DE4018801A1 - Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung

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Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstel­ lung einer Halbleitervorrichtung, und bezieht sich insbeson­ dere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervor­ richtung, bei dem die Stufenbedeckung bei dem Kontaktlochab­ schnitt durch Ausbilden eines Wolframfilmes verbessert ist durch Verwenden eines selektiven chemischen Dampfabscheide­ verfahrens.
Entsprechend dem Trend der vergrößerten Dichte bei Halblei­ tervorrichtungen ergab sich während der Metallisierung ein großes Problem mit der Stufenbedeckung, wobei zur Lösung des Problems der Stufenbedeckung ein Verfahren zur Ausbildung eines Wolframfilmes lediglich beim Kontaktlochabschnitt durch Anwenden eines selektiven chemischen Dampfabscheide­ verfahrens vorgeschlagen wurde.
Fig. 1 zeigt als Schnittansicht den Wolframfilm, welcher durch Anwenden eines selektiven chemischen Dampfabscheide­ verfahrens gemäß der bisherigen Lösung ausgebildet ist.
Wie in der Zeichnung gezeigt, wird eine Verunreinigung in ein Halbleitersubstrat 1 zur Bildung einer Übergangsschicht 2 dotiert, und anschließend wird eine Isolierschicht 3 dar­ auf aufgetragen, und anschließend wird ein Kontaktloch durch Anwenden des gewöhnlichen Fotoätzprozesses ausgebildet. Nach der Ausbildung des Kontaktloches wird ein Wolframfilm 4 se­ lektiv lediglich auf dem Kontaktlochabschnitt durch Anwenden eines selektiven chemischen Dampfabscheideverfahrens gebil­ det.
Falls hierbei der Wolframfilm 4 bei einer geringen Tempera­ tur von etwa 250°C aufgewachsen wird, ist die Abscheiderate für den Wolframfilm sehr klein, wohingegen der Leckstrom verringert werden kann, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Falls auf der anderen Seite der Wolframfilm 4 bei einer hohen Tempera­ tur von etwa 450°C aufgewachsen wird, ist die Abscheiderate für den Wolframfilm groß, die Leckstromeigenschaften hinge­ gen sind verschlechtert.
Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, die oben beschriebe­ nen Nachteile der bisher bekannten Lösung zu vermeiden.
Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichung vorzusehen, bei dem während der Metallisierung die Abscheiderate des Wolframfilmes durch Abscheiden des Wolframfilmes aufgrund der Anwendung eines chemischen Dampfabscheideverfahrens bei einer geringen Temperatur, und anschließend durch Wachsen des Wolframfilmes aufgrund der Anwendung eines chemischen Dampfabscheideverfahrens bei einer hohen Temperatur verbessert ist.
Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei dem die Stufenbedeckung bei dem Kontaktlochabschnitt vergrößert ist, und ein Leckstrom aufgrund des Wachsen des Wolframfilmes mittels der beiden Schritte verhindert wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 ge­ löst.
Das Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung ge­ mäß der vorliegenden Erfindung weist die folgenden Schritte auf: einen Schritt des selektiven, erstmaligen Abscheidens eines Wolframfilmes auf den Metallisierungskontaktlochab­ schnitt durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheidever­ fahrens bei einer geringen Temperatur während der Metalli­ sierung; und einen Schritt des selektiven Abscheidens eines weiteren Wolframfilmes auf den durch den obigen Schritt ge­ bildeten Wolframfilm durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfahrens bei einer hohen Temperatur, wobei die obigen zwei Schritte kontinuierlich durchgeführt werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere Einzelheiten, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
Es zeigt:
Fig. 1 eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung, welche durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfahrens ge­ bildet ist;
Fig. 2 eine graphische Darstellung der Leckstromeigenschaf­ ten des Wolframfilmes, welcher durch Anwenden eines chemi­ schen Dampfabscheideverfahrens gebildet ist, wobei
Fig. 2A die Leckstromeigenschaften eines Wolframfilmes zeigt, welcher bei einer geringen Temperatur gebildet ist; und
Fig. 2B die Leckstromeigenschaften des Wolframfilmes zeigt, welcher bei einer hohen Temperatur gebildet ist;
Fig. 3 eine Schnittansicht der Halbleitervorrichtung, welche durch Anwenden des selektiven chemischen Dampfabscheidever­ fahrens entsprechend dieser Erfindung gebildet ist; und
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Leckstromeigenschaf­ ten des Wolframfilmes, welcher durch Anwenden des selektiven chemischen Dampfabscheideverfahrens entsprechend dieser Er­ findung gebildet ist.
In Fig. 3 veranschaulicht eine Schnittansicht ein erfin­ dungsgemäßes Ausführungsbeispiel einer Halbleitervorrich­ tung.
Bei dieser Zeichnung sind die Darstellungen der auf dem Sub­ strat gebildeten Elemente weggelassen, wobei es bekannt ist, daß die Kontaktabschnitte auf dem Substrat mit den relevan­ ten Elementen verbunden sind durch Ausbilden von Kontakt­ lochabschnitten über das Vorsehen von Isolierschichten auf den benötigten Abschnitten.
Gemäß Fig. 3 ist eine Übergangsschicht 2 auf einem Substrat 1 gebildet, und eine Isolierschicht 3 ist in dicker Form auf der Übergangsschicht 2 gebildet. Um eine Metallisierung mit der Übergangsschicht 2 zu bilden, wird anschließend die Iso­ lierschicht 3 durch Anwenden eines Fotoätzprozesses geätzt, wodurch in der Übergangsschicht 2 ein Kontaktloch gebildet wird.
Bei der Bildung eines Wolframfilmes lediglich auf dem Kon­ taktloch wird ein Wolframfilm 41 mit einer Dicke von 1000 Å durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfahrens bei einer niedrigen Temperatur von weniger als etwa 250°C abge­ schieden. Diese erste Abscheidung des Wolframfilmes bei ei­ ner niedrigen Temperatur dient der Verhinderung des Anstie­ ges des Leckstromes. Bei der Abscheidung dieses Wolfram­ filmes wurden Flüsse von 2,5 SCCM von SiH4-Gas (SCCM bedeu­ tet Standardkubikzentimeter pro Minute), 4,2 SCCM von WF6- Gas, 175 SCCM von H2-Gas, und 5 SCCM von Argongas verwendet, wobei ein Druck von 120 mTorr angewendet wurden, und die Ab­ scheidung für 26 Sekunden durchgeführt wurde.
Des weiteren wird bei der Anwendung des chemischen Dampfab­ scheideverfahrens zur Ausbildung des Wolframfilmes den Wa­ fern ermöglicht, einer nach dem anderen fortzuschreiten, wo­ bei die Wafer unter Verwendung einer Infrarotlampe aufge­ heizt werden.
Daran anschließend wird auf den auf die oben beschriebene Weise ausgebildeten, ersten Wolframfilm 41 ein zweiter Wolf­ ramfilm 42 selektiv durch Anwenden eines chemischen Dampfab­ scheideverfahrens bei einer hohen Temperatur von über 350°C abgeschieden. Die Bedingungen der chemischen Dampfabschei­ dung für den zweiten Wolframfilm 42 sind dieselben wie die­ jenigen für den ersten Wolframfilm 41, außer daß die Ab­ scheidung bei einer hohen Temperatur von über 350°C durchge­ führt wird, während die Abscheidezeit durch die Dicke des abzuscheidenden Wolframfilmes bedingt ist.
Falls der Wolframfilm aufgrund des obigen Prozesses abge­ schieden ist, können die Leckstromeigenschaften für den Wolframfilm stabil gehalten werden, wie gemäß der graphi­ schen Darstellung nach Fig. 4 gezeigt ist, wobei ebenso die Abscheiderate für den Wolframfilm verbessert ist.
Die Schritte des Abscheidens der Wolframfilme 41, 42 können kontinuierlich in einer einzigen Kanmer durchgeführt sein, oder der Wolframfilm 41 kann in einer ersten Kammer bei ei­ ner niedrigen Temperatur durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfahrens abgeschieden sein, und anschließend kann der Wolframfilm 42 kontinuierlich in einer weiteren Kammer durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfah­ rens bei einer hohen Temperatur abgeschieden sein, ohne dem Atmosphärendruck ausgesetzt zu sein.
Entsprechend dem Herstellungsverfahren dieser Erfindung wird der Wolframfilm durch Anwenden eines chemischen Dampfab­ scheideverfahrens bei einer niedrigen Temperatur zuerst ab­ geschieden, und anschließend wird der zweite Wolframfilm durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfahrens bei einer hohen Temperatur abgeschieden, mit dem Ergebnis, daß die Abscheiderate für den Wolframfilm verdoppelt werden kann, und ebenso die Leckstromeigenschaften des Wolfram­ filmes bei einem stabilen Zustand gehalten werden können, wodurch die Zuverlässigkeit und Produktivität der Halblei­ tervorrichtung verbessert werden.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, welches aufweist:
einen Schritt zur Bildung einer Übergangsschicht (2) auf einem Halbleitersubstrat (1), einen Schritt zur Bildung einer Isolierschicht (3) auf der Übergangs­ schicht (2), einen Schritt zur Bildung eines Kontaktlo­ ches auf der Übergangsschicht (2), und einen Schritt zur Bildung einer Metallisierung über das Kontaktloch, gekennzeichnet durch:
einen Schritt zur Abscheidung eines ersten Wolfram­ filmes (41) selektiv lediglich auf dem Kontaktloch durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheideverfah­ rens; und einen Schritt zum selektiven Abscheiden eines zweiten Wolframfilmes (42) auf den ersten Wolframfilm (41) durch Anwenden eines chemischen Dampfabscheidever­ fahrens.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schritt des Abscheidens des ersten Wolfram­ filmes (41) bei einer geringen Temperatur von weniger als 250°C durchgeführt ist, und der zweite Schritt des Abscheidens des zweiten Wolframfilmes (42) bei einer hohen Temperatur von über 350°C durchgeführt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Schritt und der zweite Schritt kon­ tinuierlich in einer einzigen Kammer durchgeführt wer­ den.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der erste Schritt in einer ersten Kammer durchgeführt ist, und anschließend der zweite Schritt kontinuierlich in einer zweiten Kammer durchgeführt ist, ohne der Atmosphäre ausgesetzt zu sein.
DE4018801A 1989-11-22 1990-06-12 Verfahren zur herstellung einer halbleitervorrichtung Ceased DE4018801A1 (de)

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