JPH032950B2 - - Google Patents
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- JPH032950B2 JPH032950B2 JP57166105A JP16610582A JPH032950B2 JP H032950 B2 JPH032950 B2 JP H032950B2 JP 57166105 A JP57166105 A JP 57166105A JP 16610582 A JP16610582 A JP 16610582A JP H032950 B2 JPH032950 B2 JP H032950B2
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- Japan
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- gas
- titanium
- titanium silicide
- silicide film
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/42—Silicides
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は半導体装置等の配線に用いるチタン・
シリサイド膜の形成方法に関する。
シリサイド膜の形成方法に関する。
(b) 技術の背景
多層配線構造の半導体装置は、下層配線形成以
後、多くの高温熱処理工程を経て提供される。従
つて下層配線は高温熱処理に耐える材料で形成す
る必要があり、最近では高温熱処理に耐え、しか
も非常に低い抵抗率を有する高融点金属の珪化物
（シリサイド）が用いられ始めている。
後、多くの高温熱処理工程を経て提供される。従
つて下層配線は高温熱処理に耐える材料で形成す
る必要があり、最近では高温熱処理に耐え、しか
も非常に低い抵抗率を有する高融点金属の珪化物
（シリサイド）が用いられ始めている。
本発明は上記高融点金属シリサイドのうちのチ
タン・シリサイドに関するものである。
タン・シリサイドに関するものである。
(c) 従来技術と問題点
従来半導体装置の下層配線に用いるチタン・シ
リサイド膜はチタン・ターゲツト及びシリコン・
ターゲツトからの同時スパツタ等スパツタリング
処理により形成していた。
リサイド膜はチタン・ターゲツト及びシリコン・
ターゲツトからの同時スパツタ等スパツタリング
処理により形成していた。
しかし高純度のチタン・ターゲツトが得られな
いために、上記方法では高純度のチタン・シリサ
イド膜が得られず、特に膜中にナトリウム（Na）
等のイオンし易い元素や、ウラン（Ｕ）、トリウ
ム（Th）等の放射性元素が微量に含まれる。そ
してこれらが半導体装置に、表面リークによる直
流特性不良や放射線によるソフト・エラーを発生
せしめ半導体装置の信頼性を低下せしめるという
問題があつた。
いために、上記方法では高純度のチタン・シリサ
イド膜が得られず、特に膜中にナトリウム（Na）
等のイオンし易い元素や、ウラン（Ｕ）、トリウ
ム（Th）等の放射性元素が微量に含まれる。そ
してこれらが半導体装置に、表面リークによる直
流特性不良や放射線によるソフト・エラーを発生
せしめ半導体装置の信頼性を低下せしめるという
問題があつた。
(b) 発明の目的
本発明は簡単な装置を用い容易に高純度のチタ
ン・シリサイド膜を形成する方法を提供するもの
であり、その目的とするところは上記問題点を除
去することにある。
ン・シリサイド膜を形成する方法を提供するもの
であり、その目的とするところは上記問題点を除
去することにある。
(e) 発明の目的
即ち本発明は、プラズマ促進用不活性ガスと反
応促進用水素とよりなるキヤリアガス中におけ
る、四塩化チタン（TiCl4）と四水素化珪素
（SiH4）のプラズマ・化学気相反応、若しくは、
四塩化チタン（TiCl4）及びフオスフイン
（PH3）、アルシン（AsH3）、ジボラン（B2H6）
等シリコンに導電性を付与する不純物の水素化物
と、四水素化珪素（SiH4）とのプラズマ化学気
相成長反応により、被処理基板上にチタン・シリ
サド膜、若しくは隣（Ｐ）、砒素（As）、硼素
（Ｂ）等前記導電性不純物を含んだチタン・シリ
サイド膜を成長せしめることを特徴とする。
応促進用水素とよりなるキヤリアガス中におけ
る、四塩化チタン（TiCl4）と四水素化珪素
（SiH4）のプラズマ・化学気相反応、若しくは、
四塩化チタン（TiCl4）及びフオスフイン
（PH3）、アルシン（AsH3）、ジボラン（B2H6）
等シリコンに導電性を付与する不純物の水素化物
と、四水素化珪素（SiH4）とのプラズマ化学気
相成長反応により、被処理基板上にチタン・シリ
サド膜、若しくは隣（Ｐ）、砒素（As）、硼素
（Ｂ）等前記導電性不純物を含んだチタン・シリ
サイド膜を成長せしめることを特徴とする。
(f) 発明の実施例
以下本発明の方法を一実施例について、プラズ
マ・化学気相成長装置の構造模式図を用いて詳細
に説明する。
マ・化学気相成長装置の構造模式図を用いて詳細
に説明する。
本発明の方法には、例えば図に示すような構造
のプラズマ化学気相成長（CVD）装置を用いる。
のプラズマ化学気相成長（CVD）装置を用いる。
同図において、１は反応室、２は真空排気口、
３は加熱装置、４は絶縁体、５は陽極、６は陰
極、７はガス流出口、８はガス導入管、９は被処
理基板、１０はガス発生容器、１１は恒温槽、
RFは高周波発振器、Ｇは接地、Vstはストツ
プ・バルブ、V1〜V5は流量調節バルブ、F1〜F5
は流量計、P1〜P5はガス供給管、PTは送気管を
示している。
３は加熱装置、４は絶縁体、５は陽極、６は陰
極、７はガス流出口、８はガス導入管、９は被処
理基板、１０はガス発生容器、１１は恒温槽、
RFは高周波発振器、Ｇは接地、Vstはストツ
プ・バルブ、V1〜V5は流量調節バルブ、F1〜F5
は流量計、P1〜P5はガス供給管、PTは送気管を
示している。
そしてガス発生容器１０内に液状の四塩化チタ
ン（TiCl4）を入れ恒温槽１１で20〜40〔℃〕程
度の所定の温度に保ち、ガス供給管P1から10〜
300〔c.c.／分〕程度の所定流量のキヤリア・ガス例
えば水素（H2）を流入し該H2に乗せてTiCl4ガ
スを送気管PTに送り込む。又ガス供給管P2から
５〜10〔c.c.／分〕程度の所定流量の四水素化珪素
（モノシランSiH4）ガスを、ガス供給管P4から数
100〔c.c.／分〕程度の所望流量の希釈（プラズマ促
進）用の例えばアルゴン（Ar）ガスを、ガス供
給管P5から所望量の反応促進用水素（H2）ガス
を、それぞれ送気管PTに送り込む。なお本発明
でシリサイドのシリコンを供給するためのガスと
して、四水素化珪素を用いるのは、このガスが常
温、常圧で気体の状態にあり、流量の制御が容易
であるので産業上実用的であるからである。
ン（TiCl4）を入れ恒温槽１１で20〜40〔℃〕程
度の所定の温度に保ち、ガス供給管P1から10〜
300〔c.c.／分〕程度の所定流量のキヤリア・ガス例
えば水素（H2）を流入し該H2に乗せてTiCl4ガ
スを送気管PTに送り込む。又ガス供給管P2から
５〜10〔c.c.／分〕程度の所定流量の四水素化珪素
（モノシランSiH4）ガスを、ガス供給管P4から数
100〔c.c.／分〕程度の所望流量の希釈（プラズマ促
進）用の例えばアルゴン（Ar）ガスを、ガス供
給管P5から所望量の反応促進用水素（H2）ガス
を、それぞれ送気管PTに送り込む。なお本発明
でシリサイドのシリコンを供給するためのガスと
して、四水素化珪素を用いるのは、このガスが常
温、常圧で気体の状態にあり、流量の制御が容易
であるので産業上実用的であるからである。
そしてこれらのガスを該送気管PT内で混合せ
しめながら反応室１に配設されている陰極６が具
備するガス導入管８及びガス流出口７を介して反
応室１内に送り込み、真空排気口２から所定の排
気を行つて、該反応室１内を0.1〜２〔Torr〕程
度の所定圧力を有する前記混合ガス雰囲気に保
つ。そしてこの状態で主面に電極コンタクト窓を
有する絶縁膜が配設された半導体基板等の被処理
基板９を400〜500〔℃〕に昇温し、陽極−陰極・
間に例えば13.56〔ＭHz〕の高周波を印加して両極
間に所望強度のプラズマを発生させ、雰囲気中の
TiCl4とSiH4を気相化学反応させて、被処理基板
９上に所望の厚さのチタン・シリサイド
（TixSiy）膜を形成する。例えばｘ＝１，ｙ＝２
を例にすると、 2SiH4＋TiCl4→TiSi2＋4HCl＋2H2 なる反応式により、チタン・シリサイド膜が形成
される。実際にはこの例だけでなく、2x≦ｙを
満たすTixSiyが形成されていると考えられる。
本実施例においては、その成膜速度は300〜400
Å／minで、2000Åの厚さのチタン・シリサイド
膜が形成された。
しめながら反応室１に配設されている陰極６が具
備するガス導入管８及びガス流出口７を介して反
応室１内に送り込み、真空排気口２から所定の排
気を行つて、該反応室１内を0.1〜２〔Torr〕程
度の所定圧力を有する前記混合ガス雰囲気に保
つ。そしてこの状態で主面に電極コンタクト窓を
有する絶縁膜が配設された半導体基板等の被処理
基板９を400〜500〔℃〕に昇温し、陽極−陰極・
間に例えば13.56〔ＭHz〕の高周波を印加して両極
間に所望強度のプラズマを発生させ、雰囲気中の
TiCl4とSiH4を気相化学反応させて、被処理基板
９上に所望の厚さのチタン・シリサイド
（TixSiy）膜を形成する。例えばｘ＝１，ｙ＝２
を例にすると、 2SiH4＋TiCl4→TiSi2＋4HCl＋2H2 なる反応式により、チタン・シリサイド膜が形成
される。実際にはこの例だけでなく、2x≦ｙを
満たすTixSiyが形成されていると考えられる。
本実施例においては、その成膜速度は300〜400
Å／minで、2000Åの厚さのチタン・シリサイド
膜が形成された。
本発明の第二の実施例としては、以上の第一の
実施例における条件の他に、ガス供給管P3から
SiH4の1/10程度の例えばフオスフイン（PH3）
を送気管PTに送り込む。なおこの例では雰囲気
ガス中にPH3が混合されているので該チタン・シ
リサイド膜はりん（Ｐ）ドープのチタン・シリサ
イド（Tix SiyPz）膜となる。
実施例における条件の他に、ガス供給管P3から
SiH4の1/10程度の例えばフオスフイン（PH3）
を送気管PTに送り込む。なおこの例では雰囲気
ガス中にPH3が混合されているので該チタン・シ
リサイド膜はりん（Ｐ）ドープのチタン・シリサ
イド（Tix SiyPz）膜となる。
(g) 発明の効果
本発明の方法によれば、上記実施例に示したよ
うに極めて簡単な装置で容易に、しかも400〜500
℃程度の低温においてチタン・シリサイド膜を形
成することができる。
うに極めて簡単な装置で容易に、しかも400〜500
℃程度の低温においてチタン・シリサイド膜を形
成することができる。
又本発明の方法は上記の説明したように、チタ
ンの母材としてNaや放射性元素等をも除去して、
極めて高純度に精製することが可能な四塩化チタ
ン（TiCl4）が用いられる。従つて形成されたチ
タン・シリサイド膜は極めて高純度になり、アニ
ール処理を行うことにより２×10-5〔Ω・cm〕程
度の極めて低い抵抗率を有するチタン・シリサイ
ド膜が得られる。そして該チタン・シリサイド膜
にはNaや放射性元素が含まれることはない。
ンの母材としてNaや放射性元素等をも除去して、
極めて高純度に精製することが可能な四塩化チタ
ン（TiCl4）が用いられる。従つて形成されたチ
タン・シリサイド膜は極めて高純度になり、アニ
ール処理を行うことにより２×10-5〔Ω・cm〕程
度の極めて低い抵抗率を有するチタン・シリサイ
ド膜が得られる。そして該チタン・シリサイド膜
にはNaや放射性元素が含まれることはない。
更に又本発明の方法に於ては、四塩化チタン
（TiCl4）ガスと四水素化珪素（モノシランSiH4）
ガスの混合比率を変えることによりチタン（Ti）
とシリコン（Si）が種々な比率で結合したチタ
ン・シリサイド（TixSiy）膜を形成することが
できる。
（TiCl4）ガスと四水素化珪素（モノシランSiH4）
ガスの混合比率を変えることによりチタン（Ti）
とシリコン（Si）が種々な比率で結合したチタ
ン・シリサイド（TixSiy）膜を形成することが
できる。
そして又上記実施例に示したフオスフイン
（PH3）に限らずアルシン（AsH3）、シボラン
（B2H6）等、ｎ型、Ｐ型いずれか望ましい導電型
のドーピング・ガスを添加することにより、更に
膜抵抗を低くし、且つ半導体基板に対するコンタ
クト抵抗を低下せしめることが出来る。
（PH3）に限らずアルシン（AsH3）、シボラン
（B2H6）等、ｎ型、Ｐ型いずれか望ましい導電型
のドーピング・ガスを添加することにより、更に
膜抵抗を低くし、且つ半導体基板に対するコンタ
クト抵抗を低下せしめることが出来る。
以上説明したように本発明によれば、電流リー
クの原因になるナトリウムや、ソフトエラーの原
因になる放射性元素を含まず、抵抗率及び半導体
基板に対するコンタクト抵抗の低いチタン・シリ
サイド膜を、基板に形成されている半導体素子等
の性能を劣化せしめることのない400〜500℃程度
の低温において形成することができる。従つて本
発明は半導体装置の性能及び信頼性の向上に対し
て極めて有効である。
クの原因になるナトリウムや、ソフトエラーの原
因になる放射性元素を含まず、抵抗率及び半導体
基板に対するコンタクト抵抗の低いチタン・シリ
サイド膜を、基板に形成されている半導体素子等
の性能を劣化せしめることのない400〜500℃程度
の低温において形成することができる。従つて本
発明は半導体装置の性能及び信頼性の向上に対し
て極めて有効である。
図は本発明の方法の一実施例に用いたプラズマ
化学気相成長装置の構造模式図である。 図に於て、１は反応室、２は真空排気口、３は
加熱装置、４は絶縁体、５は陽極、６は陰極、７
はガス流入口、８はガス導入管、９は被処理基
板、１０はガス発生容器、１１は恒温槽、RFは
高周波発振器、Ｇは接地、Vstはストツプ・バル
ブ、V1〜V5は流量調節バルブ、F1〜F5は流量
計、P1〜P5はガス供給管、PTは送気管を示す。
化学気相成長装置の構造模式図である。 図に於て、１は反応室、２は真空排気口、３は
加熱装置、４は絶縁体、５は陽極、６は陰極、７
はガス流入口、８はガス導入管、９は被処理基
板、１０はガス発生容器、１１は恒温槽、RFは
高周波発振器、Ｇは接地、Vstはストツプ・バル
ブ、V1〜V5は流量調節バルブ、F1〜F5は流量
計、P1〜P5はガス供給管、PTは送気管を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 不活性ガスと水素とよりなるキヤリアガス中
における、四塩化チタンと四水素化珪素のプラズ
マ・化学気相反応により、被処理基板上にチタ
ン・シリサイドを成長せしめることを特徴とする
チタン・シリサイド膜の形成方法。 ２ 不活性ガスと水素とよりなるキヤリアガス中
における、四塩化チタン及びシリコンに導電性を
付与する不純物の水素化物と四水素化珪素とのプ
ラズマ・化学気相成長反応により、被処理基板上
に前記導電性不純物を含んだチン・シリサイドを
成長せしめることを特徴とするチタン・シリサイ
ド膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16610582A JPS5956574A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | チタン・シリサイド膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16610582A JPS5956574A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | チタン・シリサイド膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5956574A JPS5956574A (ja) | 1984-04-02 |
| JPH032950B2 true JPH032950B2 (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15825102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16610582A Granted JPS5956574A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | チタン・シリサイド膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5956574A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4557943A (en) * | 1983-10-31 | 1985-12-10 | Advanced Semiconductor Materials America, Inc. | Metal-silicide deposition using plasma-enhanced chemical vapor deposition |
| FR2623014B1 (fr) * | 1987-11-09 | 1990-03-23 | France Etat | Procede de depot selectif d'un siliciure de metal refractaire sur des zones de silicium |
| US5167986A (en) * | 1988-04-15 | 1992-12-01 | Gordon Roy G | Titanium silicide-coated glass windows |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56100126A (en) * | 1980-01-08 | 1981-08-11 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | Manufacture of amorphous silicon |
| JPS5767016A (en) * | 1980-10-09 | 1982-04-23 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Manufacture of thin silicon film |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP16610582A patent/JPS5956574A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5956574A (ja) | 1984-04-02 |
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