JP2004119754A - Wire, manufacturing method of wire, semiconductor device, and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、配線、その製造方法、半導体装置及びその製造方法に関するものである。特には、配線を形成する際にパーティクルの発生を抑制して歩留まりを向上させると共にコンタクト抵抗の増大を抑制した配線、その製造方法、半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図5は、従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図である。
まず、シリコン基板101の上にシリコン酸化膜などの絶縁膜102を形成する。次いで、この絶縁膜102の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、絶縁膜102の上にはレジストパターンが形成される。
【0003】
次いで、このレジストパターンをマスクとして絶縁膜102をエッチングすることにより、絶縁膜102にはシリコン基板101上に位置するコンタクトホール102aが形成される。次いで、このコンタクトホール102a内及び絶縁膜102上にTi層103をスパッタリングにより形成する。次いで、このTi層103の上にArプラズマを供給しながら反応性スパッタによりTiN層104を形成する。前記TiN層104及びTi層103はバリアとして作用する。
【0004】
次いで、TiN層104にO2プラズマ処理を施すことにより、TiN層104には酸素が導入される。次いで、TiN層104、Ti層103及びシリコン基板101に600℃程度の熱処理(シンター)を施す。これにより、Ti層103のTiがシリコン基板101に拡散していき、シリコン基板101とTi層103との間にはTiシリサイド103aが形成され、シリコン基板とTi層とのオーミックコンタクトが形成される。
【0005】
次いで、コンタクトホール102a内及びTiN層104上にAl合金層105をスパッタリングにより堆積する。次いで、このAl合金層105をパターニングすることにより、絶縁膜102上にはシリコン基板101に電気的に接続されたAl合金配線が形成される。このAl合金配線はAl合金層105、TiN層104及びTi層103を有するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来の半導体装置の製造方法では、Tiターゲットを用いて窒素ガスを導入しながらTiとN2を反応させる反応性スパッタによりTiN層104を形成している。このため、この工程ではパーティクルが発生しやすく、Ti層103又はTiN層104の上にパーティクルが残存することにより歩留まりが低下するという問題がある。また、前記Al合金配線はTiN層104を有するため、このTiN層104がシリコン基板101とのコンタクト抵抗を増大させる要因となる。
【0007】
本発明は上記のような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、配線を形成する際にパーティクルの発生を抑制して歩留まりを向上させると共にコンタクト抵抗の増大を抑制した配線、その製造方法、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体装置の製造方法は、シリコンからなる下地上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜に、前記下地上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記絶縁膜上にTi層を形成する工程と、
前記Ti層に酸素を導入する工程と、
前記Ti層の表面にTiN層を形成する工程と、
前記TiN層及びTi層に加熱処理を行うことにより、該TiN層の下にTiO2層を形成する工程と、
前記TiN層を除去する工程と、
前記TiO2層上及び前記接続孔内に導電層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする。
【0009】
上記半導体装置の製造方法によれば、従来技術のように反応性スパッタによりTiN層を形成する工程を有しない。このため、この工程でのパーティクルが発生しないので、配線を形成する際にパーティクルの発生を抑制して歩留まりを向上させることができる。また、TiN層を除去する工程を有するため、従来技術のように高抵抗のTiN層を含まない。したがって、コンタクト抵抗の増大を抑制することができ、良好なコンタクトを得ることができる。
【0010】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記導電層がAl合金層又はAl層であることが好ましい。Al合金層又はAl層と絶縁膜との間にTiO2層を形成し、このTiO2層は絶縁膜からのH2O等の脱ガスに対して高いバリア性を有している。このため、Al合金層又はAl層を形成する際、脱ガスがAl合金層又はAl層に侵入することを抑制できる。これにより、Alの流動性を阻害することがなく、Al合金層又はAl層の良好なカバレージを得ることができる。
【0011】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記酸素を導入する工程は、Ti層にO2プラズマを供給することにより酸素を導入する工程、又は、Ti層を大気に開放することにより酸素を導入する工程であることも可能である。
【0012】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記TiN層を形成する工程は、減圧下の窒化雰囲気に前記Ti層の表面を曝すことにより、該Ti層の表面にTiN層を形成する工程であることが好ましい。
【0013】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法において、前記TiO2層を形成する工程は、該TiO2層を形成すると共に該TiO2層と前記下地との間にTiシリサイドを形成する工程であることが好ましい。このTiシリサイドにより下地とTiO2層とのオーミックコンタクトが形成され、コンタクト抵抗を下げることができる。
【0014】
また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、前記導電層を形成する工程の後に、前記Al合金層又はAl層及び前記TiO2層をパターニングすることにより、前記絶縁膜上にAl合金配線又はAl配線を形成する工程をさらに具備することも可能である。
【0015】
本発明に係る半導体装置は、シリコンからなる下地と、
前記下地上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成され、前記下地上に位置する接続孔と、
前記接続孔内及び前記絶縁膜上に形成されたTiO2層と、
前記TiO2層上及び前記接続孔内に形成されたAl合金層又はAl層と、
を具備し、
前記Al合金層又はAl層及び前記TiO2層により配線が構成されることを特徴とする。
【0016】
また、本発明に係る半導体装置においては、前記TiO2層と前記下地との間に形成されたTiシリサイドをさらに具備することが好ましい。
【0017】
本発明に係る配線の製造方法は、絶縁膜上にTi層を形成する工程と、
前記Ti層に酸素を導入する工程と、
前記Ti層の表面にTiN層を形成する工程と、
前記TiN層及びTi層に加熱処理を行うことにより、該TiN層の下にTiO2層を形成する工程と、
前記TiN層を除去する工程と、
前記TiO2層上にAl合金層又はAl層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする。
【0018】
本発明に係る配線は、絶縁膜上に形成されたTiO2層と、
前記TiO2層上に形成されたAl合金層又はAl層と、
を具備することを特徴とする。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図1(A)〜(C)は、本発明の実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。この半導体装置の製造方法は、配線の製造する工程を有するものである。
【0020】
まず、図1(A)に示すように、シリコン基板1の上にシリコン酸化膜、BPSG(boro−phospho silicate glass )膜などの絶縁膜2をCVD(chemical vapor deposition)法により形成する。次いで、この絶縁膜2の上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、絶縁膜2の上にはレジストパターンが形成される。
【0021】
次いで、このレジストパターンをマスクとして絶縁膜2をエッチングすることにより、絶縁膜2にはシリコン基板1上に位置する接続孔としてのコンタクトホール2aが形成される。この際のエッチングはウエットエッチングでもドライエッチングでも良い。次いで、このコンタクトホール2a内及び絶縁膜2上にTi層3をスパッタリングにより形成する。
【0022】
次いで、このTi層3に酸素6を導入する。この際の導入方法は、例えばTi層3の表面にO2プラズマを供給することにより酸素を導入しても良いし、Ti層3を大気に開放することにより酸素を導入しても良い。
【0023】
この後、図1(B)に示すように、Ti層の表面を減圧下の窒化雰囲気、例えば400℃程度の温度、N2雰囲気に曝すことにより、Ti層の表面には薄いTiN層4が形成される。次いで、Ti層及びTiN層を700〜800℃の温度、N2雰囲気でアニールなどの加熱処理(例えばランプアニール又は電気炉アニール)を行う。これにより、Ti層のTiがシリコン基板1に拡散していき、シリコン基板とTi層との間にはTiシリサイド3aが形成され、シリコン基板とTi層とのオーミックコンタクトが形成され、コンタクト抵抗が下げられる。これと共に、TiN層4の下にバリア性の高いTiO2層3bが形成され、またTiN層4が安定化される。このとき、TiN層4がバリアとなることによってTiO2層3bに余分な酸素の導入がなく、良好なTiO2層3bの形成が可能となる。
【0024】
次に、図1(C)に示すように、TiN層4をドライエッチングにより除去する。TiN層4は高抵抗層であるので、TiN層4を除去することにより、配線とのコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【0025】
次いで、コンタクトホール2a内及びTiO2層3b上に導電層としてのAl合金層5をスパッタリングにより堆積する。次いで、このAl合金層5及びTiO2層3bをパターニングすることにより、絶縁膜2上にはシリコン基板1に電気的に接続されたAl合金配線が形成される。このAl合金配線はAl合金層5及びTiO2層3bを有するものである。
【0026】
上記実施の形態による半導体装置の製造方法では、従来技術のようにTiターゲットを用いて窒素ガスを導入しながらTiとN2を反応させる反応性スパッタによりTiN層を形成する工程を有しない。このため、この工程でのパーティクルが発生しないので、配線を形成する際にパーティクルの発生を抑制して歩留まりを向上させることができる。
【0027】
また、本実施の形態では、従来技術のようにAl合金配線に高抵抗のTiN層を含まないので、コンタクト抵抗の増大を抑制することができ、良好なコンタクトを得ることができる。また、コンタクト部に形成しているTiシリサイド3aは低抵抗の結晶構造(C54)のシリサイドであるため、コンタクト抵抗を低くしている。
【0028】
また、本実施の形態では、Al合金層5と絶縁膜2との間にTiO2層3bを形成し、このTiO2層3bは絶縁膜からのH2O等の脱ガスに対して高いバリア性を有している。このため、Al合金層5を成膜する際、脱ガスがAl合金層に侵入することを抑制できる。これにより、Alの流動性を阻害することがなく、Al合金層の良好なカバレージを得ることができる。したがって、信頼性の高いAl合金配線を形成することが可能となる。
【0029】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば、本実施の形態では、シリコン基板にAl合金配線を接続する場合に本発明を適用しているが、シリコンからなる下地(例えばポリシリコン膜又はアモルファスシリコン膜)にAl合金配線を接続する場合に本発明を適用することも可能である。
【0030】
また、本実施の形態では、Al合金層5を用いているが、Al合金層に代えてAl層を用いることも可能である。
【0031】
【実施例】
図2(A)〜(C)、図3(D),(E)及び図4は、本発明の実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
まず、図2(A)に示すように、シリコン基板1の表面上に図示せぬ素子分離膜を形成し、素子分離膜の相互間のシリコン基板1上にゲート絶縁膜であるゲート酸化膜7を熱酸化法により形成する。素子分離膜としては、LOCOS、セミリセスLOCOS、シャロートレンチなどの構造を用いることができる。
【0032】
この後、ゲート酸化膜7の上にCVD法により多結晶シリコン膜を堆積する。次に、この多結晶シリコン膜上にフォトレジスト膜(図示せず)を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、多結晶シリコン膜上にはレジストパターンが形成される。この後、このレジストパターンをマスクとして多結晶シリコン膜をエッチングすることにより、ゲート酸化膜7の上には多結晶シリコンからなるゲート電極10が形成される。
【0033】
次に、ゲート電極10及び素子分離膜をマスクとしてシリコン基板1に不純物イオンをイオン注入し、シリコン基板1に熱処理を施す。これにより、シリコン基板1のソース/ドレイン領域には自己整合的にソース/ドレイン領域の拡散層8,9が形成される。
【0034】
次に、図2(B)に示すように、ゲート電極10、ソース/ドレイン領域の拡散層8,9及び素子分離膜を含む全面上にシリコン酸化膜、BPSG膜からなる層間絶縁膜11をCVD法により堆積する。この後、この層間絶縁膜11の上にフォトレジスト膜を塗布し、このフォトレジスト膜を露光、現像することにより、層間絶縁膜11上にはレジストパターン12が形成される。
【0035】
次いで、図2(C)に示すように、このレジストパターン12をマスクとして層間絶縁膜11及びゲート酸化膜7をエッチングすることにより、該層間絶縁膜11にはゲート電極10及びソース/ドレイン領域の拡散層8,9の上に位置するコンタクトホール11a〜11cが形成される。この際の具体的なエッチング方法としては、図8に示すRIE方式のマグネトロンプラズマエッチング装置を用い、プロセスガスにC4F8、O2、Ar及びCOの混合ガスを用いる。ここで、C4F8の流量は、5〜30sccm、O2の流量は、2〜15sccm、Arの流量は、100〜500sccm、及びCOの流量は、10〜100sccmが好ましい。
【0036】
次に、図2(D)に示すように、レジストパターン12を剥離した後、コンタクトホール11a〜11c内及び層間絶縁膜11上にTi層13をスパッタリングにより形成する。次いで、このTi層13に酸素16を導入する。この際の導入方法は、例えばTi層13の表面にO2プラズマを供給することにより酸素を導入しても良いし、Ti層13を大気に開放することにより酸素を導入しても良い。
【0037】
この後、図2(E)に示すように、Ti層の表面を減圧下の窒化雰囲気、例えば400℃程度の温度、N2雰囲気に曝すことにより、Ti層の表面には薄いTiN層14が形成される。次いで、Ti層及びTiN層を700〜800℃の温度、N2雰囲気でアニールなどの加熱処理(例えばランプアニール又は電気炉アニール)を行う。これにより、Ti層のTiがシリコン基板1に拡散していき、シリコン基板とTi層との間にはTiシリサイド13aが形成され、シリコン基板とTi層とのオーミックコンタクトが形成され、コンタクト抵抗が下げられる。これと共に、TiN層14の下にバリア性の高いTiO2層13bが形成され、またTiN層14が安定化される。このとき、TiN層14がバリアとなることによってTiO2層13bに余分な酸素の導入がなく、良好なTiO2層13bの形成が可能となる。
【0038】
次に、図4に示すように、TiN層14をドライエッチングにより除去する。TiN層14は高抵抗層であるので、TiN層14を除去することにより、配線とのコンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
【0039】
次いで、コンタクトホール内及びTiO2層13b上にAl合金層15をスパッタリングにより堆積する。次いで、このAl合金層15及びTiO2層13bをパターニングすることにより、層間絶縁膜11上にはシリコン基板1に電気的に接続されたAl合金配線(図示せず)が形成される。このAl合金配線はAl合金層及びTiO2層を有するものである。
【0040】
上記実施例による半導体装置の製造方法では、従来技術のようにTiターゲットを用いて窒素ガスを導入しながらTiとN2を反応させる反応性スパッタによりTiN層を形成する工程を有しない。このため、この工程でのパーティクルが発生しないので、配線を形成する際にパーティクルの発生を抑制することができる。
【0041】
また、本実施例では、従来技術のようにAl合金配線に高抵抗のTiN層を含まないので、コンタクト抵抗の増大を抑制することができ、良好なコンタクトを得ることができる。また、コンタクト部に形成しているTiシリサイド13aは低抵抗の結晶構造(C54)のシリサイドであるため、コンタクト抵抗を低くしている。
【0042】
また、本実施例では、Al合金層15と層間絶縁膜11との間にTiO2層13bを形成し、このTiO2層13bは層間絶縁膜11からのH2O等の脱ガスに対して高いバリア性を有している。このため、Al合金層15を成膜する際、脱ガスがAl合金層に侵入することを抑制できる。これにより、Alの流動性を阻害することがなく、Al合金層の良好なカバレージを得ることができる。したがって、信頼性の高いAl合金配線を形成することが可能となる。
【0043】
尚、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図2】(A)〜(C)は、実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図3】(D),(E)は、実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図4】実施例による半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図5】従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面図。
【符号の説明】
1,101…シリコン基板、2,102…絶縁膜、2a,102a…コンタクトホール、3,13,103…Ti層、3a,13a,103a…Tiシリサイド、3b,13b…TiO2層、4,14,104…TiN層、
5,15,105…Al合金層、6,16…酸素、7…ゲート酸化膜、
8,9…ソース/ドレイン領域の拡散層、10…ゲート電極、11…層間絶縁膜、11a〜11c…コンタクトホール、12…レジストパターン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wiring, a method of manufacturing the same, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same. In particular, the present invention relates to a wiring, a method of manufacturing the same, a semiconductor device, and a method of manufacturing the same, which suppress generation of particles when forming the wiring to improve yield and suppress increase in contact resistance.
[0002]
[Prior art]
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
First, an
[0003]
Next, by using the resist pattern as a mask, the
[0004]
Next, oxygen is introduced into the
[0005]
Next, an
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device, the
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to improve the yield by suppressing the generation of particles when forming a wiring, and to suppress the increase in contact resistance while suppressing the increase in contact resistance. An object of the present invention is to provide a manufacturing method, a semiconductor device, and a manufacturing method thereof.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming an insulating film on a base made of silicon,
Forming a connection hole located on the base in the insulating film;
Forming a Ti layer in the connection hole and on the insulating film;
Introducing oxygen into the Ti layer;
Forming a TiN layer on the surface of the Ti layer;
Performing a heat treatment on the TiN layer and the Ti layer to form a TiO 2 layer under the TiN layer;
Removing the TiN layer;
Forming a conductive layer on the TiO 2 layer and in the connection hole;
It is characterized by having.
[0009]
According to the method of manufacturing a semiconductor device described above, there is no step of forming a TiN layer by reactive sputtering unlike the related art. For this reason, no particles are generated in this step, so that the generation of particles when forming the wiring can be suppressed and the yield can be improved. Further, since the method includes the step of removing the TiN layer, it does not include a high-resistance TiN layer unlike the related art. Therefore, an increase in contact resistance can be suppressed, and a good contact can be obtained.
[0010]
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the conductive layer is an Al alloy layer or an Al layer. The TiO 2 layer is formed between the Al alloy layer or Al layer and the insulating film, the TiO 2 layer has a high barrier property against outgassing such as H 2 O from the insulating film. Therefore, when forming the Al alloy layer or the Al layer, it is possible to suppress the outgas from entering the Al alloy layer or the Al layer. Thereby, good coverage of the Al alloy layer or the Al layer can be obtained without obstructing the fluidity of Al.
[0011]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of introducing oxygen may include the step of introducing oxygen by supplying O 2 plasma to the Ti layer, or the step of introducing oxygen by releasing the Ti layer to the atmosphere. Can be introduced.
[0012]
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the TiN layer includes the step of exposing the surface of the Ti layer to a nitriding atmosphere under reduced pressure to form a TiN layer on the surface of the Ti layer. It is preferable that
[0013]
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the step of forming the TiO 2 layer is a step of forming the TiO 2 layer and forming Ti silicide between the TiO 2 layer and the base. Is preferred. An ohmic contact between the underlayer and the TiO 2 layer is formed by this Ti silicide, and the contact resistance can be reduced.
[0014]
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after the step of forming the conductive layer, the Al alloy layer or the Al layer and the TiO 2 layer are patterned to form an Al alloy wiring on the insulating film. Alternatively, the method may further include a step of forming an Al wiring.
[0015]
A semiconductor device according to the present invention includes a base made of silicon,
An insulating film formed on the base,
A connection hole formed in the insulating film and located on the base;
A TiO 2 layer formed in the connection hole and on the insulating film;
An Al alloy layer or an Al layer formed on the TiO 2 layer and in the connection hole;
With
A wiring is constituted by the Al alloy layer or the Al layer and the TiO 2 layer.
[0016]
Further, the semiconductor device according to the present invention preferably further comprises a Ti silicide formed between the TiO 2 layer and the base.
[0017]
A method for manufacturing a wiring according to the present invention includes the steps of: forming a Ti layer on an insulating film;
Introducing oxygen into the Ti layer;
Forming a TiN layer on the surface of the Ti layer;
Performing a heat treatment on the TiN layer and the Ti layer to form a TiO 2 layer under the TiN layer;
Removing the TiN layer;
Forming an Al alloy layer or an Al layer on the TiO 2 layer;
It is characterized by having.
[0018]
The wiring according to the present invention includes: a TiO 2 layer formed on an insulating film;
An Al alloy layer or an Al layer formed on the TiO 2 layer,
It is characterized by having.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A to 1C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. This method of manufacturing a semiconductor device includes a step of manufacturing a wiring.
[0020]
First, as shown in FIG. 1A, an insulating
[0021]
Next, by using the resist pattern as a mask, the insulating
[0022]
Next, oxygen 6 is introduced into the Ti layer 3. As an introduction method at this time, for example, oxygen may be introduced by supplying O 2 plasma to the surface of the Ti layer 3 or oxygen may be introduced by opening the Ti layer 3 to the atmosphere.
[0023]
Thereafter, as shown in FIG. 1B, the surface of the Ti layer is exposed to a nitriding atmosphere under reduced pressure, for example, a temperature of about 400 ° C. and an N 2 atmosphere, so that a thin TiN layer 4 is formed on the surface of the Ti layer. It is formed. Then, Ti layer and the temperature of the TiN layer 700 to 800 ° C., heat treatment such as annealing in N 2 atmosphere (e.g. lamp annealing or furnace annealing) performed. As a result, the Ti of the Ti layer diffuses into the
[0024]
Next, as shown in FIG. 1C, the TiN layer 4 is removed by dry etching. Since the TiN layer 4 is a high-resistance layer, the removal of the TiN layer 4 can suppress an increase in contact resistance with the wiring.
[0025]
Next, an Al alloy layer 5 as a conductive layer is deposited by sputtering in the
[0026]
The method for manufacturing a semiconductor device according to the above-described embodiment does not include a step of forming a TiN layer by reactive sputtering in which Ti reacts with N 2 while introducing nitrogen gas using a Ti target as in the related art. For this reason, no particles are generated in this step, so that the generation of particles when forming the wiring can be suppressed and the yield can be improved.
[0027]
Further, in the present embodiment, since a high-resistance TiN layer is not included in the Al alloy wiring unlike the related art, an increase in contact resistance can be suppressed, and a good contact can be obtained. The contact resistance is reduced because the
[0028]
Further, in the present embodiment, a TiO 2 layer 3b is formed between the Al alloy layer 5 and the insulating
[0029]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention. For example, in the present embodiment, the present invention is applied to the case where an Al alloy wiring is connected to a silicon substrate, but the case where the Al alloy wiring is connected to a silicon base (for example, a polysilicon film or an amorphous silicon film). It is also possible to apply the present invention.
[0030]
In this embodiment, the Al alloy layer 5 is used, but an Al layer can be used instead of the Al alloy layer.
[0031]
【Example】
2A to 2C, 3D, 3E, and 4 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
First, as shown in FIG. 2A, a device isolation film (not shown) is formed on the surface of the
[0032]
Thereafter, a polycrystalline silicon film is deposited on
[0033]
Next, impurity ions are implanted into the
[0034]
Next, as shown in FIG. 2B, an
[0035]
Next, as shown in FIG. 2C, the
[0036]
Next, as shown in FIG. 2D, after removing the resist
[0037]
Thereafter, as shown in FIG. 2E, the surface of the Ti layer is exposed to a nitriding atmosphere under reduced pressure, for example, a temperature of about 400 ° C. and an N 2 atmosphere, so that a
[0038]
Next, as shown in FIG. 4, the
[0039]
Next, an
[0040]
The method of manufacturing a semiconductor device according to the above embodiment does not include a step of forming a TiN layer by reactive sputtering in which Ti reacts with N 2 while introducing nitrogen gas using a Ti target as in the related art. For this reason, no particles are generated in this step, so that generation of particles when forming a wiring can be suppressed.
[0041]
Further, in this embodiment, since the Al alloy wiring does not include the high-resistance TiN layer as in the related art, it is possible to suppress an increase in the contact resistance and obtain a good contact. The contact resistance is reduced because the
[0042]
In this embodiment, a TiO 2 layer 13 b is formed between the
[0043]
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications without departing from the gist of the present invention.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
FIGS. 3D and 3E are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.
FIG. 4 is a sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
[Explanation of symbols]
1, 101: silicon substrate, 2, 102: insulating film, 2a, 102a: contact hole, 3, 13, 103: Ti layer, 3a, 13a, 103a: Ti silicide, 3b, 13b: TiO 2 layer, 4, 14 , 104 ... TiN layer,
5, 15, 105: Al alloy layer, 6, 16: oxygen, 7: gate oxide film,
8, 9: diffusion layer of source / drain region, 10: gate electrode, 11: interlayer insulating film, 11a to 11c: contact hole, 12: resist pattern
Claims (10)
前記絶縁膜に、前記下地上に位置する接続孔を形成する工程と、
前記接続孔内及び前記絶縁膜上にTi層を形成する工程と、
前記Ti層に酸素を導入する工程と、
前記Ti層の表面にTiN層を形成する工程と、
前記TiN層及びTi層に加熱処理を行うことにより、該TiN層の下にTiO2層を形成する工程と、
前記TiN層を除去する工程と、
前記TiO2層上及び前記接続孔内に導電層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming an insulating film on a base made of silicon;
Forming a connection hole located on the base in the insulating film;
Forming a Ti layer in the connection hole and on the insulating film;
Introducing oxygen into the Ti layer;
Forming a TiN layer on the surface of the Ti layer;
Performing a heat treatment on the TiN layer and the Ti layer to form a TiO 2 layer under the TiN layer;
Removing the TiN layer;
Forming a conductive layer on the TiO 2 layer and in the connection hole;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記下地上に形成された絶縁膜と、
前記絶縁膜に形成され、前記下地上に位置する接続孔と、
前記接続孔内及び前記絶縁膜上に形成されたTiO2層と、
前記TiO2層上及び前記接続孔内に形成されたAl合金層又はAl層と、
を具備し、
前記Al合金層又はAl層及び前記TiO2層により配線が構成されることを特徴とする半導体装置。A base made of silicon,
An insulating film formed on the base,
A connection hole formed in the insulating film and located on the base;
A TiO 2 layer formed in the connection hole and on the insulating film;
An Al alloy layer or an Al layer formed on the TiO 2 layer and in the connection hole;
With
A semiconductor device, wherein a wiring is constituted by the Al alloy layer or the Al layer and the TiO 2 layer.
前記Ti層に酸素を導入する工程と、
前記Ti層の表面にTiN層を形成する工程と、
前記TiN層及びTi層に加熱処理を行うことにより、該TiN層の下にTiO2層を形成する工程と、
前記TiN層を除去する工程と、
前記TiO2層上にAl合金層又はAl層を形成する工程と、
を具備することを特徴とする配線の製造方法。Forming a Ti layer on the insulating film;
Introducing oxygen into the Ti layer;
Forming a TiN layer on the surface of the Ti layer;
Performing a heat treatment on the TiN layer and the Ti layer to form a TiO 2 layer under the TiN layer;
Removing the TiN layer;
Forming an Al alloy layer or an Al layer on the TiO 2 layer;
A method for manufacturing a wiring, comprising:
前記TiO2層上に形成されたAl合金層又はAl層と、
を具備することを特徴とする配線。A TiO 2 layer formed on the insulating film,
An Al alloy layer or an Al layer formed on the TiO 2 layer,
A wiring comprising:
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010272898A (en) * | 2005-01-21 | 2010-12-02 | Toshiba Corp | Method of manufacturing semiconductor device |
US7939421B2 (en) | 2009-07-08 | 2011-05-10 | Nanya Technology Corp. | Method for fabricating integrated circuit structures |
CN106373882A (en) * | 2015-07-21 | 2017-02-01 | 丰田自动车株式会社 | Method for manufacturing semiconductor device |
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-
2002
- 2002-09-27 JP JP2002282201A patent/JP2004119754A/en not_active Withdrawn
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