JPH061772B2 - 配線層の形成方法 - Google Patents
配線層の形成方法Info
- Publication number
- JPH061772B2 JPH061772B2 JP61055314A JP5531486A JPH061772B2 JP H061772 B2 JPH061772 B2 JP H061772B2 JP 61055314 A JP61055314 A JP 61055314A JP 5531486 A JP5531486 A JP 5531486A JP H061772 B2 JPH061772 B2 JP H061772B2
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- JP
- Japan
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- wiring layer
- substrate
- alloy
- formation method
- layer formation
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 Ａｌ配線層の形成に、通常のＳｉ１〜３％含むＡｌ−Ｓ
ｉ合金を用いるとｎ型基板とのコンタクトではｐ型固相
エピタキシャル層が成長してコンタクト特性を劣化させ
る。本発明はＳｉ４０％以上を含むＡｌ−Ｓｉ合金と純
Ａｌの２層配線層構造とし、その成長温度の制御を行っ
てコンタクト特性の改善を図つた。
ｉ合金を用いるとｎ型基板とのコンタクトではｐ型固相
エピタキシャル層が成長してコンタクト特性を劣化させ
る。本発明はＳｉ４０％以上を含むＡｌ−Ｓｉ合金と純
Ａｌの２層配線層構造とし、その成長温度の制御を行っ
てコンタクト特性の改善を図つた。
本発明は、コンタクト特性の良好なるＡｌ配線層の形成
に関する。
に関する。
集積回路では配線層の材料としてＡｌが広く使用されて
いる。然し、純Ａｌを使用すると配線層あるいはコンタ
クト面でスパイク、エレクトロ・マイグレーション、ヒ
ロック等の信頼性を低下させる問題があり、ＡｌにＳ
ｉ、Ｃｕ、リフラクトリ・メタル等を混入させる合金を
用いることが多い。
いる。然し、純Ａｌを使用すると配線層あるいはコンタ
クト面でスパイク、エレクトロ・マイグレーション、ヒ
ロック等の信頼性を低下させる問題があり、ＡｌにＳ
ｉ、Ｃｕ、リフラクトリ・メタル等を混入させる合金を
用いることが多い。
その中でもＡｌにＳｉを数％混入させるＡｌ−Ｓｉ合金
が多く用いられているが、この方法ではコンタクト・ホ
ール内でｐ型Ｓｉの固相エピタキシャル成長の問題があ
り改善が要望されている。
が多く用いられているが、この方法ではコンタクト・ホ
ール内でｐ型Ｓｉの固相エピタキシャル成長の問題があ
り改善が要望されている。
電極コンタクト面におけるスパイク、エレクトロ・マイ
グレーション等の防止対策として配線層の材料として
は、ＡｌにＳｉを１〜３％、Ｃｕを４％以下、あるいは
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ等のリフラクトリ・メタルを１％以下等
で混入させるＡｌ合金が使用される。
グレーション等の防止対策として配線層の材料として
は、ＡｌにＳｉを１〜３％、Ｃｕを４％以下、あるいは
Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗ等のリフラクトリ・メタルを１％以下等
で混入させるＡｌ合金が使用される。
この中でもコンタクト特性の良好なるＡｌ−Ｓｉ合金が
最も広く使用されている。
最も広く使用されている。
また配線層の積層の方法としては真空蒸着法、あるいは
スパッタリング法があるが、最近では量産に適している
マグネトロン・スパッタリング法が主として適用されて
いる。
スパッタリング法があるが、最近では量産に適している
マグネトロン・スパッタリング法が主として適用されて
いる。
マグネトロン・スパッタリング法は、スパッタリング・
レートが大きく、付着力も大きい特徴があるがコンタク
ト・ホールでのステップ・カバレジを良くするため蒸着
時に基板を200〜300℃に加熱することが通常行われる。
レートが大きく、付着力も大きい特徴があるがコンタク
ト・ホールでのステップ・カバレジを良くするため蒸着
時に基板を200〜300℃に加熱することが通常行われる。
上記に述べた、１〜３％Ｓｉを混入させるＡｌ−Ｓｉ合
金ターゲットを用い、基板を例えば200℃に加熱しつつ
マグネトロン・スパッタリング法で配線層を積層する
と、コンタクト・ホール内でｐ型Ｓｉの固相エピタキシ
ャル層成長の問題を生ずる。
金ターゲットを用い、基板を例えば200℃に加熱しつつ
マグネトロン・スパッタリング法で配線層を積層する
と、コンタクト・ホール内でｐ型Ｓｉの固相エピタキシ
ャル層成長の問題を生ずる。
ＡｌはＳｉに対してｐ型不純物の特性を示し、Ａｌ−Ｓ
ｉの積層工程直後のコンタクト抵抗は低くとも、その後
のウエハー・プロセス、あるいは集積回路として動作時
の加熱等によりコンタクト孔にｐ型Ｓｉの固相エピタキ
シャル層成長が進む。
ｉの積層工程直後のコンタクト抵抗は低くとも、その後
のウエハー・プロセス、あるいは集積回路として動作時
の加熱等によりコンタクト孔にｐ型Ｓｉの固相エピタキ
シャル層成長が進む。
このためＳｉ基板のｎ型領域とのコンタクト面では、コ
ンタクト抵抗が増大し、トランジスタの特性の劣化を伴
う。
ンタクト抵抗が増大し、トランジスタの特性の劣化を伴
う。
上記問題点は、Ｓｉを４０％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金膜
の薄膜を基板を非加熱条件にて形成した後、該薄膜上に
実質的純Ａｌの厚膜を積層し、基板側にＳｉの高濃度領
域を形成したことを特徴とする配線層の形成方法により
解決される。
の薄膜を基板を非加熱条件にて形成した後、該薄膜上に
実質的純Ａｌの厚膜を積層し、基板側にＳｉの高濃度領
域を形成したことを特徴とする配線層の形成方法により
解決される。
ｐ型の固相エピタキシャル層の成長は、Ａｌ−Ｓｉの含
有比率と成長温度の条件により著しく影響を受ける。
有比率と成長温度の条件により著しく影響を受ける。
本発明では配線層の形成を２層構造とし、Ａｌ−Ｓｉ層
は薄膜成長のみとしてコンタクト面でのスパイクの発生
を防止し、且つｐ型Ｓｉの固相エピタキシャル層の成長
を極力抑え、主配線層としては純Ａｌを用いて最も良い
条件を実験的に求めたものである。
は薄膜成長のみとしてコンタクト面でのスパイクの発生
を防止し、且つｐ型Ｓｉの固相エピタキシャル層の成長
を極力抑え、主配線層としては純Ａｌを用いて最も良い
条件を実験的に求めたものである。
本発明による一実施例を詳細説明する。本実施例ではマ
グネトロン・スパッタリング装置を２台使用し、マグネ
トロン・スパッタガンのターゲットとしては、それぞれ
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ含有率は45％）と純Ａｌのターゲ
ットを用いた。
グネトロン・スパッタリング装置を２台使用し、マグネ
トロン・スパッタガンのターゲットとしては、それぞれ
Ａｌ−Ｓｉ合金（Ｓｉ含有率は45％）と純Ａｌのターゲ
ットを用いた。
マグネトロン・スパッタリング装置にはそれぞれ予備真
空室を備え、予備真空室は基板を装置の基板支持機構に
着脱するのに真空雰囲気を破らずに行うことを可能とす
るもので、必要に応じて基板の加熱も行うことが出来
る。
空室を備え、予備真空室は基板を装置の基板支持機構に
着脱するのに真空雰囲気を破らずに行うことを可能とす
るもので、必要に応じて基板の加熱も行うことが出来
る。
本発明の方法では最初の工程では予備真空室で基板は加
熱されることなく、第１のマグネトロン・スパッタリン
グ装置に導入される。
熱されることなく、第１のマグネトロン・スパッタリン
グ装置に導入される。
Ａｌ−Ｓｉ合金よりなるマグネトロン・スパッタガンに
より約４００Åの膜厚のＡｌ−Ｓｉ(45%)の成長を行
う。次いで基板を予備真空室に移し、200℃の予備加熱
を行う。
より約４００Åの膜厚のＡｌ−Ｓｉ(45%)の成長を行
う。次いで基板を予備真空室に移し、200℃の予備加熱
を行う。
次いで、基板を第２のスパッタリング装置に移し、純Ａ
ｌのスパッタリングを膜厚約9500Åまで行って、予備真
空室より基板を取出す。以上で配線層の積層が完了す
る。
ｌのスパッタリングを膜厚約9500Åまで行って、予備真
空室より基板を取出す。以上で配線層の積層が完了す
る。
上記の説明では基板の加熱を予備真空室で行ったが、ス
パッタリング装置の中で基板の裏面より加熱を行っても
同様である。
パッタリング装置の中で基板の裏面より加熱を行っても
同様である。
本実施例ではＳｉの含有比率を45％としたが、40％以上
であればほぼ満足すべき結果が得られる。Ｓｉの含有比
率が50％以上にもなるとターゲット自体の製作は困難と
なり、またＡｌに比して高融点のＳｉの率が大である
と、スパッタリングの特性も劣化し、成長せる膜質も悪
くなる。
であればほぼ満足すべき結果が得られる。Ｓｉの含有比
率が50％以上にもなるとターゲット自体の製作は困難と
なり、またＡｌに比して高融点のＳｉの率が大である
と、スパッタリングの特性も劣化し、成長せる膜質も悪
くなる。
図面では従来の方法でＡｌ−Ｓｉ(1%)を200℃で加熱し
て一回で成長させる場合（特性曲線Ｉ）、本実施例の方
法（特性曲線II）、Ａｌ−Ｓｉ(45%)と純Ａｌの成長を
共に200℃で加熱せる場合（特性曲線III）、本実施例と
同様の方法でＳｉの含有率を40％とせる場合（特性曲線
IV）にて示す。
て一回で成長させる場合（特性曲線Ｉ）、本実施例の方
法（特性曲線II）、Ａｌ−Ｓｉ(45%)と純Ａｌの成長を
共に200℃で加熱せる場合（特性曲線III）、本実施例と
同様の方法でＳｉの含有率を40％とせる場合（特性曲線
IV）にて示す。
データの測定は、ｎ型Ｓｉ基板上にコンタクトをそれぞ
れ両端２箇所にもつ配線層を10個形成してこれをシリー
ズ結合して両端の抵抗にを測定した。
れ両端２箇所にもつ配線層を10個形成してこれをシリー
ズ結合して両端の抵抗にを測定した。
縦軸はコンタクト抵抗の相対値を示し、横軸は試料を強
制的に500℃に加熱せる時間を表している。
制的に500℃に加熱せる時間を表している。
本実施例で説明せるＡｌ−Ｓｉ(45%)を非加熱で、純Ａ
ｌを加熱条件で２段成長せる特性曲線IIIが最も望まし
い結果を得ている。
ｌを加熱条件で２段成長せる特性曲線IIIが最も望まし
い結果を得ている。
以上のように、本発明の一実施例では、Ａｌとして、全
く不純物の含まれないアルミニウムを例として説明した
が、多少このアルミニュウムに不純物，混合物が含まれ
ていても構わない。このようなアルミニュウム配線層で
も、同様の問題点に対して同様の作用・効果を及ぼし、
問題点の解決手段となることはもちろんである。
く不純物の含まれないアルミニウムを例として説明した
が、多少このアルミニュウムに不純物，混合物が含まれ
ていても構わない。このようなアルミニュウム配線層で
も、同様の問題点に対して同様の作用・効果を及ぼし、
問題点の解決手段となることはもちろんである。
以上に説明せるごとく、本発明の配線層の形成方法を用
いることにより良好なるコンタクト特性をもつ配線層を
形成することが可能となった。
いることにより良好なるコンタクト特性をもつ配線層を
形成することが可能となった。
図面は本発明の方法により形成せる配線層のコンタクト
抵抗特性を比較説明する図を示す。
抵抗特性を比較説明する図を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】Ｓｉを４０％以上含むＡｌ−Ｓｉ合金膜の
薄膜を基板を非加熱条件にて形成した後、該薄膜上に実
質的純Ａｌの厚膜を積層し、基板側にＳｉの高濃度領域
を形成したことを特徴とする配線層の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61055314A JPH061772B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 配線層の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61055314A JPH061772B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 配線層の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62211936A JPS62211936A (ja) | 1987-09-17 |
| JPH061772B2 true JPH061772B2 (ja) | 1994-01-05 |
Family
ID=12995097
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61055314A Expired - Lifetime JPH061772B2 (ja) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | 配線層の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH061772B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5381094A (en) * | 1976-12-27 | 1978-07-18 | Hitachi Ltd | Prodduction of silicon-contained aluminum wirings |
| JPS5524471A (en) * | 1978-08-11 | 1980-02-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | Formation of electrodes |
| JPH0614511B2 (ja) * | 1983-05-10 | 1994-02-23 | ソニー株式会社 | 半導体薄膜の結晶化方法 |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP61055314A patent/JPH061772B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62211936A (ja) | 1987-09-17 |
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