JPH01298717A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH01298717A JPH01298717A JP12826588A JP12826588A JPH01298717A JP H01298717 A JPH01298717 A JP H01298717A JP 12826588 A JP12826588 A JP 12826588A JP 12826588 A JP12826588 A JP 12826588A JP H01298717 A JPH01298717 A JP H01298717A
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- tungsten film
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Landscapes
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- 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）
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に微細化され
た半導体素子の高アスペクト比のスルーホール部に、高
精度に、耐熱性のある金属膜を埋め込む方法に関する。
た半導体素子の高アスペクト比のスルーホール部に、高
精度に、耐熱性のある金属膜を埋め込む方法に関する。
（従来の技術）
半導体装置の微細化、高密度化に伴い、素子の電気特性
の高信頼化が強く求められている。素子間を結合する、
あるいは素子のコンタクト孔に金属膜を埋め込む配線技
術としては、従来蒸着法、あるいはスパッタ法等が用い
られていた。
の高信頼化が強く求められている。素子間を結合する、
あるいは素子のコンタクト孔に金属膜を埋め込む配線技
術としては、従来蒸着法、あるいはスパッタ法等が用い
られていた。
（発明が解決しようとする課題）
しかるに、上述した従来の方法により微細化された高ア
スペクト比のスルーホール部を金属膜で埋め込もうとし
た場合、該スルーホール部は完全には埋め込まれず、ス
ルーホール段部において該金属膜の段切れが生じ、素子
の信頼性を著しく低下させていた。そこで最近高融点金
属膜をＣＶＤ法で堆積して段切れを防止しようという研
究がなされるようになった。ところが膜堆積後の熱処理
工程において高融点金属膜は半導体拡散層と激しいシリ
サイド化反応を生じるという欠点があった。
スペクト比のスルーホール部を金属膜で埋め込もうとし
た場合、該スルーホール部は完全には埋め込まれず、ス
ルーホール段部において該金属膜の段切れが生じ、素子
の信頼性を著しく低下させていた。そこで最近高融点金
属膜をＣＶＤ法で堆積して段切れを防止しようという研
究がなされるようになった。ところが膜堆積後の熱処理
工程において高融点金属膜は半導体拡散層と激しいシリ
サイド化反応を生じるという欠点があった。
また拡散層中のドーパントが熱処理によって高融点金属
膜中に拡散してしまうという欠点もあった。
膜中に拡散してしまうという欠点もあった。
本発明の目的はこれらの欠点を除きタングステン膜を用
いてスルーホールを埋め込む場合に激しいシリサイド化
反応を生じさせずしかもドーパントをほとんど拡散させ
ない半導体装置の製造方法を提供することにある。
いてスルーホールを埋め込む場合に激しいシリサイド化
反応を生じさせずしかもドーパントをほとんど拡散させ
ない半導体装置の製造方法を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明は半導体素子が形成された半導体上にコンタクト
孔を形成した後、該コンタクト孔底部の半導体上に、選
択的に金属タングステン膜を成長させる工程の際に、タ
ングステン膜の成長途中に窒化タングステン膜を形成す
ることにより成膜を行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法である。
孔を形成した後、該コンタクト孔底部の半導体上に、選
択的に金属タングステン膜を成長させる工程の際に、タ
ングステン膜の成長途中に窒化タングステン膜を形成す
ることにより成膜を行うことを特徴とする半導体装置の
製造方法である。
（実施例）
次に、本発明について図面を参照して説明する。第１図
（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）は本発明の一実施例を説明
するための工程を工程順に示す断面図である。
（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）は本発明の一実施例を説明
するための工程を工程順に示す断面図である。
まず３〜１５Ω・ｃｍの抵抗値を有するｐ型シリコン基
板１１上に酸化膜１２を０．５〜２．０１１ｍ形成した
後、リソグラフィ工程、エツチング工程を経てコンタク
ト孔１４を開口する。コンタクト孔１４のアスペクト比
は１〜３である。その後Ａｓ等の不純物イオンをイオン
注入法を用いてドープし、熱処理を行うことにより浅い
ｎ型拡散層１３を形成する（第１図（ａ））。
板１１上に酸化膜１２を０．５〜２．０１１ｍ形成した
後、リソグラフィ工程、エツチング工程を経てコンタク
ト孔１４を開口する。コンタクト孔１４のアスペクト比
は１〜３である。その後Ａｓ等の不純物イオンをイオン
注入法を用いてドープし、熱処理を行うことにより浅い
ｎ型拡散層１３を形成する（第１図（ａ））。
次にプラズマ発生装置を備えた減圧ＣＶＤ装置に基板を
装てんしガスとしてＷＦ６＋ＳｉＨ４＋Ｈ２を用い基板
温度２００〜５００°Ｃでコンタクト孔の所にだけ１０
０〜３００人程度の薄いタングステン膜１５を選択成長
させる。次に同一装置の内部にてガスシーフェンスをＮ
２のみに切換え、プラズマを印加することによりタング
ステン膜の表面を窒化タングステン膜１６にする（第１
図（ｂ））。この膜は高温プロセスの場合のバリア膜と
して作用する。つまりｎ型拡散層１３がらｎ型不純物が
アウトデイフユーズするのを防止する。次に引続きＷＦ
６ガスを成分ガスとしてタングステン膜１７をコンタク
ト孔の上部まで選択成長させる。タングステン膜１７を
成長させたあとはその上にタングステン等の金属膜１８
を通常のスパッタ法等により形成することにより平坦化
された配線工程が完成する（第１図（Ｃ））。
装てんしガスとしてＷＦ６＋ＳｉＨ４＋Ｈ２を用い基板
温度２００〜５００°Ｃでコンタクト孔の所にだけ１０
０〜３００人程度の薄いタングステン膜１５を選択成長
させる。次に同一装置の内部にてガスシーフェンスをＮ
２のみに切換え、プラズマを印加することによりタング
ステン膜の表面を窒化タングステン膜１６にする（第１
図（ｂ））。この膜は高温プロセスの場合のバリア膜と
して作用する。つまりｎ型拡散層１３がらｎ型不純物が
アウトデイフユーズするのを防止する。次に引続きＷＦ
６ガスを成分ガスとしてタングステン膜１７をコンタク
ト孔の上部まで選択成長させる。タングステン膜１７を
成長させたあとはその上にタングステン等の金属膜１８
を通常のスパッタ法等により形成することにより平坦化
された配線工程が完成する（第１図（Ｃ））。
このあと、図示はしていないが層間絶縁膜を形成し、多
結晶シリコン膜を堆積しそれをビームアニールして単結
晶化し上層の素子を作製していく。このような高温の熱
処理の際にも、窒化タングステン膜１６がバリアとなる
ためｎ型拡散層１３中のドーパントはコンタクト孔中に
移動しないので不純物濃度が低下することはない。し−
かもシリコン基板とタングステン膜のシリサイド化反応
も窒化タングステン膜１６がバリアとなり薄いタングス
テン膜１５がシリサイド化するだけなのでコンタクト不
良等の問題は生じない。
結晶シリコン膜を堆積しそれをビームアニールして単結
晶化し上層の素子を作製していく。このような高温の熱
処理の際にも、窒化タングステン膜１６がバリアとなる
ためｎ型拡散層１３中のドーパントはコンタクト孔中に
移動しないので不純物濃度が低下することはない。し−
かもシリコン基板とタングステン膜のシリサイド化反応
も窒化タングステン膜１６がバリアとなり薄いタングス
テン膜１５がシリサイド化するだけなのでコンタクト不
良等の問題は生じない。
以上本発明を一つの実施例にもとづいて説明した。この
実施例では半導体基板表面に設けた素子のコンタクト孔
にタングステンを選択成長させたが、本発明はこれに限
ることなく半導体素子を複数層積層した３次元素子の各
層を製造するとき適用できる。更に言及すれば本発明は
３次元素子の各層を作製したあと配線間を貫通してピア
ホールを作る場合にも使うことができる。
実施例では半導体基板表面に設けた素子のコンタクト孔
にタングステンを選択成長させたが、本発明はこれに限
ることなく半導体素子を複数層積層した３次元素子の各
層を製造するとき適用できる。更に言及すれば本発明は
３次元素子の各層を作製したあと配線間を貫通してピア
ホールを作る場合にも使うことができる。
また前記の実施例ではタングステン膜工５を１００〜３
００人程度選択成長させたが、もっとこの膜厚を薄くし
た場合にはそのあとの窒化工程によって基板との界面ま
ですべて窒化タングステンになることもありうるがそれ
でもかまわない。ここまで極端でなくても、本発明の目
的からみて窒化タングステン膜は基板（あるいはその上
層の半導体層）に近い場所に設けることが望ましい。
００人程度選択成長させたが、もっとこの膜厚を薄くし
た場合にはそのあとの窒化工程によって基板との界面ま
ですべて窒化タングステンになることもありうるがそれ
でもかまわない。ここまで極端でなくても、本発明の目
的からみて窒化タングステン膜は基板（あるいはその上
層の半導体層）に近い場所に設けることが望ましい。
また前記の実施例ではｎ型拡散層のコンタクト孔につい
て述べたが、本発明はｐ型拡散層の場合あるいは０ＭＯ
８のように両者が混在する場合についても適用できる。
て述べたが、本発明はｐ型拡散層の場合あるいは０ＭＯ
８のように両者が混在する場合についても適用できる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明の方法によれば、従来得ら
れなかった安定で高信頼度の平坦化された耐熱配線がえ
られ、集積回路の設計、製造に大きな効果がある。
れなかった安定で高信頼度の平坦化された耐熱配線がえ
られ、集積回路の設計、製造に大きな効果がある。
第１図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）は本発明の一実施例
を説明するための工程断面図である。 図中の番号は以下のものを示す。 １１・・・ｐ型半導体基板 １２・・・酸化膜１３・
・・ｎ型拡散層 １４・・・コンタクト孔１５
、１７・・・タングステン膜１６・・・窒化タングステ
ン膜１８・・・タングステン等の金属膜
を説明するための工程断面図である。 図中の番号は以下のものを示す。 １１・・・ｐ型半導体基板 １２・・・酸化膜１３・
・・ｎ型拡散層 １４・・・コンタクト孔１５
、１７・・・タングステン膜１６・・・窒化タングステ
ン膜１８・・・タングステン等の金属膜
Claims (1)
- （１）半導体素子が形成された半導体上にコンタクト孔
を形成した後、該コンタクト孔底部の半導体上に、選択
的に金属タングステン膜を成長させる工程の際に、まず
薄いタングステン膜を選択的に形成し次いでこのタング
ステン膜の表面を窒化させる工程と、更にこの工程に引
き続き、選択的にタングステン膜をコンタクト孔の上部
まで成長させる工程を特徴とする半導体装置の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12826588A JPH01298717A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12826588A JPH01298717A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01298717A true JPH01298717A (ja) | 1989-12-01 |
Family
ID=14980565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12826588A Pending JPH01298717A (ja) | 1988-05-27 | 1988-05-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01298717A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100316061B1 (ko) * | 1998-06-03 | 2002-02-19 | 박종섭 | 다층배선을가지는반도체장치의형성방법 |
| US6653676B2 (en) | 1997-01-31 | 2003-11-25 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit capacitor |
| US8405881B2 (en) | 2008-04-09 | 2013-03-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image processing device with an additional image overlaying function |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235538A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
| JPS6384154A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-05-27 JP JP12826588A patent/JPH01298717A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6235538A (ja) * | 1985-08-09 | 1987-02-16 | Agency Of Ind Science & Technol | 半導体装置 |
| JPS6384154A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| US6653676B2 (en) | 1997-01-31 | 2003-11-25 | Texas Instruments Incorporated | Integrated circuit capacitor |
| KR100316061B1 (ko) * | 1998-06-03 | 2002-02-19 | 박종섭 | 다층배선을가지는반도체장치의형성방법 |
| US8405881B2 (en) | 2008-04-09 | 2013-03-26 | Brother Kogyo Kabushiki Kaisha | Image processing device with an additional image overlaying function |
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