JPS58101454A - 半導体装置の電極 - Google Patents
半導体装置の電極Info
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- JPS58101454A JPS58101454A JP56199489A JP19948981A JPS58101454A JP S58101454 A JPS58101454 A JP S58101454A JP 56199489 A JP56199489 A JP 56199489A JP 19948981 A JP19948981 A JP 19948981A JP S58101454 A JPS58101454 A JP S58101454A
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/45—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes characterised by their insulating parts
- H10W20/48—Insulating materials thereof
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
４−、＃５１＃０％千尋体装置ｙｃおいて、筒い耐熱性
會南し、大嵐流省展に鮒えるオーミック接触または７ヨ
ツト一？振合會提供する電極ｖｃ圓するものである０ 健米、尚い−Ｉ熱性ｔ−有し、大電流省度に耐えるオー
ミンク熾雁１次にショットキ振合としては。
會南し、大嵐流省展に鮒えるオーミック接触または７ヨ
ツト一？振合會提供する電極ｖｃ圓するものである０ 健米、尚い−Ｉ熱性ｔ−有し、大電流省度に耐えるオー
ミンク熾雁１次にショットキ振合としては。
第１１ｒこ不すように、拡散層８を設けたシリコン千尋
体基板（Ｓｉ趣板）１とのコンタクトに、ナタ７ （’
ｌ”ｉ ）ま７ｊは白金シリサイド（ＰｔＳｉ）を第１
層３と（７て用イ、第２ＨＩｋＶＣ−化ｆＪｌン（Ｔ＞
Ｎ）４、第３層にアルミニウム（Ａｔ）５を用いるよう
・に栴成嘔れていた。図中２は杷鍼層（Ｂｉａｓ） ｔ
−不丁〇しかし、このような１ｉｈ成を行りても、大−
６ｔｍ度の電＊’ｒ辿電すると、電流が流れ込む十−（
図示の場合は上ｌｌ１１）フンタクトの電極において、
第３層アルミニウム５かエレクトロマイクレージョン【
起し、第２図に示すようＫ ｓ第３階のアルミニウムの
矢先したボイド６が形成される。このようなホイド杉成
によって、抵抗体となる拡散層８が実効的ｒＣ延ひるこ
と、実効的なコンタクト向槙か縮小することによって、
コンタクト部分の抵抗が増大し％経時変動か赳きる。
体基板（Ｓｉ趣板）１とのコンタクトに、ナタ７ （’
ｌ”ｉ ）ま７ｊは白金シリサイド（ＰｔＳｉ）を第１
層３と（７て用イ、第２ＨＩｋＶＣ−化ｆＪｌン（Ｔ＞
Ｎ）４、第３層にアルミニウム（Ａｔ）５を用いるよう
・に栴成嘔れていた。図中２は杷鍼層（Ｂｉａｓ） ｔ
−不丁〇しかし、このような１ｉｈ成を行りても、大−
６ｔｍ度の電＊’ｒ辿電すると、電流が流れ込む十−（
図示の場合は上ｌｌ１１）フンタクトの電極において、
第３層アルミニウム５かエレクトロマイクレージョン【
起し、第２図に示すようＫ ｓ第３階のアルミニウムの
矢先したボイド６が形成される。このようなホイド杉成
によって、抵抗体となる拡散層８が実効的ｒＣ延ひるこ
と、実効的なコンタクト向槙か縮小することによって、
コンタクト部分の抵抗が増大し％経時変動か赳きる。
このＬうｖｃ、第３１９ＩＩＶＣエレクトロマイクレー
ジヨン耐蓋の小さいアルミニウムを用いた榊敗でに、エ
レクトロマ１クレーショ／Ｖｃよるボイド°形敗Ｃ（よ
ってコンタクト部分の抵抗が社時［１１起こ）不安定ｆ
！１：′に壱する欠点がおった。
ジヨン耐蓋の小さいアルミニウムを用いた榊敗でに、エ
レクトロマ１クレーショ／Ｖｃよるボイド°形敗Ｃ（よ
ってコンタクト部分の抵抗が社時［１１起こ）不安定ｆ
！１：′に壱する欠点がおった。
１７ｔ、他の一つの方法としては、第３凶？こ示すよう
に、拡ｔｋ層８會設り゛たＳ１基板１に鯖入リアルミニ
クム（Ｃｕ入りＡ／、、）７Ｎ−麹嫉做触させ、安定化
を図るように構成されていたが、ＭとＳｉ基板の反応お
よびエレクトロマイクレージョンによって第４凶にホｊ
ようＫｈＣｕ人９Ｍ電憔７電他ｉ基板のコ／タクト■Ｗ
仁ホイド９が形成場れ、このボイド９を（よって上配嵐
極栴奄と同様の社時賀動會匙丁欠点かめった。
に、拡ｔｋ層８會設り゛たＳ１基板１に鯖入リアルミニ
クム（Ｃｕ入りＡ／、、）７Ｎ−麹嫉做触させ、安定化
を図るように構成されていたが、ＭとＳｉ基板の反応お
よびエレクトロマイクレージョンによって第４凶にホｊ
ようＫｈＣｕ人９Ｍ電憔７電他ｉ基板のコ／タクト■Ｗ
仁ホイド９が形成場れ、このボイド９を（よって上配嵐
極栴奄と同様の社時賀動會匙丁欠点かめった。
１九に未第５凶に不すようＶ（拡散層８を弔するＳｉ丞
ｍｌ上にＳｉ人９ＡＬ電憔ｌＯをｌ扶接触させて一敗名
７Ｌ’ｔいたものがめるが、大電流を流子と、１ラス１
１Ｌ＋ｊｌＬ、ｌ１ｌＩｌｌのコンタクト向にボイド１
１が池数されＢＩＡ敏抵抗抵失効的の置場が魅ひること
が餡められ。
ｍｌ上にＳｉ人９ＡＬ電憔ｌＯをｌ扶接触させて一敗名
７Ｌ’ｔいたものがめるが、大電流を流子と、１ラス１
１Ｌ＋ｊｌＬ、ｌ１ｌＩｌｌのコンタクト向にボイド１
１が池数されＢＩＡ敏抵抗抵失効的の置場が魅ひること
が餡められ。
このため峠＃ｆ雀動を匙こ丁欠点かわった０向図中１２
はＳｉ粒をボテ。
はＳｉ粒をボテ。
本宛明龜、これらの欠点金除去するために、第３％のＭ
の代ｖｖこ、エレクトロマイクレージョン−１朧に丁ぐ
ｊしたＣｕ入９ ＡＬ ｆ用い、エレクトロマイクレー
ジョンＶＣよ心ホ゛イド形成＊Ｕ＊コンタクト帥分の抵
抗の鮭時変（転）の安定化を図ること金目的とする。
の代ｖｖこ、エレクトロマイクレージョン−１朧に丁ぐ
ｊしたＣｕ入９ ＡＬ ｆ用い、エレクトロマイクレー
ジョンＶＣよ心ホ゛イド形成＊Ｕ＊コンタクト帥分の抵
抗の鮭時変（転）の安定化を図ること金目的とする。
前記の目的伊達欲するため５不発ｖＡはオーミック接触
層又はショットキ嵌合ｍｋ含む半導体基板と、前記のオ
ーミック接触層又はショットキ修合増上ＶＣ形成さｒし
た線化チタン鳩と％＃配の電化ナタン鳩上に形成された
銅入りアルミニウム鳩と倉惜えることｔ−％徴とする半
導体装置の嵐惚を発明の資旨とするものである。
層又はショットキ嵌合ｍｋ含む半導体基板と、前記のオ
ーミック接触層又はショットキ修合増上ＶＣ形成さｒし
た線化チタン鳩と％＃配の電化ナタン鳩上に形成された
銅入りアルミニウム鳩と倉惜えることｔ−％徴とする半
導体装置の嵐惚を発明の資旨とするものである。
次に本祐稠の実施？ＩＪを硝附図面Ｖこついて説明する
。なお実施例は一つの例示でわって１本発明の精神會逸
脱しない範囲内で％柚々の変史多るいＵ改良を行いうる
ことは云うまでもない。
。なお実施例は一つの例示でわって１本発明の精神會逸
脱しない範囲内で％柚々の変史多るいＵ改良を行いうる
ことは云うまでもない。
第６図は本発明の半導体装置の電極の寮ｈガであって１
図ｙｃ寂いて、１にＳｉ基板、２はＩｉ８縁課。
図ｙｃ寂いて、１にＳｉ基板、２はＩｉ８縁課。
３にＴｉまたはＰｔ Ｓｉ％ ４に’Ｉ’ｓ Ｎ ｈ
ｆは０人９Ｍ、８は拡散層でめる０ このように構成すると、入電ｔＩＬｖｆ展の電流を通−
して％Ｃｕ人！ＪＡＬ’ｌとｂｉ ＆ ＊ １との反％
ｎ、ＴｉＮ／＃に４で紺止δｉＬ％Ｃｕ人９Ｍ自身にエ
レクトロマイクレージョン耐蓋にすぐれているため、第
２図に示すようｌホイド杉成％防止される０したかつて
１コンタクト跡分の抵抗が経時変動しない安定な電４ｋ
ｋ倚るＣとができる０ ここでＴｉ ３は熱処理により、Ｓｉと反応し、硅化チ
タンを形成する。この反応層かオーミック黴触層又はシ
ョットキ黴合層として働くｏ拡散層の鎖良の鎖度が為い
場合は、オーミック接触になり、績度が低い場合に、シ
ョットキ振合となるＯ仄に不発明の電極の袈造方法會第
７図−）〜（ｆ）について＆川する０ （１）図に示すようＫ ８ｉ基板ＩＫ拡歓層８を形成せ
（２め、ついで（ｂ）図に示すように上面に絶縁ＩＩ
８ｉ ０ｘ２を杉敗し、公知の方法によｐｉｉ！、縁膜
２にコンタクトホール１３ｉ形敗する（Ｃ幽参照）０次
に（ｄ）図に示すように上山にス／１ツタ法によりＴｉ
層３を池数する０これにアルゴン雰囲気内で圧力１６．
８ ｗａ Ｔｏｒｒ （／Ｊ ”’Ｆで、ＲＦＦ力４０
０Ｗで竹なわれ、厚δ約５０ＯＡのＴｉ層が形成された
０次Ｖこ（ｅ）凶１ｃ示すように２反応性スノくツタ法
により’ｌｌＩ＋３上にＴｉＮ層４を形成するＯこれｉ
ｊ Ａｒ ： 拠＝５ ： １ （分圧比）の＃囲気で
圧力１６．８ ｖｍ Ｔｏｒｒの）で、ＲＦ亀方力４０
０Ｗ行われ、厚さ約５００＾のＴｉＮ鳩４が池数された
０ついでＮ、雰囲気内で４５０Ｃ、１０分間焼鈍し ８
１とＴｉとの界面にチタンシリサイドを形成し、オーミ
ックコンタクトとする０次Ｋ（ｆ）図に示すようにＴｉ
Ｎ層４上にスパッタ法によｐＣｕ入９紅層７を形成する
０ この場合％Ｃｕ入りＭ中の伽のｉｉは重量Ｓで表わ丁と
、０．５Ｎ−１６ＸかｍｔしｖｈＯこの場合、龜の含有
蓋が０．５Ｘ以下ではエレクトロマイクレージョンがお
こり中子＜、ｍ他たる伽入りのＭ中にボイドが発生し、
このため、コンタクト部分の抵抗の経時変動ｔおこしや
すい０また伽が１６％以上ではボンティングする際にボ
ンティング部分で電他材料とボンティングワイヤ材料の
相互拡散がおこりｒｃ＜＜なり、ボンティング部分の頚
層性が急くなる欠点かめるからである。
ｆは０人９Ｍ、８は拡散層でめる０ このように構成すると、入電ｔＩＬｖｆ展の電流を通−
して％Ｃｕ人！ＪＡＬ’ｌとｂｉ ＆ ＊ １との反％
ｎ、ＴｉＮ／＃に４で紺止δｉＬ％Ｃｕ人９Ｍ自身にエ
レクトロマイクレージョン耐蓋にすぐれているため、第
２図に示すようｌホイド杉成％防止される０したかつて
１コンタクト跡分の抵抗が経時変動しない安定な電４ｋ
ｋ倚るＣとができる０ ここでＴｉ ３は熱処理により、Ｓｉと反応し、硅化チ
タンを形成する。この反応層かオーミック黴触層又はシ
ョットキ黴合層として働くｏ拡散層の鎖良の鎖度が為い
場合は、オーミック接触になり、績度が低い場合に、シ
ョットキ振合となるＯ仄に不発明の電極の袈造方法會第
７図−）〜（ｆ）について＆川する０ （１）図に示すようＫ ８ｉ基板ＩＫ拡歓層８を形成せ
（２め、ついで（ｂ）図に示すように上面に絶縁ＩＩ
８ｉ ０ｘ２を杉敗し、公知の方法によｐｉｉ！、縁膜
２にコンタクトホール１３ｉ形敗する（Ｃ幽参照）０次
に（ｄ）図に示すように上山にス／１ツタ法によりＴｉ
層３を池数する０これにアルゴン雰囲気内で圧力１６．
８ ｗａ Ｔｏｒｒ （／Ｊ ”’Ｆで、ＲＦＦ力４０
０Ｗで竹なわれ、厚δ約５０ＯＡのＴｉ層が形成された
０次Ｖこ（ｅ）凶１ｃ示すように２反応性スノくツタ法
により’ｌｌＩ＋３上にＴｉＮ層４を形成するＯこれｉ
ｊ Ａｒ ： 拠＝５ ： １ （分圧比）の＃囲気で
圧力１６．８ ｖｍ Ｔｏｒｒの）で、ＲＦ亀方力４０
０Ｗ行われ、厚さ約５００＾のＴｉＮ鳩４が池数された
０ついでＮ、雰囲気内で４５０Ｃ、１０分間焼鈍し ８
１とＴｉとの界面にチタンシリサイドを形成し、オーミ
ックコンタクトとする０次Ｋ（ｆ）図に示すようにＴｉ
Ｎ層４上にスパッタ法によｐＣｕ入９紅層７を形成する
０ この場合％Ｃｕ入りＭ中の伽のｉｉは重量Ｓで表わ丁と
、０．５Ｎ−１６ＸかｍｔしｖｈＯこの場合、龜の含有
蓋が０．５Ｘ以下ではエレクトロマイクレージョンがお
こり中子＜、ｍ他たる伽入りのＭ中にボイドが発生し、
このため、コンタクト部分の抵抗の経時変動ｔおこしや
すい０また伽が１６％以上ではボンティングする際にボ
ンティング部分で電他材料とボンティングワイヤ材料の
相互拡散がおこりｒｃ＜＜なり、ボンティング部分の頚
層性が急くなる欠点かめるからである。
本発明の電極ｆＣ寂いて、電極構成として、ＴｉＮ／
Ｔｉ ｋはさんたＣｕ入りのＭとする理由は次のような
根拠にもと丁くｔのでわる０ （ＩＪ ＡＬｆＳｌ入９Ｍ咎の電他では１Ｍの粒界に
沿うてエレクトロマイグレーションをおこすか、１人９
のＭではＭの粒界に（１が偏析し１粒界に沿ったエレク
トロマイグレーションを抑制するため−ボイドの発生ｔ
−防止できコンタクト部分の抵抗の経時変動を少くする
ことかできる。
Ｔｉ ｋはさんたＣｕ入りのＭとする理由は次のような
根拠にもと丁くｔのでわる０ （ＩＪ ＡＬｆＳｌ入９Ｍ咎の電他では１Ｍの粒界に
沿うてエレクトロマイグレーションをおこすか、１人９
のＭではＭの粒界に（１が偏析し１粒界に沿ったエレク
トロマイグレーションを抑制するため−ボイドの発生ｔ
−防止できコンタクト部分の抵抗の経時変動を少くする
ことかできる。
（ＩＩＪ Ｃｕ入９Ａ１．と８１か直嵌振触しておら
す、ＴｉＮがＳｉ基板〃≧らＣｕ入りの）−１ｍ物への
Ｓｉの拡散を防ぐ役割を釆た丁ので８１中でのボイドの
発生音防止できる。
す、ＴｉＮがＳｉ基板〃≧らＣｕ入りの）−１ｍ物への
Ｓｉの拡散を防ぐ役割を釆た丁ので８１中でのボイドの
発生音防止できる。
（Ｉｌｌ） 又Ｔｉ Ｂオーミックコンタクトをと９
やすくするための役割ｔ−米たす。
やすくするための役割ｔ−米たす。
以上の塩山によるものである。
第８凶ｙｃ亀健として、従来糸のＭ／慣Ｎ／Ｔｉ電極お
よびへ入９ＡＬ＠他と本発明の一例であるＣｕ入９ Ａ
Ｌ／ Ｔｉ Ｎ ／ Ｔｉ電極を用いた約ｌＯΩの拡散
抵抗について、入電ａ＠度の亀ＩＬｋｙ＆電した場合の
経時ｔｍｋ比較して示す。この場合本発明品に、Ｍ中１
の宮４ｇ鎗は４重重九でるり、各階の厚さはＣｕ人９Ａ
Ｌ層Ｊａ １．５ ｐ 、ＴｉＮ層ｆｉ ５００ Ａ、
ａ層＄ｊ ５００＾でめる０区験粂杆はコンタクトの電
流智度４ Ｘ １０’Ａ ／ ｃｔ、抵抗体のに度３０
０℃でるる。
よびへ入９ＡＬ＠他と本発明の一例であるＣｕ入９ Ａ
Ｌ／ Ｔｉ Ｎ ／ Ｔｉ電極を用いた約ｌＯΩの拡散
抵抗について、入電ａ＠度の亀ＩＬｋｙ＆電した場合の
経時ｔｍｋ比較して示す。この場合本発明品に、Ｍ中１
の宮４ｇ鎗は４重重九でるり、各階の厚さはＣｕ人９Ａ
Ｌ層Ｊａ １．５ ｐ 、ＴｉＮ層ｆｉ ５００ Ａ、
ａ層＄ｊ ５００＾でめる０区験粂杆はコンタクトの電
流智度４ Ｘ １０’Ａ ／ ｃｔ、抵抗体のに度３０
０℃でるる。
この図〃為ら、明らかなように、従来技術で娶る＠ｌ−
の第３層のＡＬｆエレクトロマイクレージョン耐量の丁
ぐれた０人９ｋｌに代えることによって、きわめて安定
な電極になることがわかる。
の第３層のＡＬｆエレクトロマイクレージョン耐量の丁
ぐれた０人９ｋｌに代えることによって、きわめて安定
な電極になることがわかる。
以上ｖｔ明したように、不発＃！Ａによればコンタクト
部分の抵抗が安定な電極であるため、大１に流會過篭す
るハイパワートランジスタ、ハイパワーＩＣの電極とし
て利用できるほか、局密匿化、機軸化によるａｉ６亀流
密流密度るＬＳＩの＾安定な電離として利用できる利点
がるる。特に、従来１ｌｉｂ′！ｐＩ度のために個別部
品の抵抗で代用嘔れてぃたアナログＬＳＩの入電Ｒ通電
下で篇稽度が資求される高相度拡散抵抗の安定なＩＫ憾
として用いることができる利点かある。
部分の抵抗が安定な電極であるため、大１に流會過篭す
るハイパワートランジスタ、ハイパワーＩＣの電極とし
て利用できるほか、局密匿化、機軸化によるａｉ６亀流
密流密度るＬＳＩの＾安定な電離として利用できる利点
がるる。特に、従来１ｌｉｂ′！ｐＩ度のために個別部
品の抵抗で代用嘔れてぃたアナログＬＳＩの入電Ｒ通電
下で篇稽度が資求される高相度拡散抵抗の安定なＩＫ憾
として用いることができる利点かある。
第１図は梃米の電極、帛２−はボイド発生状態、＠３図
は同じ〈従来の電極、第４−はボイド発生電極％第５図
は同じく従来の電極を示す。第６図は本＠明の電極を示
し、第７゛図（ａ）〜（ｆ）はその皺造工根を示し、第
８図は、従来の１１に徳と本発明の電極を用いたｌＯΩ
拡散抵抗の通電試験における経時変ｉｍｔ示し７′ｃも
のである。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・絶一層、
３・・・・・・チタン層、４・・・・・・富化チタン、
５・・・・・・アルミニウム電極、６・・・・・・ボイ
ド、７・・・・・・銅入９ＡＬ、８・・・・・・拡散層
、９ ・・・ボイド、ｌＯ・・・・・・Ｓｌ入９ ＡＬ
、１１−−ボイド、 １２・・・・・・Ｓｉ′Ｂ％１３
・・・・・・コンタクトホール特許出願人 日不電傷電
鮎公社 第１１１ 第２図 第３図 第４図 第６図
は同じ〈従来の電極、第４−はボイド発生電極％第５図
は同じく従来の電極を示す。第６図は本＠明の電極を示
し、第７゛図（ａ）〜（ｆ）はその皺造工根を示し、第
８図は、従来の１１に徳と本発明の電極を用いたｌＯΩ
拡散抵抗の通電試験における経時変ｉｍｔ示し７′ｃも
のである。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・絶一層、
３・・・・・・チタン層、４・・・・・・富化チタン、
５・・・・・・アルミニウム電極、６・・・・・・ボイ
ド、７・・・・・・銅入９ＡＬ、８・・・・・・拡散層
、９ ・・・ボイド、ｌＯ・・・・・・Ｓｌ入９ ＡＬ
、１１−−ボイド、 １２・・・・・・Ｓｉ′Ｂ％１３
・・・・・・コンタクトホール特許出願人 日不電傷電
鮎公社 第１１１ 第２図 第３図 第４図 第６図
Claims (1)
- オーミンク候Ｍ鳩又にショットキ接谷層會含む′ｐ碑捧
＃板と１削配のオーミック像触層又にショットキ嵌合階
上に形成された窒化チタン層と、割礼の迩化ナタン層上
に杉成塾ｎた勤人リアルミニウム増とｔ−匍χることを
物音とする半導体装置の亀４１１０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199489A JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56199489A JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58101454A true JPS58101454A (ja) | 1983-06-16 |
| JPH033395B2 JPH033395B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=16408655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56199489A Granted JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58101454A (ja) |
Cited By (12)
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| JPS6190445A (ja) * | 1984-10-09 | 1986-05-08 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS61224435A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS61263159A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-11-21 | フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン | 集積回路用の高温相互接続方式 |
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-
1981
- 1981-12-12 JP JP56199489A patent/JPS58101454A/ja active Granted
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH033395B2 (ja) | 1991-01-18 |
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