JPH02219223A - 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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- JPH02219223A JPH02219223A JP1039820A JP3982089A JPH02219223A JP H02219223 A JPH02219223 A JP H02219223A JP 1039820 A JP1039820 A JP 1039820A JP 3982089 A JP3982089 A JP 3982089A JP H02219223 A JPH02219223 A JP H02219223A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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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】
［発明の目的コ
（産業上の利用分野）
この発明は特に金属配線を含む半導体装置の製造方法に
関する。
関する。
（従来の技術）
従来、ＬＳＩ中の素子相互を接続する金属配線として、
主に、アルミニウム（ＡＩ）膜が使われている。このア
ルミニウム膜は、半導体基板上にスパッタ法によって形
成されている。近年、ＬＳＩ中の素子の微細化にともな
って、このＬＳＩ中の金属配線も微細化されている。こ
のようにＬＳＩ中の金属配線が微細化されるにしたがい
、このＬＳＩ中の金属配線のストレス、およびエレクト
ロマイグレーションをより低減化する等の問題がきびし
くなってきている。そこで、この微細化された金属配線
の信頼性を向上させるために、この金属配線の材料であ
るアルミニウムに銅（Ｃｕ）や、シリコン（Ｓｔ）等を
数％程度含有させることが一般に行なわれている。
主に、アルミニウム（ＡＩ）膜が使われている。このア
ルミニウム膜は、半導体基板上にスパッタ法によって形
成されている。近年、ＬＳＩ中の素子の微細化にともな
って、このＬＳＩ中の金属配線も微細化されている。こ
のようにＬＳＩ中の金属配線が微細化されるにしたがい
、このＬＳＩ中の金属配線のストレス、およびエレクト
ロマイグレーションをより低減化する等の問題がきびし
くなってきている。そこで、この微細化された金属配線
の信頼性を向上させるために、この金属配線の材料であ
るアルミニウムに銅（Ｃｕ）や、シリコン（Ｓｔ）等を
数％程度含有させることが一般に行なわれている。
このようなアルミニウムに銅や、シリコン等を含有させ
た金属配線によると、例えば銅が含有されていることに
より、金属配線の母材であるアルミニウムの結晶粒界中
に銅が析出し、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成の問題が解決される。また、シリコンが含有
されていることにより、コンタクト部において、半導体
基板内の拡散層をアルミニウムがつきぬける現象が防止
できる等の効果がある。これらのことより、金属配線の
信頼性が向上する。
た金属配線によると、例えば銅が含有されていることに
より、金属配線の母材であるアルミニウムの結晶粒界中
に銅が析出し、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成の問題が解決される。また、シリコンが含有
されていることにより、コンタクト部において、半導体
基板内の拡散層をアルミニウムがつきぬける現象が防止
できる等の効果がある。これらのことより、金属配線の
信頼性が向上する。
このような信頼性を向上させるための、従来の金属配線
の形成方法は、以下のように行なわれる。
の形成方法は、以下のように行なわれる。
まず、アルミニウムを母材とし、これに銅や、シリコン
等を数％程度含有させたターゲットを作製する。次に、
これをスパッタリングさせることにより、半導体基板上
に銅や、シリコンを含有するアルミニウム膜（スパッタ
膜）が形成される。次に、このアルミニウム膜（スパッ
タ膜）を所定の形状にパターニングすることにより、銅
や、シリコンを数％程度含有するアルミニウムの金属配
線が形成される。
等を数％程度含有させたターゲットを作製する。次に、
これをスパッタリングさせることにより、半導体基板上
に銅や、シリコンを含有するアルミニウム膜（スパッタ
膜）が形成される。次に、このアルミニウム膜（スパッ
タ膜）を所定の形状にパターニングすることにより、銅
や、シリコンを数％程度含有するアルミニウムの金属配
線が形成される。
しかしながら、このような、従来の金属配線の形成方法
では、特にスパッタ法において、母材のアルミニウムに
銅や、シリコンを数％程度含有するターゲットを用いる
ために生じる問題が多くある。まず、半導体基板上に形
成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）には、銅や、シ
リコンが均一に存在していない。これは、物質によって
スパッタリングされる量が異なり、また、半導体基板上
に付着する量も異なるためである。したがって、金属配
線中や、コンタクト部にこれらの銅や、シリコンの結晶
が析出して、均一な膜質の金属配線を得ることができな
い。このことは、例えば金属配線の抵抗を増大させたり
、金属配線が機械的、あるいは電気的にもろくなったり
する等の悪影響をおよぼす。さらに、スパッタ法では、
半導体基板の温度も上昇するため、スパッタ膜（アルミ
ニウム膜）が多結晶化してしまう。このように、アルミ
ニウム膜（スパッタ膜）が多結晶化すると加工性が悪く
なる。すなわち、金属配線の微細加工性に悪影響をおよ
ぼす。また、多結晶化は、金属配線のエレクトロマイグ
レーションによるヒロック形成の原因にもなる。このエ
レクトロマイグレションによるヒロックは、アルミニウ
ムのみで多結晶化した金属配線で形成される。このアル
ミニウムの金属配線に、銅を含有させると、上述したよ
うに、アルミニウムの結晶粒界に銅が析出して、エレク
トロマイグレーションによるヒロックは形成されなくな
る。しかしながら、同様に上述したように、従来のスパ
ッタ法では、銅が結晶単位で析出するため、アルミニウ
ム膜（スパッタ膜）中の銅原子がこの銅の結晶に集合し
、銅原子の数が少ない領域、あるいは銅原子が全く存在
しない領域が形成されてしまう。このような領域におい
て、アルミニウムが多結晶化すると、当然のことなから
、結晶粒界に銅が析出されることはなく、したがって、
エレクトロマイグレーションによるヒロックが形成され
る恐れがでてくる。また、スパッタ法では、コンタクト
孔内およびその近傍でのスパッタ膜のステップカバレー
ジが悪い。
では、特にスパッタ法において、母材のアルミニウムに
銅や、シリコンを数％程度含有するターゲットを用いる
ために生じる問題が多くある。まず、半導体基板上に形
成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）には、銅や、シ
リコンが均一に存在していない。これは、物質によって
スパッタリングされる量が異なり、また、半導体基板上
に付着する量も異なるためである。したがって、金属配
線中や、コンタクト部にこれらの銅や、シリコンの結晶
が析出して、均一な膜質の金属配線を得ることができな
い。このことは、例えば金属配線の抵抗を増大させたり
、金属配線が機械的、あるいは電気的にもろくなったり
する等の悪影響をおよぼす。さらに、スパッタ法では、
半導体基板の温度も上昇するため、スパッタ膜（アルミ
ニウム膜）が多結晶化してしまう。このように、アルミ
ニウム膜（スパッタ膜）が多結晶化すると加工性が悪く
なる。すなわち、金属配線の微細加工性に悪影響をおよ
ぼす。また、多結晶化は、金属配線のエレクトロマイグ
レーションによるヒロック形成の原因にもなる。このエ
レクトロマイグレションによるヒロックは、アルミニウ
ムのみで多結晶化した金属配線で形成される。このアル
ミニウムの金属配線に、銅を含有させると、上述したよ
うに、アルミニウムの結晶粒界に銅が析出して、エレク
トロマイグレーションによるヒロックは形成されなくな
る。しかしながら、同様に上述したように、従来のスパ
ッタ法では、銅が結晶単位で析出するため、アルミニウ
ム膜（スパッタ膜）中の銅原子がこの銅の結晶に集合し
、銅原子の数が少ない領域、あるいは銅原子が全く存在
しない領域が形成されてしまう。このような領域におい
て、アルミニウムが多結晶化すると、当然のことなから
、結晶粒界に銅が析出されることはなく、したがって、
エレクトロマイグレーションによるヒロックが形成され
る恐れがでてくる。また、スパッタ法では、コンタクト
孔内およびその近傍でのスパッタ膜のステップカバレー
ジが悪い。
また、ターゲットを製造する時、母材となるアルミニウ
ムに、これ以外の添加物質、すなわち、銅や、シリコン
等を数％含有させる際、その含有率を制御することが難
しい。例えばアルミニウムと、これらの添加物質とをる
つぼ内で溶がし、混ぜ合わせたとする。この時、るつぼ
内に存在している不純物もいっしょに混ぜ合わされて、
ターゲットが製造されてしまう。このことは、ターゲッ
トの純度向上の妨げにもなっている。さらに、添加物質
の含有率を変える際には、含有率が変わる毎に、異なる
ターゲットを製造しなければならない。
ムに、これ以外の添加物質、すなわち、銅や、シリコン
等を数％含有させる際、その含有率を制御することが難
しい。例えばアルミニウムと、これらの添加物質とをる
つぼ内で溶がし、混ぜ合わせたとする。この時、るつぼ
内に存在している不純物もいっしょに混ぜ合わされて、
ターゲットが製造されてしまう。このことは、ターゲッ
トの純度向上の妨げにもなっている。さらに、添加物質
の含有率を変える際には、含有率が変わる毎に、異なる
ターゲットを製造しなければならない。
また、スパッタ法では、−度に膜が半導体基板上に付着
するため、ＬＳＩ内の金属配線において、その性質を部
分的に変えることが難しい。すなわち、−度で膜が半導
体基板上に形成されるため、この形成された膜は、全く
同じ性質の膜とじて形成されてしまう。
するため、ＬＳＩ内の金属配線において、その性質を部
分的に変えることが難しい。すなわち、−度で膜が半導
体基板上に形成されるため、この形成された膜は、全く
同じ性質の膜とじて形成されてしまう。
（発明が解決しようとする課題）
この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、スパ
ッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いた
半導体装置内の金属配線において、この金属配線の性質
を部分的に変えることを可能とし、さらに、この金属配
線の性質を変えるために用いる添加物質の含有率を高精
度で制御、かつ高純度に含有させることも可能で、ひい
ては金属配線の微細加工性を良好とし、かつエレクトロ
マイグレーションによるヒロックの形成の問題も解決で
きる、微細で、信頼性の高い金属配線を形成できる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
ッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いた
半導体装置内の金属配線において、この金属配線の性質
を部分的に変えることを可能とし、さらに、この金属配
線の性質を変えるために用いる添加物質の含有率を高精
度で制御、かつ高純度に含有させることも可能で、ひい
ては金属配線の微細加工性を良好とし、かつエレクトロ
マイグレーションによるヒロックの形成の問題も解決で
きる、微細で、信頼性の高い金属配線を形成できる半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
この発明による半導体装置の製造方法によれば、半導体
基板内に所定導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
この半導体基板表面全面に絶縁膜を形成する工程と、こ
の絶縁膜を通して上記半導体基板内に形成された所定導
電型の不純物拡散層の所定の場所に対しコンタクト孔を
開孔する工程と、このコンタクト孔を含む上記絶縁膜表
面全面に金属膜を形成する工程と、この金属膜に少なく
とも１種類以上の物質をイオン注入する工程と、この少
なくとも１種類以上の物質がイオン注入された金属膜を
所定の形状にパターニングする工程と、この所定の形状
にパターニングされた金属膜を熱処理する工程とを具備
することを特徴とする。
基板内に所定導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
この半導体基板表面全面に絶縁膜を形成する工程と、こ
の絶縁膜を通して上記半導体基板内に形成された所定導
電型の不純物拡散層の所定の場所に対しコンタクト孔を
開孔する工程と、このコンタクト孔を含む上記絶縁膜表
面全面に金属膜を形成する工程と、この金属膜に少なく
とも１種類以上の物質をイオン注入する工程と、この少
なくとも１種類以上の物質がイオン注入された金属膜を
所定の形状にパターニングする工程と、この所定の形状
にパターニングされた金属膜を熱処理する工程とを具備
することを特徴とする。
（作用）
上記のような半導体装置の製造方法によれば、金属膜へ
の添加物質をイオン注入により含有させるようにしたの
で、金属膜に対して、選択的にイオン注入を行なえば、
金属配線となる金属膜の性質を部分的に変えることがで
きる。さらに、添加物質の含有率を高精度に制御、およ
び高純度に含有させることができる。また、イオン注入
を行なうことにより、金属膜がアモルファス化され、微
細加工性が向上する。さらに、微細加工（パタニング）
後、熱処理することにより、金属膜（金属配線）が多結
晶化され、結晶粒界にエレクトロマイグレーションによ
るヒロックの形成を抑制できる添加物質が析出すること
により、金属配線の信頼性が向上する。また、この添加
物質は、イオン注入により金属膜に含有されているので
、この添加物質が結晶単位で金属膜中に析出することは
ない。したがって、添加物質が各結晶粒界に析出され、
特にエレクトロマイグレーションが防止できる。
の添加物質をイオン注入により含有させるようにしたの
で、金属膜に対して、選択的にイオン注入を行なえば、
金属配線となる金属膜の性質を部分的に変えることがで
きる。さらに、添加物質の含有率を高精度に制御、およ
び高純度に含有させることができる。また、イオン注入
を行なうことにより、金属膜がアモルファス化され、微
細加工性が向上する。さらに、微細加工（パタニング）
後、熱処理することにより、金属膜（金属配線）が多結
晶化され、結晶粒界にエレクトロマイグレーションによ
るヒロックの形成を抑制できる添加物質が析出すること
により、金属配線の信頼性が向上する。また、この添加
物質は、イオン注入により金属膜に含有されているので
、この添加物質が結晶単位で金属膜中に析出することは
ない。したがって、添加物質が各結晶粒界に析出され、
特にエレクトロマイグレーションが防止できる。
（実施例）
以下、図面を参照して、この発明の一実施例に係わる半
導体装置の製造方法について説明する。
導体装置の製造方法について説明する。
第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は、この発明の一実施例
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法について、
工程順に示した断面図である。
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法について、
工程順に示した断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、例えば比抵抗１〜２
Ω・ｃｍのｐ型シリコン基板１１の表面上に、素子分離
用の酸化膜１２を、選択的に形成する。次に、この素子
分離用の酸化膜１２をマスクとして、例えばｎ型不純物
であるヒ素（Ａｓ）２０を加速電圧５０ ＫｃＶ、ドー
ズ量５ Ｘ １０１５ｃ＋ｎ−”の条件でイオン注入す
る。次に、例えばこのイオン注入されたヒ素を、熱拡散
させることにより、ｐ型シリコン基板１１内にｎ型の不
純物拡散層１３を形成する。
Ω・ｃｍのｐ型シリコン基板１１の表面上に、素子分離
用の酸化膜１２を、選択的に形成する。次に、この素子
分離用の酸化膜１２をマスクとして、例えばｎ型不純物
であるヒ素（Ａｓ）２０を加速電圧５０ ＫｃＶ、ドー
ズ量５ Ｘ １０１５ｃ＋ｎ−”の条件でイオン注入す
る。次に、例えばこのイオン注入されたヒ素を、熱拡散
させることにより、ｐ型シリコン基板１１内にｎ型の不
純物拡散層１３を形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、全面に、層間絶縁膜
として、例えばＣＶＤ法により、ＣＶＤシリコン酸化膜
１４を形成する。次に、ホトレジストを用いた写真蝕刻
法により、不純物拡散層１３に対し、ＣＶＤ−シリコン
酸化膜１４を通してコンタクト孔１５を開孔する。
として、例えばＣＶＤ法により、ＣＶＤシリコン酸化膜
１４を形成する。次に、ホトレジストを用いた写真蝕刻
法により、不純物拡散層１３に対し、ＣＶＤ−シリコン
酸化膜１４を通してコンタクト孔１５を開孔する。
次に、第１図（ｃ）に示すように、全面に、スパッタ法
により、アルミニウム膜（スパッタ膜）１６を、例えば
０．４μｍ程度形成する。次に、全面に、アルミニウム
膜（スパッタ膜）１６と同じ物質であるアルミニウム（
図示しない）を加速電圧５０ ＫｅＶ 、ドーズ量２Ｘ
１０１７ｃｍ−２の条件でイオン注入する。次に、全面
に、チタン（Ｔｉ）２１を加速電圧１６０ ＫｅＶ、ド
ーズ量３×１０１７ｃｍ−２の条件でイオン注入する。
により、アルミニウム膜（スパッタ膜）１６を、例えば
０．４μｍ程度形成する。次に、全面に、アルミニウム
膜（スパッタ膜）１６と同じ物質であるアルミニウム（
図示しない）を加速電圧５０ ＫｅＶ 、ドーズ量２Ｘ
１０１７ｃｍ−２の条件でイオン注入する。次に、全面
に、チタン（Ｔｉ）２１を加速電圧１６０ ＫｅＶ、ド
ーズ量３×１０１７ｃｍ−２の条件でイオン注入する。
これらのイオン注人において、加速電圧は、アルミニウ
ム膜（スパッタ膜）１６へ、不純物を打込む深さによっ
て調節される。
ム膜（スパッタ膜）１６へ、不純物を打込む深さによっ
て調節される。
次に、第１図（ｄ）に示すように、全面に、ホトレジス
ト１７を塗布し、写真蝕刻法を用いて、コンタクト孔１
５、およびその近傍のみ、このホトレジスト１７を除去
する。次に、このホトレジスト１７をマスクに、シリコ
ン２２を加速電圧１００ＫｅＶ、 ドーズ量２×１０
１７ｃｎＩ−２の条件で、選択的にイオン注入する。次
に、ホトレジスト１７を剥離する。
ト１７を塗布し、写真蝕刻法を用いて、コンタクト孔１
５、およびその近傍のみ、このホトレジスト１７を除去
する。次に、このホトレジスト１７をマスクに、シリコ
ン２２を加速電圧１００ＫｅＶ、 ドーズ量２×１０
１７ｃｎＩ−２の条件で、選択的にイオン注入する。次
に、ホトレジスト１７を剥離する。
次に、第１図（ｅ）に示すように、ホトレジストを用い
た写真蝕刻法により、上記アルミニウム膜（スパッタ膜
）１６を所定の形状にパターニングし、金属（アルミニ
ウム）配線を形成する。同図に示すように、この金属（
アルミニウム）配線には、アルミニウム、およびチタン
がイオン注入されている領域１８と、これらに加えて、
さらに、シリコンがイオン注入されている領域１９とが
形成されている。次に、例えば温度４５０℃で、１５分
間の熱処理を行なう。このようにして、この発明の一実
施例に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法により
、半導体装置内の金属（アルミニウム）配線が形成され
る。
た写真蝕刻法により、上記アルミニウム膜（スパッタ膜
）１６を所定の形状にパターニングし、金属（アルミニ
ウム）配線を形成する。同図に示すように、この金属（
アルミニウム）配線には、アルミニウム、およびチタン
がイオン注入されている領域１８と、これらに加えて、
さらに、シリコンがイオン注入されている領域１９とが
形成されている。次に、例えば温度４５０℃で、１５分
間の熱処理を行なう。このようにして、この発明の一実
施例に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法により
、半導体装置内の金属（アルミニウム）配線が形成され
る。
このような金属（アルミニウム）配線の形成方法によれ
ば、まず、金属（アルミニウム）配線となる、スパッタ
、法によって形成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）
１６に、金属配線の信頼性を向上させるための添加物質
を、イオン注入により含有させている。したがって、こ
のイオン注入を、イオン種を変え、さらに、局所的に行
なうことにより、金属（アルミニウム）配線の性質を部
分的に変えることが可能となる。例えば上記一実施例で
は、コンタクト孔１５近傍のみ、局所的にシリコン（Ｓ
ｔ）をイオン注入している。このように、コンタクト孔
１５、および近傍のみの金属（アルミニウム）配線内に
、シリコンを含有させることにより、コンタクト部分で
のアルミニウムのつきぬけを防止している。このつきぬ
けとは、アルミニウムが基板１１のシリコンと反応して
、基板１１の深くまでスパイク状に拡散することにより
、シリコン基板１１内のｐ小領域と、ｎ型領域とが接合
不良を起こすことである。また、添加物質がアルミニウ
ム膜（スパッタ膜）１６にイオン注入により含有されて
いるので、この添加物質、すなわち、チタン２１、およ
びシリコン２２を、アルミニウム膜（スパッタ膜）１６
内に均一に存在させることが可能となる。すなわち、こ
れらの添加物質がアルミニウム膜（スパッタ膜）１６に
結晶単位で析出することはない。従来では、このうち、
アルミニウムのつきぬけ防止用としての添加物質シリコ
ンが、金属配線となるアルミニウム膜（スパッタ膜）全
体に、かつ結晶単位の析出をともない、不均一に含有さ
れていたため、金属配線の抵抗を増大させていた。しか
しながら、上記一実施例によると、添加物質シリコンが
コンタクト孔１５およびその近傍のみ、かつ均一に含有
、すなわち結晶単位での析出をともなわないで、狭い領
域のみ含有されるので金属（アルミニウム）配線の抵抗
が増大することはない。また、同様に添加物質チタンも
アルミニウム膜（スパッタ膜）１６に、結晶単位での析
出をともなわず均一に含有される。また、アルミニウム
膜（スパッタ膜）１６には、同じ物質であるアルミニウ
ムがイオン注入されている。このアルミニウム膜（スパ
ッタ膜）１６は、スパッタ時、多結晶であるが、アルミ
ニウムがイオン注入されることにより、アモルファス（
非晶質）化する。このように、アルミニウム膜（スパッ
タ膜）１６がアモルファス化することにより、微細加工
性が向上する。さらに、このアルミニウム膜（スパッタ
膜）１６には、上述したように、チタン２１がイオン注
入されている。このように、チタンがアルミニウム（ス
パッタ膜）膜１６に含有されていることにより、微細加
工工程後、すなわち、第１図（ｅ）に示すパターニング
後、温度４５０℃で、１５分間熱処理することによって
、アルミニウムが、再び多結晶化し、この結果、金属（
アルミニウム）配線内の領域１８、および領域１９にお
いて、アルミニウムの結晶粒界にチタンが析出する。こ
のことからエレクトロマイグレーションによるヒロック
が形成されなくなる。また、チタンが結晶単位での析出
をともなわず、均一にアルミニウム膜（スパッタ膜）１
６に含有されているので、結晶粒界に、チタンが析出さ
れなくなるような問題は起こらない。
ば、まず、金属（アルミニウム）配線となる、スパッタ
、法によって形成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）
１６に、金属配線の信頼性を向上させるための添加物質
を、イオン注入により含有させている。したがって、こ
のイオン注入を、イオン種を変え、さらに、局所的に行
なうことにより、金属（アルミニウム）配線の性質を部
分的に変えることが可能となる。例えば上記一実施例で
は、コンタクト孔１５近傍のみ、局所的にシリコン（Ｓ
ｔ）をイオン注入している。このように、コンタクト孔
１５、および近傍のみの金属（アルミニウム）配線内に
、シリコンを含有させることにより、コンタクト部分で
のアルミニウムのつきぬけを防止している。このつきぬ
けとは、アルミニウムが基板１１のシリコンと反応して
、基板１１の深くまでスパイク状に拡散することにより
、シリコン基板１１内のｐ小領域と、ｎ型領域とが接合
不良を起こすことである。また、添加物質がアルミニウ
ム膜（スパッタ膜）１６にイオン注入により含有されて
いるので、この添加物質、すなわち、チタン２１、およ
びシリコン２２を、アルミニウム膜（スパッタ膜）１６
内に均一に存在させることが可能となる。すなわち、こ
れらの添加物質がアルミニウム膜（スパッタ膜）１６に
結晶単位で析出することはない。従来では、このうち、
アルミニウムのつきぬけ防止用としての添加物質シリコ
ンが、金属配線となるアルミニウム膜（スパッタ膜）全
体に、かつ結晶単位の析出をともない、不均一に含有さ
れていたため、金属配線の抵抗を増大させていた。しか
しながら、上記一実施例によると、添加物質シリコンが
コンタクト孔１５およびその近傍のみ、かつ均一に含有
、すなわち結晶単位での析出をともなわないで、狭い領
域のみ含有されるので金属（アルミニウム）配線の抵抗
が増大することはない。また、同様に添加物質チタンも
アルミニウム膜（スパッタ膜）１６に、結晶単位での析
出をともなわず均一に含有される。また、アルミニウム
膜（スパッタ膜）１６には、同じ物質であるアルミニウ
ムがイオン注入されている。このアルミニウム膜（スパ
ッタ膜）１６は、スパッタ時、多結晶であるが、アルミ
ニウムがイオン注入されることにより、アモルファス（
非晶質）化する。このように、アルミニウム膜（スパッ
タ膜）１６がアモルファス化することにより、微細加工
性が向上する。さらに、このアルミニウム膜（スパッタ
膜）１６には、上述したように、チタン２１がイオン注
入されている。このように、チタンがアルミニウム（ス
パッタ膜）膜１６に含有されていることにより、微細加
工工程後、すなわち、第１図（ｅ）に示すパターニング
後、温度４５０℃で、１５分間熱処理することによって
、アルミニウムが、再び多結晶化し、この結果、金属（
アルミニウム）配線内の領域１８、および領域１９にお
いて、アルミニウムの結晶粒界にチタンが析出する。こ
のことからエレクトロマイグレーションによるヒロック
が形成されなくなる。また、チタンが結晶単位での析出
をともなわず、均一にアルミニウム膜（スパッタ膜）１
６に含有されているので、結晶粒界に、チタンが析出さ
れなくなるような問題は起こらない。
尚、上記一実施例において、アルミニウム膜（スパッタ
膜）１６に対しての、おのおののイオン注入を、ドーズ
量１×１０１７ｃｍ−２以上で行なえば、第１図（ｅ）
に示すように、例えば４５０℃で１５分間の熱処理によ
って、アルミニウム原子がコンタクト孔１５内へ動き、
コンタクト孔１５、およびその近傍でのステップカバレ
ージが改善される。
膜）１６に対しての、おのおののイオン注入を、ドーズ
量１×１０１７ｃｍ−２以上で行なえば、第１図（ｅ）
に示すように、例えば４５０℃で１５分間の熱処理によ
って、アルミニウム原子がコンタクト孔１５内へ動き、
コンタクト孔１５、およびその近傍でのステップカバレ
ージが改善される。
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明によれば、半導体装置内の
金属配線となる、スパッタ法により形成された金属膜（
スパッタ膜）に、金属配線の信頼性を向上させるための
添加物質を、イオン注入を用いて含有させている。この
ことから、半導体装置の金属配線の性質を部分的に変え
ることが可能となり、かつ含有率を高精度に制御、およ
び高純度で含有させることが可能となる。さらに、添加
物質が金属配線内に結晶単位で析出することもな（なる
。さらに、例えばスパッタ膜と同じ物質を、スパッタ膜
中にイオン注入することにより、このスパッタ膜がアモ
ルファス化し、微細加工性が向上する。すなわち金属配
線の微細加工性が向上する。さらに、この微細加工後に
熱処理することによって、再びスパッタ膜を多結晶化し
、結晶粒界に、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成を防止できる添加物質を析出させることによ
り、金属配線の信頼性が向上する。
金属配線となる、スパッタ法により形成された金属膜（
スパッタ膜）に、金属配線の信頼性を向上させるための
添加物質を、イオン注入を用いて含有させている。この
ことから、半導体装置の金属配線の性質を部分的に変え
ることが可能となり、かつ含有率を高精度に制御、およ
び高純度で含有させることが可能となる。さらに、添加
物質が金属配線内に結晶単位で析出することもな（なる
。さらに、例えばスパッタ膜と同じ物質を、スパッタ膜
中にイオン注入することにより、このスパッタ膜がアモ
ルファス化し、微細加工性が向上する。すなわち金属配
線の微細加工性が向上する。さらに、この微細加工後に
熱処理することによって、再びスパッタ膜を多結晶化し
、結晶粒界に、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成を防止できる添加物質を析出させることによ
り、金属配線の信頼性が向上する。
これらのことから、半導体装置内の金属配線の性質を部
分的に変えることが可能で、かつ微細で、信頼性の高い
金属配線を形成できる半導体装置の製造方法が提供され
る。
分的に変えることが可能で、かつ微細で、信頼性の高い
金属配線を形成できる半導体装置の製造方法が提供され
る。
第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は、この発明の一実施例
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法を］工程順
に示した断面図である。 １１・・・・・・ｐ型シリコン半導体基板、１２・・・
・・・素子分離用絶縁膜、１３・・・・・・ｎ型不純物
拡散層、１４・・・・・・ＣＶＤ−シリコン酸化膜、１
５・・・・・・コンタクト孔、１６・・・・・・アルミ
ニウム膜（スパッタ膜）１７・・・・・・ホトレジスト
、１８・・・・・・アルミニウムおよびチタンが含有さ
れている領域、１９・・・・・・アルミニウムおよびチ
タンおよびシリコンが含有されている領域、２０・・・
・・・ヒ素イオン、２１・・・・・・チタンイオン、２
２・・・・・・シリコンイオン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １１ｊ「加 第１ 図（ａ） １ら 第 図（ｂ） ＪｉＮＩＪＪＪＮＪ 第１ 図（ｃ） ＪＩＪＪＪ「２２ 第１ 図 （ｄ） 第１ 図 （ｅ）
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法を］工程順
に示した断面図である。 １１・・・・・・ｐ型シリコン半導体基板、１２・・・
・・・素子分離用絶縁膜、１３・・・・・・ｎ型不純物
拡散層、１４・・・・・・ＣＶＤ−シリコン酸化膜、１
５・・・・・・コンタクト孔、１６・・・・・・アルミ
ニウム膜（スパッタ膜）１７・・・・・・ホトレジスト
、１８・・・・・・アルミニウムおよびチタンが含有さ
れている領域、１９・・・・・・アルミニウムおよびチ
タンおよびシリコンが含有されている領域、２０・・・
・・・ヒ素イオン、２１・・・・・・チタンイオン、２
２・・・・・・シリコンイオン。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 １１ｊ「加 第１ 図（ａ） １ら 第 図（ｂ） ＪｉＮＩＪＪＪＮＪ 第１ 図（ｃ） ＪＩＪＪＪ「２２ 第１ 図 （ｄ） 第１ 図 （ｅ）
Claims (2)
- （１）半導体基板内に所定導電型の不純物拡散層を形成
する工程と、この半導体基板表面全面に絶縁膜を形成す
る工程と、この絶縁膜を通して上記半導体基板内に形成
された所定導電型の不純物拡散層の所定の場所に対しコ
ンタクト孔を開孔する工程と、このコンタクト孔を含む
上記絶縁膜表面全面に金属膜を形成する工程と、この金
属膜の全面、もしくは一部に少なくとも１種類以上の物
質をイオン注入する工程と、この少なくとも１種類以上
の物質がイオン注入された金属膜を所定の形状にパター
ニングする工程と、この所定の形状にパターニングされ
た金属膜を熱処理する工程とを具備することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 - （２）前記絶縁膜を通して前記半導体基板内に形成され
た所定導電型の不純物拡散層の所定の場所に対して開孔
されたコンタクト孔を含むその周辺に１種類以上の物質
をさらにイオン注入することを特徴とする請求項（１）
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039820A JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
| KR1019900002074A KR930009013B1 (ko) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | 반도체장치의 제조방법 |
| US07/910,458 US5300462A (en) | 1989-02-20 | 1992-07-08 | Method for forming a sputtered metal film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039820A JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219223A true JPH02219223A (ja) | 1990-08-31 |
| JPH0750697B2 JPH0750697B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=12563612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039820A Expired - Fee Related JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5300462A (ja) |
| JP (1) | JPH0750697B2 (ja) |
| KR (1) | KR930009013B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108620812A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶材组件的制造方法 |
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| KR0161116B1 (ko) * | 1995-01-06 | 1999-02-01 | 문정환 | 반도체 장치의 금속층 형성방법 |
| US5885896A (en) * | 1996-07-08 | 1999-03-23 | Micron Technology, Inc. | Using implants to lower anneal temperatures |
| US6703307B2 (en) | 2001-11-26 | 2004-03-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of implantation after copper seed deposition |
| US6835655B1 (en) | 2001-11-26 | 2004-12-28 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of implanting copper barrier material to improve electrical performance |
| US6703308B1 (en) * | 2001-11-26 | 2004-03-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of inserting alloy elements to reduce copper diffusion and bulk diffusion |
| US7696092B2 (en) | 2001-11-26 | 2010-04-13 | Globalfoundries Inc. | Method of using ternary copper alloy to obtain a low resistance and large grain size interconnect |
| US6861349B1 (en) | 2002-05-15 | 2005-03-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming an adhesion layer with an element reactive with a barrier layer |
| US7169706B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-01-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of using an adhesion precursor layer for chemical vapor deposition (CVD) copper deposition |
| KR100595855B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2006-06-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 알루미늄 증착 콘택트 형성 방법 |
| CN103400822A (zh) * | 2013-08-01 | 2013-11-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及显示装置 |
| JP6692439B2 (ja) | 2015-10-13 | 2020-05-13 | アモルフィックス・インコーポレイテッド | アモルファス金属薄膜非線形抵抗 |
| WO2018009901A1 (en) | 2016-07-07 | 2018-01-11 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal hot electron transistor |
| CN111919302A (zh) | 2018-03-30 | 2020-11-10 | 非结晶公司 | 非晶金属薄膜晶体管 |
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| US3871067A (en) * | 1973-06-29 | 1975-03-18 | Ibm | Method of manufacturing a semiconductor device |
| DE2802838A1 (de) * | 1978-01-23 | 1979-08-16 | Siemens Ag | Mis-feldeffekttransistor mit kurzer kanallaenge |
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| JPS5679449A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Production of semiconductor device |
| US4385947A (en) * | 1981-07-29 | 1983-05-31 | Harris Corporation | Method for fabricating CMOS in P substrate with single guard ring using local oxidation |
| JPS594058A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 配線用金属膜の安定化方法 |
| JPS59113645A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 配線パタ−ンの形成方法 |
| JPS6218023A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置に於けるマイグレ−シヨン防止法 |
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| JPS63122245A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039820A patent/JPH0750697B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-20 KR KR1019900002074A patent/KR930009013B1/ko not_active IP Right Cessation
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1992
- 1992-07-08 US US07/910,458 patent/US5300462A/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| CN108620812A (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶材组件的制造方法 |
| CN108620812B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-10-22 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶材组件的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0750697B2 (ja) | 1995-05-31 |
| KR900013619A (ko) | 1990-09-06 |
| US5300462A (en) | 1994-04-05 |
| KR930009013B1 (ko) | 1993-09-18 |
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