JPH01202860A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01202860A JPH01202860A JP2667288A JP2667288A JPH01202860A JP H01202860 A JPH01202860 A JP H01202860A JP 2667288 A JP2667288 A JP 2667288A JP 2667288 A JP2667288 A JP 2667288A JP H01202860 A JPH01202860 A JP H01202860A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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）
この発明は、半導体装置に関し、詳しくはシリコン集積
回路におけるＡｊ配線とＳｉ基板とのコンタクト構造に
関するものである。
回路におけるＡｊ配線とＳｉ基板とのコンタクト構造に
関するものである。
（従来の技術）
シリコン集積回路は、高集積化にともなって益々浅い接
合が必要となっている。この浅い接合にＡ１１ｉｌ！線
を用いると、その後の熱処理によって配線金属のＡＩが
Ｓｉ中に侵入し、接合の短絡故障を起こしやすいことが
知られている。
合が必要となっている。この浅い接合にＡ１１ｉｌ！線
を用いると、その後の熱処理によって配線金属のＡＩが
Ｓｉ中に侵入し、接合の短絡故障を起こしやすいことが
知られている。
このような現象を防止するために種々の方法が提案され
ている。その一つに、配線材料のＡｊと浅い接合を持っ
Ｓｉ基板との間に第３の物質（単層膜あるいは積層膜。
ている。その一つに、配線材料のＡｊと浅い接合を持っ
Ｓｉ基板との間に第３の物質（単層膜あるいは積層膜。
以下バリア層と呼ぶ。）を挾み、ＡｊのＳｉ中への侵入
を防ごうとする方法がある。
を防ごうとする方法がある。
この方法においてパリ１層には、ＩＥＤＭテクニカル・
ダイジｚ７．ト（Ｔｅｅｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）
１９８４−１２ 。
ダイジｚ７．ト（Ｔｅｅｈｎｉｃａｌ Ｄｉｇｅｓｔ）
１９８４−１２ 。
ＰＰｌｌ０〜１１３に示されているように、高融点金属
およびその珪化物などが用いられている。
およびその珪化物などが用いられている。
このパリ１層に要求される条件には、■低抵抗であるこ
と、■Ａｊｔ！線形成後線形成環に対して耐性があるこ
と、■Ａｊ＠線とＳｉ基板あるいはＢＰＳＧ（ｂｏｒｏ
−ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）な
どの絶縁膜との密着性を阻害しないこと、■微細加工が
可能であること、などがある。
と、■Ａｊｔ！線形成後線形成環に対して耐性があるこ
と、■Ａｊ＠線とＳｉ基板あるいはＢＰＳＧ（ｂｏｒｏ
−ｐｈｏｓｐｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）な
どの絶縁膜との密着性を阻害しないこと、■微細加工が
可能であること、などがある。
（発明が解決しようとする課ｒａ＞
しかるに、上記文献に示されるように、上記従来のバリ
ア層は、上記要求条件を充分に満たしていない。
ア層は、上記要求条件を充分に満たしていない。
この発明は、上記要求条件を充分に満たすパリ１層を有
し、低接触抵抗で良好な、特に耐熱性の優れたＳｉ基板
とＡＩ配線とのコンタクト構造を得ることができる半導
体装置を提供することを目的とする。
し、低接触抵抗で良好な、特に耐熱性の優れたＳｉ基板
とＡＩ配線とのコンタクト構造を得ることができる半導
体装置を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
この発明は、半導体装置において、Ｓｉ基板とＡｊ配線
のコンタクト部に、Ｓｉ基板側から、高融点金属あるい
は遷移金属の珪化物層と、同金属のホウ化物−層の積層
膜をバリア層として設けるものである。
のコンタクト部に、Ｓｉ基板側から、高融点金属あるい
は遷移金属の珪化物層と、同金属のホウ化物−層の積層
膜をバリア層として設けるものである。
（作 用）
上記′構造において、高融点金属あるいは遷移金属のホ
ウ化物層は、同金属の珪化物層よりも抵抗°が低く、低
接触抵抗を実現するみさらに、ホウ化物層は、約６００
℃の熱処理を行っても、Ａ４とほとんど反応しない。ま
た、ホウ化物層下、Ｓｉ基板上の珪化物層は、Ｓｉ基板
上の自然酸化膜や有機的な汚れの影響を受けにくり、接
触抵抗を低く抑え、かつバリア層のＳｉ基板からの剥れ
も防止する。
ウ化物層は、同金属の珪化物層よりも抵抗°が低く、低
接触抵抗を実現するみさらに、ホウ化物層は、約６００
℃の熱処理を行っても、Ａ４とほとんど反応しない。ま
た、ホウ化物層下、Ｓｉ基板上の珪化物層は、Ｓｉ基板
上の自然酸化膜や有機的な汚れの影響を受けにくり、接
触抵抗を低く抑え、かつバリア層のＳｉ基板からの剥れ
も防止する。
また、珪化物層は、Ｓｉ基板のコンタクト部にｎ′″拡
散層が形成されている場合、該ｎ”拡散層に対するホウ
化物層中のビ不純物であるボロンの悪影響を阻止する。
散層が形成されている場合、該ｎ”拡散層に対するホウ
化物層中のビ不純物であるボロンの悪影響を阻止する。
（実 施 例）
以下この発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図はこの発明の第１の実施例を示す断面図である。
この第１の実施例においては、Ｎ型Ｓｉ基板１に形成さ
れたざ拡散層３とＡＩ配線７のコンタクト部に、ざ拡散
層３側から、Ｔｉの珪化物層４と、Ｔｉのホウ化物層６
がバリア層として設けられている。ただし、珪化物層４
は、ビ拡散層３上の全面に形成されている。なお、図に
おいて、２はフィールド酸化膜、５は中間絶縁膜、８は
コンタクト孔である。
れたざ拡散層３とＡＩ配線７のコンタクト部に、ざ拡散
層３側から、Ｔｉの珪化物層４と、Ｔｉのホウ化物層６
がバリア層として設けられている。ただし、珪化物層４
は、ビ拡散層３上の全面に形成されている。なお、図に
おいて、２はフィールド酸化膜、５は中間絶縁膜、８は
コンタクト孔である。
このような構造は次のようにして製造される。
まず、Ｎ型Ｓｉ基板１に素子分離用のフィールド酸化膜
２を６００〜８００ ｎｍ程度形成した後、Ｂ（ボロン
）あるいはＢＦ２イオンを例えｔｆ４０ｋｅＶでｌＸｌ
０ ｃｒｎ 基板１に注入し、９００〜１０００℃
程度の熱処理により注入イオンの活性化を行うことによ
り、基板１のアクティブ領域にビ拡散層３を形成する。
２を６００〜８００ ｎｍ程度形成した後、Ｂ（ボロン
）あるいはＢＦ２イオンを例えｔｆ４０ｋｅＶでｌＸｌ
０ ｃｒｎ 基板１に注入し、９００〜１０００℃
程度の熱処理により注入イオンの活性化を行うことによ
り、基板１のアクティブ領域にビ拡散層３を形成する。
次に、Ｔｉ膜を３０〜１００ ｎｍ程度スパッタあるい
は蒸着等によ抄基板１上の全面に被着させる。
は蒸着等によ抄基板１上の全面に被着させる。
その次に、５５０〜７５０℃程度の熱処理を行いアクテ
ィブ領域のみＳｉとＴｉを反応させ、フィールド酸化膜
２上の未反応ＴｉはＨ２Ｏ。ペースの溶液（例えばＨ２
０□＋Ｈ２Ｓｏ４液）により選択的に除去することによ
り、ざ拡散層３上にのみＴｉの珪化物層（以下チタンシ
リサイドと言う）４を形成する。
ィブ領域のみＳｉとＴｉを反応させ、フィールド酸化膜
２上の未反応ＴｉはＨ２Ｏ。ペースの溶液（例えばＨ２
０□＋Ｈ２Ｓｏ４液）により選択的に除去することによ
り、ざ拡散層３上にのみＴｉの珪化物層（以下チタンシ
リサイドと言う）４を形成する。
その後、ＢＰＳＧあるいはＰＳＧ （ｐｈｏｓｐｈｏｓ
ｉ １１−ｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）のよう゛な中間
絶縁膜５をＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により６００〜８００ ｎ
ｍ程度全面に堆積させ、その中間絶縁膜５に、通常のホ
トリソグラフィおよびプラズマエツチングによ°リコン
タクト孔８を開ける。なお、中間絶縁膜５の堆積前ある
いは後あるいは両方、または、コンタクト孔８の開孔後
に、チタンシリサイド４の低抵抗化を主目的として、Ｎ
２Ｗ囲気中で９００〜１０００℃のアニールを行っても
よい。
ｉ １１−ｃａｔｅ ｇｌａｓｓ）のよう゛な中間
絶縁膜５をＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ
ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により６００〜８００ ｎ
ｍ程度全面に堆積させ、その中間絶縁膜５に、通常のホ
トリソグラフィおよびプラズマエツチングによ°リコン
タクト孔８を開ける。なお、中間絶縁膜５の堆積前ある
いは後あるいは両方、または、コンタクト孔８の開孔後
に、チタンシリサイド４の低抵抗化を主目的として、Ｎ
２Ｗ囲気中で９００〜１０００℃のアニールを行っても
よい。
その後、ＴｉＢ２ターゲットを使用したスパッタ装置に
よりＴｉのホウ化物層（以下ホウ化チタンという）６を
１０〜１００ ｎｍ被着させる。その後、同一装置ある
いは別の装置によりＡｊ（微量のＣｕのような他の元素
を含んでいてもよい）を６００〜１２００ ｎｍ堆積さ
せる。このあと、ホトリソグラフィにより図示しないレ
ジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマス
クとして、ＢＣＩ、ガスを使用したＲ、ＩＥ（ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ １ｏｎｅｔｃｈ）によりＡｊ膜をエツチン
グし、ＡＩ配線７を形成し、さらに ＮＦ３ガスを使用
したプラズマエツチングによりホウ化チタン６をエツチ
ングして、該ホウ化チタン６も配線パターン状とする。
よりＴｉのホウ化物層（以下ホウ化チタンという）６を
１０〜１００ ｎｍ被着させる。その後、同一装置ある
いは別の装置によりＡｊ（微量のＣｕのような他の元素
を含んでいてもよい）を６００〜１２００ ｎｍ堆積さ
せる。このあと、ホトリソグラフィにより図示しないレ
ジストパターンを形成し、そのレジストパターンをマス
クとして、ＢＣＩ、ガスを使用したＲ、ＩＥ（ｒｅａｃ
ｔｉｖｅ １ｏｎｅｔｃｈ）によりＡｊ膜をエツチン
グし、ＡＩ配線７を形成し、さらに ＮＦ３ガスを使用
したプラズマエツチングによりホウ化チタン６をエツチ
ングして、該ホウ化チタン６も配線パターン状とする。
第２図は、この発明の第２の実施例を示す断面図である
。この場合は、チタンシリサイド４をざ拡散層３表面全
面ではな（、コンタクト孔部のみに形成している。
。この場合は、チタンシリサイド４をざ拡散層３表面全
面ではな（、コンタクト孔部のみに形成している。
これの製造方法は、第１の実施例と基本的に同じであり
、ただチタンシリサイド４の形成工程の位置が異なる。
、ただチタンシリサイド４の形成工程の位置が異なる。
すなわち、コンタクト孔８開孔後にＴｉを被着し、熱処
理によりＳｉとＴｉを反応させ、中間絶縁膜５上の未反
応Ｔｉを選択的に除去し、コンタクト孔部のみにチタン
シリサイド４を形成する。その後、第１の実施例と同様
にホウ化チタン６及びＡＩ膜を堆積させパターニングし
て、ＡＩ！ｉｌ！ｉ！ＪＩ７と、同一パターンにホウ化
チタン６を形成する。
理によりＳｉとＴｉを反応させ、中間絶縁膜５上の未反
応Ｔｉを選択的に除去し、コンタクト孔部のみにチタン
シリサイド４を形成する。その後、第１の実施例と同様
にホウ化チタン６及びＡＩ膜を堆積させパターニングし
て、ＡＩ！ｉｌ！ｉ！ＪＩ７と、同一パターンにホウ化
チタン６を形成する。
第３図は、第３の実施例を示す断面図である。
この場合は、チタンシリサイド４をスパッタにより形成
し、該チタンシリサイド４も配線パターン状に形成して
いる。
し、該チタンシリサイド４も配線パターン状に形成して
いる。
これの製造方法は、コンタクト孔８の開孔後、Ｔ ｉ
Ｓ ｉ ｘ （２＜＋＜３）ターゲットから、あるいは
ＴｉＡ： Ｃ； とＳｉとを同時にスパッタすることによりチタンシリサ
イド４を被着させる。その後、８００〜９００℃程度の
熱処理によりチタンシリサイド４を結晶化させ低抵抗化
した後、ホウ化チタン６及びＡＩ膜を堆積させ、図示し
ないレジストをマスクとじてＡＩ膜及びホウ化チタン６
、チタンシリサイド４を順次エツチングすることにより
、ＡＩ′ｆｉ！！ＩＩ７を形成し、かつホウ化チタン６
とチタンシリサイド４を同一パターンとする。
Ｓ ｉ ｘ （２＜＋＜３）ターゲットから、あるいは
ＴｉＡ： Ｃ； とＳｉとを同時にスパッタすることによりチタンシリサ
イド４を被着させる。その後、８００〜９００℃程度の
熱処理によりチタンシリサイド４を結晶化させ低抵抗化
した後、ホウ化チタン６及びＡＩ膜を堆積させ、図示し
ないレジストをマスクとじてＡＩ膜及びホウ化チタン６
、チタンシリサイド４を順次エツチングすることにより
、ＡＩ′ｆｉ！！ＩＩ７を形成し、かつホウ化チタン６
とチタンシリサイド４を同一パターンとする。
以上筒１ないし第３の実施例について説明し、これら実
施例においては、Ｐ＋拡散層とのコンタクト部について
示したが、ｎ“拡散層でも何ら問題はない。
施例においては、Ｐ＋拡散層とのコンタクト部について
示したが、ｎ“拡散層でも何ら問題はない。
また、Ｔｉの珪化物層、ホウ化物層で説明したが、これ
はＺｒ、 Ｖ、 Ｎｂ、 Ｈｆ、 Ｃｏ、 Ｔａ、 Ｍ
ｏ、 Ｗの珪化物層、ホウ化物層でもよい。
はＺｒ、 Ｖ、 Ｎｂ、 Ｈｆ、 Ｃｏ、 Ｔａ、 Ｍ
ｏ、 Ｗの珪化物層、ホウ化物層でもよい。
（発明の効果）
以上説明したように、この発明の半導体装置によれば、
Ｓｉ基板とＡｊ配線のコンタクト部に、Ｓ１基板側から
、高融点金属あるいは遷移金属の珪化物層、同金属の本
つ化物層の積層膜をバリア層として設けたので、次のよ
うな効果が期待できる。
Ｓｉ基板とＡｊ配線のコンタクト部に、Ｓ１基板側から
、高融点金属あるいは遷移金属の珪化物層、同金属の本
つ化物層の積層膜をバリア層として設けたので、次のよ
うな効果が期待できる。
ホウ化物層の抵抗は珪化物層の抵抗よりも低くでき（例
えばＴｉＢ２．ＺｒＢ２の各々のバルク値は約９．７μ
ΩｃＩ１１）、低接触抵抗が実現できる。さらに、ホウ
化物層は約６００℃の熱処理を行ってもＡＩとほとんど
反応が起こらないので（例えばＡｊとホウ化ジルコニウ
ムは６２５℃、２時間のＮ２中ノアニールでも殆ど相互
拡散が観察されていない）、Ａｊｉｉｌ！線形成後の線
形性後飛躍的に向上する。また、ホウ化物層の下、Ｓｉ
基板上に珪化物層を形成するようにしたので、ホウ化物
層を直接Ｓｉ基板に接触させるよりも、 Ｓｉ基板上の
自然酸化膜や有機的な汚れの影響を受けに＜＜、接触抵
抗を低く抑えることができ、Ｓｉ基板からのはがれも起
こりにくい。さらに、Ｓｉ基板に形成されたｎ＋拡散層
にＡＪ配線が接続される場合において、前記のようにホ
ウ化物層の下に珪化物層を有すれば、前記ホウ化物層を
ｎ＋拡散層上に直接接触させる場合よりも、ざ不純物で
あるホウ化物層中のＢ（ボロン）のｎ＋拡散層に対する
悪影響、すなわち、Ｂがｎ＋拡散層中に拡散されてｎ１
拡散層表面のキャリア濃度が低下するような悪影響を抑
えることができる。
えばＴｉＢ２．ＺｒＢ２の各々のバルク値は約９．７μ
ΩｃＩ１１）、低接触抵抗が実現できる。さらに、ホウ
化物層は約６００℃の熱処理を行ってもＡＩとほとんど
反応が起こらないので（例えばＡｊとホウ化ジルコニウ
ムは６２５℃、２時間のＮ２中ノアニールでも殆ど相互
拡散が観察されていない）、Ａｊｉｉｌ！線形成後の線
形性後飛躍的に向上する。また、ホウ化物層の下、Ｓｉ
基板上に珪化物層を形成するようにしたので、ホウ化物
層を直接Ｓｉ基板に接触させるよりも、 Ｓｉ基板上の
自然酸化膜や有機的な汚れの影響を受けに＜＜、接触抵
抗を低く抑えることができ、Ｓｉ基板からのはがれも起
こりにくい。さらに、Ｓｉ基板に形成されたｎ＋拡散層
にＡＪ配線が接続される場合において、前記のようにホ
ウ化物層の下に珪化物層を有すれば、前記ホウ化物層を
ｎ＋拡散層上に直接接触させる場合よりも、ざ不純物で
あるホウ化物層中のＢ（ボロン）のｎ＋拡散層に対する
悪影響、すなわち、Ｂがｎ＋拡散層中に拡散されてｎ１
拡散層表面のキャリア濃度が低下するような悪影響を抑
えることができる。
したがって、この発明によれば、Ｓｉ基板、しかもＳｉ
基板に形成されたビ及びｎ＋両拡散珊に対して低接触抵
抗で良好な、特に耐熱性の向上したコンタクトが期待で
きる。
基板に形成されたビ及びｎ＋両拡散珊に対して低接触抵
抗で良好な、特に耐熱性の向上したコンタクトが期待で
きる。
第１図はこの発明の半導体装置の第１の実施例を示す断
面図、第２図および第３図はこの発明の第２および第３
の実施例を示す断面図である。 １・・・Ｎ型Ｓｉ基板、３・・・Ｐ＋拡散層、４・・・
Ｔｉの珪化物層（チタンシリサイド）、６・・・Ｔｉの
ホウ化物層（ホウ化チタン）、７・・・ＡＩ配線。 ｈＮ譬Ｓｉ菖ｊｋ ８；コンタクト千ム
面図、第２図および第３図はこの発明の第２および第３
の実施例を示す断面図である。 １・・・Ｎ型Ｓｉ基板、３・・・Ｐ＋拡散層、４・・・
Ｔｉの珪化物層（チタンシリサイド）、６・・・Ｔｉの
ホウ化物層（ホウ化チタン）、７・・・ＡＩ配線。 ｈＮ譬Ｓｉ菖ｊｋ ８；コンタクト千ム
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 Ｓｉ基板とＡｌ配線のコンタクト部に、Ｓｉ基板側か
ら、 （ａ）高融点金属あるいは遷移金属の珪化物層（ｂ）同
金属のホウ化物層 の積層膜を設けたことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2667288A JPH01202860A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2667288A JPH01202860A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01202860A true JPH01202860A (ja) | 1989-08-15 |
Family
ID=12199887
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2667288A Pending JPH01202860A (ja) | 1988-02-09 | 1988-02-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01202860A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335266A (ja) * | 1990-10-31 | 1993-12-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 自己整合接点及びその形成方法 |
| JP2012089546A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-02-09 JP JP2667288A patent/JPH01202860A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05335266A (ja) * | 1990-10-31 | 1993-12-17 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 自己整合接点及びその形成方法 |
| JP2012089546A (ja) * | 2010-10-15 | 2012-05-10 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び半導体装置の製造方法 |
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