DE4228679A1 - Kontaktstruktur und verfahren zu deren herstellung sowie halbleiterspeichereinrichtung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Kontaktstruktur und verfahren zu deren herstellung sowie halbleiterspeichereinrichtung und verfahren zu deren herstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Kontaktstruktur zwischen
zwei leitenden Schichten in einer Halbleitereinrichtung und
Verfahren zur Herstellung derselben, insbesondere auf eine
Kontaktstruktur, die zwei leitende Schichten durch eine
isolierende Schicht mit einer Öffnung hindurch in Kontakt
bringt, und ein Verfahren zur Herstellung derselben, sowie auf
eine Halbleiterspeichereinrichtung und ein Verfahren zu deren
Herstellung.
Ein dynamischer Direktzugriffsspeicher (DRAM), der zur
wahlfreien Eingabe/Ausgabe von Daten in der Lage ist, ist als
Halbleitereinrichtung bekannt.
Fig. 23 ist eine Aufbau-Querschnittsdarstellung zum
Beschreiben einer Kontaktstruktur für eine Verbindung in einem
herkömmlichen DRAM. Wie Fig. 23 zeigt, enthält ein DRAM ein
Siliziumsubstrat 41, dicke Trennoxidschichten 43, die um einen
vorbestimmten Abstand voneinander getrennt auf einem
Siliziumsubstrat 41 gebildet sind, n-Dotierungsdiffusionsge
biete 49, die im Siliziumsubstrat 41 zwischen den dicken
Oxidschichten 43 gebildet sind, und jeweils eine Source/Drain
eines MOS-Transistors bilden, n-Dotierungsdiffusionsgebiete 44,
die benachbart zu den dicken Trennoxidschichten 43 gebildet
sind, p-Dotierungsdiffusionsgebiete 42, die unter den
jeweiligen Trennoxidschichten 43 gebildet sind, Zellplatten 46,
die jeweils auf dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 44 mit einer
dazwischengelegten Kondensator-Gateisolierschicht 45 gebildet
sind, und Gateelektroden 48, die jeweils auf dem Siliziumsub
strat 41 zwischen benachbarten n-Dotierungsdiffusionsgebieten
49 mit einem dazwischengelegten Gateoxidfilm 47 gebildet sind.
Der DRAM enthält weiter Isolationsoxidschichten 50, die so
gebildet sind, daß sie die gesamte Oberfläche bedecken und ein
Kontaktloch 50a auf einem der n-Dotierungsdiffusionsgebiete 49,
die einen MOS-Transistor bilden, haben, eine polykristalline
Siliziumschicht 51a, die so gebildet ist, daß sie die Isola
tionsoxidschichten 50 bedeckt und elektrisch mit dem n-Dotie
rungsdiffusionsgebiet 49 im Kontaktloch 50a verbunden ist, eine
Refraktärmetallsilizidschicht 52, die auf der polykristallinen
Siliziumschicht 51a gebildet ist, einen Zwischenschichtisolier
film 53, der so gebildet ist, daß er die gesamte Oberfläche
bedeckt, und Aluminium-Verbindungsschichten 54, die um einen
vorbestimmten Abstand voneinander getrennt auf dem Zwischen
schichtisolierfilm 53 gebildet sind.
Die polykristalline Siliziumschicht 51a ist mit Dotanden
dotiert, um den Widerstand zu verringern. Die n-Störstellen
diffusionsgebiete 44, die Kondensator-Gateisolierschichten 45
und die Zellplatte 46 bilden einen Kondensator zum Speichern
einer elektrischen Ladung entsprechend einem Datensignal.
Die polykristalline Siliziumschicht 51 und die Refraktärmetall
silizidschicht 52 bilden eine Bitleitung.
Die Fig. 24 bis 28 sind Querschnittsdarstellungen zur Be
schreibung eines Herstellungsverfahrens (eines ersten Schrittes
bis eines fünften Schrittes) des in Fig. 23 dargestellten her
kömmlichen DRAM. Fig. 29 ist eine Draufsicht des DRAM in dem
in Fig. 25 dargestellten zweiten Schritt des Herstellungsver
fahrens. Fig. 30 ist eine Draufsicht des DRAM in dem in Fig.
28 dargestellten fünften Schritt des Herstellungsverfahrens.
Fig. 25 stellt einen Querschnitt längs der Linie X-X in
Fig. 29 dar, und Fig. 28 stellt einen Querschnitt längs der
Linie X-X in Fig. 30 dar.
Jetzt wird unter Bezugnahme auf die Fig. 23 bis 30 ein
Herstellungsverfahren für eine Kontaktstruktur zur Verbindung
in einem herkömmlichen DRAM beschrieben.
Zuerst werden, wie in Fig. 24 dargestellt, p-Dotierungsionen
selektiv in das p-Siliziumsubstrat 41 implantiert. Dann werden
durch thermische Oxidation p-Dotierungsdiffusionsgebiete 42 zum
Verhindern einer Inversion und eine dicke Trennoxidschicht 43
gebildet. n-Dotierungsionen werden durch ein Ionenimplanta
tionsverfahren o. ä. in das Siliziumsubstrat 41 implantiert.
n-Dotierungsdiffusionsgebiete 44 werden durch eine Wärmebehand
lung gebildet. Eine dünne Kondensator-Gateisolierschicht 45
wird durch einen thermischen Oxidationsprozeß oder einen
chemischen Gasphasenabscheidungsprozeß (CVD-Prozeß) gebildet.
Eine polykristalline Siliziumschicht, die Dotierungen eines
vorbestimmten Leitungstyps enthält, wird durch einen CVD-Prozeß
o. ä. auf die Kondensator-Gateisolierschicht 45 abgeschieden.
Die polykristalline Siliziumschicht wird durch eine photolitho
graphische Technik selektiv entfernt, um eine Zellplatte 46 zu
bilden. So wird ein Kondensator, der die n-Dotierungsdiffu
sionsgebiete 44, den Kondensator-Gateisolierfilm 45 und die
Zellplatte 46 enthält, gebildet.
Ein Gateoxidfilm 47 wird auf dem p-Siliziumsubstrat 41 durch
ein thermisches Oxidationsverfahren o. ä. gebildet. Eine
einzelne Schicht aus polykristallinem Silizium oder ein
Zweischichtfilm aus polykristallinem Silizium und Refraktär
metallsilizidschichten wird durch einen CVD-Prozeß o. ä. auf
dem Gateoxidfilm 47 abgeschieden. Dieser Film wird durch ein
photolithographisches Verfahren selektiv entfernt. Dies be
wirkt, daß um einen vorbestimmten Abstand voneinander getrennt
Gateelektroden 48 gebildet werden. Phosphorionen, die
n-Dotanden sind, werden unter Verwendung der Gateelektrode 48 und
der Zellplatte 45 als Maske in das Siliziumsubstrat 41 ionenim
plantiert. n-Dotierungsdiffusionsschichten 49, die
Source-/Drain-Gebiete eines MOS-Transistors werden sollen, werden
durch Ausführen einer Wärmebehandlung gebildet. Zu dieser Zeit
wird eines der n-Dotierungsdiffusionsgebiete 49 so gebildet,
daß es mit dem in einem Kondensator enthaltenen n-Dotierungs
diffusionsgebiet 44 verbunden ist.
Als nächstes wird - wie in Fig. 25 dargestellt - eine
Isolationsoxidschicht 50 auf der gesamten Oberfläche durch ein
Niederdruck-CVD-Verfahren o. ä. abgeschieden. Die Isolations
oxidschicht 50 wird selektiv durch eine photolithographische
Technik entfernt. Indem dies getan wird, werden Kontaktlöcher
50a gebildet. Genauer werden die Kontaktlöcher 50a durch Aus
führen eines selektiven Ätzens durch isotropes Naßätzen und
anisotropes reaktives Ionenätzen (RIE) unter Verwendung eines
vorbestimmten Resistmusters, das auf der Isolationsoxidschicht
50 als eine Maske gebildet ist, gebildet. Die Anordnung der so
gebildeten Kontaktlöcher 50a in der Ebene ist in Fig. 29 dar
gestellt.
Als nächstes wird - wie in Fig. 26 dargestellt - eine nicht
mit Dotierungsstoffen dotierte polykristalline Siliziumschicht
51 auf der Oberfläche des n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49 im
Kontaktloch 50a und auf der Oberfläche der Isolationsoxid
schicht 50 durch einen Niederdruck-CVD-Prozeß gebildet. Die
polykristalline Siliziumschicht 51 wird so gebildet, daß sie
eine Dicke von 1000 bis 1500 Å hat.
Als nächstes wird - wie in Fig. 27 dargestellt - Arsen (As),
das ein n-Dotant ist, durch einen Ionenimplantationsprozeß in
die durch den Pfeil 55 bezeichnete Richtung diffundiert, um den
Widerstand der polykristallinen Siliziumschicht 51 zu
verringern.
Als nächstes wird - wie in Fig. 28 dargestellt - eine
Refraktärmetallsilizidschicht 52 auf der mit Dotierungsstoffen
dotierten polykristallinen Siliziumschicht 51a gebildet. Eine
Bitleitung wird mit der polykristallinen Siliziumschicht 51a
und der Refraktärmetallsilizidschicht 52 ausgeführt. Ein dicker
Zwischenschichtisolierfilm 53 wird so gebildet, daß er die ge
samte Oberfläche bedeckt. Die Anordnung der Bitleitungen in der
Ebene in diesem Zustand ist in Fig. 30 dargestellt.
Schließlich wird - wie in Fig. 23 dargestellt - eine Alu
miniumschicht durch ein Sputterverfahren auf dem Zwischen
schichtisolierfilm 53 gebildet. Die Aluminiumschicht wird durch
ein photolithographisches Verfahren gemustert. Es werden Alumi
nium-Verbindungsschichten 54 als Hilfswortleitung in einer den
Gateelektroden 49 als Wortleitungen entsprechenden Richtung ge
bildet. Wie oben beschrieben, hatte die herkömmliche Kontakt
struktur zum Anschluß eines DRAM ein n-Dotierungsdiffusionsge
biet 49 und eine eine Bitleitung bildende polykristalline Si
liziumschicht 51a, die so gebildet sind, daß sie elektrisch
durch das Kontaktloch 50a verbunden sind.
Bei der herkömmlichen Kontaktstruktur für eine Verbindung
tauchte jedoch das nachfolgende beschriebene Problem auf. Die
Fig. 31 bis 35 sind Querschnittsdarstellungen zur Beschrei
bung des Bildungsprozesses (eines ersten bis eines fünften
Schrittes) der in Fig. 26 dargestellten polykristallinen
Siliziumschicht. Fig. 36 ist eine typische Ansicht, die einen
Querschnittsaufbau einer CVD-Apparatur zur Bildung der in Fig.
34 dargestellten polykristallinen Siliziumschicht zeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 31 bis 36 wird das im herkömm
lichen Falle auftretende Problem beschrieben.
Zuerst werden Einzelheiten eines Verfahrens zur Bildung der in
Fig. 25 dargestellten polykristallinen Siliziumschicht be
schrieben.
Wie in Fig. 31 dargestellt, wird in einer Isolationsoxid
schicht 50 ein Kontaktloch 50a so gebildet, daß ein Oberflä
chenabschnitt 45a eines n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49
freigelegt ist. Der freigelegte Oberflächenteil 49a des
n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49 reagiert in der Luft mit Was
ser (H2O) oder Sauerstoff (O2). Dies bewirkt, daß auf der
Oberfläche des n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49 - wie in Fig.
32 dargestellt - eine natürliche Oxidschicht 61 gebildet wird.
Die Dicke der natürlichen Oxidschicht 61 ist etwa 10 Å.
In dem Falle, daß eine polykristalline Siliziumschicht durch
einen CVD-Prozeß in einem in Fig. 32 dargestellten Zustand auf
der Struktur abgeschieden wird, wird eine CVD-Apparatur, wie in
Fig. 36 dargestellt, verwendet. Wie Fig. 36 zeigt, enthält
eine CVD-Apparatur einen CVD-Ofen 71 und Heizer 72, die an der
Perhipherie des CVD-Ofens 71 angeordnet sind. Im Betrieb wird
ein Wafer 73 in einem in Fig. 32 gezeigten Zustand durch eine
Zuführungsvorrichtung in den CVD-Ofen 71 eingeschoben.
Wenn der Wafer 73 in einer herkömmlichen CVD-Apparatur mit
einem solchen Aufbau in den CVD-Ofen 71 eingesetzt wird,
gelangt zusammen mit dem Wafer 73 Luft von außen in den CVD-
Ofen 71. Die von außen aufgenommene Luft enthält Sauerstoff O2.
Zu dieser Zeit ist die Temperatur im CVD-Ofen 71 eine hohe
Temperatur von mindestens 400°C. Daher bewirkt der in den CVD-
Ofen gelangte Sauerstoff O2 und die Atmosphäre mit hoher Tem
peratur ein weiteres Voranschreiten der Oxidation der Ober
fläche des Wafers 73. Speziell die freigelegte Oberfläche des
n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49 wird durch die natürliche
Oxidschicht 61 hindurch weiter oxidiert. Im Ergebnis dessen
wird auf der Oberfläche des n-Dotierungsdiffusionsgebietes 49
eine dicke Oxidschicht 62 - wie in Fig. 33 dargestellt -
gebildet. Die Dicke der dicken Oxidschicht 62 ist etwa 20 bis
30 Å. Eine polykristalline Siliziumschicht 41 wird durch eine
CVD-Apparatur - wie in Fig. 34 dargestellt - auf der Struktur
in einem in Fig. 33 dargestellten Zustand gebildet. Dann wird
- wie in Fig. 35 dargestellt - die polykristalline Silizium
schicht 51 (siehe Fig. 34) mit Dotierungsstoffen dotiert.
Dadurch wird eine polykristalline Siliziumschicht 51a, die mit
Störstellen dotiert ist, gebildet. Dann wird auf der polykri
stallinen Siliziumschicht 51a durch ein Sputterverfahren eine
Refraktärmetallsilizidschicht 52 gebildet.
Es gab jedoch das Problem, daß es nicht möglich ist, einen
befriedigenden ohmschen Kontakt zwischen dem n-Dotierungsdif
fusionsgebiet 49 und der polykristallinen Siliziumschicht 51a
bei der in Fig. 35 gezeigten Struktur zu erhalten, da die
dicke Oxidschicht 62 dazwischenliegt. Nachfolgend wird ein
ohmscher Kontakt beschrieben. Fig. 37 ist eine graphische
Darstellung der Strom-/Spannungs-Charakteristik zur Beschrei
bung eines ohmschen Kontakts. Wie Fig. 37 zeigt, ist ein
ohmscher Kontakt ein Kontakt, der es ermöglicht, eine Beziehung
linearer Proportionalität zwischen Strom und Spannung zu
erhalten. Ein Kontakt, der es nicht ermöglicht, eine solche
Beziehung einer linearen Proportionalität zu erhalten, wird als
ein nicht-ohmscher Kontakt bezeichnet. Bei einer Kontaktstruk
tur zur Verbindung - wie sie in Fig. 35 dargestellt ist -
werden das n-Dotierungsdiffusionsgebiet 49 und die polykristal
line Siliziumschicht 51a wegen der Existenz der dicken Oxid
schicht 62 in einen nicht-ohmschen Kontaktzustand gebracht - wie
in Fig. 37 dargestellt. Daher war es wegen der dicken
Oxidschicht 62, die auf der Oberfläche des n-Dotierungsdiffu
sionsgebietes 49 bei der Gelegenheit des Einführens in eine
CVD-Apparatur gebildet wird, schwierig, einen befriedigenden
ohmschen Kontakt zwischen dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 49
und der polykristallinen Siliziumschicht 51a zu erhalten.
Verfahren zur Entwicklung einer natürlichen Oxidschicht in
einem Vakuum und der Bildung einer polykristallinen Silizium
schicht im Vakuum durch einen CVD-Prozeß wurden bereits vorge
schlagen. Sie sind beispielsweise in "Paper presented at the
36th Annual Technical Meeting of the Institute of Environmental
Sciences", S. 1 bis 6 beschrieben. Die Fig. 38 bis 41 sind
Querschnittsdarstellungen zur Beschreibung eines vorgeschlage
nen herkömmlichen Bildungsverfahrens (eines ersten Schrittes
bis eines vierten Schrittes) einer polykristallinen Silizium
schicht unter Verwendung eines CVD-Verfahrens. Unter Bezugnahme
auf die Fig. 38 bis 41 wird das vorgeschlagene Verfahren zur
Bildung einer polykristallinen Siliziumschicht einfach
beschrieben. Zuerst wird - wie in Fig. 38 dargestellt - die
Oberfläche eines n-Dotierungsdiffusionsgebietes 83 auf einer
Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrates 81 durch ein
Kontaktloch 82a, das in einer Isolationsoxidschicht 82 gebildet
wird, freigelegt. Dann wird auf der Oberfläche des
n-Dotierungsdiffusionsgebietes 83 auf die übliche Weise eine
natürliche Oxidschicht 84 gebildet. Die natürliche Oxidschicht
84 wird durch Ätzen in einem Vakuum - wie in Fig. 39
dargestellt - entfernt. Dann wird - wie in Fig. 40 dar
gestellt - durch einen CVD-Prozeß im Vakuum eine polykristalline
Siliziumschicht 85 gebildet. Damit wird entsprechend dem
vorgeschlagenen Verfahren zwischen dem n-Dotierungsdiffusions
gebiet 83 und der polykristallinen Siliziumschicht 85 keine
Oxidschicht gebildet, wenn die polykristalline Siliziumschicht
85 durch einen CVD-Prozeß gebildet wird. Dann wird die
polykristalline Siliziumschicht 85 (siehe Fig. 40) mit
Dotierungsstoffen dotiert, und eine Silizidschicht 86 wird
durch Sputtern - wie in Fig. 41 dargestellt - gebildet. Dann
wird auf der gesamten Oberfläche ein Zwischenschichtisolier
film 87 aus einer PSG- oder BPSG-Schicht o. ä. gebildet.
Bei Gelegenheit der Bildung des Zwischenschichtisolierfilms 87
wird ein "Reflow"-Prozeß, bei dem eine Bearbeitung in Sauer
stoff, Wasserstoff und einer Atmosphäre hoher Temperatur aus
geführt wird, zum Einebnen der Oberfläche des Zwischenschicht
isolierfilmes 87 verwendet. Damit wird der Oberfläche des Sili
ziumsubstrates 81 Sauerstoff zugeführt, und eine Oxidschicht 88
wird an der Grenzfläche zwischen dem Siliziumsubstrat 81 und
der Isolationsoxidschicht 82 gebildet. Wenn die Oxidation in
der Oxidschicht 88 weiter fortschreitet, wird eine Oxidschicht
auch auf der Grenzfläche zwischen dem n-Dotierungsdiffusionsge
biet 83 und der polykristallinen Siliziumschicht 85a gebildet.
Im Ergebnis dessen taucht das Problem auf, daß es schwierig
ist, einen befriedigenden ohmschen Kontakt zwischen dem n-Do
tierungsdiffusionsgebiet 83 und der dotierten polykristallinen
Siliziumschicht 85a zu erhalten. Außerdem gibt es das Problem,
daß eine Hochtemperaturbearbeitung aus Anlaß der Bildung des
Zwischenschichtisolierfilmes 87 bewirkt, daß die Dotierungs
stoffe, mit denen die dotierte polykristalline Siliziumschicht
85a dotiert ist, in die n-Dotierungsdiffusionsgebiete 83
diffundieren. Wenn Dotierungsstoffe so aus der dotierten poly
kristallinen Siliziumschicht 85a in das n-Dotierungsdiffusions
gebiet 83 diffundieren, gibt es das Problem, daß die Dotie
rungskonzentration des n-Dotierungsdiffusionsgebietes 83 sich
ändert. Die Veränderung der Dotierungsstoffe im n-Dotierungs
diffusionsgebiet 83 wirft verschiedene Probleme in dem Falle
auf, daß die Elemente entsprechend der fortschreitenden
Integration der Halbleitereinrichtung miniaturisiert werden.
Speziell in dem Fall, daß das n-Störstellendiffusionsgebiet 83
ein Source-/Drain-Gebiet eines MOS-Transistors ist, hat die
Diffusion von Dotanden aus der störstellendotierten polykri
stallinen Siliziumschicht 85a zur Folge, daß der Abstand zwi
schen ihr und dem benachbarten anderen Source-/Drain-Gebiet
gering wird. Im Ergebnis dessen ist auch das Problem zu
beachten, daß tendenziell ein Einschnürungs-Durchbruch ("punch
through") auftritt.
Jetzt wird ein Fall betrachtet, bei dem eine Bitleitung in
einem DRAM mit nur einer Silizidschicht ausgeführt wird.
Die Fig. 42 bis 46 sind Querschnittsdarstellungen zur Be
schreibung eines herkömmlichen Verfahrens (eines ersten
Schrittes bis eines fünften Schrittes) zur Bildung einer Sili
zidschicht durch Sputtern. Unter Bezugnahme auf die Fig. 42
bis 46 wird vereinfacht ein Verfahren zur Bildung einer
Silizidschicht als Bitleitung durch ein Sputterverfahren
beschrieben. Zuerst wird - wie in Fig. 42 dargestellt - in
einem vorbestimmten Gebiet auf der Oberfläche des
Siliziumsubstrates 91 ein n-Dotierungsdiffusionsgebiet 93
gebildet. Eine Isolationsoxidschicht 92 wird so gebildet, daß
auf einem Oberflächenteil 93a des n-Dotierungsdiffusionsgebie
tes 93 ein Kontaktloch 92a angeordnet ist. In einem Zustand, in
dem der Oberflächenabschnitt 92a des n-Dotierungsdiffusionsge
bietes 93 damit freigelegt ist, reagiert der Oberflächenab
schnitt 93a mit Wasser oder Sauerstoff in der Luft. Dies
bewirkt die Bildung einer natürlichen Oxidschicht 94 - wie in
Fig. 43 dargestellt. Wie in Fig. 44 dargestellt, wird die
natürliche Oxidschicht 94 durch Sputterätzen entfernt.
Nachfolgend wird durch Sputtern eine Silizidschicht 95
gebildet. In dem Falle, daß ein Sputterverfahren wie dieses
verwendet wird, wird an der Grenzfläche zwischen der
Silizidschicht 95 und dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 94 keine
Oxidschicht gebildet.
Wenn jedoch auf der Silizidschicht 95 - wie in Fig. 46
dargestellt - ein Zwischenschichtisolierfilm 96, etwa eine PSG-
Schicht gebildet wird, taucht dasselbe Problem auf wie bei dem
oben unter Bezugnahme auf Fig. 41 beschriebenen Fall. Speziell
bewirkt eine Behandlung bei hoher Temperatur in einer Sauer
stoff- und Wasserstoffatmosphäre aus Anlaß der Bildung des
Zwischenschichtisolierfilmes 96, daß auf der Grenzfläche zwi
schen der Silizidschicht 95 und dem n-Dotierungsdiffusionsge
biet 93 eine Oxidschicht 97 gebildet wird. Es gab das Problem,
daß dies es unmöglich macht, einen befriedigenden ohmschen
Kontakt zu erhalten. Außerdem gab es das Problem, daß eine
Behandlung bei hoher Temperatur aus Anlaß der Bildung des Zwi
schenschichtisolierfilmes 96 die Störstellen im n-Dotierungs
diffusionsgebiet 93 veranlaßt, in die Silizidschicht 95 zu
diffundieren. Wenn Dotierungsstoffe im n-Störstellendiffu
sionsgebiet 93 in die Silizidschicht 95 diffundieren, wird die
Dotandenkonzentration des n-Dotierungsdiffusionsgebietes 93
verringert. Damit gab es das Problem, daß der Widerstand des
Kontakts zwischen der Silizidschicht 95 und dem n-Dotierungs
diffusionsgebiet 93 erhöht wird.
Wie oben beschrieben, war es bisher schwierig, einen befrie
digenden ohmschen Kontakt in einer Kontaktstruktur zwischen
zwei leitenden Schichten in einer Halbleitereinrichtung zu
erhalten, und es war schwierig, effektiv eine Konzentrations
änderung eines Dotierungsdiffusionsgebietes zu verhindern.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktstruktur und ein
Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, die einen befrie
digenden ohmschen Kontakt zwischen einer ersten leitenden
Schicht und einer zweiten leitenden Schicht in einer Halblei
tereinrichtung gewährleisten und eine Änderung in der Dotanden
konzentration der ersten leitenden Schicht wirksam verhindern.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Halbleitereinrich
tung, die eine entsprechende Kontaktstruktur aufweist, sowie
ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.
Zur Lösung dieser Aufgabe soll insbesondere das Wachsen einer
Oxidschicht an der Grenzfläche zwischen der ersten leitenden
Schicht und der zweiten leitenden Schicht, die durch eine
Verbindung miteinander in Kontakt gebracht werden, sowie die
Diffusion von Dotierungsstoffen zwischen der ersten und der
zweiten leitenden Schicht bei einem Wärmebehandlungsschritt
verhindert werden. Auch soll insbesondere wirksam verhindert
werden, daß auf der Oberfläche der ersten leitenden Schicht
durch von außen zugeführten Sauerstoff in dem Falle, daß in
einer herkömmlichen CVD-Apparatur eine zweite leitende Schicht
gebildet wird, eine dicke Oxidschicht entsteht. Entsprechend
einem Aspekt der Erfindung enthält eine Halbleitereinrichtung
eine erste leitende Schicht, eine zweite leitende Schicht, die
elektrisch in Kontakt mit der ersten leitenden Schicht steht,
und eine zwischen die erste leitende Schicht und die zweite
leitende Schicht gelegte nitridierte Oxidschicht, die eine
Dicke aufweist, die für das Fließen eines Tunnelstroms zwischen
der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht
ausreicht.
Da die nitridierte Oxidschicht mit einer Dicke, die für das
Fließen eines Tunnelstroms ausreicht, zwischen die erste lei
tende Schicht und die zweite leitende Schicht gelegt ist, wird
die Bildung einer dicken Oxidschicht zwischen der ersten lei
tenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht wirksam ver
hindert. Außerdem verhindert die nitridierte Oxidschicht, daß
Dotierungsstoffe in der ersten leitenden Schicht und Dotie
rungsstoffe in der zweiten leitenden Schicht wechselseitig
diffundieren.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine
Halbleitereinrichtung eine erste leitende Schicht, eine auf der
ersten leitenden Schicht gebildete Isolierschicht mit einer
Öffnung, die so gebildet ist, daß der Kontaktabschnitt der
ersten leitenden Schicht freigelegt ist, eine auf der Isolier
schicht so gebildete zweite leitende Schicht, daß mindestens
die Öffnung gefüllt ist, und eine zwischen die erste leitende
Schicht und die zweite leitende Schicht in der Öffnung gelegte
dünne Schicht, die aus einem Material gebildet ist, das eine
Dicke hat, die ausreicht, um das Wandern von Störstellen zwi
schen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden
Schicht zu unterdrücken sowie ohmschen Kontakt zwischen der
ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht
herzustellen.
Die zweite leitende Schicht wird so gebildet, daß sie die
Öffnung in der Isolierschicht, die auf der ersten leitenden
Schicht gebildet ist, ausfüllt, und die dünne Schicht, die aus
Material mit einer Dicke gebildet ist, die ausreichend ist, um
das Wandern von Störstellen zwischen der ersten leitenden
Schicht und der zweiten leitenden Schicht zu verhindern und
einen ohmschen Kontakt zwischen der ersten leitenden Schicht
und der zweiten leitenden Schicht herzustellen, wird zwischen
die erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht in
der Öffnung gelegt, so daß Dotierungsstoffe in der ersten
leitenden Schicht und Dotierungsstoffe in der zweiten leitenden
Schicht wirksam daran gehindert werden, in die jeweils andere
Schicht zu diffundieren. Ein Verfahren zur Herstellung einer
Halbleitereinrichtung nach einem weiteren Aspekt der Erfindung
ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung,
die eine erste leitende Schicht und eine zweite leitende
Schicht in Kontakt miteinander aufweist, das die Schritte des
Bildens einer natürlichen Oxidschicht auf der ersten leitenden
Schicht, des Ausführens einer vorbestimmten Bearbeitung der na
türlichen Oxidschicht zur Bildung einer bearbeiteten
Oxidschicht mit einer Dicke, die ausreicht, um das Wandern von
Störstellen zwischen der ersten leitenden Schicht und der
zweiten leitenden Schicht zu verhindern und einen ohmschen Kon
takt zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten lei
tenden Schicht herzustellen, und des Bildens der ersten leiten
den Schicht und der zweiten leitenden Schicht in Kontakt
miteinander durch die bearbeitete Oxidschicht aufweist.
Die natürliche Oxidschicht wird auf der ersten leitenden
Schicht gebildet, die natürliche Oxidschicht wird bearbeitet,
um eine bearbeitete Oxidschicht zu ergeben, deren Dicke aus
reicht, um Störstellen daran zu hindern, von der ersten
leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht herauszu
diffundieren, sowie einen ohmschen Kontakt zwischen der ersten
leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht
herzustellen, und die erste leitende Schicht und die zweite
leitende Schicht werden in Kontakt miteinander durch die
bearbeitete Oxidschicht gebildet, so daß Störstellen auch dann
wirksam daran gehindert werden, zwischen der ersten leitenden
Schicht und der zweiten leitenden Schicht zu diffundieren, wenn
in einem späteren Verfahren eine Wärmebehandlung ausgeführt
wird. Außerdem wird, wenn eine nitridierte Oxidschicht als
bearbeitete Oxidschicht verwendet wird, das Wachsen einer
Oxidschicht zwischen der ersten leitenden Schicht und der
zweiten leitenden Schicht auch in dem Fall effektiv verhindert,
wenn in einem späteren Verfahren eine Wärmebehandlung in einer
Sauerstoffatmosphäre ausgeführt wird.
Entsprechend einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält eine
Halbleitereinrichtung eine erste leitende Schicht, eine zweite
leitende Schicht, die mit der ersten leitenden Schicht in
Kontakt steht, und eine in einem Kontaktabschnitt zwischen der
ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht
gebildete, Stickstoff enthaltende Schicht.
Da die Stickstoffatome enthaltende Schicht im Kontaktabschnitt
zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden
Schicht gebildet ist, wird auch in dem Falle, daß auf der die
Stickstoffatome enthaltenden Schicht durch eine herkömmlichen
CVD-Apparatur eine polykristalline Siliziumschicht gebildet
wird, eine durch von außen in diese Apparatur gelangten
Sauerstoff bewirkte Oxidation wirksam verhindert.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur
Herstellung einer Halbleitereinrichtung ein Verfahren zur Her
stellung einer Halbleitereinrichtung mit einem Aufbau, bei dem
eine erste leitende Schicht und eine zweite leitende Schicht in
Kontakt miteinander sind, das den Schritt des Bildens einer na
türlichen Oxidschicht auf einer ersten leitenden Schicht, den
Schritt des Nitridierens der natürlichen Oxidschicht zur Bil
dung einer nitridierten Oxidschicht, den Schritt des Entfernens
der nitridierten Oxidschicht und den Schritt des Bildens einer
zweiten leitenden Schicht aufweist.
Da die auf der ersten leitenden Schicht gebildete natürliche
Oxidschicht nitridiert wird, um eine nitridierte Oxidschicht zu
bilden, und da die zweite leitende Schicht nach Entfernung der
nitridierten Oxidschicht gebildet wird, ist eine Stickstoff
enthaltende Schicht in einem Kontaktabschnitt zwischen die
erste leitende Schicht und die zweite leitende Schicht gelegt,
und eine Oxidation an der Grenzfläche zwischen der ersten
leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht in einem
späteren Verfahren wird unterdrückt.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben
sich aus der Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der
Figuren.
Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
einer Kontaktstruktur zur Verbindung in einem
DRAM nach einer Ausführungsform,
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung, der Kontakt
struktur zur Verbindung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines Dotierungsprofils der in Fig. 2 darge
stellten Kontaktstruktur zum Verbinden,
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die ein Dotierungs
profil längs der Linie X-X in Fig. 3 darstellt,
Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines ersten Schrittes eines Herstellungsverfah
rens der in Fig. 2 dargestellten Kontaktstruktur
zum Verbinden,
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines zweiten Schrittes des Herstellungsverfahrens
der in Fig. 2 dargestellten Kontaktstruktur zum
Verbinden,
Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines dritten Schrittes des Herstellungsverfahrens
für die in Fig. 2 dargestellte Kontaktstruktur
zum Verbinden,
Fig. 8 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines vierten Schrittes des Herstellungsverfahrens
der in Fig. 2 dargestellten Kontaktstruktur zum
Verbinden,
Fig. 9 eine typische Ansicht einer Lampentemperapparatur
zur Bildung einer nitridierten Oxidschicht,
Fig. 10 eine graphische Darstellung zur Beschreibung der
Oxidationsbeständigkeit einer nitridierten Oxid
schicht,
Fig. 11 eine Querschnittsdarstellung, die eine Kontakt
struktur zum Verbinden entsprechend einer zweiten
Ausführungsform zeigt,
Fig. 12 eine Querschnittsdarstellung, die eine Kontakt
struktur zum Verbinden entsprechend einer dritten
Ausführungsform darstellt,
Fig. 13 eine Querschnittsdarstellung, die eine Kontakt
struktur zum Verbinden entsprechend einer vierten
Ausführungsform darstellt,
Fig. 14 eine Querschnittsdarstellung, die eine Kontakt
struktur zum Verbinden in einem DRAM entsprechend
einer fünften Ausführungsform darstellt,
Fig. 15 eine Querschnittsdarstellung, die eine Kontakt
struktur zum Verbinden entsprechend einer sechsten
Ausführungsform darstellt,
Fig. 16 eine Darstellung, die die Anordnung der Atome
in einem Teil A der Kontaktstruktur zum Verbinden
nach Fig. 15 darstellt,
Fig. 17 eine Querschnittsdarstellung zur Erklärung eines
ersten Schrittes eines Herstellungsverfahrens für
die in Fig. 15 gezeigte Kontaktstruktur zum Ver
binden,
Fig. 18 eine Querschnittsdarstellung zur Erklärung eines
zweiten Schrittes des Herstellungsverfahrens für
die in Fig. 15 gezeigte Kontaktstruktur zum Ver
binden,
Fig. 19 eine Querschnittsdarstellung zur Erklärung eines
dritten Schrittes des Herstellungsverfahrens für
die in Fig. 15 gezeigte Kontaktstruktur zum Ver
binden,
Fig. 20 eine Querschnittsdarstellung zur Erklärung eines
vierten Schrittes des Herstellungsverfahrens für
die in Fig. 15 gezeigte Kontaktstruktur zum Ver
binden,
Fig. 21 eine charakteristische graphische Darstellung, mit
der das herkömmliche Verfahren und ein Verfahren
entsprechend der sechsten Ausführungsform hin
sichtlich der Beziehung zwischen der Kontaktfläche
und dem Mittelwert des Kontaktwiderstandes mitein
ander verglichen werden,
Fig. 22 eine charakteristische graphische Darstellung, in
der das herkömmliche Verfahren und das Verfahren
entsprechend der sechsten Ausführungsform der Er
findung hinsichtlich der Beziehung zwischen der
Kontaktfläche und der Varianz des Kontaktwider
standes verglichen werden,
Fig. 23 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
einer Kontaktstruktur zum Verbinden in einem her
kömmlichen DRAM,
Fig. 24 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines ersten Schrittes des Verfahrens zur Herstel
lung des in Fig. 23 dargestellten herkömmlichen
DRAM,
Fig. 25 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines zweiten Schrittes des Herstellungsverfahrens
des in Fig. 23 dargestellten herkömmlichen DRAM,
Fig. 26 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines dritten Schrittes des Herstellungsverfahrens
des in Fig. 23 dargestellten herkömmlichen DRAM,
Fig. 27 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines vierten Schrittes des Herstellungsverfahrens
für den in Fig. 23 dargestellten herkömmlichen
DRAM,
Fig. 28 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines fünften Schrittes des Herstellungsverfahrens
für den in Fig. 23 dargestellten herkömmlichen
DRAM,
Fig. 29 eine Draufsicht des DRAM im zweiten Schritt des
Herstellungsverfahrens, wie er in Fig. 25 darge
stellt ist,
Fig. 30 eine Draufsicht des DRAM im fünften Schritt des
Herstellungsverfahrens, wie er in Fig. 28 darge
stellt ist,
Fig. 31 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines ersten Schrittes des Verfahrens zur Bildung
der polykristallinen Siliziumschicht, wie sie in
Fig. 26 dargestellt ist,
Fig. 32 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines zweiten Schrittes des Verfahrens zur Bildung
der polykristallinen Siliziumschicht, wie sie in
Fig. 26 dargestellt ist,
Fig. 33 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines dritten Schrittes des Verfahrens zur Bildung
der polykristallinen Siliziumschicht, wie sie in
Fig. 26 dargestellt ist,
Fig. 34 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines vierten Schrittes des Verfahrens zur Bildung
der polykristallinen Siliziumschicht, wie sie in
Fig. 26 dargestellt ist,
Fig. 35 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines fünften Schrittes des Verfahrens zur Bildung
der polykristallinen Siliziumschicht, wie sie in
Fig. 26 dargestellt ist,
Fig. 36 eine Prinzipdarstellung, die den Aufbau einer
CVD-Apparatur zur Bildung der in Fig. 34 darge
stellten polykristallinen Siliziumschicht im
Querschnitt zeigt,
Fig. 37 eine graphische Darstellung der Strom-/Span
nungs-Charakteristik zur Beschreibung eines ohm
schen Kontakts,
Fig. 38 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines ersten Schrittes eines Verfahrens zur Bil
dung einer polykristallinen Siliziumschicht unter
Anwendung eines CVD-Prozesses,
Fig. 39 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines zweiten Schrittes des Verfahrens zur Bil
dung einer polykristallinen Siliziumschicht unter
Anwendung eines CVD-Verfahrens,
Fig. 40 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines dritten Schrittes des Verfahrens zur Bil
dung einer polykristallinen Siliziumschicht unter
Anwendung eines CVD-Verfahrens,
Fig. 41 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines vierten Schrittes des herkömmlichen Verfah
rens zur Bildung einer polykristallinen Silizium
schicht unter Anwendung eines CVD-Verfahrens,
Fig. 42 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines ersten Schrittes des Verfahrens zur Herstel
lung einer Silizidschicht mittels Sputtern,
Fig. 43 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines zweiten Schrittes des herkömmlichen Verfah
rens zur Bildung einer Silizidschicht mittels
Sputtern,
Fig. 44 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines dritten Schrittes des herkömmlichen Verfah
rens zur Bildung einer Silizidschicht mittels
Sputtern,
Fig. 45 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines vierten Schrittes des herkömmlichen Verfah
rens zur Bildung einer Silizidschicht mittels
Sputtern,
Fig. 46 eine Querschnittsdarstellung zur Beschreibung
eines fünften Schrittes des herkömmlichen Verfah
rens zur Bildung einer Silizidschicht mittels
Sputtern.
Ein DRAM entsprechend einer Ausführungsform enthält - wie Fig.
1 zeigt - ein Siliziumsubstrat 1, eine auf dem Siliziumsubstrat
1 gebildete dicke Trennoxidschicht 112, von der zwei Abschnitte
gezeigt sind, die einen vorbestimmten Abstand voneinander
haben, im Siliziumsubstrat 1 zwischen den dicken Trennoxid
schichten 112 zur Bildung von Source-/Drain-Gebieten von MOS-
Transistoren gebildete n-Dotierungsdiffusionsgebiete 3, benach
bart zu den dicken Trennoxidschichten 112 gebildete n-Dotie
rungsdiffusionsgebiete 113, unterhalb der Trennoxidschichten
112 gebildete p-Störstellendiffusionsgebiete 111, auf den
n-Dotierungsdiffusionsgebieten 113 mit Kondensator-"Gate"Iso
lierfilmen 110 dazwischen gebildete Zellplatten 115, Gate
elektroden 118, die jeweils auf dem Siliziumsubstrat 1 zwi
schen zwei benachbarten n-Dotierungsdiffusionsgebieten 3 mit
einem dazwischenliegenden Gateoxidfilm 116 gebildet sind, eine
Isolationsoxidschicht 2, die so gebildet ist, daß sie die ge
samte Oberfläche bedeckt und auf einem der n-Dotierungsdiffu
sionsgebiete 3, die in einem MOS-Transistor enthalten sind, ein
Kontaktloch 2a hat, eine nitridierte Oxidschicht 4, die so
gebildet ist, daß sie die Isolationsoxidschicht 2 und im Kon
taktloch 2a das n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 bedeckt, eine
polykristalline Siliziumschicht 5a, die auf der nitridierten
Oxidschicht 4 so gebildet ist, daß sie elektrisch in Kontakt
mit dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 im Kontaktloch 2a steht
und sich auf die Isolationsoxidschicht 2 erstreckt, eine Re
fraktärmetallsilizidschicht 6, die auf der polykristallinen
Siliziumschicht 5a gebildet ist, einen Zwischenschichtisolier
film 7, der so gebildet ist, daß er die gesamte Oberfläche be
deckt, und Aluminium-Verbindungsschichten 119, die auf dem Zwi
schenschichtisolierfilm 7 mit einem vorbestimmten Abstand von
einander gebildet sind.
Als nächstes werden unter Bezugnahme auf Fig. 2 Einzelheiten
eines Bitleitungs-Kontaktabschnittes beschrieben. Die polykri
stalline Siliziumschicht 5a ist mit Dotanden dotiert, und der
Zwischenschichtisolierfilm 7 ist aus einer PSG-Schicht o. ä.
gebildet.
Die Zusammensetzung der nitridierten Oxidschicht 4 wird durch
die folgende chemische Formel dargestellt:
Die nitridierte Oxidschicht hat eine Dicke von höchstens 20 Å.
Wie oben beschrieben, ist bei dieser Ausführungsform ein nitri
dierter Oxidfilm 4 mit ausgezeichneter Oxidationsbeständigkeit
zwischen das n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 und die mit
Dotanden dotierte polykristalline Siliziumschicht 5a gelegt.
Dementsprechend ist auch möglich, effektiv zu verhindern, daß
durch Sauerstoff aus der Umgebungsluft eine Oxidation
verursacht wird, wenn die polykristalline Siliziumschicht 5
unter Verwendung einer herkömmlichen CVD-Apparatur auf einem
nitridierten Oxidfilm 4 gebildet wird. Außerdem ist es möglich,
wirksam die Bildung einer dicken Oxidschicht zwischen dem n
Dotierungsdiffusionsgebiet 3 und der polykristallinen Silizium
schicht 5a infolge der Einwirkung einer hohen Temperatur in
einer Sauerstoffatmosphäre anläßlich der Bildung des Zwischen
schichtisolierfilmes 7 zu verhindern. Im Ergebnis dessen ist es
möglich, einen befriedigenden ohmschen Kontakt zwischen dem n
Dotierungsdiffusionsgebiet 3 und der polykristallinen
Siliziumschicht 5a zu erhalten. Speziell wird ein
befriedigender ohmscher Kontakt zwischen dem n-Störstellen
diffusionsgebiet 3 und der polykristallinen Siliziumschicht 5a
durch einen in der nitridierten Oxidschicht 4 fließenden
Tunnelstrom erreicht. Zudem verhindert der nitridierte Oxid
film 4 wirksam die Diffusion von Dotierungsstoffen in der poly
kristallinen Siliziumschicht 5a in das n-Dotierungsgebiet 3
infolge eines Wärmebehandlungsschrittes anläßlich der Bildung
des Zwischenschichtisolierfilmes 7.
Wie Fig. 3 zeigt, enthält die Struktur eine obere Schicht aus
phosphordotiertem polykristallinen Silizium (polykristallinem
Silizium, das mit Phosphor dotiert ist), eine untere Schicht
aus einem p-Siliziumsubstrat und eine mittlere Schicht aus
einem nitridierten Oxidfilm oder einem Oxidfilm (SiO2). Eine
Wärmebehandlung wird bei einer Temperatur von 90°C für zehn
Minuten ausgeführt, und dann wird das Dotierungsprofil
gemessen. Wie Fig. 4 zeigt, ist in dem Falle, daß die mittlere
Schicht eine nitridierte Oxidschicht ist, die Dotie
rungskonzentration an der Grenzfläche zwischen dem phosphor
dotierten Silizium und dem Si-Substrat abrupt verringert. Dies
bedeutet, daß es durch Anwendung der nitridierten Oxidschicht
möglich ist, wirksam zu verhindern, daß Phosphor aus dem
phosphordotierten Polysilizium in das Si-Substrat diffundiert.
Andererseits ist zu erkennen, daß in dem Falle, daß die
mittlere Schicht eine Siliziumoxidschicht ist, die Dotierungs
konzentration als Funktion der Tiefe im Si-Substrat langsam
absinkt. Dies bedeutet, daß es durch Anwendung des Silizium
oxidfilms nicht möglich ist, Phosphor in phosphordotiertem
polykristallinem Silizium wirksam am Eindiffundieren in das Si-
Substrat zu hindern.
Wie oben beschrieben, ist es auch möglich, eine Diffusion des
Phosphors aus dem phosphordotierten polykristallinen Silizium
wirksam zu verhindern, wenn im nachfolgenden Prozeß eine Wärme
behandlung ausgeführt wird, indem die zwischen das Si-Substrat
und das phosphordotierte polykristalline Silizium gelegte
nitridierte Oxidschicht vorgesehen wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und die Fig. 5 bis 9 wird ein
Herstellungsverfahren einer Kontaktstruktur für eine Verbindung
entsprechend dieser Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird, wie in Fig. 5 dargestellt, in einem vorbestimm
ten Gebiet auf einer Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrates 1
ein n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 gebildet. Ein Isolations
oxidfilm 2 wird auf der gesamten Oberfläche des Siliziumsub
strates 1 ausgebildet. Ein Kontaktloch 2a wird in einem Gebiet
im Isolationsoxidfilm 2 auf einem Oberflächenteil 3a im n-
Dotierungsdiffusionsgebiet 3 gebildet. Wie in Fig. 6 darge
stellt, wird auf dem Oberflächenteil 3a, der durch Bildung des
Kontaktloches 2a freigelegt wird, eine natürliche Oxidschicht 8
gebildet. Die natürliche Oxidschicht 8 wird unter den
Bedingungen einer normalen Temperatur und eines normalen
Druckes so gebildet, daß sie eine Dicke von 10 Å hat.
Als nächstes wird - wie in Fig. 7 dargestellt - die natürliche
Oxidschicht 8 (siehe Fig. 6) mit hoher Geschwindigkeit
thermisch nitridiert, um einen nitridierten Oxidfilm 4 zu
bilden.
Jetzt wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 eine Lampentemperappa
ratur zur Bildung des nitridierten Oxidfilmes 4 beschrieben.
Eine Lampentemperapparatur enthält ein Reaktionsgefäß 101, an
der Peripherie des Reaktionsgefäßes 101 angeordnete Halogen
lampen 102 zum Aufheizen des Reaktionsgefäßes, einen im Reak
tionsgefäß 101 angeordneten Aufnehmer 104 zum Darauf-Anordnen
eines Wafers 103, einen Verschlußdeckel 105 zum Verschließen
des Reaktionsgefäßes, einen Druckverminderung-Absaugstutzen 106
zum Verringern des Druckes in Reaktionsgefäß 101 und einen
Reaktionsgasstutzen 107 zum Einleiten von Reaktionsgas in das
Reaktionsgefäß 101. Im Betrieb wird der Wafer 103 auf die
Aufnehmer 104 gebracht. Dann wird das Reaktionsgefäß 101 mit
dem Verschlußdeckel 105 verschlossen. Der Druck im Reaktions
gefäß 101 wird über den Druckverminderungs-Absaugstutzen 106
verringert. Reaktionsgas wird über den Reaktionsgasstutzen 107
eingeleitet, so daß das Reaktionsgas in das Reaktionsgefäß 101
fließt. Der Wafer 103 wird durch die Halogenlampen 102 erwärmt,
während das Reaktionsgas ins Reaktionsgefäß 101 einströmt. Dies
bewirkt, daß die Oberfläche des Wafers 103 und das Reaktionsgas
reagieren. Zu diesem Zeitpunkt ist das Reaktionsgas Ammoniak
(NH3), die Reaktionstemperatur ist mindestens 700°C, und die
Reaktionszeit ist mindestens 30 sec.
Ein Verfahren, bei dem eine natürliche Oxidschicht durch Aus
führung einer Wärmebehandlung in einer Ammoniak (NH3)-
Atmosphäre vor der Bildung einer polykristallinen Silizium
schicht durch ein CVD-Verfahren nitridiert wird, kann als ein
Verfahren zur Herstellung eines nitridierten Oxidfilms außer
dem eine Lampentemperapparatur benutzenden, oben beschriebenen
Verfahren angewandt werden.
Dann wird - wie in Fig. 8 dargestellt - eine polykristalline
Siliziumschicht 5 auf dem nitridierten Oxidfilm 4 durch einen
CVD-Prozeß gebildet.
Jetzt wird dem Fall Beachtung geschenkt, daß die in Fig. 28
dargestellte herkömmliche CVD-Apparatur bei der Bildung der
polykristallinen Siliziumschicht 5 verwendet wird. Der Wafer in
dem in Fig. 7 dargestellten Zustand wird in die in Fig. 28
dargestellte CVD-Apparatur hineingebracht. Dabei wird zur
selben Zeit, zu der der Wafer in die CVD-Apparatur gebracht
wird, Sauerstoff O2 aus der Umgebungsluft der Apparatur zuge
führt. Jedoch hat die nitridierte Oxidschicht 4, die in Fig. 7
dargestellt ist, eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit,
so daß eine Oxidationsreaktion auch dann nicht fortschreitet,
wenn in der Sauerstoffatmosphäre in der CVD-Apparatur eine
Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur ausgeführt wird.
Speziell ist es auch möglich, die Bildung einer Oxidschicht auf
der Oberfläche des nitridierten Oxidfilmes 4 und auf der Grenz
fläche zwischen dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 und dem ni
tridierten Oxidfilm 4 in dem Fall wirksam zu verhindern, daß
die polykristalline Siliziumschicht 5 unter Verwendung einer
herkömmlichen CVD-Apparatur gebildet wird.
Nachfolgend wird die Oxidationsbeständigkeit des nitridierten
Oxidfilmes 4 erläutert. Wie Fig. 10 zeigt, ist die Oxidations
zeit auf der Abszisse angegeben, und die Dicke der Oxidschicht
ist auf der Ordinate aufgetragen, unter der Bedingung, daß die
Oxidationstemperatur 1100°C ist. Es ist zu erkennen, daß die
Widerstandsfähigkeit gegenüber Oxidation in dem Falle, daß eine
nitridierte Oxidschicht vorhanden ist, im Vergleich zu dem
Fall, daß es keine nitridierte Oxidschicht gibt, merklich ver
bessert ist.
Wie in Fig. 8 dargestellt, wird, nachdem die polykristalline
Siliziumschicht 5 auf dem nitridierten Oxidfilm 4 gebildet
wurde, die polykristalline Siliziumschicht abschließend mit
Dotanden (Phosphor) dotiert, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Eine Refraktärmetallsilizidschicht 6 wird auf der dotierten
polykristallinen Siliziumschicht 5a durch einen Sputterprozeß
gebildet. Es ist zu beachten, daß MoSi2, WSi2, TiSi2, TaSi2
o. ä. als Material für die Refraktärmetallsilizidschicht 6 ver
wendet werden können. Nachdem die Refraktärmetallsilizid
schicht 6 gebildet ist, wird auf der gesamten Oberfläche ein
Zwischenschichtisolierfilm 7 aus einer PSG-Schicht o. a.
gebildet. Eine Wärmebehandlung bei einer hohen Temperatur wird
bei der Bildung des Zwischenschichtisolierfilmes 7 in einer
Sauerstoff- und Wasserstoffatmosphäre ausgeführt. Jedoch wird
das Wachsen einer Oxidschicht zwischen der polykristallinen
Siliziumschicht 5a und dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 3 im
Ergebnis der Wärmebehandlung in einer Sauerstoffatmosphäre bei
der Bildung des Zwischenschichtisolierfilmes 4 durch die
Existenz des nitridierten Oxidfilmes 4 wirksam verhindert.
Außerdem wird durch den nitridierten Oxidfilm 4 wirksam
verhindert, daß Dotierungsstoffe in der polykristallinen
Siliziumschicht 5a bei der Wärmebehandlung bei hoher Tempe
ratur zur Bildung des Zwischenschichtisolierfilmes 7 in das n-
Dotierungsdiffusionsgebiet 3 diffundieren.
Unter Bezugnahme auf Fig. 11 wird in einem zweiten Ausfüh
rungsbeispiel ein Fall dargestellt, daß eine Bitleitung in
einem DRAM mit nur einer Refraktärmetallsilizidschicht
ausgeführt wird.
Wie Fig. 11 zeigt, weist die Kontaktstruktur zum Verbinden
entsprechend der zweiten Ausführungsform ein Siliziumsubstrat
11, ein n-Störstellendiffusionsgebiet 13, das in einem vorbe
stimmten Gebiet in der Hauptoberfläche des Siliziumsubstrates
11 gebildet ist, eine Isolationsoxidschicht 12, die auf der
gesamten Oberfläche des Siliziumsubstrates 11 gebildet ist und
ein Kontaktloch 12a auf dem n-Störstellendiffusionsgebiet 13
hat, eine nitridierte Oxidschicht 14, die so gebildet ist, daß
sie im Kontaktloch 12a in Kontakt mit den n-Störstellendiffu
sionsgebiet 13 steht und sich auf die Isolationsoxidschicht 12
erstreckt, eine Refraktärmetallsilizidschicht 15, die auf der
nitridierten Oxidschicht 14 gebildet ist, und einen Zwischen
schichtisolierfilm 16, der auf der Refraktärmetallsilizid
schicht 15 gebildet ist, auf.
Es ist auch möglich, den gleichen Effekt wie bei der ersten
Ausführungsform durch die zweite Ausführungsform mit einer
solchen Struktur zu erreichen. Speziell ist es möglich,
effektiv das Wachsen einer Oxidschicht und die Diffusion von
Verunreinigungsatomen zwischen dem n-Störstellendiffusionsge
biet 13 und der Refraktärmetallsilizidschicht 15 infolge eines
Wärmebehandlungsschrittes in einer Sauerstoffatmosphäre bei der
Bildung des Zwischenschichtisolierfilmes 16 zu verhindern, in
dem die nitridierte Oxidschicht 14 vorhanden ist.
Wie Fig. 12 zeigt, ist auf einem Siliziumsubstrat 21 bei einer
dritten Ausführungsform der Erfindung ein Isolationsoxidfilm 22
gebildet, und eine untere Verbindungsschicht 23 ist so gebil
det, daß sie durch die Isolationsoxidschicht 22 umgeben ist.
Ein Kontaktloch 22a ist in einem vorbestimmten Gebiet in der
Isolationsoxidschicht 22 auf der unteren Verbindungsschicht 23
gebildet. Ein nitridierter Oxidfilm 24 ist so gebildet, daß er
in Kontakt mit der Oberfläche der unteren Verbindungsschicht 23
im Kontaktloch 22a steht und sich auf die Isolationsoxidschicht
22 erstreckt. Eine obere Verbindungsschicht 25 ist auf dem ni
tridierten Oxidfilm 24 gebildet. Ein Zwischenschichtisolierfilm
26 ist auf der oberen Verbindungsschicht 25 gebildet. Die
untere Verbindungsschicht 23 ist aus polykristallinem Silizium
o. ä. gebildet. Die Bildung des Kontaktlochs 22a bewirkt die
Bildung eines natürlichen Oxidfilmes auf der Oberfläche der
unteren Verbindungsschicht 23. Der nitridierte Oxidfilm 24 wird
durch thermisches Nitridieren des natürlichen Oxidfilmes mit
hoher Geschwindigkeit durch eine Lampentemperapparatur
gebildet. Wie oben beschrieben, ist es möglich, daß Wachsen
einer Oxidschicht und die Diffusion von Dotierungsatomen zwi
schen der unteren Verbindungsschicht 23 und der oberen Ver
bindungsschicht 25 durch Herstellung eines nitridierten Oxid
filmes 24 zwischen der unteren Verbindungsschicht 23 und der
oberen Verbindungsschicht 25 wirksam zu verhindern.
Wie Fig. 13 zeigt, ist entsprechend einer vierten Ausführungs
form der Erfindung in einem vorbestimmten Gebiet auf einer
Hauptoberfläche eines Siliziumsubstrates 31 ein n-Dotierungs
diffusionsgebiet 33 gebildet. Eine Isolationsoxidschicht 32 ist
auf dem Siliziumsubstrat 31 gebildet. Die Isolationsoxidschicht
32 hat ein Kontaktloch 32a auf den n-Dotierungsdiffusionsgebiet
33. Eine nitridierte Oxidschicht 34 ist im Kontaktloch 32a so
gebildet, daß sie in Kontakt mit dem n-Dotierungsdiffusionsge
biet 33 steht. Eine untere Verbindungsschicht 35, die eine mit
Dotierungsstoffen dotierte polykristalline Siliziumschicht o.
ä. aufweist, ist auf der nitridierten Oxidschicht 34 gebildet.
Die Isolationsoxidschicht 32 hat weiter ein Kontaktloch 32b auf
der unteren Verbindungsschicht 35. Eine nitridierte Oxidschicht
36 ist im Kontaktloch 32b so gebildet, daß sie in Kontakt mit
der unteren Verbindungsschicht 35 steht und sich auf die Iso
lationsoxidschicht 32 erstreckt. Eine obere Verbindungsschicht
37 ist auf der nitridierten Oxidschicht 36 gebildet. Ein Zwi
schenschichtisolierfilm 38 ist auf der oberen Verbindungs
schicht 37 gebildet. Eine solche Kontaktstruktur zum Verbinden
wird in einem Fall verwendet, wo die untere Verbindungsschicht
35 als Anschlußfläche in einer Bitleitung z. B. eines DRAM ver
wendet wird. Es ist möglich, die Kontakttiefe des Kontakt
loches 32b durch Verwendung einer solchen Struktur zu verrin
gern. Dies macht es auch möglich, das Kontaktloch 32b bei einem
hohen Integrationsgrad leicht zu bilden.
Wie Fig. 14 zeigt, enthält ein DRAM nach einer fünften Ausfüh
rungsform ein Siliziumsubstrat 201, eine Trennoxidschicht 202,
die in einem vorbestimmten Gebiet auf der Oberfläche des
Siliziumsubstrates 201 gebildet ist, ein p-Dotierungsdiffu
sionsgebiet 205, das unterhalb der Trennoxidschicht 202 ge
bildet ist, n-Dotierungsdiffusionsgebiete 203, die benachbart
zur Trennoxidschicht 202 gebildet sind, n-Dotierungsdiffusions
gebiete 204, die getrennt in einem vorbestimmten Abstand vom n-
Dotierungsdiffusionsgebiet 203 gebildet sind, Gateelektroden
207, die jeweils auf dem Siliziumsubstrat 201 zwischen den n-
Dotierungsdiffusionsgebieten 203 und 204 über einem Gateoxid
film 206 gebildet sind, eine polykristalline Siliziumschicht
208, die elektrisch mit den n-Dotierungsdiffusionsgebieten 204
verbunden ist, eine Refraktärmetallsilizidschicht 209, die auf
der polykristallinen Siliziumschicht 208 gebildet ist, nitri
dierte Oxidfilme 210, die jeweils so gebildet sind, daß sie in
Kontakt mit dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 203 stehen und
sich auf die Gateelektrode 207 erstrecken, einen Speicherkno
ten 211, der auf der nitridierten Oxidschicht 210 gebildet und
elektrisch mit den n-Dotierungsdiffusionsgebieten 203 verbunden
ist, eine Zellenplatte 212, die auf dem Speicherknoten 211 über
einem dielektrischen Film (nicht gezeigt) gebildet ist, einen
Zwischenschichtisolierfilm 213, der so gebildet ist, daß er die
Zellenplatte 212 bedeckt, einen Zwischenschichtisolierfilm 214,
der auf der gesamten Oberfläche so gebildet ist, daß er eine
Refraktärmetallsilizidschicht 209 bedeckt und Aluminium-Verbin
dungsstreifen 215, die auf dem Zwischenschichtisolierfilm 214
mit einem vorbestimmten Abstand voneinander gebildet sind. Ein
MOS-Transistor wird durch die n-Dotierungsdiffusionsgebiete 203
und 204 und die Gateelektrode 207 gebildet. Eine Bitleitung
wird durch die polykristalline Siliziumschicht 208 und die Re
fraktärmetallsilizidschicht 209 gebildet. Ein Stapelkondensator
wird durch den Speicherknoten 211, die (nicht gezeigte) dielek
trische Schicht und die Zellenplatte 212 gebildet.
Wie oben beschrieben, wird bei dieser Ausführungsform der
nitridierte Oxidfilm 210 zwischen den in einem Stapelkonden
sator enthaltenen Speicherknoten 211 und das elektrisch mit dem
Speicherknoten 211 verbundene n-Dotierungsdiffusionsgebiet 203
gelegt. Durch einen solchen Aufbau können die folgenden Effekte
erreicht werden.
Um den Widerstand des Speicherknotens 211 zu verringern und den
Wirkungsgrad der Nutzung des Speicherknotens 211 als eine
Elektrode zu erhöhen, wird als Speicherknoten 211 mit Dotie
rungsstoffen dotiertes polykristallines Silizium (dotiertes
polykristallines Silizium) verwendet. In einem solchen Falle
ist die Dotandenkonzentration des Speicherknotens 211 normaler
weise auf dem Niveau von 10²⁰ (cm-3), und die Dotandenkonzen
tration des unterhalb des Speicherknotens 211 angeordneten n-
Dotierungsdiffusionsgebiete 203 ist im Bereich von 1017 (cm-3)
bis 1018 (cm-3). Üblicherweise hat dieser Konzentrationsunter
schied den Nachteil zur Folge, daß Dotierungsstoffe im Spei
cherknoten 211 zum n-Dotierungsdiffusionsgebiet 203 hinwandern.
Dies wirft das Problem auf, daß das Dotierungsprofil eines MOS-
Transistors verändert wird, was die Charakteristiken des MOS-
Transistors verschlechtert. Weiterhin gibt es den Nachteil, daß
Dotanden vom Speicherknoten 211 wegdiffundieren und das p-Do
tierungsdiffusionsgebiet 205 zum Trennen der Elemente erreichen
und das Dotierungsprofil des p-Dotierungsdiffusionsgebietes 205
verändern. Im Ergebnis dessen gibt es das Problem, daß die
Leistungsfähigkeit der Elementetrennung auch verschlechtert
wird.
Um die erwähnten Probleme zu lösen, ist entsprechend der
fünften Ausführungsform der nitridierte Oxidfilm 210 zwischen
den Speicherknoten 211 und das n-Dotierungsdiffusionsgebiet 203
gelegt. Damit ist es möglich, Dotanden im Speicherknoten 211
wirksam daran zu hindern, in das n-Dotierungsdiffusionsgebiet
201 oder das p-Dotierungsdiffusionsgebiet 205 zu wandern. Im
Ergebnis dessen ist es möglich, die oben beschriebenen Nach
teile zu vermeiden.
Wie oben beschrieben, wird durch Nitridieren eines natürlichen
Oxidfilmes, der auf einer unteren Verbindungsschicht (auf einer
ersten leitenden Schicht) gebildet ist, nachdem das Kontakt
loch geöffnet wurde, bei jeder der oben genannten Ausführungs
formen eine nitridierte Oxidschicht gebildet. Dies ermöglicht
es auch, wirksam zu verhindern, daß durch Sauerstoff in der Um
gebungsluft, die in dem Falle, daß auf dem nitridierten Oxid
film unter Anwendung einer herkömmlichen CVD-Apparatur eine
obere Verbindungsschicht gebildet wird, in die Apparatur
gelangt, eine Oxidation verursacht wird. Es ist auch möglich,
wirksam das Wachsen einer Oxidschicht und die Diffusion von
Dotanden zwischen der oberen Verbindungsschicht und der unte
ren Verbindungsschicht in dem Falle zu verhindern, daß im nach
folgenden Prozeß eine Wärmebehandlung bei hoher Temperatur aus
geführt wird.
Obgleich bei diesem Ausführungsbeispiel ein Fall beschrieben
wurde, daß ein Dotierungsdiffusionsgebiet vom n-Typ eine poly
kristalline Siliziumschicht vom n-Typ ist, ist die Erfindung
darauf nicht beschränkt, und es ist möglich, daß das Dotie
rungsdiffusionsgebiet vom p-Typ und die polykristalline Sili
ziumschicht vom p-Typ ist. Die Erfindung ist auch auf einen
Fall anwendbar, bei dem die Leitungstypen eines Störstellen
diffusionsgebietes und einer polykristallinen Siliziumschicht
unterschiedlich sind. Insbesondere ist es möglich, daß das
Störstellendiffusionsgebiet vom n-Typ und die polykristalline
Siliziumschicht vom p-Typ ist, und es ist auch möglich, daß das
Störstellendiffusionsgebiet vom p-Typ und die polykristalline
Siliziumschicht von n-Typ ist. Weiterhin ist - obwohl im Aus
führungsbeispiel ein Beispiel für die Anwendung unter Verwen
dung eines nitridierten Oxidfilms gegeben wurde - die Erfindung
nicht darauf beschränkt, und andere Materialien können
verwendet werden, wenn sie einen ohmschen Kontakt bilden und
die Diffusion von Dotanden verhindern.
Wie die Fig. 15 und 16 zeigen, enthält eine Kontaktstruktur
zum Verbinden entsprechend einer sechsten Ausführungsform ein
Siliziumsubstrat 301, ein n-Störstellendiffusionsgebiet 303,
das in einem vorbestimmten Gebiet auf einer Hauptoberfläche des
Siliziumsubstrates 301 gebildet ist, eine Isolationsoxidschicht
302, die auf der gesamten Oberfläche des Siliziumsubstrates 301
gebildet ist und ein Kontaktloch 302a auf den n-Störstellen
diffusionsgebiet 303 hat, und eine polykristalline Silizium
schicht 304, die so gebildet ist, daß sie in Kontakt mit dem n-
Störstellendiffusionsgebiet 303 im Kontaktloch 302a steht und
sich auf die Isolationsoxidschicht 302 erstreckt. Bei der Kon
taktstruktur zum Verbinden entsprechend der sechsten Ausfüh
rungsform sind Stickstoffatome N an die Siliziumatome Si im
Siliziumsubstrat 301 gebunden, die im Kontaktabschnitt 303b
zwischen dem n-Dotierungsgebiet 303 und der polykristallinen
Siliziumschicht 304 gelegen sind. Es ist möglich, mit den
Stickstoffatomen N wirksam eine durch aus der Umgebungsluft
stammenden Sauerstoff bewirkte Oxidation zu verhindern, wenn
die polykristalline Siliziumschicht 304 mit einer herkömmli
chen CVD-Apparatur erzeugt wird. Die Wasserstoffatome H, die an
das Stickstoffatom N gebunden werden, sind dieselben wie die
Wasserstoffatome, die auf der Oberfläche eines normalen Sili
ziumsubstrates an den Siliziumatomen Si "hängen".
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 20
ein Herstellungsverfahren der Kontaktstruktur zum Verbinden
entsprechend der sechsten Ausführungsform beschrieben.
Zuerst wird - wie in Fig. 17 dargestellt - ein n-Dotierungs
diffusionsgebiet 303 in einem vorbestimmten Gebiet in der
Oberfläche des Siliziumsubstrates 301 gebildet. Eine Isola
tionsoxidschicht 302 wird auf der gesamten Oberfläche des Si
liziumsubstrates 301 gebildet. Ein Kontaktloch 302a wird in
einem Gebiet der Isolationsoxidschicht 302 gebildet, das auf
dem n-Dotierungsdiffusionsgebiet 303 gelegen ist. Die atomare
Anordnung in der Substratoberfläche 303a ist dieselbe wie
diejenige der Oberfläche eines normalen Siliziumsubstrates, in
dem Wasserstoffatome H an Siliziumatome Si gebunden sind, die
in der Nähe der Substratoberfläche 303a angeordnet sind. Wenn
die Substratoberfläche 303a durch das Kontaktloch 302a freige
legt wird, wird auf diesem Teil - wie in Fig. 18 dargestellt -
ein natürlicher Oxidfilm 305 gebildet. Dieser natürliche Oxid
film 305 wird mit einer Dicke von etwa 10 Å bei Normaltempe
ratur und Normaldruck gebildet. Die Atomanordnung im Grenzge
biet 303b zwischen dem natürlichen Oxidfilm 305 und dem n-Do
tierungsdiffusionsgebiet 303 hat jetzt die in Fig. 18 gezeigte
Struktur.
Insbesondere sind Sauerstoffatome O an Siliziumatome Si
gebunden, die in der Nähe des Grenzgebietes 303 liegen, und Si
liziumatome Si sind an die Sauerstoffatome O gebunden. Diese
Struktur wird beispielsweise in NIKKEI-MICRODEVICES 1991, 2, S.
56 bis 88 beschrieben.
Dann wird - wie in Fig. 19 dargestellt - der natürliche Oxid
film 305 mit hoher Geschwindigkeit thermisch nitridiert, um
einen nitridierten Oxidfilm 306 zu bilden.
Dann wird - wie in Fig. 20 dargestellt - der gebildete
nitridierte Oxidfilm 306 unter Verwendung von z. B. einer HF-
Lösung und hochreinem Wasser entfernt. Jetzt ist die Atoman
ordnung im Grenzgebiet 303b in diesem Zustand einer Anordnung,
bei der Stickstoffatome N in der Nähe des Grenzgebietes 303b an
die Siliziumatome Si gebunden sind, und Wasserstoffatome H sind
an die Stickstoffatome gebunden. Insbesondere ist die Struktur
derart, daß Stickstoffatome N in Art einer Schicht angeordnet
sind. Eine polykristalline Siliziumschicht 304 wird auf dem
Grenzgebiet 303b in diesem Zustand unter Verwendung einer her
kömmlichen CVD-Apparatur - wie in Fig. 15 dargestellt - gebil
det. Jetzt wird, wenn die polykristalline Siliziumschicht 304
mit einer herkömmlichen CVD-Apparatur gebildet wird, wie im
Falle eines herkömmlichen Verfahrens durch in die Apparatur
gelangten Sauerstoff eine Oxidation bewirkt. Jedoch wird, da im
Grenzgebiet 303b eine Stickstoffatome N enthaltende Schicht ge
bildet wird, Sauerstoff O wirksam daran gehindert, an Sili
ziumatome Si im Siliziumsubstrat 301 gebunden zu werden. Der
Grund, warum es möglich ist, ein Eindringen von Sauerstoff O
bei dieser Ausführungsform durch die Stickstoffatome N zu
verhindern, ist der, daß die Bindungsenergie im Vergleich zur
herkömmlichen Struktur, bei der Wasserstoffatome H an Sili
ziumatome Si gebunden sind, durch Dazwischenlagern von Stick
stoffatomen N zwischen die Wasserstoffatome H und die Sili
ziumatome Si und Anbinden der Stickstoffatome N an die Was
serstoffatome H und die Siliziumatome Si erhöht wird. Speziell
ist beim sechsten Ausführungsbeispiel, während die Bindungs
energie von Wasserstoffatomen H und Siliziumatomen Si 71
kcal/mol bei der herkömmlichen Struktur der atomaren Anordnung
ist, die Bindungsenergie 180 kcal/mol, entsprechend der Summe
der Bindungsenergie von 75 kcal/mol von Wasserstoffatomen H und
Stickstoffatomen N und der Bindungsenergie von 105 kcal/mol von
Stickstoffatomen N und Siliziumatomen Si. Die Sauerstoffatome O
benötigen für ein Eindringen bei diesem Ausführungsbeispiel
eine die Bindungsenergie von 180 kcal/mol übersteigende
Energie. Damit ist es bei diesem Ausführungsbeispiel möglich,
gegenüber dem Fall eines herkömmlichen Verfahrens das Eindrin
gen von Sauerstoffatomen O wirksam zu verhindern. Damit wird
die Erzeugung eines natürlichen Oxidfilmes gehemmt. Im Ergeb
nis dessen kann die Varianz des Kontaktwiderstandes klein ge
macht werden, und der Kontaktwiderstand kann verringert werden.
Fig. 21 ist eine charakteristische graphische Darstellung, in
der das herkömmliche Verfahren und das Verfahren entsprechend
dem sechsten Ausführungsbeispiel im Hinblick auf die Beziehung
zwischen der Kontaktfläche und dem Mittelwert des Kontaktwider
standes miteinander verglichen werden. Fig. 22 ist eine cha
rakterische graphische Darstellung, in der das herkömmliche
Verfahren und das Verfahren entsprechend dem sechsten Ausfüh
rungsbeispiel im Hinblick auf die Beziehung zwischen der Kon
taktfläche und der Varianz des Kontaktwiderstandes miteinander
verglichen werden. Wie die Fig. 21 und 22 zeigen, ist die
Kontaktfläche S (µm2) auf der Abszisse aufgetragen, und der
Mittelwert oder die Varianz (Ω) des Kontaktwiderstandes sind
auf der Ordinate aufgetragen. Wie Fig. 21 zeigt, erhöht sich
der Mittelwert des Kontaktwiderstandes, wenn die Kontaktfläche
kleiner wird. Beim herkömmlichen Herstellungsverfahren wird
zwischen einer polykristallinen Siliziumschicht und einem mit
der polykristallinen Siliziumschicht verbundenen Störstellen
gebiet infolge der durch in eine CVD-Apparatur gelangten Sauer
stoff bei einer Temperatur von 400°C bis 700°C bewirkten
Oxidation eine dicke Oxidschicht gebildet, wenn die polykri
stalline Siliziumschicht durch einen CVD-Prozeß hergestellt
wird. Im Ergebnis dessen wird der Kontaktwiderstand erhöht.
Diese Tendenz wird umso bedeutsamer, je kleiner die Kontakt
fläche wird. Daher ist bei einem herkömmlichen Verfahren der
Anstieg des Kontaktwiderstandes mit abnehmender Kontaktfläche S
steil. Andererseits kann bei dem Verfahren nach dem sechsten
Ausführungsbeispiel der Erfindung, das den Schritt des Ent
fernes des oben beschriebenen nitridierten Oxidfilmes enthält,
die Anwesenheit einer Stickstoffatome N enthaltenden Schicht
die durch in die Apparatur gelangten Sauerstoff und die Wärme
in der CVD-Apparatur bewirkte, oben beschriebene Oxidation
unterdrücken. Entsprechend dem sechsten Ausführungsbeispiel ist
es daher möglich, den Kontaktwiderstand im Vergleich zu einem
herkömmlichen Verfahren zu verringern. Außerdem ist es möglich,
den Anstieg des Mittelwertes des Kontaktwiderstandes mit der
Verringerung der Kontaktfläche S gegenüber einem herkömmlichen
Verfahren zu verringern.
Wie Fig. 221 zeigt, gibt es bezüglich der Varianz des Kontakt
widerstandes Einflüsse der Dicke eines durch das herkömmliche
Verfahren gebildeten Oxidfilmes, wobei aus dem Grund, daß die
während der Bildung einer polykristallinen Siliziumschicht in
die CVD-Apparatur gelangte Sauerstoffmenge schwankt o. ä.,
Schwankungen in der Dicke des Oxidfilms. Die Schwankungen
werden besonders bedeutsam, wenn die Kontaktfläche kleiner
wird. Bei einem herkömmlichen Verfahren ist der Gradient des
Anstieges der Varianz des Kontaktwiderstandes entsprechend der
Verringerung der Kontaktfläche S hoch. Entsprechend der
sechsten Ausführungsform wird andererseits die oben
beschriebene Oxidation, die durch den in die CVD-Apparatur
gelangten Sauerstoff und die hohen Temperaturen bewirkt wird,
durch an die Siliziumatome Si auf der Oberfläche des Silizium
substrates gebundenen Stickstoffatome N unterdrückt, so daß die
Dicke eines gebildeten Oxidfilmes und die Schwankungen in der
Dicke auch kleiner werden. Dementsprechend ist es auch möglich,
den Gradienten des Anstiegs der Varianz des Kontaktwiderstandes
mit der Verringerung der Kontaktfläche S zu verkleinern.
Wie oben beschrieben, wird bei einer Halbleitereinrichtung
entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ein nitri
dierter Oxidfilm mit einer Dicke, die zum Fließen eines Tunnel
stromes ausreicht, zwischen eine erste leitende Schicht und
eine zweite leitende Schicht gelegt, so daß die Bildung einer
dicken Oxidschicht zwischen der ersten leitenden Schicht und
der zweiten leitenden Schicht wirksam verhindert wird. Im
Ergebnis dessen ist es möglich, einen befriedigenden ohmschen
Kontakt zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten
leitenden Schicht zu erhalten. Außerdem hindert der nitridierte
Oxidfilm Dotierungsatome in der ersten leitenden Schicht und
Dotierungsatome in der zweiten leitenden Schicht daran, in die
jeweils andere Schicht zu diffundieren, so daß es möglich ist,
wirksam Änderungen in der Störstellenkonzentration in der
ersten leitenden Schicht zu verhindern.
Bei einer Halbleitereinrichtung nach einem anderen Aspekt der
Erfindung ist auf einer ersten leitenden Schicht eine Isolier
schicht so gebildet, daß sie einen Kontaktabschnitt der ersten
leitenden Schicht freiläßt, eine zweite leitende Schicht ist so
gebildet, daß sie mindestens die Öffnung ausfüllt, und ein
dünner Film aus einem Material mit hinreichender Dicke, um das
Wandern von Dotierungsatomen zwischen der ersten leitenden
Schicht und der zweiten leitenden Schicht zu verhindern und
einen ohmschen Kontakt zwischen der ersten leitenden Schicht
und der zweiten leitenden Schicht herzustellen, ist in der
Öffnung zwischen die erste leitende Schicht und die zweite
leitende Schicht gelegt, so daß Dotierungsatome in der ersten
leitenden Schicht und Dotierungsatome in der zweiten leitenden
Schicht wirksam daran gehindert werden, in die jeweils andere
Schicht zu diffundieren, womit es möglich wird, Änderungen in
der Störstellenkonzentration in der ersten leitenden Schicht
wirksam zu verhindern.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrich
tung entsprechend der Erfindung wird auf einer ersten leitenden
Schicht ein natürlicher Oxidfilm gebildet, der natürliche Oxid
film wird bearbeitet, um einen bearbeiteten Oxidfilm mit einer
hinreichenden Dicke zu erhalten, um das Wandern von Dotierungs
stoffen zwischen der ersten leitenden Schicht und der zweiten
leitenden Schicht zu verhindern und einen ohmschen Kontakt zwi
schen der ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden
Schicht zu bilden, und die zweite leitende Schicht wird in
einem über den bearbeiteten Oxidfilm vermittelten Kontakt der
ersten leitenden Schicht gebildet, so daß es möglich ist,
wirksam die Diffusion von Dotierungsstoffen zwischen der ersten
und zweiten leitenden Schicht in einem späteren Wärmebehand
lungsprozeß zu verhindern. Außerdem ist es, wenn als bearbei
teter Oxidfilm ein nitridierter Oxidfilm verwendet wird,
möglich, wirksam das Wachsen einer Oxidschicht zwischen der
ersten leitenden Schicht und der zweiten leitenden Schicht auch
dann zu verhindern, wenn in einem späteren Verfahren ein Wärme
behandlungsschritt in einer Sauerstoffatmosphäre ausgeführt
wird.
Bei einer Halbleitereinrichtung nach einem weiteren Aspekt der
Erfindung wird in einem Kontaktabschnitt zwischen einer ersten
leitenden Schicht und einer zweiten leitenden Schicht eine
Stickstoffatome enthaltende Schicht gebildet, womit es möglich
wird, eine durch in eine CVD-Apparatur gelangten Sauerstoff
und/oder eine Wärmebehandlung bewirkte Oxidation während der
Bildung der zweiten leitenden Schicht durch die Stickstoffatome
enthaltende Schicht zu unterdrücken.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung
nach einem weiteren Aspekt wird ein natürlicher Oxidfilm, der
auf einer ersten leitenden Schicht gebildet ist, nitridiert,
um einen nitridierten Oxidfilm zu bilden, der nitridierte Oxid
film wird entfernt, und eine zweite leitende Schicht wird
gebildet, so daß auf der Oberfläche der ersten leitenden
Schicht, von der der nitridierte Oxidfilm entfernt wurde, eine
Stickstoffatome enthaltende Schicht ausgebildet wurde. Damit
ist es möglich, durch die Stickstoffatome enthaltende Schicht
eine Oxidation in einem späteren Verfahrensschritt zu
verhindern.
Claims (28)
1. Halbleitereinrichtung mit einer ersten und einer zweiten
leitenden Schicht (3, 5a), die über einen nitridierten Oxidfilm
(4) mit hinreichender Dicke, um durch ihn hindurch das Fließen
eines Tunnelstromes zu ermöglichen, in Kontakt miteinander
stehen.
2. Halbleitereinrichtung mit,
einer ersten leitenden Schicht (3),
einer Isolierschicht (2) auf der ersten leitenden Schicht (3) mit einer Kontaktöffnung (2a), in der ein Kontaktabschnitt der ersten leitenden Schicht (3) freigelegt ist,
einer zweiten leitenden Schicht (5a) auf der Isolierschicht (2), die mindestens einen Teil der Kontaktöffnung (2a) ausfüllt,
einer dünnen Schicht (4) eines Materials, das das Wandern von Dotierungsatomen zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht innerhalb der Kontaktöffnung (2a) unterdrückt, wobei das Material eine hinreichende Dicke aufweist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht (3, 5a) herzustellen.
einer ersten leitenden Schicht (3),
einer Isolierschicht (2) auf der ersten leitenden Schicht (3) mit einer Kontaktöffnung (2a), in der ein Kontaktabschnitt der ersten leitenden Schicht (3) freigelegt ist,
einer zweiten leitenden Schicht (5a) auf der Isolierschicht (2), die mindestens einen Teil der Kontaktöffnung (2a) ausfüllt,
einer dünnen Schicht (4) eines Materials, das das Wandern von Dotierungsatomen zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht innerhalb der Kontaktöffnung (2a) unterdrückt, wobei das Material eine hinreichende Dicke aufweist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der ersten und der zweiten leitenden Schicht (3, 5a) herzustellen.
3. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung mit,
einer ersten leitenden Schicht (3),
einer Isolierschicht (2), die auf der ersten leitenden Schicht (3) gebildet ist und eine Öffnung (2a) auf der ersten leitenden Schicht (3) hat,
einem nitridierten Oxidfilm (4), der so gebildet ist, daß er mit der ersten leitenden Schicht (3) mindestens in der Öffnung (2a) in Kontakt steht, und
einer zweiten leitenden Schicht (5a), die auf dem nitridierten Oxidfilm (4) so gebildet ist, daß sie in Kontakt mit dem nitridierten Oxidfilm (4) steht.
einer ersten leitenden Schicht (3),
einer Isolierschicht (2), die auf der ersten leitenden Schicht (3) gebildet ist und eine Öffnung (2a) auf der ersten leitenden Schicht (3) hat,
einem nitridierten Oxidfilm (4), der so gebildet ist, daß er mit der ersten leitenden Schicht (3) mindestens in der Öffnung (2a) in Kontakt steht, und
einer zweiten leitenden Schicht (5a), die auf dem nitridierten Oxidfilm (4) so gebildet ist, daß sie in Kontakt mit dem nitridierten Oxidfilm (4) steht.
4. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der nitridierte Oxidfilm (4) eine Dicke hat, die die
Bildung eines ohmschen Kontakts zwischen der ersten leitenden
Schicht (3) und der zweiten leitenden Schicht (5a) ermöglicht.
5. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der nitridierte Oxidfilm (4) eine Dicke von höchstens 20 Å
hat.
6. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite leitende Schicht eine mit Dotierungsstoffen do
tierte polykristalline Siliziumschicht (5a) aufweist, die auf
dem nitridierten Oxidfilm (4) gebildet ist.
7. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die zweite leitende Schicht (5a) eine Silizidschicht (15),
die auf der polykristallinen Siliziumschicht gebildet ist,
aufweist.
8. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste leitende Schicht ein in einer
Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates (1) gebildetes
Dotierungsgebiet (3) aufweist.
9. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die erste leitende Schicht eine polykristalline
Siliziumschicht (23) aufweist.
10. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der nitridierte Oxidfilm einen Silizium-/nitridierten Oxid
film (4) aufweist.
11. Kontaktstruktur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Silizium-/nitridierte Oxidfilm (4) eine Struktur von:
hat.
12. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung mit
einer ersten leitenden Schicht (33),
einer auf der ersten leitenden Schicht (33) so gebildeten ersten Isolierschicht (32), das sie eine erste Öffnung (32a) auf der ersten leitenden Schicht (33) aufweist,
einem ersten nitridierten Oxidfilm (34), der mindestens auf der ersten leitenden Schicht (33) in der ersten Öffnung (32a) gebildet ist,
einer auf dem ersten nitridierten Oxidfilm (34) gebildeten zweiten leitenden Schicht (35),
einer auf der zweiten leitenden Schicht (35) gebildeten zweiten Isolierschicht (32), die so gebildet ist, daß sie eine zweite Öffnung (32b) auf der zweiten leitenden Schicht (35) hat,
einem zweiten nitridierten Oxidfilm (36), der mindestens auf der zweiten leitenden Schicht (35) in der zweiten Öffnung (32b) gebildet ist, und
einer auf dem zweiten nitridierten Oxidfilm gebildeten dritten leitenden Schicht (37).
einer ersten leitenden Schicht (33),
einer auf der ersten leitenden Schicht (33) so gebildeten ersten Isolierschicht (32), das sie eine erste Öffnung (32a) auf der ersten leitenden Schicht (33) aufweist,
einem ersten nitridierten Oxidfilm (34), der mindestens auf der ersten leitenden Schicht (33) in der ersten Öffnung (32a) gebildet ist,
einer auf dem ersten nitridierten Oxidfilm (34) gebildeten zweiten leitenden Schicht (35),
einer auf der zweiten leitenden Schicht (35) gebildeten zweiten Isolierschicht (32), die so gebildet ist, daß sie eine zweite Öffnung (32b) auf der zweiten leitenden Schicht (35) hat,
einem zweiten nitridierten Oxidfilm (36), der mindestens auf der zweiten leitenden Schicht (35) in der zweiten Öffnung (32b) gebildet ist, und
einer auf dem zweiten nitridierten Oxidfilm gebildeten dritten leitenden Schicht (37).
13. Kontaktstruktur nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl der erste als auch der zweite nitridierte Oxidfilm
(34, 36) eine Dicke hat, die die Bildung eines ohmschen
Kontakts zwischen den leitenden Schichten unterhalb und
oberhalb des ersten und des zweiten nitridierten Oxidfilmes
ermöglicht.
14. Halbleiterspeichereinrichtung mit:
einem Substrat (1) mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Dotierungsgebieten (3, 113), die Source- und Drain-Gebiete bilden und mit einem Abstand voneinander in der Hauptoberfläche des Substrates (1) angeordnet sind, wobei zwischen den Dotierungsgebieten ein Kanalgebiet gebildet ist, einer auf einem Gateisolierfilm (116) über dem Kanalgebiet liegenden Gateelektrode (118),
einer Ladungsspeicherkondensatorelektrode (115), die auf einer dielektrischen Kondensatorschicht (114) über einem des Paares von Dotierungsgebieten (113) liegt,
einer das Substrat (1) bedeckenden und eine Kontaktöffnung (2a), die das andere des Paares von Dotierungsgebieten (3) freilegt, enthaltenden Isolierschicht (2) und
einer Bitleitung (5a, 6), die über der Isolierschicht (2) liegt und über die Kontaktöffnung (2a) mit dem Dotierungsgebiet (3) in Kontakt steht,
wobei die Bitleitung eine leitende Schicht (5a) in Kontakt mit dem Dotierungsgebiet (3) über einen dünnen Film (4) eines Materials, das das Wandern von Dotanden zwischen der leitenden Schicht (5a) und dem Dotierungsgebiet (3) unterdrückt, aufweist, wobei das Material von einer hinreichenden Dicke ist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der leitenden Schicht (5a) und dem Dotierungsgebiet (3) herzustellen.
einem Substrat (1) mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Dotierungsgebieten (3, 113), die Source- und Drain-Gebiete bilden und mit einem Abstand voneinander in der Hauptoberfläche des Substrates (1) angeordnet sind, wobei zwischen den Dotierungsgebieten ein Kanalgebiet gebildet ist, einer auf einem Gateisolierfilm (116) über dem Kanalgebiet liegenden Gateelektrode (118),
einer Ladungsspeicherkondensatorelektrode (115), die auf einer dielektrischen Kondensatorschicht (114) über einem des Paares von Dotierungsgebieten (113) liegt,
einer das Substrat (1) bedeckenden und eine Kontaktöffnung (2a), die das andere des Paares von Dotierungsgebieten (3) freilegt, enthaltenden Isolierschicht (2) und
einer Bitleitung (5a, 6), die über der Isolierschicht (2) liegt und über die Kontaktöffnung (2a) mit dem Dotierungsgebiet (3) in Kontakt steht,
wobei die Bitleitung eine leitende Schicht (5a) in Kontakt mit dem Dotierungsgebiet (3) über einen dünnen Film (4) eines Materials, das das Wandern von Dotanden zwischen der leitenden Schicht (5a) und dem Dotierungsgebiet (3) unterdrückt, aufweist, wobei das Material von einer hinreichenden Dicke ist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der leitenden Schicht (5a) und dem Dotierungsgebiet (3) herzustellen.
15. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch
gekennzeichnet, daß der dünne Film des Materials ein
nitridierter Oxidfilm (4) ist.
16. Halbleiterspeichereinrichtung mit
einem Substrat (201) mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Dotierungsgebieten (203, 204), die ein Source- und ein Drain-Gebiet bilden, die mit einem Abstand voneinander in der Hauptoberfläche des Substrates (201) gebildet sind,
wobei zwischen den Dotierungsgebieten (203, 204) ein Kanalge biet gebildet ist,
einer auf einem Gateisolierfilm (206) über dem Kanalgebiet liegenden Gateelektrode (207),
einer mit einem (203) des Paares von Dotierungsgebieten in Kontakt stehenden Ladungsspeicher-Kondensatorelektrode (211), einer das Substrat (201) bedeckenden und eine Kontaktöffnung, die das andere (204) des Paares von Dotierungsgebieten freilegt, enthaltenden Isolierschicht (213) und
einer Bitleitung (208, 209), die über der Isolierschicht (213) liegt und über die Kontaktöffnung in Kontakt mit dem Dotie rungsgebiet (204) steht, wobei die Kondensatorelektrode eine leitende Schicht (211) in Kontakt mit dem Dotierungsgebiet (203) über einen dünnen Film (210) eines Materials aufweist, der das Wandern von Dotanden zwischen der leitenden Schicht (211) und dem Dotierungsgebiet (203) unterdrückt, wobei das Ma terial (210) von hinreichender Dicke ist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der leitenden Schicht (211) und dem Dotie rungsgebiet (203) herzustellen.
einem Substrat (201) mit einer Hauptoberfläche,
einem Paar von Dotierungsgebieten (203, 204), die ein Source- und ein Drain-Gebiet bilden, die mit einem Abstand voneinander in der Hauptoberfläche des Substrates (201) gebildet sind,
wobei zwischen den Dotierungsgebieten (203, 204) ein Kanalge biet gebildet ist,
einer auf einem Gateisolierfilm (206) über dem Kanalgebiet liegenden Gateelektrode (207),
einer mit einem (203) des Paares von Dotierungsgebieten in Kontakt stehenden Ladungsspeicher-Kondensatorelektrode (211), einer das Substrat (201) bedeckenden und eine Kontaktöffnung, die das andere (204) des Paares von Dotierungsgebieten freilegt, enthaltenden Isolierschicht (213) und
einer Bitleitung (208, 209), die über der Isolierschicht (213) liegt und über die Kontaktöffnung in Kontakt mit dem Dotie rungsgebiet (204) steht, wobei die Kondensatorelektrode eine leitende Schicht (211) in Kontakt mit dem Dotierungsgebiet (203) über einen dünnen Film (210) eines Materials aufweist, der das Wandern von Dotanden zwischen der leitenden Schicht (211) und dem Dotierungsgebiet (203) unterdrückt, wobei das Ma terial (210) von hinreichender Dicke ist, um einen ohmschen Kontakt zwischen der leitenden Schicht (211) und dem Dotie rungsgebiet (203) herzustellen.
17. Halbleiterspeichereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der dünne Film ein nitridierter Oxidfilm
(210) ist.
18. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur zwischen
einer ersten und einer zweiten leitenden Schicht in Kontakt
miteinander in einer Halbleitereinrichtung mit den Schritten:
Ausbilden eines Oxidfilmes (8; 305) auf der ersten leitenden Schicht (1; 301);
Bearbeiten des Oxidfilmes (8; 305), um einen bearbeiteten Oxidfilm (4; 306) aus einem Material zu erzeugen, das das Wandern von Dotierungsstoffen hemmt, und mit einer Dicke, die zur Ausbildung eines ohmschen Kontaktes ausreicht, und
Bilden der zweiten leitenden Schicht (5) in Kontakt mit der ersten leitenden Schicht über die bearbeitete Oxidschicht.
Ausbilden eines Oxidfilmes (8; 305) auf der ersten leitenden Schicht (1; 301);
Bearbeiten des Oxidfilmes (8; 305), um einen bearbeiteten Oxidfilm (4; 306) aus einem Material zu erzeugen, das das Wandern von Dotierungsstoffen hemmt, und mit einer Dicke, die zur Ausbildung eines ohmschen Kontaktes ausreicht, und
Bilden der zweiten leitenden Schicht (5) in Kontakt mit der ersten leitenden Schicht über die bearbeitete Oxidschicht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schritt des Bearbeitens des Oxidfilmes (8; 305) zur
Erzeugung eines bearbeiteten Oxidfilmes (4; 306) den Schritt
des Nitridierens des Oxidfilmes zur Erzeugung eines nitridier
ten Oxidfilmes aufweist.
20. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach
Anspruch 18 oder 19 mit den Schritten:
Bilden einer ersten leitenden Schicht (3),
Bilden einer Isolierschicht (2) mit einer Öffnung (2a) auf der ersten leitenden Schicht (3),
Bilden eines Oxidfilmes (8) auf der ersten leitenden Schicht (3) in der Öffnung,
Bilden eines nitridierten Oxidfilmes (4) durch Nitridieren des Oxidfilmes (8) und
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (5a) auf dem nitridierten Oxidfilm (8).
Bilden einer ersten leitenden Schicht (3),
Bilden einer Isolierschicht (2) mit einer Öffnung (2a) auf der ersten leitenden Schicht (3),
Bilden eines Oxidfilmes (8) auf der ersten leitenden Schicht (3) in der Öffnung,
Bilden eines nitridierten Oxidfilmes (4) durch Nitridieren des Oxidfilmes (8) und
Bilden einer zweiten leitenden Schicht (5a) auf dem nitridierten Oxidfilm (8).
21. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach einem
der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der
Oxidfilm (8) einen natürlichen Oxidfilm aufweist.
22. Kontaktstruktur zwischen zwei leitenden Schichten in einer
Halbleitereinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der nitridierte Oxidfilm eine Dicke
hat, die es gewährleistet, daß die erste leitende Schicht (3)
und die zweite leitende Schicht (5a) in ohmschem Kontakt mit
einander stehen.
23. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach einem
der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der nitri
dierte Oxidfilm (4) eine Dicke von höchsten von 20 Å hat.
24. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach
Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des
Bildens des natürlichen Oxidfilmes (8) dadurch ausgeführt wird,
daß die Oberfläche der ersten leitenden Schicht (3) in der
Öffnung (2a) Luft bei Normaltemperatur und Normaldruck ausge
setzt wird.
25. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach einem
der Ansprüche 18 bis 21, 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Bearbeitens des Oxidfilmes (8) einen
Schritt des thermischen Nitridierens des Oxidfilmes in einer
stickstoffhaltigen Atmosphäre aufweist.
26. Verfahren zur Herstellung einer Kontaktstruktur nach einem
der Ansprüche 18 bis 21 oder 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt des Bearbeitens des Oxidfilmes (8) einen
Schritt des thermischen Nitridierens des Oxidfilmes in einer
Ammoniakgas(NH3)-Atmosphäre bei einer Temperatur von mindestens
700°C von etwa 30 sec. aufweist.
27. Halbleitereinrichtung mit
einer ersten leitenden Schicht (301),
einer zweiten leitenden Schicht (305) in Kontakt mit der ersten leitenden Schicht (301) und
einer Stickstoffatome (N) enthaltenden Schicht, die in einem Kontaktabschnitt (303b) zwischen der ersten leitenden Schicht (301) und der zweiten leitenden Schicht (305) gebildet ist.
einer ersten leitenden Schicht (301),
einer zweiten leitenden Schicht (305) in Kontakt mit der ersten leitenden Schicht (301) und
einer Stickstoffatome (N) enthaltenden Schicht, die in einem Kontaktabschnitt (303b) zwischen der ersten leitenden Schicht (301) und der zweiten leitenden Schicht (305) gebildet ist.
28. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit
einem Aufbau, bei dem eine erste leitende Schicht und eine
zweite leitende Schicht in Kontakt miteinander sind, mit den
Schritten:
Bilden eines natürlichen Oxidfilmes (305) auf der ersten leitenden Schicht (301),
Nitridieren des natürlichen Oxidfilmes (305) zur Bildung eines nitridierten Oxidfilmes (306),
Entfernen des nitridierten Oxidfilmes (306) und
Bilden der zweiten leitenden Schicht.
Bilden eines natürlichen Oxidfilmes (305) auf der ersten leitenden Schicht (301),
Nitridieren des natürlichen Oxidfilmes (305) zur Bildung eines nitridierten Oxidfilmes (306),
Entfernen des nitridierten Oxidfilmes (306) und
Bilden der zweiten leitenden Schicht.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22027691 | 1991-08-30 | ||
JP4020204A JP2756886B2 (ja) | 1991-08-30 | 1992-02-05 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4228679A1 true DE4228679A1 (de) | 1993-03-11 |
DE4228679C2 DE4228679C2 (de) | 1997-01-09 |
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---|---|---|---|---|
US6586345B1 (en) | 1998-02-23 | 2003-07-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a semiconductor device wiring layer having an oxide layer between the polysilicon and silicide layers |
US6602785B1 (en) | 1999-09-02 | 2003-08-05 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a conductive contact on a substrate and method of processing a semiconductor substrate using an ozone treatment |
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Families Citing this family (6)
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---|---|---|---|---|
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US7084423B2 (en) | 2002-08-12 | 2006-08-01 | Acorn Technologies, Inc. | Method for depinning the Fermi level of a semiconductor at an electrical junction and devices incorporating such junctions |
US6833556B2 (en) | 2002-08-12 | 2004-12-21 | Acorn Technologies, Inc. | Insulated gate field effect transistor having passivated schottky barriers to the channel |
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0174773A2 (de) * | 1984-09-14 | 1986-03-19 | Stc Plc | Halbleiteranordnung mit Verbindungsschichten |
Family Cites Families (6)
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---|---|---|---|---|
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JPS62298168A (ja) * | 1986-06-18 | 1987-12-25 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JPS63182859A (ja) * | 1987-01-26 | 1988-07-28 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置 |
US5063423A (en) * | 1989-04-28 | 1991-11-05 | Nippondenso Co., Ltd. | Semiconductor memory device of a floating gate tunnel oxide type |
US5017979A (en) * | 1989-04-28 | 1991-05-21 | Nippondenso Co., Ltd. | EEPROM semiconductor memory device |
US5150179A (en) * | 1990-07-05 | 1992-09-22 | Texas Instruments Incorporated | Diffusionless source/drain conductor electrically-erasable, electrically-programmable read-only memory and method for making and using the same |
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Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
EP0174773A2 (de) * | 1984-09-14 | 1986-03-19 | Stc Plc | Halbleiteranordnung mit Verbindungsschichten |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
H. ARIMA, N. AJIKA, M. OHI, T. MATSUKAWA, N. TSUBOUCHI: A High Density High Performance Cell for 4MBit Full Feature Electrically Erasable/Programmable Read-Only Memory * |
H. HWANG, W. TING, B. MAITI, D.-L. KWONG, J. LEE: Electrical Characteristics of Ultrathin Oxynitride Gate Dielectric Prepared by Rapid Thermal Oxidation of Si in N¶2¶O, in: Appl. Phys. Lett. 57 (10), 1990, S. 1010-1011 * |
in: Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 30, No. 3A, 1991, S. L334-L337 * |
M. ANDO, T. OKAZAWA, H. FURUTA, M. OHKAWA, J. MONDEN, N. KODAMA, K. ABE, H. ISHIHARA, I. SASAKI: A0.1muA Standby Current, Ground-Bounce- Immune 1-MBit CMOS SRAM, in: IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol. 24, No. 6, 1989, * |
M.M. MOSLEHI, K.C. SARASWAT, S.C. SHATAS: Rapid Thermal Nitridation of SiO¶2¶ Nitroxide Thin Dielectrics, in: Appl. Phys. Lett. 47 (10), 1985, S. 1113-1115 * |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6586345B1 (en) | 1998-02-23 | 2003-07-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing a semiconductor device wiring layer having an oxide layer between the polysilicon and silicide layers |
US6602785B1 (en) | 1999-09-02 | 2003-08-05 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a conductive contact on a substrate and method of processing a semiconductor substrate using an ozone treatment |
DE10253164B3 (de) * | 2002-11-14 | 2004-06-17 | Infineon Technologies Ag | Speicherzellenfeld |
US6940123B2 (en) | 2002-11-14 | 2005-09-06 | Infineon Technologies Ag | Memory cell array |
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