JPH02119129A - 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］ 本発明は半導体装置の配線の製造方法に関する［従来の
技術］ 半導体装置の微細化に伴って、フンタクト部への８１の
析出のため、フンタクト抵抗が増大するという課題があ
る。これを解決する手段として従来の技術は、特開昭６
１−１４２７５９に示されるように、コンタクト開孔部
表面上に高融点金属層を形成後、熱処理して金属表面を
窒化金属にすると共に、金属と半導体との界面をシリサ
イド化し、次に窒化金属上に配線金属を形成していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、前述の従来技術では、窒化金属の配線金属に対
するバリア性が十分でないという課題を有する。すなわ
ち、従来波ＶＦｔＫよる半導体装置は、配線金属の形成
後にさらに熱を加えることによって配線金属が接合を拡
散し、破壊してしまう。

第２図（α）は従来技術により製造した　Ｎ＋−Ｐ−接
合のリーク電流分布で、配線金属にはアルミニウムを用
いた。配線金属の形成後絶縁保護膜を形成し、その後４
５０℃９，１Ｈの熱処理を加えた所、図から明らかなよ
うに、８割以上のＮ＋−Ｐ−接合のリーク電流が増大し
、不良となってしまった。

そこで本発明はこのような課題を解決するもので、その
目的とするところは、配線金属に対するバリア性が十分
あり、熱が加わっても接合破壊を引き起こさない、安定
したコンタクトを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置は、 α）　半導体基板上に形成した絶縁膜に開孔部を設ける
工程と、 ｂ）　該絶縁膜上と該開孔部上とに高融点金属な被着し
、熱処理を行ない、該開孔部のみに高融点金属のシリサ
イドを形成する工程と、Ｃ）　該高融点金属、該高融点
金属シリサイド上に窒化チタンまたは窒化タングステン
を形成する工程と、 ｄ）　該窒化チタンまたは窒化タングステン上に配線金
属を形成する工程 とを含むことを特徴とする。

［実施例］ 第１図は本発明の一実施例における製造工程図である。

まず半導体基板１０１上に形成した絶縁膜１０２に開孔
部を設ける。半導体基板はηｌシリコン基板を用いた。

次に、該絶縁膜１０２上と該開孔部上とに高融点金属１
０３を被着し、熱処理を行なう。（第１図α）　本実施
例では高融点金属としてチタン（以下で１と呼ぶ）をス
ノずツタ法により６００１形成した。また、熱処理とし
ては、ハロゲンランプアニール炉により８００℃。

５０秒の熱処理を窒素雰囲気１０５中にて行なった。温
度は７００〜８００℃が適当である。このよ５な熱処理
を行なうと、開孔部は半導体基板表面のＭ＋拡散層１０
４と反応して、チタノシリサイド１０６（以下Ｔ　ｉ　
８　ｉ、と呼ぶ）となり、Ｔ１表面は窒化されてチタン
ナイトライド１０７（以下ＴｉＮと呼ぶ）となる。（第
１図ψ））また、絶縁膜上はＴｉ１ｌ、が形成されず、
ＴｉＮの単層膜となる。

次に、上記Ｔｉ５ｉｔ、ＴｉＮ上にＴｉＮまたは窒化タ
ングステン１０８（以下’Ｉ’ｉＷと呼ぶ）を１０００
〜２０００Ｘスパツタ法により形成する。ＴｉＮのスパ
ッタには、純Ｔ１ターゲットをアルゴンと窒素の混合雰
囲気中でスパッタする反応性スパッタが用いられること
もある。、この場合は、ＴＩＮのターゲットを用いるよ
り、純度の高いＴｉＮを得ることができる。また窒素分
圧により、ＴｉとＮの組成比を変えることにより、Ｔ１
とＨの比が１＝１の良質なＴｉＮを得ることができる。

（第１図（Ｃ）） その後、ＴｉＮまたは’Ｌ’ｉＷ上に配線金属１０９、
例え１ｊＡｔ−ｓ　ｉをスパッタ法により形成する。こ
の際、エレクトロマイグレーシコン防止のため銅を添加
したＡ　ｔ−Ｓ　ｉ　−Ｏｕを配線金属として用いても
よい。また、開孔部の段差被覆性を改善するため、スパ
ッタ時に基板側へバイアスを印加するバイアススパッタ
法を用いてもよい。（第１図（ｄ）） 上記実施例に基づいて作成した半導体装置について、接
合リーク電流を測定した結果が第２図（ｂ）である。パ
ターンはＮ”−Ｐ−の接合とＡｊ−３ｉとの連鎖で、コ
ンタク゛トの数はｉ　ｏｏｏ。

個である。Ａ　ｔ　−８１に＋５ｖ印加して、Ｐ型Ｓ１
基板との間に流れた電流を測定した。第２図（ｂ）の上
記実、施例によるものは、スパッタしたＴｉＮの膜厚は
１ｏｏｏＸである。配線層をパターニング後４５０℃、
１時間め熱処理を加えた。

第２図Ｃｂ）から明らかなように、本実施例によるもの
は接合リークを起こしているものが一つもない。

Ｔ１を熱処理後、ＴｉＮをスパッタすることでｋｌの拡
散を抑制し、接合リークを防止している。

［発明の効果〕 以上述べたように本発明によれば、微細化された半導体
装置において、製造工程中等の熱により接合リークが起
こりに（い、安定したフンタクトが得られることにより
、歩留シの高い生産が可能となる。

１０６・・・・・・チタンシリサイド １０７・・・・・・チタンナイトライド１０８・・・・
・・チタンナイトライドまたはチタンタングステン １０９・・・・・・配線金属

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は、本発明の一実施例による製造
工程断面図。 第２図（α）Ｉ　Ｃｈ）は、本発明と従来技術により製
造した接合のリーク電流分布を表わした図であり、第２
図（α）は、従来技術によるものの図で、第２図Ｃｂ）
は、本発明によるものの図である。 １０１・・・・・・Ｐ型シリコン基板 １０２・・・・・・絶縁膜 １０５・・・・・・チタン １０４・・・・・・Ｎ＋拡散層 １０５・・・・・・窒　素

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ａ）半導体基板上に形成した絶縁膜に開孔部を設ける工
   程と ｂ）該絶縁膜上と該開孔部上とに高融点金属を被着し、
   熱処理を行ない、該開孔部のみに高融点金属のシリサイ
   ドを形成する工程と ｃ）該高融点金属、該高融点金属シリサイド上に窒化チ
   タンまたは窒化タングステンを形成する工程と ｄ）該窒化チタンまたは窒化タングステン上に配線金属
   を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
   製造方法。