JPH0693444B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0693444B2
JPH0693444B2 JP3282800A JP28280091A JPH0693444B2 JP H0693444 B2 JPH0693444 B2 JP H0693444B2 JP 3282800 A JP3282800 A JP 3282800A JP 28280091 A JP28280091 A JP 28280091A JP H0693444 B2 JPH0693444 B2 JP H0693444B2
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ホワン ジェ−スン
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サムサン エレクトロニクス シーオー., エルティーディー
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関するもので、特にコンタクト孔に形成される障壁金属
層および金属配線層の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体基板上に形成されたコン
タクト孔に配線を形成するにはスパッタリング法で金属
を堆積させている。この場合、段差被覆性が良くない
と、接触抵抗が増加してしまう問題点があった。このよ
うな問題点を解決するために、コンタクト孔の上面にア
ルミニウムを堆積させた後にこのアルミニウムを熱処理
したり、基板を加熱しながらアルミニウムを成長させる
方法等が提案されている。これらの方法によって、コン
タクト孔を完全に覆い隠し接触抵抗をある程度改善する
ことができた。しかし、一方では、アルミニウムに包含
された1%程度のシリコン成分がコンタクト孔の下部に
析出し、配線とコンタクト孔の下部の拡散層又は他の配
線層との接触面積が減少してしまう結果を招来した。
【0003】上述のようなシリコン析出現象を防止する
ための方法として、0.5%程度の銅を含むアルミニウ
ムの含有を用いたものが提案された。即ち、アルミニウ
ムにシリコン成分を包含させないことによってシリコン
析出現象をある程度防止しようというのである。しか
し、その反面、アルミニウムにシリコン成分がないため
に、基板内のシリコンが限界溶解度に到達するまでアル
ミニウム内に急激に溶解流入してしまう。その結果、シ
リコンがなくなったコンタクト孔部位にアルミニウムが
転移してアロイスパイクを形成することになる。このア
ロイスパイクは漏洩電流を増加させる問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、半導体装置において、シリコン基板とアルミニウ
ム配線との反応を抑制する障壁金属層の形成方法を提供
することにある。また、他の目的は、半導体装置におい
て、シリコン析出現象及び漏洩電流を最大限抑制できる
配線の形成方法を提供することにある。さらに、また他
の目的は、コンタクト孔を完全に覆い隠し、且つ段差被
覆性及び接触抵抗を改善できる半導体装置の製造方法を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、コンタクト孔の表面にチタニウム膜
と第1窒化チタニウム膜を堆積した後に熱処理を実施
し、さらに、第1窒化チタニウム膜の上面に第2窒化チ
タニウム膜を堆積した後に熱処理を実施して、障壁金属
層を形成する工程と、この障壁金属層の上面に、所定量
のシリコン及び銅を含有した第1アルミニウム膜と所定
量の銅を含有した第2アルミニウム膜とを順次に堆積し
た後に熱処理を実施し、その後に、この熱処理された第
1及び第2アルミニウム膜の上面に所定量の銅を含有し
た第3アルミニウム膜を堆積した後に熱処理を実施して
配線を形成する工程とを行うことを特徴とする。
【0006】
【作用】上述のような手段を用いることで、障壁金属層
を2回にわたって堆積及び熱処理することとなり、基板
とアルミニウム配線との反応を抑制でき、アロイスパイ
クやシリコンのアルミニウム内への溶解流入現象を抑え
ることができる。また、第1及び第2アルミニウム膜に
よって配線を形成したことにより、シリコンの析出を防
止すると共に良好な段差被膜性や所望の接触抵抗を得る
ことができる。
【0007】
【実施例】以下、本発明を添付の図面を参照して詳細に
説明する。図1〜図7は本発明に係る半導体装置の製造
工程図である。まず、図1で、所定のシリコン基板1の
上面に絶縁膜としてBPSG膜3を形成する。
【0008】図2で、光蝕刻によってBPSG膜3を基
板表面が露出するまで蝕刻してコンタクト孔5を形成す
る。
【0009】図3で、基板1の表面に、チタニウム(T
i)膜と第1窒化チタニウム(TiN)膜を各々300
Å、900Å程度、スパッタリング法により堆積する。
その後、450℃で30分程度熱処理(Anneal)を実施し
て下部障壁金属膜7を形成する。さらに、下部障壁金属
膜7の上面に、第2窒化チタニウム膜を300Å程度、
スパッタリング法により堆積して上部障壁金属膜9を形
成する。
【0010】図4で、基板1を450℃で30分程度熱
処理して、下部障壁金属膜7と上部障壁金属膜9の複合
層で形成される障壁金属層11を完成する。
【0011】図5で、障壁金属層11の上面に、1%程
度のシリコン及び0.5%程度の銅を含有した第1アル
ミニウム膜13を2000Å程度堆積する。その後、そ
の上面に、0.5%程度の銅のみを含有した第2アルミ
ニウム膜15を2000Å程度堆積する。
【0012】図6で、4000Å程度の第1及び第2ア
ルミニウム膜13、15を530℃で2分間熱処理して
アルミニウム層17を形成する。
【0013】図7で、アルミニウム層17の上面に、
0.5%程度の銅のみを含有した第3アルミニウム膜1
9を2000Å程度堆積した後に、530℃で2分間熱
処理して配線を完成する。
【0014】
【発明の効果】上述のように本発明は、半導体装置の製
造方法において、障壁金属層を2回にわたる堆積及び熱
処理によって形成した。その結果、シリコン基板とアル
ミニウム配線との反応を抑制でき、アロイスパイクやシ
リコンがアルミニウム配線に溶解流入する現象を抑制す
ることができる効果がある。したがって、漏洩電流を最
大限抑制できる効果もある。また、アルミニウム配線形
成時に、アルミニウム配線内にシリコンが溶解流入せ
ず、しかもシリコンが析出しない範囲の含有比率でシリ
コンと銅を含有した第1アルミニウム膜と、所定量の銅
のみを含有した第2アルミニウム膜とを堆積した後に、
これらを同時に熱処理した。その結果、シリコンの析出
を防止すると同時にコンタクト孔を効果的に覆い隠す効
果がある。そして、これにより所望の段差被覆性及び接
触抵抗を得ることができ、その結果一層信頼性のある半
導体素子を得ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置におけるBPSG膜を
半導体基板上に形成する製造工程図である。
【図2】本発明に係る半導体装置における光蝕刻による
コンタクト孔を形成する製造工程図である。
【図3】本発明に係る半導体装置における下部障壁金属
膜と上部障壁金属膜を形成する製造工程図である。
【図4】本発明に係る半導体装置における障壁金属層を
形成する製造工程図である。
【図5】本発明に係る半導体装置における第1及び第2
アルミニウム膜を形成する製造工程図である。
【図6】本発明に係る半導体装置におけるアルミニウム
層を形成する製造工程図である。
【図7】本発明に係る半導体装置における第3アルミニ
ウム膜を形成する製造工程図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 BPSG膜 5 コンタクト孔 7 下部障壁金属層 9 上部障壁金属層 11 障壁金属層 13 第1アルミニウム膜 15 第2アルミニウム膜 17 アルミニウム層 19 第3アルミニウム膜
フロントページの続き (72)発明者 ジェ−スン ホワン 大韓民国 キョンギ−ド スウォン−シテ ィ クウォンスン−グ マエタン−ドン (番地なし) サムサン−セカンド アパ ート1−501 (72)発明者 ミン−スク ハン 大韓民国 キョンギ−ド スウォン−シテ ィ クウォンスン−グ ウォンチェオン− ドン ナンバー 35 ジョーコン アパー ト108−105 (56)参考文献 特開 昭62−176126(JP,A) 特開 平2−5521(JP,A) 特開 平1−191442(JP,A)

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 拡散領域等と配線とを接続するコンタク
    ト孔を具備する半導体装置の製造方法において、コンタ
    クト孔の表面に障壁金属を2回にわたって堆積及び熱処
    理して障壁金属層を形成する第1工程と、この障壁金属
    層の表面に、所定量のシリコン及び銅を含有した第1ア
    ルミニウム膜と、所定量の銅を含有した第2アルミニウ
    ム膜とを順次に堆積した後、所定の温度と時間で熱処理
    を実施する第2工程と、熱処理された第1及び第2アル
    ミニウム膜の上面に、所定量の銅を含有した第3アルミ
    ニウム膜を堆積した後、熱処理を実施する第3工程とが
    順次に行なわれることを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 障壁金属がチタニウム又は窒化チタニウ
    ムである請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 障壁金属がスパッタリング法によって堆
    積される請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 障壁金属層が、コンタクト孔の表面に所
    定厚さのチタニウム膜と第1窒化チタニウム膜とを堆積
    した後に熱処理を実施する第1段階と、第1窒化チタニ
    ウム膜の上面に所定厚さの第2窒化チタニウム膜を堆積
    した後に熱処理を実施する第2段階とから形成される請
    求項2記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 第1段階と第2段階の熱処理が、450
    ℃程度で30分程度実施されることを特徴とする請求項
    4記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 第1アルミニウム膜が、シリコンを1%
    程度、銅を0.5%程度含有したものであり、第2及び
    第3アルミニウム膜が0.5%程度の銅を含有したもの
    である請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 第1、第2及び第3アルミニウム膜の厚
    さが、各々2000〜3000Åである請求項6記載の
    半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 第1、第2及び第3アルミニウム膜の熱
    処理温度が、コンタクト孔を覆い隠すための最小限の温
    度である請求項7記載の半導体装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 第1、第2及び第3アルミニウム膜の熱
    処理が、520℃程度で2分以上実施される請求項8記
    載の半導体装置の製造方法。
JP3282800A 1991-04-09 1991-10-29 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JPH0693444B2 (ja)

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JPH04324929A JPH04324929A (ja) 1992-11-13
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