JP2547019B2 - タングステンの選択成長方法 - Google Patents
タングステンの選択成長方法Info
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- JP2547019B2 JP2547019B2 JP62133322A JP13332287A JP2547019B2 JP 2547019 B2 JP2547019 B2 JP 2547019B2 JP 62133322 A JP62133322 A JP 62133322A JP 13332287 A JP13332287 A JP 13332287A JP 2547019 B2 JP2547019 B2 JP 2547019B2
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- insulating film
- film
- selective growth
- tungsten
- gas
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 本発明は、タングステンの選択成長方法に於いて、タ
ングステンを選択成長させる為のガスに加えてホスフィ
ンなど燐を含むガスを同時に流すことに依り、副生物で
あるガスが絶縁膜をアタックして粗面化するのを抑止
し、その絶縁膜上にはタングステン膜が形成されないよ
うにしたものである。
ングステンを選択成長させる為のガスに加えてホスフィ
ンなど燐を含むガスを同時に流すことに依り、副生物で
あるガスが絶縁膜をアタックして粗面化するのを抑止
し、その絶縁膜上にはタングステン膜が形成されないよ
うにしたものである。
本発明は、例えば多層電極・配線を形成する際に利用
されているタングステン（Ｗ）を選択成長させる方法の
改良に関する。
されているタングステン（Ｗ）を選択成長させる方法の
改良に関する。
従来、高集積化が必要とされる半導体装置に於いては
多層電極・配線が用いられている。
多層電極・配線が用いられている。
その際、下層電極・配線を覆う絶縁膜に電極コンタク
ト窓を形成し、その中を金属で埋め、その上に上層電極
・配線を形成することで下層電極・配線とのオーミック
・コンタクトをとっている。
ト窓を形成し、その中を金属で埋め、その上に上層電極
・配線を形成することで下層電極・配線とのオーミック
・コンタクトをとっている。
その場合、電極コンタクト窓を金属で埋める技術とし
てＷの選択成長方法を用いることが知られている。
てＷの選択成長方法を用いることが知られている。
これは、絶縁膜が例えば二酸化シリコン（SiO2）膜或
いは燐珪酸ガラス（phosphosilicate glass:PSG）膜で
あって、そこに形成された電極コンタクト窓内に例えば
アルミニウム（Al）からなる下層電極・配線が現れてい
る場合、化学気相堆積（chemical vapor deposition:CV
D）法を適用し、半導体基板温度を200〔℃〕乃至550
〔℃〕に維持した状態で、 WF6＋3H2→Ｗ↓＋6HF なる反応を行わせ、半導体基板上にＷ膜を形成するもの
であるが、その際、Ｗ膜は電極コンタクト窓内にのみ堆
積し、絶縁膜上には堆積せず、従って、所謂、選択成長
が行われるので、多層電極・配線の形成には大変好都合
とされている技術である。
いは燐珪酸ガラス（phosphosilicate glass:PSG）膜で
あって、そこに形成された電極コンタクト窓内に例えば
アルミニウム（Al）からなる下層電極・配線が現れてい
る場合、化学気相堆積（chemical vapor deposition:CV
D）法を適用し、半導体基板温度を200〔℃〕乃至550
〔℃〕に維持した状態で、 WF6＋3H2→Ｗ↓＋6HF なる反応を行わせ、半導体基板上にＷ膜を形成するもの
であるが、その際、Ｗ膜は電極コンタクト窓内にのみ堆
積し、絶縁膜上には堆積せず、従って、所謂、選択成長
が行われるので、多層電極・配線の形成には大変好都合
とされている技術である。
一般に、Ｗの選択成長方法によれば、Ｗ膜は電極コン
タクト窓を生めるように堆積するのみであって、絶縁膜
上には堆積しないと説明されているが、実際には、Ｗ膜
を厚く形成すると、絶縁膜上にも堆積してくる。
タクト窓を生めるように堆積するのみであって、絶縁膜
上には堆積しないと説明されているが、実際には、Ｗ膜
を厚く形成すると、絶縁膜上にも堆積してくる。
その理由は、現在、明らかではないが、従来から半導
体装置に多用されているSiO2或いは窒化シリコン（Si3N
4）などの絶縁膜上では前記の現象が顕著に現れる。
体装置に多用されているSiO2或いは窒化シリコン（Si3N
4）などの絶縁膜上では前記の現象が顕著に現れる。
本発明は、極めて簡単な技術を付加することに依っ
て、確実なＷの選択成長を行う方法を提供しようとす
る。
て、確実なＷの選択成長を行う方法を提供しようとす
る。
本発明者等は、Ｗの選択成長を行う際の絶縁膜がPSG
膜である場合には、厚いＷ膜の形成、即ち、長時間に亙
るＷの選択成長を行っても、絶縁膜の上に成長されるＷ
は比較的少ないことに着目した。
膜である場合には、厚いＷ膜の形成、即ち、長時間に亙
るＷの選択成長を行っても、絶縁膜の上に成長されるＷ
は比較的少ないことに着目した。
また、これとは別に、絶縁膜が微細に粗面化されてい
る場合には、薄いＷ膜の形成、即ち、短時間のＷの選択
成長であっても、絶縁膜にはＷが被着されることも判っ
ていた。
る場合には、薄いＷ膜の形成、即ち、短時間のＷの選択
成長であっても、絶縁膜にはＷが被着されることも判っ
ていた。
これ等の事実を併せ考えると、長時間に亙るＷの選択
成長を行った場合、前記化学反応式に見られるように、
Ｗを堆積させる際に発生するHFが絶縁膜をアタックし、
その表面を粗面にすることで絶縁膜上にもＷ膜が形成さ
れてしまうのではないか、そして、PSG膜の場合には、
燐（Ｐ）がHFに於けるＦと結合して揮発性であるPFO3と
なって逸散し、従って、絶縁膜へのアタックが比較的少
ないのではないかと推論した。
成長を行った場合、前記化学反応式に見られるように、
Ｗを堆積させる際に発生するHFが絶縁膜をアタックし、
その表面を粗面にすることで絶縁膜上にもＷ膜が形成さ
れてしまうのではないか、そして、PSG膜の場合には、
燐（Ｐ）がHFに於けるＦと結合して揮発性であるPFO3と
なって逸散し、従って、絶縁膜へのアタックが比較的少
ないのではないかと推論した。
そこで、本発明に依るＷの選択成長方法では、下地の
一部（例えば電極・配線３）を表出する開口を有する絶
縁膜（例えば絶縁膜４）を形成する工程と、次いで、組
成中にＦが含まれＷを成長させる為のソース・ガス（例
えばWF6）並びにそのキャリヤ・ガス（例えばH2）に対
し燐を成分とするガス（例えばPH3）を加えて構成され
た雰囲気で前記開口内のみにＷ膜（例えばＷ膜５）を選
択成長させる工程とが含まれている。
一部（例えば電極・配線３）を表出する開口を有する絶
縁膜（例えば絶縁膜４）を形成する工程と、次いで、組
成中にＦが含まれＷを成長させる為のソース・ガス（例
えばWF6）並びにそのキャリヤ・ガス（例えばH2）に対
し燐を成分とするガス（例えばPH3）を加えて構成され
た雰囲気で前記開口内のみにＷ膜（例えばＷ膜５）を選
択成長させる工程とが含まれている。
〔作用〕 前記手段を採ることに依り、Ｗを選択成長させる際、
ソース・ガスが分解して生成される物質が絶縁膜を粗面
化するようなことは皆無となり、従って、Ｗが絶縁膜に
被着することも無く、その選択成長は良好な状態で行わ
れる。
ソース・ガスが分解して生成される物質が絶縁膜を粗面
化するようなことは皆無となり、従って、Ｗが絶縁膜に
被着することも無く、その選択成長は良好な状態で行わ
れる。
図は本発明の一実施例を解説する為の工程要所に於け
る半導体装置の要部切断側面図を表し、以下、この図を
参照しつつ説明する。
る半導体装置の要部切断側面図を表し、以下、この図を
参照しつつ説明する。
（１） 諸素子が作り込まれ、且つ、表面がSiO2からな
る絶縁膜２で覆われたシリコン半導体基板１上に真空蒸
着法及び通常のフォト・リソグラフィ技術などを適用し
てAlからなる電極・配線３を形成する。
る絶縁膜２で覆われたシリコン半導体基板１上に真空蒸
着法及び通常のフォト・リソグラフィ技術などを適用し
てAlからなる電極・配線３を形成する。
（２） CVD法を適用することに依り、SiO2からなる絶
縁膜４を形成する。尚、これは他の絶縁材料、例えばSi
3N4或いはPSGなどに代替しても良いことは云うまでもな
い。
縁膜４を形成する。尚、これは他の絶縁材料、例えばSi
3N4或いはPSGなどに代替しても良いことは云うまでもな
い。
（３） 通常のフォト・リソグラフィ技術を適用するこ
とに依り、絶縁膜４の選択的エッチングを行って電極・
配線３に位置合わせされた１〔μｍ〕幅の電極コンタク
ト窓を形成する。
とに依り、絶縁膜４の選択的エッチングを行って電極・
配線３に位置合わせされた１〔μｍ〕幅の電極コンタク
ト窓を形成する。
（４） CVD法を適用することに依り、電極コンタクト
窓内を生めるＷ膜５の選択成長を行う。この際、Ｗの成
長に必要なソース・ガスであるWF6及びキャリヤ・ガス
である3H2の他にホスフィン（PH3）を添加する。これは
Ｐを積極的に供給することで、前記したように、発生す
るHFのＦをPFO3のかたちで取り去り、絶縁膜４がHFのア
タックに曝されることを排除しようとするものである。
この場合に於ける各ガスの供給について例示すると次の
通りである。
窓内を生めるＷ膜５の選択成長を行う。この際、Ｗの成
長に必要なソース・ガスであるWF6及びキャリヤ・ガス
である3H2の他にホスフィン（PH3）を添加する。これは
Ｐを積極的に供給することで、前記したように、発生す
るHFのＦをPFO3のかたちで取り去り、絶縁膜４がHFのア
タックに曝されることを排除しようとするものである。
この場合に於ける各ガスの供給について例示すると次の
通りである。
WF6:30〔cc/分〕 H2:800〔cc/分〕 20〔％〕希釈PH3/Ar:10〔cc/分〕 成長室内圧力:0.3〔Torr〕 以上説明した工程に依って厚さ4000〔Å〕のＷ膜５を
時間40〔分〕かけて成長させたところ、絶縁膜４上には
Ｗが全く成長せず、その選択性は極めて良好であった。
時間40〔分〕かけて成長させたところ、絶縁膜４上には
Ｗが全く成長せず、その選択性は極めて良好であった。
本発明に依るダングステンの選択成長方法に於いて
は、タングステンを選択成長させる為のガスに加えてホ
スフィンなど燐を含むガスを同時に流すようにしてい
る。
は、タングステンを選択成長させる為のガスに加えてホ
スフィンなど燐を含むガスを同時に流すようにしてい
る。
前記構成を採ることに依り、Ｗを選択成長させる際、
ソース・ガスが分解して生成される物質が絶縁膜を粗面
化するようなことは皆無となり、従って、Ｗが絶縁膜に
被着することも無く、その選択成長は良好な状態で行わ
れる。
ソース・ガスが分解して生成される物質が絶縁膜を粗面
化するようなことは皆無となり、従って、Ｗが絶縁膜に
被着することも無く、その選択成長は良好な状態で行わ
れる。
図は本発明一実施例を説明する為の工程要所に於ける半
導体装置の要部切断側面図を表している。 図に於いて、１はシリコン半導体基板、２は絶縁膜、３
は電極・配線、４は絶縁膜、５はＷ膜をそれぞれ示して
いる。
導体装置の要部切断側面図を表している。 図に於いて、１はシリコン半導体基板、２は絶縁膜、３
は電極・配線、４は絶縁膜、５はＷ膜をそれぞれ示して
いる。
Claims (1)
- 【請求項１】下地の一部を表出する開口を有する絶縁膜
を形成する工程と、 次いで、組成中にフッ素が含まれタングステンを成長さ
せる為のソース・ガス並びにそのキャリヤ・ガスに対し
燐を成分とするガスを加えて構成された雰囲気で前記開
口内のみにタングステン膜を選択成長させる工程と が含まれてなることを特徴とするタングステンの選択成
長方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133322A JP2547019B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | タングステンの選択成長方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62133322A JP2547019B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | タングステンの選択成長方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63300531A JPS63300531A (ja) | 1988-12-07 |
| JP2547019B2 true JP2547019B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=15101994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62133322A Expired - Fee Related JP2547019B2 (ja) | 1987-05-30 | 1987-05-30 | タングステンの選択成長方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2547019B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-30 JP JP62133322A patent/JP2547019B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63300531A (ja) | 1988-12-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |