JP2783004B2 - 金属薄膜の形成方法 - Google Patents
金属薄膜の形成方法Info
- Publication number
- JP2783004B2 JP2783004B2 JP3253277A JP25327791A JP2783004B2 JP 2783004 B2 JP2783004 B2 JP 2783004B2 JP 3253277 A JP3253277 A JP 3253277A JP 25327791 A JP25327791 A JP 25327791A JP 2783004 B2 JP2783004 B2 JP 2783004B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal
- liquid
- semiconductor
- substrate
- thin film
- 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
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、集積回路等を構成する
金属薄膜の形成方法に関する。
金属薄膜の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属薄膜の形成方法としては、ス
パッタリング法及び気相化学成長法がある。スパッタリ
ングによる方法としては例えば船木洋一によりニッケイ
マイクロデバイシィズ（ＮＩＫＫＥＩ ＭＩＣＲＯＤＥ
ＶＩＣＥＳ）８５頁 １２月号（１９８６）に報告され
ており、気相化学成長による方法としてはエクステンデ
ッド アブストラクツ オブ ジ エイティーンス カ
ンファレンス オン ソリッド ステート テバイシィ
ズ アンド マテリアルズ（ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔ
ｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １８ｔｈ（１９８６ Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｔｏｋｙｏ，１９８６，ｐｐ．４
９５−４９８に報告されているものなどがある。
パッタリング法及び気相化学成長法がある。スパッタリ
ングによる方法としては例えば船木洋一によりニッケイ
マイクロデバイシィズ（ＮＩＫＫＥＩ ＭＩＣＲＯＤＥ
ＶＩＣＥＳ）８５頁 １２月号（１９８６）に報告され
ており、気相化学成長による方法としてはエクステンデ
ッド アブストラクツ オブ ジ エイティーンス カ
ンファレンス オン ソリッド ステート テバイシィ
ズ アンド マテリアルズ（ＥｘｔｅｎｄｅｄＡｂｓｔ
ｒａｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ １８ｔｈ（１９８６ Ｉｎ
ｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ）Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ
Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ ａｎｄ
Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）Ｔｏｋｙｏ，１９８６，ｐｐ．４
９５−４９８に報告されているものなどがある。
【０００３】スパッタリング法では、真空中で金属をイ
オン衝撃すると、衝突によって金属面から原子が飛散し
て基板に付着することで、金属薄膜を形成することがで
きる。気相化学成長法では、反応系分子の気体、または
これと不活性なキャリアガスとの混合気体を反応室に流
し、マグネトロンプラズマと基板の熱のエネルギーを併
用して、反応系分子を分解し基板上に金属薄膜を形成す
ることができる。
オン衝撃すると、衝突によって金属面から原子が飛散し
て基板に付着することで、金属薄膜を形成することがで
きる。気相化学成長法では、反応系分子の気体、または
これと不活性なキャリアガスとの混合気体を反応室に流
し、マグネトロンプラズマと基板の熱のエネルギーを併
用して、反応系分子を分解し基板上に金属薄膜を形成す
ることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の金属薄
膜の形成方法のうち、スパッタリング法は、段差部の被
覆性が悪く、形成した薄膜が配線に利用される場合には
断線を起こすため集積回路の信頼性や歩留まりが低下す
るという欠点がある。また、気相化学成長法では、段差
被覆性のよい膜を形成できるが、滑らかな表面形状の薄
膜を形成するには、膜堆積後に基板を高温で焼鈍する必
要がある。このため気相化学成長前に形成した拡散層の
不純物分布を変化させる等の欠点があり、４００℃より
低い温度で、気相化学成長法によって、酸化シリコン膜
上に滑らかな形状の金属薄膜を堆積できないという欠点
がある。
膜の形成方法のうち、スパッタリング法は、段差部の被
覆性が悪く、形成した薄膜が配線に利用される場合には
断線を起こすため集積回路の信頼性や歩留まりが低下す
るという欠点がある。また、気相化学成長法では、段差
被覆性のよい膜を形成できるが、滑らかな表面形状の薄
膜を形成するには、膜堆積後に基板を高温で焼鈍する必
要がある。このため気相化学成長前に形成した拡散層の
不純物分布を変化させる等の欠点があり、４００℃より
低い温度で、気相化学成長法によって、酸化シリコン膜
上に滑らかな形状の金属薄膜を堆積できないという欠点
がある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の金属薄膜の形成
方法は、金属または半導体を含む液体に半導体基板を浸
し、半導体基板表面に前記金属または前記金属含有物
質、あるいは半導体または半導体含有物質を付着させ、
続いて半導体基板表面に前記金属または前記金属含有物
質を付着させたのち乾燥し、続いて半導体基板表面に金
属膜の気相化学成長を行うものである。
方法は、金属または半導体を含む液体に半導体基板を浸
し、半導体基板表面に前記金属または前記金属含有物
質、あるいは半導体または半導体含有物質を付着させ、
続いて半導体基板表面に前記金属または前記金属含有物
質を付着させたのち乾燥し、続いて半導体基板表面に金
属膜の気相化学成長を行うものである。
【０００６】
【作用】ジメチルアルミニウムハイドライドを用いる気
相化学成長法でアルミニウム膜を形成すると、約２６０
℃以下では酸化シリコン膜上にはアルミニウム膜が堆積
しないことが、新澤らにより、第６０回応用物理学会学
術講演会講演予稿集、６３１頁、２９ｐ−Ｄ−１に報告
されている。
相化学成長法でアルミニウム膜を形成すると、約２６０
℃以下では酸化シリコン膜上にはアルミニウム膜が堆積
しないことが、新澤らにより、第６０回応用物理学会学
術講演会講演予稿集、６３１頁、２９ｐ−Ｄ−１に報告
されている。
【０００７】溶質として金属あるいは半導体を含む溶液
に半導体基板を浸漬し、その後乾燥させると、金属また
は金属含有物質、あるいは半導体または半導体含有物質
が基板表面に付着する。この後、アルミニウムの気相化
学成長を行うと、これまで酸化シリコン膜状で膜の堆積
が起こらなかった基板温度２５０℃でもアルミニウム膜
が堆積する。これらは、基板に付着した物質が、金属薄
膜気相成長における各形成サイトになり、このサイトよ
り核が生成し薄膜が堆積・形成されるためであることを
発明者は新たに見いだした。これによってさらに基板温
度の低い２１０℃でもアルミニウム膜の堆積が可能にな
り、低温で成膜するほど一層平坦な表面形状の膜が形成
できる。しかも、この液体中の溶質の濃度を増すこと
で、より高密度に核が生成し、さらに滑らかな金属膜が
堆積する。
に半導体基板を浸漬し、その後乾燥させると、金属また
は金属含有物質、あるいは半導体または半導体含有物質
が基板表面に付着する。この後、アルミニウムの気相化
学成長を行うと、これまで酸化シリコン膜状で膜の堆積
が起こらなかった基板温度２５０℃でもアルミニウム膜
が堆積する。これらは、基板に付着した物質が、金属薄
膜気相成長における各形成サイトになり、このサイトよ
り核が生成し薄膜が堆積・形成されるためであることを
発明者は新たに見いだした。これによってさらに基板温
度の低い２１０℃でもアルミニウム膜の堆積が可能にな
り、低温で成膜するほど一層平坦な表面形状の膜が形成
できる。しかも、この液体中の溶質の濃度を増すこと
で、より高密度に核が生成し、さらに滑らかな金属膜が
堆積する。
【０００８】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。
る。
【０００９】図１（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例
を説明するための製造工程順に示した半導体基板の断面
図である。本実施例は、シリコン集積回路における金属
薄膜の形成に適用した場合を例示する。
を説明するための製造工程順に示した半導体基板の断面
図である。本実施例は、シリコン集積回路における金属
薄膜の形成に適用した場合を例示する。
【００１０】標準的な集積回路製作方法を用いて、シリ
コン基板１に酸化シリコン膜２を形成し、パターニング
して図１（ａ）に示すように、金属薄膜を形成する前の
構造を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、金属
を溶質として含む液体３に基板１を浸し、基板１の表面
を液体３でコートする。
コン基板１に酸化シリコン膜２を形成し、パターニング
して図１（ａ）に示すように、金属薄膜を形成する前の
構造を形成する。次に、図１（ｂ）に示すように、金属
を溶質として含む液体３に基板１を浸し、基板１の表面
を液体３でコートする。
【００１１】溶質となる金属の種類と溶媒である液体３
の組合せの例を表１に示す。
の組合せの例を表１に示す。
【００１２】
【表１】
【００１３】この実施例では、溶質となる金属４として
チタンを、溶媒としてフッ酸水溶液を用いた。液体３中
のチタン濃度は５×１０-4〜１×１０-1ｍｏｌ％で変え
た。つぎに、基板１をドライ乾燥すると、図１（ｃ）に
示すように、基板全面に金属４が残る。つづいて気相化
学成長を行うと、図１（ｄ）に示すように、金属４を核
として、全面に滑らかな表面形状の金属薄膜５が堆積す
る。本実施例では、ジメチルアルミニウムハイドライド
の熱分解を用いた気相化学成長法により、基板温度約２
１０〜２６０℃、キャリア水素流量６０ＳＣＣＭ、真空
室圧力２Ｔｏｒｒでアルミニウム薄膜を形成した。この
基板温度では、従来酸化シリコン膜上にはジメチルアル
ミニウムハイドライドを用いた気相化学成長でアルミニ
ウム膜は堆積しない。本発明を適用すると、基板温度が
低いほど、堆積した膜の平坦性が改善される。また、低
温で成膜するにしたがって、アルミニウム膜の（１１
１）配向が強くなる。このことは、本発明を適用した形
成した膜がアルミニウム配線のエレクトロマイグレーシ
ョン耐性にも優れていることを示す。
チタンを、溶媒としてフッ酸水溶液を用いた。液体３中
のチタン濃度は５×１０-4〜１×１０-1ｍｏｌ％で変え
た。つぎに、基板１をドライ乾燥すると、図１（ｃ）に
示すように、基板全面に金属４が残る。つづいて気相化
学成長を行うと、図１（ｄ）に示すように、金属４を核
として、全面に滑らかな表面形状の金属薄膜５が堆積す
る。本実施例では、ジメチルアルミニウムハイドライド
の熱分解を用いた気相化学成長法により、基板温度約２
１０〜２６０℃、キャリア水素流量６０ＳＣＣＭ、真空
室圧力２Ｔｏｒｒでアルミニウム薄膜を形成した。この
基板温度では、従来酸化シリコン膜上にはジメチルアル
ミニウムハイドライドを用いた気相化学成長でアルミニ
ウム膜は堆積しない。本発明を適用すると、基板温度が
低いほど、堆積した膜の平坦性が改善される。また、低
温で成膜するにしたがって、アルミニウム膜の（１１
１）配向が強くなる。このことは、本発明を適用した形
成した膜がアルミニウム配線のエレクトロマイグレーシ
ョン耐性にも優れていることを示す。
【００１４】なお、シリコン基板１上にも金属層４が残
り、これを核として、平坦な薄膜が形成でき、シリコン
と酸化シリコン膜で形成されたコンタクトホールを段差
被覆性よく埋め込めることはいうまでもない。
り、これを核として、平坦な薄膜が形成でき、シリコン
と酸化シリコン膜で形成されたコンタクトホールを段差
被覆性よく埋め込めることはいうまでもない。
【００１５】また、シリコンを含んだ水酸化ナトリウム
水溶液に基板を浸し乾燥させた後、気相化学成長でアル
ミニウム薄膜を形成することもできる。
水溶液に基板を浸し乾燥させた後、気相化学成長でアル
ミニウム薄膜を形成することもできる。
【００１６】なお、本実施例では、熱のエネルギーを利
用した気相化学成長を例示したが、プラズマや光のエネ
ルギーを利用した気相化学成長を用いても、同様な効果
が得られることはいうまでもない。また、薄膜形成用原
料ガスとしてジメチルアルミニウムハイドライドを用い
たが、トリイソブチルアルミニウム等でもよい。また、
薄膜としてアルミニウム薄膜を例示したがＷＦ6 等をソ
ースガスとして形成できるタングステン薄膜等でもよ
い。さらに、溶質に金属あるいは半導体を含む溶液は、
薄膜の堆積に対して核となる金属あるいは半導体を、十
分に核密度が高くできる濃度で含めばその種類は問わな
い。
用した気相化学成長を例示したが、プラズマや光のエネ
ルギーを利用した気相化学成長を用いても、同様な効果
が得られることはいうまでもない。また、薄膜形成用原
料ガスとしてジメチルアルミニウムハイドライドを用い
たが、トリイソブチルアルミニウム等でもよい。また、
薄膜としてアルミニウム薄膜を例示したがＷＦ6 等をソ
ースガスとして形成できるタングステン薄膜等でもよ
い。さらに、溶質に金属あるいは半導体を含む溶液は、
薄膜の堆積に対して核となる金属あるいは半導体を、十
分に核密度が高くできる濃度で含めばその種類は問わな
い。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、低温で、
段差被覆性がよくしかも滑らかな表面形状の金属薄膜を
形成できるので、集積回路の信頼性や歩留まりが大幅に
向上するという効果がある。
段差被覆性がよくしかも滑らかな表面形状の金属薄膜を
形成できるので、集積回路の信頼性や歩留まりが大幅に
向上するという効果がある。
【図１】本発明の一実施例の主要工程を示す断面図であ
る。
る。
１ シリコン基板 ２ 酸化シリコン膜 ３ 溶質に金属を含む液体 ４ 金属 ５ 金属薄膜
フロントページの続き (72)発明者 岡林 秀和 東京都港区芝五丁目７番１号日本電気株 式会社内 (56)参考文献 特開 平４−57323（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−70129（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】 表面が絶縁膜で覆われた基板の表面の一
部に開口された接続孔を含む基板を、金属または半導体
を含む液体に浸し、前記基板の表面全体に前記金属また
は前記金属含有物質、あるいは半導体または半導体含有
物質を付着させたのち乾燥し、続いて基板全面に気相化
学成長法によって金属膜を堆積させることを特徴とする
金属薄膜の形成方法。 - 【請求項２】 金属または半導体を含む液体がフッ酸水
溶液であり、前記液体に含まれる金属がチタンである請
求項１記載の金属膜の形成方法。 - 【請求項３】 金属または半導体を含む液体が塩酸水溶
液であり、前記液体に含まれる金属がクロムである請求
項１記載の金属膜の形成方法。 - 【請求項４】 金属または半導体を含む液体がフッ酸水
溶液であり、前記液体に含まれる金属がコバルトである
請求項１記載の金属膜の形成方法。 - 【請求項５】 金属または半導体を含む液体が硝酸水溶
液であり、前記液体に含まれる金属が銅である請求項１
記載の金属膜の形成方法。 - 【請求項６】 金属または半導体を含む液体がトリクロ
ロエタンであり、前記液体に含まれる金属がパラジウム
アセテートである請求項１記載の金属膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3253277A JP2783004B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-10-01 | 金属薄膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-307644 | 1990-11-14 | ||
| JP30764490 | 1990-11-14 | ||
| JP3253277A JP2783004B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-10-01 | 金属薄膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363018A JPH04363018A (ja) | 1992-12-15 |
| JP2783004B2 true JP2783004B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=26541122
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3253277A Expired - Lifetime JP2783004B2 (ja) | 1990-11-14 | 1991-10-01 | 金属薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783004B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0370129A (ja) * | 1989-08-10 | 1991-03-26 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JP2753379B2 (ja) * | 1990-06-27 | 1998-05-20 | 株式会社日立製作所 | 半導体装置の製造方法 |
-
1991
- 1991-10-01 JP JP3253277A patent/JP2783004B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04363018A (ja) | 1992-12-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6319728B1 (en) | Method for treating a deposited film for resistivity reduction | |
| US4359490A (en) | Method for LPCVD co-deposition of metal and silicon to form metal silicide | |
| US4557943A (en) | Metal-silicide deposition using plasma-enhanced chemical vapor deposition | |
| US6399490B1 (en) | Highly conformal titanium nitride deposition process for high aspect ratio structures | |
| US5273775A (en) | Process for selectively depositing copper aluminum alloy onto a substrate | |
| EP0377137A1 (en) | Method for selective deposition of refractory metals on silicon substrates | |
| US5364664A (en) | Process for non-selectively forming deposition film on a non-electron-donative surface | |
| EP0382298B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device using electroless metallisation | |
| EP0498580A1 (en) | Method for depositing a metal film containing aluminium by use of alkylaluminium halide | |
| WO1998028783A1 (en) | Method of nucleation used in semiconductor devices | |
| JPH05209279A (ja) | 金属膜形成装置および金属膜形成法 | |
| TW498456B (en) | A method of improving the adhesion of copper | |
| JPH09186102A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5795796A (en) | Method of fabricating metal line structure | |
| JP2980645B2 (ja) | 金属薄膜の形成方法 | |
| JP2783004B2 (ja) | 金属薄膜の形成方法 | |
| EP0420589B1 (en) | Process for forming deposited film and process for preparing semiconductor device | |
| JP2819869B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3149912B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3288010B2 (ja) | 半導体素子の金属配線形成方法 | |
| JP3176088B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| JP2831770B2 (ja) | 堆積膜形成法 | |
| KR0175016B1 (ko) | 선택적 텅스텐 질화 박막 형성방법 및 이를 이용한 금속배선 방법 | |
| JPH05201793A (ja) | 金結晶薄膜の形成方法 | |
| KR19990055159A (ko) | 반도체 장치의 텅스텐 금속배선 형성방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980421 |