JP2000260869A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000260869A
JP2000260869A JP11065518A JP6551899A JP2000260869A JP 2000260869 A JP2000260869 A JP 2000260869A JP 11065518 A JP11065518 A JP 11065518A JP 6551899 A JP6551899 A JP 6551899A JP 2000260869 A JP2000260869 A JP 2000260869A
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JP
Japan
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semiconductor device
metal
contact hole
diffusion layer
semiconductor substrate
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JP11065518A
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Japanese (ja)
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Seita Fukuhara
原 成 太 福
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Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which prevents the generation of junction leakage and whose yield rate can be improved and to provide its manufacturing method. SOLUTION: In this manufacturing method, a contact hole 104 is made in an interlayer insulating film 103 and an interlayer insulating film 110, in such a way that the surface of an impurity diffused layer 102 is exposed, and a contact layer composed of a Ti/TiN film 105 is formed so as to cover the bottom face and the inside face of the contact hole 104. After that, although it is subjected to annealing treatment, when the annealing treatment is executed at a lower temperature and in a shorter time as compared with conventional cases, a titanium monosilicide part 106 is formed in the interface between the Ti/TiN film 105 and a silicon substrate 101. The titanium monosilicide part 106 has a curvature which is smaller than that of a titanium monosilicide part which is formed in conventional cases, and a junction leakage is not generated between the titanium monosilicide part 106 and the diffused layer 102. Thereby, the yield of this semiconductor device is improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及びその
製造方法に係わり、特に半導体基板表面上に開孔された
コンタクトホールを埋め込む構造及びその方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure and a method of filling a contact hole formed on a surface of a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置において微細化や集積
化が進むに伴い、各々の素子やコンタクト部における寸
法が縮小化され、同時に多層化されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as semiconductor devices have become finer and more integrated, dimensions of respective elements and contact portions have been reduced, and at the same time, the number of layers has been increased.

【0003】また、半導体基板の表面上では、シリコン
(Si)表面、あるいはチタン(Ti)、コバルト(C
o)等のシリコン化合物表面上に不純物拡散層が形成さ
れ、その表面上には、多層配線における上層配線と下層
配線とを電気的に接続するためのコンタクトホールが形
成されている。このようなコンタクト部においても、微
細化が進められている。そして、コンタクトホールの底
面に露出した不純物拡散層の表面上には、自然酸化膜が
存在したり、反応性イオンエッチング(以下、RIEと
いう)工程における汚染等が原因となって導電性のない
物質が存在する。このような不導体を除去するため、不
純物拡散層表面のクリーニングを行ったり、還元性があ
るTi等の金属をこの表面上に形成することが行われて
いる。
On the surface of a semiconductor substrate, a silicon (Si) surface or a titanium (Ti), cobalt (C)
An impurity diffusion layer is formed on the surface of the silicon compound such as o), and a contact hole for electrically connecting the upper wiring and the lower wiring in the multilayer wiring is formed on the surface of the impurity diffusion layer. The miniaturization of such a contact portion is also in progress. Then, on the surface of the impurity diffusion layer exposed at the bottom surface of the contact hole, there is a natural oxide film or a substance having non-conductivity due to contamination or the like in a reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE) process. Exists. In order to remove such non-conductors, cleaning of the surface of the impurity diffusion layer and formation of a reducible metal such as Ti on the surface are performed.

【0004】以下に、Tiと窒化チタン(TiN)とを
拡散層表面上に形成して拡散層との電気的導通をとり、
さらにコンタクトホール内部をタングステン(W)で埋
め込む(以下、ブランケットWという)従来のコンタク
ト部の構造及びその方法について、図4を用いて説明す
る。
[0004] In the following, Ti and titanium nitride (TiN) are formed on the surface of the diffusion layer to establish electrical continuity with the diffusion layer.
Further, a structure of a conventional contact portion in which the inside of a contact hole is filled with tungsten (W) (hereinafter referred to as a blanket W) and a method thereof will be described with reference to FIG.

【0005】図4(a)に示されるように、p型半導体
基板(シリコン基板)201上に、n+ 型不純物又は/
及びp+ 型不純物をイオン注入してn型不純物拡散層2
02又は/及びp+ 型不純物拡散層を形成する。
[0005] As shown in FIG. 4 (a), an n + -type impurity and / or
And p + -type impurities are ion-implanted to form n-type impurity diffusion layer 2.
02 and / or p + -type impurity diffusion layers are formed.

【0006】図4(b)に示されるように、シリコン酸
化膜やBPSG等の層間絶縁膜203を堆積し、表面を
平坦化する。そして、写真蝕刻法、RIE法を用いて不
純物拡散層202の表面が露出するように、コンタクト
ホール204を形成する。
As shown in FIG. 4B, an interlayer insulating film 203 such as a silicon oxide film or BPSG is deposited, and the surface is flattened. Then, a contact hole 204 is formed by using photolithography or RIE so that the surface of the impurity diffusion layer 202 is exposed.

【0007】図4(c)に示されるように、少なくとも
コンタクトホールの底面及び側面上に、CVD法あるい
はPVD法を用いてTi/TiN膜205、あるいは窒
化タングステン(WN)膜を形成する。Ti/TiN膜
205はGlue Layer(密着層)に相当し、ホール底面に
対して密着性のある膜で構成される。この膜205は、
半導体基板101の表面に存在するSiの分子が、Wや
アルミニウム(Al)等の埋め込み材に吸い上げられて
接合不良が発生することを防止するために形成される。
As shown in FIG. 4C, a Ti / TiN film 205 or a tungsten nitride (WN) film is formed on at least the bottom and side surfaces of the contact hole by using a CVD method or a PVD method. The Ti / TiN film 205 corresponds to a glue layer (adhesion layer), and is formed of a film having adhesion to the hole bottom surface. This film 205
It is formed in order to prevent the occurrence of bonding failure due to Si molecules present on the surface of the semiconductor substrate 101 being sucked up by a filling material such as W or aluminum (Al).

【0008】この後、窒素(N2 )雰囲気中でアニール
処理を施してTi/TiN膜205にシリサイデーショ
ン反応を起こさせる。これにより、図4(c)に示され
たようにチタンダイシリサイド(TiSi2 )207が
形成される。
Thereafter, annealing is performed in a nitrogen (N 2 ) atmosphere to cause a silicidation reaction in the Ti / TiN film 205. Thus, titanium disilicide (TiSi 2 ) 207 is formed as shown in FIG.

【0009】図4(d)に示されたように、ブランケッ
トW208をコンタクトホール204内部に埋め込ん
で、表面をCMP法等により平坦化する。
As shown in FIG. 4D, a blanket W208 is embedded in the contact hole 204, and the surface is flattened by a CMP method or the like.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の方法には次のような問題があった。図4(c)におけ
るアニール処理工程において、シリサイデーション反応
が起きると、不純物拡散層202とTi/TiN膜20
5との界面に、TiSi2 207が形成される。このT
iSi2 207は、Ti/TiN膜205から不純物拡
散層202へ向かって高い曲率を持って成長する。この
ため、TiSi2 207が拡散層202を浸食して接合
リークを引き起こす場合があった。このような現象は、
今後微細化に伴い不純物拡散層202の薄膜化が進むに
つれてより顕著なものとなり、致命的な欠陥を生み出す
おそれがある。
However, the above-mentioned conventional method has the following problems. When a silicidation reaction occurs in the annealing process in FIG. 4C, the impurity diffusion layer 202 and the Ti / TiN film 20 are removed.
5, TiSi 2 207 is formed at the interface. This T
iSi 2 207 grows with high curvature from Ti / TiN film 205 toward impurity diffusion layer 202. For this reason, TiSi 2 207 may erode the diffusion layer 202 and cause a junction leak. Such a phenomenon,
In the future, as the thickness of the impurity diffusion layer 202 becomes thinner with miniaturization, the impurity diffusion layer 202 becomes more remarkable and may cause a fatal defect.

【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、コンタクトホール204を埋め込む際に、接合リー
クの発生を防止し歩留まりを向上させることが可能な半
導体装置及びその製造方法を提供することを目的とす
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of preventing the occurrence of junction leakage and improving the yield when filling a contact hole 204 and a method of manufacturing the same. Aim.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
表面部分に不純物拡散層が形成されたシリコンを含む半
導体基板と、前記半導体基板の表面上に堆積され、前記
不純物拡散層上に開孔部が形成された絶縁膜と、少なく
とも前記開孔部の底面及び内側面に形成された第1の導
電膜と、前記開孔部を埋め込むように形成された第2の
導電膜とを備え、前記第1の導電膜は、金属を含む導電
性材料が堆積された後にアニール処理が行われ、少なく
とも前記金属に対するシリコンの比が2未満である金属
シリサイド層を含むことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A semiconductor substrate containing silicon having an impurity diffusion layer formed on a surface thereof; an insulating film deposited on a surface of the semiconductor substrate and having an opening formed on the impurity diffusion layer; A first conductive film formed on the bottom surface and the inner side surface; and a second conductive film formed so as to fill the opening, wherein the first conductive film is formed of a conductive material containing a metal. An annealing process is performed after the deposition, and includes at least a metal silicide layer having a silicon to metal ratio of less than two.

【0013】前記金属シリサイド層は、前記金属に対す
るシリコンの比が1以下であることが望ましい。
It is preferable that the metal silicide layer has a ratio of silicon to the metal of 1 or less.

【0014】前記不純物拡散層は、前記半導体基板の表
面から80nm以下の深さで形成されていてもよい。
The impurity diffusion layer may be formed at a depth of 80 nm or less from the surface of the semiconductor substrate.

【0015】前記金属シリサイド層は、少なくとも金属
モノシリサイドをその一部に含むものであってもよい。
[0015] The metal silicide layer may include at least a metal monosilicide as a part thereof.

【0016】前記第1の導電膜が含む金属は、Ti、N
i、Co、W、Cu、Ag、Al、Auのいずれかであ
ってもよい。
The metal contained in the first conductive film is Ti, N
Any of i, Co, W, Cu, Ag, Al, and Au may be used.

【0017】前記半導体基板の表面部分には金属シリサ
イド層が形成されており、この金属シリサイド層は、T
i、Ni、Co、Wのいずれかを含むように構成するこ
ともできる。
A metal silicide layer is formed on a surface portion of the semiconductor substrate.
It may be configured to include any of i, Ni, Co, and W.

【0018】本発明の半導体装置の製造方法は、シリコ
ンを含む半導体基板の表面部分に不純物拡散層を形成す
る工程と、前記半導体基板の表面上に層間絶縁膜を形成
する工程と、前記不純物拡散層の表面が露出するよう
に、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程
と、少なくとも前記コンタクトホールの底面及び内側面
の表面上に第1の導電膜を形成する工程と、前記コンタ
クトホールを第2の導電膜で埋め込む工程とを備え、前
記第1の導電膜を形成する工程では、金属を含む導電性
材料を前記コンタクトホールの底面及び内側面の表面上
に堆積し、少なくとも前記金属に対するシリコンの比が
2未満である金属シリサイド層を含むようにアニール処
理を行うことを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming an impurity diffusion layer on a surface portion of a semiconductor substrate containing silicon; a step of forming an interlayer insulating film on a surface of the semiconductor substrate; Forming a contact hole in the interlayer insulating film so that a surface of the layer is exposed; forming a first conductive film on at least a bottom surface and an inner surface of the contact hole; Embedding with a second conductive film, wherein in the forming the first conductive film, a conductive material containing a metal is deposited on the bottom surface and the inner surface of the contact hole, and at least the metal The annealing process is performed so as to include a metal silicide layer having a silicon ratio of less than 2.

【0019】ここで、前記半導体基板の表面部分に、T
i、Ni、Co、Wのいずれかを含む金属シリサイド層
を形成する工程をさらに備えることもできる。
Here, T is applied to the surface of the semiconductor substrate.
The method may further include a step of forming a metal silicide layer containing any of i, Ni, Co, and W.

【0020】前記第1の導電膜が含む金属は、Ti、N
i、Co、W、Cu、Ag、Al、Auのいずれかであ
ってもよい。
The metal contained in the first conductive film is Ti, N
Any of i, Co, W, Cu, Ag, Al, and Au may be used.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明のー実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。本実施の形態では、コン
タクトホール内部をブランケットWで埋め込む前に、T
i/TiN膜を密着層としてコンタクトホールの底面及
び内側面に形成する場合を例にとっており、アニール処
理を低温で短時間行ってシリサイデーション反応を起こ
させ、チタンモノシリサイド(TiSi)を形成させる
点に特徴がある。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In this embodiment, before filling the inside of the contact hole with the blanket W, T
Taking an example in which an i / TiN film is formed as an adhesion layer on the bottom surface and the inner side surface of the contact hole, annealing treatment is performed at a low temperature for a short time to cause a silicidation reaction to form titanium monosilicide (TiSi). There is a feature in the point.

【0022】図1(a)に示されたように、p型半導体
基板101(シリコン基板)上に、n+ 型不純物又は/
及びp+ 型不純物をイオン注入し、摂氏800度以上の
高温アニール処理を施してn+ 型不純物拡散層102又
は/及びp+ 型不純物拡散層を形成する。
As shown in FIG. 1A, an n + -type impurity and / or an n + -type impurity are formed on a p-type semiconductor substrate 101 (silicon substrate).
Then, ion implantation of p + -type impurities is performed and high-temperature annealing at 800 ° C. or higher is performed to form the n + -type impurity diffusion layer 102 and / or the p + -type impurity diffusion layer.

【0023】図1(b)のように、シリコン酸化膜やB
PSG等の層間絶縁膜103を例えば10000〜15
000オングストロームの膜厚で堆積し、CMP法によ
り4000〜8000オングストロームの膜厚まで表面
を平坦化する。さらに層間絶縁膜103の表面上に、テ
トラエトキシシラン(TEOS)と酸素(O2 )とを原
料ガスとする絶縁膜110を3000〜5000オング
ストロームの膜厚で堆積する。
As shown in FIG. 1B, a silicon oxide film or B
The interlayer insulating film 103 of PSG or the like is
The film is deposited to a thickness of 000 Å, and the surface is flattened to a thickness of 4000 to 8000 Å by a CMP method. Further, an insulating film 110 using tetraethoxysilane (TEOS) and oxygen (O 2 ) as source gases is deposited on the surface of the interlayer insulating film 103 to a thickness of 3000 to 5000 angstroms.

【0024】この後、写真蝕刻法、RIE法を用いて不
純物拡散層102の表面が露出するように、コンタクト
ホール104を形成する。
After that, a contact hole 104 is formed by photolithography or RIE so that the surface of the impurity diffusion layer 102 is exposed.

【0025】図1(c)に示されるように、少なくとも
コンタクトホールの底面及び側面上に、CVD法あるい
はPVD法を用いて密着層に相当するTi/TiN膜1
05を50〜250オングストロームの膜厚で形成す
る。
As shown in FIG. 1C, a Ti / TiN film 1 corresponding to an adhesion layer is formed on at least the bottom and side surfaces of the contact hole by using a CVD method or a PVD method.
05 is formed with a thickness of 50 to 250 angstroms.

【0026】この後、N2 雰囲気中でアニール処理を施
してTi/TiN膜105にチタンシリサイデーション
反応を起こさせる。ここでアニール条件は、例えば摂氏
550度では30〜90分間、摂氏600度以下で5〜
15分間というように、従来よりも低温で短時間に設定
する。これにより、Ti/TiN膜205から不純物拡
散層102へ向かってチタンモノシリサイド(TiS
i)106が60〜300オングストロームの膜厚で形
成される。
Thereafter, annealing is performed in an N 2 atmosphere to cause a titanium silicidation reaction in the Ti / TiN film 105. Here, the annealing conditions are, for example, 30 to 90 minutes at 550 degrees Celsius, and 5 to
It is set at a lower temperature and shorter time than before, such as 15 minutes. Thereby, titanium monosilicide (TiS) is formed from the Ti / TiN film 205 toward the impurity diffusion layer 102.
i) 106 is formed with a thickness of 60 to 300 angstroms.

【0027】図1(d)に示されたように、ブランケッ
トW107をコンタクトホール104内部に埋め込ん
で、表面をCMP法等により平坦化する。
As shown in FIG. 1D, a blanket W107 is embedded in the contact hole 104, and the surface is flattened by a CMP method or the like.

【0028】本実施の形態によれば、Ti/TiN膜1
05に低温で短時間のアニール処理を施すことで、Ti
Si106を形成する。このTiSi106は、従来形
成されていたTiSi2 よりも曲率が小さいので、拡散
層102との間で接合リークを生じさせるおそれがな
い。特に、拡散層102を例えば約80nmというよう
に微細化した場合も、接合リークの発生を防止すること
が可能である。
According to the present embodiment, the Ti / TiN film 1
By performing annealing at a low temperature for a short time on TiN 05, Ti
The Si 106 is formed. Since the TiSi 106 has a smaller curvature than the conventionally formed TiSi 2 , there is no possibility of causing a junction leak with the diffusion layer 102. In particular, even when the diffusion layer 102 is miniaturized to, for example, about 80 nm, it is possible to prevent the occurrence of junction leak.

【0029】ここで、Ti/TiN層にアニール処理を
施した場合、アニール条件によってはほぼ全てのチタン
シリサイド層がTiSi層となる。しかし、条件によっ
てはチタンシリサイド層がTiSi層のみでなくその一
部がTiSi2 に変化する。図5(a)に示されるよう
に、少なくともコンタクトホール104の底面及び内側
面にTi膜105aを先ず形成し、さらにその表面上に
TiN膜105bを形成する。この後アニール処理を行
うと、図5(b)に示されるように、Ti膜105aの
うち、半導体基板101と直接接触している下層の部分
がTiSi2 105a2に変化し、その上面にTiSi
がTiSi2 にならずに残存する場合がある。
Here, when the Ti / TiN layer is annealed, almost all of the titanium silicide layer becomes a TiSi layer depending on the annealing conditions. However, depending on the conditions, the titanium silicide layer is changed not only to the TiSi layer but also partly to TiSi 2 . As shown in FIG. 5A, a Ti film 105a is first formed on at least the bottom and inner side surfaces of the contact hole 104, and a TiN film 105b is formed on the surface. Thereafter, as shown in FIG. 5B, the lower portion of the Ti film 105a which is in direct contact with the semiconductor substrate 101 is changed to TiSi2 105a2, and the upper surface of the Ti film 105a is TiSi2, as shown in FIG.
May remain without being TiSi 2 .

【0030】このように、密着層の一部にTiSi2
含まれる場合であっても、殆ど全てがTiSi2 となる
従来の場合と比較し、接合リークの発生が抑制される。
As described above, even when TiSi 2 is contained in a part of the adhesion layer, the occurrence of junction leakage is suppressed as compared with the conventional case where almost all of the adhesion layer is made of TiSi 2 .

【0031】図3に、接合リーク耐圧に関する歩留まり
率のシミュレーション結果を示す。従来の製造方法によ
り製造された半導体装置の歩留まり率が約52%である
とすると、上記実施の形態による半導体装置は、約98
%というように大幅に向上する。
FIG. 3 shows a simulation result of the yield rate with respect to the junction leakage withstand voltage. Assuming that the yield rate of the semiconductor device manufactured by the conventional manufacturing method is about 52%, the semiconductor device according to the above-described embodiment has a yield of about 98%.
% Is greatly improved.

【0032】上述した実施の形態はー例であって、本発
明を限定するものではない。例えば、上記実施の形態で
はp型半導体基板101の表面部分にn+ 型不純物拡散
層102又は/及びp+ 型不純物拡散層を形成する場合
を例にとり説明した。しかし、n型半導体基板の表面部
分にn+ 型不純物拡散層又は/及びp+ 型不純物拡散層
を形成する場合にも同様に本発明を適用することができ
る。
The above-described embodiment is an example and does not limit the present invention. For example, in the above embodiment, the case where the n + -type impurity diffusion layer 102 and / or the p + -type impurity diffusion layer are formed on the surface portion of the p-type semiconductor substrate 101 has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a case where an n + -type impurity diffusion layer and / or a p + -type impurity diffusion layer are formed on a surface portion of an n-type semiconductor substrate.

【0033】また、コンタクトホール内の密着層とし
て、Ti/TiN膜を形成する場合を例にあげたが、こ
れに限らずCu,Ag、Al、Au、Ni、又はCoと
Siとの化合物であってもよい。
Also, a case where a Ti / TiN film is formed as an adhesion layer in a contact hole has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use Cu, Ag, Al, Au, Ni, or a compound of Co and Si. There may be.

【0034】そして、上記実施の形態ではアニール処理
により密着層と半導体基板表面との界面にTiSiを形
成している。しかし、金属とシリコンとの比はこのよう
な1対1に限らず、金属に対するシリコン比が2未満で
あればよく、1以下であればより望ましい。
In the above embodiment, TiSi is formed at the interface between the adhesion layer and the surface of the semiconductor substrate by annealing. However, the ratio of metal to silicon is not limited to such a one-to-one ratio, and the ratio of silicon to metal may be less than 2, and is more preferably 1 or less.

【0035】さらに、論理回路において多く見られるよ
うに、半導体基板の表面における導電性を高めて動作速
度を向上させるために、半導体基板の表面に金属とシリ
コンとの化合物が形成されている場合にも本発明を適用
することができる。例えば図2に示されたように、半導
体基板101の表面部分にW、Ni、又はCoとシリコ
ンとの化合物である金属シリサイド層111が形成さ
れ、この金属シリサイド層111の存在する基板表面に
不純物拡散層102が形成されている場合にも、本発明
を適用することができる。即ち、この場合にもコンタク
トホール104内に密着層105を形成し、金属に対す
るシリコン比が2未満である金属シリサイド膜106が
形成されるように、アニール処理を施すことが可能であ
る。
Furthermore, as is often the case in logic circuits, a compound of metal and silicon is formed on the surface of a semiconductor substrate in order to enhance the conductivity on the surface of the semiconductor substrate and improve the operation speed. The present invention can also be applied to the present invention. For example, as shown in FIG. 2, a metal silicide layer 111, which is a compound of W, Ni, or Co and silicon, is formed on the surface of the semiconductor substrate 101, and impurities are formed on the surface of the substrate where the metal silicide layer 111 exists. The present invention can be applied to a case where the diffusion layer 102 is formed. That is, also in this case, it is possible to form the adhesion layer 105 in the contact hole 104 and perform an annealing process so that the metal silicide film 106 having a silicon to metal ratio of less than 2 is formed.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置及びその製造方法によれば、コンタクトホール内に金
属を含む密着層を形成し、アニール処理を施して金属と
シリコンとの比が2未満である金属シリサイドを形成す
ることで、半導体基板表面の不純物拡散層との間で接合
リークが発生することを防止し、歩留まりを向上させる
ことが可能である。
As described above, according to the semiconductor device and the method of manufacturing the same of the present invention, an adhesion layer containing a metal is formed in a contact hole, and an annealing process is performed to reduce the ratio of metal to silicon. By forming a metal silicide that is less than the above, it is possible to prevent a junction leak from occurring with the impurity diffusion layer on the surface of the semiconductor substrate, and to improve the yield.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態による半導体装置の構造
及びその製造方法を工程別に示した素子の縦断面図。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an element showing a structure of a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention for each process.

【図2】本発明の他の実施の形態による半導体装置の構
造及びその製造方法を示した素子の縦断面図。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an element showing a structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention and a method of manufacturing the same.

【図3】図1に示された実施の形態による半導体装置と
従来の半導体装置とにおける接合リーク耐圧に関する歩
留り率を対比して示したグラフ。
3 is a graph showing a comparison between a yield rate with respect to a junction leakage withstand voltage in the semiconductor device according to the embodiment shown in FIG. 1 and a conventional semiconductor device.

【図4】従来の半導体装置の構造及びその製造方法を工
程別に示した素子の縦断面図。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an element showing a structure of a conventional semiconductor device and a method of manufacturing the same in each step.

【図5】図1に示された実施の形態における密着層にお
いて、チタンモノシリサイド層の一部がチタンダイシリ
サイド層に変化した場合の構成を詳細に示した説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing in detail a configuration in a case where a part of a titanium monosilicide layer is changed to a titanium disilicide layer in the adhesion layer in the embodiment shown in FIG. 1;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 p+ 半導体基板 102 n+ 不純物拡散層 103 層間絶縁膜(BPSG膜又はシリコン酸化膜) 104 コンタクトホール 105 Ti/TiN膜(密着層) 105a Ti膜 105b、122 TiN膜 106 TiSi 107 ブランケットW 110 層間絶縁膜(TEOS膜) 111 金属シリサイド層 121 TiSi膜Reference Signs List 101 p + semiconductor substrate 102 n + impurity diffusion layer 103 interlayer insulating film (BPSG film or silicon oxide film) 104 contact hole 105 Ti / TiN film (adhesion layer) 105a Ti film 105b, 122 TiN film 106 TiSi 107 blanket W 110 interlayer Insulating film (TEOS film) 111 Metal silicide layer 121 TiSi film

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Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面部分に不純物拡散層が形成されたシリ
コンを含む半導体基板と、 前記半導体基板の表面上に堆積され、前記不純物拡散層
上に開孔部が形成された絶縁膜と、 少なくとも前記開孔部の底面及び内側面に形成された第
1の導電膜と、 前記開孔部を埋め込むように形成された第2の導電膜
と、 を備え、 前記第1の導電膜は、金属を含む導電性材料が堆積され
た後にアニール処理が行われ、少なくとも前記金属に対
するシリコンの比が2未満である金属シリサイド層を含
むことを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate including silicon having an impurity diffusion layer formed on a surface thereof; an insulating film deposited on a surface of the semiconductor substrate and having an opening formed on the impurity diffusion layer; A first conductive film formed on the bottom surface and the inner side surface of the opening, and a second conductive film formed so as to fill the opening, wherein the first conductive film is formed of a metal. A semiconductor device comprising: a metal silicide layer in which an annealing process is performed after a conductive material containing is deposited, and at least a ratio of silicon to the metal is less than 2.
【請求項2】前記金属シリサイド層は、前記金属に対す
るシリコンの比が1以下であることを特徴とする請求項
1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said metal silicide layer has a ratio of silicon to said metal of 1 or less.
【請求項3】前記不純物拡散層は、前記半導体基板の表
面から80nm以下の深さで形成されていることを特徴
とする請求項1又は2記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said impurity diffusion layer is formed at a depth of 80 nm or less from a surface of said semiconductor substrate.
【請求項4】前記金属シリサイド層は、少なくとも金属
モノシリサイドをその一部に含むことを特徴とする請求
項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said metal silicide layer contains at least a metal monosilicide in a part thereof.
【請求項5】前記第1の導電膜が含む金属は、Ti、N
i、Co、W、Cu、Ag、Al、Auのいずれかであ
ることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の
半導体装置。
5. The method according to claim 1, wherein the metal contained in the first conductive film is Ti, N.
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is any one of i, Co, W, Cu, Ag, Al, and Au.
【請求項6】前記半導体基板の表面部分には金属シリサ
イド層が形成されており、この金属シリサイド層は、T
i、Ni、Co、Wのいずれかを含むことを特徴とする
請求項1乃至5のいずれかに記載の半導体装置。
6. A metal silicide layer is formed on a surface portion of said semiconductor substrate.
The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device includes one of i, Ni, Co, and W.
【請求項7】シリコンを含む半導体基板の表面部分に不
純物拡散層を形成する工程と、 前記半導体基板の表面上に層間絶縁膜を形成する工程
と、 前記不純物拡散層の表面が露出するように、前記層間絶
縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、 少なくとも前記コンタクトホールの底面及び内側面の表
面上に第1の導電膜を形成する工程と、 前記コンタクトホールを第2の導電膜で埋め込む工程
と、 を備え、 前記第1の導電膜を形成する工程では、金属を含む導電
性材料を前記コンタクトホールの底面及び内側面の表面
上に堆積し、少なくとも前記金属に対するシリコンの比
が2未満である金属シリサイド層を含むようにアニール
処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming an impurity diffusion layer on a surface portion of a semiconductor substrate containing silicon, a step of forming an interlayer insulating film on a surface of the semiconductor substrate, and a step of exposing a surface of the impurity diffusion layer. Forming a contact hole in the interlayer insulating film, forming a first conductive film on at least the bottom surface and inner surface of the contact hole, and filling the contact hole with a second conductive film. In the step of forming the first conductive film, a conductive material containing a metal is deposited on a bottom surface and an inner surface of the contact hole, and at least a ratio of silicon to the metal is less than 2 A method for manufacturing a semiconductor device, comprising performing an annealing process so as to include a certain metal silicide layer.
【請求項8】前記半導体基板の表面部分に、Ti、N
i、Co、Wのいずれかを含む金属シリサイド層を形成
する工程をさらに備えることを特徴とする請求項7記載
の半導体装置の製造方法。
8. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein Ti, N
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, further comprising a step of forming a metal silicide layer containing any of i, Co, and W.
【請求項9】前記第1の導電膜が含む金属は、Ti、N
i、Co、W、Cu、Ag、Al、Auのいずれかであ
ることを特徴とする請求項7又は8記載の半導体装置の
製造方法。
9. The metal included in the first conductive film is Ti, N
9. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device is any one of i, Co, W, Cu, Ag, Al, and Au.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100396889B1 (en) * 2001-03-08 2003-09-03 삼성전자주식회사 Method of forming contact using crack-protecting layer and semiconductor device using the same
JP2016171341A (en) * 2016-05-26 2016-09-23 ローム株式会社 Semiconductor device
US9570604B2 (en) 2011-02-04 2017-02-14 Rohm Co., Ltd. Semiconductor device

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