JPH05335330A - Connection hole embedding method - Google Patents

Connection hole embedding method

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JPH05335330A
JPH05335330A JP13698892A JP13698892A JPH05335330A JP H05335330 A JPH05335330 A JP H05335330A JP 13698892 A JP13698892 A JP 13698892A JP 13698892 A JP13698892 A JP 13698892A JP H05335330 A JPH05335330 A JP H05335330A
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forming
metal
connection hole
silicon substrate
silicide
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Hirobumi Sumi
博文 角
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】アルミニウム等の電極材料に対し、バリア特性
を有して、しかも埋め込み特性が良好な、接続孔埋め込
み形成方法を提供する。 【構成】シリコン基板1の上方全面に形成された層間絶
縁膜をパターニングして形成した接続孔15に配線材料
を埋め込む、接続孔埋め込み形成方法であって、上記層
間絶縁膜をパターニングして接続孔15を形成した後
に、上記接続孔15にシリサイドを形成するための金属
を、上記シリコン基板1と上記シリサイドを形成するた
めの金属とが反応する温度で堆積する工程を含む。
(57) [Summary] [Object] To provide a method for forming a buried contact hole, which has barrier properties and good embedding properties for an electrode material such as aluminum. A method of embedding a wiring material in a connection hole 15 formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate 1, wherein the interlayer insulating film is patterned to form a connection hole. After forming 15, the step of depositing a metal for forming a silicide in the contact hole 15 at a temperature at which the silicon substrate 1 and the metal for forming the silicide react with each other.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に微細接続孔埋め込み方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of filling a fine connection hole.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年メモリー素子における集積度の大容
量化につれ、素子の微細化が進んでいる。このために接
続孔においても微細化の為に、接続孔へのメタル埋め込
み技術が困難を増している。
2. Description of the Related Art In recent years, as the integration density of memory devices has increased, the devices have become finer. For this reason, due to the miniaturization of the contact holes, it is becoming more difficult to embed metal in the contact holes.

【0003】素子との接続を可能とするためには配線と
して用いているアルミニウム(Al)等の配線材料を埋
め込む必要がある。その方法として、近年高温スパッタ
によりAl埋め込み技術が注目されている。本方法は、
シリコン(Si)基板を数百度に高温加熱した状態でA
l合金をスパッタ成膜することにより、Alをリフロー
させ、Alを接続孔内に充填し、かつ平坦化する技術で
ある。この場合、Alの下地として例えばTiなどのA
lと反応し易い材料を用いると、成膜中のAlと下地T
iとの界面反応の進行により、両者の間の濡れ性がよく
なり、Alが拡がった良好な埋め込みが行えることが知
られている。
In order to enable connection with an element, it is necessary to embed a wiring material such as aluminum (Al) used as wiring. As a method thereof, attention has recently been paid to a technique of embedding Al by high temperature sputtering. The method is
A silicon (Si) substrate is heated to a high temperature of several hundred degrees A
This is a technique in which Al alloy is reflowed, Al is filled in the connection hole and flattened by forming an alloy film by sputtering. In this case, A such as Ti is used as the base of Al.
If a material that easily reacts with 1 is used, Al during film formation and the base T
It is known that the progress of the interfacial reaction with i improves the wettability between the two and makes it possible to perform good embedding with Al spread.

【0004】上記接続孔内に、Alを埋め込むにはAl
と下地との良好な埋め込み特性、およびAlのシリコン
基板への突き抜けの防止などが要求される。
To embed Al in the connection hole, Al
It is required to have good burying characteristics between the underlayer and the underlayer, and to prevent Al from penetrating into the silicon substrate.

【0005】これらの要求に対して、従来以下に述べる
様なAlの成膜構造がとられていた。
In response to these requirements, the Al film forming structure as described below has been conventionally used.

【0006】(1)Alの成膜構造がAl/TiON/
Ti これら三層は枚様式マルチチャンバースパッタ装置によ
り真空中で連続成膜される。
(1) Al film formation structure is Al / TiON /
Ti These three layers are continuously formed in a vacuum by a single mode multi-chamber sputtering apparatus.

【0007】(2)Alの成膜構造がAl/Ti/Ti
ON/Ti (3)Alの成膜構造がAl/Ti/TiN/Ti (4)ソース/ドレイン全面にSALICIDE(Self
aligned silicide) でSITOX(Silicidation through oxicide)−Ti
Si2を形成した後に、その上層に層間絶縁膜および接
続孔を形成しAlを成膜する。
(2) Al film formation structure is Al / Ti / Ti
ON / Ti (3) Al film formation structure is Al / Ti / TiN / Ti (4) SALICIDE (Self
SIOX (Silicidation through oxicide) -Ti
After forming Si 2 , an interlayer insulating film and a connection hole are formed on the upper layer thereof, and Al is formed.

【0008】これらの従来の接続孔の埋め込み技術のう
ち(4)の場合についてMOSトランジスタの製造を例
にとり、以下に説明する。
The case (4) of these conventional techniques for burying connection holes will be described below by taking the manufacturing of a MOS transistor as an example.

【0009】図9および図10はMOSトランジスタ製
造工程断面図である。
9 and 10 are sectional views of the MOS transistor manufacturing process.

【0010】以下工程順に説明する。The steps will be described below in order.

【0011】(1)図9(a)に示す様にシリコン基板
1に素子間分離のためのフィールド酸化膜2を形成す
る。
(1) As shown in FIG. 9A, a field oxide film 2 for element isolation is formed on a silicon substrate 1.

【0012】(2)ゲート酸化を行い多結晶シリコン及
びWSi2を堆積し、パターニングを行うと図9(b)
に示す様にゲート酸化膜4およびゲート電極3が形成さ
れる。次にLDD(Lightly doped drain)イオン注入
を行い、LDD拡散層5を形成する。
(2) When gate oxidation is performed to deposit polycrystalline silicon and WSi 2 and patterning is performed, FIG.
Gate oxide film 4 and gate electrode 3 are formed as shown in FIG. Next, LDD (Lightly doped drain) ion implantation is performed to form an LDD diffusion layer 5.

【0013】(3)シリコン基板1の全面に酸化膜を形
成した後に、全面エッチバックを行い、図9(c)に示
す様にサイドウォール18を形成する。
(3) After forming an oxide film on the entire surface of the silicon substrate 1, the entire surface is etched back to form sidewalls 18 as shown in FIG. 9 (c).

【0014】次にソース/ドレイン領域を形成するため
に図9(c)に示す様にシリコン基板1の全面にイオン
注入6を行い、図10(a)に示す様に拡散層8を形成
する。
Next, in order to form source / drain regions, ion implantation 6 is performed on the entire surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 9C, and a diffusion layer 8 is formed as shown in FIG. 10A. ..

【0015】(4)シリコン基板1の全面に薄い酸化膜
を形成する。
(4) A thin oxide film is formed on the entire surface of the silicon substrate 1.

【0016】次にTiを全面に堆積した後に、熱処理で
ソースおよびドレイン領域上に図10(a)に示す様に
SITOX−TiSi221を形成する。
Next, after depositing Ti on the entire surface, SITO X-TiSi 2 21 is formed on the source and drain regions by heat treatment as shown in FIG. 10 (a).

【0017】次に酸化膜上の未反応のTiを選択的にエ
ッチングする。
Next, the unreacted Ti on the oxide film is selectively etched.

【0018】(5)シリコン基板1の上方全面に層間絶
縁膜を形成し、レジストパターニングを行い、ドライエ
ッチングにより、図10(b)に示す様に層間絶縁膜7
aおよび接続孔15を形成する。
(5) An interlayer insulating film is formed on the entire upper surface of the silicon substrate 1, resist patterning is performed, and dry etching is performed to form the interlayer insulating film 7 as shown in FIG. 10B.
a and the connection hole 15 are formed.

【0019】(6)Ti13を全面に堆積した後に、A
lを全面に形成する。
(6) After depositing Ti 13 on the entire surface, A
l is formed on the entire surface.

【0020】次にレジストパターニングを行い、ドライ
エッチングにより図10(c)に示す様に、Al配線1
2を形成する。
Next, resist patterning is performed and dry etching is performed to form an Al wiring 1 as shown in FIG.
Form 2.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のいずれの接続孔埋め込み技術にも以下の様な問題が
あった。
However, there are the following problems in any of the conventional connection hole embedding techniques described above.

【0022】(1)Alの成膜構造がAl/TiON/
Tiの場合 AlとTiONとがお互いに反応しにくく、両者の濡れ
性が悪くAlの埋め込み特性が極端に悪くなる。
(1) Al film formation structure is Al / TiON /
In the case of Ti, Al and TiON do not easily react with each other, the wettability of both is poor, and the embedding characteristics of Al are extremely deteriorated.

【0023】(2)Alの成膜構造がAl/Ti/Ti
ON/Tiの場合 AlがTiONの上に直接接触する(1)の場合よりも
埋め込み特性が改善されるが、Ti単層の場合程には改
善されない。それはAl成膜時シリコン基板が数百度に
加熱された際にTiON中の酸素は上層Ti膜中に拡散
し、とりわけTi膜の薄い接続孔側壁の下部等ではTi
表面にまでこの酸素が達し、この部分のTiが酸化さ
れ、Alとの反応が劣下し、埋め込み特性が悪くなるか
らである。
(2) Al film formation structure is Al / Ti / Ti
In the case of ON / Ti The burying property is improved as compared with the case (1) in which Al directly contacts the TiON, but not so much as in the case of the Ti single layer. This is because oxygen in TiON diffuses into the upper Ti film when the silicon substrate is heated to several hundred degrees during Al film formation.
This is because this oxygen reaches the surface, the Ti in this portion is oxidized, the reaction with Al deteriorates, and the embedding characteristics deteriorate.

【0024】(3)Alの成膜構造がAl/Ti/Ti
N/Tiの場合 AlのバリアメタルとしてTiONの代わりにTiNを
用いると埋め込み不良の問題は解決されるが、TiNは
TiONに比べてAlのバリア性が不十分であり、高温
スパッタもしくはAlシンター等の加熱プロセスにより
Alの突き抜けが起こる。
(3) Al film formation structure is Al / Ti / Ti
In the case of N / Ti If TiN is used as a barrier metal for Al instead of TiON, the problem of defective embedding can be solved, but TiN has an insufficient Al barrier property compared to TiON, so high temperature sputtering or Al sintering, etc. Through the above heating process, penetration of Al occurs.

【0025】(4)ソース/ドレイン全面にSALIC
IDEでSITOX−TiSi221を形成するため、
図10(a)に示した様に、このSITOX−TiSi
221がフィールド酸化膜2に接触してしまう。しかし
TiSi2にはテンシルのストレスがあり、そのために
フィールド酸化膜2のエッジ部のシリコン基板1に結晶
欠陥を誘発してしまい、シリコン拡散層では接合リーク
を通常より1桁増大させる。
(4) SALIC on the entire surface of the source / drain
In order to form SITOX-TiSi 2 21 by IDE,
As shown in FIG. 10A, this SITOX-TiSi
2 21 will be in contact with the field oxide film 2. However, TiSi 2 has a tensile stress, which induces a crystal defect in the silicon substrate 1 at the edge of the field oxide film 2 and causes a junction leak in the silicon diffusion layer to increase by one digit as compared with a normal case.

【0026】そこで本発明は、アルミニウム等の電極材
料に対し、バリア特性を有して、しかも埋め込み特性の
良好な接続孔埋め込み形成方法を提供することを目的と
する。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method of forming a contact hole embedded in an electrode material such as aluminum which has barrier properties and good burying properties.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、シリコン基板の上方全面に形成された層間絶縁膜を
パターニングして形成した接続孔に配線材料を埋め込
む、接続孔埋め込み形成方法であって、前記層間絶縁膜
をパターニングして接続孔を形成した後に、前記接続孔
にシリサイドを形成するための金属を、前記シリコン基
板と前記シリサイドを形成するための金属とが反応する
温度で堆積する工程を含むことを特徴とする接続孔埋め
込み形成方法によって解決される。
According to the present invention, there is provided a connection hole embedding forming method for embedding a wiring material in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate. After patterning the interlayer insulating film to form a connection hole, a metal for forming a silicide in the connection hole is deposited at a temperature at which the silicon substrate and the metal for forming the silicide react with each other. A contact hole embedding forming method is characterized by including the step of:

【0028】また上記課題は本発明によれば、前記金属
が遷移金属であることを特徴とする接続孔埋め込み形成
方法によって好適に解決される。更に上記遷移金属がコ
バルトであることを特徴とする埋め込み形成方法によっ
て好適に解決される。
Further, according to the present invention, the above-mentioned problems are preferably solved by a method for forming a buried contact hole, wherein the metal is a transition metal. Furthermore, the transition metal is preferably cobalt, which is preferably solved by the embedding forming method.

【0029】また上記課題は本発明によれば、シリコン
基板の上方全面に形成された層間絶縁膜をパターニング
して形成した接続孔に配線材料を埋め込む、接続孔埋め
込み形成方法であって、前記層間絶縁膜をパターニング
して接続孔を形成した後に、前記接続孔にシリサイドを
形成するための金属を、前記シリコン基板と前記シリサ
イドを形成するための金属とが反応する温度で堆積する
工程と、前記シリコン基板と反応していない金属を除去
する工程と、前記金属とシリコン基板との反応物質を安
定化させるために高温熱処理を行う工程と、前記接続孔
内に前記シリサイドを形成するための金属を、前記シリ
コン基板とシリサイドを形成するための金属と反応する
温度で堆積する工程を含むことを特徴とする接続孔埋め
込み形成方法によって解決される。
Further, according to the present invention, there is provided a method of embedding a connection hole in which a wiring material is embedded in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate. Patterning the insulating film to form a contact hole, and then depositing a metal for forming a silicide in the contact hole at a temperature at which the silicon substrate and the metal for forming the silicide react with each other; A step of removing a metal that has not reacted with the silicon substrate, a step of performing a high temperature heat treatment for stabilizing a reaction material of the metal and the silicon substrate, and a metal for forming the silicide in the connection hole. And a step of depositing at a temperature at which the silicon substrate and a metal for forming a silicide react with each other. It is solved Te.

【0030】また上記課題は本発明によれば、シリコン
基板の上方全面に形成された層間絶縁膜をパターニング
して形成した接続孔に配線材料を埋め込む、接続孔埋め
込み形成方法であって、前記層間絶縁膜をパターニング
して接続孔を形成した後に、接続孔内に薄い酸化膜を形
成する工程と、前記接続孔にシリサイドと形成するため
の金属を、前記シリコン基板と前記シリサイドを形成す
るための金属とが反応する温度で堆積する工程を含むこ
とを特徴とする接続孔埋め込み形成方法によって解決さ
れる。
Further, according to the present invention, the above-mentioned problem is a method for embedding a connection hole, in which a wiring material is embedded in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate. After forming a connection hole by patterning the insulating film, a step of forming a thin oxide film in the connection hole, a metal for forming a silicide in the connection hole, a metal for forming the silicon substrate and the silicide A contact hole embedding formation method is characterized by including a step of depositing at a temperature at which a metal reacts.

【0031】また上記課題は本発明によれば、前記酸化
膜をシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜とし、そ
の膜厚を10nm以下とし、前記シリサイドを形成する
ための金属をチタンとし、前記接続孔内に金属を堆積す
る温度を600℃以上で堆積することを特徴とする接続
孔埋め込み形成方法によって好適に解決される。
Further, according to the present invention, the above-mentioned problem is that the oxide film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film, the thickness thereof is 10 nm or less, and the metal for forming the silicide is titanium, and the connection hole is formed. This is preferably solved by a method for forming a buried contact hole, which is characterized in that the temperature at which the metal is deposited is 600 ° C. or higher.

【0032】また上記課題は本発明によれば、シリコン
基板の上方全面に形成された層間絶縁膜をパターニング
して形成した接続孔に配線材料を埋め込む、接続孔埋め
込み形成方法であって、前記層間絶縁膜をパターニング
して接続孔を形成した後に前記接続孔にシリサイドを形
成するための金属を、前記シリコン基板と前記シリサイ
ドを形成するための金属と反応する温度で堆積する工程
を含むことを特徴とする接続孔埋め込み形成方法によっ
て解決される。
Further, according to the present invention, there is provided a method of embedding a connection hole in which a wiring material is embedded in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate. Patterning the insulating film to form a contact hole, and then depositing a metal for forming a silicide in the contact hole at a temperature that reacts with the silicon substrate and the metal for forming the silicide. This is solved by the method of forming a buried contact hole.

【0033】[0033]

【作用】本発明によれば、図8に示す様に層間絶縁膜を
パターニングして接続孔15を形成した後に、この接続
孔15にシリコン基板1とシリサイドを形成するための
金属の堆積を、シリコン基板1とのこの金属とが反応す
る温度で行うことにより、金属原子はシリコン(Si)
と反応しようとするためにシリコン方向に活発に拡散
し、Siと反応してシリサイドを形成することが出来
る。その結果、金属の堆積表面においては、この金属原
子の拡散により平坦な面を形成し、接続孔15内のシリ
コン基板1とのカバレージを向上させることが出来る。
しかもシリサイドを接続孔15内のみに形成しているの
で、フィールド酸化膜のエッジ部のシリコンの結晶欠陥
を防止することが出来る。
According to the present invention, as shown in FIG. 8, after the interlayer insulating film is patterned to form the connection hole 15, the silicon substrate 1 and the metal for forming the silicide are deposited in the connection hole 15. By carrying out the reaction at a temperature at which this metal reacts with the silicon substrate 1, metal atoms are converted into silicon (Si).
In order to react with Si, it actively diffuses in the silicon direction and reacts with Si to form a silicide. As a result, a flat surface is formed on the metal deposition surface by the diffusion of the metal atoms, and the coverage with the silicon substrate 1 in the connection hole 15 can be improved.
Moreover, since the silicide is formed only in the contact hole 15, it is possible to prevent crystal defects of silicon at the edge portion of the field oxide film.

【0034】また本発明によれば、上記金属を遷移金属
とすると、この遷移金属が、シリコンと反応するため拡
散する主な原子(move spieces)となるので、遷移金属
は接続孔15内で拡散がより活発になり、接続孔15内
における金属堆積表面を好適に平坦化させることが出来
る。
Further, according to the present invention, when the above-mentioned metal is a transition metal, this transition metal becomes main atoms (move spieces) that diffuse because it reacts with silicon, so that the transition metal diffuses in the connection hole 15. Becomes more active, and the metal deposition surface in the connection hole 15 can be suitably flattened.

【0035】また本発明によれば、図4(b)に示す様
に接続孔15内に金属を、シリコン基板1と金属とが反
応する温度で堆積すると、シリコン基板1とこの金属と
の反応物質(シリサイド)の上層に、未反応の金属が堆
積するので、この未反応の金属のみを選択的に除去する
ことが出来る。その結果、接続孔15の堆積表面をより
平坦化することが出来る。また、未反応金属のみを除去
した後更に、高温処理を行うことにより上記シリサイド
を安定化することが出来る。
Further, according to the present invention, as shown in FIG. 4B, when a metal is deposited in the connection hole 15 at a temperature at which the silicon substrate 1 reacts with the metal, the reaction between the silicon substrate 1 and the metal. Since the unreacted metal is deposited on the upper layer of the substance (silicide), only the unreacted metal can be selectively removed. As a result, the deposition surface of the connection hole 15 can be made flatter. Further, the silicide can be stabilized by further performing a high temperature treatment after removing only the unreacted metal.

【0036】更に、この平坦なシリサイド上に上記金属
をシリコン基板1と反応する温度で接続孔15内に堆積
させることにより、堆積した金属が活発に拡散しシリコ
ンと反応するので堆積表面を好適に平坦化することが出
来る。
Further, by depositing the metal on the flat silicide in the contact hole 15 at a temperature at which it reacts with the silicon substrate 1, the deposited metal actively diffuses and reacts with silicon. Can be flattened.

【0037】本発明によれば、図2(c)に示す様に接
続孔15内に薄い酸化膜9を形成した後に、この接続孔
15内に金属を、シリコン基板1と金属とが反応する温
度で堆積することにより、酸化膜、金属、シリコンとの
反応物質であるSITOX(Silicidation through oxi
cide)−シリサイドを形成することが出来る。この反応
物質はアルミニウム等の電極形成時のバリア性を有し、
しかもシート抵抗の低い好適な電極の下地を形成する。
According to the present invention, after the thin oxide film 9 is formed in the connection hole 15 as shown in FIG. 2C, the metal in the connection hole 15 reacts with the silicon substrate 1 and the metal. By depositing at a temperature, SIOX (Silicidation through oxime), which is a reaction material with oxide film, metal, and silicon
cide) -silicide can be formed. This reaction material has a barrier property when forming an electrode such as aluminum,
Moreover, a suitable electrode base having a low sheet resistance is formed.

【0038】また本発明によれば、上記薄い酸化膜をシ
リコン酸化膜あるいはシリコン酸化窒化膜とし、堆積す
る金属をチタン(Ti)とすることにより、SITOX
−TiSi2が形成される。このSITOX−TiSi2
はシート抵抗は10Ω以下の低抵抗で、しかも500℃
の温度までアルミニウムに対してバリア性を有し、好適
な電極の下地材料を形成する。
According to the present invention, the thin oxide film is a silicon oxide film or a silicon oxynitride film, and the deposited metal is titanium (Ti).
-TiSi 2 is formed. This SITO X-TiSi 2
Has a low sheet resistance of 10Ω or less, and is 500 ° C.
It has a barrier property against aluminum up to the temperature of and forms a suitable base material for electrodes.

【0039】また本発明によれば、図5(b)に示す様
に接続孔15の表面にシリコン窒化膜(SiN)14を
形成した後に、接続孔15内に金属の堆積をシリコン基
板1と金属とが反応する温度で行う際に、接続孔の側壁
部において、金属とシリコンの酸化膜である層間絶縁膜
7aとの間にはシリコン窒化膜14が介在しているので
金属の酸化を減少させることが出来る。その結果、アル
ミニウム等の電極との埋め込み特性を向上させることが
出来る。
Further, according to the present invention, as shown in FIG. 5B, after the silicon nitride film (SiN) 14 is formed on the surface of the contact hole 15, the metal is deposited in the contact hole 15 with the silicon substrate 1. When the process is carried out at a temperature at which the metal reacts, the oxidation of the metal is reduced because the silicon nitride film 14 is interposed between the metal and the interlayer insulating film 7a, which is the silicon oxide film, on the side wall of the connection hole. It can be done. As a result, it is possible to improve the burying property with the electrode such as aluminum.

【0040】[0040]

【実施例】以下本発明による実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

【0041】図1〜図3は本発明による第1実施例を示
すMOSトランジスタ製造工程断面図である。
1 to 3 are sectional views of a MOS transistor manufacturing process showing a first embodiment according to the present invention.

【0042】以下、第1実施例を工程順に説明する。The first embodiment will be described below in the order of steps.

【0043】(1)図1(a)に示す様にシリコン基板
1に素子間分離のためのフィールド酸化膜2を形成す
る。
(1) As shown in FIG. 1A, a field oxide film 2 for element isolation is formed on a silicon substrate 1.

【0044】(2)ゲート用の酸化を行う。 条件 ガス H2/O2=6/4リットル/分,温度 8
50℃,膜厚 16nm次に多結晶シリコンを全面に堆
積する。 条件 ガス SiH4/PH3/H2=500/0.35
/50sccm,温度 580℃,圧力 79.8Pa,
膜厚 200nm 次にWSi2を全面に堆積する。 条件 WF6/SiH4/He=10/1000/360
sccm,温度 360℃,圧力 26.6Pa,膜厚
100nm 次にレジストパターニングを行いドライエッチングでゲ
ート配線部を形成する。 条件 ガス C2Cl33/SF6=65/5sccm,
圧力 1.33Pa,マイクロ波パワー 100W,RF
パワー 100W このようにして図1(b)に示す様にゲート酸化膜4、
ゲート電極3を形成する。
(2) Oxidation for the gate is performed. Condition gas H 2 / O 2 = 6/4 liter / min, temperature 8
Polycrystalline silicon is deposited on the entire surface at 50 ° C. and a film thickness of 16 nm. Condition gas SiH 4 / PH 3 / H 2 = 500 / 0.35
/ 50 sccm, temperature 580 ° C., pressure 79.8 Pa,
Film thickness 200 nm Next, WSi 2 is deposited on the entire surface. Conditions WF 6 / SiH 4 / He = 10/1000/360
sccm, temperature 360 ° C, pressure 26.6Pa, film thickness
100 nm Next, resist patterning is performed and a gate wiring portion is formed by dry etching. Condition gas C 2 Cl 3 F 3 / SF 6 = 65/5 sccm,
Pressure 1.33Pa, Microwave power 100W, RF
Power 100W In this way, as shown in FIG. 1B, the gate oxide film 4,
The gate electrode 3 is formed.

【0045】次にLDDイオン(AsまたはBF2)注
入を行い、LDD拡散層5を形成する。
Next, LDD ions (As or BF 2 ) are implanted to form the LDD diffusion layer 5.

【0046】(3)シリコン基板1の全面に酸化膜を形
成した後に、全面エッチバックを行い、図1(c)に示
す様にサイドウォール18を形成する。
(3) After forming an oxide film on the entire surface of the silicon substrate 1, the entire surface is etched back to form sidewalls 18 as shown in FIG. 1 (c).

【0047】次にソース/ドレイン領域を形成するため
に図1(c)に示す様にシリコン基板1の全面にイオン
注入6を行い、図2(a)に示す様に拡散層8を形成す
る。 NMOSの場合、As 50KeV,5e15/cm2
PMOSの場合、BF2 20KeV,3e15/cm2
の条件で行う。
Next, in order to form source / drain regions, ion implantation 6 is performed on the entire surface of the silicon substrate 1 as shown in FIG. 1C, and a diffusion layer 8 is formed as shown in FIG. 2A. .. In the case of NMOS, As 50 KeV, 5e15 / cm 2 ,
In the case of PMOS, BF 2 20 KeV, 3e15 / cm 2
Perform under the conditions of.

【0048】(4)図2(a)に示す様にシリコン基板
1の全面に層間絶縁膜7を形成する。 条件 ガス流量 SiH4/O2/N2=250/250
/100sccm,温度 420℃,圧力 13.3P
a,膜厚 500nm さらに1100℃10秒の活性化アニールを行う。
(4) As shown in FIG. 2A, an interlayer insulating film 7 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. Conditions Gas flow rate SiH 4 / O 2 / N 2 = 250/250
/ 100sccm, temperature 420 ° C, pressure 13.3P
a, film thickness 500 nm and activation annealing at 1100 ° C. for 10 seconds.

【0049】(5)レジストパターニングを行い、ドラ
イエッチでパターニングし図2(b)に示す様に接続孔
15を形成する。 条件 ガス C48=50sccm,RFパワー 120
0W,圧力 2Pa
(5) Resist patterning is performed, and patterning is performed by dry etching to form connection holes 15 as shown in FIG. 2 (b). Condition gas C 4 F 8 = 50 sccm, RF power 120
0W, pressure 2Pa

【0050】(6)図2(c)に示す様に薄い酸化膜9
を形成する。 条件 ガス H2O/O2=1.5/6 1/min,
温度 850℃,膜厚 3nm
(6) Thin oxide film 9 as shown in FIG. 2 (c)
To form. Condition gas H 2 O / O 2 = 1.5 / 6 1 / min,
Temperature 850 ℃, film thickness 3nm

【0051】(7)図3(a)に示す様にTi10をシ
リコン基板1の全面に形成する。この時シリコン基板1
の温度を600℃程度にまで上昇させる。 Tiスパッタ条件例 Ar=40sccm,圧力 0.
04Pa,スパッタパワー 1KW,膜厚 30nm これによりスパッタリングする金属原子は下地Siと次
々に反応するため接続孔15内に拡散する。原子は接続
孔15内に流動するためにTi10のカバレージもオー
バーハング形状にならず、接続孔15に均一に形成でき
る。
(7) As shown in FIG. 3A, Ti10 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. At this time, silicon substrate 1
Increase the temperature to about 600 ° C. Example of Ti sputtering conditions Ar = 40 sccm, pressure 0.
04 Pa, sputtering power 1 kW, film thickness 30 nm As a result, the metal atoms to be sputtered react with the underlying Si one after another and diffuse into the connection hole 15. Since the atoms flow into the connection holes 15, the coverage of Ti10 does not have an overhang shape and can be uniformly formed in the connection holes 15.

【0052】さらに、接続孔15内のSiと接している
Ti10はシリサイドを形成しているために接続孔15
内のシート抵抗は10Ω以下の低抵抗を保つ。その後の
Al配線とのコンタクト抵抗も10Ω以下の低抵抗とな
る。さらに形成するシリサイドはSITOX−TiSi
211であるので、500℃の温度までAlに対してバ
リヤ性を有する。
Further, since Ti 10 in contact with Si in the contact hole 15 forms a silicide, the contact hole 15 is formed.
The sheet resistance inside is kept as low as 10Ω or less. The contact resistance with the Al wiring after that also becomes a low resistance of 10Ω or less. Further formed silicide is SITOX-TiSi.
Since 2 11, with a barrier against Al to a temperature of 500 ° C..

【0053】(8)シリコン基板1の全面にAlを形成
する。 条件 Ar流量 40sccm,圧力 0.04Pa,
スパッタパワーDC 1KW,膜厚 500nm 次にレジストパターニングを行い、上記Alのドライエ
ッチングを行い、図3(b)に示す様にしてAl配線1
2を形成する。 条件例は、RF印加型ECRエッチャーを使用、ガス流
量 BCl3/Cl2=60/90sccm,マイクロ波
パワー100W,RFパワー 50W,圧力 21.3P
a 上記工程を経て本第1実施例によるMOSトランジスタ
が製造される。
(8) Al is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. Conditions Ar flow rate 40 sccm, pressure 0.04 Pa,
Sputtering power DC 1 kW, film thickness 500 nm Next, resist patterning is performed, and the above Al dry etching is performed. As shown in FIG.
Form 2. As an example of conditions, an RF applied type ECR etcher is used, gas flow rate BCl 3 / Cl 2 = 60/90 sccm, microwave power 100 W, RF power 50 W, pressure 21.3 P
a Through the above steps, the MOS transistor according to the first embodiment is manufactured.

【0054】図4は第2実施例を示すMOSトランジス
タ製造後半工程断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of the second half of the MOS transistor manufacturing process showing the second embodiment.

【0055】本実施例は第1実施例で示した図3(a)
の工程における、SITOX−TiSi2の形成時の未
反応Tiを選択的に除去する。その後に安定したTiS
2を形成するために900℃程度の高温アニールを施
す。そしてAl配線を埋め込むために新たにTiを堆積
させるものである。以下その工程を説明する。
This embodiment is shown in FIG. 3A shown in the first embodiment.
In the step of, the unreacted Ti during the formation of SITOX-TiSi 2 is selectively removed. Then stable TiS
A high temperature anneal at about 900 ° C. is performed to form i 2 . Then, Ti is newly deposited to embed the Al wiring. The process will be described below.

【0056】本実施例は、まず第1実施例で示した
(1)〜(6)の工程を経てシリコン基板1に層間絶縁
膜をパターニングし接続孔15およびこの接続孔15の
表面に薄い酸化膜を形成する。
In this embodiment, first, the interlayer insulating film is patterned on the silicon substrate 1 through the steps (1) to (6) shown in the first embodiment, and the contact hole 15 and the surface of this contact hole 15 are thinly oxidized. Form a film.

【0057】(7)図4(a)に示す様にTi10をシ
リコン基板1の全面に形成する。この時シリコン基板1
の温度を600℃程度まで上昇させる。 Tiスパッタ条件例 Ar=40sccm,圧力 0.
04Pa,RFバイアス 50W,スパッタパワー 1K
W,膜厚 30nm これによってスパッタリングする金属原子は下地Siと
次々に反応するために接続孔15内に拡散する。原子は
接続孔15内に流動するために接続孔15低部に均一に
Ti原子を供給できる。結果として、安定した膜厚のT
iシリサイドを形成できる。
(7) As shown in FIG. 4A, Ti10 is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. At this time, silicon substrate 1
Increase the temperature to about 600 ° C. Example of Ti sputtering conditions Ar = 40 sccm, pressure 0.
04Pa, RF bias 50W, Sputter power 1K
W, film thickness 30 nm As a result, the metal atoms sputtered diffuse into the connection hole 15 because they react with the underlying Si one after another. Since the atoms flow into the connection hole 15, Ti atoms can be uniformly supplied to the lower portion of the connection hole 15. As a result, T with stable film thickness
i-silicide can be formed.

【0058】(8)図4(b)に示す様に層間絶縁膜7
aおよびSITOX−TiSi211上の未反応のTi
10を選択的にエッチングする。 条件例 NH4OH:H22:H2O=1:2:2溶液に
10分間浸す。
(8) As shown in FIG. 4B, the interlayer insulating film 7
a and unreacted Ti on SITO X-TiSi 2 11
10 is selectively etched. Example of condition Immerse in a NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 2: 2 solution for 10 minutes.

【0059】次に安定したTiSi2を形成するために
900℃,30秒程度の熱処理を行う。
Next, heat treatment is performed at 900 ° C. for about 30 seconds in order to form stable TiSi 2 .

【0060】接続孔15内はシリサイドを形成している
ために接続孔15内のシート抵抗は10Ω以下の低抵抗
を保つ。その後のAl配線とのコンタクト抵抗も10Ω
以下の低抵抗となる。さらに形成するシリサイドはSI
TOX−TiSi211であるので、500℃の温度ま
でAlに対してバリヤ性を有する。
Since the silicide is formed in the connection hole 15, the sheet resistance in the connection hole 15 maintains a low resistance of 10Ω or less. Contact resistance with Al wiring after that is also 10Ω
It has the following low resistance. The silicide to be formed is SI
Since in TOX-TiSi 2 11, with a barrier against Al to a temperature of 500 ° C..

【0061】(9)図4(c)に示す様にTi13を全
面に形成する。この場合もあらかじめ形成したTiSi
2を通して、TiとSiを反応させることによりTiの
カバレージを稼ぐため、Ti成膜時に600℃程度の加
熱しながら堆積を行う。 Tiスパッタ条件例 Ar=40sccm,圧力 0.
04Pa,RFバイアス 50W,スパッタパワー 1K
W,膜厚 30nm 次にシリコン基板1の全面にAlを形成する。 条件例 Ar流量 40sccm,圧力 0.04Pa,
スパッタパワーDC 1KW,膜厚 500nm 次にレジストパターニングを行い、上記Alのドライエ
ッチングを行い図4(c)に示す様にしてAl配線12
を形成する。条件例は、RF印加型ECRエッチャーを
使用、ガス流量 BCl3/Cl2=60/90scc
m,マイクロ波パワー 1000W,RFパワー 50
W,圧力 21.3Pa 上記工程を経て本第2実施例によるMOSトランジスタ
が製造される。
(9) As shown in FIG. 4C, Ti 13 is formed on the entire surface. In this case also, TiSi formed beforehand
In order to gain coverage of Ti by reacting Ti and Si through 2 , the deposition is performed while heating at about 600 ° C. at the time of forming the Ti. Example of Ti sputtering conditions Ar = 40 sccm, pressure 0.
04Pa, RF bias 50W, Sputter power 1K
W, film thickness 30 nm Next, Al is formed on the entire surface of the silicon substrate 1. Condition example Ar flow rate 40 sccm, pressure 0.04 Pa,
Sputtering power DC 1 kW, film thickness 500 nm Next, resist patterning is performed, and the above Al dry etching is performed to perform Al wiring 12 as shown in FIG.
To form. As an example of conditions, an RF applied type ECR etcher is used, gas flow rate BCl 3 / Cl 2 = 60/90 scc
m, microwave power 1000W, RF power 50
W, pressure 21.3 Pa Through the above steps, the MOS transistor according to the second embodiment is manufactured.

【0062】次に図5および図6は第3実施例を示すM
OSトランジスタ製造後半工程断面図である。
Next, FIG. 5 and FIG. 6 show M showing a third embodiment.
FIG. 7 is a sectional view of a latter half step of manufacturing an OS transistor.

【0063】本実施例は接続孔側部のSiO2上にSi
Nを形成させることにより、その後成膜するTiの酸化
を抑える方法である。以下本実施例の工程を説明する。
In this embodiment, Si is formed on the SiO 2 on the side of the connection hole.
By forming N, it is a method of suppressing the oxidation of Ti to be formed thereafter. The steps of this example will be described below.

【0064】本実施例は、まず第1実施例で示した
(1)〜(5)までの工程を経てシリコン基板1上に層
間絶縁膜をパターニングし接続孔15を形成する。
In this embodiment, first, through the steps (1) to (5) shown in the first embodiment, the interlayer insulating film is patterned on the silicon substrate 1 to form the connection hole 15.

【0065】(6)図5(a)に示す様に、SiN14
を全面に形成する。 条件例 ガス SiH4/NH3/N2=180/500/
720sccm,温度 250℃,圧力 40Pa,膜厚
100nm
(6) As shown in FIG. 5 (a), SiN14
Are formed on the entire surface. Condition example Gas SiH 4 / NH 3 / N 2 = 180/500 /
720 sccm, temperature 250 ° C., pressure 40 Pa, film thickness 100 nm

【0066】(7)図5(b)に示す様にSiN14を
エッチバックして層間膜7aの側壁にSiN14aを形
成する。 条件例 ガス CHF3=50sccm,RFパワー 1
50W,圧力 2Pa 条件例 Ar流量 40sccm,圧力 0.04Pa,
スパッタパワーDC 1KW,膜厚 500nm
(7) As shown in FIG. 5B, SiN 14 is etched back to form SiN 14a on the side wall of the interlayer film 7a. Condition example Gas CHF 3 = 50 sccm, RF power 1
50 W, pressure 2 Pa Condition example Ar flow rate 40 sccm, pressure 0.04 Pa,
Sputtering power DC 1kW, film thickness 500nm

【0067】(8)図5(c)に示す様に未反応Tiを
選択的にエッチする。 条件例 NH4OH:H22:H2O=1:2:2溶液に
10分間浸す。
(8) As shown in FIG. 5C, unreacted Ti is selectively etched. Example of condition Immerse in a NH 4 OH: H 2 O 2 : H 2 O = 1: 2: 2 solution for 10 minutes.

【0068】その後、安定したTiSi2を形成するた
めに900℃,30秒程度の熱処理を加える。
Then, heat treatment is performed at 900 ° C. for about 30 seconds to form stable TiSi 2 .

【0069】(9)図6に示す様にTi13を堆積させ
る。この場合もあらかじめ形成したTiSi2を通し
て、TiとSiを反応させることによりTiのカバレー
ジを稼ぐため、Ti成膜時に600℃程度の加熱をしな
がら堆積を行う。 Tiスパッタ条件例 Ar=40sccm,圧力 0.
04Pa,RFバイアス 50W,スパッタパワー 1K
W,膜厚 30nm 次にAlを全面に形成する。
(9) Ti13 is deposited as shown in FIG. Also in this case, since Ti and Si are reacted with each other through TiSi 2 formed in advance to obtain coverage of Ti, deposition is performed while heating at about 600 ° C. during Ti film formation. Example of Ti sputtering conditions Ar = 40 sccm, pressure 0.
04Pa, RF bias 50W, Sputter power 1K
W, film thickness 30 nm Next, Al is formed on the entire surface.

【0070】次にレジストパターニングを行い、次いで
メタル配線膜のドライエッチを行いAl配線12を作り
トランジスタを形成する。条件例は、RF印加型ECR
エッチャーを使用、ガス流量 BCl3/Cl2=60/
90sccm,マイクロ波パワー 1000W,RFパ
ワー 50W,圧力 21.3Pa 上記工程を経て本実施例によるMOSトランジスタが製
造される。
Next, resist patterning is performed, and then the metal wiring film is dry-etched to form Al wirings 12 and transistors are formed. Examples of conditions are RF applied ECR
Use etcher, gas flow rate BCl 3 / Cl 2 = 60 /
90 sccm, microwave power 1000 W, RF power 50 W, pressure 21.3 Pa Through the above steps, the MOS transistor according to the present embodiment is manufactured.

【0071】次に図7は本発明による第4実施例を示す
MOSトランジスタ製造後半工程断面図である。
Next, FIG. 7 is a sectional view of a MOS transistor manufacturing latter half process showing the fourth embodiment according to the present invention.

【0072】本実施例は、Siと反応するための拡散す
る主な原子(move spieces)が金属である場合を示す。
(Tiの場合は move speicesがSiである。)接続孔
内のカバレージを積極的に向上させるためにはスパッタ
リングする原子の拡散を接続孔内へより活発に生じさせ
る必要がある。Siとの反応の move spieces がスパッ
タリングする金属原子であれば接続孔の金属は流動し易
くなる。
This example shows a case where the main diffusing atoms (move spieces) for reacting with Si are metals.
(In the case of Ti, move speices are Si.) In order to positively improve the coverage in the connection hole, it is necessary to more actively diffuse the atoms to be sputtered into the connection hole. If the move spieces of the reaction with Si are metal atoms to be sputtered, the metal in the connection hole will easily flow.

【0073】その例として反応の move spieces が金属
である物質は,Co,Ni,Pd等の遷移金属のシリサ
イドが考えられる。
As an example, the substance in which the move spieces of the reaction is a metal is considered to be a silicide of a transition metal such as Co, Ni or Pd.

【0074】Coを例とした工程を以下に説明する。The process using Co as an example will be described below.

【0075】本実施例は、まず第1実施例で示した
(1)〜(4)までの工程を経て図7(a)に示す様に
シリコン基板1上に層間絶縁膜7aおよび接続孔15を
形成する。
In this embodiment, first, through the steps (1) to (4) shown in the first embodiment, as shown in FIG. 7A, the interlayer insulating film 7a and the connection hole 15 are formed on the silicon substrate 1. To form.

【0076】(5)図7(b)に示す様にCo16を全
面に形成する。この時シリコン基板1の温度を600℃
程度まで加熱する。次に図5(b)に示す様にTi10
を全面に形成する。 条件例 Ar=40sccm,圧力 0.04Pa,R
Fバイアス 50W,温度 600℃,スパッタパワー
1KW,膜厚 30nm 図7(b)に示す様に接続孔15内低部にCoシリサイ
ドCoSi217が形成される。またCoは接続孔15
の側壁部にもオーバーハング形状にはならず、カバレー
ジ良く形成される。
(5) As shown in FIG. 7B, Co16 is formed on the entire surface. At this time, the temperature of the silicon substrate 1 is 600 ° C.
Heat to a degree. Next, as shown in FIG.
Are formed on the entire surface. Condition example Ar = 40 sccm, pressure 0.04 Pa, R
F bias 50W, temperature 600 ℃, sputter power
1 KW, film thickness 30 nm As shown in FIG. 7B, Co silicide CoSi 2 17 is formed in the lower portion of the contact hole 15. Also, Co is the connection hole 15
The side wall portion of is not overhanged and is formed with good coverage.

【0077】(6)Alを全面に高温スパッタで形成す
る。 条件例 Ar流量 40sccm,圧力 0.04Pa,
温度 500℃スパッタパワーDC 1KW,500nm この時、接続孔15内に均一にCoが堆積しているため
に、AlはCoと反応しながら接続孔15内を均一に埋
め込んで行く。従って接続孔の完全平坦化を可能とな
る。
(6) Al is formed on the entire surface by high temperature sputtering. Condition example Ar flow rate 40 sccm, pressure 0.04 Pa,
Temperature 500 ° C. Sputtering power DC 1 KW, 500 nm At this time, since Co is uniformly deposited in the connection hole 15, Al reacts with Co and uniformly fills the inside of the connection hole 15. Therefore, it is possible to completely flatten the connection hole.

【0078】次にレジストパターニングを行い、次いで
メタル配線膜のドライエッチを行い図7(c)に示す様
にAl配線12を作りトランジスタを形成する。条件例
は、RF印加型ECRエッチャーを使用、ガス流量 B
Cl3/Cl2=60/90sccm,マイクロ波パワー
1000W,RFパワー 50W,圧力 21.3Pa 上記工程を経て本実施例によるMOSトランジスタが製
造される。
Next, resist patterning is performed, and then a metal wiring film is dry-etched to form an Al wiring 12 and a transistor is formed as shown in FIG. 7C. As an example of conditions, an RF applied type ECR etcher is used, gas flow rate B
Cl 3 / Cl 2 = 60/90 sccm, microwave power 1000 W, RF power 50 W, pressure 21.3 Pa The MOS transistor according to the present embodiment is manufactured through the above steps.

【0079】尚、本発明は、本実施例に限定するもので
はなく、本目的が達成できれば他の物質、方法を用いて
も良い。
The present invention is not limited to this embodiment, and other substances and methods may be used as long as this object can be achieved.

【0080】例えば、Alの替りにAl合金、もしくは
Al以外のCu,Ag,W,Mo等の金属、Alとの反
応物質であるTiの替りに、W,Mo等の高融点金属,
貴金属、遷移金属、半導体物質を用いても良い。
For example, instead of Al, an Al alloy, or a metal other than Al, such as Cu, Ag, W, or Mo, or Ti, which is a reaction substance with Al, is replaced with a refractory metal such as W or Mo.
Noble metals, transition metals, and semiconductor materials may be used.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明した様に、Tiの金属を接続孔
内に下地シリコン基板と反応させながら堆積させるの
で、Ti等の拡散が活発に起こり接続孔内のカバレージ
を改善することが出来、しかもフィールド酸化膜のエッ
ジ部の接合リークを問題点を解決することが出来る。
As described above, since the metal of Ti is deposited in the contact hole while reacting with the underlying silicon substrate, diffusion of Ti or the like is actively caused and the coverage in the contact hole can be improved. Moreover, it is possible to solve the problem of junction leakage at the edge portion of the field oxide film.

【0082】また高温Alを埋め込むために必要な下地
物質(Ti等)が接続孔内に均一に形成されるために、
埋め込む高温Alを均一に形成されるために、埋め込む
高温Alを均一に埋め込むことが出来る。
Further, since the base material (Ti or the like) necessary for filling the high temperature Al is uniformly formed in the connection hole,
Since the high temperature Al to be embedded is uniformly formed, the high temperature Al to be embedded can be uniformly embedded.

【0083】また接続孔内に安定した厚さのTi等を堆
積することが出来るので、接続孔内のみにTi等のシリ
サイドを安定して形成することが出来る。
Further, since Ti or the like having a stable thickness can be deposited in the connection hole, silicide such as Ti can be stably formed only in the connection hole.

【0084】またAlとの接続部のSITOX−シリサ
イド(例えばTiSi2)は酸化物がAlに対してバリ
ア性を有し、バリアメタルとして働きしかも、低抵抗な
シート抵抗を維持することが出来る。
The SITO X-silicide (for example, TiSi 2 ) at the connecting portion with Al has an oxide having a barrier property against Al, works as a barrier metal, and can maintain a low resistance sheet resistance.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例を示すMOSトランジスタ製造前半
工程断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a first half step of manufacturing a MOS transistor showing a first embodiment.

【図2】第1実施例を示すMOSトランジスタ製造中半
工程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a half process during manufacturing of a MOS transistor showing the first embodiment.

【図3】第1実施例を示すMOSトランジスタ製造後半
工程断面図である。
FIG. 3 is a sectional view of a MOS transistor manufacturing second half process showing the first embodiment.

【図4】第2実施例を示すMOSトランジスタ製造後半
工程断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a MOS transistor manufacturing second half process showing the second embodiment.

【図5】第3実施例を示すMOSトランジスタ製造後半
工程断面図(その1)である。
FIG. 5 is a cross-sectional view (No. 1) of the second half process of manufacturing a MOS transistor showing a third embodiment.

【図6】第3実施例を示すMOSトランジスタ製造後半
工程断面図(その2)である。
FIG. 6 is a second half process cross-sectional view of a MOS transistor manufacturing process showing the third embodiment (No. 2).

【図7】第4実施例を示すMOSトランジスタ製造後半
工程断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a MOS transistor manufacturing second half process showing the fourth embodiment.

【図8】本発明による埋め込み効果のメカニズムを説明
する断面図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating a mechanism of an embedding effect according to the present invention.

【図9】従来例を示すMOSトランジスタ製造前半工程
断面図である。
FIG. 9 is a sectional view of a first half step of manufacturing a MOS transistor showing a conventional example.

【図10】従来例を示すMOSトランジスタ製造後半工
程断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a MOS transistor manufacturing second half process showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート電極 4 ゲート酸化膜 5 LDD拡散領域 6 イオン注入(As or BF2 ) 7 層間膜 8 拡散層 9 酸化膜 10,13 Ti 11,21 SITOX−TiSi2 12 Al配線 14,14a シリコン窒化膜(SiN) 15 接続孔 16 Co 17 CoSi2 18 サイドウォール1 Silicon Substrate 2 Field Oxide Film 3 Gate Electrode 4 Gate Oxide Film 5 LDD Diffusion Region 6 Ion Implantation (As or BF 2 ) 7 Interlayer Film 8 Diffusion Layer 9 Oxide Film 10, 13 Ti 11,21 SITOX-TiSi 2 12 Al Wiring 14, 14a Silicon nitride film (SiN) 15 Connection hole 16 Co 17 CoSi 2 18 Sidewall

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 21/90 D 7735−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 21/3205 21/90 D 7735-4M

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板の上方全面に形成された層
間絶縁膜をパターニングして形成した接続孔に配線材料
を埋め込む、接続孔埋め込み形成方法であって、 前記層間絶縁膜をパターニングして接続孔を形成した後
に、前記接続孔にシリサイドを形成するための金属を、
前記シリコン基板と前記シリサイドを形成するための金
属とが反応する温度で堆積する工程を含むことを特徴と
する接続孔埋め込み形成方法。
1. A method of embedding a wiring material in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate, wherein the interlayer insulating film is patterned to form a connection hole. And then forming a metal for forming a silicide in the connection hole,
A method of filling and forming a contact hole, comprising depositing at a temperature at which the silicon substrate and a metal for forming the silicide react with each other.
【請求項2】 前記シリサイドを形成するための金属が
遷移金属であることを特徴とする請求項1記載の接続孔
埋め込み形成方法。
2. The method for forming a buried contact hole according to claim 1, wherein the metal for forming the silicide is a transition metal.
【請求項3】 前記遷移金属がコバルトであることを特
徴とする請求項1記載の接続孔埋め込み形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the transition metal is cobalt.
【請求項4】 シリコン基板の上方全面に形成された層
間絶縁膜をパターニングして形成した接続孔に配線材料
を埋め込む、接続孔埋め込み形成方法であって、 前記層間絶縁膜をパターニングして接続孔を形成した後
に、前記接続孔にシリサイドを形成するための金属を、
前記シリコン基板と前記シリサイドを形成するための金
属とが反応する温度で堆積する工程と、 前記シリコン基板と反応していない金属を除去する工程
と、 前記金属とシリコン基板との反応物質を安定化させるた
めに高温熱処理を行う工程と、 前記接続孔内に前記シリサイドを形成するための金属
を、前記シリコン基板と、前記シリサイドを形成するた
めの金属とが反応する温度で堆積する工程を含むことを
特徴とする接続孔埋め込み形成方法。
4. A method of embedding a wiring material in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate, wherein the interlayer insulating film is patterned to form a connection hole. And then forming a metal for forming a silicide in the connection hole,
Depositing at a temperature at which the silicon substrate reacts with a metal for forming the silicide, removing a metal that has not reacted with the silicon substrate, and stabilizing a reactant of the metal and the silicon substrate And a step of depositing a metal for forming the silicide in the contact hole at a temperature at which the silicon substrate and the metal for forming the silicide react with each other. A method for forming a buried contact hole, which comprises:
【請求項5】 シリコン基板の上方全面に形成された層
間絶縁膜をパターニングして形成した接続孔に配線材料
を埋め込む、接続孔埋め込み形成方法であって、 前記層間絶縁膜をパターニングして接続孔を形成した後
に、接続孔内に薄い酸化膜を形成する工程と、 前記接続孔にシリサイドを形成するための金属を、前記
シリコン基板と前記シリサイドを形成するための金属と
が反応する温度で堆積する工程を含むことを特徴とする
接続孔埋め込み形成方法。
5. A method of embedding a wiring material in a connection hole formed by patterning an interlayer insulating film formed on the entire upper surface of a silicon substrate, wherein the connection hole is formed by patterning the interlayer insulating film. And then forming a thin oxide film in the contact hole, and depositing a metal for forming a silicide in the contact hole at a temperature at which the silicon substrate and the metal for forming the silicide react with each other. A method for forming a buried contact hole, which comprises the step of:
【請求項6】 前記酸化膜をシリコン酸化膜またはシリ
コン酸化窒化膜とし、その膜厚を10nm以下とし、 前記シリサイドを形成するための金属をチタンとし、且
つ前記接続孔内に金属を堆積する温度を600℃以上で
堆積することを特徴とする請求項4記載の接続孔埋め込
み形成方法。
6. The silicon oxide film or the silicon oxynitride film is used as the oxide film, the thickness thereof is 10 nm or less, the metal for forming the silicide is titanium, and the temperature at which the metal is deposited in the connection hole. 5. The method for forming a contact hole embedding according to claim 4, wherein is deposited at 600 ° C. or higher.
【請求項7】 シリコン基板の上方全面に形成された層
間絶縁膜をパターニングして形成した接続孔に配線材料
を埋め込む、接続孔埋め込み形成方法であって、 前記層間絶縁膜をパターニングして接続孔を形成した後
に、前記接続孔の表面にシリコン窒化膜を形成する工程
と、 前記接続孔にシリサイドを形成するための金属を、前記
シリコン基板を前記シリサイドを形成するための金属と
反応する温度で堆積する工程を含むことを特徴とする接
続孔埋め込み形成方法。
7. A connection hole embedding formation method for embedding a wiring material in a connection hole formed by patterning an interlayer insulation film formed on the entire upper surface of a silicon substrate, wherein the connection hole is formed by patterning the interlayer insulation film. And then forming a silicon nitride film on the surface of the connection hole, and a metal for forming a silicide in the connection hole at a temperature at which the silicon substrate reacts with a metal for forming the silicide. A method of filling and forming a contact hole, comprising a step of depositing.
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