JPH0629295A

JPH0629295A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH0629295A
Application number: JP5108505A
Authority: JP
Inventors: Robertus Adrianus Maria Wolters; アドリアヌスマリアウォルタースロベルタス; Edwin Tjibbe Swart; ティベスワートエドウィン
Original assignee: Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1993-05-10
Publication date: 1994-02-04
Also published as: KR930024102A

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明半導体装置は、絶縁層(6) が設けられ
た表面(4) を有する半導体本体(1) を具え、前記絶縁層
に接点窓(7) を設け、前記接点窓を介して前記絶縁層の
下側に位置するシリコン領域(3,5) を、前記絶縁層上及
び前記接点窓内に設けられた、10〜30原子％のＴｉを含
有するＴｉＮの障壁層(8) 、障壁特性改善用中間層(9)
及びアルミニウム上層(10)を具える複合層(8,9,10)から
成る導体パターン(11)に接続して成る半導体装置に関す
るものである。本発明では障壁特性改善用中間層(9) を
窒素を含むＴｉＷの層とする。【効果】ＴｉＷの障壁層(8) と窒素を含むＴｉＷの中
間層(9) との複合層は空気にさらしたＴｉＷの障壁層よ
り良好な障壁特性を示す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁層が設けられた表
面を有する半導体本体を具え、前記絶縁層に接点窓を設
け、前記接点窓を介して前記絶縁層の下側に位置するシ
リコン領域を、前記絶縁層上及び前記接点窓内に設けら
れた、10〜30原子％のＴｉを含有するＴｉＷの障壁層、
障壁特性改善用中間層及びアルミニウム上層を具える複
合層から成る導体パターンに接続して成る半導体装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】絶縁層は、例えば酸化シリコン，窒化シ
リコン又はオキシナイトライドシリコンの層である。絶
縁層の下側に位置するシリコン領域は単結晶シリコン又
は多結晶シリコンの領域とすることができる。これらの
領域には更に金属シリサイド上層を設けることができ
る。単結晶領域は、例えば電解効果トランジスタのソー
ス及びドレイン領域のような半導体本体内に設けられた
半導体領域である。多結晶領域は、例えば電解効果トラ
ンジスタのゲート電極のような表面上に設けられた導体
トラックの接点領域であり、これら領域は高ドープの導
電性多結晶シリコンから成る。アルミニウム上層は純粋
なアルミニウムから成るものとし得るが、数％までのシ
リコン又は銅が添加されたアルミニウムから成るものと
することもできる。

【０００３】半導体装置の製造においては、シリコンと
アルミニウムとの間の反応を阻止するためにシリコンと
アルミニウム導体トラックとの間にＴｉＷの障壁層を用
いる。この反応は半導体装置の製造中に半導体本体が比
較的高い温度に数回加熱される工程中に起り得る。

【０００４】ＴｉＷの障壁層は実際には完全な障壁を形
成しないことが確かめられた。この障壁層からのＴｉ及
びＷがアルミニウムと化合物を形成する。チタンとの化
合物の方がタングステンとの化合物より形成されやす
く、従って実際にはチタンを含まない障壁層が好ましい
にもかかわらず、実際には10〜30原子％のチタンを障壁
層に添加させる。これは、この層が下側の基板に対し良
好な付着性を有するようにするため及びこの層が下側の
シリコン又は金属シリサイドと低オーム接触を形成する
ようにするために行なわれる。しかし、これは、この層
を実用的なスパッタ堆積法により堆積し得るようにする
ためにも行なわれる。

【０００５】スパッタ堆積処理中、半導体材料のスライ
スを反応室内に、堆積すべき材料のターゲットに対向配
置させ、次いでアルゴンを反応室内に導入し、プラズマ
をターゲットの近くに発生させる。プラズマからのイオ
ンがターゲットをたたき、ターゲットから原子が放出さ
れ、その一部分がスライスに到達してスライス上に層を
形成する。半導体装置の後の製造工程において、このス
ライスを多数の半導体本体に細分する。スパッタ堆積処
理中、ターゲットから放出された原子はスライス上のみ
ならずスライス近くにある反応室の構成素子上にも到達
する。従って、反応室のこれら構成素子上にも堆積され
る。他のスライス上に層を堆積するためにスパッタ堆積
処理をくり返すと、反応室の構成素子上の層の厚さが増
大する。純粋なタングステンを堆積する場合、反応室の
構成素子上に付着性のよくない層が形成される。反応室
の構成素子上の純粋タングステン層が約20μｍの厚さに
なると、この層からタングステンの粒子又は小片がはが
れ落ち、反応室内にこのとき存在するスライスの表面上
に付着することが起り得る。このような比較的大きな小
片は望ましくない。このため、反応室の構成素子上の層
がこの臨界厚さになる前に反応室を清掃する必要があ
る。この層に30原子％のチタンを添加するとこの層は反
応室構成素子への良好な付着性を示し、この層は実際に
は約 300μｍの厚さになるまではがれ落ちなくなる。こ
のことは、反応室を頻繁に清掃する必要がなくなり実際
上極めて有利であることを意味する。

【０００６】米国特許第 5019234号明細書は、頭書に記
載した種類の半導体装置を開示しており、この装置では
障壁特性改善用中間層を、ＴｉＷ障壁層をアルミニウム
層の堆積前にしばらくの間空気にさらして形成してい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】このような既知の障壁
特性改善用中間層の使用は、空気にさらして障壁特性の
実用レベルの改善を得るのに数日を要する欠点がある。
その結果、半導体装置の製造時間が実際上数日間長くな
る。更に、空気にさらすことは、障壁層及びその上に堆
積すべきアルミニウム層の堆積を最新のマルチチャンバ
堆積装置で実施できなくなる欠点も生ずる。このような
堆積装置では、半導体スライスを低圧状態で一つの堆積
室から他の堆積室に移し、各室で一つの層を堆積する。
時には例えばエッチング処理を実施する追加の室も備え
ている。このような装置では、例えば最初にスライスの
表面をエッチングにより清浄にし、次いでＴｉＷの障壁
層を堆積し、最後にアルミニウムの層を装置の真空をや
ぶらずに堆積することができる。本発明の目的は上述し
た欠点を解決することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は頭書に記載した
種類の半導体装置において、前記障壁特性改善用中間層
を窒素を含むＴｉＷの層としたことを特徴とする。窒素
を含むＴｉＷ（以後略してＴｉＷＮと記す）の中間層
は、ＴｉＷの堆積直後に、同一の堆積室内で、窒素を加
えたアルゴン中でプラズマを発生させることにより、通
常のスパッタ堆積処理で堆積することができる。この処
理は実際上装置の製造時間を長くせず、また導体パター
ンを形成するための複合層の堆積をマルチチャンバ堆積
装置内で実施することが可能になる。

【０００９】障壁特性改善用のＴｉＷＮ中間層と組合せ
たＴｉＷ障壁層は空気にさらしたＴｉＷの障壁層よりも
良好な障壁特性を示すことを確かめた。これは、酸化シ
リコン層が設けられたいくつかのシリコンスライス上に
これらの層を上述したマルチチャンバ堆積装置で堆積し
て実験した結果により確かめられた。いつかのスライス
上にＴｉＷの層、ＴｉＷＮの層及びアルミニウムの層を
真空を破らずにこの順番に堆積した。これらのスライス
を、既知のＴｉＷ障壁を堆積し空気にさらした後にアル
ミニウム層を堆積したスライスと比較した。この実験で
はこれらのシリコンスライスをアルミニウムの堆積後に
真空中で 450℃の温度にしばらくの間加熱した。この加
熱中にアルミニウム層のシート抵抗を測定した。チタン
及びタングステンとアルミニウムとの反応により生ずる
化合物はアルミニウムの抵抗値より高い抵抗値を有する
ため、これら化合物の形成のためにアルミニウムが消費
されるにつれて測定抵抗値が増大する。このアルミニウ
ム消費量は、本発明による障壁層と中間層の組合せを使
用する場合の方が長期間空気にさらした上述した既知の
障壁層を使用する場合より著しく少なくなり、前者の場
合には実際上アルミニウムはＴｉ及びＷと殆んど反応し
得ないことが確かめられた。このような反応は、 450℃
の加熱処理中にＴｉＷＮ層とアルミニウム層との界面に
Ａｌ及びＮを含む１〜３nmの層が形成されるために阻止
される。このＡｌ及びＮを含む層は前記反応に対する障
壁を構成すると共に、アルミニウムのＴｉＷＮ中間層へ
の付着を極めて良好なものにする。Ａｌ及びＮを含む層
は極めて薄く、この層の形成に消費されるアルミニウム
は極く僅かであるため、アルミニウム層の抵抗値は殆ん
ど増大しない。

【００１０】アルミニウム層を15〜40原子％の窒素を含
むＴｉＷＮの障壁特性改善用中間層上に堆積すると空気
にさらしたＴｉＷ障壁層を使用する場合よりも前記アル
ミニウム消費量が著しく少なくなる。30〜40原子％のＮ
を含むＴｉＷＮの中間層を使用するのが好ましい。この
場合には前記アルミニウム消費量が極めて低くなる。40
原子％より多量、例えば50原子％のＮを含むＴｉＷＮ層
は、後続の加熱処理中にこの層から窒素が放出されるた
めに中間層として好ましくない。この窒素放出は中間層
上に堆積されたアルミニウム層と中間層との間の付着を
劣化させる。このような離層は40原子％以下のＮを含む
ＴｉＷＮ層を使用するときには観測されない。

【００１１】本発明によるＴｉＷ障壁層と障壁特性改善
用のＴｉＷＮ中間層との組合せは上述した良好な障壁特
性を有するのみならず、実用的なスパッタ堆積処理を可
能にする利点もあることが確かめられた。実用的なスパ
ッタ処理のためには、上述したように、反応室内の半導
スライスの近くにある構成素子上に堆積される層が互に
及びこれら構成素子に対し良好な付着性を有することが
重要である。堆積処理中にこれらの構成素子上に堆積さ
れる層が厚くなるまでこの層からの小片のはがれ落ちを
生じないようにできれば、堆積装置を頻繁に清掃する必
要がなくなる。ＴｉＷは反応室のこれらの構成素子に良
好に付着する。更に、ＴｉＷはこれらの構成素子に連続
的に堆積されるＴｉＷ層及びＴｉＷＮ層を互に良好に付
着せしめる。ＴｉＷ層がない場合、ＴｉＷＮ層自体がシ
リコンとアルミニウムとの間の満足な障壁を形成する
が、反応室の構成素子への所望の不着性が得られなくな
る。この場合にはＴｉＷＮ層が５μｍ以下の厚さで反応
室の構成素子からはがれ落ち始める。反応室の構成素子
を製造する材料は実際上何の重要な役割も果さない。こ
のような不良接着性はアルミニウムを使用するときにも
みられる。これは、反応室の構成素子は 450℃のような
高い温度にならないため、Ａｌ層とＴｉＷＮ層との間の
付着性を強く改善する上述したＡｌ及びＮを含む化合物
が形成されないためである。

【００１２】ＴｉＷ障壁層は障壁特性改善用中間層の厚
さの２〜５倍の厚さにするのが好ましい。この場合には
前記反応室の構成素子上に約 300μｍの厚さの層が堆積
されるまで、この層の小片の不所望なはがれ落が生じな
い。特に、ＴｉＷ障壁層は60〜100nm の厚さにし、障壁
特性改善用中間層は10〜30nmの厚さにするのが好まし
い。この場合には、本発明によるＴｉＷ障壁層とＴｉＷ
Ｎ中間層との組合せの障壁特性が最適になると共に、こ
れら層を実際上容易に堆積させることができる。

【００１３】

【実施例】図面を参照して本発明をいくつかの実施例に
つき詳細に説明する。図１〜３は、例えばｎ型単結晶シ
リコンの半導体本体１内に、表面４に隣接するフィール
ド酸化物領域２及びｐ型半導体領域３が通常の方法で設
けられた半導体装置のいくつかの製造工程を示す。多結
晶シリコンの導体トラック５を表面４上に設ける。次
に、表面４に、例えば酸化シリコン，窒化シリコン又は
シリコンオキシナイトライドの絶縁層６を設ける。この
絶縁層６に、その下側に位置するシリコン領域の接点形
成用窓７を設ける。これらのシリコン領域は半導体領域
３のような単結晶シリコンの領域又は多結晶シリコンの
領域とすることができ、これら領域には金属シリサイド
の上層を設けてもよいし、設けなくてもよい。図１〜３
には半導体領域３を露出させる接点窓７のみを示すが、
このような接点窓により導体５を露出させることもでき
ること明らかである。

【００１４】次に、10〜30原子％のＴｉを含むＴｉＷ障
壁層８，障壁特性改善用中間層９及びアルミニウム上層
10を具える複合層８，９，10を絶縁層６上及び接点窓７
内に設ける。上層10は純粋アルミニウムとし得るが、数
パーセントのシリコン及び銅をこの層に添加してもよ
い。

【００１５】本発明では障壁特性改善用中間層９を窒素
を含むＴｉＷの層とする。この窒素を含むＴｉＷ（以後
略してＴｉＷＮと記す）の中間層は、ＴｉＷの層の堆積
直後に、同一の堆積室内で、窒素をアルゴンに加えてプ
ラズマを発生させることにより通常のスパッタ堆積処理
で堆積することができる。この処理は装置の製造時間を
実際上長くせず、また導体パターン11を形成するための
複合層８，９，10の堆積をマルチチャンバ堆積装置内で
実施することが可能になる。更に、障壁特性改善用Ｔｉ
ＷＮ中間層９と組合わせたＴｉＷ障壁層８は空気にさら
したＴｉＷの障壁層より良好な障壁特性を示すことが明
らかになった。

【００１６】接点窓７を経て半導体領域３に接続された
導体パターン11を複合層８，９，10にエッチングした後
に、絶縁層12, 13, 14の複合層を設ける。最初に酸化シ
リコンの層12をプラズマ堆積法（ＰＥＣＶＤ）により設
け、次いでスピンオンガラス（ＳＯＧ）の層13をスピン
オン法により設け、最後に酸化シリコンの層14を再びプ
ラズマ堆積法により設ける。複合層12，13，14に接点窓
15を設け、この複合層上に設けられる導体パターン16が
アルミニウム上層10と接触するようにする。複合層12,
13, 14内にスピンオンガラスの層13を使用することによ
り表面平滑化が得られるため、上側酸化シリコン層14が
かなり平面になる。

【００１７】ＴｉＷ障壁層８及び中間層11は、アルミニ
ウム層10が絶縁層６に良好に付着するようにするため、
及び半導体領域３のシリコンとその表面に設けられる導
体トラック11のアルミニウム層10のアルミニウムとの相
互作用を阻止するために使用する。このような相互作用
は半導体装置の以後の製造において半導体本体が比較的
高い温度に数回以上加熱される処理中に発生し得る。酸
化シリコン層12の堆積中に半導体本体１は 300℃に約10
分間加熱され、次いでスピンオンガラス層13の堆積後に
この層を含浸させるために 425℃に約40分間加熱され、
次いで酸化シリコン層14の堆積中に再び 300℃に約10分
間加熱される。更に、導体パターン15を設けた後に（こ
の処理中半導体本体１は約 200℃の温度に達する）、追
加の酸化シリコン層及び窒化シリコン層が通常堆積され
る（両層とも図示していない）。これらの堆積処理中も
半導体本体１は 300℃に約30分間加熱される。最後に、
最終加熱処理が 425℃の温度で約20分間実施される。実
際上アルミニウムは 300℃以下の温度では障壁層からの
Ｔｉ及びＷと反応せず、この反応は主として 400℃以上
の加熱処理中に発生する。従って、 400℃以上の加熱処
理、本例では 425℃の温度での合計60分の加熱処理のみ
がこの化学反応にとって実際に重要である。

【００１８】図４は複合層８，９，10を堆積するのに好
適なマルチチャンバ堆積装置を略図示したものである。
この装置は空密ハウジング20を具え、このハウジング内
に本例では４個の室21, 22, 23, 24が配置されている。
半導体スライスはハウジング20内を真空状態の下で矢印
で示すように一つの室から他の室へ移送することができ
る。半導体スライスは第１室21（いわゆるロードロッ
ク）を経てハウジング20内に挿入し、ハウジング20から
取り出すことができる。第２室22において、例えばスラ
イスに通常のスパッタエッチング処理を施してスライス
表面を清浄にする。第３室23において、障壁層８及び中
間層９を堆積し、第４室24においてアルミニウム層10を
堆積する。最後にスライスを再び第１室を用いてチャン
バ20から取り出す。このときスライスは図２に示す最終
工程における多数の半導体装置を具えている。半導体装
置の後の製造工程において、このスライスを多数の個別
の半導体本体１に分割する。

【００１９】図５はマルチチャンバ堆積装置の堆積室の
一つを示す。支持体31を反応室30内に平面ターゲット32
及びこれを取り囲む平面接地導電リング33に平行に配置
する。接地スクリーン34を支持体31の周囲に設ける。半
導体材料のスライス35を支持体31の上に置き、斯る後に
アルゴンを反応室に導入する。通常のＤＣ電圧源36をタ
ーゲット32とこれを取り囲む導電リング33との間に接続
し、プラズマを 300〜700 Ｖの電圧で発生させる。この
プラズマはターゲットの背後に配置された磁石39によっ
てターゲット32とスライス32との間のターゲット32に近
い空間37内に閉じこめる。アルゴンはガスインレット38
から反応室30内に供給する。

【００２０】磁石は軸線40を中心に回転し得る。実際
上、これら磁石は堆積処理中軸線40を中心に１秒につき
数回回転させてプラズマ及びプラズマが閉じ込められる
空間37を軸線40を中心に回転させる。これによりターゲ
ット32の全表面から原子が均一にたたき出され、スライ
ス35の前面に均一な堆積が得られる。

【００２１】スライス35は堆積中冷却し、その間支持体
31と半導体スライス35との間に気体クッション42を 100
〜2000Paの圧力で維持する。アルゴンガスをガス管路43
を経て支持体31とスライス35との間に導く。支持体31に
リム44を設け、スライス35をこのリムにクランプ（図示
せず）により押しつける。これによりガスクッション42
から反応室30へのアルゴンガスの洩れを制限する。支持
板31は管路46から支持体31に設けられたチャネル45に流
れる冷却水で冷却する。

【００２２】室30は実にガスアウトレット41を具え、こ
れをポンプ（図示せず）に接続し、このポンプによりガ
スを排出させることができると共に反応室30を所望の圧
力に維持することができる。

【００２３】以下に記載する実験では、いくつかの層を
酸化シリコン層が設けられたいくつかのシリコンスライ
ス上に上述したマルチチャンバ堆積装置で堆積した。約
80nm厚のＴｉＷ層，約20nm厚のＴｉＷＮ層及び約 500nm
厚のアルミニウム層を真空を破らずにこの順序でいくつ
かのスライス上に堆積し、これらのＴｉＷＮ層はそれぞ
れ35原子％，20原子％及び10原子％のＮを含むものとし
た。また、約 100nm厚のＴｉＷ障壁層を他のスライス上
に堆積し、これらスライスをしばらくの間空気にさらし
た後に約 500nm厚のアルミニウム層を堆積した。

【００２４】これらの層は上述した反応室内で堆積し
た。ＴｉＷ層の堆積に対しては、毎分22scc のアルゴン
を約 0.8Paの圧力にある反応室内に導入し、４KWの電力
をプラズマに印加した。ＴｉＷＮ層の堆積に対しては、
毎分22scc のアルゴン及び12scc の窒素の混合物を 0.8
Paの圧力になる反応室内に導入し、１，２又は４KWの電
力をプラズマに印加して、それぞれ35原子％，20原子％
及び10原子％の窒素を含むＴｉＷＮ層を得た。アルミニ
ウム層の堆積に対しては、毎分22scc のアルゴンを約
0.8Paの圧力にある反応室内に導入し、10KWの電力をプ
ラズマに印加した。

【００２５】アルミニウム層の堆積後に全てのスライス
を真空中で約 450℃にしばらくの間加熱した。この加熱
中にアルミニウム層のシート抵抗値を測定した。チタン
及びタングステンとアルミニウムとの反応により生ずる
化合物はアルミニウムの電気抵抗値より著しく高い電気
抵抗値を有するため、アルミニウムがこれら化合物の形
成のために消費されるにつれて測定抵抗値が増大する。

【００２６】図６は、種々の障壁層上に堆積されたアル
ミニウム層が 450℃の加熱中に化合物形成のために消費
される量（厚さ）を時間の関数として示すものである。
曲線50，51及び52はそれぞれ35原子％，20原子％及び10
原子％のＮを含むＴｉＷＮ層上に堆積されたアルミニウ
ム層のアルミニウム消費量を示す。曲線53及び54はそれ
ぞれ堆積後60分間空気にさらしたＴｉＷ層及び堆積後数
日間空気にさらしたＴｉＷ層上に堆積されたアルミニウ
ム層のアルミニウム消費量を示す。

【００２７】これから明らかなように、アルミニウム消
費量は本発明によるＴｉＷ障壁層８と障壁特性改善用Ｔ
ｉＷＮ中間層９との組合せを使用する方が長期間空気に
さらした既知のＴｉＷ障壁層を使用するよりも著しく少
なくなる。本発明の場合にはアルミニウムはＴｉ及びＷ
と殆んど反応しない。このような反応は、 450℃の加熱
中にＴｉＷＮ層とアルミニウム層との間の界面に１〜３
nm厚さのＡｌ及びＮを含む層が形成されるために抑えら
れる。この層はこのような反応に対する障壁を形成する
と共にアルミニウムがＴｉＷＮ中間層に極めて良好に付
着するようにする。Ａｌ及びＮを含むこの層は極めて薄
いため、この層の形成に消費されるアルミニウム量は極
めて少量であるから、アルミニウム層の抵抗値は実際上
増大しない。

【００２８】空気にさらしたＴｉＷ障壁層の使用時より
著しく少ないアルミニウム消費量は、アルミニウム層10
を15〜40原子％の窒素を含む障壁特性改善用ＴｉＷＮ中
間層９上に堆積する場合に得られる。30〜40原子％のＮ
を含むＴｉＷＮ中間層９を使用するのが好ましい。この
場合にはアルミニウム消費量が極めて低くなる。40原子
％以上、例えば50原子％のＮを含むＴｉＷＮ層は、後続
の加熱処理中にこの層から窒素が放出されるために中間
層として好ましくない。これは中間層上に堆積されたア
ルミニウム層と中間層との間の付着を劣化させる。この
ような離層は40原子％以下のＮを含むＴｉＷＮ層の使用
時には観察されなかった。

【００２９】本発明によるＴｉＷ障壁層８と障壁特性改
善用ＴｉＷＮ中間層９との組合せは、上述した良好な障
壁特性のみならず実用的なスパッタ堆積処理をもたらす
利点もある。実用的なスパッタ堆積処理のためには、反
応室30内のスライス35の近くに位置する導電リング33及
び接地スクリーン34のような構成素子上に堆積される層
が互に及びこれらの構成素子33及び34に対し良好な付着
性を示すことが重要である。これら構成素子33及び34上
に厚い層を、この層からその小片がはがれ落ちることな
く堆積できるならば、堆積装置を頻繁に清掃する必要が
なくなる。ＴｉＷはこれら構成素子33及び34への良好な
付着性を有することが確かめられた。更に、これら構成
素子上に連続的に堆積されるＴｉＷ及びＴｉＷＮ層は良
好な相互付着性を有する。ＴｉＷ層がなくてもＴｉＷＮ
層が単独でシリコンとアルミニウムとの間の十分な障壁
を形成するが、反応室の構成素子への所望の付着性は得
られない。この場合にはこれら構成素子上の堆積層は５
μｍ以下の厚さではがれ落ち始める。反応室のこれら構
成素子は例えばステンレススチール又はアルミニウムか
ら造られる。アルミニウムを使用する場合にも不良付着
が生ずる。これは、反応室のこれら構成素子は 450℃の
ような高温度に達しないためにＡｌ及びＴｉＷＮ間の付
着を強く改善する上述したＡｌ及びＮを含む化合物が形
成されないためである。

【００３０】上述した実験を、他の厚さのＴｉＷ障壁層
８及び障壁特性改善用中間層９についても実行した。こ
の実験の結果から、ＴｉＷ障壁層８は障壁特性改善用中
間層９の厚さの２〜５倍の厚さにするのが好ましいこと
が確かめられた。この場合、前記構成素子33及び34上に
約 300μｍ厚の層を、この層からの不所望な小片のはが
れ落ちが始まるまでに形成することができる。特に、Ｔ
ｉＷ障壁層８は60〜100nm の厚さを有し、障壁特性改善
用中間層９は10〜30nmの厚さを有するものとする。この
場合には本発明によるＴｉＷ層８及びＴｉＷＮ層９の組
合せの障壁特性が最適になると共に、これら層を実際上
容易に堆積させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明半導体装置の一製造工程を示す図であ
る。

【図２】本発明半導体装置の次の製造工程を示す図であ
る。

【図３】本発明半導体装置の次の製造工程を示す図であ
る。

【図４】本発明半導体装置の製造に用いるマルチチャン
バ堆積装置を示す略図である。

【図５】図４に示す堆積装置の反応室の一つを示すであ
る。

【図６】種々の障壁層上に堆積されたアルミニウム層が
450℃の加熱中にＴｉ及びＷとの反応に消費されるアル
ミニウム量を時間の関数として示すグラフである。

【符号の説明】

１半導体本体２フィールド酸化物領域３半導体領域５多結晶シリコンの導体トラック６絶縁層７接点窓８，９，10 複合層８ＴｉＷ障壁層９ＴｉＷＮ中間層 10 アルミニウム上層 11 導体パターン 12, 13, 14 複合絶縁品 15 接点窓 16 導体パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者エドウィンティベスワートオランダ国 5621 ベーアーアインドーフェンフルーネヴァウツウェッハ１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁層が設けられた表面を有する半導体
本体を具え、前記絶縁層に接点窓を設け、前記接点窓を
介して前記絶縁層の下側に位置するシリコン領域を、前
記絶縁層上及び前記接点窓内に設けられた、10〜30原子
％のＴｉを含有するＴｉＷの障壁層、障壁特性改善用中
間層及びアルミニウム上層を具える複合層から成る導体
パターンに接続して成る半導体装置において、前記障壁
特性改善用中間層は窒素を含むＴｉＷの層であることを
特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記障壁特性改善用中間層は15〜40原子
％の窒素を含んでいることを特徴とする請求項１記載の
半導体装置。
【請求項３】前記障壁特性改善用中間層は30〜40原子
％の窒素を含んでいることを特徴とする請求項２記載の
半導体装置。
【請求項４】前記ＴｉＷ障壁層は前記障壁特性改善用
中間層の厚さの２〜５倍の厚さでなることを特徴とする
請求項２又は３記載の半導体装置。
【請求項５】前記ＴｉＷ障壁層は60〜100nm の厚さで
あり、且つ前記障壁特性改善用中間層は10〜30nmの厚さ
であることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。