JPH0628315B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH0628315B2
JPH0628315B2 JP59270884A JP27088484A JPH0628315B2 JP H0628315 B2 JPH0628315 B2 JP H0628315B2 JP 59270884 A JP59270884 A JP 59270884A JP 27088484 A JP27088484 A JP 27088484A JP H0628315 B2 JPH0628315 B2 JP H0628315B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
sio
semiconductor device
refractory metal
silicon oxide
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
Application number
JP59270884A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61150276A (ja
Inventor
伸好 小林
信夫 原
誠一 岩田
直樹 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP59270884A priority Critical patent/JPH0628315B2/ja
Publication of JPS61150276A publication Critical patent/JPS61150276A/ja
Priority to US07/048,968 priority patent/US4807015A/en
Publication of JPH0628315B2 publication Critical patent/JPH0628315B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/40Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of conductive or resistive materials
    • H10P14/412Deposition of metallic or metal-silicide materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D62/00Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers
    • H10D62/80Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials
    • H10D62/83Semiconductor bodies, or regions thereof, of devices having potential barriers characterised by the materials being Group IV materials, e.g. B-doped Si or undoped Ge
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • H10D64/62Electrodes ohmically coupled to a semiconductor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • H10D64/66Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes
    • H10D64/665Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of elemental metal contacting the insulator, e.g. tungsten or molybdenum
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials
    • H10D64/66Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes
    • H10D64/667Electrodes having a conductor capacitively coupled to a semiconductor by an insulator, e.g. MIS electrodes the conductor comprising a layer of alloy material, compound material or organic material contacting the insulator, e.g. TiN workfunction layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P30/00Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices
    • H10P30/20Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping
    • H10P30/22Ion implantation into wafers, substrates or parts of devices into semiconductor materials, e.g. for doping using masks
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/41Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their conductive parts
    • H10W20/44Conductive materials thereof
    • H10W20/4403Conductive materials thereof based on metals, e.g. alloys, metal silicides
    • H10W20/4437Conductive materials thereof based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being a transition metal
    • H10W20/4441Conductive materials thereof based on metals, e.g. alloys, metal silicides the principal metal being a transition metal the principal metal being a refractory metal

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、詳しくは、高融点金属
(W,Mo,Ti,Taなど)膜からなる電極・配線と
その下の絶縁膜との間の接着性、およびイオン打ち込み
におけるマスク性がすぐれた半導体装置に関する。
〔発明の背景〕
周知のように、従来、半導体装置において高融点金属を
用いた電極・配線は使用されているが、イオン打込みあ
るいは不純物拡散のマスク性に劣るという欠点があつ
た。また、SiOなどの絶縁膜上に高融点金属を被着
した場合、SiOとの接着性が悪いという欠点があつ
た。特に、高融点金属をCVD(Chemical Vapor Depos
ition)法でSiO膜上に被着した場合、SiO
の接着性が著しく劣るという欠点があつた。なお、本発
明に関連する公知技術として、例えば特願昭53−134139
号,特願昭55-34463号,特願昭56−71977 号等が挙げら
れる。いずれもSiO膜をイオン打込みの際のマスク
向上に用いている技術に関するものである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術での上記した問題を解決し、
高融点金属を用いた安定な電極・配線を絶縁膜上に形成
することができる半導体装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、酸化シリ
コンを1ppm以上40%以上含む高融点金属を電極・
配線として用いることにある。
すなわち、高融点金属中に酸化シリコンを混入させる
と、金属の柱状結晶状の成長は抑えられ、酸化シリコン
自体もイオンの阻止能が大きいので、イオン打込みある
いは不純物拡散におけるマスク性が向上する。また、特
にCVD法でSiOなどの絶縁膜上に、直接上記の高
融点金属を被着する場合には、高融点金属自体とSiO
との接着性は弱いが、被着膜中の酸化シリコンと絶縁
膜との接着性は良いので、被着膜中に酸化シリコンを含
有させることによりSiOなどの絶縁膜との接着性は
向上する。
〔発明の実施例〕
実施例1 第1図に、本発明の第1の実施例説明用の断面図を示
す。Si結晶基板1上に、厚さ20nmのゲートSiO
膜2(予め、フイールドSiO)膜2′を形成す
る。)を形成した後、CVD法でSiを重量比にして0.
5 %程含む厚さ300nmのW(タングステン)膜3を
被着した。W膜3の形成条件は、基板温度350℃、ガ
ス流量はそれぞれWF=20cc/min ,SiH=4
cc/min ,H=2/min ,トータル圧力=0.7 To
rr,デポジシヨン(析出)時間=20min であつた。次
に、H2Oを5%含むH中で900℃,20分間加熱
して、W膜3中のSiをSiOに変化させた。この結
果、W膜3中のSiO含有率は重量比にして1%程に
なつた。H/H2O雰囲気中での熱処理によりWを酸
化することなしにSiだけを酸化させることができる。
なお、ゲート周辺部の酸化膜の厚さも熱処理前に比べて
10nm程度増加した。この熱処理によつて、W膜3と
下層のSiO膜2との接着性は良好なものになつた。
WFとHを用いた通常のCVD法では得られたW膜
にSiOは含まれず、W膜とその下層のSiO膜と
の接着力が極めて弱く、W膜が被着できない場合もある
が、本実施例では良好に被着できた。なお、W膜3中の
SiOが1ppmより少ない場合には、接着性の向上
が見られなかつた。WにSiを混入する時、電極・配線
として実用性のあるSiの量は重量比にしてほぼ25%
までであつて、これより多いSiを含むと電気抵抗の増
大が著しい。上記の重量比にして25%のSiを含有す
るWSi中のSiをすべてSiOに変えた場合の、
SiOの含有量は重量比で40%であり、SiO
含有量は40%以下とすることが好ましい。次いで、周
知のCVD法を用いて、厚さ約50nmのリンガラス
(PSG)膜を形成した後、リンガラス膜4とW膜3の
二層膜を、第1図(a)に示す電極パターンにトライエ
ツチングによつてパターニングした。
次いで、この二層膜の電極パターンをマスクとして、A
sを加速エネルギー80keV ,密度5×1015cm-2の条
件でイオン打込みした後、N雰囲気中で900℃,2
0分間,加熱してソース領域・ドレイン領域5を形成た
〔第1図(b)〕。この場合のリンガラス膜4は、イオ
ン打込みに対するW膜3のマスク性を補強するために用
いるものである。
次いで、第1図(c)に示すように、リンガラス膜4′
を500nmの厚さにCVD法で形成し、通常のフオト
レジスタ工程の後、ソース・ドレイン領域5上に、ドラ
イエツチングによつてコンタクト穴を形成し、Al配線
6を形成した。このようにして作製したMOS電界効果
トランジスタは、良好な電気特性を示した。
実施例2 本発明の第2の実施例を第2図に示す。熱酸化して表面
にSiO膜を形成したSiウエハを用い、SiO
上に厚さ300nmの、Siを含むW膜をCVD法によ
り形成した。W膜中のSi含有率は重量比で約3%であ
り、このSiがすべてSiOに変わると重量比にして
約6%になる。この試料を、H2Oを3%含むH(H
/H2O雰囲気)中で各熱温度をそれぞれ500,6
00,700,800,900,1000℃で30分間加熱
した後、得られたW膜と下層のSiO膜との接着性を
調べた。接着強度は、最上層のW膜に治具を接着させた
後、治具を引き上げ、W膜がSiO膜との界面から剥
離する力を測定して評価した。得られた結果を表にして
第2図に示した。本実験に用いた測定限界の力(=7kg
/cm)で剥離しなかつた場合を接着力が良好であると
して第2図に○印で示した。H/H2O雰囲気中で熱
処理を行なったのは、第1の実施例と同じように、Wを
酸化させることなく、W中のSiを酸化させるためであ
る。
剥離しW膜の剥離側の表面を、X線光電子分光法によつ
て分析すると、加熱前の試料、500℃,600℃の加
熱試料の場合、検出されたSi信号より、W/SiO
界面のSiが十分に酸化していないことが判つた。ま
た、700℃以上に加熱した試料のW膜を表面から過酸
化水素水でWをエツチングしながら、W膜中のSiを分
析した。その結果、W膜中のSiはすべて酸化してお
り、特に界面付近に多量の酸化したSiが検出された。
従つて、W中(特に界面付近)のSiOが接着性の向
上に寄与していることが判つた。
また、1000℃,30分間加熱後の試料のW膜のシート抵
抗を測定した結果は、0.5 Ω/□であつて、この値は純
粋なW膜の値に比べて10%以下の上昇である。一般
に、W中にSiを混入させると抵抗値が増大するが、本
実施例ではW中のSiがすべてSiOに変わつている
ため抵抗値増大が抑制されたと考えられる。
実施例3 Siウエハを熱酸化させて、表面に厚さ50nmのSi
膜を形成し、このSiO膜上に、SiOを含む
W膜をCVD法で形成した。膜の形成条件は、基板温度
350℃、使用ガス条件はそれぞれWF=20cc/mi
n ,SiH=4cc/min ,H=2/min (ここま
では実施例1と同じ)、O=0.1 cc/min、デポジシ
ヨン時間は10分間であつた。得られたW膜は、厚さ約
100nmで、膜中に数%のSiOを含有し、下層の
SiO膜への接着性は良好であつた。この例で見るよ
うに、W膜中にSiOを混入させる方法としては、実
施例1のようにW膜中にSiを混入させた後、熱処理に
よつてSiOを形成する方法と、本実施例のようにW
膜形成と同時にSiOを混入させる方法とがある。
実施例4 第3図に本発明の第4の実施例を示す。Si結晶基板1
上に熱酸化によつてSiO膜2を厚さ20nm形成し
た後、SiOを10%程度含むMo膜7を、同時スパ
ツタリングによつて厚さ約350nm形成し、通常のフ
オトレジスト工程によつて、電極パターンにパターニン
グし、MOSダイオードを形成した。次いで、Asを6
0keV ,5×1015cm-2の条件で、Mo電極をマスクと
してイオン打込みを行なつた後、C−V(容量対ゲート
印加電圧)特性曲線を測定した。測定結果のC−V曲線
は正常であった。SiOを含まないMo電極の場合
は、イオンのつき抜けが起こり、正常なC−V曲線が観
察されなかつた。本実施例で見るように、Mo中にSi
を混入させることで、イオンのつき抜けが防止でき
ることが判る。
〔発明の効果〕
本発明によれば、半導体装置において高融点金属を用い
た電極・配線の問題点であつた、イオン打込みの際のイ
オンのつき抜けを防止でき、また、従来より問題であつ
た高融点金属と絶縁膜の接着性が改良され、特に、CV
D法によるSiO膜などの絶縁膜上への高融点金属膜
の直接形成が可能になる。なお、上記実施例では高融点
金属としてW,Moをとり上げたが、Ti,Ta等の他
の高融点金属においても同様の効果がある。また、高融
点金属に含有させる酸化シリコンはSiOであるとし
て説明してきたが、これはSiOに限定されず、酸化
シリコン(SiOx)であれば同様の効果を生じる。
本発明の、高融点金属中に酸化シリコンを混入させるこ
とは、上記の効果があり、しかも通常の半導体装置の製
造に容易に適用でき、経済性,効率の上からも優れてい
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の説明用の断面図で(a),
(b),(c)は形成順を示し、第2図は実施例被着膜
とその下層膜との接着性の良否を示す図、第3図は本発
明の他の実施例説明用の断面図である。 1……Si結晶基板、2,2′……SiO膜、3……
SiOを含むW膜、4……リンガラス膜、5……ソー
ス・ドレイン領域、6……Al配線、7……SiO
含むMo膜。
───────────────────────────────────────────────────── 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 29/62 G 9055−4M (72)発明者 山本 直樹 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−72270(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板と、当該半導体基板の主表面上
    に形成された絶縁膜と、当該絶縁膜上に形成された所望
    の形状を有する導電体膜を少なくとも具備し、当該導電
    体膜は、高融点金属を主成分とし、重量比で1ppm以
    上40%以下の酸化シリコンを含む膜であることを特徴
    とする半導体装置。
  2. 【請求項2】上記絶縁膜は酸化シリコン膜であることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】上記高融点金属は、タングステン、モリブ
    デン、チタンおよびタンタルからなる群から選ばれるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項若しくは第2項記
    載の半導体装置。
JP59270884A 1984-12-24 1984-12-24 半導体装置 Expired - Lifetime JPH0628315B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59270884A JPH0628315B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 半導体装置
US07/048,968 US4807015A (en) 1984-12-24 1987-05-13 Semiconductor device having electrodes and or interconnections of refractory metal film containing silicon oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59270884A JPH0628315B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61150276A JPS61150276A (ja) 1986-07-08
JPH0628315B2 true JPH0628315B2 (ja) 1994-04-13

Family

ID=17492303

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59270884A Expired - Lifetime JPH0628315B2 (ja) 1984-12-24 1984-12-24 半導体装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US4807015A (ja)
JP (1) JPH0628315B2 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0697683B2 (ja) * 1989-11-10 1994-11-30 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US5763923A (en) * 1996-08-13 1998-06-09 Micron Technology, Inc. Compound PVD target material for semiconductor metallization
US6180959B1 (en) 1997-04-17 2001-01-30 Hitachi, Ltd. Static induction semiconductor device, and driving method and drive circuit thereof
US6642552B2 (en) * 2001-02-02 2003-11-04 Grail Semiconductor Inductive storage capacitor
KR101341024B1 (ko) * 2010-06-11 2013-12-13 엘지디스플레이 주식회사 박막 패턴의 제조 방법과 그를 가지는 평판 표시 소자

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH1626071A4 (ja) * 1971-11-09 1974-03-15
US4344222A (en) * 1979-05-21 1982-08-17 Ibm Corporation Bipolar compatible electrically alterable read-only memory
US4394673A (en) * 1980-09-29 1983-07-19 International Business Machines Corporation Rare earth silicide Schottky barriers
US4700215A (en) * 1981-11-19 1987-10-13 Texas Instruments Incorporated Polycide electrodes for integrated circuits
US4557036A (en) * 1982-03-31 1985-12-10 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp. Semiconductor device and process for manufacturing the same
JPS58199523A (ja) * 1982-05-17 1983-11-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置の製造方法
JPS59167058A (ja) * 1983-03-11 1984-09-20 Fujitsu Ltd 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
US4807015A (en) 1989-02-21
JPS61150276A (ja) 1986-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100530401B1 (ko) 저저항 게이트 전극을 구비하는 반도체 장치
US4425700A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the same
GB2128401A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US4742025A (en) Method of fabricating a semiconductor device including selective etching of a silicide layer
US5705845A (en) Semiconductor device with particular metal silicide film
JPH0628315B2 (ja) 半導体装置
EP0032042B1 (en) An insulated gate field effect transistor
JPS62113421A (ja) 半導体装置の製造方法
GB2034519A (en) Masking procedure for semiconductor device manufacture
JP2761032B2 (ja) 半導体装置
JPS5966165A (ja) 電極配線およびその製造方法
JP3058956B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS603779B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6160580B2 (ja)
JPS6037147A (ja) 電極配線
JPS61228661A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH06291077A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS6151941A (ja) 電極・配線膜の製造方法
JPS62123769A (ja) 半導体装置
JPS61224415A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07147403A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0441510B2 (ja)
JPH0527272B2 (ja)
JPH0677162A (ja) 半導体装置とその製法
JPH02137332A (ja) 半導体装置の製造方法