメント４５の電流は２２Ａ、グリッ
ド４４に印加される電圧は１ｋＶである。
ド４４に印加される電圧は１ｋＶである。
なお、フィラメント４５からグリッド４４に流れる電流
は２００ｍＡである。イオン化したクラスタはるつぼ４
１と加速電極４６の間に印加されるＯ〜１０ｋＶの電圧
により加速され基板２２上に入射する。高融点金属のタ
ングステン（純度９９・９９８％） ３２はフィラメン
ト５１から発生する電子ビーム５２により加熱されタン
グステン蒸気６２として基板２２へ到達する。シリコン
とタングステンの蒸着量は各々、膜厚モニタ７１゜７２
によりモニタされる。
は２００ｍＡである。イオン化したクラスタはるつぼ４
１と加速電極４６の間に印加されるＯ〜１０ｋＶの電圧
により加速され基板２２上に入射する。高融点金属のタ
ングステン（純度９９・９９８％） ３２はフィラメン
ト５１から発生する電子ビーム５２により加熱されタン
グステン蒸気６２として基板２２へ到達する。シリコン
とタングステンの蒸着量は各々、膜厚モニタ７１゜７２
によりモニタされる。
以上の装置で基板温度６００℃でタングステンシリサイ
ド薄膜を４００ｎｍ形成した。加速電極４６の電圧は０
，２，４，６，８．１０ｋＶである。形成した膜の組成
は蒸着量の比と同じですべてＷｓＳｉδであった。第２
図は堆積膜の抵抗率を４探針法で測定した結果である。
ド薄膜を４００ｎｍ形成した。加速電極４６の電圧は０
，２，４，６，８．１０ｋＶである。形成した膜の組成
は蒸着量の比と同じですべてＷｓＳｉδであった。第２
図は堆積膜の抵抗率を４探針法で測定した結果である。
膜の抵抗率は加速電圧８ｋＶで最小値の１０μΩ・国と
なった。
なった。
これは従来法で形成されるＷδＳｉｚ膜の抵抗率１００
μΩ・儂より約１桁小さい。この膜の化学的耐久性を調
べた。処理条件を第１表に示す。薬品に浸した時間は全
て３０分間である。試料形状は１０ＩＩＩｌ角である。
μΩ・儂より約１桁小さい。この膜の化学的耐久性を調
べた。処理条件を第１表に示す。薬品に浸した時間は全
て３０分間である。試料形状は１０ＩＩＩｌ角である。
薬品処理前後の表面状態を走査型電子顕微鏡で観察した
。その結果、表面状態に変化は見られなかった。さらに
膜の抵抗率を薬品処理後、測定した結果、抵抗率は変化
していなかった。
。その結果、表面状態に変化は見られなかった。さらに
膜の抵抗率を薬品処理後、測定した結果、抵抗率は変化
していなかった。
次に異なる基板温度でＷＩＳＳｉａを形成した。加速電
圧は８ｋＶである。第３図に基板温度と膜の抵抗率およ
び膜のストレスの関係を示す。これより基板温度が６０
０℃以上で抵抗率は約１０Ω。
圧は８ｋＶである。第３図に基板温度と膜の抵抗率およ
び膜のストレスの関係を示す。これより基板温度が６０
０℃以上で抵抗率は約１０Ω。
−となり、ストレスも−Ｉ Ｘ １０−１０〜Ｉ Ｘ
１Ｏ−１０ｄｙｎｅ／ａｆとなる。これより、この温度
範囲でストレスの小さい低抵抗シリサイド膜を得られる
ことがわかる。
１Ｏ−１０ｄｙｎｅ／ａｆとなる。これより、この温度
範囲でストレスの小さい低抵抗シリサイド膜を得られる
ことがわかる。
実施例２：第４図はシリコンビーム中にタングステン製
のメツシュ１０１を設置した装置の概略図である。メツ
シュ１０１には２０Ａの電流を流し加熱した。クラスタ
イオンビーム法で生成したシリコンビームはこのメツシ
ュ１０１に到達し。
のメツシュ１０１を設置した装置の概略図である。メツ
シュ１０１には２０Ａの電流を流し加熱した。クラスタ
イオンビーム法で生成したシリコンビームはこのメツシ
ュ１０１に到達し。
その一部がメツシュ１０１に付着する。メツシュ１０１
はシリサイド化され、タングステンシリサイド蒸気９１
を生成し、被着基板２２上に到達し、タングステン蒸気
９２とともにシリサイド膜を形成する。基板温度６００
℃で形成したタングステンシリサイドの成分は９０％以
上がＷδＳｉａであった。膜の化学的特性や付着力は二
元蒸着法の場合と同様であった。
はシリサイド化され、タングステンシリサイド蒸気９１
を生成し、被着基板２２上に到達し、タングステン蒸気
９２とともにシリサイド膜を形成する。基板温度６００
℃で形成したタングステンシリサイドの成分は９０％以
上がＷδＳｉａであった。膜の化学的特性や付着力は二
元蒸着法の場合と同様であった。
なお、第１表は薬品処理条件の一覧表である。
第 １ 表
〔発明の効果〕
本発明によれば蒸着物質をイオン化することによって、
基板上での化学反応を活性化できるので低温（６００℃
）でＭ５Ｓｉ３あるいはＭａＳｉｚ（Ｍは高融点金属）
を主成分とするシリサイド薄膜を形成できる効果がある
。
基板上での化学反応を活性化できるので低温（６００℃
）でＭ５Ｓｉ３あるいはＭａＳｉｚ（Ｍは高融点金属）
を主成分とするシリサイド薄膜を形成できる効果がある
。
第１図は本発明の一実施例の装置の断面図、第２図はイ
オン化クラスタの加速電圧と堆積した膜の抵抗率との関
係図、第３図は被膜形成基板温度と形成した膜の抵抗率
との関係図、第４図は実施例の装置の断面図である。 １１・・・真空容器、１２・・・排気装置、２１・・・
ヒーター ２２・・・被膜形成基板、３１・・・シリコ
ンソース、３２・・・タングステンソース、４１・・・
るつぼ、４２・タングステンフィラメント、４３・・・
ノズル、４４・・・グリッド、４５・・・タングステン
フィラメント、４６・・・加速電極、５１・・・フィラ
メント、５２・・・電子ビーム、６１・・・シリコンク
ラスタ、６２・・・タングステン蒸気、７１・・・膜厚
モニタ、７２・・・膜厚モニタ、９１・・・タングステ
ンシリサイド蒸気、９２・・・タングステン蒸気、１０
１・・・メツシュ。 第１図 第 区 Ｏ 力０速２醍ａ（ＫＶ） 第 図
オン化クラスタの加速電圧と堆積した膜の抵抗率との関
係図、第３図は被膜形成基板温度と形成した膜の抵抗率
との関係図、第４図は実施例の装置の断面図である。 １１・・・真空容器、１２・・・排気装置、２１・・・
ヒーター ２２・・・被膜形成基板、３１・・・シリコ
ンソース、３２・・・タングステンソース、４１・・・
るつぼ、４２・タングステンフィラメント、４３・・・
ノズル、４４・・・グリッド、４５・・・タングステン
フィラメント、４６・・・加速電極、５１・・・フィラ
メント、５２・・・電子ビーム、６１・・・シリコンク
ラスタ、６２・・・タングステン蒸気、７１・・・膜厚
モニタ、７２・・・膜厚モニタ、９１・・・タングステ
ンシリサイド蒸気、９２・・・タングステン蒸気、１０
１・・・メツシュ。 第１図 第 区 Ｏ 力０速２醍ａ（ＫＶ） 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ｍ＿５Ｓｉ＿３あるいはＭ＿５Ｓｉ＿２（ＭはＷ、
Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉのうち
の一種）を主成分とする薄膜の形成法において、シリコ
ンのクラスタイオンビームと金属蒸気を同時に被膜形成
基板上に蒸着させることを特徴とする高融点金属シリサ
イド膜の形成方法。 ２、Ｍ＿５Ｓｉ＿３あるいはＭ＿５Ｓｉ＿２（ＭはＷ、
Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｖ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｔｉのうち
の一種）を主成分とする薄膜の形成法において、シリコ
ンのクラスタイオンビームを加熱した金属に照射し、そ
こから金属シリサイドを被膜形成基板上に蒸着すること
を特徴とする高融点金属シリサイド膜の形成方法。 ３、特許請求の範囲第２項において、シリコンのクラス
タイオンビームを照射する金属がメッシュ状、多数の孔
を有する板状、多数並んだ線状としたことを特徴とする
高融点金属シリサイド膜の形成方法。 ４、特許請求の範囲第２項において、シリコンのクラス
タイオンビームを照射する金属に電流を流し、加熱する
ことを特徴とする高融点金属シリサイド膜の形成方法。 ５、特許請求の範囲第１項または第２項において、被膜
形成基板を３００〜８００℃に加熱することを特徴とす
る高融点金属シリサイド膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22870288A JPH0280554A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 高融点金属シリサイド膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22870288A JPH0280554A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 高融点金属シリサイド膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0280554A true JPH0280554A (ja) | 1990-03-20 |
Family
ID=16880464
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22870288A Pending JPH0280554A (ja) | 1988-09-14 | 1988-09-14 | 高融点金属シリサイド膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0280554A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107669A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属珪素化合物薄膜及びその製造方法 |
| US9275866B2 (en) | 2014-05-15 | 2016-03-01 | International Business Machines Corporation | Gas cluster reactor for anisotropic film growth |
| CN112981208A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-18 | 上海交通大学 | 一种轻质难熔耐高温共晶高熵合金及其制备方法 |
-
1988
- 1988-09-14 JP JP22870288A patent/JPH0280554A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009107669A1 (ja) * | 2008-02-28 | 2009-09-03 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 金属珪素化合物薄膜及びその製造方法 |
| JP2010093221A (ja) * | 2008-02-28 | 2010-04-22 | National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology | 金属珪素化合物薄膜及びその製造方法 |
| US8367030B2 (en) | 2008-02-28 | 2013-02-05 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Thin film of metal-silicon compound and process for producing the thin film of the metal-silicon compound |
| US9275866B2 (en) | 2014-05-15 | 2016-03-01 | International Business Machines Corporation | Gas cluster reactor for anisotropic film growth |
| CN112981208A (zh) * | 2021-02-03 | 2021-06-18 | 上海交通大学 | 一种轻质难熔耐高温共晶高熵合金及其制备方法 |
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