JPS62256455A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に係り、特に半導体基板表面に形成
された拡散層と良好な接触のとれる配線構造とその製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のコンタクト構造は、例えば、１９８５年秋頁、３
ａ−Ｖ−１に論じられているように、拡散層の上に直接
ＴｉＮｔ−被着し、その上にＡｌあるいはＡ／、化合物
を被着していた。ＴｉＮｔｋ間にはさむ理由は、これが
、ＡｌとＳｉの合金化のバリアとして働くためである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術は、ＴｉＮの被着方法（スパッタリング）
に起因し九被覆性の悪さを十分に配慮しておらず、従っ
て、コンタクト穴が小さくなシ。

その開口面積に比べて深さの比が大きくなつ九場合には
、穴内部をＴｉＮが完全に被覆しないことが起きる場合
がある。さらに、第２晶、あるいは第３図のように、コ
ンタクト領域２５が拡散層２３あるいは３３からずれて
アイソレーション用のＳｉ０＊　２２，３３に入シ込ん
だ場合においては、コンタクト穴加工時にアイソレーシ
ョン用５ｉｎｓまでもが削れるためコンタクト穴内部に
さらに深い溝ができ、ＴｉＮが穴内部会てを被覆できな
い。

従ってＴｉＮ上にＡＡｌ−埋積した際ＩＣ，Ｓｉ基板と
Ａｌが直接、！！触し、その後のアニールによってｋＡ
とＳｉの合金化が進み、合金化したＡ／、−Ｓｉが拡散
層をつきぬけて直接Ｓｉ基板とショートする不良が発生
することがある。

本発明の目的は、上記の様にコンタクト領域が拡散層か
らずれてアイソレーション領域に入シ込んだ、場合にお
いても、Ｓｉ基板と配線がショートすることなく、拡散
層と良好な接触のとれる配線構造とその製造方法を提供
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明では■コンタクト穴部
に被覆性の喪好な低圧化学気相成長法で形成した多結晶
Ｓｉｔ被着することにより、拡散層領域とアイソレーシ
ョン領域の間の凹部を多結晶Ｓｉ′ｃ埋め、さらに■イ
オン打ち込みとアニールによシ、多結晶Ｓｉ特有の速い
不純物拡散を利用することによってコンタクト穴の底部
に深い良好な接合を形成した後で、■Ｔ１Ｎｉ被着し、
最後に■Ａｌｔ埋積する方法を用いた。

〔作用〕

前記の方法を用いると、ＴｉＮｔ被着する前のコンタク
ト穴内部形状に極端な凹構造がないため、ＴｉＮの被覆
性の悪さによるＡＡと８４の合金化及びそれによ−！Ａ
ｌとＳｉ基板シヨートヲ低減できる。さらに、ＴｉＮ１
部に深く良好な接合が形成されているため、万−Ａｌと
Ｓｉの合理化が発生しても、合金化した領域がＳｉ基板
に達しにくいためショートを防ぐ効果がある。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例ｔ−ｇｔ図を用いて説明する。

第１図は本発明製造方法を示している。まず（１）にお
いて、ｐ型Ｓｉ基板１表面上に５ｉｎｓ　を用いたアイ
ソレーション領域２ｔ−形成し、次いでイオン打ち込み
法によシネ鈍物領域３ｔ−形成し、化学気相成長法によ
シリンケイ酸ガラス４を形成する。（２）では、レジス
ト５をマスクとして異方性ドライエツチング技術を用い
てＳｉ基板表面に及ぶコンタクト穴を形成する。このと
き、アイソレーションの一部が削れＳｉ基板表面に凹部
ができ、ｐ型Ｓｉ基板が顕れる場合がある。この凹部を
埋めるため、（３）では低圧化学気相成長法にょシ多結
晶Ｓｉ６を埋積し１次いでリンフをイオン打ち込みし、
リン層８ｔ−形成する。（４）その後、アニールを行い
、多結晶Ｓｉ４１Ｆ有の速い不純物拡散を利用してコン
タクト大王に自己整合的に深く、良好なｎ０拡散層領域
９を形成した後、ＡｌとＳｉの化合を防ぐためのバリア
層としてＴｉＮ１０ｔ’被着し、次いでＡｌＩＩを被着
後、ＡｌとＴｉＮ及び多結晶Ｓｉの３層をエツチングし
て図の構造を形成する。

（４）において多結晶Ｓｉ６がない場合には、ＴｉＮの
被覆性がそのデポ方法（スパッタ法）に起因して悪いた
め、８　ｓ基板表面の凹部にＴｉＮが完全に埋まらず、
従ってＡｌ−Ｓｉの化合２合金化が発生し、Ａｌと基板
がショートする場合がある。

このショートは、第２図忙示す従来ＬＯＣＯ８（［ｏｃ
ａｌ　Ｑｘｔｄａｔｉｏｒ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ）で
は比較的発生しにくかった。しかし埋め込み型アイソレ
ーション（第３図参照）ではアイソレーション用Ｓｉ（
ｈ端部の傾きが垂直に近いためイオン打ち込み一ドアニ
ールで形成した拡散層３６が実質的に浅くなシ、ショー
トが発生しやすい。そこで、第１図に示した本特許構造
を用いて、深く、良好な接合を形成する必要性が強くな
る。

第４図は本特許の若干の変型を示している。図、　　の
ようにコンタクト穴が比較的大きく、拡散層４３もまた
比較的深い場合には、バリア層なしに良好な接合が形成
でき、良好なコンタクトが実現可能と考えられる。

第５図は本発明全相補型集積回路に応用し比例を示して
いる。（１）はｎ型Ｓｉ基板５１にｎ型ウェル５２ｐｆ
ｆｌウエル５３、アイソレーション領域５４、ｐ０型拡
散層５５、ｎ４″拡散層５６．リンケイ酸ガラス５７を
形成しコンタクト穴を形成した後に多結晶５ｉ５８ｆｔ
低圧化学気相成長法で形成した断面図を示している。そ
の後（２）では、レジスト５９によｌｎウェル上を覆い
、ｐウェル上のみにリン６０１イオン打ち込みしてリン
層６１を形成している。次いで（３）では、（２）と異
なる領域上にボロ７６３をイオン打ち込みしボロン層６
４を形成している。（４）では、アニールによりｐ＋拡
散層６５　、　　ｎ　＊拡散層６６を形成後、ＴｉＮ６
７゜Ａ／、６Ｓｉ被着し、エツチングによって配線を形
成した結果の断面図を示している。

〔発明の効果〕

本発明によればｂｓｓ基板表面の拡散層にコンタクトを
とる場合、コンタクト領域がずれてアイソレーション領
域に入シ込みアイソレーション用ＳｉＯｍｔ深く削った
場合においても、削れた穴を多結晶Ｓｉで自己整合的に
埋めて良好な接合を形成し、さらに極端な凹部のなくな
ったコンタクト穴内部にＴｉＮを被着するために、Ｔｉ
Ｎの被覆性の悪さに起因したＡｌとＳｉ基板合金化反応
を防ぐ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を用いたコンタクト形成プロセス及びコ
ンタクト部の断面図、第２図はＬＯＣＯ８をアイソレー
ションに用い死場合の従来プロセスによるコンタクト部
断面図、第３図は埋め込み聾アイソレーションを用いた
場合の従来プロセスによるコンタクト部断面図、第４図
はバリア層を使わない本発明の一実施例断面図、第５図
は本発明を相補型集積回路に適用した場合のプロセス７
０−及び断面図を示す。 １、　２１．　３１．　４１・・・ｐ型Ｓｉ基板、２，
２２゜３２．４２．５４・・・アイソレーション用Ｓｉ
αｈ３、　９．　２３．　２６．　３３．　３６．　４
３．　４６゜５６．６６・・・ｎ１拡散層、５５，６５
・・・ｐ１１拡散、４，２４，３４，４４．５７・・・
リンケイ酸ガラス、５，５９．６２・・・レジスト、６
，４５゜５８・・・多結晶Ｓｉ、１０．６７・・・Ｔｉ
Ｎ、１１゜２７．３７，４７，６Ｂ・・・Ａ、ｔｌ　７
，６０・・・リン。 ８．６１・・・リンフｍ、６３・・・ボロン、６４・・
・ボロン層、２５・・・コンタクト領域、５１・・・ｎ
型Ｓｉ基板。 拳　１　　日 第　２　目 ５８　　　　早　、！；　　凹

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、第１の導電型の不純物を含むＳｉ半導体基板表面に
   これと反対導電型の不純物領域１を有し、さらにＳｉ基
   板表面の少なくとも一部を除いた領域上に絶縁膜層を有
   し、該絶縁膜のないＳｉ基板表面には自己整合的にＳｉ
   半導体基板と反対導電型の不純物領域２、及びその上に
   はＳｉ半導体基板と反対導電型の不純物を含む多結晶Ｓ
   ｉ層、ＴｉＮ、Ａｌがその順番に積層されていることを
   特徴とする半導体装置。 ２、Ａｌに比べてＳｉと合金化しにくい金属あるいはそ
   の化合物をＴｉＮの代りに用い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、Ａｌの代りにＡｌ化合物を用い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。 ４、多結晶Ｓｉ上に直接Ａｌを有す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。 ５、第１の導電型の不純物を含むＳｉ半導体基板表面上
   にこれと反対導電型の不純物領域を気相拡散又はイオン
   打ち込みにより形成した後、Ｓｉ基板表面上に絶縁膜を
   化学気相成長法で形成し、次に該絶縁膜の少なくとも一
   部にＳｉ基板表面に及ぶコンダクト穴を形成した後、全
   面に低圧気相成長法で多結晶Ｓｉ領域を形成し、Ｓｉ基
   板と反対導電型の不純物を、少なくとも該コンタクト穴
   を含む領域上にイオン打ち込みした後、全面にＴｉＮ領
   域を形成し、さらにその上にＡｌ領域を形成することを
   特徴とする半導体装置の製造方法。