JP2002083812A5

JP2002083812A5 - Semiconductor device

Info

Publication number: JP2002083812A5
Application number: JP2000194104A
Authority: JP
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2007-08-23

Description

【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｓｉから選ばれた一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの化合物を主成分とする膜を有する配線を備え、
前記配線はアルゴンを含み、
前記配線に含まれるナトリウムの含有量は０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｓｉから選ばれた一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの化合物を主成分とする膜と、タングステンの窒化物膜とを含む積層構造を有する配線を備え、
前記配線はアルゴンを含み、
前記配線に含まれるナトリウムの含有量は０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
導電型を付与する不純物元素が添加されたシリコン膜と、
Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｓｉから選ばれた一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの化合物を主成分とする膜と、タングステンの窒化物膜とを含む積層構造を有する配線と、を備え、
前記配線はアルゴンを含み、
前記配線に含まれるナトリウムの含有量は０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記シリコン膜を介して、前記配線の下にゲート絶縁膜を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
前記Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｓｉから選ばれた一種の元素、または複数種の元素とタングステンとの化合物を主成分とする膜の内部応力は、−５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２であることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｓｉから選ばれた一種の元素、または複数種の元素を含む金属膜、前記元素を主成分とする金属化合物膜、前記元素を組み合わせた合金膜、もしくは前記金属膜、金属化合物膜または合金膜から選ばれた薄膜を積層した積層膜からなる配線を備え、
前記配線はアルゴンを含み、
前記配線に含まれるナトリウムの含有量は０．３ｐｐｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
前記配線に含まれるアルゴンは、前記配線に含まれる不活性元素の９０％以上であることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
前記配線はＴＦＴのゲート配線を含むことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項２および請求項５乃至請求項８のいずれか一項において、
前記ＴＦＴは、ゲート絶縁膜を介して前記ゲート配線上に設けられた半導体膜を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項において、
前記ゲート配線上に設けられた第１の絶縁膜と、
前記第１の絶縁膜上であって、前記ゲート配線の一部または全部と、ソース線またはドレイン線とが重なる領域に設けられた第２の絶縁膜と、を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０のいずれか一項において、
前記配線に含まれるアルゴン以外の不活性元素は、１ａｔｏｍｓ％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１１のいずれか一項において、
前記配線に含まれるアルゴン以外の不活性元素は、０．１ａｔｏｍｓ％以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１または請求項１２において、
前記アルゴン以外の不活性元素は、ＸｅまたはＫｒであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１３のいずれか一項において、
前記配線の線幅は５μｍ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項１４のいずれか一項において、
前記配線の膜厚は０．１μｍ〜０．７μｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか一項において、
前記配線との接触面積１μｍ ^２あたりの抵抗値が４０Ω以下であるアルミニウム配線を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１６に記載された半導体装置は、アクティブマトリクス型液晶ディスプレイ、アクティブマトリクス型ＥＬディスプレイまたはアクティブマトリクス型ＥＣディスプレイであることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１７に記載された半導体装置は、ビデオカメラ、デジタルカメラ、プロジェクター、ゴーグル型ディスプレイ、カーナビゲーション、パーソナルコンピュータ、または携帯情報端末であることを特徴とする半導体装置。 [Claims]
(1)
A wiring having a film mainly containing one kind of element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a compound of plural kinds of elements and tungsten ,
The wiring is seen including a an argon,
Wherein a pre-Symbol content of sodium contained in the wiring is less than 0.3 ppm.
(2)
Wiring having a laminated structure including a film mainly composed of one element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a compound of plural kinds of elements and tungsten, and a tungsten nitride film. equipped with a,
The wiring is seen including a an argon,
Wherein a pre-Symbol content of sodium contained in the wiring is less than 0.3 ppm.
(3)
A silicon film to which an impurity element imparting a conductivity type is added,
Wiring having a laminated structure including a film mainly composed of one element selected from Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a compound of plural kinds of elements and tungsten, and a tungsten nitride film. And
The wiring is seen including a an argon,
Wherein a pre-Symbol content of sodium contained in the wiring is less than 0.3 ppm.
(4)
In claim 3,
A semiconductor device having a gate insulating film under the wiring via the silicon film.
(5)
In any one of claims 1 to 4,
The Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, element one selected from Si or more elements and the internal stress of the film composed mainly of compounds of tungsten, ^{may, - 5 × 10 10 dyn /} cm 2 A semiconductor device characterized by having a density of 5 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² .
6.
A metal film containing one kind of element selected from W, Ta, Ti, Mo, Cr, Nb, and Si, or a plurality of kinds of elements, a metal compound film containing the above elements as a main component, an alloy film combining the above elements, Or, the metal film, a metal compound film or an alloy film comprising a wiring formed of a laminated film laminated thin film selected from an alloy film
The wiring is seen including a an argon,
Wherein a pre content of sodium contained in the Sharing, ABS line is less than 0.3 ppm.
7.
In any one of claims 1 to 6,
A semiconductor device, wherein argon contained in the wiring is 90% or more of an inert element contained in the wiring.
Claim 8.
In any one of claims 1 to 7,
The semiconductor device, wherein the wiring includes a gate wiring of a TFT.
9.
In any one of claims 1 to 2 and claims 5 to 8,
A semiconductor device, wherein the TFT has a semiconductor film provided on the gate wiring with a gate insulating film interposed therebetween.
10.
In any one of claims 1 to 8,
A first insulating film provided on the gate wiring;
A semiconductor device provided on the first insulating film, a second insulating film provided in a region where part or all of the gate wiring overlaps with a source line or a drain line. .
11.
In any one of claims 1 to 10,
Inert element other than argon contained in the distribution line, wherein a is less 1atoms%.
12.
In any one of claims 1 to 11,
Inert element other than argon contained in the distribution line, wherein a is less 0.1atoms%.
Claim 13
In Claim 11 or Claim 12 ,
A semiconductor device, wherein the inert element other than argon is Xe or Kr.
14.
In any one of claims 1 to 13,
The semiconductor device according to claim 1, wherein a line width of the wiring is 5 μm or less.
15.
In any one of claims 1 to 14,
Wherein a thickness of the wiring is 0.1μm ~ 0.7μ m.
16.
In any one of claims 1 to 15,
The resistance per contact area 1 [mu] m ² of the wiring is you characterized by having an aluminum wiring is not more than 40Ω semiconductors devices.
17.
Semiconductor equipment according to claim 1 to claim 16, wherein a active matrix type liquid crystal display, an active matrix type EL display or active matrix type EC display.
18.
Semiconductor equipment according to claim 1 to claim 17, a video camera, a digital camera, a projector, a goggle type display, a car navigation, a semiconductor device which is a personal computer or a portable information terminal.

本発明は、膜中に含まれるナトリウムが０．３ｐｐｍ以下であり、且つ、熱処理後も低い電気抵抗率（４０μΩ・ｃｍ以下）を有し、応力が−５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２、好ましくは−１×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜１×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２に制御されたタングステン膜をＴＦＴのゲート配線材料やその他の配線材料として用いることにより、ＴＦＴを備えた半導体装置の動作性能や信頼性を大幅に向上させることができる。 In the present invention, sodium contained in the film is 0.3 ppm or less, and has a low electric resistivity (40 μΩ · cm or less) even after the heat treatment, and a stress of −5 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² to By using a tungsten film controlled to 5 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² , preferably −1 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² to 1 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² as a gate wiring material or other wiring material of a TFT. In addition, the operating performance and reliability of a semiconductor device having a TFT can be significantly improved.

【０１７０】
【発明の効果】
本願発明を用いることで配線に含まれるナトリウムが０．３ｐｐｍ以下、好ましくは０．１ｐｐｍ以下であり、且つ、低い電気抵抗率（４０μΩ・ｃｍ以下）を有し、応力が−５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜５×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２、好ましくは−２×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜２×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２、さらに好ましくは−１×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２〜１×１０^１０ｄｙｎ／ｃｍ^２に制御された配線を形成することができる。

[0170]
【The invention's effect】
By using the present invention, sodium contained in the wiring is 0.3 ppm or less, preferably 0.1 ppm or less, has low electric resistivity (40 μΩ · cm or less), and has a stress of −5 × 10 5 ¹⁰ dyn / cm ^{2 to} 5 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² , preferably −2 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² to 2 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² , more preferably −1 × 10 ¹⁰ dyn / cm ² to 1 Wiring controlled to × 10 ¹⁰ dyn / cm ² can be formed.