JPH01205446A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、チタンシリサイド層を有する半導体装置の製
造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、半導体装置において、チタンシリサイド層は抵抗
が低いことから、配線などに用いらていれる。このチタ
ンシリサイド層は、通常チタンシリサイドとして単体と
して直接に形成することは困難であって、チタンシリサ
イド層が半導体装置における構成要素として、どのよう
に組込まれるかによって異なるが、半導体（シリコン）
基板、多結晶シリコン、非晶質シリコンを製造工程中に
チタンシリサイド化することで形成される。

例えば第３図は半導体基板上にチタンシリサイド層を形
成する場合であって、先ず第３図（ａ）に示すように、
シリコン（単結晶）基板１０１上にチタン膜１０２をス
パッタリング法で被着した後、不活性ガスふんい気中で
熱処理を行ない、シリコン基板１０１とチタン膜１０２
とを反応させチタンシリサイド膜を形成する。この形成
工程において、−旦熱処理前にシリコン基板１０１が大
気にさらされると、人気中の酸素が表面に吸着する。そ
のため不活性ガスふんい気中で熱処理を行なったとして
も、第３図（ｂ）に示すように酸化チタン膜１０４が形
成される。ここで、１０２はチタンシリサイド化してい
ないチタンである。

〔発明が解決しようとする問題点３ 以上、説明したように、チタンは大気にさらされると、
大気圧の酸素を容易に吸着するので、熱処理のときに酸
化チタンが生ずることが避けられない。このためチタン
をシリサイド化しても、絶縁物である酸化チタンが含ま
れてくるので、例えば配線として用いた場合、低抵抗化
が困難になる欠点があった。この対策として、チタンを
堆積後、全く大気にさらされることがないようにして、
熱処理工程に移るようにすることも考えられるが、装置
として、スバ、アク装置・熱処理装置が別々であるので
、」１記のように大気に全くさらさないようにすること
は装置として高価なものになる。

本発明の目的は、」１記の欠点を除去し、半導体装置の
製造工程において、チタンシリサイド化によるシリサイ
ド膜の形成の際に、醇化チタンか含まれないようにした
製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明では、半導体装置の製造二「程において、シリコ
ン単体上に非耐素ふんい気中でチタン膜な被着する工程
ど、前記工程に引続き大気にさらさず、非酸化ふんい気
中で、前記チタン膜上に窒化チタン膜を被着する＝Ｉ＝
程と、熱処理により前記シリコン単体と前記チタン膜と
を反応させチタンシリサイド膜を形成する反応工程と、
前記反応工程で未反応のチタン、窒化チタンを除去する
工程とによって半導体装置の構成要素であるチタンシリ
サイド膜を形成するようにしている。。

ここで、シリコン単体とは、シリコン弔結晶、多結晶シ
リコン、非晶質シリコンを総称したもので、チタンと反
応してチタンシリサイド膜を形成する下地である。

〔作用〕

チタン膜上に窒化チタン膜を被着するまでの工程におい
ては、大気中の酸素がチタン膜に吸着させることがない
。そして、窒化チタン膜によりチタン膜は保護されてい
るので、窒化チタン膜を被着した状態で大気にさらして
も、後の熱処理工程でチタン膜が酸化されることがない
。したがって本発明で形成されたチタンシリサイド膜の
抵抗値は低く維持できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して実施例につき説明する。第１図は
第１実施例で、第１図（ａ）に示すように、先ずシリコ
ン基板１１の自然酸化膜を除去した後、スパッタリング
法によってチタン膜１２を被着する。このときチタン膜
１２に酸素が混入しないように、シリコン基板１１を入
れたチャンバーを高真空〜１Ｏ−８Ｔｏｒｒまで減圧す
る。次いでアルゴンガスな導入してスパッタリングによ
り３００ＯＡのチタン膜１２を被着する。被着後、大気
にさらさず引つづき、チャンバー内に窒素ガスを導入し
、反応性スパッタリング法により、窒化チタン１３を１
０００Ａ被着する。

次に、窒素ふんい気中で６００℃、３０分の熱処理を行
なうことで、第１図（ｂ）に示すように、チタンシリサ
イド膜１４を形成する。このとき、チタン膜１２−にに
は窒化チタン膜１３があるので、前工程からこの工程へ
うつるときに、大気にさらされても酸化チタンは生じな
い。この後で窒化チタン膜１３および未反応のチタン膜
１２とを、水・過酸化水素水・水酸化アンモニウムの混
合液で除去することで所定のチタンシリサイド膜１４を
得ることができる。

前記チタンシリサイド膜はシリコン基板上に形成した実
施例であるが、以下の第２実施例は多結晶シリコン膜を
下地として形成した場合である。第２図（ａ）に示すよ
うに、シリコン基板１１上に３００人のシリコン酸化膜
、３ｏｏｏｉの多結晶シリコンＩ模Ｉ６を形成してから
、多結晶シリコン膜１６」二の自然酸化膜を除去した後
、第１実施例と全く同様な方法により、高真空まで減圧
し、アルゴンカスを導入しスパッタリング法によりチタ
ン膜１２を多結晶シリコン膜１６上に１ｏｏｏ′Ａ被着
する。そして、チタン膜１２を大気にさらさず、引つづ
きアルガスふんい気中で窒化チタンターゲットをスパッ
タすることで、チタン膜１２．４二に窒化チタン膜１３
を１００ＯＡ被着する。

次に窒素ふんい気中で６００℃、６０分の熱処理により
チタンシリサイド膜１４を形成する。この熱処理条件で
は第２図（ｂ）に示すように、チタン膜１２はすべて多
結晶シリコン膜１６と反応して、チタンシリサイド膜１
４に変換する。このチタンシリサイド膜１４には酸化チ
タンが含まれないことは第１実施例と同様である。以上
の熱処理後、第２図（Ｃ）に示すように、窒化チタン膜
を除去することで、低抵抗なチタンシリサイド膜１４を
得ることができる。

ｆ５１実施例、第２実施例では、それぞれシリコン基板
、多結晶シリコン膜を下地としてチタンシリサイド膜を
形成した例であるが、下地として非晶質シリコン膜を利
用することもできる。このとき非晶質シリコン膜は熱処
理の条件により、チタン膜と反応しない部分を多結晶シ
リコン膜とすることができる。

〔発明の効果〕

以−■−説明したように、本発明によれば、シリコン基
板、多結晶シリコン膜、非晶質シリコン膜を下地として
、その上にチタン膜を被着後、さらに大気にさらすこと
なく窒化チタン膜をその」−に被着して、大気中の酸素
に対する保護膜とし、熱処理によりチタンシリサイド化
処理を行なうものであって、形成されたチタンシリサイ
ド膜中に醇化チタンが含まれず理想的に低抵抗な膜を得
ることができる。これによって、半導体集積回路の配線
等に−１−記チタンシリサイド膜を利用すれば、半導体
集積回路の高密度化に特に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１１Ｚ、第２図は本発明の実施例における、主要工程
を示す断面図、第３図は従来例の断面図である。 １１・・・シリコン基板、 １２・・・チタン膜、 １３・・・窒化チタン膜、 １４・・・チタンシリサイド膜、 １５・・・シリコン酸化膜、 １６・・・多結晶シリコン膜。 特許出願人　　日木電気株式会社 代理人　弁理士　　　内　　　原　　　　晋第１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体装置の製造工程において、シリコン単体上に非
   酸素ふんい気中でチタン膜を被着する工程と、前記工程
   に引続き大気にさらさず、非酸化ふんい気中で、前記チ
   タン膜上に窒化チタン膜を被着する工程と、熱処理によ
   り前記シリコン単体と前記チタン膜とを反応させチタン
   シリサイド膜を形成する反応工程と、前記反応工程で未
   反応のチタン、窒化チタンを除去する工程とによって半
   導体装置の構成要素であるチタンシリサイド膜を形成す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。