JPS6377116A - 金属の選択堆積法 - 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 本発明は半導体基板上への金属の選択堆積法に関するも
のである。

従来の技術 第２図に示すのは、従来の半導体基板上への金属の選択
堆積法の一実施例である。図中９はＳ１基板、１ｏは厚
さ約１μｍの熱酸化膜、１１はｎ＋拡散層、１２はコン
タクトホール、１３は厚す約６０００人のＷ膜、１４は
熱酸化膜１０上に成長したＷの核、１６はＳｉ基板９と
熱酸化膜１０の界面へのＷのエンクローチメント、１６
は拡散層１１へのＷの入シ込みである。

Ｓｉ基板９上に形成した厚さ約１μｍの熱酸化膜１０に
直径約１μｍのコンタクトホール１２を開孔した第２図
ａに示すような試料に、減圧ｃｖｎ法によるＷＦ６ガス
とＨ２ガスの反応を用いて、選択的にコンタクトホール
１２内にＷ膜１３を堆積することができる。

発明が解決しようとする問題点 しかし、このような従来のＷの選択堆積法では、堆積前
の基板の表面処理、堆積温度、ガス流量等の条件の違い
によって選択性が悪くなったり、Ｓｉ基板９との界面の
状態が悪くなったりすることがあり、第２図すに示すよ
うに、Ｗの核１４が熱酸化膜１ｏ上に形成されたυ、熱
酸化膜１０とＳｉ基板９との界面にＷのエンクローチメ
ント１５が起こったシ、Ｗの拡散層への入り込み１５が
起こ９、接合がショートするといった様々な問題を起こ
す原因となっていた。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、簡易な構成
で選択性の良好な金属の選択堆積法を提供することを目
的としている。

問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、半導体基板表面に
不純物拡散層を設けた後に絶縁膜を堆積し、さらに前記
絶縁膜にコンタクトホールを形成し、前記コンタクトホ
ール内に半導体又は金属たとえばｐｏｌｙ　Ｓｉを堆積
した後、熱処理することによって前記不純物拡散層中の
不純物を前記コンタクトホール内のｐｏｌｙ　Ｓｉ　に
拡散させた後、前記コンタクトホール内に金属たとえば
Ｗを選択堆積することによって、選択性が良好でかつエ
ンクローチメントや拡散層への入シ込みが無く、さらに
コンタク）％性の良好な金属の選択堆積法を提供するも
のである。

作用 本発明は上記した構成により、コンタクトホール内部の
側面及び底面がｐｏｌｙｓｉでおおわれているため、Ｗ
はコンタクトホール側面と底面の両方から成長するので
、底面のみから埋め込む場合の約半分の膜厚でコンタク
トホールを埋め込むことができ、選択性の面で有利であ
る上、コンタクトホール底面がｐｏｌｙ　Ｓｉでおおわ
れているため、Ｗの入り込みによる接合リークやエンク
ローチメントの心配が無い。さらにコンタノドホール底
面ノｐｏｌｙｓｉには熱処理によって拡散層から不純物
が拡散されているため、良好なコンタクト特性が得られ
る。

実施例 第１図は本発明の金属の選択堆積法の一実施例である。

図中、１は半導体Ｓｉ基板、２は厚さ約１μｍの酸化膜
、３はｎ＋拡散層、４はコンタクトホール、５は厚さ約
１０ｏｏ人のｐｏｌｙｓｉ　、　ｅはフォトレジスト、
７はｐｏｌｙｓｉ巾へのｎ＋拡散層、８はＷ膜である。

第１図乙のようにＳｉ基板１に１拡散層３を形成し、酸
化膜２を堆積してコンタクトホール４を開孔した後、第
１図すのようにｐｏｌｙｓｉ　５を全面に堆積する。こ
のようにして作製した試料に通常のスピンコード法によ
シフオドレジストを塗布し、コンタクトホール内にのみ
フォトレジストが残るように０２プラズマを用いてエツ
チングしたものを第１図Ｃに示す。この時フォトレジス
ト６ば、酸化膜２の表面よシ堆積するＷ膜の厚みだけ凹
むようにする。このフォトレジスト６をマスクとしてｐ
ｏｌｙｓ工をエツチングしたものを第１図ｄに示す。更
にフォトレジスト６を除去し、熱処理したものを第１図
ｅに示す。熱処理によってコンタクトホール底面のｐｏ
ｌｙｓｉ５にはｎ＋拡散層７が形成される。この第１図
θのようにして作製した試料に厚さ約５０００へのＷ膜
を堆積したものを第１図ｆに示す。あらかじめｐｏｌｙ
ｓｉ　５のエツジが酸化膜２よりも堆積するＷ膜の膜厚
だけ凹むように形成されているため、Ｗ膜８が酸化膜２
上に盛シ上がることがない。

本発明の方法を用いれば、コンタクトホール側面からＷ
膜を埋め込むことができるため、コンタクトホール底面
から埋め込む場合の約半分の膜厚でコンタクトホールを
埋め込むことができ、プロセス時間を短縮してスループ
ットを向上させることができる上に選択性の面でも有利
である。ま念コンタクト底面がｐｏｌｙｓｉでおおわれ
ているため、工／クローチメントやｎ＋拡散層へのＷの
つきぬけによるショート等といった問題が起こる心配が
無い。さらにコンタクト底面のｐｏｌｙｓｉにはｎ十拡
散層７が形成されているため、コンタクト抵抗が劣化す
る心配が無く、安定なコンタクト特性を得ることができ
る。

なお、本実施例においては基板としてＳｉ基板片用い、
直接Ｓｉ表面へのＷの選択堆積を行ったが、Ｓｉ表面以
外の表面、例えばＡｄやＴｉ又はＷ等の金属が露出した
表面であっても同様な効果が得られる。また絶縁膜とし
て酸化膜を用いたが、Ｓｉ３Ｎ４膜等の酸化膜以外の絶
縁膜であっても、あるいはそれらの多層膜であってもか
まわないことはもちろんである。また基板材料としてＳ
１以外の材料、例えばＧａＡｓ等を用いても同様の効果
が得られる。また拡散層としてＮ＋拡散層を用いたが、
Ｐ＋拡散層を用いてもよいことはもちろんである。

発明の効果 以上述べてきたように本発明によれか、きわめて簡易な
構成で非常に良好な金属の選択堆積を行うことができ、
実用上きわめて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例におけるＷの選択堆積法を示
す工程断面図、第２図は従来のＷの選択堆積法を示す工
程断面図である。 １・・・・・Ｓｉ基板、２・・・・・・酸化膜、３・・
・・・ｎ＋拡散層、４・・・・・・コンタクトホール、
６・・・・・ｐｏ１７　Ｓｌ　ｓ６・・・・・・フォト
レジスト、７・・・・・・ｎ＋拡散層、８・・・・・・
Ｗ膜。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名５−
ｐｏノシ３Ｃ 第１図 ６−７才トレジスト 第１図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板表面への金属の選択堆積に際し、前記
   半導体基板表面に第１の不純物拡散層を形成する工程と
   、前記半導体基板表面に絶縁膜を堆積し、前記第１の不
   純物拡散層上にコンタクトホールを形成する工程と、前
   記コンタクトホールの側面及び底面に半導体又は金属膜
   を形成する工程と、前記半導体基板を熱処理して前記第
   １の不純物拡散層から前記コンタクトホール内の前記半
   導体又は金属膜中に不純物を拡散し、第２の不純物拡散
   層を形成する工程と、前記コンタクトホール内に前記金
   属を選択堆積する工程とを有してなる金属の選択堆積法
   。
2. （２）コンタクトホールの側面及び底面に半導体又は金
   属膜を形成する工程において、前記コンタクトホールを
   形成した前記半導体基板表面全面に前記半導体又は金属
   膜を堆積する工程と、前記半導体基板表面全面に前記半
   導体又は金属膜及び前記絶縁膜とはエッチング特性の異
   なる塗布膜を表面が平坦化されるように形成する工程と
   、前記塗布膜をエッチングすることにより上記コンタク
   トホール内にのみ前記塗布膜を残す工程と、前記塗布膜
   をマスクとして前記半導体又は金属膜を除去し、前記コ
   ンタクトホールの側面及び底面にのみ前記半導体又は金
   属膜を形成する工程と、前記塗布膜を除去する工程とを
   有してなる特許請求の範囲第１項記載の金属の選択堆積
   法。
3. （３）コンタクトホール内にのみ塗布膜を残す工程にお
   いて、前記塗布膜の表面が前記絶縁膜の表面より凹んだ
   構造になるように前記塗布膜を残すようにした特許請求
   の範囲第２項記載の金属の選択堆積法。