JPS62204523A - コンタクト電極の形成方法 - Google Patents
コンタクト電極の形成方法Info
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- JPS62204523A JPS62204523A JP4758786A JP4758786A JPS62204523A JP S62204523 A JPS62204523 A JP S62204523A JP 4758786 A JP4758786 A JP 4758786A JP 4758786 A JP4758786 A JP 4758786A JP S62204523 A JPS62204523 A JP S62204523A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、コンタクト電極の形成方法に関する。
半導体装置において配線を行う場合には、コンタクトポ
ールを有する絶縁膜上に導体膜を堆積することによりな
される。ＬＳＩあるいはＶＬＳ Ｉの配線のような多層
薄膜＄１造での微細なコンタクトホール上への導体膜堆
積において重要なことは、１つは微細なコンタクトホー
ル内に導体膜を密に埋めること、もう１つは微細なコン
タクＩ・ホールを埋めるように導体膜が堆積された後、
表面が平坦になることである。特にＬＳＩの高集積化、
多層化を計り、高い信頼性を得るためにはこの２つを同
時に実現することが極めて重要である。
ールを有する絶縁膜上に導体膜を堆積することによりな
される。ＬＳＩあるいはＶＬＳ Ｉの配線のような多層
薄膜＄１造での微細なコンタクトホール上への導体膜堆
積において重要なことは、１つは微細なコンタクトホー
ル内に導体膜を密に埋めること、もう１つは微細なコン
タクＩ・ホールを埋めるように導体膜が堆積された後、
表面が平坦になることである。特にＬＳＩの高集積化、
多層化を計り、高い信頼性を得るためにはこの２つを同
時に実現することが極めて重要である。
従来の膜堆積法であるスパッタ法あるいは蒸着法を用い
てコンタクＩ・ホールに導体膜を堆積させる場合は第２
図に示すように、堆積導体膜９は、シリコン基板１上の
シリコン酸化膜２に形成された息峻な側面を有する深い
コンタクトポール６の側面部分で導体膜が切れたり薄く
なったりし易く、ＬＳＩの製造歩留まりや信頼性が著し
く低下していた。
てコンタクＩ・ホールに導体膜を堆積させる場合は第２
図に示すように、堆積導体膜９は、シリコン基板１上の
シリコン酸化膜２に形成された息峻な側面を有する深い
コンタクトポール６の側面部分で導体膜が切れたり薄く
なったりし易く、ＬＳＩの製造歩留まりや信頼性が著し
く低下していた。
こうした欠点を解決するため、コンタクト〜ホール内に
ｊｘ択的に金属膜を堆積し、コンタクｌ−ホール内を埋
め込んだ後、平坦な基板表面上にアルミニウム等の配線
金属膜を堆積してコンタクト電極を形成する方法が、守
屋氏らにより、１９８３インターナシヨナル エレクト
ロンデバイセス ミーティング（１９８３Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｃｖｉｃｅｓ Ｍ
ｅｃｔ、ｉｎｇ）のテクニカル ダイジエスｌ−（Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌ旧ｇｅｓＬ）の５５０頁〜５５３頁に報
告されている。
ｊｘ択的に金属膜を堆積し、コンタクｌ−ホール内を埋
め込んだ後、平坦な基板表面上にアルミニウム等の配線
金属膜を堆積してコンタクト電極を形成する方法が、守
屋氏らにより、１９８３インターナシヨナル エレクト
ロンデバイセス ミーティング（１９８３Ｉｎｔｅｒｎ
ａｔｉｏｎａｌ ＥｌｅｃｔｒｏｎＤｃｖｉｃｅｓ Ｍ
ｅｃｔ、ｉｎｇ）のテクニカル ダイジエスｌ−（Ｔｅ
ｃｈｎｉｃａｌ旧ｇｅｓＬ）の５５０頁〜５５３頁に報
告されている。
この方法は、以前に、Ｊ、Ｍ、Ｓｈａｗ氏八によへ、Ｒ
Ｃ，Ａ レビュー （Ｒ，ＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ）６月
−号（１、９７０＞ ３０６頁に報告されたのと同様に
、６フッ１ヒタングステンガスを用いたタングステン１
摸のＣＶＤ法を用いるものであり、シリコン上とシリコ
ン酸化股上とでタングステン膜の成長にｊｘ択性を持た
せることができ、シリコン表面とシリコン酸１ヒ膜表面
とが混在した基板に対して、シリコン上にのみタングス
テン膜を成長させることが可能であるという特性を応用
したものであった。
Ｃ，Ａ レビュー （Ｒ，ＣＡ Ｒｅｖｉｅｗ）６月
−号（１、９７０＞ ３０６頁に報告されたのと同様に
、６フッ１ヒタングステンガスを用いたタングステン１
摸のＣＶＤ法を用いるものであり、シリコン上とシリコ
ン酸化股上とでタングステン膜の成長にｊｘ択性を持た
せることができ、シリコン表面とシリコン酸１ヒ膜表面
とが混在した基板に対して、シリコン上にのみタングス
テン膜を成長させることが可能であるという特性を応用
したものであった。
（発明が解決しようとする問題点０
以上述べた６フッ化タングステンガスを用いたタングス
テン膜のＣＶＤ法によるコンタクト電極の形成において
は、微細なコントり１−ホール内を導体膜により密に埋
め込めることと、１紋細なコン１ヘクトホールを埋込む
ように導体膜が堆積された後、表面が平坦になることと
いうＬＳＩの配線形成に重要な２つの要件は満足されて
いた。
テン膜のＣＶＤ法によるコンタクト電極の形成において
は、微細なコントり１−ホール内を導体膜により密に埋
め込めることと、１紋細なコン１ヘクトホールを埋込む
ように導体膜が堆積された後、表面が平坦になることと
いうＬＳＩの配線形成に重要な２つの要件は満足されて
いた。
しかしながら、６フッ化タングステンガスを用いたタン
グステン膜のＣＶＤ法では、タングステン膜の膜堆積速
度は、５０人／ｍｉｎと通常のスパッタ法に比べ、２桁
程度遅いという欠点があった。
グステン膜のＣＶＤ法では、タングステン膜の膜堆積速
度は、５０人／ｍｉｎと通常のスパッタ法に比べ、２桁
程度遅いという欠点があった。
特にシリコン上とシリコン酸化膜上とでのタングステン
膜成長の選択性を維持したままで、タングステン膜の膜
堆積速度を早めることは極めて困難であった。
膜成長の選択性を維持したままで、タングステン膜の膜
堆積速度を早めることは極めて困難であった。
また半導体装置における配線のコンタクト〜ホール寸法
は、半導体装置の微細化とともに、直径は１μｍ以下と
微細になり、深さは１μｍあるいはそれ以上と直径に比
べて相対的に深くなりつつある。従−νて、６フ・・Ｉ
化タングステンガスを用いたタングステン膜のＣＶＤ法
は、コンタクＩ・ホール内を密に埋め込み、かつコンタ
クトホールの表面を平坦にすることは基本的には可能で
あるが、コンタク！・ホール内全部を密に埋め込むには
３〜４時間の時間が必要であり、半導体装置製作のスル
ープッＩ・という観点から、問題であった。
は、半導体装置の微細化とともに、直径は１μｍ以下と
微細になり、深さは１μｍあるいはそれ以上と直径に比
べて相対的に深くなりつつある。従−νて、６フ・・Ｉ
化タングステンガスを用いたタングステン膜のＣＶＤ法
は、コンタクＩ・ホール内を密に埋め込み、かつコンタ
クトホールの表面を平坦にすることは基本的には可能で
あるが、コンタク！・ホール内全部を密に埋め込むには
３〜４時間の時間が必要であり、半導体装置製作のスル
ープッＩ・という観点から、問題であった。
本発明の目的は形成時間の短縮されたコンタクト− Ｔ
Ｉｆ極の形成方法を提供することにある。
Ｉｆ極の形成方法を提供することにある。
本発明のコンタクト電極の形成方法は、半導体基板上に
絶縁膜を形成したのちこの絶縁膜にコンタクトホールを
形成する工程と、全面にシリコン又は金属又は金属シリ
サイドの薄膜を形成する工程と、異方性エツチング法に
より前記薄膜をエツチングし前記コンタクトポールの側
面のみに薄膜を残す工程と、６フ・ソ化タングステンと
水素の混合ガスを用いるＣＶＤ法により側面に薄膜が形
成された前記コンｌ−りトポール内のみにタングステン
ｊ摸を堆積し該コンタクトホールを埋込む工程とを含ん
で構成される。
絶縁膜を形成したのちこの絶縁膜にコンタクトホールを
形成する工程と、全面にシリコン又は金属又は金属シリ
サイドの薄膜を形成する工程と、異方性エツチング法に
より前記薄膜をエツチングし前記コンタクトポールの側
面のみに薄膜を残す工程と、６フ・ソ化タングステンと
水素の混合ガスを用いるＣＶＤ法により側面に薄膜が形
成された前記コンｌ−りトポール内のみにタングステン
ｊ摸を堆積し該コンタクトホールを埋込む工程とを含ん
で構成される。
１作用〕
本発明においては、コンタクトホールＩ！′！１１面に
のみシリコン膜又は金属膜又は金属シリサイド膜を残す
、二とにより、６フフ化タングステンガスを用いたＶＣ
Ｄ法によるタングステン膜の選択成長を、コンタクトホ
ールの底面だけからではなしに、コンタクトホールの側
面からも生じさせ、その結果、コンタクトホール内のタ
ングステン！漠による埋め込み時間を短縮できる。
のみシリコン膜又は金属膜又は金属シリサイド膜を残す
、二とにより、６フフ化タングステンガスを用いたＶＣ
Ｄ法によるタングステン膜の選択成長を、コンタクトホ
ールの底面だけからではなしに、コンタクトホールの側
面からも生じさせ、その結果、コンタクトホール内のタ
ングステン！漠による埋め込み時間を短縮できる。
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明する為
の工程順に示した半導体チップの断面図である。
の工程順に示した半導体チップの断面図である。
まず、第１図（ａ）に示す、しうに平坦な表面を持つシ
リコン基板１上に厚さ約１μｍのシリコン酸化ＩＩｇ、
２をＣＶＤ法で被着した後、通常のホトしジスＩ・工程
とドライエツチング工程を用いて直径１μｍのコンタク
ト〜ホール６を形成する。
リコン基板１上に厚さ約１μｍのシリコン酸化ＩＩｇ、
２をＣＶＤ法で被着した後、通常のホトしジスＩ・工程
とドライエツチング工程を用いて直径１μｍのコンタク
ト〜ホール６を形成する。
次いで、第１図（ｂ）に示すように、シリコン基板１表
面金体に減圧ＣＶＤ法により段差被覆性の良いシリコン
膜３を厚さ約０．１μｍだけ堆積した後、シリコン基板
全面を異方性スパッタエツチングし、コンタクトポール
６の側面上に堆積したシリコン膜３のみを残す。
面金体に減圧ＣＶＤ法により段差被覆性の良いシリコン
膜３を厚さ約０．１μｍだけ堆積した後、シリコン基板
全面を異方性スパッタエツチングし、コンタクトポール
６の側面上に堆積したシリコン膜３のみを残す。
次に、第１図（、ｃ ）に示すように、基板温度：３５
０ ℃、真空度： ７ｍＴｏｒｒ 、 ６フッ化タング
ステンガス流量耐水素ガス流量：１対７０になる条件下
において、６フッ化タングステンと水素の混合ガスを用
いた減圧ＣＶＤ法により、シリコン基板１上でシリコン
の露出している領域にのみタングステン１模を堆積し、
コンタクト〜ポール６内をタングステン膜４により、密
に埋め込む。この場合、膜堆積速度は従来の６フッ化タ
ングステンガスを用いたタングステン膜のＣＶ Ｄ法に
よるｊ模堆績速ｌｆｆ１ （５０人、＝’ ｍ ｉ ｎ
）とほぼ同程度であるが、コンタクト−ポール埋め込
みに要する時間は、本実施例のコンタクトホールの構造
では膜成長がコンタクト〜ホール６の底面と側面の両方
から生じるので、膜成長がコンタクトホールの底面から
のみである通常の埋め込みに要する時間に比べ、その約
半分の時間でよいことになる。
０ ℃、真空度： ７ｍＴｏｒｒ 、 ６フッ化タング
ステンガス流量耐水素ガス流量：１対７０になる条件下
において、６フッ化タングステンと水素の混合ガスを用
いた減圧ＣＶＤ法により、シリコン基板１上でシリコン
の露出している領域にのみタングステン１模を堆積し、
コンタクト〜ポール６内をタングステン膜４により、密
に埋め込む。この場合、膜堆積速度は従来の６フッ化タ
ングステンガスを用いたタングステン膜のＣＶ Ｄ法に
よるｊ模堆績速ｌｆｆ１ （５０人、＝’ ｍ ｉ ｎ
）とほぼ同程度であるが、コンタクト−ポール埋め込
みに要する時間は、本実施例のコンタクトホールの構造
では膜成長がコンタクト〜ホール６の底面と側面の両方
から生じるので、膜成長がコンタクトホールの底面から
のみである通常の埋め込みに要する時間に比べ、その約
半分の時間でよいことになる。
次に、第１図（ｄ）に示すように、コンタクトポール６
内をタングステン膜４で埋め込み、シリコン基板１表面
を平坦とした後、シリコン基板１全面にアルミニウム膜
５と堆積し、通常のホｌ−エッチング工程とドライエツ
チング工程により、配線パターンを形成し、コンタクト
電極１０を完成させる。
内をタングステン膜４で埋め込み、シリコン基板１表面
を平坦とした後、シリコン基板１全面にアルミニウム膜
５と堆積し、通常のホｌ−エッチング工程とドライエツ
チング工程により、配線パターンを形成し、コンタクト
電極１０を完成させる。
上記実施例においては、コンタクトホールの側面の薄膜
をシリコンから形成した場合について説明したが、Ｗや
ＭＯからなる金属膜又はＷＳｉ２やＭ。
をシリコンから形成した場合について説明したが、Ｗや
ＭＯからなる金属膜又はＷＳｉ２やＭ。
Ｓｉ２からなる金属シリサイド膜を用いることができる
。ＷやＭＯ膜はｌｌ ５０〜５５０℃の温度でのＣＶＤ
法で、又ＷＳｉ２やＭｏＳｉ２膜は３５０〜４５０℃の
温度でのＣＶＤ法で堆積することにより絶縁膜全面に段
差被覆性よく薄膜を形成することができる。
。ＷやＭＯ膜はｌｌ ５０〜５５０℃の温度でのＣＶＤ
法で、又ＷＳｉ２やＭｏＳｉ２膜は３５０〜４５０℃の
温度でのＣＶＤ法で堆積することにより絶縁膜全面に段
差被覆性よく薄膜を形成することができる。
又上記実施例においては、配線として、アルミニウム膜
を堆積したがこれに限る必要はなく、モリブデン、タン
グステン等の池の金属、不純物をドープした多結晶シリ
コン、あるいはシリサイド等の合金を用いることができ
る。
を堆積したがこれに限る必要はなく、モリブデン、タン
グステン等の池の金属、不純物をドープした多結晶シリ
コン、あるいはシリサイド等の合金を用いることができ
る。
以上説明したように本発明は、絶縁膜に形成したコンタ
クＩ・ホールｌ！！１面にシリコン又は金属又は金属シ
リサイドの薄膜を形成することにより、コンタクト〜ホ
ール底面と側面とからタングステン膜を成長させるので
、コンタクトへホール内を密に埋め込むことに要する時
間が、コンタクト〜ホールの深さによってのみ規定され
る訳ではなく、コンタクトホールの直径によっても規定
されることになる。
クＩ・ホールｌ！！１面にシリコン又は金属又は金属シ
リサイドの薄膜を形成することにより、コンタクト〜ホ
ール底面と側面とからタングステン膜を成長させるので
、コンタクトへホール内を密に埋め込むことに要する時
間が、コンタクト〜ホールの深さによってのみ規定され
る訳ではなく、コンタクトホールの直径によっても規定
されることになる。
即ち、コ〉・タクトホールの深さがコンタクト〜ホール
の直径よりもその絶対値において大きくなることによｔ
２．コンタクトポール埋め込みに要する時間は、コンタ
クトホールの底面よりその深さ分だけ埋め込むよりも、
コンタクトホールの側面よりその直径の半分だけ埋め込
んだ方が時間が短くて済むことは明らかである。従って
６７・ソ化タンクステンガスを用いたＣＶＤ法によりコ
ンタクトホール内をタングステン膜により埋め込むのに
要する時間は、従来法の半分ですむことになり、コンタ
クト〜電極が短時間で形成できる。
の直径よりもその絶対値において大きくなることによｔ
２．コンタクトポール埋め込みに要する時間は、コンタ
クトホールの底面よりその深さ分だけ埋め込むよりも、
コンタクトホールの側面よりその直径の半分だけ埋め込
んだ方が時間が短くて済むことは明らかである。従って
６７・ソ化タンクステンガスを用いたＣＶＤ法によりコ
ンタクトホール内をタングステン膜により埋め込むのに
要する時間は、従来法の半分ですむことになり、コンタ
クト〜電極が短時間で形成できる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は従
来のスパッタ法あるいは蒸着法により導体膜を急峻な側
面を有するコンタクＩ・ホールの形成された基板上に堆
積した場合のコンタクトホール部の断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸１ヒ膜、３
・・・シリコン１摸、４・・・タングステ１摸、５・・
・アルミニウム膜、９・・・堆積導体膜、１ｏ・・・コ
ンタクト電極。 ＼・１．−〆′
めの工程順に示した半導体チップの断面図、第２図は従
来のスパッタ法あるいは蒸着法により導体膜を急峻な側
面を有するコンタクＩ・ホールの形成された基板上に堆
積した場合のコンタクトホール部の断面図である。 １・・・シリコン基板、２・・・シリコン酸１ヒ膜、３
・・・シリコン１摸、４・・・タングステ１摸、５・・
・アルミニウム膜、９・・・堆積導体膜、１ｏ・・・コ
ンタクト電極。 ＼・１．−〆′
Claims (1)
- 半導体基板上に絶縁膜を形成したのち該絶縁膜にコンタ
クトホールを形成する工程と、全面にシリコン又は金属
又は金属シリサイドの薄膜を形成する工程と、異方性エ
ッチング法により前記薄膜をエッチングし前記コンタク
トホールの側面のみに薄膜を残す工程と、６フッ化タン
グステンと水素の混合ガスを用いるＣＶＤ法により側面
に薄膜が形成された前記コンタクトホール内のみにタン
グステン膜を堆積し該コンタクトホールを埋込む工程と
を含むことを特徴とするコンタクト電極の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4758786A JPS62204523A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | コンタクト電極の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4758786A JPS62204523A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | コンタクト電極の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204523A true JPS62204523A (ja) | 1987-09-09 |
Family
ID=12779385
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4758786A Pending JPS62204523A (ja) | 1986-03-04 | 1986-03-04 | コンタクト電極の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62204523A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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