JP2008091830A - 半導体装置、およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたシリサイド層と、
前記シリサイド層上に形成された層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜内に形成され、前記シリサイド層に前記コンタクト膜を介して電気的に接続された金属層と、前記金属層と前記層間絶縁膜との間に形成された拡散バリア膜と、を備え、前記コンタクト膜は、前記金属層に含まれる金属元素と、前記拡散バリア膜に含まれる金属元素と、前記シリサイド層に含まれる金属元素またはSiと、を少なくとも1つずつ含むことを特徴とする半導体装置を提供する。
【選択図】図1
Description
(半導体装置の構成)
図1(a)、(b)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の断面図、およびそのコンタクト構造近傍の部分拡大図である。
図2A(a)〜(c)、図2B(d)〜(f)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置のコンタクト構造の製造工程を示す断面図である。
この第1の実施の形態によれば、コンタクト膜113が低い電気抵抗、高い耐酸化性を有し、また、ソース・ドレインシリサイド層8およびゲートシリサイド層5との密着性に優れるため、ソース・ドレイン領域、またはゲート電極の表面近傍にシリサイド層が形成された構造を有する半導体装置において、高い信頼性および電気的性能を得ることができる。
本発明の第2の実施の形態は、コンタクト構造の製造工程において第1の実施の形態と異なる。なお、他の部分の構成等、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
図3(a)〜(c)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置のコンタクト構造の製造工程を示す断面図である。
この第2の実施の形態によれば、プラグ形成膜14を構成するCuMn合金のMn濃度をコントロールすることにより、プラグ形成膜14を層間絶縁膜9およびソース・ドレインシリサイド層8(またはゲートシリサイド層5)と反応させ、拡散バリア膜112およびコンタクト膜113を形成することができる。
本発明の第3の実施の形態は、拡散バリア膜112、およびコンタクト膜113を構成する材料において第1の実施の形態と異なる。なお、他の部分の構成等、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
金属プラグ111は、Cuからなり、拡散バリア膜112は、ZnSiO化合物からなり、コンタクト膜113は、CuZnNi合金からなる。
本実施の形態に係るコンタクト構造の製造工程は、第1の実施の形態と同様であるが、前駆体膜13としてCuZn合金を用いる。
本発明の第4の実施の形態は、金属プラグ111、ソース・ドレインシリサイド層8、ゲートシリサイド層5、拡散バリア膜112、およびコンタクト膜113を構成する材料において第1の実施の形態と異なる。なお、他の部分の構成等、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
金属プラグ111は、Alからなり、ソース・ドレインシリサイド層8およびゲートシリサイド層5は、TiSiからなり、拡散バリア膜112は、VSiO化合物からなり、コンタクト膜113は、AlVTi合金からなる。
本実施の形態に係るコンタクト構造の製造工程は、第1の実施の形態と同様であるが、前駆体膜13としてAlV合金、プラグ形成膜14としてAlを用いる。
本発明の第5の実施の形態は、金属プラグ111、ソース・ドレインシリサイド層8、ゲートシリサイド層5、拡散バリア膜112、およびコンタクト膜113を構成する材料において第1の実施の形態と異なる。なお、他の部分の構成等、第1の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。
金属プラグ111は、Alからなり、拡散バリア膜112は、MgSiO化合物からなり、コンタクト膜113は、AlMgSi合金からなる。また、ソース・ドレインシリサイド層8およびゲートシリサイド層5は、どのような金属を含んだシリサイドであってもよい。
本実施の形態に係るコンタクト構造の製造工程は、第1の実施の形態と同様であるが、前駆体膜13としてAlMg合金、プラグ形成膜14としてAlを用いる。
2 半導体基板
5 ゲートシリサイド層
8 ソース・ドレインシリサイド層
9 層間絶縁膜
11 コンタクト構造
111 金属プラグ
112 拡散バリア膜
113 コンタクト膜
Claims (5)
- 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成されたシリサイド層と、
前記シリサイド層上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜内に形成され、前記シリサイド層にコンタクト膜を介して電気的に接続された金属層と、
前記金属層と前記層間絶縁膜との間に形成された拡散バリア膜と、
を備え、
前記コンタクト膜は、前記金属層に含まれる金属元素と、前記拡散バリア膜に含まれる金属元素と、前記シリサイド層に含まれる金属元素またはSiと、を少なくとも1つずつ含むことを特徴とする半導体装置。 - 前記コンタクト膜は、Cu、Mn、およびNiを含んだ合金薄膜、Cu、Ni、およびZnを含んだ合金薄膜、Al、V、およびTiを含んだ合金薄膜、またはAl、Mg、およびSiを含んだ合金薄膜のいずれかであることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記拡散バリア膜は、Mn、Zn、V、およびMgのうち少なくともいずれか1つを含んだ酸化膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記金属層は、Cu、およびAlの少なくともいずれか一方を含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 半導体基板上にシリサイド層を形成する工程と、
前記シリサイド層上に層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜内に前記シリサイド層に通じる開口部を形成する工程と、
前記開口部の内面を前駆体膜で被覆する工程と、
前記前駆体膜により内面を被覆された前記開口部内に金属層を形成する工程と、
前記シリサイド層、前記層間絶縁膜、前記前駆体膜、および前記金属層を加熱し、前記前駆体膜の前記層間絶縁膜に接する部分に拡散バリア膜を、前記前駆体膜の前記シリサイド層に接する部分にコンタクト膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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