JPH0530055B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0530055B2 JPH0530055B2 JP59033528A JP3352884A JPH0530055B2 JP H0530055 B2 JPH0530055 B2 JP H0530055B2 JP 59033528 A JP59033528 A JP 59033528A JP 3352884 A JP3352884 A JP 3352884A JP H0530055 B2 JPH0530055 B2 JP H0530055B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- silicide
- silicon
- melting point
- silicon layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- 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層に用いる高融点
金属シリサイド層の形成に関する。
金属シリサイド層の形成に関する。
(b) 技術の背景
集積回路の高集積化に伴い、最上層の配線材料
としてはアルミニウム、中間層の配線材料として
は２〜３層構造のドープした多結晶珪素層が多用
されている。特にMIS素子のゲートには多結晶珪
素層を用いるため、ゲートに接続されるメモリ素
子のワード線多結晶珪素層を極めて広く使用して
いる。
としてはアルミニウム、中間層の配線材料として
は２〜３層構造のドープした多結晶珪素層が多用
されている。特にMIS素子のゲートには多結晶珪
素層を用いるため、ゲートに接続されるメモリ素
子のワード線多結晶珪素層を極めて広く使用して
いる。
しかし集積回路の高速化に伴い、多結晶珪素層
の抵抗が金属より大きいため、配線抵抗と容量の
積による遅延が問題になる。このため配線材料と
して高融点金属が検討されたが、 イオン注入のマスクにならない。
の抵抗が金属より大きいため、配線抵抗と容量の
積による遅延が問題になる。このため配線材料と
して高融点金属が検討されたが、 イオン注入のマスクにならない。
酸化しやすい。
耐薬品性が悪い。
接触抵抗が大きい。
等の欠点を有する。
そのため高融点金属シリサイドが用いられるよ
うになつた。例えばタングステン・シリサイド、
モリブデン・シリサイド、チタン・シリサイド、
タンタル・シリサイド等が用いられる。これらの
シリサイドの比抵抗は10〜100μΩcmで、多結晶珪
素の最低値1000μΩcmより１〜２桁小さく、さら
に珪素に対するオーム性接合が形成され易い。比
抵抗は例えばタングステン・シリサイド30〜
100μΩcm、モリブデン・シリサイド40〜100μΩ
cm、タンタル・シリサイドは30〜60μΩcm、チタ
ン・シリサイドは13〜30μΩcmである。
うになつた。例えばタングステン・シリサイド、
モリブデン・シリサイド、チタン・シリサイド、
タンタル・シリサイド等が用いられる。これらの
シリサイドの比抵抗は10〜100μΩcmで、多結晶珪
素の最低値1000μΩcmより１〜２桁小さく、さら
に珪素に対するオーム性接合が形成され易い。比
抵抗は例えばタングステン・シリサイド30〜
100μΩcm、モリブデン・シリサイド40〜100μΩ
cm、タンタル・シリサイドは30〜60μΩcm、チタ
ン・シリサイドは13〜30μΩcmである。
シリサイドを素子に用いる場合、シリサイド単
層で用いる場合と、シリサイド層の下に多結晶珪
素を敷く所謂ポリサイド構造をとる場合がある。
ポリサイド構造は複合層のため、微細パターン形
成のエツチング条件の設定が難しい。しかしポリ
サイド構造は珪素とオーム接合が形成され易く、
珪素基板または二酸化珪素膜と接する部分が多結
晶珪素であるため、実績のあるプロセスで、素子
特性例えばしきい値電圧、立ち上がり電圧等は従
来と変わらず、また半導体素子製作上最も複雑
で、問題の多い界面についても新たな問題を引き
起こす心配は少ない。
層で用いる場合と、シリサイド層の下に多結晶珪
素を敷く所謂ポリサイド構造をとる場合がある。
ポリサイド構造は複合層のため、微細パターン形
成のエツチング条件の設定が難しい。しかしポリ
サイド構造は珪素とオーム接合が形成され易く、
珪素基板または二酸化珪素膜と接する部分が多結
晶珪素であるため、実績のあるプロセスで、素子
特性例えばしきい値電圧、立ち上がり電圧等は従
来と変わらず、また半導体素子製作上最も複雑
で、問題の多い界面についても新たな問題を引き
起こす心配は少ない。
(c) 従来技術と問題点
高融点金属としてタングステン、下地として珪
素基板またはその上に被着された二酸化珪素層を
用い、高融点金属シリサイド層形成の従来技術を
つぎに説明する。
素基板またはその上に被着された二酸化珪素層を
用い、高融点金属シリサイド層形成の従来技術を
つぎに説明する。
ｉ スバツタ法
珪素または多結晶珪素の上に直接金属を被着
し、高温処理で反応させてシリサイド層を形成す
る。また珪素と金属を同時に被着させる方法もよ
く用いられる。この場合金属、珪素の被着方法と
してスパツタ、蒸着、鍍金等があるが、ここでは
スバツタで代表させる。
し、高温処理で反応させてシリサイド層を形成す
る。また珪素と金属を同時に被着させる方法もよ
く用いられる。この場合金属、珪素の被着方法と
してスパツタ、蒸着、鍍金等があるが、ここでは
スバツタで代表させる。
スパツタによる被着は方向性があるため段差被
覆が悪い。またスパツタのターゲツトとして用い
る高融点金属中に微量のウラン、トリウム等の放
射性元素を含み、これらの不純物が配線材料中に
含まれることによる半導体装置特にメモリ素子の
α線障害による記憶情報の喪失、所謂ソフトエラ
ーを起こすことがある。
覆が悪い。またスパツタのターゲツトとして用い
る高融点金属中に微量のウラン、トリウム等の放
射性元素を含み、これらの不純物が配線材料中に
含まれることによる半導体装置特にメモリ素子の
α線障害による記憶情報の喪失、所謂ソフトエラ
ーを起こすことがある。
六弗化タングステンとモノシランによる減圧
気相成長法 チヤンバー中に六弗化タングステンとモノシラ
ンを別々に導入し、チヤンバー中で混合し、300
〜450℃で反応させてシリサイド層を形成する。
この場合は上記ガス混合の近傍のみシリサイド層
の形成が行われ、多数の半導体ウエハにシリサイ
ド層を形成することは困難であり、従つて量産は
できない。
気相成長法 チヤンバー中に六弗化タングステンとモノシラ
ンを別々に導入し、チヤンバー中で混合し、300
〜450℃で反応させてシリサイド層を形成する。
この場合は上記ガス混合の近傍のみシリサイド層
の形成が行われ、多数の半導体ウエハにシリサイ
ド層を形成することは困難であり、従つて量産は
できない。
(d) 発明の目的
本発明の目的は従来技術の有する上記の欠点を
除去し、剥離し難く、段差被覆がよく、α線障害
がなく、多数の基板を同時に形成できる量産効果
の大きい高融点金属シリサイド層の形成方法を提
供することにある。
除去し、剥離し難く、段差被覆がよく、α線障害
がなく、多数の基板を同時に形成できる量産効果
の大きい高融点金属シリサイド層の形成方法を提
供することにある。
(e) 発明の構成
上記目的は本発明によれば、下地の上に、多結
晶珪素層、水素化アモルフアス珪素層を順次被着
し、該水素化アモルフアス珪素層をフツ素を含む
高融点金属の化合物ガスと反応させて高融点金属
シリサイド層を形成し、該多結晶珪素層とその上
に被着された該高融点金属シリサイド層との複合
膜を形成することによつて達成される。
晶珪素層、水素化アモルフアス珪素層を順次被着
し、該水素化アモルフアス珪素層をフツ素を含む
高融点金属の化合物ガスと反応させて高融点金属
シリサイド層を形成し、該多結晶珪素層とその上
に被着された該高融点金属シリサイド層との複合
膜を形成することによつて達成される。
本発明はアモルフアス珪素中には多量の水素が
含まれ、このためシリサイド形成が容易に行われ
ることを利用したものである。
含まれ、このためシリサイド形成が容易に行われ
ることを利用したものである。
例えばタングステンの場合はつぎの反応式で容
易にタングステン・シリサイド（SixWy）ができ
る。
易にタングステン・シリサイド（SixWy）ができ
る。
SiH＋WF6→SixWy＋HF
Si＋WF6→Ｗ＋SiF6
(f) 発明の実施例
第１図は本発明の実施例を示す断面である。図
において１は下地、２は多結晶珪素層、３はアモ
ルフアス珪素層を示す。
において１は下地、２は多結晶珪素層、３はアモ
ルフアス珪素層を示す。
第１図ａにおいて、下地１として珪素基板上に
被着された二酸化珪素層を用い、その上に厚さ
2000Åのドープした多結晶珪素層２を620℃で通
常の気相成長法により被着する。この層の形成は
下地との密着性をよくし、かつ前記の理由により
種々の利点をもつために行う。
被着された二酸化珪素層を用い、その上に厚さ
2000Åのドープした多結晶珪素層２を620℃で通
常の気相成長法により被着する。この層の形成は
下地との密着性をよくし、かつ前記の理由により
種々の利点をもつために行う。
つぎにプラズマ気相成長法により、厚さ2000〜
3000Åのアモルフアス珪素層３を被着する。
3000Åのアモルフアス珪素層３を被着する。
プラズマ気相成長は、第２図において、容器２
１中に置かれた珪素基板２２を接地し、かつ450
℃に加熱し、アルゴンで１〜５％に希釈したモノ
シランを容器２１内に導入し、13.56MHzまたは
数100KHzの電源２３を対向電極２４に接続して
電力を数10〜数100W加えて行う。
１中に置かれた珪素基板２２を接地し、かつ450
℃に加熱し、アルゴンで１〜５％に希釈したモノ
シランを容器２１内に導入し、13.56MHzまたは
数100KHzの電源２３を対向電極２４に接続して
電力を数10〜数100W加えて行う。
アモルフアス珪素層３を成長後クリーニング・
ガスとして５〜20％の酸素を含んだ四弗化炭素ま
たは三弗化窒素を流して洗浄する。
ガスとして５〜20％の酸素を含んだ四弗化炭素ま
たは三弗化窒素を流して洗浄する。
第１図ｂにおいて、アモルフアス珪素層３を六
弗化タングステンと反応させ、タングステン・シ
リサイド層３Ａに変換する。
弗化タングステンと反応させ、タングステン・シ
リサイド層３Ａに変換する。
この反応に用いる装置は通常の気相成長装置
で、第３図に示す。図において、３１は容器、３
２は基板、３３はヒータを示す。
で、第３図に示す。図において、３１は容器、３
２は基板、３３はヒータを示す。
容器３１内に多数の基板３２を並べ容器内を
0.2〜0.3Torrに排気し、これらをヒータ３２によ
り300〜500℃に加熱し、流量30c.c.／分の六弗化タ
ングステンと200c.c.／分の水素を混合して導入す
る。また別の導入口より、六弗化タングステンを
薄め、かつ容器内均等に配分する役目をするキヤ
リア・ガスとして800c.c.／分の窒素を流す。
0.2〜0.3Torrに排気し、これらをヒータ３２によ
り300〜500℃に加熱し、流量30c.c.／分の六弗化タ
ングステンと200c.c.／分の水素を混合して導入す
る。また別の導入口より、六弗化タングステンを
薄め、かつ容器内均等に配分する役目をするキヤ
リア・ガスとして800c.c.／分の窒素を流す。
水素は実施例のように、下地が二酸化珪素層の
場合は省略してもよいが、下地が珪素の場合は下
地の浸食防止のために必要となる。
場合は省略してもよいが、下地が珪素の場合は下
地の浸食防止のために必要となる。
実施例では下地として二酸化珪素層を用いた
が、これを珪素または二酸化珪素と珪素の両方
を、あるいは他の材料をもちいてもよい。
が、これを珪素または二酸化珪素と珪素の両方
を、あるいは他の材料をもちいてもよい。
また実施例では高融点金属としてタングステン
を用いたが、これを他の金属例えばモリブデン等
を用いても発明の要旨は変わらない。
を用いたが、これを他の金属例えばモリブデン等
を用いても発明の要旨は変わらない。
(g) 発明の効果
以上詳細に説明したように本発明によれば、剥
離し難く、段差被覆がよく、α線障害がなく、多
数の基板を同時に形成できる最産効果の大きい高
融点金属シリサイド層の形成方法を提供すること
ができる。
離し難く、段差被覆がよく、α線障害がなく、多
数の基板を同時に形成できる最産効果の大きい高
融点金属シリサイド層の形成方法を提供すること
ができる。
第１図は本発明の実施例を示す基板断面、第２
図はアモルフアス珪素層形成装置、第３図はシリ
サイド層形成装置を示す。 図において１は下地、２は多結晶珪素層、３は
アモルフアス珪素層、３Ａはシリサイド層、２１
は容器、２２は珪素基板、２３は電源、２４は電
極、３１は容器、３２は基板、３３はヒータを示
す。
図はアモルフアス珪素層形成装置、第３図はシリ
サイド層形成装置を示す。 図において１は下地、２は多結晶珪素層、３は
アモルフアス珪素層、３Ａはシリサイド層、２１
は容器、２２は珪素基板、２３は電源、２４は電
極、３１は容器、３２は基板、３３はヒータを示
す。
Claims (1)
- １ 下地の上に、多結晶珪素層、水素化アモルフ
アス珪素層を順次被着し、該水素化アモルフアス
珪素層をフツ素を含む高融点金属の化合物ガスと
反応させて高融点金属シリサイド層を形成し、該
多結晶珪素層とその上に被着された該高融点金属
シリサイド層との複合膜を形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352884A JPS60178642A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3352884A JPS60178642A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60178642A JPS60178642A (ja) | 1985-09-12 |
| JPH0530055B2 true JPH0530055B2 (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=12389045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3352884A Granted JPS60178642A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60178642A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6315418A (ja) * | 1986-07-08 | 1988-01-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| US4737474A (en) * | 1986-11-17 | 1988-04-12 | Spectrum Cvd, Inc. | Silicide to silicon bonding process |
| JPS63260052A (ja) * | 1987-04-03 | 1988-10-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5698872A (en) * | 1980-01-07 | 1981-08-08 | Nec Corp | Preparation of semiconductor device |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3352884A patent/JPS60178642A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60178642A (ja) | 1985-09-12 |
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