JP2919552B2 - 半導体素子の電極配線形成方法 - Google Patents
半導体素子の電極配線形成方法Info
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、Si基板（シリコン基板）を用いたバイポー
ラ集積回路（IC、LSI等）やMOS集積回路（IC、LSI等）
のような半導体素子の電極配線形成方法に関するもので
ある。
ラ集積回路（IC、LSI等）やMOS集積回路（IC、LSI等）
のような半導体素子の電極配線形成方法に関するもので
ある。
（従来の技術） 従来、この種のLSI電極配線形成としては、例えば第
２図（ａ）〜（ｃ）に示すようなものがあった。以下、
その各製造工程（１）〜（３）を説明する。
２図（ａ）〜（ｃ）に示すようなものがあった。以下、
その各製造工程（１）〜（３）を説明する。
（１）第２図（ａ）の工程 先ず、Si基板１上にソース・ドレイン拡散層等の半導
体素子を形成した後、全面に層間絶縁膜２を堆積し、所
定の領域にコンタクト孔３を開ける。次に、Al配線（ア
ルミニウム配線）のバリアメタル層となるTi膜（チタン
膜）４を500Å堆積する。
体素子を形成した後、全面に層間絶縁膜２を堆積し、所
定の領域にコンタクト孔３を開ける。次に、Al配線（ア
ルミニウム配線）のバリアメタル層となるTi膜（チタン
膜）４を500Å堆積する。
（２）第２図（ｂ）の工程 ランプアニール装置を用いてN2ガス（窒素ガス）雰囲
気で、800℃、10sec加熱する。その結果、コンタクト孔
３におけるTi膜４とSi基板１との界面には、TiSi2層
（シリコンチタン層）５が形成され、さらにそのTiSi2
層５上及び層間絶縁膜２上には、TiN層（窒化チタン
層）4aが同時に形成される。次に、全面に、１％のSiを
含んだAl−Si層６を１μｍ堆積させる。
気で、800℃、10sec加熱する。その結果、コンタクト孔
３におけるTi膜４とSi基板１との界面には、TiSi2層
（シリコンチタン層）５が形成され、さらにそのTiSi2
層５上及び層間絶縁膜２上には、TiN層（窒化チタン
層）4aが同時に形成される。次に、全面に、１％のSiを
含んだAl−Si層６を１μｍ堆積させる。
（３）第２図（ｃ）の工程 フォトリソグラフィ技術と反応性イオンエッチングに
より、Al−Si層６とTiN層4aを選択的にエッチングし、A
l−Si/TiN構造の配線パタン、つまり配線層７に加工す
る。その後、パッシベーション膜８としてPSG膜（リン
ガラス膜）8aと水分浸入防止用のSiN膜（窒化シリコン
膜）8bを堆積する。
より、Al−Si層６とTiN層4aを選択的にエッチングし、A
l−Si/TiN構造の配線パタン、つまり配線層７に加工す
る。その後、パッシベーション膜８としてPSG膜（リン
ガラス膜）8aと水分浸入防止用のSiN膜（窒化シリコン
膜）8bを堆積する。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の電極配線形成方法では、TiSi2
層５により、Si基板１内に形成した図示しない拡散層と
のオーミックをとり、配線層７におけるAl−Si層６の熱
反応に対するバリア効果をTiN層4aに受け持たせるのが
狙いとなっている。一方、N2ガス雰囲気でのTiの反応
は、Si基板１上において次の２つの競合反応が同時に起
こる。
層５により、Si基板１内に形成した図示しない拡散層と
のオーミックをとり、配線層７におけるAl−Si層６の熱
反応に対するバリア効果をTiN層4aに受け持たせるのが
狙いとなっている。一方、N2ガス雰囲気でのTiの反応
は、Si基板１上において次の２つの競合反応が同時に起
こる。
Ti＋2Si→TiSi2 ΔHf＝−32.1Kcal/mol …（１） エンタルピΔHfからは（２）式の反応の方が進み易
い。しかし、（１）式の固相反応の場合、反応物質の濃
度が格段に大きいので、反応速度的には（２）式よりも
（１）式の方が反応速度が大きい。前記第２図（ｂ）の
工程において、800℃、10secのランプ加熱の場合、TiN
層4aの厚さは約100Åに対し、TiSi2層５が約0.2μｍ形
成される。TiSi2層５が厚いと、そこに形成されるSi基
板１内の図示しない拡散層が浅い場合、その拡散層のSi
消費により、接合リークが発生する。これに対してTiN
層4aが薄いと、耐熱性が低いため、Al−Si層６のAlスパ
イクによる接合リークが発生する。従って、半導体素子
が超LSI化されると、それに対応してTiSi2層５はできる
だけ薄くし、TiN層4aはもっと厚くしないと、超LSIへの
適用が困難となる。
い。しかし、（１）式の固相反応の場合、反応物質の濃
度が格段に大きいので、反応速度的には（２）式よりも
（１）式の方が反応速度が大きい。前記第２図（ｂ）の
工程において、800℃、10secのランプ加熱の場合、TiN
層4aの厚さは約100Åに対し、TiSi2層５が約0.2μｍ形
成される。TiSi2層５が厚いと、そこに形成されるSi基
板１内の図示しない拡散層が浅い場合、その拡散層のSi
消費により、接合リークが発生する。これに対してTiN
層4aが薄いと、耐熱性が低いため、Al−Si層６のAlスパ
イクによる接合リークが発生する。従って、半導体素子
が超LSI化されると、それに対応してTiSi2層５はできる
だけ薄くし、TiN層4aはもっと厚くしないと、超LSIへの
適用が困難となる。
ところが、前記第２図（ｂ）の工程において、ランプ
加熱温度を800℃より高くすると、前記（１）式と
（２）式との反応速度の差が大きくなり、ますますTiN
層4aが薄くなり、TiSi2層５がますます厚くなってしま
う。逆に、加熱温度を下げると、層間絶縁膜２上に未反
応Tiが残り、配線層７におけるAlの抵抗が以後の熱処理
で増大してしまう。そこで、前記（２）式の反応速度を
早くしてTiN層4aの膜厚を大きくするため、加熱雰囲気
としてN2ガスの代わりにNH3ガス（アンモニアガス）を
使うことが考えられるが、しかしNH3ガスを使っても
（１）式の反応速度の方が進み易いので、大きな効果は
得られない。
加熱温度を800℃より高くすると、前記（１）式と
（２）式との反応速度の差が大きくなり、ますますTiN
層4aが薄くなり、TiSi2層５がますます厚くなってしま
う。逆に、加熱温度を下げると、層間絶縁膜２上に未反
応Tiが残り、配線層７におけるAlの抵抗が以後の熱処理
で増大してしまう。そこで、前記（２）式の反応速度を
早くしてTiN層4aの膜厚を大きくするため、加熱雰囲気
としてN2ガスの代わりにNH3ガス（アンモニアガス）を
使うことが考えられるが、しかしNH3ガスを使っても
（１）式の反応速度の方が進み易いので、大きな効果は
得られない。
このように、Si基板１上では、オーミックメタル層で
あるTiSi2層５が厚いと、Si基板１の消費（Tiの膜厚も
約2.4倍）による接合リークが発生するばかりか、そのT
iSi2層５の厚さに反比例してバリアメタル層であるTiN
層4aが薄くなり、配線層７中のAlに対するバリア効果が
低下して接合リークが発生する。これを解決するため、
前記第２図（ｂ）の工程において、低温窒化により完全
なTiN層4aを形成しない方法を用いることも考えられる
が、そのような方法を用いると、層間絶縁膜２上での配
線層７が、未反応Tiとの反応によりAlの抵抗値が増大し
てしまう。従って、いずれの方法を採用しても、技術的
に満足できるものが得られなかった。
あるTiSi2層５が厚いと、Si基板１の消費（Tiの膜厚も
約2.4倍）による接合リークが発生するばかりか、そのT
iSi2層５の厚さに反比例してバリアメタル層であるTiN
層4aが薄くなり、配線層７中のAlに対するバリア効果が
低下して接合リークが発生する。これを解決するため、
前記第２図（ｂ）の工程において、低温窒化により完全
なTiN層4aを形成しない方法を用いることも考えられる
が、そのような方法を用いると、層間絶縁膜２上での配
線層７が、未反応Tiとの反応によりAlの抵抗値が増大し
てしまう。従って、いずれの方法を採用しても、技術的
に満足できるものが得られなかった。
本発明は前記従来技術が持っていた課題として、バリ
アメタル層であるTiN層を厚く、オーミックメタル層で
あるTiSi2層をできるだけ薄くすることが困難であり、
それによって耐熱性が低く、しかも浅い拡散層に対して
はコンタクト特性が劣化するという点について解決した
半導体素子の電極配線形成方法を提供するものである。
アメタル層であるTiN層を厚く、オーミックメタル層で
あるTiSi2層をできるだけ薄くすることが困難であり、
それによって耐熱性が低く、しかも浅い拡散層に対して
はコンタクト特性が劣化するという点について解決した
半導体素子の電極配線形成方法を提供するものである。
（課題を解決するための手段） 第１の発明は前記課題を解決するために,LSI等で構成
される半導体素子の電極配線形成方法において、素子が
形成されたSi基板上に層間絶縁膜を堆積し、所定の領域
にコンタクト孔を開けた後、全面に高融点金属膜を被着
する第１の工程と、前記Si基板を冷却し、前記高融点金
属膜上にNH3ガスの多層吸着層を形成した後、NH3ガス中
で該多層吸着層上から所定波長の紫外光を照射して窒化
高融点金属からなるバリアメタル層を、所定の膜厚に形
成する第２の工程と、前記Si基板を所定温度に加熱し、
N2ガスまたはNH3ガスで加熱して前記コンタクト孔にお
ける前記高融点金属膜と前記Si基板とを反応させ、前記
Si基板内にオーミックメタル層を形成する第３の工程
と、前記コンタクト孔上に配線層を選択的に形成し、そ
の上にパッシベーション膜を形成する第４の工程とを、
順に施すようにしたものである。
される半導体素子の電極配線形成方法において、素子が
形成されたSi基板上に層間絶縁膜を堆積し、所定の領域
にコンタクト孔を開けた後、全面に高融点金属膜を被着
する第１の工程と、前記Si基板を冷却し、前記高融点金
属膜上にNH3ガスの多層吸着層を形成した後、NH3ガス中
で該多層吸着層上から所定波長の紫外光を照射して窒化
高融点金属からなるバリアメタル層を、所定の膜厚に形
成する第２の工程と、前記Si基板を所定温度に加熱し、
N2ガスまたはNH3ガスで加熱して前記コンタクト孔にお
ける前記高融点金属膜と前記Si基板とを反応させ、前記
Si基板内にオーミックメタル層を形成する第３の工程
と、前記コンタクト孔上に配線層を選択的に形成し、そ
の上にパッシベーション膜を形成する第４の工程とを、
順に施すようにしたものである。
第２の発明では、第１の発明において、前記第２の工
程では、前記Si基板を０℃以下に冷却し、前記多層吸着
層上から波長210nm以下の紫外光を前記Si基板と垂直に
照射し、前記第３の工程では、前記Si基板を675〜900℃
に加熱するようにしている。
程では、前記Si基板を０℃以下に冷却し、前記多層吸着
層上から波長210nm以下の紫外光を前記Si基板と垂直に
照射し、前記第３の工程では、前記Si基板を675〜900℃
に加熱するようにしている。
（作用） 第１の発明によれば、以上のように半導体素子の電極
配線形成方法を構成したので、第２の工程において、反
応ガスとしてNH3ガスを用い、かつSi基板を冷却するこ
とにより形成したNH3ガスの多層吸着層は、反応分子（N
H3〉の高融点金属膜（例えば、チタンTi、タングステン
Ｗ、ジルコニウムZr等）への供給量を、単層吸着層より
も多くする働きがある。
配線形成方法を構成したので、第２の工程において、反
応ガスとしてNH3ガスを用い、かつSi基板を冷却するこ
とにより形成したNH3ガスの多層吸着層は、反応分子（N
H3〉の高融点金属膜（例えば、チタンTi、タングステン
Ｗ、ジルコニウムZr等）への供給量を、単層吸着層より
も多くする働きがある。
この多層吸着層上から紫外光を照射して窒化高融点金
属（例えば、TiN、WN、ZrN等）からなるバリアメタル層
を形成する時に、窒化反応に紫外光による励起反応を用
いているので、紫外光に対する吸収波長（例えば、210n
m）が気相中に比べて高波長側にシフトし、紫外光に対
するNH3の吸収量が増大する。
属（例えば、TiN、WN、ZrN等）からなるバリアメタル層
を形成する時に、窒化反応に紫外光による励起反応を用
いているので、紫外光に対する吸収波長（例えば、210n
m）が気相中に比べて高波長側にシフトし、紫外光に対
するNH3の吸収量が増大する。
このような多層吸着層と紫外光照射との効果により、
低温（例えば、０℃以下）でも、次の（３）式の反応に
より、窒化高融点金属の成長レイトが、従来より大きく
なる。
低温（例えば、０℃以下）でも、次の（３）式の反応に
より、窒化高融点金属の成長レイトが、従来より大きく
なる。
2Ti＋２NH3→2TiN十3H2 …（３） この（３）式の反応時には、シリサイド反応は低温の
ため起こらない。光励起反応により、高融点金属膜を、
所望の厚さの窒化高融点金属からなるバリアメタル層に
変換した後、第３の工程へ進む。
ため起こらない。光励起反応により、高融点金属膜を、
所望の厚さの窒化高融点金属からなるバリアメタル層に
変換した後、第３の工程へ進む。
第３の工程では、残りの未反応高融点金属膜を、オー
ミックメタル層（例えば、TiSi2、WSi2、ZrSi2等）形成
の臨界温度（例えば、700℃程度）で加熱することによ
り、所望の厚さのオーミックメタル層が形成されると共
に、第２の工程で形成した光励起バリアメタル層がより
緻密化される。
ミックメタル層（例えば、TiSi2、WSi2、ZrSi2等）形成
の臨界温度（例えば、700℃程度）で加熱することによ
り、所望の厚さのオーミックメタル層が形成されると共
に、第２の工程で形成した光励起バリアメタル層がより
緻密化される。
このように、第２の工程において、高融点金属膜の窒
化反応だけが従来より大きな反応速度で起こり、所望の
厚さのバリアメタル層が形成される。その後、第３の工
程において、残りの未反応高融点金属膜とSi基板の固相
反応により、所望の厚さのオーミックメタル層が独立に
形成される。
化反応だけが従来より大きな反応速度で起こり、所望の
厚さのバリアメタル層が形成される。その後、第３の工
程において、残りの未反応高融点金属膜とSi基板の固相
反応により、所望の厚さのオーミックメタル層が独立に
形成される。
第２の発明によれば、第２の工程において、Si基板を
０℃以下に冷却し、多層吸着層上から波長210nm以下の
紫外光を照射することは、０℃以下の低温でも、前記
（３）式の反応により、バリアメタル層の成長ルートが
従来より大きくなる。しかも、第３の工程において、Si
基板を675〜900℃に加熱することは、オーミックメタル
層の厚さの制御が簡単に行えると共に、第２の工程で構
成した光励起バリアメタル層のより緻密化が図れる。
０℃以下に冷却し、多層吸着層上から波長210nm以下の
紫外光を照射することは、０℃以下の低温でも、前記
（３）式の反応により、バリアメタル層の成長ルートが
従来より大きくなる。しかも、第３の工程において、Si
基板を675〜900℃に加熱することは、オーミックメタル
層の厚さの制御が簡単に行えると共に、第２の工程で構
成した光励起バリアメタル層のより緻密化が図れる。
従って、前記課題を解決できるのである。
（実施例） 第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例を示す半
導体素子の電極配線形成方法を説明するための製造工程
図であり、この図を参照しつつ各製造工程（１）〜
（４）を説明する。
導体素子の電極配線形成方法を説明するための製造工程
図であり、この図を参照しつつ各製造工程（１）〜
（４）を説明する。
（１）第１図（ａ）の工程 Si基板11上に、不純物を導入して拡散層を形成した
後、PSG膜等の層間絶縁膜12を気相成長法（CVD法）等で
堆積する。フォトリソグラフィ技術により、層間絶縁膜
12の所定の領域に、コンタクト孔13を開ける。そして、
バリアメタル層となる高融点金属膜、例えばTi膜14をマ
グネトロンスパッタ法等で500Å程度堆積する。
後、PSG膜等の層間絶縁膜12を気相成長法（CVD法）等で
堆積する。フォトリソグラフィ技術により、層間絶縁膜
12の所定の領域に、コンタクト孔13を開ける。そして、
バリアメタル層となる高融点金属膜、例えばTi膜14をマ
グネトロンスパッタ法等で500Å程度堆積する。
次に、Si基板11を液体窒素中等に漬け、そのSi基板11
を０℃以下、例えば−80℃程度に保持する。そして、NH
3ガスを反応室に導入し、そのNH3ガスにより、Ti膜14の
表面に、NH3ガスの多層吸着層15を形成する。その後、N
H3ガス中で、低圧水銀ランプ等を用いて波長210nm以下
の紫外光ＨをSi基板11と垂直に照射する。
を０℃以下、例えば−80℃程度に保持する。そして、NH
3ガスを反応室に導入し、そのNH3ガスにより、Ti膜14の
表面に、NH3ガスの多層吸着層15を形成する。その後、N
H3ガス中で、低圧水銀ランプ等を用いて波長210nm以下
の紫外光ＨをSi基板11と垂直に照射する。
（２）第１図（ｂ）の工程 前記紫外光照射工程において、NH3ガスの紫外光吸収
波長は気相の場合、200〜210nmであるが、多層吸着層15
の場合、高波長側ヘシフトすることが知られている。一
方、紫外光照射用に例えば低圧水銀ランプを用いた場
合、その低圧水銀ランプの共鳴線の波長が、185nm、254
nmであるので、NH3ガスは紫外光を十分に吸収し、励起
する。この光励起反応により、−80℃の低温でも、前記
（３）式に従ってTi膜14の表面から窒化反応が進行し、
従来よりも大きな成長レイトで、バリアメタル層である
TiN層16が、例えば450Å程度の厚さに形成される。この
窒化反応時には、低温のためにシリサイド反応が起こら
ない。
波長は気相の場合、200〜210nmであるが、多層吸着層15
の場合、高波長側ヘシフトすることが知られている。一
方、紫外光照射用に例えば低圧水銀ランプを用いた場
合、その低圧水銀ランプの共鳴線の波長が、185nm、254
nmであるので、NH3ガスは紫外光を十分に吸収し、励起
する。この光励起反応により、−80℃の低温でも、前記
（３）式に従ってTi膜14の表面から窒化反応が進行し、
従来よりも大きな成長レイトで、バリアメタル層である
TiN層16が、例えば450Å程度の厚さに形成される。この
窒化反応時には、低温のためにシリサイド反応が起こら
ない。
（３）第１図（ｃ）の工程 Si基板11の冷却をやめ、ハロゲンランプ等により、Ti
Si2形成の臨界温度675〜900℃、例えば800℃で10秒程
度、Si基板11を加熱し、N2ガスまたはNH3ガスで全体を
加熱する。すると、前記（１）式に従って、厚さ例えば
50Å程度の未反応Ti膜14とSi基板11とが固相反応し、コ
ンタクト孔13の下方のみに、オーミックメタル層である
厚さ100Å程度のTiSi2層17が形成される。この時、コン
タクト孔13上のTiN層16の厚みはほとんど増加しない
が、そのTiN層16はより緻密化される。層間絶縁膜12上
では、シリサイド化反応が起きないので、前記第１図
（ｂ）の工程における厚さ50Åの未反応Ti膜14がTiN層1
6に変質する。
Si2形成の臨界温度675〜900℃、例えば800℃で10秒程
度、Si基板11を加熱し、N2ガスまたはNH3ガスで全体を
加熱する。すると、前記（１）式に従って、厚さ例えば
50Å程度の未反応Ti膜14とSi基板11とが固相反応し、コ
ンタクト孔13の下方のみに、オーミックメタル層である
厚さ100Å程度のTiSi2層17が形成される。この時、コン
タクト孔13上のTiN層16の厚みはほとんど増加しない
が、そのTiN層16はより緻密化される。層間絶縁膜12上
では、シリサイド化反応が起きないので、前記第１図
（ｂ）の工程における厚さ50Åの未反応Ti膜14がTiN層1
6に変質する。
（４）第１図（ｄ）の工程 例えば、Siを１％含んだAl−Si層18を１μｍ程度堆積
させる。そしてフォトリソグラフィ技術と反応性イオン
エッチング等により、Al−Si層18及びTiN層16を所定の
配線パターンに加工し、コンタクト孔13上に配線層19を
形成する。その後、パッシベーション膜20としてPSG膜2
0aとSiN膜20bをプラズマCVD法等で堆積すれば、電極配
線の形成工程が終了する。
させる。そしてフォトリソグラフィ技術と反応性イオン
エッチング等により、Al−Si層18及びTiN層16を所定の
配線パターンに加工し、コンタクト孔13上に配線層19を
形成する。その後、パッシベーション膜20としてPSG膜2
0aとSiN膜20bをプラズマCVD法等で堆積すれば、電極配
線の形成工程が終了する。
本実施例では、次のような利点を有している。
第１図（ａ），（ｂ）の工程において、０℃以下にSi
基板11を冷却してNH3ガスの多層吸着層15を形成する。
この多層吸着層15は、反応分子であるNH3ガスのTi膜14
への供給量が単層吸着層より多くなる。そのため、窒化
反応に紫外光による励起反応を用いると、その紫外光に
対する吸収波長が高波長側にシフトして該紫外光に対す
るNH3ガスの吸収量が増大するので、該多層吸着層15上
から紫外光Ｈを照射する。すると、Ti膜14の窒化反応だ
けが従来より大きな反応速度で起こり、所望の膜厚のTi
N層16が形成される。このように、厚くしたいTiN層16を
先に所望の厚さに形成するようにしたので、耐熱性の向
上が図れる。
基板11を冷却してNH3ガスの多層吸着層15を形成する。
この多層吸着層15は、反応分子であるNH3ガスのTi膜14
への供給量が単層吸着層より多くなる。そのため、窒化
反応に紫外光による励起反応を用いると、その紫外光に
対する吸収波長が高波長側にシフトして該紫外光に対す
るNH3ガスの吸収量が増大するので、該多層吸着層15上
から紫外光Ｈを照射する。すると、Ti膜14の窒化反応だ
けが従来より大きな反応速度で起こり、所望の膜厚のTi
N層16が形成される。このように、厚くしたいTiN層16を
先に所望の厚さに形成するようにしたので、耐熱性の向
上が図れる。
次に、薄くしたいTiSi2層17は、その膜厚が残りの未
反応Ti層14の厚みで決まるので、当初のTi膜14の膜厚と
TiN層16の膜厚とを制御することにより、TiSi2層17の膜
厚も制御できる。そのため、TiSi2形成の臨界温度675〜
900℃、例えば800℃程度でランプ加熱し、残りの未反応
Ti膜14とSi基板11との前記（１）式に従った固相反応に
より、所望の厚さのTiSi2層17を独立に形成する。
反応Ti層14の厚みで決まるので、当初のTi膜14の膜厚と
TiN層16の膜厚とを制御することにより、TiSi2層17の膜
厚も制御できる。そのため、TiSi2形成の臨界温度675〜
900℃、例えば800℃程度でランプ加熱し、残りの未反応
Ti膜14とSi基板11との前記（１）式に従った固相反応に
より、所望の厚さのTiSi2層17を独立に形成する。
このように、窒化反応とシリサイド化反応を独立に起
こさせるので、浅い拡散層を有する半導体素子や、多層
配線等の熱処理の多い半導体素子に、本実施例の電極配
線形成方法を適用すれば、良好なコンタクト特性を持つ
電極配線の形成が可能となる。
こさせるので、浅い拡散層を有する半導体素子や、多層
配線等の熱処理の多い半導体素子に、本実施例の電極配
線形成方法を適用すれば、良好なコンタクト特性を持つ
電極配線の形成が可能となる。
なお、本発明は、上記実施例に限定されず、種々の変
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
形が可能である。その変形例としては、例えば次のよう
なものがある。
（ｉ）上記実施例では、高融点金属膜としてTi膜14を用
いたが、Ｗ、Zr等の他の高融点金属膜を用いても良い。
いたが、Ｗ、Zr等の他の高融点金属膜を用いても良い。
（ii）窒化高融点金属からなるバリアメタル層は、TiN
層16で形成したが、WN、ZrN等の他の窒化高融点金属で
形成しても良い。
層16で形成したが、WN、ZrN等の他の窒化高融点金属で
形成しても良い。
（iii）第１図（ａ）の工程において、Si基板11を−80
℃に冷却したが、この冷却温度は０℃以下から液体窒素
温度の範囲内であれば、−80℃以外の冷却温度であって
も良い。
℃に冷却したが、この冷却温度は０℃以下から液体窒素
温度の範囲内であれば、−80℃以外の冷却温度であって
も良い。
（iv）第１図（ｃ）の工程において、Si基板11を800℃
程度に加熱したが、窒化高融点金属膜形成の臨界温度に
応じて、例えば675〜900℃の範囲、あるいはそれ以外の
温度で加熱しても良い。
程度に加熱したが、窒化高融点金属膜形成の臨界温度に
応じて、例えば675〜900℃の範囲、あるいはそれ以外の
温度で加熱しても良い。
（ｖ）オーミックメタル層はTiSi2層17で形成したが、W
Si2、ZrSi2等の他の金属層で形成しても良い。
Si2、ZrSi2等の他の金属層で形成しても良い。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、第１及び第２の発明によ
れば、厚くしたりバリアメタル層を先に所望の厚さに形
成するようにしたので、耐熱性の向上を図ることができ
る。次に、薄くしたいオーミックメタル層は残りの未反
応高融点金属膜の厚みで決まるので、当初の高融点金属
膜の膜厚と、窒化高融点金属からなるバリアメタル層の
膜厚とを制御することにより、オーミックメタル層の膜
厚を所望の薄さに制御できる。このように、窒化反応と
シリサイド化反応とを独立に起こさせるので、耐熱性が
高く、浅い拡散層に対しても良好なコンタクト特性を持
つ電極配線を、的確に形成することができる。
れば、厚くしたりバリアメタル層を先に所望の厚さに形
成するようにしたので、耐熱性の向上を図ることができ
る。次に、薄くしたいオーミックメタル層は残りの未反
応高融点金属膜の厚みで決まるので、当初の高融点金属
膜の膜厚と、窒化高融点金属からなるバリアメタル層の
膜厚とを制御することにより、オーミックメタル層の膜
厚を所望の薄さに制御できる。このように、窒化反応と
シリサイド化反応とを独立に起こさせるので、耐熱性が
高く、浅い拡散層に対しても良好なコンタクト特性を持
つ電極配線を、的確に形成することができる。
第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例を示す半導体素
子の電極配線形成方法を説明するための製造工程図、第
２図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体素子の電極配線形成
方法を説明するための製造工程図である。 11……Si基板、12……層間絶縁膜、13……コンタクト
孔、14……Ti膜、15……多層吸着層、16……TiN層、17
……TiSi2層、18……Al−Si層、19……配線層、20……
パッシベーション膜、Ｈ……紫外光。
子の電極配線形成方法を説明するための製造工程図、第
２図（ａ）〜（ｃ）は従来の半導体素子の電極配線形成
方法を説明するための製造工程図である。 11……Si基板、12……層間絶縁膜、13……コンタクト
孔、14……Ti膜、15……多層吸着層、16……TiN層、17
……TiSi2層、18……Al−Si層、19……配線層、20……
パッシベーション膜、Ｈ……紫外光。
Claims (2)
- 【請求項１】素子が形成されたSi基板上に層間絶縁膜を
堆積し、所定の領域にコンタクト孔を開けた後、全面に
高融点金属膜を被着する第１の工程と、 前記Si基板を冷却し、前記高融点金属膜上にNH3ガスの
多層吸着層を形成した後、NH3ガス中で該多層吸着層上
から所定波長の紫外光を照射して窒化高融点金属からな
るバリアメタル層を、所定の膜厚に形成する第２の工程
と、 前記Si基板を所定温度に加熱し、N2ガスまたはNH3ガス
で加熱して前記コンタクト孔における前記高融点金属膜
と前記Si基板とを反応させ、前記Si基板内にオーミック
メタル層を形成する第３の工程と、 前記コンタクト孔上に配線層を選択的に形成し、その上
にパッシベーション膜を形成する第４の工程とを、 順に施すことを特徴とする半導体素子の電極配線形成方
法。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体素子の電極配線形成
方法において、 前記第２の工程では、前記Si基板を０℃以下に冷却し、
前記多層吸着層上から波長210nm以下の紫外光を前記Si
基板と垂直に照射し、 前記第３の工程では、前記Si基板を675〜900℃に加熱す
ることを特徴とする半導体素子の電極配線形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11713490A JP2919552B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体素子の電極配線形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11713490A JP2919552B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体素子の電極配線形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0414219A JPH0414219A (ja) | 1992-01-20 |
| JP2919552B2 true JP2919552B2 (ja) | 1999-07-12 |
Family
ID=14704294
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11713490A Expired - Fee Related JP2919552B2 (ja) | 1990-05-07 | 1990-05-07 | 半導体素子の電極配線形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2919552B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014045037A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Ulvac Japan Ltd | 金属膜の成膜方法 |
| JP6507860B2 (ja) * | 2015-06-01 | 2019-05-08 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-07 JP JP11713490A patent/JP2919552B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414219A (ja) | 1992-01-20 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |