JPH02165628A - 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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- JPH02165628A JPH02165628A JP32120188A JP32120188A JPH02165628A JP H02165628 A JPH02165628 A JP H02165628A JP 32120188 A JP32120188 A JP 32120188A JP 32120188 A JP32120188 A JP 32120188A JP H02165628 A JPH02165628 A JP H02165628A
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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、絶縁膜を堆積
した後、コンタクトホールを開け、その後金属配線を行
うプロセスのより改善された方法を提供することを目的
としたものである。
した後、コンタクトホールを開け、その後金属配線を行
うプロセスのより改善された方法を提供することを目的
としたものである。
従来の技術
従来の半導体装置の製造方法においては、六フッ化タン
グステン、水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロル
シランの中から少なくとも１つ以上とを含む混合ガスを
用いて、選択的にコンタクトホールのみにタングステン
を堆積する方法が報告されている。（この技術に関して
は例えば特開昭５９−７２１３２号公報あるいはアイ・
トリプルイー・アイ・デイ−・イー・エム・テクニカル
ダイジェスト・１９８７．第２１３頁より第２２０頁（
ＩＥＥＥ・ＩＤＥＭ ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｄｉｇ
ｅｓｔ Ｐ２１３〜Ｐ２２０．１９８７〕に報告され
ている。） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、シリコン基板上に形成された拡散層と拡
散層上に形成されたタングステンが直接接触した場合、
５５０℃以上の熱処理を行うと上記拡散層とタングステ
ンが反応、し、拡散層が破壊されるという問題を有して
いた。この拡散層は、拡散層の深さが浅（なればなるほ
ど破壊されやすいため、浅い拡散層を作ることができな
いという問題を有していた。
グステン、水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロル
シランの中から少なくとも１つ以上とを含む混合ガスを
用いて、選択的にコンタクトホールのみにタングステン
を堆積する方法が報告されている。（この技術に関して
は例えば特開昭５９−７２１３２号公報あるいはアイ・
トリプルイー・アイ・デイ−・イー・エム・テクニカル
ダイジェスト・１９８７．第２１３頁より第２２０頁（
ＩＥＥＥ・ＩＤＥＭ ＴｅｃｈｎｉｃａＩ Ｄｉｇ
ｅｓｔ Ｐ２１３〜Ｐ２２０．１９８７〕に報告され
ている。） 発明が解決しようとする課題 しかしながら、シリコン基板上に形成された拡散層と拡
散層上に形成されたタングステンが直接接触した場合、
５５０℃以上の熱処理を行うと上記拡散層とタングステ
ンが反応、し、拡散層が破壊されるという問題を有して
いた。この拡散層は、拡散層の深さが浅（なればなるほ
ど破壊されやすいため、浅い拡散層を作ることができな
いという問題を有していた。
本発明は、かかる点に鑑み、良好なコンタクト特性を得
ることを目的とした半導体装置及びその製造方法を提供
する事を目的とする。
ることを目的とした半導体装置及びその製造方法を提供
する事を目的とする。
課題を解決するための手段
本発明は、コンタクトホールを開口後、シリコンを含む
タングステン、あるいは、窒素を含むタングステンをコ
ンタクトホールにのみ選択的に形成して後、タングステ
ンを選択的に前記シリコンを含むタングステン、あるい
は窒素を含むタングステン上に形成し、その後、金属配
線を行う半導体装置の製造方法である。
タングステン、あるいは、窒素を含むタングステンをコ
ンタクトホールにのみ選択的に形成して後、タングステ
ンを選択的に前記シリコンを含むタングステン、あるい
は窒素を含むタングステン上に形成し、その後、金属配
線を行う半導体装置の製造方法である。
作 用
拡散層のシリコンと前記タングステンが直接接触しない
。このため後工程において熱処理を行っても、拡散層の
シリコンとタングステンが反応せず、また、拡散層とシ
リコンを含むタングステン、あるいは窒素を含むタング
ステンは、シリコンあるいは窒素が存在するためほとん
ど反応せず、このため拡散層の破壊を防げる。
。このため後工程において熱処理を行っても、拡散層の
シリコンとタングステンが反応せず、また、拡散層とシ
リコンを含むタングステン、あるいは窒素を含むタング
ステンは、シリコンあるいは窒素が存在するためほとん
ど反応せず、このため拡散層の破壊を防げる。
実施例
以下実施例により詳細に説明する。第１図は本発明の一
実施例の半導体装置の製造方法の概略製造工程断面図を
示したものである。以下順次（Ａ）〜（Ｃ）にそって説
明する。
実施例の半導体装置の製造方法の概略製造工程断面図を
示したものである。以下順次（Ａ）〜（Ｃ）にそって説
明する。
（Ａ） シリコン基板１に、例えば深さ２００ｎｍの
拡散層２を形成した後、絶縁膜３を例えばＣＶＤ法によ
り、６００ｎｍの厚さに堆積させる。その後、例えば、
０．８μｍ角のコンタクトホール４を開口する。
拡散層２を形成した後、絶縁膜３を例えばＣＶＤ法によ
り、６００ｎｍの厚さに堆積させる。その後、例えば、
０．８μｍ角のコンタクトホール４を開口する。
（Ｂ） その後、六フッ化タングステン、水素及びシ
ランを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前記コン
タクトホール４のみに選択的にシリコンを含むタングス
テン５を堆積する。この時、選択性の得られる範囲で前
記シリコンを含むタングステン５のシリコン濃度を最も
高い値とする。また、前記シリコンを含むタングステン
５の厚さは例えば５０ｎｍ程度とする。
ランを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前記コン
タクトホール４のみに選択的にシリコンを含むタングス
テン５を堆積する。この時、選択性の得られる範囲で前
記シリコンを含むタングステン５のシリコン濃度を最も
高い値とする。また、前記シリコンを含むタングステン
５の厚さは例えば５０ｎｍ程度とする。
（Ｃ） その後、（Ｂ）と同様に六フッ化タングステ
ン、水素及びシランを含む混合ガスをその混合比等を変
化させ、ＣＶＤ法により、前記シリコンを含むタングス
テン５上に選択的にタングステン６を形成する。この時
、タングステン６は、絶縁膜３と同じ高さ迄埋まるよう
にすれば良い。その後金属配線７を堆積する。
ン、水素及びシランを含む混合ガスをその混合比等を変
化させ、ＣＶＤ法により、前記シリコンを含むタングス
テン５上に選択的にタングステン６を形成する。この時
、タングステン６は、絶縁膜３と同じ高さ迄埋まるよう
にすれば良い。その後金属配線７を堆積する。
次に上記第１図（Ｂ）工程の拡散層２とタングステン６
の間に、反応バッファ層としてシリコンを含むタングス
テン５を堆積する方法を述べたが、このバッファ層の形
成方法に関する他の例を以下に説明する。
の間に、反応バッファ層としてシリコンを含むタングス
テン５を堆積する方法を述べたが、このバッファ層の形
成方法に関する他の例を以下に説明する。
第２図は、その−例を示すものである。
この例では第１図の（Ａ）に示すコンタクトホール４を
開口後、六フッ化タングステン、水素及びシランを含む
混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前記コンタクトホー
ル４のみに選択的にタングステン８を堆積する（同図（
Ａ））。
開口後、六フッ化タングステン、水素及びシランを含む
混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前記コンタクトホー
ル４のみに選択的にタングステン８を堆積する（同図（
Ａ））。
その後、全面にシリコンをイオン注入することにより、
前記タングステン８を、シリコンを含むタングステン９
に変化させる（同図（Ｂ））。その後の工程は、第１図
（Ｃ）に示す工程において、シリコンを含むタングステ
ン５が、シリコンを含むタングステン９に置き替わった
ものと同じである。
前記タングステン８を、シリコンを含むタングステン９
に変化させる（同図（Ｂ））。その後の工程は、第１図
（Ｃ）に示す工程において、シリコンを含むタングステ
ン５が、シリコンを含むタングステン９に置き替わった
ものと同じである。
また、第３図は、他の例を示すものである。
この例では、第１図（Ａ）に示すコンタクトホール４を
開口後、六フッ化タングステン、水素。
開口後、六フッ化タングステン、水素。
アンモニアを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法により、前
記コンタクトホール４のみに選択的に窒素を含むタング
ステン１０を堆積する。この時、選択性の得られる範囲
で、前記窒素を含むタングステン１０の窒素濃度を最も
高い値とする。その後の工程は、第１図（Ｃ）に示す工
程において、シリコンを含むタングステン５か、窒素を
含むタングステン１０に置き替わったものと同じである
。
記コンタクトホール４のみに選択的に窒素を含むタング
ステン１０を堆積する。この時、選択性の得られる範囲
で、前記窒素を含むタングステン１０の窒素濃度を最も
高い値とする。その後の工程は、第１図（Ｃ）に示す工
程において、シリコンを含むタングステン５か、窒素を
含むタングステン１０に置き替わったものと同じである
。
更に、第４閃は、別の例である。
第２図の（Ａ）に示すタングステン８にアンモニア雰囲
気において熱処理を行うことで窒素を拡散させ、窒素を
含むタングステン１１を形成する。その後の工程は、第
１図（Ｃ）に示す工程において、シリコンを含むタング
ステン５か窒素を含むタングステン１１に置き替わった
ものと同じである。
気において熱処理を行うことで窒素を拡散させ、窒素を
含むタングステン１１を形成する。その後の工程は、第
１図（Ｃ）に示す工程において、シリコンを含むタング
ステン５か窒素を含むタングステン１１に置き替わった
ものと同じである。
また、第５図は、さらに別の方法である。
第２図（Ａ）に示すタングステン８に窒素をイオン注入
することで、窒素を含むタングステン１２を形成する。
することで、窒素を含むタングステン１２を形成する。
その後の工程は、第１図（Ｃ）に示す工程において、シ
リコンを含むタングステン５が、窒素を含むタングステ
ン１２に置き替わったものと同じである。
リコンを含むタングステン５が、窒素を含むタングステ
ン１２に置き替わったものと同じである。
以上のように、本実施例によれば、タングステン６と拡
散層２の間に、シリコンを含むタングステン５、あるい
は、シリコンを含むタングステン９、あるいは、窒素を
含むタングステン１０、あるいは窒素を含むタングステ
ン１１、あるいは、窒素を含むタングステン１２が存在
することで、後工程として、５５０℃程度の温度にさら
された場合においても、前記タングステン６と拡散層２
は反応せず、また、シリコンを含むタングステン、ある
いは窒素を含むタングステンと拡散層２もほとんど反応
しないため、拡散層２は破壊されない。また、拡散層の
深さが浅くなればなるほど拡散層の破壊が多（なるため
、浅い拡散層２を有する半導体装置である程、このシリ
コンを含むタングステン、あるいは窒素を含むタングス
テンの効果は大きい。しかも、コンタクトホール４のタ
ングステンで埋め込まれるため、その後の金属配線は容
易になり、良好なコンタクト特性が得られる。
散層２の間に、シリコンを含むタングステン５、あるい
は、シリコンを含むタングステン９、あるいは、窒素を
含むタングステン１０、あるいは窒素を含むタングステ
ン１１、あるいは、窒素を含むタングステン１２が存在
することで、後工程として、５５０℃程度の温度にさら
された場合においても、前記タングステン６と拡散層２
は反応せず、また、シリコンを含むタングステン、ある
いは窒素を含むタングステンと拡散層２もほとんど反応
しないため、拡散層２は破壊されない。また、拡散層の
深さが浅くなればなるほど拡散層の破壊が多（なるため
、浅い拡散層２を有する半導体装置である程、このシリ
コンを含むタングステン、あるいは窒素を含むタングス
テンの効果は大きい。しかも、コンタクトホール４のタ
ングステンで埋め込まれるため、その後の金属配線は容
易になり、良好なコンタクト特性が得られる。
なお、実施例としては、シリコンを含むタングステンと
したが、タングステンシリサイドでも良く、また、窒素
を含むタングステンとして、タングステンナイトライド
でも良い。
したが、タングステンシリサイドでも良く、また、窒素
を含むタングステンとして、タングステンナイトライド
でも良い。
更に基板としてシリコン基板を用いたが、他の半導体基
板でも良い。また、反応ガスとして、六フッ化タングス
テンと、水素、及びシランを含む混合ガスを用いたが、
金属フッが物と水素、シラン、ジクロルシラン、トリク
ロルシランのうち少なくとも１つ以上とを含む混合ガス
であれば良く、タングステンのかわりに、他の高融点金
属でも良い。あるいは、金属フッ化物の変わりに金属塩
化物を用いても良い。
板でも良い。また、反応ガスとして、六フッ化タングス
テンと、水素、及びシランを含む混合ガスを用いたが、
金属フッが物と水素、シラン、ジクロルシラン、トリク
ロルシランのうち少なくとも１つ以上とを含む混合ガス
であれば良く、タングステンのかわりに、他の高融点金
属でも良い。あるいは、金属フッ化物の変わりに金属塩
化物を用いても良い。
発明の詳細
な説明したように、本発明によれば、拡散層を有するシ
リコン基板上にコンタクトホールを開口後、シリコンを
含むタングステン、あるいは窒素を含むタングステンを
前記コンタクトホール内にのみ選択的に形成して後、タ
ングステンを選択的に前記シリコンを含むタングステン
、あるいは窒素を含むタングステン上に堆積し、前記コ
ンタクトホールを埋め込んだ後、金属配線を行うため、
前記タングステンと前記拡散層が直接接触していないた
め、熱処理を行っても前記拡散層が破壊されない。特に
、高集積化のため浅（した拡散層でも破壊されないため
、その実用的効果は大きい。
リコン基板上にコンタクトホールを開口後、シリコンを
含むタングステン、あるいは窒素を含むタングステンを
前記コンタクトホール内にのみ選択的に形成して後、タ
ングステンを選択的に前記シリコンを含むタングステン
、あるいは窒素を含むタングステン上に堆積し、前記コ
ンタクトホールを埋め込んだ後、金属配線を行うため、
前記タングステンと前記拡散層が直接接触していないた
め、熱処理を行っても前記拡散層が破壊されない。特に
、高集積化のため浅（した拡散層でも破壊されないため
、その実用的効果は大きい。
更に、前記コンタクトホールをタングステンで埋め込む
ことにより、その後の金属配線が容易となり、しかも信
頼性が向上するため、その実用効果は大きい。
ことにより、その後の金属配線が容易となり、しかも信
頼性が向上するため、その実用効果は大きい。
第１図は、本発明の一実施例にかかる半導体装置の製造
方法の概略工程断面図、第２図から第５図は、同製造方
法の部分製造工程断面図である。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・拡散層、
３・・・・・・絶縁膜、４・・・・・・コンタクトホー
ル、５・・・・・・シリコンを含むタングステン、６・
・・・・・タングステン、７・・・・・・金属配線。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第２図 第 １ 図 ど 第３ｒｌ！Ｊ
方法の概略工程断面図、第２図から第５図は、同製造方
法の部分製造工程断面図である。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・拡散層、
３・・・・・・絶縁膜、４・・・・・・コンタクトホー
ル、５・・・・・・シリコンを含むタングステン、６・
・・・・・タングステン、７・・・・・・金属配線。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか１名第２図 第 １ 図 ど 第３ｒｌ！Ｊ
Claims (4)
- （１）拡散層を有するシリコン基板上に絶縁膜を堆積し
、前記絶縁膜にコンタクトホールを開口した後、金属フ
ッ化物と水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロルシ
ランの中から少なくとも１つ以上とを含む混合ガスを用
い、ＣＶＤ法により選択的に前記コンタクトホールのみ
にシリコンを含む高融点金属を堆積して後、前記混合ガ
スの比率を変えて高融点金属を選択的に前記シリコンを
含む高融点金属上に堆積した後、前記コンタクトホール
上に金属配線を行うことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - （２）拡散層を有するシリコン基板上に絶縁膜を堆積し
、前記絶縁膜にコンタクトホールを開口した後、金属フ
ッ化物と、水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロル
シランの中から少なくとも１つ以上とを含む混合ガスを
用い、ＣＶＤ法により、選択的に前記コンタクトホール
のみに高融点金属を堆積し、前記高融点金属にシリコン
をイオン注入することで、シリコンを含む高融点金属を
形成した後、前記シリコンを含む高融点金属上に、金属
フッ化物と水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロル
シランの中から、少なくとも１つ以上とを含む混合ガス
を用い、ＣＶＤ法により、選択的に高融点金属を堆積し
た後、前記コンタクトホール上に金属配線を行うことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - （３）拡散層を有するシリコン基板上に絶縁膜を堆積し
、前記絶縁膜にコンタクトホールを開口した後、金属フ
ッ化物とアンモニアを含む混合ガスを用い、ＣＶＤ法に
より選択的に前記コンタクトホールのみに窒素を含む高
融点金属を堆積し、引き続き金属フッ化物と水素、シラ
ン、ジシラン、トリメチルシランの中から少なくとも１
つ以上との混合ガスを用い、前記窒素を含む高融点金属
上に選択的に高融点金属を堆積した後、前記コンタクト
ホール上に金属配線を行うことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - （４）拡散層を有するシリコン基板上に絶縁膜を堆積し
、前記絶縁膜にコンタクトホールを開口した後、金属フ
ッ化物と、水素、シラン、ジクロルシラン、トリクロル
シランのうち少なくとも１つ以上とを含む混合ガスを用
い、ＣＤＶ法により選択的に前記コンタクトホールのみ
に高融点金属を堆積した後に、前記高融点金属をアンモ
ニア雰囲気において熱処理を行うことで前記高融点金属
に窒素の拡散を行い、窒素を含む高融点金属を形成した
後、金属フッ化物と水素、シラン、ジクロルシラン、ト
リクロルシランの中から少なくとも１つ以上との混合ガ
スを用い、前記窒素を含む高融点金属上に選択的に高融
点金属を堆積した後、前記コンタクトホール上に金属配
線を行うこと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 |
|---|---|---|---|
| JP32120188A JPH02165628A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32120188A JPH02165628A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02165628A true JPH02165628A (ja) | 1990-06-26 |
Family
ID=18129922
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32120188A Pending JPH02165628A (ja) | 1988-12-20 | 1988-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02165628A (ja) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5972132A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-24 | Toshiba Corp | 金属及び金属シリサイド膜の形成方法 |
| JPS59136970A (ja) * | 1983-01-27 | 1984-08-06 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置 |
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