JPH01196142A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH01196142A JPH01196142A JP1965688A JP1965688A JPH01196142A JP H01196142 A JPH01196142 A JP H01196142A JP 1965688 A JP1965688 A JP 1965688A JP 1965688 A JP1965688 A JP 1965688A JP H01196142 A JPH01196142 A JP H01196142A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置にかかわり、特に多結晶シリコン層
とその多結晶シリコン層上のシリサイド層から成る電極
配線において、安定なしかも接触抵抗の低いコンタクト
をとる技術に関する６〔従来の技術〕 従来、高濃度なシリコン層とシリサイド配線層でコンタ
クトをとることは困難で、高温で熱処理するとコンタク
ト抵抗が１桁以上高くなり実際に使えなかったが、日経
マイクロデバイス１９８６年８月号において、シリサイ
ドを堆積した後に多量の不純物を１． Ｘ １０ ｌ６
ｃｍ−２程度シリサイド層中に打込みキャブとしてリン
シリグー１−ガラス膜（ＰＳＧ）を用い熱処理を１００
０度１０秒の短時間アニールにして良好なコンタクトを
得たとなっていた。
とその多結晶シリコン層上のシリサイド層から成る電極
配線において、安定なしかも接触抵抗の低いコンタクト
をとる技術に関する６〔従来の技術〕 従来、高濃度なシリコン層とシリサイド配線層でコンタ
クトをとることは困難で、高温で熱処理するとコンタク
ト抵抗が１桁以上高くなり実際に使えなかったが、日経
マイクロデバイス１９８６年８月号において、シリサイ
ドを堆積した後に多量の不純物を１． Ｘ １０ ｌ６
ｃｍ−２程度シリサイド層中に打込みキャブとしてリン
シリグー１−ガラス膜（ＰＳＧ）を用い熱処理を１００
０度１０秒の短時間アニールにして良好なコンタクトを
得たとなっていた。
シリサイド中では、ボロン（Ｂ）やリン（Ｐ）等の不純
物の拡散がシリコン中に比べ１桁以上太きい。そのため
、不純物がシリサイド中に拡散したり、不純物の外方向
への拡散を防ぐキャブがシリサイド層上にない場合には
不純物はシリサイド層を通って外へ抜は出てしまう。
物の拡散がシリコン中に比べ１桁以上太きい。そのため
、不純物がシリサイド中に拡散したり、不純物の外方向
への拡散を防ぐキャブがシリサイド層上にない場合には
不純物はシリサイド層を通って外へ抜は出てしまう。
高集積メモリの作成では、アルミ（ＡＱ）により配線を
形成するため層間膜にコンタクト窓を開孔した後、例え
ば層間膜のりフローのために高温のアニールを必要とす
る。
形成するため層間膜にコンタクト窓を開孔した後、例え
ば層間膜のりフローのために高温のアニールを必要とす
る。
前記の従来技術では、上記の点について配慮がなされて
おらず、高温のアニール中にコンタクト窓を通して不純
物が外に抜は出てしまい多結晶シリコン中の不純物濃度
が下り接触抵抗が増大するという課題かあった。
おらず、高温のアニール中にコンタクト窓を通して不純
物が外に抜は出てしまい多結晶シリコン中の不純物濃度
が下り接触抵抗が増大するという課題かあった。
本発明はこのような課題を改善し、ポリシリコン層とシ
リサイド層から構成される電極配線層をより安定に低抵
抗な配線層とすることにより、高速動作可能な半導体装
置を得ることを目的とする。
リサイド層から構成される電極配線層をより安定に低抵
抗な配線層とすることにより、高速動作可能な半導体装
置を得ることを目的とする。
上記目的は、熱的・化学的に安定な導電性材料である窒
化された高融点金属を、不純物が高濃度に添加された多
結晶シリコン層とシリサイド層との間に、シリサイド層
とアルミ （ＡＵ）あるいは銅（Ｃｕ）等の配線材料と
の間に形成することにより、達成される。例えば、窒化
された高融点金属とは窒化チタン（ＴｉＮ）あるいは窒
化タングステン（ＷＮ）等である。
化された高融点金属を、不純物が高濃度に添加された多
結晶シリコン層とシリサイド層との間に、シリサイド層
とアルミ （ＡＵ）あるいは銅（Ｃｕ）等の配線材料と
の間に形成することにより、達成される。例えば、窒化
された高融点金属とは窒化チタン（ＴｉＮ）あるいは窒
化タングステン（ＷＮ）等である。
実施例において説明するが、窒化された高融点金属にシ
リサイド層と金属配線層との間に形成するだけでも目的
を達成できる。
リサイド層と金属配線層との間に形成するだけでも目的
を達成できる。
不純物が高濃度に添加された多結晶シリコン層とシリサ
イド層との間の窒化チタン（ＴｉＮ）ｒは、多結晶シリ
コン層からシリサイド層へ不純物の拡散を抑える働きを
する。更にシリサイド層上に形成された窒化チタン（Ｔ
ｊＮ）層は、配線材料であるアルミ （ＡＱ）や銅（Ｃ
ｕ）等との反応を防ぐバリア材となる。
イド層との間の窒化チタン（ＴｉＮ）ｒは、多結晶シリ
コン層からシリサイド層へ不純物の拡散を抑える働きを
する。更にシリサイド層上に形成された窒化チタン（Ｔ
ｊＮ）層は、配線材料であるアルミ （ＡＱ）や銅（Ｃ
ｕ）等との反応を防ぐバリア材となる。
これによって、多結晶シリコン層とシリサイＩ（層から
構成される電極配線は、接触抵抗の低い配線層となると
共に、各層の界面が安定化するので信頼性が高められた
電極配線となる。
構成される電極配線は、接触抵抗の低い配線層となると
共に、各層の界面が安定化するので信頼性が高められた
電極配線となる。
以下、本発明の実施例について第１図を参照しつつ詳細
に説明する。
に説明する。
第１図は、シリコン基板１に素子間を分離するためのフ
ィールド酸化膜２が形成されており、拡散層３が多結晶
シリコン層４．シリサイド層５゜窒化された高融点金属
層６ａ、６ｂから成る多層構造の配線層と、更に層間絶
縁膜７に形成されたコンタクト孔８を通して金属膜９と
電気的に接続された電極配線構造を示している。
ィールド酸化膜２が形成されており、拡散層３が多結晶
シリコン層４．シリサイド層５゜窒化された高融点金属
層６ａ、６ｂから成る多層構造の配線層と、更に層間絶
縁膜７に形成されたコンタクト孔８を通して金属膜９と
電気的に接続された電極配線構造を示している。
次にかかる配線構造の形成方法を詳細に説明する。
まず、シリコン基板１表面に選択的に窒化シリコン膜を
形成し熱酸化を行なうことにより酸化シリコンから成る
フィールド酸化膜２を形成する。
形成し熱酸化を行なうことにより酸化シリコンから成る
フィールド酸化膜２を形成する。
その後、拡散層３をリン（Ｐ）やボロン（Ｂ）等の不純
物イオンを打込み、熱処理して形成される。
物イオンを打込み、熱処理して形成される。
次に、多結晶シリコン膜４を、例えば減圧ＣｖＤ（気相
化学反応法； Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法にて全面に２５００人程度堆積する
。この多結晶シリコン層４に、リン（Ｐ）などの不純物
を拡散して３０Ω／口程度に低抵抗下する。次いで、例
えば反応性スパッタリング法により窒化チタン（Ｔ”１
Ｎ）６ａを５００人程全面面に堆積する。
化学反応法； Ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ Ｄｅｐ
ｏｓｉｔｉｏｎ）法にて全面に２５００人程度堆積する
。この多結晶シリコン層４に、リン（Ｐ）などの不純物
を拡散して３０Ω／口程度に低抵抗下する。次いで、例
えば反応性スパッタリング法により窒化チタン（Ｔ”１
Ｎ）６ａを５００人程全面面に堆積する。
続いて、例えばスパッタリング法によりタングステンシ
リサイド（ＷＳｉ２）５を１５００人程度全面に堆積す
る。さらに続いて、例えば反応性スバツタリング法によ
り窒化チタン（ＴｉＮ）６ｂを５００人程全面面に堆積
する。この後、ホトリソエツチング等により、所望の電
極配線形状に窒化チタン（’Ｉ’１Ｎ）−タングステン
シリサイド−窒化チタン−ポリシリコンを次々にエツチ
ングする、。
リサイド（ＷＳｉ２）５を１５００人程度全面に堆積す
る。さらに続いて、例えば反応性スバツタリング法によ
り窒化チタン（ＴｉＮ）６ｂを５００人程全面面に堆積
する。この後、ホトリソエツチング等により、所望の電
極配線形状に窒化チタン（’Ｉ’１Ｎ）−タングステン
シリサイド−窒化チタン−ポリシリコンを次々にエツチ
ングする、。
次に、例えばＣＶＤ法により、リンシリケートガラス等
の層間絶縁膜７を全面に堆積する。次いで、ホトリソエ
ツチング技術を用いてコンタクト孔８を形成する。ここ
で、高集積回路を作成する場合、層間膜のりフロー等を
兼ねて高温の熱処理が必要となる。本発明によれば、高
温の熱処理をしても多結晶シリコン中の不純物は拡散を
抑えられるはずなので、ここで高温の熱処理ができる。
の層間絶縁膜７を全面に堆積する。次いで、ホトリソエ
ツチング技術を用いてコンタクト孔８を形成する。ここ
で、高集積回路を作成する場合、層間膜のりフロー等を
兼ねて高温の熱処理が必要となる。本発明によれば、高
温の熱処理をしても多結晶シリコン中の不純物は拡散を
抑えられるはずなので、ここで高温の熱処理ができる。
その後、アルミ（ＡＱ）のような配線用金属膜９を、例
えばスパッタリング法にて全面に１μｍ程度堆積する。
えばスパッタリング法にて全面に１μｍ程度堆積する。
次いで、ホトリンエツチング技術を用いて所望の形状の
電極配線パターンとする。
電極配線パターンとする。
第２図に示した実施例は、第１図の多結晶シリコン層と
シリサイド層との間の窒化チタン層がない構造をしてい
る。この場合、多結晶シリコン膜から不純物がシリサイ
ド層中に拡散するが、シリサイド層の上層に窒化チタン
層が形成されているため外部に抜けていくことを防ぐこ
とができる。
シリサイド層との間の窒化チタン層がない構造をしてい
る。この場合、多結晶シリコン膜から不純物がシリサイ
ド層中に拡散するが、シリサイド層の上層に窒化チタン
層が形成されているため外部に抜けていくことを防ぐこ
とができる。
であるから、この実施例の場合にはボロン（Ｂ）やリン
（Ｐ）等の不純物を多量にイオン打ち込みをして、例え
は多結晶シリコン層とシリサイド層の両方にＩ Ｘ １
０１６ｃ＋ｎ−２程度ずつ導入する。これにより、接触
抵抗は低くおさえられる。しかしながらシリサイド層の
ハガレが懸念され、信頼性が落ちる。
（Ｐ）等の不純物を多量にイオン打ち込みをして、例え
は多結晶シリコン層とシリサイド層の両方にＩ Ｘ １
０１６ｃ＋ｎ−２程度ずつ導入する。これにより、接触
抵抗は低くおさえられる。しかしながらシリサイド層の
ハガレが懸念され、信頼性が落ちる。
第２図に示した実施例の作製方法は、上記したことを考
慮することで第１図と同様な方法で作製できる。
慮することで第１図と同様な方法で作製できる。
本発明によれば、窒化された高融点金属を１層以上設け
たため、不純物が高濃度に添加された多結晶シリコン層
の不純物濃度が低下せずシリサイド層との接触抵抗が低
くでき、シリサイドと配線材料であるアルミ （ＡＱ）
あるいは銅（Ｃｕ）との反応を防ぐことができるので、
高信頼性を有する低抵抗な配線層が得られ高速動作可能
な半導体装置が提供できる。
たため、不純物が高濃度に添加された多結晶シリコン層
の不純物濃度が低下せずシリサイド層との接触抵抗が低
くでき、シリサイドと配線材料であるアルミ （ＡＱ）
あるいは銅（Ｃｕ）との反応を防ぐことができるので、
高信頼性を有する低抵抗な配線層が得られ高速動作可能
な半導体装置が提供できる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は多結晶シリ
コン層とシリサイド層との間の窒化チタン層がない構造
を示す図である。 １・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
拡散層、４・・・多結晶シリコン膜、５・・・シリサイ
ド膜、６・・窒化された高融点金属、７・・・層間絶縁
膜、８・・コンタクト孔、９・・・金属配線層。
コン層とシリサイド層との間の窒化チタン層がない構造
を示す図である。 １・・・シリコン基板、２・・・フィールド酸化膜、３
拡散層、４・・・多結晶シリコン膜、５・・・シリサイ
ド膜、６・・窒化された高融点金属、７・・・層間絶縁
膜、８・・コンタクト孔、９・・・金属配線層。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、不純物が高濃度に添加された多結晶シリコン層と、
その多結晶シリコン層上のシリサイド層から構成される
電極配線において、一層以上の窒化された高融点金属層
を設けたことを特徴とする半導体装置。 ２、請求の範囲第１項において、窒化された高融点金属
は、窒化チタンあるいは窒化タングステンであることを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1965688A JPH01196142A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1965688A JPH01196142A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01196142A true JPH01196142A (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=12005290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1965688A Pending JPH01196142A (ja) | 1988-02-01 | 1988-02-01 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01196142A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01265542A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| US5576572A (en) * | 1992-04-13 | 1996-11-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
| KR100662967B1 (ko) * | 2004-12-15 | 2006-12-28 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 실리사이드를 이용한 반도체 배선 형성방법 |
| JP2019083293A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
-
1988
- 1988-02-01 JP JP1965688A patent/JPH01196142A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01265542A (ja) * | 1988-04-15 | 1989-10-23 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| US5576572A (en) * | 1992-04-13 | 1996-11-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
| KR100662967B1 (ko) * | 2004-12-15 | 2006-12-28 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 실리사이드를 이용한 반도체 배선 형성방법 |
| JP2019083293A (ja) * | 2017-10-31 | 2019-05-30 | トヨタ自動車株式会社 | 半導体装置とその製造方法 |
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