JP3252028B2 - 半導体ウェファへのケイ化チタンの化学蒸着方法 - Google Patents
半導体ウェファへのケイ化チタンの化学蒸着方法Info
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Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は一般に半導体ウェファ処理
における接触テクノロジーに関し、さらに詳しくは接触
抵抗を減ずるための接触孔内のケイ化物層の形成に関す
る。
における接触テクノロジーに関し、さらに詳しくは接触
抵抗を減ずるための接触孔内のケイ化物層の形成に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の加工では、ウェファ／基板内
に形成される単離活性−デバイス領域への電気接点を作
成しなければならない。活性−デバイス領域は基板表面
を覆う絶縁材上に作成される高導電性パス又はラインに
よって接続される。この導電性パスと活性−デバイス領
域との間を電気的に接続させるために、絶縁材内に孔
（ｏｐｅｎｉｎｇ）を設けて、導電性フィルムを所望の
部位と接触させることができるようにする。このような
孔は典型的に接触孔又は簡単に“接点”と呼ばれる。
に形成される単離活性−デバイス領域への電気接点を作
成しなければならない。活性−デバイス領域は基板表面
を覆う絶縁材上に作成される高導電性パス又はラインに
よって接続される。この導電性パスと活性−デバイス領
域との間を電気的に接続させるために、絶縁材内に孔
（ｏｐｅｎｉｎｇ）を設けて、導電性フィルムを所望の
部位と接触させることができるようにする。このような
孔は典型的に接触孔又は簡単に“接点”と呼ばれる。
【０００３】トランジスターの活性領域のサイズは直径
１ミクロンに近づいたので、従来のプロセスパラメータ
ーでは活性領域位もしくは領域と導電性層との間の許容
されない、大きい抵抗が生じた。このような接触抵抗を
減ずる主な方法は、導電性ランナーを形成するために、
導電性フィルムを設置する前に活性領域上に金属ケイ化
物を形成することによる方法である。形成される一般的
な金属ケイ化物の一種はＴｉＳｉx［式中、ｘは主とし
て“２”である］である。ＴｉＳｉx物質は典型的に、
接触孔内の活性領域に接触するウェファ上にチタン薄層
を最初に設けることによって形成される。その後、この
ウェファに高温アニールを実施する。これはチタンを活
性領域のケイ素と反応させて、ＴｉＳｉxを形成させ
る。このようなプロセスは、チタン金属がケイ素活性領
域と接触する箇所においてのみ，ＴｉＳｉxが形成され
るので、自己−配向性であると言われる。設置されたチ
タンフィルムは他のあらゆる箇所で絶縁性の実質的不反
応性ＳｉＯ2層を被覆する。
１ミクロンに近づいたので、従来のプロセスパラメータ
ーでは活性領域位もしくは領域と導電性層との間の許容
されない、大きい抵抗が生じた。このような接触抵抗を
減ずる主な方法は、導電性ランナーを形成するために、
導電性フィルムを設置する前に活性領域上に金属ケイ化
物を形成することによる方法である。形成される一般的
な金属ケイ化物の一種はＴｉＳｉx［式中、ｘは主とし
て“２”である］である。ＴｉＳｉx物質は典型的に、
接触孔内の活性領域に接触するウェファ上にチタン薄層
を最初に設けることによって形成される。その後、この
ウェファに高温アニールを実施する。これはチタンを活
性領域のケイ素と反応させて、ＴｉＳｉxを形成させ
る。このようなプロセスは、チタン金属がケイ素活性領
域と接触する箇所においてのみ，ＴｉＳｉxが形成され
るので、自己−配向性であると言われる。設置されたチ
タンフィルムは他のあらゆる箇所で絶縁性の実質的不反
応性ＳｉＯ2層を被覆する。
【０００４】このようなプロセスは図１に説明する。内
部に活性領域１４が形成された基板本体１２から成る半
導体ウェファ１０を示す。絶縁材、主としてＢＰＳＧ形
状のＳｉＯ2の被覆層１６が基板１２上に形成され、こ
れが適当にエッチングされて、活性領域１４への接触孔
１８を形成する。絶縁層１６上にチタンの薄層２０が設
置され、活性領域１４に接触する。高温アニール工程を
例えばアルゴンのような不活性環境内で実施して、活性
部位１４と接触するチタン金属を反応させてＴｉＳｉx
を形成し、それによって上記ＴｉＳｉx部位２２を形成
する。部位１４と接触しない、層２０の残りの部分はそ
の下方の絶縁性ＳｉＯ2層１６と実質的に不反応性であ
るので、元素状チタン金属として残留する。
部に活性領域１４が形成された基板本体１２から成る半
導体ウェファ１０を示す。絶縁材、主としてＢＰＳＧ形
状のＳｉＯ2の被覆層１６が基板１２上に形成され、こ
れが適当にエッチングされて、活性領域１４への接触孔
１８を形成する。絶縁層１６上にチタンの薄層２０が設
置され、活性領域１４に接触する。高温アニール工程を
例えばアルゴンのような不活性環境内で実施して、活性
部位１４と接触するチタン金属を反応させてＴｉＳｉx
を形成し、それによって上記ＴｉＳｉx部位２２を形成
する。部位１４と接触しない、層２０の残りの部分はそ
の下方の絶縁性ＳｉＯ2層１６と実質的に不反応性であ
るので、元素状チタン金属として残留する。
【０００５】例えばタングステンのような接触充填材を
典型的にケイ化物領域２２上に設置する。タングステン
はＴｉＳｉxに対する接着性が悪い。この問題を克服す
るために、典型的にＴｉＮの介在層をケイ化物領域２２
と被覆タングステン層との間に挿入する。ＴｉＮは一般
に金属タングステン層に対する“接着層”と呼ばれる。
このような層はウェファ１０をチタン層２０と共に、主
として窒素である雰囲気中でアニーリングすることによ
って形成することができる。このような条件下で、活性
部位１４を被覆する層２０の下部はケイ素と反応してＴ
ｉＳｉxを形成し、接触領域１４上のチタン層２０と絶
縁材１６上の層２０の残留部分との上部は雰囲気の窒素
と反応してＴｉＮを形成する。
典型的にケイ化物領域２２上に設置する。タングステン
はＴｉＳｉxに対する接着性が悪い。この問題を克服す
るために、典型的にＴｉＮの介在層をケイ化物領域２２
と被覆タングステン層との間に挿入する。ＴｉＮは一般
に金属タングステン層に対する“接着層”と呼ばれる。
このような層はウェファ１０をチタン層２０と共に、主
として窒素である雰囲気中でアニーリングすることによ
って形成することができる。このような条件下で、活性
部位１４を被覆する層２０の下部はケイ素と反応してＴ
ｉＳｉxを形成し、接触領域１４上のチタン層２０と絶
縁材１６上の層２０の残留部分との上部は雰囲気の窒素
と反応してＴｉＮを形成する。
【０００６】この点から、形成される予定のランナーの
主要な導電性物質を設置する。形成されるケイ化物領域
２２は高導電性であり、ランナーと活性領域１４との間
にケイ化物領域２２が存在しない箇所よりも低い電気抵
抗を与える。このようなケイ化物、特にケイ化チタンの
形成はＷｏｌｆ等の“Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｆｏｒ Ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ，Ｖｏｌ．
２−ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ”，１４３
−１５０頁に述べられている。
主要な導電性物質を設置する。形成されるケイ化物領域
２２は高導電性であり、ランナーと活性領域１４との間
にケイ化物領域２２が存在しない箇所よりも低い電気抵
抗を与える。このようなケイ化物、特にケイ化チタンの
形成はＷｏｌｆ等の“Ｓｉｌｉｃｏｎ Ｐｒｏｃｅｓｓ
ｉｎｇ Ｆｏｒ Ｔｈｅ ＶＬＳＩ Ｅｒａ，Ｖｏｌ．
２−ＰｒｏｃｅｓｓＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ”，１４３
−１５０頁に述べられている。
【０００７】デバイスのサイズは縮小し続け、接触孔は
より深く、より狭くなるので、接触壁は垂直になり、大
部分の金属付着方法は活性領域１４との充分な接触を生
ずるために必要な被覆工程を提供することができない。
このような工程は図２に説明する。図２には、基板１２
ａの活性領域１４ａは図１における活性領域１４よりも
有意に小さく示される。これに対応して、活性領域１４
への有意に狭い接触孔１８ａが形成され、これによって
回路密度は最大化される。図から明らかであるように、
接触孔１８ａの幅に対する深さの比は図１の接触孔１８
の深さ対幅の比よりも大きい。このような狭い、高アス
ペクト比の接触孔１８ａは、図示するように、領域１４
ａと有意に接触することができない層２０ａを生ずるこ
とになる。従って、所望のＴｉＳｉxと電気接点は形成
されない。
より深く、より狭くなるので、接触壁は垂直になり、大
部分の金属付着方法は活性領域１４との充分な接触を生
ずるために必要な被覆工程を提供することができない。
このような工程は図２に説明する。図２には、基板１２
ａの活性領域１４ａは図１における活性領域１４よりも
有意に小さく示される。これに対応して、活性領域１４
への有意に狭い接触孔１８ａが形成され、これによって
回路密度は最大化される。図から明らかであるように、
接触孔１８ａの幅に対する深さの比は図１の接触孔１８
の深さ対幅の比よりも大きい。このような狭い、高アス
ペクト比の接触孔１８ａは、図示するように、領域１４
ａと有意に接触することができない層２０ａを生ずるこ
とになる。従って、所望のＴｉＳｉxと電気接点は形成
されない。
【０００８】元素状チタンと基板との反応の結果に対立
するものとして、ＴｉＳｉxを直接付着させることがで
きる。一つの方法は次式による、四塩化チタンとシラン
とを用いる低圧化学蒸着方法である： ＴｉＣｌ4＋２ＳｉＨ4→ＴｉＳｉ2＋４ＨＣｌ＋２Ｈ2＋
副生成物
するものとして、ＴｉＳｉxを直接付着させることがで
きる。一つの方法は次式による、四塩化チタンとシラン
とを用いる低圧化学蒸着方法である： ＴｉＣｌ4＋２ＳｉＨ4→ＴｉＳｉ2＋４ＨＣｌ＋２Ｈ2＋
副生成物
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】低圧化学蒸着は高アス
ペクト比のヴァイア（ｖｉａ）又は接点中に所望の被覆
を与えるために充分な優れた相似性（ｃｏｎｆｏｒｍａ
ｌｉｔｙ）を生ずるという明白な利点を有する。しか
し、上記反応に関連した、一つの有意な問題は、所望の
反応が７００℃より高温において実施されることであ
る。大抵の商業的に入手可能な化学蒸着反応器は約６０
０℃の融点を有するアルミニウムから製造される。従っ
て、反応器の融解（ｍｅｌｔｄｏｗｎ）を防止するため
に上記反応のための代替え材料と、従ってより高価な化
学蒸着室とを開発する必要が有る。
ペクト比のヴァイア（ｖｉａ）又は接点中に所望の被覆
を与えるために充分な優れた相似性（ｃｏｎｆｏｒｍａ
ｌｉｔｙ）を生ずるという明白な利点を有する。しか
し、上記反応に関連した、一つの有意な問題は、所望の
反応が７００℃より高温において実施されることであ
る。大抵の商業的に入手可能な化学蒸着反応器は約６０
０℃の融点を有するアルミニウムから製造される。従っ
て、反応器の融解（ｍｅｌｔｄｏｗｎ）を防止するため
に上記反応のための代替え材料と、従ってより高価な化
学蒸着室とを開発する必要が有る。
【００１０】ケイ化チタンフィルムの高温付着に関連し
た他の欠点は、ＴｉＣｌ4と基板ケイ素との競合反応に
関する。このような反応は低圧化学蒸着反応と競合し
て、基板からのケイ素の好ましくない又は制御不能の消
耗を生ずる。
た他の欠点は、ＴｉＣｌ4と基板ケイ素との競合反応に
関する。このような反応は低圧化学蒸着反応と競合し
て、基板からのケイ素の好ましくない又は制御不能の消
耗を生ずる。
【００１１】ケイ化チタンフィルムを形成する他の先行
技術方法は米国特許第４，５６８，５６５号に述べられ
ている。この特許はハロゲン化チタンと、シランとも呼
ばれるヒドロケイ化物との使用を開示する。しかし、こ
のプロセスは高強度光線の使用を必要とする。このよう
な方法はプロセスの複雑さを高めるという欠点を有し、
加工者に反応器を通しての光線均一性を得ようとする試
みに対処させる。さらに、特に高アスペクト比孔内の被
覆工程は、このような孔内の側壁は光線に充分に暴露さ
れないので、光エネルギーが不充分なＣＶＤプロセスに
なりうる。また、例えばこの特許の第７欄１９〜２８行
から明らかであるように、効率も問題である。
技術方法は米国特許第４，５６８，５６５号に述べられ
ている。この特許はハロゲン化チタンと、シランとも呼
ばれるヒドロケイ化物との使用を開示する。しかし、こ
のプロセスは高強度光線の使用を必要とする。このよう
な方法はプロセスの複雑さを高めるという欠点を有し、
加工者に反応器を通しての光線均一性を得ようとする試
みに対処させる。さらに、特に高アスペクト比孔内の被
覆工程は、このような孔内の側壁は光線に充分に暴露さ
れないので、光エネルギーが不充分なＣＶＤプロセスに
なりうる。また、例えばこの特許の第７欄１９〜２８行
から明らかであるように、効率も問題である。
【００１２】これらの欠点を克服することが望ましい。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の好ましい実施態
様を下記添付図面に関連して説明する。
様を下記添付図面に関連して説明する。
【００１４】本発明によると、化学蒸着反応器内で半導
体ウェファ上にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸
着（ＣＶＤ）方法を開示する。本発明の方法は、（ａ）
反応器内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量のガス
状ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2 [式中、
“ｎ”は３以上の整数である]で示されるガス状化合物
と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工程；及び
（ｃ）ハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反応させ
て、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付着させ
るために効果的である特定圧力と５３０℃から８００℃
の特定温度とに反応器を維持する工程を含み、処理中に
高強度の光線の使用を避ける。また、本発明の方法は、
（ａ）反応器内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量
のガス状チタン有機金属先駆体と、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は２以上の整数である]で示されるガス状
化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及び（ｃ）チタン有機金属先駆体とＳｉnＨ2n+2と
を反応させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルム
を付着させるために効果的である特定圧力と特定温度と
に反応器を維持する工程を含み、処理中に高強度の光線
の使用を避ける。また、本発明の方法は、（ａ）反応器
内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量のガス状ハロ
ゲン化チタンであって該ハロゲン化チタンのハロゲンは
塩素でない前記ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は１以上の整数である]で示されるガス状
化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及び（ｃ）ハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反
応させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付
着させるために効果的である特定圧力と特定温度とに反
応器を維持する工程を含み、処理中に高強度の光線の使
用を避ける。キャリアーガス及び／又は希釈ガスも当
然、このプロセスに使用可能である。
体ウェファ上にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸
着（ＣＶＤ）方法を開示する。本発明の方法は、（ａ）
反応器内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量のガス
状ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2 [式中、
“ｎ”は３以上の整数である]で示されるガス状化合物
と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工程；及び
（ｃ）ハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反応させ
て、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付着させ
るために効果的である特定圧力と５３０℃から８００℃
の特定温度とに反応器を維持する工程を含み、処理中に
高強度の光線の使用を避ける。また、本発明の方法は、
（ａ）反応器内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量
のガス状チタン有機金属先駆体と、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は２以上の整数である]で示されるガス状
化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及び（ｃ）チタン有機金属先駆体とＳｉnＨ2n+2と
を反応させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルム
を付着させるために効果的である特定圧力と特定温度と
に反応器を維持する工程を含み、処理中に高強度の光線
の使用を避ける。また、本発明の方法は、（ａ）反応器
内にウェファを入れる工程；（ｂ）特定量のガス状ハロ
ゲン化チタンであって該ハロゲン化チタンのハロゲンは
塩素でない前記ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は１以上の整数である]で示されるガス状
化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及び（ｃ）ハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反
応させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付
着させるために効果的である特定圧力と特定温度とに反
応器を維持する工程を含み、処理中に高強度の光線の使
用を避ける。キャリアーガス及び／又は希釈ガスも当
然、このプロセスに使用可能である。
【００１５】このようなプロセスは特に熱エネルギーか
ら成る、反応器に供給されるエネルギー源によって実施
されることができる。或いは、他のエネルギー源又は添
加エネルギー源、例えばＲＦ又はプラズマを用いること
もできる。
ら成る、反応器に供給されるエネルギー源によって実施
されることができる。或いは、他のエネルギー源又は添
加エネルギー源、例えばＲＦ又はプラズマを用いること
もできる。
【００１６】好ましいハロゲン化チタンはＴｉＣｌ4で
ある。他の好ましいハロゲン化チタンには、四臭化チタ
ン、四フッ化チタン、四ヨウ化チタン、及びサブハロゲ
ン化物（ｓｕｂｈａｌｉｄｅ）がある。好ましいチタン
有機金属先駆体は式：Ｔｉ（ＮＲ2）4［式中、Ｒは炭素
含有ラジカルを含む］で示される化合物を含む。１例は
テトラジメチルアミドチタン（ＴＤＭＡＴ）である。こ
のような物質は典型的にＴＤＭＡＴ液を通して例えばＨ
ｅのような不活性ガスをバブルさせ、ＴＤＭＡＴを気化
させて、反応器に導くことによって、反応器に注入され
る。ＴＤＭＡＴガスを反応器中に注入する他の方法は、
ＴＤＭＡＴ液を微粒化し、反応器中で実質的に即座にＴ
ＤＭＡＴガスに気化する、このような液体を反応器中に
注入することを含む。ＴＤＭＡＴガスを反応器中に注入
する他の方法は、反応器中に固体形のＴＤＭＡＴを供給
し、この固体形が昇華することによって、ＴＤＭＡＴガ
スが反応器中に注入されることである。反応器にＴＤＭ
ＡＴを供給するこのような方法は当業者に公知である。
有機チタン先駆体の他の例には、テトラジエチルアミド
チタン、ビス−シクロペンタジエニルチタンジアジド及
びトリス−２，２’ビピリジンチタンがある。
ある。他の好ましいハロゲン化チタンには、四臭化チタ
ン、四フッ化チタン、四ヨウ化チタン、及びサブハロゲ
ン化物（ｓｕｂｈａｌｉｄｅ）がある。好ましいチタン
有機金属先駆体は式：Ｔｉ（ＮＲ2）4［式中、Ｒは炭素
含有ラジカルを含む］で示される化合物を含む。１例は
テトラジメチルアミドチタン（ＴＤＭＡＴ）である。こ
のような物質は典型的にＴＤＭＡＴ液を通して例えばＨ
ｅのような不活性ガスをバブルさせ、ＴＤＭＡＴを気化
させて、反応器に導くことによって、反応器に注入され
る。ＴＤＭＡＴガスを反応器中に注入する他の方法は、
ＴＤＭＡＴ液を微粒化し、反応器中で実質的に即座にＴ
ＤＭＡＴガスに気化する、このような液体を反応器中に
注入することを含む。ＴＤＭＡＴガスを反応器中に注入
する他の方法は、反応器中に固体形のＴＤＭＡＴを供給
し、この固体形が昇華することによって、ＴＤＭＡＴガ
スが反応器中に注入されることである。反応器にＴＤＭ
ＡＴを供給するこのような方法は当業者に公知である。
有機チタン先駆体の他の例には、テトラジエチルアミド
チタン、ビス−シクロペンタジエニルチタンジアジド及
びトリス−２，２’ビピリジンチタンがある。
【００１７】ｎ＝２であるときに、所望の層を効果的に
付着させるための特定温度は約４００℃程度の低温であ
ると予想される。このような状況下では、特定温度は好
ましくは約４００℃〜約８００℃である。例えばこの明
細書の“従来の技術”の項に述べるような、高い付着温
度に関連した問題を克服するために、約４００℃〜約６
５０℃の温度が最も好ましい。
付着させるための特定温度は約４００℃程度の低温であ
ると予想される。このような状況下では、特定温度は好
ましくは約４００℃〜約８００℃である。例えばこの明
細書の“従来の技術”の項に述べるような、高い付着温
度に関連した問題を克服するために、約４００℃〜約６
５０℃の温度が最も好ましい。
【００１８】ｎ＝３であるときに、所望の層を効果的に
付着させるための特定温度は約３００℃程度の低温であ
ると予想される。このような状況下では、特定温度は好
ましくは約３００℃〜約８００℃である。例えばこの明
細書の“従来の技術”の項に述べるような、高い付着温
度に関連した問題を克服するために、約３００℃〜約６
５０℃の温度が最も好ましい。
付着させるための特定温度は約３００℃程度の低温であ
ると予想される。このような状況下では、特定温度は好
ましくは約３００℃〜約８００℃である。例えばこの明
細書の“従来の技術”の項に述べるような、高い付着温
度に関連した問題を克服するために、約３００℃〜約６
５０℃の温度が最も好ましい。
【００１９】操作のために好ましい特定圧力は約１００
トル以下の低い化学蒸着圧力であり、約０．５トル〜約
３０トルの特定圧力が最も好ましい。
トル以下の低い化学蒸着圧力であり、約０．５トル〜約
３０トルの特定圧力が最も好ましい。
【００２０】ハロゲン化チタン及び／又はチタン有機金
属先駆体対ＳｉnＨ2n+2の広範囲な容量比、例えば１：
１００〜１００：１が有用であると考えられる。好まし
い容量比は約１：１０〜約１０：１であると考えられ
る。例えばＳｉ2Ｈ6とＳｉ3Ｈ8との組合せのような、
式：ＳｉnＨ2n+2で示されるガス状化合物の混合物も使
用可能である。ウェファ全体に付着されるフィルムの良
好な均一性を得るために、キャリヤーガス流を供給し
て、ウェファ表面上のガス分布を制御する。好ましいキ
ャリヤーガスは例えばヘリウム又はアルゴンのような希
ガスである。
属先駆体対ＳｉnＨ2n+2の広範囲な容量比、例えば１：
１００〜１００：１が有用であると考えられる。好まし
い容量比は約１：１０〜約１０：１であると考えられ
る。例えばＳｉ2Ｈ6とＳｉ3Ｈ8との組合せのような、
式：ＳｉnＨ2n+2で示されるガス状化合物の混合物も使
用可能である。ウェファ全体に付着されるフィルムの良
好な均一性を得るために、キャリヤーガス流を供給し
て、ウェファ表面上のガス分布を制御する。好ましいキ
ャリヤーガスは例えばヘリウム又はアルゴンのような希
ガスである。
【００２１】６リットル化学蒸着反応器の流量の例は、
約１〜３０ｓｃｃｍ、最も好ましくは１５ｓｃｃｍのハ
ロゲン化チタン及び／又はチタン有機金属化合物前駆体
及び約１−５００標準ｃｍ3／分（ｓｃｃｍ）、最も好
ましくは約２５ｓｃｃｍのＳｉnＨ2n+2を含む。キャリ
ヤーガスの好ましい流量は約１００ｓｃｃｍ〜約２００
０ｓｃｃｍである。最も好ましい流量は約５００ｓｃｃ
ｍであると考えられる。このような条件下でのフィルム
の付着速度は５００Å／分であると予想される。
約１〜３０ｓｃｃｍ、最も好ましくは１５ｓｃｃｍのハ
ロゲン化チタン及び／又はチタン有機金属化合物前駆体
及び約１−５００標準ｃｍ3／分（ｓｃｃｍ）、最も好
ましくは約２５ｓｃｃｍのＳｉnＨ2n+2を含む。キャリ
ヤーガスの好ましい流量は約１００ｓｃｃｍ〜約２００
０ｓｃｃｍである。最も好ましい流量は約５００ｓｃｃ
ｍであると考えられる。このような条件下でのフィルム
の付着速度は５００Å／分であると予想される。
【００２２】上記条件下で、付着フィルムは例えば式：
ＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2、Ｔｉ5Ｓｉ3で表されるようなケ
イ化チタンの組合せを含むが、ＴｉＳｉ2の量が優勢で
あると予想される。具体的な反応は下記のように表され
る： ｎＴｉＣｌ4＋ＳｉnＨ2n+2→ｎＴｉＳｉ＋４ｎＨＣｌ＋
Ｈ2＋副生成物 ｎＴｉＣｌ4＋２ＳｉnＨ2n+2→ｎＴｉＳｉ2＋４ｎＨＣ
ｌ＋２Ｈ2＋副生成物 ＴｉＣｌ4＋ＳｉnＨ2n+2→Ｔｉ5Ｓｉ3＋ＨＣｌ＋Ｈ2＋
副生成物 ＴＤＭＡＴ＋Ｓｉ2Ｈ6→ＴｉＳｉ2＋有機副生成物 ＴＤＭＡＴ＋ＳｉnＨ2n+2→（ｎ／２）ＴｉＳｉ2＋有機
副生成物 副生成物の例はＳｉＨ3Ｃｌ、ＳｉＣｌ及びＳｉＨ2Ｃｌ
であると予想される。有機副生成物の例は（ＣＨ3）2Ｎ
Ｈ2、ＣＨ3ＮＨ2及びＣＨ4であると予想される。
ＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2、Ｔｉ5Ｓｉ3で表されるようなケ
イ化チタンの組合せを含むが、ＴｉＳｉ2の量が優勢で
あると予想される。具体的な反応は下記のように表され
る： ｎＴｉＣｌ4＋ＳｉnＨ2n+2→ｎＴｉＳｉ＋４ｎＨＣｌ＋
Ｈ2＋副生成物 ｎＴｉＣｌ4＋２ＳｉnＨ2n+2→ｎＴｉＳｉ2＋４ｎＨＣ
ｌ＋２Ｈ2＋副生成物 ＴｉＣｌ4＋ＳｉnＨ2n+2→Ｔｉ5Ｓｉ3＋ＨＣｌ＋Ｈ2＋
副生成物 ＴＤＭＡＴ＋Ｓｉ2Ｈ6→ＴｉＳｉ2＋有機副生成物 ＴＤＭＡＴ＋ＳｉnＨ2n+2→（ｎ／２）ＴｉＳｉ2＋有機
副生成物 副生成物の例はＳｉＨ3Ｃｌ、ＳｉＣｌ及びＳｉＨ2Ｃｌ
であると予想される。有機副生成物の例は（ＣＨ3）2Ｎ
Ｈ2、ＣＨ3ＮＨ2及びＣＨ4であると予想される。
【００２３】本発明の方法を縮小して、それぞれ５ｓｃ
ｃｍ、１０ｓｃｃｍ及び４００ｓｃｃｍの流量のＴｉＣ
ｌ4、Ｓｉ2Ｈ6及びＡｒを用いて実施した。圧力は２０
トルに維持し、温度は５３０℃に維持した。プロセス時
間は１００秒であった。付着フィルムの体抵抗は２０マ
イクロオームｃｍであると測定された。処理中にレーザ
ー光線は使用しなかった、従って、米国特許第４，５６
８，５６５号、第７欄、２３−２８行に述べられている
ような、付加的な光線“吸収ガス”必要なく、用いなか
った。従って、本発明は高強度光線使用と高温とに関し
て先行技術に付随する問題を克服する。
ｃｍ、１０ｓｃｃｍ及び４００ｓｃｃｍの流量のＴｉＣ
ｌ4、Ｓｉ2Ｈ6及びＡｒを用いて実施した。圧力は２０
トルに維持し、温度は５３０℃に維持した。プロセス時
間は１００秒であった。付着フィルムの体抵抗は２０マ
イクロオームｃｍであると測定された。処理中にレーザ
ー光線は使用しなかった、従って、米国特許第４，５６
８，５６５号、第７欄、２３−２８行に述べられている
ような、付加的な光線“吸収ガス”必要なく、用いなか
った。従って、本発明は高強度光線使用と高温とに関し
て先行技術に付随する問題を克服する。
【００２４】図３は本発明によって処理したウェファ５
０を説明する。ウェファ５０は内部に活性領域５４が形
成された基板本体５２を含む。主としてＢＰＳＧである
絶縁層５６を設けて、エッチングして、一定孔５８を形
成する。上記方法によってケイ化チタン層６０が相似的
に形成され、領域５４と良好に接触する。
０を説明する。ウェファ５０は内部に活性領域５４が形
成された基板本体５２を含む。主としてＢＰＳＧである
絶縁層５６を設けて、エッチングして、一定孔５８を形
成する。上記方法によってケイ化チタン層６０が相似的
に形成され、領域５４と良好に接触する。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、高強度光線の使用を避
けることができまた高い付着温度に関係していた先行技
術の欠点を解消することができる。
けることができまた高い付着温度に関係していた先行技
術の欠点を解消することができる。
【図１】上記“従来の技術”の項で考察した、先行技術
ウェファの概略横断面図。
ウェファの概略横断面図。
【図２】上記“従来の技術”の項で考察した、他の先行
技術ウェファの概略横断面図。
技術ウェファの概略横断面図。
【図３】本発明によって処理した半導体ウェファの概略
横断面図。
横断面図。
１０． 半導体ウェファ １２． 基
板本体 １４． 活性領域 １６． 絶
縁層 １８． 接触孔 ２０． チ
タン層 ２２． ケイ化物領域 ５０． ウ
ェファ ５２． 基板本体 ５４． 活
性領域 ５６． 絶縁層 ５８． 接
触孔 ６０． ケイ化チタン層
板本体 １４． 活性領域 １６． 絶
縁層 １８． 接触孔 ２０． チ
タン層 ２２． ケイ化物領域 ５０． ウ
ェファ ５２． 基板本体 ５４． 活
性領域 ５６． 絶縁層 ５８． 接
触孔 ６０． ケイ化チタン層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トゥルン・トゥリ・ドーン アメリカ合衆国アイダホ州83712，ボイ ス，シェナンドー・ドライブ 1574 (72)発明者 グルテジ・シン・サンデュー アメリカ合衆国アイダホ州83706，ボイ ス，イースト・グロウススター・ストリ ート 2439 (56)参考文献 特開 昭62−267472（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−254614（ＪＰ，Ａ)
Claims (26)
- 【請求項１】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上に
ケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は３以上の整数である]で示されるガス状
化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及びハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反応させ
て、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付着させ
るために効果的である特定圧力と５３０℃から８００℃
の特定温度とに反応器を維持する工程を含み、処理中に
高強度の光線の使用を避ける方法。 - 【請求項２】 ハロゲン化チタンがＴｉＣｌ4である請
求項１記載の化学蒸着方法。 - 【請求項３】 温度を維持するために反応器に、本質的
に熱エネルギーから成るエネルギーのエネルギー源を供
給する工程をさらに含む請求項１記載の化学蒸着方法。 - 【請求項４】 前記特定圧力が０．５トール〜３０トー
ルである請求項１記載の化学蒸着方法。 - 【請求項５】 フィルムのケイ化チタンが主としてＴｉ
Ｓｉ2である請求項１記載の化学蒸着方法。 - 【請求項６】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上に
ケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状チタン有機金属先駆体と、式：ＳｉnＨ
2n+2 [式中、“ｎ”は２以上の整数である]で示される
ガス状化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入す
る工程；及びチタン有機金属先駆体とＳｉnＨ2n+2とを
反応させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを
付着させるために効果的である特定圧力と特定温度とに
反応器を維持する工程を含み、処理中に高強度の光線の
使用を避ける方法。 - 【請求項７】 チタン有機金属先駆体が式：Ｔｉ（ＮＲ
2）4［式中、Ｒは炭素含有ラジカルを含む］で示される
化合物、ビス−シクロペンタジエニルチタンジアジド及
びこれらの混合物から成る群から選択される請求項６記
載の化学蒸着方法。 - 【請求項８】 温度を維持するために反応器に、本質的
に熱エネルギーから成るエネルギーのエネルギー源を供
給する工程をさらに含む請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項９】 ｎ＝２であり、前記特定温度が４００℃
〜６５０℃である請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１０】 ｎ＝３であり、前記特定温度が３００
℃〜６５０℃である請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１１】 前記特定圧力が０．５トル〜３０トル
である請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１２】 ｎ＝２であり、前記特定温度が４００
℃〜６５０℃であり、前記特定圧力が０．５トル〜３０
トルである請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１３】 ｎ＝３であり、前記特定温度が３００
℃〜６５０℃であり、前記特定圧力が０．５トル〜３０
トルである請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１４】 フィルムのケイ化チタンが主としてＴ
ｉＳｉ2である請求項６記載の化学蒸着方法。 - 【請求項１５】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上
にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ2n+2
[式中、“ｎ”は３である]で示されるガス状化合物と、
キャリヤーガスとを反応器内に注入する工程；及びハロ
ゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反応させ、ウェファ上
に式：ＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2、Ｔｉ5Ｓｉ3で示されるケ
イ化チタン含有フィルムを付着させるために効果的であ
る約１００トール以下の圧力と５３０℃〜８００℃の温
度とに反応器を維持する工程を含み、 処理中に高強度の光線の使用を避ける方法。 - 【請求項１６】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上
にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状チタン有機金属先駆体と、式：ＳｉnＨ
2n+2 [式中、“ｎ”は２又は３である]で示されるガス
状化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入する工
程；及びチタン有機金属先駆体とＳｉnＨ2n+2とを反応
させ、ウェファ上に式：ＴｉＳｉ、ＴｉＳｉ2、Ｔｉ5Ｓ
ｉ3で示されるケイ化チタン含有フィルムを付着させる
ために効果的である、約１００トール以下の圧力と３０
０℃〜８００℃の温度とに反応器を維持する工程を含
み、処理中に高強度の光線の使用を避ける方法。 - 【請求項１７】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上
にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状ハロゲン化チタンであって該ハロゲン化
チタンのハロゲンは塩素でない前記ハロゲン化チタン
と、式：ＳｉnＨ2n+2 [式中、“ｎ”は１以上の整数で
ある]で示されるガス状化合物と、キャリヤーガスとを
反応器内に注入する工程；及びハロゲン化チタンとＳｉ
nＨ2n+2とを反応させて、ウェファ上にケイ化チタン含
有フィルムを付着させるために効果的である特定圧力と
５３０℃〜８００℃の特定温度とに反応器を維持する工
程を含み、処理中に高強度の光線の使用を避ける方法。 - 【請求項１８】 前記ハロゲン化チタンが四臭化チタン
である請求項１７記載の方法。 - 【請求項１９】 前記ハロゲン化チタンが四フッ化チタ
ンである請求項１７記載の方法。 - 【請求項２０】 前記ハロゲン化チタンが四ヨウ化チタ
ンである請求項１７記載の方法。 - 【請求項２１】 化学蒸着反応器内で半導体ウェファ上
にケイ化チタンの相似層を形成する化学蒸着方法におい
て、次の工程： 反応器内にウェファを入れる工程； 特定量のガス状ハロゲン化チタンであって該ハロゲン化
チタンのハロゲンは臭素、ヨウ素、及びフッ素の少なく
とも１つを含む前記ハロゲン化チタンと、式：ＳｉnＨ
2n+2 [式中、“ｎ”は１以上の整数である]で示される
ガス状化合物と、キャリヤーガスとを反応器内に注入す
る工程；及びハロゲン化チタンとＳｉnＨ2n+2とを反応
させて、ウェファ上にケイ化チタン含有フィルムを付着
させるために効果的である特定圧力と５３０℃〜８００
℃の特定温度とに反応器を維持する工程を含み、処理中
に高強度の光線の使用を避ける方法。 - 【請求項２２】 前記ハロゲン化物が臭素を含む請求項
２１記載の方法。 - 【請求項２３】 前記ハロゲン化物がフッ素を含む請求
項２１記載の方法。 - 【請求項２４】 前記ハロゲン化物がヨウ素を含む請求
項２１記載の方法。 - 【請求項２５】 ｎが２以上の整数である請求項１７記
載の方法。 - 【請求項２６】 ｎが２以上の整数である請求項２１記
載の方法。
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| US5633036A (en) * | 1995-04-21 | 1997-05-27 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Selective low temperature chemical vapor deposition of titanium disilicide onto silicon regions |
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| US5846881A (en) * | 1995-12-28 | 1998-12-08 | Micron Technology, Inc. | Low cost DRAM metallization |
| US5730835A (en) * | 1996-01-31 | 1998-03-24 | Micron Technology, Inc. | Facet etch for improved step coverage of integrated circuit contacts |
| US5908947A (en) * | 1996-02-09 | 1999-06-01 | Micron Technology, Inc. | Difunctional amino precursors for the deposition of films comprising metals |
| DE19612725A1 (de) * | 1996-03-29 | 1997-10-02 | Siemens Ag | Verfahren zur Metallisierung von Submikron-Kontaktlöchern in Halbleiterkörpern |
| US5760434A (en) * | 1996-05-07 | 1998-06-02 | Micron Technology, Inc. | Increased interior volume for integrated memory cell |
| US6313035B1 (en) | 1996-05-31 | 2001-11-06 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition using organometallic precursors |
| US5856236A (en) | 1996-06-14 | 1999-01-05 | Micron Technology, Inc. | Method of depositing a smooth conformal aluminum film on a refractory metal nitride layer |
| US6090708A (en) | 1996-11-14 | 2000-07-18 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a crystalline phase material, electrically conductive line and refractory metal silicide |
| US5997634A (en) * | 1996-11-14 | 1999-12-07 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a crystalline phase material |
| US6749717B1 (en) | 1997-02-04 | 2004-06-15 | Micron Technology, Inc. | Device for in-situ cleaning of an inductively-coupled plasma chambers |
| US6139905A (en) * | 1997-04-11 | 2000-10-31 | Applied Materials, Inc. | Integrated CVD/PVD Al planarization using ultra-thin nucleation layers |
| US6020259A (en) * | 1997-05-01 | 2000-02-01 | Mosel Vitelic, Inc. | Method of forming a tungsten-plug contact for a semiconductor device |
| US5929526A (en) * | 1997-06-05 | 1999-07-27 | Micron Technology, Inc. | Removal of metal cusp for improved contact fill |
| US5976976A (en) | 1997-08-21 | 1999-11-02 | Micron Technology, Inc. | Method of forming titanium silicide and titanium by chemical vapor deposition |
| US5930671A (en) | 1997-10-20 | 1999-07-27 | Industrial Technology Research Institute | CVD titanium silicide for contract hole plugs |
| US5856237A (en) * | 1997-10-20 | 1999-01-05 | Industrial Technology Research Institute | Insitu formation of TiSi2/TiN bi-layer structures using self-aligned nitridation treatment on underlying CVD-TiSi2 layer |
| US6284316B1 (en) | 1998-02-25 | 2001-09-04 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition of titanium |
| US6143362A (en) * | 1998-02-25 | 2000-11-07 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition of titanium |
| US7858518B2 (en) | 1998-04-07 | 2010-12-28 | Micron Technology, Inc. | Method for forming a selective contact and local interconnect in situ |
| US6121134A (en) * | 1998-04-21 | 2000-09-19 | Micron Technology, Inc. | High aspect ratio metallization structures and processes for fabricating the same |
| US6320261B1 (en) | 1998-04-21 | 2001-11-20 | Micron Technology, Inc. | High aspect ratio metallization structures for shallow junction devices, and methods of forming the same |
| US6518176B2 (en) | 1998-06-05 | 2003-02-11 | Ted Guo | Method of selective formation of a barrier layer for a contact level via |
| US6210813B1 (en) | 1998-09-02 | 2001-04-03 | Micron Technology, Inc. | Forming metal silicide resistant to subsequent thermal processing |
| US6423626B1 (en) | 1998-11-02 | 2002-07-23 | Micron Technology, Inc. | Removal of metal cusp for improved contact fill |
| US6291363B1 (en) | 1999-03-01 | 2001-09-18 | Micron Technology, Inc. | Surface treatment of DARC films to reduce defects in subsequent cap layers |
| US20070190751A1 (en) * | 1999-03-29 | 2007-08-16 | Marr Kenneth W | Semiconductor fuses and methods for fabricating and programming the same |
| US6323534B1 (en) | 1999-04-16 | 2001-11-27 | Micron Technology, Inc. | Fuse for use in a semiconductor device |
| US6994800B1 (en) | 1999-04-29 | 2006-02-07 | President And Fellows Of Harvard College | Liquid precursors for formation of materials containing alkali metals |
| WO2000067300A1 (en) * | 1999-04-29 | 2000-11-09 | President And Fellows Of Harvard College | Liquid precursors for formation of materials containing alkali metals |
| US6214714B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-04-10 | Applied Materials, Inc. | Method of titanium/titanium nitride integration |
| US6524952B1 (en) | 1999-06-25 | 2003-02-25 | Applied Materials, Inc. | Method of forming a titanium silicide layer on a substrate |
| US6207558B1 (en) | 1999-10-21 | 2001-03-27 | Applied Materials, Inc. | Barrier applications for aluminum planarization |
| US6613656B2 (en) * | 2001-02-13 | 2003-09-02 | Micron Technology, Inc. | Sequential pulse deposition |
| US6858904B2 (en) | 2001-08-30 | 2005-02-22 | Micron Technology, Inc. | High aspect ratio contact structure with reduced silicon consumption |
| US20030042614A1 (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-06 | Ammar Deraa | Metal silicide adhesion layer for contact structures |
| US6730355B2 (en) | 2002-03-06 | 2004-05-04 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition method of forming a material over at least two substrates |
| US6586285B1 (en) | 2002-03-06 | 2003-07-01 | Micron Technology, Inc. | Plasma enhanced chemical vapor deposition method of forming titanium silicide comprising layers |
| US6767823B2 (en) * | 2002-03-06 | 2004-07-27 | Micron Technology, Inc. | Plasma enhanced chemical vapor deposition method of forming titanium silicide comprising layers |
| US6991653B2 (en) * | 2002-03-21 | 2006-01-31 | Sdgi Holdings, Inc. | Vertebral body and disc space replacement devices |
| US20040038458A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-02-26 | Marr Kenneth W. | Semiconductor fuses, semiconductor devices containing the same, and methods of making and using the same |
| US7095095B2 (en) * | 2004-06-28 | 2006-08-22 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor constructions |
| CN100356522C (zh) * | 2005-12-31 | 2007-12-19 | 浙江大学 | 化学气相沉积法制备硅化钛纳米线的方法 |
| KR100776174B1 (ko) * | 2006-08-24 | 2007-11-12 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 실리사이드를 포함하는 반도체 소자 및 그 제조방법 |
| US20160251272A1 (en) * | 2015-02-27 | 2016-09-01 | General Electric Company | Laminate structure fabricated using chemical vapor infiltration (cvi) |
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| KR102163383B1 (ko) * | 2016-12-12 | 2020-10-08 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | 실리사이드 형성을 위한 방법들 |
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| US4957777A (en) * | 1988-07-28 | 1990-09-18 | Massachusetts Institute Of Technology | Very low pressure chemical vapor deposition process for deposition of titanium silicide films |
| US5104694A (en) * | 1989-04-21 | 1992-04-14 | Nippon Telephone & Telegraph Corporation | Selective chemical vapor deposition of a metallic film on the silicon surface |
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