JP2521018B2 - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JP2521018B2 JP4355405A JP35540592A JP2521018B2 JP 2521018 B2 JP2521018 B2 JP 2521018B2 JP 4355405 A JP4355405 A JP 4355405A JP 35540592 A JP35540592 A JP 35540592A JP 2521018 B2 JP2521018 B2 JP 2521018B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路の製造
方法に関し、特に、導電性金属硅化物を形成する方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路は、FETのような素子
を多数有している。そして、これらの素子を電気的に接
続する必要がある。このような接続導体は、通常ランナ
ーと称する。このランナーは、ポリシリコン製、または
窒化チタン(TiN)から形成されている。この集積回
路において、ランナーを形成する金属としては、アルミ
があげられる。このアルミの特徴は、比較的堆積しやす
く、エッチングによりパターン形成も可能で、比較的高
い導電率を有している。しかし、サブミクロンのオーダ
の素子においては欠点がある。すなわち、ランナーが形
成された後、800℃以上の温度で半導体素子を処理し
なければならない。このような温度では、アルミを使用
することは難しく、さらにエレクトロンマイグレション
が起こりやすい。
【0003】このようなアルミに代わる金属として、硅
化チタン、または硅化タンタルのような金属硅化物があ
る。この金属硅化物のシリコンと金属の構成比はその制
御は難しく、製造にはあまり適していない。さらに、堆
積した金属硅化物は自己整合的ではない。金属硅化物
は、シリコン層の上に金属層を堆積し、この二つの材料
を加熱して、それらが反応することによって、形成され
る。多くの金属とシリコンとの間の反応速度は、速く、
これは金属硅化物の形成温度で制御することができる。
この温度は集積回路のプロセスでは適用可能である。ま
た未反応金属は加熱完了後、除去することができる。こ
のプロセスは概念的には簡単であるが、適当量の金属と
シリコンとを必要とするために、金属硅化物がいたると
ころに形成されてしまう。この金属硅化物はポリシリコ
ン製のランナーの導電率を上げるのに使用することがで
き、その理由は、金属硅化物はポリシリコンよりも高い
導電率を有しているからである。
【0004】しかし、金属硅化物形成プロセスにおいて
は問題がある。この問題は、近接して配置された導電性
ランナーのような特徴物の上に金属硅化物製ランナーを
形成する際に起こる。例えば、チタン硅化物層は、ポリ
シリコンを堆積した後、所定の形状にパターン化した
後、チタンをスパッタリングによりその上に堆積するこ
とにより、形成される。しかし、この堆積チタンは、ポ
リシリコンの上に等方的には堆積せず、複数の特徴物間
の底の角の部分ではチタンは薄くなる(差動効果と呼ば
れている)。この底部領域でチタン金属が存在しない
(或いは少ない)ことにより、底部エッジにおいては金
属硅化物の形成が非常に難しい。この特徴物の底のエッ
ジに形成される薄い金属硅化物がさらに塊となると、高
抵抗となり、最悪の場合、回路が導通しなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、近接
して配置されたランナーのような特徴物の上に導電性金
属硅化物を均一に堆積する方法を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
の製造方法は、ランナーのような特徴物を有する表面上
に、ポリシリコンの層と、このポリシリコンの層の上
に、金属を含有する導電性化合物からなる第1層を堆積
し、前記特徴物間に金属ヒレを残すために、前記第1層
をエッチングし、次に、このエッチングされた第1層上
に金属を含有する導電性化合物からなる第2層を堆積
し、これらを加熱することにより、所望の導電性化合物
からなる導電層を形成する。 本発明の一実施例によれ
ば、ランナーのような特徴物の上に誘電体層が堆積さ
れ、この誘電体層をパターン化してそこに開口を形成
し、基板の選択された部分を露出する。そして、この誘
電体層と開口の上にポリシリコンの層が堆積してもよ
い。最終的に形成された所望の導電性化合物は金属硅化
物である。
【0007】
【実施例】図1において、基板1の上に例えばランナー
のような特徴物3と誘電体層5とが形成される。なお、
この誘電体層5の一部は特徴物3の上にも形成されてい
る。尚、特徴物3は導電層31と側壁33と上部層35
とからなる。誘電体層5はパターン化されて、開口37
を形成し、この開口37によりFETのソース/ドレイ
ン領域のような選択領域を露出する。この誘電体層5の
上に、ポリシリコン層7を堆積し、その後、このポリシ
リコン層7をパターン化することにより、第2のランナ
ーを形成する。このポリシリコン層7は2つの開口37
の間に伸びる。図2において、第1導電(金属)材料層
9は、ポリシリコン層7上に一般的にはスパッタリング
により形成される。その代表的な構成金属はチタンであ
る。この金属(チタン)は等方的には堆積せず、従っ
て、この層は非均一な厚さを有する。図2に示すよう
に、第1導電材料層9の厚さは、特徴物3の間のリセス
(凹部)の底エッジの付近では他の部分より薄くなって
いる。このリセス(凹部)で、金属が少ないことによ
り、導電性化合物の形成が不十分となり、さらに、最悪
の場合には、電気的接続が不可能となる。
【0008】次に、図2に示された構造物に対し異方性
エッチバックが行われ、特徴物3の端部で金属がより厚
く堆積する場所(則ち、エッチバックで完全には除去で
きなかった第1導電材料層9の残留部分)はヒレ11を
形成し、このヒレ11は特徴物3の間の底部エッジにあ
るリセス内に残される。このようにして得られた構造物
が図3に示されている。このエッチバック技術は当業者
には公知である。エッチバックに際し必要なことは、エ
ッチバック完了後、金属製ヒレ11がリセス内に残るよ
うにすることである。
【0009】次に、図4に示すように、第2導電(金
属)材料層13をスパッタリングによってポリシリコン
層7とヒレ11の上に堆積する。このヒレ11により、
特徴物3の間のリセスに導電性化合物の形成に十分な金
属が存在するようになる。標準的な加熱ステップによ
り、第2導電材料層13とヒレ11の金属とポリシリコ
ン層7のポリシリコンとを反応させて、所望の導電性化
合物(この実施例では金属硅化物)を形成する。この反
応完了後、未反応金属を適当な除去技術により除去す
る。その後は標準的なプロセスを用いて集積回路の形成
を完了する。
【0010】
【発明の効果】以上述べたごとく、本発明の方法によれ
ば、特徴物の間のリセスに十分な金属を堆積することが
できる。その結果、特徴物の間の狭い領域に完全な導電
性通路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1段階のプロセスを表す図。
【図2】本発明の第2段階のプロセスを表す図。
【図3】本発明の第3段階のプロセスを表す図。
【図4】本発明の第4段階のプロセスを表す図。
【符号の説明】
1 基板 3 特徴物 5 誘電体層 7 ポリシリコン層 9 第1導電(金属)材料層 11 ヒレ 13 第2導電(金属)材料層 31 導電層 33 側壁 35 上部層 37 開口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サレシュ エム.マーチャント アメリカ合衆国 18017 ペンシルヴェ ニア ベツレヘム、スプリング コート 2514 (72)発明者 ランバー シン アメリカ合衆国 18052 ペンシルヴェ ニア アレンタウン(ホワイトホール) ティー2−3、ミックレー ロード 900 (56)参考文献 特開 昭62−213120(JP,A) 特開 昭62−42544(JP,A) 特開 平2−288225(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)基板(1)上に離間配置された複
    数の接続導体構造物(3)を形成するステップと、 (B)前記接続導体構造物(3)の上にポリシリコン層
    (7)を形成し(図1)、前記ポリシリコン層(7)
    に第1金属材料層(9)を非等方的に堆積するステップ
    (図2)と、 (C)第1金属材料層(9)をエッチングして、前記複
    数の接続導体構造物(3)間に金属ヒレ(11)を残す
    ステップ(図3)と、 (D)前記ステップ(C)により形成された金属ヒレ
    (11)とポリシリコン層(7)の上に、第2金属材料
    層(13)を堆積するステップ(図4)と、 (E)前記ステップ(D)により形成された第2金属材
    料層(13)と金属ヒレ(11)とポリシリコン層
    (7)からなる構造物を加熱することにより、所望の
    電性金属化合物を形成するステップと、 からなることを特徴とする半導体集積回路の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記所望の導電性金属化合物は、金属
    化物であることを特徴とする請求項1の方法。
  3. 【請求項3】 前記(A)ステップの後で(B)ステッ
    プの前に、前記接続導体構造物(3)と基板(1)の上
    に誘電体層(5)を形成するステップをさらに有するこ
    とを特徴とする請求項2の方法。
  4. 【請求項4】 基板(1)の選択された領域を露出する
    ために、前記誘電体層(5)をパターン化するステップ
    をさらに有することを特徴とする請求項3の方法。
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JPH0684906A (ja) 1994-03-25
EP0549199A2 (en) 1993-06-30
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