JPH02231713A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH02231713A JPH02231713A JP5232289A JP5232289A JPH02231713A JP H02231713 A JPH02231713 A JP H02231713A JP 5232289 A JP5232289 A JP 5232289A JP 5232289 A JP5232289 A JP 5232289A JP H02231713 A JPH02231713 A JP H02231713A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- titanium
- titanium silicide
- titanium nitride
- nitride film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 23
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 20
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 13
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 abstract description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 46
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 boron ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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、特にアルミ電極
形成時のバリア膜の形成方法に関する． 〔従来の技術〕 従来、シリコン基板を用いる半導体装置の製造方法にお
いては、アルミ電極形成時のバリア性薄膜として、スバ
ッタ法により形成される窒化チタン膜が用いられていた
．アルミ電極とシリコン基板との間に窒化チタン膜を形
成することにより、熱処理によってもアルミニウムの合
金化によりシリコン基板は損傷を受けることはなくなり
、良好な特性の半導体装置が得られる．しかし、窒化チ
タン膜は加工性が悪いため、パターニングの際残さが発
生しやすい等の問題があった． この対策としてアルミ電極が形成されるコンタクト孔内
のみに自己整合的に窒化チタン膜を形成する方法がある
（例えば特開昭６２−６１３４５公報）．この方法では
コンタクト孔内に露出したチタンシリサイド膜を、窒素
雰囲気中で１０００〜１１００℃の熱処理を行なうこと
によりチタンシリサイド膜表面に窒化チタン膜を形成し
ていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の半導体装置の製造方法では、窒化チタン
膜の形成の為にチタンシリサイド膜を窒素雰囲気中で１
０００〜１１００℃という高温で熱処理を行なっている
ので、チタンシリサイド膜に膜劣化が起き、層抵抗値が
増大するという欠点がある．また、この高温処理により
、シリコン基板中の不純物の再分布が起こり、製造され
た半導体装置においては、所望の素子特性が得られない
という欠点もある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の半導体装置の製造方法は、シリコン基板表面に
チタン膜を形成したのち熱処理しチタンシリサイド膜を
形成する工程と、アンモニアガスを分解して形成された
プラズマ中で熱処理し前記チタンシリサイド膜表面の少
くとも一部に窒化チタン膜を形成する工程とを含んで構
成される．〔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）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である． まず、第１図（ａ）に示すように、Ｐ型Ｓｉ基板１０上
にホウ素をイオン注入し、チャネルストッパー１１を形
成したのち、選択酸化法により厚さ０．５μｍのフィー
ルド酸化膜１２を形成する．次で７ ０ ｋｅＶのエネ
ルギー、３ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−２のドーズ量でＡｓ
イオンをイオン注入し、９５０℃２０分の熱処理を行な
い Ｎ＋型拡散層１３を形成する． 次に第１図（ｂ）に示すように、−全面にスパッタ法に
より６０ｎｍの厚さにチタンを堆積したのち、窒素雰囲
気中で６００℃、３０秒の熱処理を行ない、Ｎ＋型拡散
層１３上に自己整合的にチタンシリサイド膜１４を形成
する．フィールド酸化膜１２上の未反応チタンをＨ２０
２とＮＨ．ＯＨの溶液により除去したのち、再び窒素雰
囲気中で８００℃３０秒の熱処理を行なう． 次に第１図（ｃ）に示すように、全面にＰＳＧ膜１５を
ＣＶＤ法により０．５μｍの膜厚に形成したのち、リフ
ロ一の為、窒素雰囲気中で９００’Ｃ３０分の熱処理を
行なう．その後、通常のリソグラフィー技術とエッチン
グによりコンタクト孔１６を形成したのち、アンモニア
ガスを分解して生成したプラズマ中で７００℃二３０分
の熱処理を行ない、コンタクト孔の部分にのみ窒化チタ
ン膜１７を形成する． 次に第１．図（ｄ）に示すように、アルミニウム膜を０
．５μｍの膜厚でスパッタ法により形成した後、通常の
リソグラフィー技術とエッチングによりパターニングし
−、窒化チタン膜１７上にアルミ電極１８を形成する． このように第１の実施例によれば、窒化チタン膜１７を
形成する熱処理が７００℃という低温であるので、Ｎ′
″型拡散層１３における不純物拡散は全く起きず、また
、チタンシリサイド膜の劣下による層抵抗−値増加もな
い為、素子特性の劣下はない．更にこの窒化チタン膜１
７は自己整合的に形成されるため、作製プロセスが容易
である．第２ｆｆｌ（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実
施例を説明するための工程順に示した半導体チップの断
面図である． まず第２図（ａ）に示すように、第１の実施例で説明し
たと同じ製造方法により、Ｐ型Ｓｉ基板上にチャネルス
トツパ１ｌとフィールド酸化Ｍｌ２を形成したのち、Ｎ
１型拡散層１３を形成する．次でこのＮ＋型拡散層１３
上にのみチタンシリサイド膜１４を形成する． 次に第２図（ｂ）に示すように、アンモニアガスを分解
して生成したプラズマ中で７００℃３０分の熱処理を行
なうことにより、チタンシリサイド膜１４の表面全面に
わたって、窒化チタン膜１７Ａを形成する．次に、第２
図（Ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により厚さ０．５μｍ
のＰＳＧ膜１５を形成したのち、リフロ一の為、窒素雰
囲気中で９００℃３０分の熱処理を行う．次でコンタク
ト孔１６を形成する． 次に第２図（ｄ）に示すように、スパッタ法により厚さ
０．５μｍのアルミニウム膜を形成したのち、パターニ
ングしアルミ電極１８を形成する． 本第２の実施例ではチタンシリサイド膜１４表面の全面
が窒化チタン膜１７Ａにより被われているため、ＰＳＧ
膜１５をリフローするための９００℃の熱処理によって
もチタンシリサイド膜１４は劣化しにくいため、第１の
実施例に比べチタンシリサイド膜１４の層抵抗の増大は
少ないという利点がある． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、アルミ電極のバリア膜と
して窒化チタン膜を形成する際に、アンモニアガスを分
解して形成されたプラズマ中でチタンシリサイド膜を熱
処理することにより、従来より低温で窒化チタン膜が形
成できるため、シリコン基板中の不純物の再分布は起る
ことはなくなる。またチタンシリサイド膜の劣化による
層抵抗値の増加もなくなる．従って、特性の優れた半導
体装置が得られるという効果がある． は本発明の第１及び第２の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である． １０・・・Ｐ型Ｓｉ基板、１１・・・チャネルストッパ
ー １２・・・フィールド酸化膜、１３・・・Ｎ＋型拡
散層、１４・・・チタンシリサイド膜、１５・・・ＰＳ
Ｇ膜、１６・・・コンタクト孔、１７．１７Ａ・・・窒
化チタン膜、１８・・・アルミ電極． 代理人 弁理士 内 原 晋
形成時のバリア膜の形成方法に関する． 〔従来の技術〕 従来、シリコン基板を用いる半導体装置の製造方法にお
いては、アルミ電極形成時のバリア性薄膜として、スバ
ッタ法により形成される窒化チタン膜が用いられていた
．アルミ電極とシリコン基板との間に窒化チタン膜を形
成することにより、熱処理によってもアルミニウムの合
金化によりシリコン基板は損傷を受けることはなくなり
、良好な特性の半導体装置が得られる．しかし、窒化チ
タン膜は加工性が悪いため、パターニングの際残さが発
生しやすい等の問題があった． この対策としてアルミ電極が形成されるコンタクト孔内
のみに自己整合的に窒化チタン膜を形成する方法がある
（例えば特開昭６２−６１３４５公報）．この方法では
コンタクト孔内に露出したチタンシリサイド膜を、窒素
雰囲気中で１０００〜１１００℃の熱処理を行なうこと
によりチタンシリサイド膜表面に窒化チタン膜を形成し
ていた． 〔発明が解決しようとする課題〕 上述した従来の半導体装置の製造方法では、窒化チタン
膜の形成の為にチタンシリサイド膜を窒素雰囲気中で１
０００〜１１００℃という高温で熱処理を行なっている
ので、チタンシリサイド膜に膜劣化が起き、層抵抗値が
増大するという欠点がある．また、この高温処理により
、シリコン基板中の不純物の再分布が起こり、製造され
た半導体装置においては、所望の素子特性が得られない
という欠点もある． 〔課題を解決するための手段〕 本発明の半導体装置の製造方法は、シリコン基板表面に
チタン膜を形成したのち熱処理しチタンシリサイド膜を
形成する工程と、アンモニアガスを分解して形成された
プラズマ中で熱処理し前記チタンシリサイド膜表面の少
くとも一部に窒化チタン膜を形成する工程とを含んで構
成される．〔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）〜（ｄ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である． まず、第１図（ａ）に示すように、Ｐ型Ｓｉ基板１０上
にホウ素をイオン注入し、チャネルストッパー１１を形
成したのち、選択酸化法により厚さ０．５μｍのフィー
ルド酸化膜１２を形成する．次で７ ０ ｋｅＶのエネ
ルギー、３ Ｘ １ ０ ”ｃｍ−２のドーズ量でＡｓ
イオンをイオン注入し、９５０℃２０分の熱処理を行な
い Ｎ＋型拡散層１３を形成する． 次に第１図（ｂ）に示すように、−全面にスパッタ法に
より６０ｎｍの厚さにチタンを堆積したのち、窒素雰囲
気中で６００℃、３０秒の熱処理を行ない、Ｎ＋型拡散
層１３上に自己整合的にチタンシリサイド膜１４を形成
する．フィールド酸化膜１２上の未反応チタンをＨ２０
２とＮＨ．ＯＨの溶液により除去したのち、再び窒素雰
囲気中で８００℃３０秒の熱処理を行なう． 次に第１図（ｃ）に示すように、全面にＰＳＧ膜１５を
ＣＶＤ法により０．５μｍの膜厚に形成したのち、リフ
ロ一の為、窒素雰囲気中で９００’Ｃ３０分の熱処理を
行なう．その後、通常のリソグラフィー技術とエッチン
グによりコンタクト孔１６を形成したのち、アンモニア
ガスを分解して生成したプラズマ中で７００℃二３０分
の熱処理を行ない、コンタクト孔の部分にのみ窒化チタ
ン膜１７を形成する． 次に第１．図（ｄ）に示すように、アルミニウム膜を０
．５μｍの膜厚でスパッタ法により形成した後、通常の
リソグラフィー技術とエッチングによりパターニングし
−、窒化チタン膜１７上にアルミ電極１８を形成する． このように第１の実施例によれば、窒化チタン膜１７を
形成する熱処理が７００℃という低温であるので、Ｎ′
″型拡散層１３における不純物拡散は全く起きず、また
、チタンシリサイド膜の劣下による層抵抗−値増加もな
い為、素子特性の劣下はない．更にこの窒化チタン膜１
７は自己整合的に形成されるため、作製プロセスが容易
である．第２ｆｆｌ（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実
施例を説明するための工程順に示した半導体チップの断
面図である． まず第２図（ａ）に示すように、第１の実施例で説明し
たと同じ製造方法により、Ｐ型Ｓｉ基板上にチャネルス
トツパ１ｌとフィールド酸化Ｍｌ２を形成したのち、Ｎ
１型拡散層１３を形成する．次でこのＮ＋型拡散層１３
上にのみチタンシリサイド膜１４を形成する． 次に第２図（ｂ）に示すように、アンモニアガスを分解
して生成したプラズマ中で７００℃３０分の熱処理を行
なうことにより、チタンシリサイド膜１４の表面全面に
わたって、窒化チタン膜１７Ａを形成する．次に、第２
図（Ｃ）に示すように、ＣＶＤ法により厚さ０．５μｍ
のＰＳＧ膜１５を形成したのち、リフロ一の為、窒素雰
囲気中で９００℃３０分の熱処理を行う．次でコンタク
ト孔１６を形成する． 次に第２図（ｄ）に示すように、スパッタ法により厚さ
０．５μｍのアルミニウム膜を形成したのち、パターニ
ングしアルミ電極１８を形成する． 本第２の実施例ではチタンシリサイド膜１４表面の全面
が窒化チタン膜１７Ａにより被われているため、ＰＳＧ
膜１５をリフローするための９００℃の熱処理によって
もチタンシリサイド膜１４は劣化しにくいため、第１の
実施例に比べチタンシリサイド膜１４の層抵抗の増大は
少ないという利点がある． 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明は、アルミ電極のバリア膜と
して窒化チタン膜を形成する際に、アンモニアガスを分
解して形成されたプラズマ中でチタンシリサイド膜を熱
処理することにより、従来より低温で窒化チタン膜が形
成できるため、シリコン基板中の不純物の再分布は起る
ことはなくなる。またチタンシリサイド膜の劣化による
層抵抗値の増加もなくなる．従って、特性の優れた半導
体装置が得られるという効果がある． は本発明の第１及び第２の実施例を説明するための半導
体チップの断面図である． １０・・・Ｐ型Ｓｉ基板、１１・・・チャネルストッパ
ー １２・・・フィールド酸化膜、１３・・・Ｎ＋型拡
散層、１４・・・チタンシリサイド膜、１５・・・ＰＳ
Ｇ膜、１６・・・コンタクト孔、１７．１７Ａ・・・窒
化チタン膜、１８・・・アルミ電極． 代理人 弁理士 内 原 晋
第１図（ａ） 〜（ｄ）及び第２図（ａ）〜（ｄ）第１
図 第２ 図
図 第２ 図
Claims (1)
- シリコン基板表面にチタン膜を形成したのち熱処理しチ
タンシリサイド膜を形成する工程と、アンモニアガスを
分解して形成されたプラズマ中で熱処理し前記チタンシ
リサイド膜表面の少くとも一部に窒化チタン膜を形成す
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
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232289A JPH02231713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5232289A JPH02231713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02231713A true JPH02231713A (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12911558
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5232289A Pending JPH02231713A (ja) | 1989-03-03 | 1989-03-03 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02231713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5545592A (en) * | 1995-02-24 | 1996-08-13 | Advanced Micro Devices, Inc. | Nitrogen treatment for metal-silicide contact |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62169412A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-25 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH01298765A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1989
- 1989-03-03 JP JP5232289A patent/JPH02231713A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62169412A (ja) * | 1986-01-22 | 1987-07-25 | Hitachi Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH01298765A (ja) * | 1988-05-27 | 1989-12-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5545592A (en) * | 1995-02-24 | 1996-08-13 | Advanced Micro Devices, Inc. | Nitrogen treatment for metal-silicide contact |
| US5912508A (en) * | 1995-02-24 | 1999-06-15 | Advanced Micro Devices, Inc. | Metal-semiconductor contact formed using nitrogen plasma |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0837164A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02231713A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3185235B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS59200418A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61102059A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0653492A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPS60198814A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS62122173A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH02106971A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JPS63275181A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20030022489A1 (en) | Method of fabricating high melting point metal wiring layer, method of fabricating semiconductor device and semiconductor device | |
| JPH06177067A (ja) | 半導体集積回路装置の製造方法 | |
| JPH0380542A (ja) | 半導体集積回路装置 | |
| KR100318273B1 (ko) | 반도체 소자의 비트라인 형성방법 | |
| KR0171315B1 (ko) | 반도체 소자의 실리사이드 형성 방법 | |
| JPS6134255B2 (ja) | ||
| JPH09213957A (ja) | 半導体装置の製法 | |
| JPH09246394A (ja) | 半導体集積回路装置およびその製造方法 | |
| JPH01109766A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH053172A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH02218164A (ja) | Ｍｉｓ型電界効果トランジスタ | |
| JPH022138A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0499385A (ja) | Ｍｏｓ型半導体装置の製造方法 | |
| JPS63266865A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06204172A (ja) | 半導体装置の製造方法 |