JP2538607B2 - 気相成長法 - Google Patents
気相成長法Info
- Publication number
- JP2538607B2 JP2538607B2 JP62209539A JP20953987A JP2538607B2 JP 2538607 B2 JP2538607 B2 JP 2538607B2 JP 62209539 A JP62209539 A JP 62209539A JP 20953987 A JP20953987 A JP 20953987A JP 2538607 B2 JP2538607 B2 JP 2538607B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- contact hole
- wiring
- growth method
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 本発明は気相成長法、更に詳しく言えばコンタクトホ
ールを介してシリコン基板上にアルミシリサイド膜を選
択的に成長させる方法に関し、 シリコン基板に与えるダメージが少なく、またコンタ
クト抵抗の低い導電材の形成が可能な気相成長法の提供
を目的とし、 本発明の気相成長法は、水素ガスプラズマを用いたス
パッタリングにより、コンタクトホールを介してシリコ
ン基板又は、Al配線の表面を活性化する工程と、前記基
板の表面の活性状態を維持しながら、アルミニウムのハ
ロゲン化物又は有機物ガスとシリコン水素化物ガスとを
反応させ、前記コンタクトホール内の基板の表面にアル
ミニウムシリサイド膜を選択的に成長させる工程とを少
なくとも有することを特徴とする。
ールを介してシリコン基板上にアルミシリサイド膜を選
択的に成長させる方法に関し、 シリコン基板に与えるダメージが少なく、またコンタ
クト抵抗の低い導電材の形成が可能な気相成長法の提供
を目的とし、 本発明の気相成長法は、水素ガスプラズマを用いたス
パッタリングにより、コンタクトホールを介してシリコ
ン基板又は、Al配線の表面を活性化する工程と、前記基
板の表面の活性状態を維持しながら、アルミニウムのハ
ロゲン化物又は有機物ガスとシリコン水素化物ガスとを
反応させ、前記コンタクトホール内の基板の表面にアル
ミニウムシリサイド膜を選択的に成長させる工程とを少
なくとも有することを特徴とする。
［産業上の利用分野］ 本発明は気相成長法に関し、更に詳しく言えばコンタ
クトホールを介してシリコン基板表面か、多層配線にお
けるAl表面にアルミシリサイド膜を選択的に成長させる
方法に関するものである。
クトホールを介してシリコン基板表面か、多層配線にお
けるAl表面にアルミシリサイド膜を選択的に成長させる
方法に関するものである。
［従来の技術］ 従来より、第４図に示すように、SiO2膜２のコンタク
トホールを介してSi基板１に配線用Al膜３を形成する
と、熱処理等によってAlとSiの固相反応が進んでAl−Si
合金４が形成され、ｐ−ｎ接合５が破壊されて短絡する
ことが知られている。
トホールを介してSi基板１に配線用Al膜３を形成する
と、熱処理等によってAlとSiの固相反応が進んでAl−Si
合金４が形成され、ｐ−ｎ接合５が破壊されて短絡する
ことが知られている。
そこで、これを防止するため、予めSiを含むAlをスパ
ッタ法により被着形成する方法がある。
ッタ法により被着形成する方法がある。
［発明が解決しようとする問題点］ しかし、近年、半導体装置のパターンの微細化に伴な
ってコンタクトホールの形状もますます微細化の傾向に
あるため、該コンタクトホール内に十分に被着できない
という問題がある。第５図はこれを示す図であり、スパ
ッタ法により形成されたSiを含むAl膜５のカバーレッヂ
は悪く、断線のおそれがあり、多層配線間の接続に関し
ても同様である。
ってコンタクトホールの形状もますます微細化の傾向に
あるため、該コンタクトホール内に十分に被着できない
という問題がある。第５図はこれを示す図であり、スパ
ッタ法により形成されたSiを含むAl膜５のカバーレッヂ
は悪く、断線のおそれがあり、多層配線間の接続に関し
ても同様である。
そこで、スタッパ法でなく、気相成長法により選択的
にアルミシリサイド膜を成長させてコンタクトホールを
充填させる方法が考えられるが、現在までのところ、ア
ルミシリサイド膜を安定して形成することのできる気相
成長法がない。
にアルミシリサイド膜を成長させてコンタクトホールを
充填させる方法が考えられるが、現在までのところ、ア
ルミシリサイド膜を安定して形成することのできる気相
成長法がない。
本発明はかかる従来の問題に鑑みて創作されたもので
あり、シリコン基板上に選択的にアルミシリサイド膜を
安定に成長することのできる気相成長法の提供を目的と
する。
あり、シリコン基板上に選択的にアルミシリサイド膜を
安定に成長することのできる気相成長法の提供を目的と
する。
［問題点を解決するための手段］ 本発明の気相成長法は、水素ガスプラズマを用いたス
パッタリングにより、コンタクトホール内のシリコン基
板又はAl配線の表面を清浄にする工程と、前記基板又は
Al配線の清浄な表面状態を維持しながら、アルミニウム
のハロゲン化物か、有機物ガスとシリコン水素化物ガス
とを反応させ、前記コンタクトホール内のシリコン基板
又はAl配線の表面にアルミニウムシリサイド膜を選択的
に成長させる工程とを少なくとも有することを特徴とす
る。
パッタリングにより、コンタクトホール内のシリコン基
板又はAl配線の表面を清浄にする工程と、前記基板又は
Al配線の清浄な表面状態を維持しながら、アルミニウム
のハロゲン化物か、有機物ガスとシリコン水素化物ガス
とを反応させ、前記コンタクトホール内のシリコン基板
又はAl配線の表面にアルミニウムシリサイド膜を選択的
に成長させる工程とを少なくとも有することを特徴とす
る。
［作 用］ 本発明によれば、水素ガスプラズマを用いたスパッタ
リングにより、シリコン基板表面か、Al配線表面に形成
された自然酸化膜を除去する。これにより、基板又はAl
配線の表面は清浄になり、化学的に活性化された状態に
なっている。
リングにより、シリコン基板表面か、Al配線表面に形成
された自然酸化膜を除去する。これにより、基板又はAl
配線の表面は清浄になり、化学的に活性化された状態に
なっている。
次にその状態を保持したまま、すなわち大気にさらさ
ないでアルミニウムのハロゲン化物ガス（例えば、AlCl
3）又は、有機Al（例えば、Al（C4Ha）３）とシリコン
水素化物ガス（例えばSiH4）とを反応させる。シリコン
基板又はAl配線の表面は清浄で活性化された状態にある
ので、均一な膜厚のアルミシリサイド膜（AlSi）を安定
して成長させることができる。また、このときの反応
は、主として気相反応であって固相反応でないため、シ
リコン基板に与えるダメージは少ない。このため、アル
ミシリサイド膜がシリコン基板中に侵入して、例えばｐ
−ｎ接合が破壊されることもない。
ないでアルミニウムのハロゲン化物ガス（例えば、AlCl
3）又は、有機Al（例えば、Al（C4Ha）３）とシリコン
水素化物ガス（例えばSiH4）とを反応させる。シリコン
基板又はAl配線の表面は清浄で活性化された状態にある
ので、均一な膜厚のアルミシリサイド膜（AlSi）を安定
して成長させることができる。また、このときの反応
は、主として気相反応であって固相反応でないため、シ
リコン基板に与えるダメージは少ない。このため、アル
ミシリサイド膜がシリコン基板中に侵入して、例えばｐ
−ｎ接合が破壊されることもない。
［実施例］ 次に本発明の実施例について説明する。第１図は本発
明の第１の実施例に係る気相成長法を説明する図であ
る。
明の第１の実施例に係る気相成長法を説明する図であ
る。
ｐ型Si基板１上のSiO2膜８にコンタクトホール９を形
成するとｎ型不純物領域10の表面が露出するが、大気中
に放置すると、同図（ａ）に示すように大気中の酸素
（O2）とSiが反応して薄いSiO2膜11が形成される。
成するとｎ型不純物領域10の表面が露出するが、大気中
に放置すると、同図（ａ）に示すように大気中の酸素
（O2）とSiが反応して薄いSiO2膜11が形成される。
そこで、気相成長工程の前処理として、プラズマ化し
た水素ガス12を用いてスパッタリングを行ない、コンタ
クトホール９内のSi基板表面に形成された薄いSiO2膜11
等を除去する（同図（ｂ））。このときのSi基板７の温
度は常温〜100℃であり、比較的低温で行なうことがで
きる。このためAl配線後においても、この気相成長法を
適用することができる。
た水素ガス12を用いてスパッタリングを行ない、コンタ
クトホール９内のSi基板表面に形成された薄いSiO2膜11
等を除去する（同図（ｂ））。このときのSi基板７の温
度は常温〜100℃であり、比較的低温で行なうことがで
きる。このためAl配線後においても、この気相成長法を
適用することができる。
このように、コンタクトホール７の露出したSi基板表
面を清浄にし、化学的に活性な状態にしておく。
面を清浄にし、化学的に活性な状態にしておく。
次に、この状態を保持しながら、すなわち大気中にさ
らさない状態で次の気相成長を行なう。これは、例えば
前処理後のSi基板を真空チャンバー内を移動させて気相
成長装置まで運搬するか、または前処理を行なった真空
チャンバーと同一の真空チャンバーを用いて気相成長を
行なうことにより、達成できる。
らさない状態で次の気相成長を行なう。これは、例えば
前処理後のSi基板を真空チャンバー内を移動させて気相
成長装置まで運搬するか、または前処理を行なった真空
チャンバーと同一の真空チャンバーを用いて気相成長を
行なうことにより、達成できる。
気相成長は、Alのハロゲン化物ガス（例えばAlCl3）
とシリコン水素化物（例えばSiH4）とを、H2ガス中で反
応させる。
とシリコン水素化物（例えばSiH4）とを、H2ガス中で反
応させる。
その反応式は、 で与えられる。但し、ｎとｍは定数である。
反応条件は、 Ｐ（AlCl3）＝10-1〜10-2Torr Ｐ（SiH4）＝10-1〜10-3Torr Ｐ（H2）＝0.1〜10Torr 基板設定温度＝200〜250℃ （なお、基板の加熱は、赤外線ランプヒータでも、抵
抗加熱ヒータのいずれでもよい。） このときのAlSi膜の成長速度は、200nm/min程度であ
り、Siの含有率は各ガスの分圧等の条件を変えることに
より容易に変更できる。
抗加熱ヒータのいずれでもよい。） このときのAlSi膜の成長速度は、200nm/min程度であ
り、Siの含有率は各ガスの分圧等の条件を変えることに
より容易に変更できる。
このように、本発明の実施例によればSi基板７の表面
が活性化された状態に設定してあるから、気相反応によ
る成長法であっても、均一な膜厚のAlSi膜をSi基板７の
表面に均一に成長することができる（同図（ｃ））。そ
して、気相反応による成長法であるから、Si基板に与え
るダメージが少なく、不純物領域10が浅いときにもｐ−
ｎ接合を破壊することがない。またAlSi膜にはSiが含ま
れているので、Si基板７中のSiと融合してAl−Si合金が
形成され、ｐ−ｎ接合を破壊するという従来の問題点を
解決することもできる（第５図参照）。
が活性化された状態に設定してあるから、気相反応によ
る成長法であっても、均一な膜厚のAlSi膜をSi基板７の
表面に均一に成長することができる（同図（ｃ））。そ
して、気相反応による成長法であるから、Si基板に与え
るダメージが少なく、不純物領域10が浅いときにもｐ−
ｎ接合を破壊することがない。またAlSi膜にはSiが含ま
れているので、Si基板７中のSiと融合してAl−Si合金が
形成され、ｐ−ｎ接合を破壊するという従来の問題点を
解決することもできる（第５図参照）。
更に成長を進めてAlSi膜13の膜厚をSiO2膜８と同程度
にする（第１図（ｄ））。
にする（第１図（ｄ））。
次にAlをスパッタリング法により被着した後にパター
ニングを行ない、配線としてのAl膜14を形成する（同図
（ｅ））。このときコンタクトホール内にはAlSi膜13が
充填されているので、スパッタリング法によってAl膜14
を形成しても、カバーレッヂの問題は生じない。
ニングを行ない、配線としてのAl膜14を形成する（同図
（ｅ））。このときコンタクトホール内にはAlSi膜13が
充填されているので、スパッタリング法によってAl膜14
を形成しても、カバーレッヂの問題は生じない。
なお、還元ガス（SiH4）の量を増加すると、AlSi膜の
選択成長法が崩壊する。これを利用して、例えばAlSi膜
13によるSiO2膜８のコンタクトホールの埋め込みが終了
する時点で、還元ガスの量を増やすことにより、第２図
に示すように埋め込み用の選択成長によるAlSi膜13に続
いて配線用の被選択成長によるAlSi膜15を連続的に形成
できる。この場合、配線用のAlSi膜15にはSiが多く含ま
れているので、AlSi膜のグレインサイズは小さく、この
ため平坦な膜が形成できる。
選択成長法が崩壊する。これを利用して、例えばAlSi膜
13によるSiO2膜８のコンタクトホールの埋め込みが終了
する時点で、還元ガスの量を増やすことにより、第２図
に示すように埋め込み用の選択成長によるAlSi膜13に続
いて配線用の被選択成長によるAlSi膜15を連続的に形成
できる。この場合、配線用のAlSi膜15にはSiが多く含ま
れているので、AlSi膜のグレインサイズは小さく、この
ため平坦な膜が形成できる。
また、本発明の気相成長法は多層配線間のコンタクト
ホールの埋め込みにも適用できる。第３図はこれを説明
する図である。なお、プロセス条件は第１図を用いて説
明した前述の第１の実施例と基本的に同様であるので、
詳細は略す。
ホールの埋め込みにも適用できる。第３図はこれを説明
する図である。なお、プロセス条件は第１図を用いて説
明した前述の第１の実施例と基本的に同様であるので、
詳細は略す。
まず、同図（ａ）に示すように、SiO2膜17にコンタク
トホール18が形成されると、Al膜16の表面が露出するの
で、次工程に進む間に大気中の酸素によって酸化され、
その表面にAlの酸化物19が形成される。
トホール18が形成されると、Al膜16の表面が露出するの
で、次工程に進む間に大気中の酸素によって酸化され、
その表面にAlの酸化物19が形成される。
次に、例えばプラズマ化したガス20を用いてスパッタ
リングを行い、酸化物19を除去する（同図（ｂ））。
リングを行い、酸化物19を除去する（同図（ｂ））。
次に、露出したAl膜16の表面に再び酸化物が形成され
ないように、気相反応によりAlSi膜21を選択的に形成し
てコンタクトホール18を埋め込む（同図（ｃ））。次い
でAlをスパッタリングにより被覆した後にパターニング
すると、上層配線としてのAl膜22を得ることができる。
ないように、気相反応によりAlSi膜21を選択的に形成し
てコンタクトホール18を埋め込む（同図（ｃ））。次い
でAlをスパッタリングにより被覆した後にパターニング
すると、上層配線としてのAl膜22を得ることができる。
このように、本発明の第３の実施例によれば、AlSi膜
をコンタクトホール内に選択的に成長させることによっ
て該コンタクトホールを埋め込むことができるので、信
頼性の高い多層配線間の電気的接続が可能となる。
をコンタクトホール内に選択的に成長させることによっ
て該コンタクトホールを埋め込むことができるので、信
頼性の高い多層配線間の電気的接続が可能となる。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればSi基板やAl膜の
表面を清浄な化学的に活性な状態を保持した状態にして
いるので、気相成長であってもその表面に均一な膜厚の
AlSi膜を形成することができる。また気相成長によって
AlSi膜を成長するので、Si基板や下層のAl膜に与えるダ
メージが少ない。これにより半導体装置の信頼性の向上
を図ることができる。またAlSi膜はSiを含んでいるの
で、Si基板と接触しても界面でAl−Si合金が形成され難
い。更にコンタクトホールを介してSi基板又は下層のAl
膜の表面に選択的にAlSi膜を形成して該コンタクトホー
ルを充填できるので、スパッタ法等により形成される配
線膜のカバーレッヂの問題を解決することができる。
表面を清浄な化学的に活性な状態を保持した状態にして
いるので、気相成長であってもその表面に均一な膜厚の
AlSi膜を形成することができる。また気相成長によって
AlSi膜を成長するので、Si基板や下層のAl膜に与えるダ
メージが少ない。これにより半導体装置の信頼性の向上
を図ることができる。またAlSi膜はSiを含んでいるの
で、Si基板と接触しても界面でAl−Si合金が形成され難
い。更にコンタクトホールを介してSi基板又は下層のAl
膜の表面に選択的にAlSi膜を形成して該コンタクトホー
ルを充填できるので、スパッタ法等により形成される配
線膜のカバーレッヂの問題を解決することができる。
第１図は本発明の第１の実施例に係る気相成長法の説明
図、 第２図は本発明の第２の実施例に係る気相成長法の説明
図、 第３図は本発明の第３の実施例に係る気相成長法の説明
図、 第４図，第５図は従来例に係る気相成長法の説明図であ
る。 （符号の説明） 1,7……Si基板、 2,8,17……SiO2膜、 3,14,16,22……Al膜、 ４……Al−Si合金、 ５……ｐ−ｎ接合、 ６……Siを含むAl膜、 9,18……コンタクトホール、 10……不純物領域、 11……自然に形成されたSiO2膜、 12,20……プラズマ化したガス、 13,21……AlSi膜。
図、 第２図は本発明の第２の実施例に係る気相成長法の説明
図、 第３図は本発明の第３の実施例に係る気相成長法の説明
図、 第４図，第５図は従来例に係る気相成長法の説明図であ
る。 （符号の説明） 1,7……Si基板、 2,8,17……SiO2膜、 3,14,16,22……Al膜、 ４……Al−Si合金、 ５……ｐ−ｎ接合、 ６……Siを含むAl膜、 9,18……コンタクトホール、 10……不純物領域、 11……自然に形成されたSiO2膜、 12,20……プラズマ化したガス、 13,21……AlSi膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−198763（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−105422（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−71040（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−66629（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−256672（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−49180（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−72132（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−83026（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−33569（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】水素ガスプラズマを用いたスパッタリング
により、コンタクトホール内のシリコン基板又はAl配線
の表面を活性化する工程と、 前記シリコン基板又はAl配線の表面の活性状態を維持し
ながら、アルミニウムのハロゲン化物又は有機ガスとシ
リコン水素化ガスとを反応させ、前記コンタクトホール
内の前記シリコン基板又はAl配線の表面にアルミニウム
シリサイド膜を選択的に気相成長させる工程とを少なく
とも有することを特徴とする気相成長法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62209539A JP2538607B2 (ja) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | 気相成長法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62209539A JP2538607B2 (ja) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | 気相成長法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6451620A JPS6451620A (en) | 1989-02-27 |
| JP2538607B2 true JP2538607B2 (ja) | 1996-09-25 |
Family
ID=16574483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62209539A Expired - Lifetime JP2538607B2 (ja) | 1987-08-24 | 1987-08-24 | 気相成長法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2538607B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0322527A (ja) * | 1989-06-20 | 1991-01-30 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2699611B2 (ja) * | 1990-05-11 | 1998-01-19 | 日本電気株式会社 | 薄膜の形成方法 |
| JP2978748B2 (ja) * | 1995-11-22 | 1999-11-15 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443872B2 (ja) * | 1972-09-18 | 1979-12-22 | ||
| JPS5910064B2 (ja) * | 1978-11-22 | 1984-03-06 | 三菱電機株式会社 | 多層配線構造の製造方法 |
| DE3040693A1 (de) * | 1979-11-08 | 1981-05-27 | Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg | Verfahren zur metallisierung von halbleiterbauelementen |
| JPS5972132A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-24 | Toshiba Corp | 金属及び金属シリサイド膜の形成方法 |
| JPH065695B2 (ja) * | 1985-02-28 | 1994-01-19 | 株式会社東芝 | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61256672A (ja) * | 1985-05-09 | 1986-11-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6266629A (ja) * | 1985-09-19 | 1987-03-26 | Fujitsu Ltd | 薄膜形成方法 |
| JPS62105422A (ja) * | 1985-11-01 | 1987-05-15 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JP2559030B2 (ja) * | 1986-07-25 | 1996-11-27 | 日本電信電話株式会社 | 金属薄膜の製造方法 |
-
1987
- 1987-08-24 JP JP62209539A patent/JP2538607B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6451620A (en) | 1989-02-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5663099A (en) | Method for producing semiconductor device having alignment mark | |
| JPH1064902A (ja) | アルミニウム材料の成膜方法及び成膜装置 | |
| JPH11135459A (ja) | 半導体の開口に選択的に金属を蒸着する方法 | |
| JP2578192B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP4103461B2 (ja) | 成膜方法 | |
| JP2538607B2 (ja) | 気相成長法 | |
| JP4798688B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06283613A (ja) | 半導体素子の金属コンタクト形成方法 | |
| JPS6261668B2 (ja) | ||
| JP2768304B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3287042B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2694950B2 (ja) | 高融点金属膜の形成方法 | |
| JP2907236B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2733396B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0629241A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6376875A (ja) | 気相成長法 | |
| JPH053170A (ja) | ブランケツトタングステンプラグ形成法 | |
| JP2954219B2 (ja) | 半導体装置の製造プロセスに適用される改良された選択ｃｖｄ | |
| JP2917929B2 (ja) | 金属薄膜の形成方法 | |
| JP2590594B2 (ja) | コンタクト孔埋め込み方法 | |
| JPH06104207A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH07321108A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH0555166A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH01309356A (ja) | 半導体装置の配線構造およびその形成方法 | |
| JP3006816B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 |