JP2985183B2 - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置及びその製造方法Info
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- JP2985183B2 JP2985183B2 JP1168214A JP16821489A JP2985183B2 JP 2985183 B2 JP2985183 B2 JP 2985183B2 JP 1168214 A JP1168214 A JP 1168214A JP 16821489 A JP16821489 A JP 16821489A JP 2985183 B2 JP2985183 B2 JP 2985183B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体集積回路装置及びその製造方法に関
し、特に、アルミニウム配線構造を採用した半導体集積
回路装置及びその製造方法に関する。
し、特に、アルミニウム配線構造を採用した半導体集積
回路装置及びその製造方法に関する。
従来の技術 従来、この種の半導体集積回路において、配線材料と
してアルミニウム・シリコン合金が採用されていたが、
配線形成後の熱処理によりアルミニウム・シリコン合金
中のシリコンが拡散層との接続部に析出し、シリコン基
板とアルミニウム・シリコン合金との接続抵抗を増大さ
せたり、浅い拡散層中にアルミニウムが拡散し、拡散層
を突き抜けてしまうという課題があった。
してアルミニウム・シリコン合金が採用されていたが、
配線形成後の熱処理によりアルミニウム・シリコン合金
中のシリコンが拡散層との接続部に析出し、シリコン基
板とアルミニウム・シリコン合金との接続抵抗を増大さ
せたり、浅い拡散層中にアルミニウムが拡散し、拡散層
を突き抜けてしまうという課題があった。
そこで、これらの課題を解決する為に、シリコン基板
とアルミニウム合金との間にアルミニウムとシリコンの
相互拡散を防止するバリアメタル層を設けることが行わ
れており、このバリアメタル層として、窒化タングステ
ン層が用いられることがある。
とアルミニウム合金との間にアルミニウムとシリコンの
相互拡散を防止するバリアメタル層を設けることが行わ
れており、このバリアメタル層として、窒化タングステ
ン層が用いられることがある。
発明が解決しようとする課題 上述した従来の半導体集積回路装置では、窒化タング
ステンとシリコン基板が直接接触している為に、拡散層
との接続抵抗が高く、特にＰ型拡散層に対する接続抵抗
が高いという欠点を有している。
ステンとシリコン基板が直接接触している為に、拡散層
との接続抵抗が高く、特にＰ型拡散層に対する接続抵抗
が高いという欠点を有している。
本発明は従来の上記実情に鑑みてなされたものであ
り、従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記
欠点を解消することを可能にした新規な半導体集積回路
装置及びその製造方法を提供することにある。
り、従って本発明の目的は、従来の技術に内在する上記
欠点を解消することを可能にした新規な半導体集積回路
装置及びその製造方法を提供することにある。
発明の従来技術に対する相違点 上述した従来の半導体集積回路装置に対し、本発明に
係る半導体集積回路装置は、第１のアルミニウム配線の
半導体基板との接続部が下から第１のアルミニウム、窒
化タングステン、第２のアルミニウムの積層構造により
構成され、シリコン基板と窒化タングステンとの間にア
ルミニウム層が設けられ、シリコン基板と窒化タングス
テンとが接触しないという相違点を有する。
係る半導体集積回路装置は、第１のアルミニウム配線の
半導体基板との接続部が下から第１のアルミニウム、窒
化タングステン、第２のアルミニウムの積層構造により
構成され、シリコン基板と窒化タングステンとの間にア
ルミニウム層が設けられ、シリコン基板と窒化タングス
テンとが接触しないという相違点を有する。
課題を解決するための手段 上記目的を達成する為に、本発明に係る半導体集積回
路装置は、半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶
縁膜に設けられた開口部と、この開口部を含んで前記絶
縁膜上に設けられた配線とを有し、前記配線は下層のバ
リアメタル層と上層のアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金からなる配線金属層との積層構造で構成され、前
記開口部内に露出した半導体基板表面と前記バリアメタ
ル層との間には、アルミニウムあるいはアルミニウム合
金からなる第１の金属層が設けられているという特徴を
有している。
路装置は、半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記絶
縁膜に設けられた開口部と、この開口部を含んで前記絶
縁膜上に設けられた配線とを有し、前記配線は下層のバ
リアメタル層と上層のアルミニウムあるいはアルミニウ
ム合金からなる配線金属層との積層構造で構成され、前
記開口部内に露出した半導体基板表面と前記バリアメタ
ル層との間には、アルミニウムあるいはアルミニウム合
金からなる第１の金属層が設けられているという特徴を
有している。
また、上記目的を達成する為に、本発明に係る半導体
集積回路装置の製造方法は、半導体基板上に設けられた
絶縁層に前記半導体基板に達する開口部を形成する工程
と、前記開口部内に露出した半導体基板上にアルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金からなる第１の金属層を選
択的に形成する工程と、前記半導体基板上の前記開口部
を含む全面にバリアメタル層を形成する工程と、前記バ
リアメタル層の上の全面にアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金からなる第２の金属層を形成する工程と、前
記第２の金属層と前記バリアメタル層とをパターンニン
グする工程とを有するという特徴を有している。
集積回路装置の製造方法は、半導体基板上に設けられた
絶縁層に前記半導体基板に達する開口部を形成する工程
と、前記開口部内に露出した半導体基板上にアルミニウ
ムあるいはアルミニウム合金からなる第１の金属層を選
択的に形成する工程と、前記半導体基板上の前記開口部
を含む全面にバリアメタル層を形成する工程と、前記バ
リアメタル層の上の全面にアルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金からなる第２の金属層を形成する工程と、前
記第２の金属層と前記バリアメタル層とをパターンニン
グする工程とを有するという特徴を有している。
実施例 次に本発明の参考例と本発明の好ましい実施例につい
て図面を参照して具体的に説明する。
て図面を参照して具体的に説明する。
第１図はアルミニウムの１層配線を採用した本発明に
係る半導体集積回路装置の参考例を示す断面図である。
係る半導体集積回路装置の参考例を示す断面図である。
第１図を参照するに、表面がシリコン酸化膜２で覆わ
れ所定の位置に開口部を設けたシリコン基板１上にスパ
ッタリング法により、アルミニウムにシリコンを１％添
加したアルミニウム・シリコン合金３を５〜50nmの厚さ
に形成した後に、アルゴンに窒素を添加した雰囲気でタ
ングステンターゲットをスパッタリングし、窒化タング
ステン４を50〜200nmの厚さに形成し、更にアルミニウ
ムに銅を１％程度添加したアルミニウム・銅合金５を0.
5〜1.5μｍの厚さに連続して被着した後に、通常のフォ
トリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をマスク
として、アルミニウム・銅合金５、窒化タングステン
４、アルミニウム・シリコン合金３を順次ドライエッチ
ング法によりエッチングし、所望のパターンを形成した
後に、フォトレジスト膜を除去してアルミニウム配線を
完成する。
れ所定の位置に開口部を設けたシリコン基板１上にスパ
ッタリング法により、アルミニウムにシリコンを１％添
加したアルミニウム・シリコン合金３を５〜50nmの厚さ
に形成した後に、アルゴンに窒素を添加した雰囲気でタ
ングステンターゲットをスパッタリングし、窒化タング
ステン４を50〜200nmの厚さに形成し、更にアルミニウ
ムに銅を１％程度添加したアルミニウム・銅合金５を0.
5〜1.5μｍの厚さに連続して被着した後に、通常のフォ
トリソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をマスク
として、アルミニウム・銅合金５、窒化タングステン
４、アルミニウム・シリコン合金３を順次ドライエッチ
ング法によりエッチングし、所望のパターンを形成した
後に、フォトレジスト膜を除去してアルミニウム配線を
完成する。
第２図は本発明による実施例を示す断面図である。
第２図を参照するに、シリコン基板11を覆うシリコン
酸化膜12の所望の位置に設けたシリコン基板11に達する
開口部にトリイソブチルアルミニウムを用いた減圧CVD
法により純アルミニウム13を選択的に５〜50nmの厚さに
形成する。
酸化膜12の所望の位置に設けたシリコン基板11に達する
開口部にトリイソブチルアルミニウムを用いた減圧CVD
法により純アルミニウム13を選択的に５〜50nmの厚さに
形成する。
次に六弗化タングステンとアンモニアを用いた減圧CV
D法により窒化タングステン膜14を50〜200nmの厚さに形
成した後に、スパッタリング法により純アルミニウム15
を0.5〜2.0μｍの厚さに形成する。
D法により窒化タングステン膜14を50〜200nmの厚さに形
成した後に、スパッタリング法により純アルミニウム15
を0.5〜2.0μｍの厚さに形成する。
次に通常のリソグラフィ技術を用い純アルミニウム15
と窒化タングステン14を順次ドライエッチング法により
エッチングし、所定の形状にパターンニングし、アルミ
ニウム配線を完成する。
と窒化タングステン14を順次ドライエッチング法により
エッチングし、所定の形状にパターンニングし、アルミ
ニウム配線を完成する。
この実施例では第１の純アルミニウム13と窒化タング
ステン膜14を減圧CVD法により形成している為に、シリ
コン基板11に達するシリコン酸化膜12に設けた開口部が
１μｍ□以下と微細な場合でも開口部内に所望の膜厚に
純アルミニウム13と窒化タングステン14を形成でき、微
細な開口部でも、低接続抵抗で、耐熱性の良好なアルミ
ニウム配線が形成できるという利点を有している。
ステン膜14を減圧CVD法により形成している為に、シリ
コン基板11に達するシリコン酸化膜12に設けた開口部が
１μｍ□以下と微細な場合でも開口部内に所望の膜厚に
純アルミニウム13と窒化タングステン14を形成でき、微
細な開口部でも、低接続抵抗で、耐熱性の良好なアルミ
ニウム配線が形成できるという利点を有している。
発明の効果 以上説明したように、本発明の半導体集積回路装置に
よれば、第１のアルミニウム配線の半導体基板との接続
部が下から第１のアルミニウム、窒化タングステン、第
２のアルミニウムの積層構造により形成されており、シ
リコン基板と窒化タングステンの間にアルミニウム層が
ある為に、Ｎ型拡散層、Ｐ型拡散層のいずれに対しても
低接続抵抗が実現できるという効果が得られる。
よれば、第１のアルミニウム配線の半導体基板との接続
部が下から第１のアルミニウム、窒化タングステン、第
２のアルミニウムの積層構造により形成されており、シ
リコン基板と窒化タングステンの間にアルミニウム層が
ある為に、Ｎ型拡散層、Ｐ型拡散層のいずれに対しても
低接続抵抗が実現できるという効果が得られる。
更に第１のアルミニウムの膜厚を５〜50nmと非常に薄
くすることで、450℃以上の高温の熱処理を加えても接
合が破壊されることがなく、また第１のアルミニウムに
アルミニウム・シリコン合金を採用しても、膜厚が薄い
為にシリコンの析出は小さく、開口部をふさぐことはな
く、接続抵抗は熱的に安定しているという効果も得られ
る。
くすることで、450℃以上の高温の熱処理を加えても接
合が破壊されることがなく、また第１のアルミニウムに
アルミニウム・シリコン合金を採用しても、膜厚が薄い
為にシリコンの析出は小さく、開口部をふさぐことはな
く、接続抵抗は熱的に安定しているという効果も得られ
る。
また、窒化タングステンとその上の第２のアルミニウ
ムは450℃以上の高温でも相互に拡散することはなく、
第２のアルミニウムにシリコンを含有させる必要がない
為に、シリコンの析出により接続口がふさがれる等のシ
リコン析出による弊害を防ぐことができ、更に、シリコ
ンを含まない為に、アルミニウム合金のドライエッチン
グが容易になるという利点も得られる。
ムは450℃以上の高温でも相互に拡散することはなく、
第２のアルミニウムにシリコンを含有させる必要がない
為に、シリコンの析出により接続口がふさがれる等のシ
リコン析出による弊害を防ぐことができ、更に、シリコ
ンを含まない為に、アルミニウム合金のドライエッチン
グが容易になるという利点も得られる。
第１図は本発明に係る半導体集積回路装置の参考例を示
す断面図、第２図は本発明による実施例を示す断面図で
ある。 １、11……シリコン基板、２、12……シリコン酸化膜、
３……アルミニウム・シリコン合金、４、14……窒化タ
ングステン、５……アルミニウム・銅合金、13、15……
純アルミニウム
す断面図、第２図は本発明による実施例を示す断面図で
ある。 １、11……シリコン基板、２、12……シリコン酸化膜、
３……アルミニウム・シリコン合金、４、14……窒化タ
ングステン、５……アルミニウム・銅合金、13、15……
純アルミニウム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/3205 H01L 21/3213 H01L 21/44 - 21/445 H01L 21/768 H01L 29/40 - 29/51
Claims (3)
- 【請求項１】半導体基板上に設けられた絶縁膜と、前記
絶縁膜に設けられた開口部と、この開口部を含んで前記
絶縁膜上に設けられた配線とを有し、前記配線は下層の
バリアメタル層と上層のアルミニウムあるいはアルミニ
ウム合金からなる第２の配線金属層との積層構造で構成
され、前記開口部内に露出した半導体基板表面と前記バ
リアメタル層との間には、アルミニウムあるいはアルミ
ニウム合金からなる第１の金属層が設けられていること
を特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項２】前記第１の金属層の膜厚が５〜50nmである
ことを特徴とする請求項１記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項３】半導体基板上に設けられた絶縁層に前記半
導体基板に達する開口部を形成する工程と、 前記開口部内に露出した半導体基板上にアルミニウムあ
るいはアルミニウム合金からなる第１の金属層を選択的
に形成する工程と、 前記半導体基板上の前記開口部を含む全面にバリアメタ
ル層を形成する工程と、 前記バリアメタル層の上の全面にアルミニウムあるいは
アルミニウム合金からなる第２の金属層を形成する工程
と、 前記第２の金属層と前記バリアメタル層とをパターンニ
ングする工程とを有することを特徴とする半導体集積回
路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1168214A JP2985183B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1168214A JP2985183B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0332061A JPH0332061A (ja) | 1991-02-12 |
| JP2985183B2 true JP2985183B2 (ja) | 1999-11-29 |
Family
ID=15863905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1168214A Expired - Lifetime JP2985183B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2985183B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4858791B2 (ja) * | 2009-05-22 | 2012-01-18 | 住友電気工業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP1168214A patent/JP2985183B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0332061A (ja) | 1991-02-12 |
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