JP2000150418A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JP2000150418A
JP2000150418A JP11308876A JP30887699A JP2000150418A JP 2000150418 A JP2000150418 A JP 2000150418A JP 11308876 A JP11308876 A JP 11308876A JP 30887699 A JP30887699 A JP 30887699A JP 2000150418 A JP2000150418 A JP 2000150418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
tiw
electrode
substrate
barrier metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP11308876A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3096461B2 (ja
Inventor
Katsuya Komuro
勝哉 小室
Fumimasa Kitabayashi
文政 北林
Kazuhisa Kagawa
和久 香川
Akihisa Taniguchi
明久 谷口
Akihisa Okawa
晃久 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP11308876A priority Critical patent/JP3096461B2/ja
Publication of JP2000150418A publication Critical patent/JP2000150418A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3096461B2 publication Critical patent/JP3096461B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極剥離に強い半導体装置の電極構造とその
製造方法を提供すること。 【解決手段】 バリアメタル30aを、第1のTiW層
301,TiWO層302,第2のTiW層303から
なる3層構造とし、このバリアメタル層30aの蒸着の
際に,その雰囲気中のO2の量を制御することにより、
3層構造を実現

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置及びその製
造方法に関し、特に高周波トランジスタ装置等に用いら
れるバイポーラトランジスタの電極の剥離防止を図った
ものに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3は従来のバイポーラトランジスタの
電極近傍の構造を示す断面図であり、図において、7は
Si基板、6はこのSi基板7の一部に形成されたベー
ス領域、5はさらにベース領域6の一部に形成されたエ
ミッタ領域である。また4はエミッタ領域5、及びベー
ス領域6の一部を除いて基板全面に形成されたSiO2
膜、3aは電極部のバリアメタルとなる蒸着されたTi
W層であり、後述するAu電極形成時に該電極とSi基
板7とが反応するのを防止するためのものである。2a
は電極をメッキ形成する時の給電層となるスパッタAu
層、10a,10bはメッキにより形成されるエミッタ
及びベースメッキAu電極、8は電極10a,10bの
保護のためのパッシベーション膜として作用するガラス
コートである。
【0003】次に製造方法について図4を参照しつつ説
明する。まず図4(a) に示すように、シリコン基板7に
不純物を注入してベース領域6及びエミッタ領域5を形
成した状態で、後に電極を形成する領域(コンタクト領
域)を除いて絶縁膜となるSiO2層4を形成する。
【0004】次に図4(b) に示すように、シリコン基板
7と後述するAu電極とのバリアのために、TiW層3
をAr雰囲気中で約300ナノメートルの厚さまで蒸着
し、次いで、この上に電極形成時のメッキのための給電
層となるスパッタAu層2を約100ナノメートルの厚
さにスパッタ法を用いて堆積する。さらに電極が形成さ
れる領域を除いてレジスト9を塗布・パターニングす
る。
【0005】次に図4(c) に示すように、上記スパッタ
Au層2を給電層として、Auをメッキし、厚さ約16
00ナノメートルのメッキAu電極10a,10bを形
成したのちレジスト9を除去し、ウエットエッチングに
よって不要部分のスパッタAu層2,TiW層3を除去
して図4(d) に示す構造を得る。このとき電極10近傍
のスパッタAu層2,TiW層3もエッチングされて、
残存するスパッタAu層2a,TiW層3aは電極10
a,10bの底部部分程度のものとなる。この後全面に
ガラスコート8を形成して図3の構造とする。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されており、バリアメタルとして用いら
れているTiW層はAuとの付着強度は強いが、円柱状
の結晶粒を束ねたような密度の低い膜であるため熱処理
時に縦方向の結晶粒界に沿った粒界拡散が生じやすく、
Au電極とSi基板との間のバリアメタルとしての特性
は十分ではなく、このためAu原子がTiW層の柱状構
造のすき間に侵入し、これがSi基板まで至るとTiW
層とSi基板との付着強度の低下を招いて電極が剥離す
るという問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、バリアメタルとしての信頼性を
維持しつつ電極の剥離を防止できる半導体装置を得るこ
とを目的としており、さらには、これに適した製造方法
を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、バリアメタルを、第1のTiW層,TiWO層,
第2のTiW層を積層してなる3層構造のものとしたも
のである。
【0009】また、上記3層構造のバリアメタルを形成
する方法として、第1,第2のTiW層をAr雰囲気中
の蒸着により形成し、第1,第2のTiW層の間のTi
WO層を10%程度の酸素を含んだAr雰囲気中で蒸着
するようにしたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、下地Si基板との密着性
に優れたTiW等の第1の金属層,結晶粒界の少ないT
iWO等の第3の金属層,電極との密着性に優れたTi
W等の第2の金属層からなる3層構造のバリアメタルを
持つので、下地Si基板及びAu電極と接する層は第
1,第2のTiW層によって強い付着強度が得られ、ま
た第1,第2のTiW層の間に存在するTiWO層によ
ってAu原子の下地Si基板への侵入が妨げられる。
【0011】また、蒸着する雰囲気を変えるだけで上記
3層構造を有するバリアメタルを容易に形成できる。
【0012】
【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例を図につ
いて説明する。図1はこの発明の第1の実施例によるバ
イポーラトランジスタのベース電極付近の構造を示す図
であり、図3と同一符号は同一または相当部分を示し、
図において、30aはバリアメタルであり、基板側か
ら、第1のTiW層301,TiWO層302,第2の
TiW層303を順次積層して構成されている。
【0013】次に製造方法について説明する。説明を簡
略化するためにここではベース電極側を例にとって説明
する。まず、図2(a) に示すように、基板の所定領域に
不純物拡散によってベース領域6,エミッタ領域(図示
せず)が形成され、さらにコンタクト部分を除いて絶縁
膜となるSiO2層4が形成された基板を用意する。
【0014】次いで図2(b) に示すように、アルゴン
(Ar)雰囲気中で第1のTiW層301を蒸着する。
この第1のTiW層301は後述するTiWO層に比
べ、Si基板との付着強度は強い。
【0015】次に図2(c) に示すように、10%程度の
酸素(O2)を含むAr雰囲気中でTiWO層302を
蒸着する。TiWO層302はTiO層の結晶粒界が酸
素(O)で充填されているため、Au原子のSi基板へ
の侵入に対して第1のTiW層301よりも高いバリア
効果を持っている。
【0016】さらに図2(d) に示すように、Ar雰囲気
中で第2のTiW層303を蒸着する。第2のTiW層
303は上記TiWO層302よりも後述するAu電極
に対する付着強度が強い。このようにして第1のTiW
層301,TiWO層302,第2のTiO層303か
らなるバリアメタル層30が得られる。なお、第1のT
iW層301,TiWO層302,第2のTiW層30
3の合計の厚さは従来のバリアメタルと同じく約300
ナノメートルでよい。
【0017】上記のようにして形成された3層のバリア
メタル層30の上に給電層となるスパッタAu層2を厚
さ約100ナノメートルでスパッタし、このスパッタA
u層2を給電層として厚さ約1600ナノメートルのベ
ースメッキAu電極10bを形成する(図2(e) )。
【0018】最後に、不要部分のバリアメタル層30及
びスパッタAu2をウエットエッチングにより除去して
電極10b下部近傍にバリアメタル30a,スパッタA
u層2aを残し、さらにAu電極10bの保護のため
に、ガラスコート8を形成する(図2(f) )。
【0019】このように本実施例によれば、バリアメタ
ル30aを、第1のTiW層301,TiWO層30
2,第2のTiW層303からなる3層構造としたか
ら、シリコン基板とベースAu電極10bにはこれらの
材質との付着強度の強い第1,第2のTiW層301,
303が接するため、バリアメタル30aによるシリコ
ン基板並びにAu電極10間の付着強度は維持されると
ともに、シリコン基板側に向かうAu原子は、結晶粒界
の少ないTiWO層302が上記第1,第2のTiW層
301,303間に存在するため、その侵入が妨げられ
る。これによりAuとシリコンとのバリア特性が高く、
電極が剥離しにくい電極構造を提供することができる。
【0020】また、以上のような3層構造のバリアメタ
ル3を形成するについては、蒸着する際のAr中に含ま
れる酸素の量を制御することで形成でき、従来のプロセ
スフローを大幅に変更する必要なく容易に実現すること
ができる。
【0021】なお、上記実施例では、バイポーラトラン
ジスタのベース電極近傍の構造を例として挙げたが、エ
ミッタ電極側のバリアメタルにおいてもベース電極側と
同様の構成となっていることは言うまでもない。
【0022】また、上記実施例では、電極用金属として
Auを使用したものを示したが、これ以外にもAl等、
バリアメタルであるTiW層と十分な付着強度を持つも
のであれば同様の効果を奏する。
【0023】また、第1のTiW層301,TiWO層
302,第2のTiW層303,スパッタAu層2,メ
ッキAu電極10の厚さは一例を示したものであり、必
要に応じて適宜変更されるものであることは言うまでも
ない。
【0024】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、バリ
アメタルを、下地Si基板と接する部分とAu電極と接
する部分をSiやAuとの付着強度の強い第1,第2の
TiW層で形成し、これら第1,第2のTiW層の間に
Au原子の侵入に対してバリア効果の高いTiWO層を
形成した3層構造としたので、Au電極と下地Si基板
との付着強度が強くなり、電極剥離を防止できる効果が
ある。
【0025】また、上記3層構造のバリアメタルを、蒸
着雰囲気中のAr中に含まれるO 2の量を制御すること
により容易に形成することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の第1の実施例による半導体装置の
電極構造を示す断面図。
【図2】 上記半導体装置の製造方法を示す工程図。
【図3】 従来の半導体装置の電極構造を示す断面図。
【図4】 従来の半導体装置の製造方法を示す工程図。
【符号の説明】
2a スパッタAu層、3a TiW層(バリアメタ
ル)、30a バリアメタル、301 第1のTiW
層、302 TiWO層、303 第2のTiW層、4
SiO2層、5 エミッタ領域、6 ベース領域、7
シリコン基板、8ガラスコート、9 レジスト、10
a エミッタAu電極、10b ベースAu電極。
フロントページの続き (72)発明者 香川 和久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 谷口 明久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内 (72)発明者 大川 晃久 兵庫県伊丹市瑞原4丁目1番地 三菱電機 株式会社北伊丹製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面に形成された拡散領域と、バリ
    アメタルを介して上記拡散領域と接続された電極とを有
    する半導体装置において、 上記バリアメタルは、 上記基板及び電極との密着性のよい第1及び第2の金属
    層と、 上記第1及び第2の金属層との間に配置され、これら金
    属層との密着性がよく、かつ結晶粒界の少ない第3の金
    属層とから構成されていることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 基板表面に形成された拡散領域上にバリ
    アメタルを設け、この上に電極を形成する工程を有する
    半導体装置の製造方法において、 アルゴン雰囲気中で、上記拡散領域表面にTiW層を蒸
    着する工程と、 上記アルゴン雰囲気中に含まれる酸素の量を制御しつ
    つ、上記TiW層上にTiWO層を蒸着する工程と、 上記アルゴン雰囲気中で、上記TiWO層上にTiW層
    を蒸着する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP11308876A 1999-10-29 1999-10-29 半導体装置及びその製造方法 Expired - Fee Related JP3096461B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11308876A JP3096461B2 (ja) 1999-10-29 1999-10-29 半導体装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11308876A JP3096461B2 (ja) 1999-10-29 1999-10-29 半導体装置及びその製造方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31618892A Division JPH06151355A (ja) 1992-10-30 1992-10-30 半導体装置及びその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000150418A true JP2000150418A (ja) 2000-05-30
JP3096461B2 JP3096461B2 (ja) 2000-10-10

Family

ID=17986336

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11308876A Expired - Fee Related JP3096461B2 (ja) 1999-10-29 1999-10-29 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3096461B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006237394A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Rohm Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2014042053A (ja) * 2013-10-15 2014-03-06 Rohm Co Ltd 半導体装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006237394A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Rohm Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
JP2014042053A (ja) * 2013-10-15 2014-03-06 Rohm Co Ltd 半導体装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3096461B2 (ja) 2000-10-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20030025202A1 (en) Semiconductor device having an external electrode
JPH03119727A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0377660B2 (ja)
JP2773072B2 (ja) 半導体素子の金属配線の形成方法
JP3096461B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0653408A (ja) Mom容量素子
JP3328359B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6232610A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2848694B2 (ja) 半導体装置
JPH1197531A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2655504B2 (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
JPH04199628A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06104424A (ja) ショットキバリヤ型ダイオード及びその製造方法
JP2969830B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06151355A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH05343401A (ja) 半導体装置
JPH0472733A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2906815B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0284725A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH053254A (ja) 積層配線形成方法
JPS62155537A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0661228A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS5913345A (ja) 半導体装置
JPS60160120A (ja) 半導体素子用電極の形成方法
JPH0434939A (ja) 半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees