JPH02296323A - 集積回路装置の製造方法 - Google Patents
集積回路装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH02296323A JPH02296323A JP9238290A JP9238290A JPH02296323A JP H02296323 A JPH02296323 A JP H02296323A JP 9238290 A JP9238290 A JP 9238290A JP 9238290 A JP9238290 A JP 9238290A JP H02296323 A JPH02296323 A JP H02296323A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- titanium
- silicide
- silicon
- metal
- 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
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 8
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 49
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 41
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 31
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 29
- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 32
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 238000004151 rapid thermal annealing Methods 0.000 claims description 13
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 10
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 9
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 8
- 239000007943 implant Substances 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 claims description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 claims description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 silicon nitrides Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 17
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 17
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 14
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 abstract description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 13
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 10
- 238000011109 contamination Methods 0.000 abstract description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 13
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 6
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 5
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 239000010408 film Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001069 Ti alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N alumane;titanium Chemical compound [AlH3].[Ti] UQZIWOQVLUASCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- DJGLQWCKPYQFJG-UHFFFAOYSA-N hydrogen peroxide;titanium Chemical compound [Ti].OO DJGLQWCKPYQFJG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 239000008385 outer phase Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N oxygen-15 atom Chemical compound [15O] QVGXLLKOCUKJST-BJUDXGSMSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011044 quartzite Substances 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N titanium tungsten Chemical compound [Ti].[W] MAKDTFFYCIMFQP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCCCITLTAYTIEO-UHFFFAOYSA-N titanium yttrium Chemical compound [Ti].[Y] CCCCITLTAYTIEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/28008—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
- H01L21/28017—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
- H01L21/28026—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor
- H01L21/28035—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities
- H01L21/28044—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer
- H01L21/28052—Making conductor-insulator-semiconductor electrodes the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon characterised by the conductor the final conductor layer next to the insulator being silicon, e.g. polysilicon, with or without impurities the conductor comprising at least another non-silicon conductive layer the conductor comprising a silicide layer formed by the silicidation reaction of silicon with a metal layer
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28518—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising silicides
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- 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]
本発明は集積回路およびその製造方法に関する。
[従来の技術]
集積回路の開光に携わる研究者は各トランジスタのソー
ス、ゲートおよびドレインの接点の抵抗率を低下させ、
また、lランジスタ間の相tr’、 接続の抵抗率を低
下させる新たな方法および構造を探し続けている。様々
な超耐熱金属ケイ化物は抵抗率が低く、安定で、しかも
、自己整合形成が可能なので、集積回路設計の分野では
普遍的な材料になりつつある。
ス、ゲートおよびドレインの接点の抵抗率を低下させ、
また、lランジスタ間の相tr’、 接続の抵抗率を低
下させる新たな方法および構造を探し続けている。様々
な超耐熱金属ケイ化物は抵抗率が低く、安定で、しかも
、自己整合形成が可能なので、集積回路設計の分野では
普遍的な材料になりつつある。
最近、ケイ化チタンがVLSI用途で昨週的な材料にな
りつつある。代表的な自己整合ケイ化チタン2人では、
ゲー1−、ソースおよびドレインを形成した後に、チタ
ン薄膜層を被着する。チタンはソース/ドレインのシリ
コンおよびゲートポリシリコンと反応し、ケイ化チタン
を生成する。通常、ゲートスタックに隣接する酸化物ス
ペーサーは、ソースまたはドレイン七ゲートとの間で架
橋が起こることを防雨する。なぜなら、チタンは二酸化
ケイ素と殆ど反応しないからである。(その他のリイ化
物も同様な方法により形成される。) 代表的なケイ化
チタン生成力法について現在詳細に検討が進められてい
る。部分的に製造された集積回路1.に蒸首またはスパ
ッタ法により膜厚が約1100nのチタン薄膜を被着す
る。回路は露出されたシリコンとポリシリコン面(結局
、チタンと反応する)および二酸化ケイ素またはその他
の物質(望ましくは、グ・タンと反応しない)を有する
。
りつつある。代表的な自己整合ケイ化チタン2人では、
ゲー1−、ソースおよびドレインを形成した後に、チタ
ン薄膜層を被着する。チタンはソース/ドレインのシリ
コンおよびゲートポリシリコンと反応し、ケイ化チタン
を生成する。通常、ゲートスタックに隣接する酸化物ス
ペーサーは、ソースまたはドレイン七ゲートとの間で架
橋が起こることを防雨する。なぜなら、チタンは二酸化
ケイ素と殆ど反応しないからである。(その他のリイ化
物も同様な方法により形成される。) 代表的なケイ化
チタン生成力法について現在詳細に検討が進められてい
る。部分的に製造された集積回路1.に蒸首またはスパ
ッタ法により膜厚が約1100nのチタン薄膜を被着す
る。回路は露出されたシリコンとポリシリコン面(結局
、チタンと反応する)および二酸化ケイ素またはその他
の物質(望ましくは、グ・タンと反応しない)を有する
。
次に、必要に応じて、シリコンをチタン中に打込む。シ
リコン打込みは下部のシリコンまたはポリシリコン基板
を若干損傷し、そして、より完全なケイ化チタン生成を
確実にする。次いで、加熱することによりチタンを下部
のシリコンまたはポリシリコンと反応させる。加熱は常
用の炉中で行うこともできるし、または、急速加熱アニ
ーリング法(RTA)(別名、急速加熱加工法(RTP
)とも呼ばれる)により行うこともできる。
リコン打込みは下部のシリコンまたはポリシリコン基板
を若干損傷し、そして、より完全なケイ化チタン生成を
確実にする。次いで、加熱することによりチタンを下部
のシリコンまたはポリシリコンと反応させる。加熱は常
用の炉中で行うこともできるし、または、急速加熱アニ
ーリング法(RTA)(別名、急速加熱加工法(RTP
)とも呼ばれる)により行うこともできる。
この加熱処理は窒素雰囲気中で行われる。反応中に酸素
が存在すると二酸化チタンの生成を促進することか発見
されたので、酸素を除去することか望ましい。−二酸化
チタンは絶縁体なので、これが存在すると、冑られたケ
イ化物層の抵抗率を飛躍的に増大させる。高い抵抗率は
望ましくない。
が存在すると二酸化チタンの生成を促進することか発見
されたので、酸素を除去することか望ましい。−二酸化
チタンは絶縁体なので、これが存在すると、冑られたケ
イ化物層の抵抗率を飛躍的に増大させる。高い抵抗率は
望ましくない。
前記の方法において窒素雰囲気が存在すると、本質的に
、最」一部にチタン金属層を有する窒化チタンキャップ
が成長する。
、最」一部にチタン金属層を有する窒化チタンキャップ
が成長する。
前記の加熱工程後に、過酸化水素およびリン酸によるエ
ツチングを行い、薄い窒化物キャップと全ての未反応チ
タンを除去する。最後に、第2の加熱工程を実施し、ケ
イ化チタンの相を低抵抗率の相に変える。
ツチングを行い、薄い窒化物キャップと全ての未反応チ
タンを除去する。最後に、第2の加熱工程を実施し、ケ
イ化チタンの相を低抵抗率の相に変える。
[発明が解決しようとする課題]
前記のように、ゲイ化物反応方法で使用される窒素雰囲
気中における酸素汚染の問題は重大な問題である。酸素
汚染を防雨する ・つの方法が米国特許第469073
0号明細8に開示されている。
気中における酸素汚染の問題は重大な問題である。酸素
汚染を防雨する ・つの方法が米国特許第469073
0号明細8に開示されている。
この方法によれば、最初の加熱■、程の1);1に、−
′酸化ケイ素のキャップまたは窒化チタンまたは窒化一 ケイ素の−1−層を有する二酸化ケイ素のキャップを被
着する。このキャップ層は前記の望ましくない酸素汚染
の問題を防止4−る。
′酸化ケイ素のキャップまたは窒化チタンまたは窒化一 ケイ素の−1−層を有する二酸化ケイ素のキャップを被
着する。このキャップ層は前記の望ましくない酸素汚染
の問題を防止4−る。
しかし、1lij記のような酸化物キャップを除去する
際に別の問題か発生することが発見された。この酸化物
キャップを除去するエツチング剤およびエツチング方法
はド部のケイ化物も攻撃する傾向がある。従って、ケイ
化物の抵抗率および最終のケイ化物層の厚さは、これを
保護するために設d1された現実の方法により悪影響を
被る。
際に別の問題か発生することが発見された。この酸化物
キャップを除去するエツチング剤およびエツチング方法
はド部のケイ化物も攻撃する傾向がある。従って、ケイ
化物の抵抗率および最終のケイ化物層の厚さは、これを
保護するために設d1された現実の方法により悪影響を
被る。
[課題を解決するための手段]
前記課題を解決する手段として、本発明は、下部のケイ
化物を損傷する危険を殆ど伴うことなく(所望により)
除去することのできる、ケイ化物用の保護キャップを提
供する。成る実施例では、保護キャップは窒化チタンか
ら形成されている。
化物を損傷する危険を殆ど伴うことなく(所望により)
除去することのできる、ケイ化物用の保護キャップを提
供する。成る実施例では、保護キャップは窒化チタンか
ら形成されている。
この窒化チタンは、ケイ化物を形成する最初の加熱工程
の前に形成される。このキャップは最初の加熱1稈中の
酸素l!5染を防11する機能を果たす。
の前に形成される。このキャップは最初の加熱1稈中の
酸素l!5染を防11する機能を果たす。
更に、慣用の急速加熱アニーリング法はウェハ全体を均
一に加熱しないことが発見された。従っテ、ウェハの一
部分の集積回路はウェハの別の部分の集積回路よりも一
層加熱される。最初の加熱五程はケイ化物の膜厚を決定
するので、ウェハの部分の集積回路にはウェハの別の部
分の集積回路よりも−・層厚いり°イ化物層が形成され
る。本発明によれば、被17される全ての金属がド部の
シリコンまたはポリシリコンと反応されるようにするこ
とにより抵抗の変動を軽減する。本発明の幾つかの実施
例では、保護キャップはゲイ化物形成の後に除去される
。他の実施例では、保護キャップは適所に残留し、電気
導体としての機能を果たす。
一に加熱しないことが発見された。従っテ、ウェハの一
部分の集積回路はウェハの別の部分の集積回路よりも一
層加熱される。最初の加熱五程はケイ化物の膜厚を決定
するので、ウェハの部分の集積回路にはウェハの別の部
分の集積回路よりも−・層厚いり°イ化物層が形成され
る。本発明によれば、被17される全ての金属がド部の
シリコンまたはポリシリコンと反応されるようにするこ
とにより抵抗の変動を軽減する。本発明の幾つかの実施
例では、保護キャップはゲイ化物形成の後に除去される
。他の実施例では、保護キャップは適所に残留し、電気
導体としての機能を果たす。
[実施例]
以−ド、図面を参照しながら本発明を更に詳細に説明す
る。
る。
第1図は加丁、中の集積回路の 部分の断面図である。
Jjうまてもなく、図面は所定の・」°法に従って作図
されものではなく、また、各層は比例関係に基づいて作
図されたものでもない。中に、本発明を容易に理解でき
るようにようにするために作図されている。各トランジ
スタの細部は明確化と・膜化のために省略されている。
されものではなく、また、各層は比例関係に基づいて作
図されたものでもない。中に、本発明を容易に理解でき
るようにようにするために作図されている。各トランジ
スタの細部は明確化と・膜化のために省略されている。
初号11はケイ化物が形成されるシリコン領域を示す。
nS”; 11はシリコン基板または被着エピタキシャ
ルシリコン若しくはポリシリコンを示す。これはドープ
されていても、あるいは、ドープされていなくてもとち
らでも良い。符号13はケイ化物を形成しない、二酸化
ケイ素のような材料の領域を示す。
ルシリコン若しくはポリシリコンを示す。これはドープ
されていても、あるいは、ドープされていなくてもとち
らでも良い。符号13はケイ化物を形成しない、二酸化
ケイ素のような材料の領域を示す。
符号11は、例えば、トランジスタのソースまたはドレ
イン領域であることもできる。また、11号11はゲー
ト酸化物の頂部のポリシリコン層を示すこともある。こ
の−・対の層はトランジスタのゲートスタックを構成す
る。別の態様では、符号11はポリシリコンランナーを
示すこともある。
イン領域であることもできる。また、11号11はゲー
ト酸化物の頂部のポリシリコン層を示すこともある。こ
の−・対の層はトランジスタのゲートスタックを構成す
る。別の態様では、符号11はポリシリコンランナーを
示すこともある。
符−313は当X−者に公知の様々な方法により形成さ
れた電界酸化物を示すこともある。別の態様では、符す
13はゲートスペーサーを示すこともある。
れた電界酸化物を示すこともある。別の態様では、符す
13はゲートスペーサーを示すこともある。
第2図を参:(!1する。符号15は超耐熱金属(好ま
しくは、チタン)の層を小ず。層15は領域l■と領域
13の両方に被着される。層15の厚さは一般的に、2
0nm〜80nmの範囲内、現在の成る方法における好
ましい厚さは約40nmである。
しくは、チタン)の層を小ず。層15は領域l■と領域
13の両方に被着される。層15の厚さは一般的に、2
0nm〜80nmの範囲内、現在の成る方法における好
ましい厚さは約40nmである。
本発明の方法における金属の被着量は−・膜内に、慣用
のケイ化物形成法における金属の被着量よりも少なく、
また、前記の米国特許第4690730号明細書に開示
された量(100nm)よりも少ない。本発明における
このような低められた厚さは、シリコン領域11に被着
された金属の完全反応を可能にする。
のケイ化物形成法における金属の被着量よりも少なく、
また、前記の米国特許第4690730号明細書に開示
された量(100nm)よりも少ない。本発明における
このような低められた厚さは、シリコン領域11に被着
された金属の完全反応を可能にする。
慣用のケイ化物形成法のメカニズムの解明中に、本発明
者らは、厚さ1100nの金属を被着した場合、約40
nm〜60nmまでの範囲内の量が下部のシリコン領域
と反応したことを発見した。反応した金属量は反応部位
か受けた熱の111により変化した。急速加熱アニーリ
ング法(RTA)はウェハ表面を1・分均 に加熱しな
いので、打上の集積回路は他の集積回路よりも厚いケイ
化物を自していた。このような過大な厚さのゲイ化物を
イrする集積回路は幾らか低い抵抗率を小した。テスト
ウニ1〇− ハの様々な部分に形成されたケイ化物の抵抗ネ(を調へ
たところ、ウェハーLのケイ化物の位置に応して、抵抗
率か約11QA変動d−るこ占が判明した。
者らは、厚さ1100nの金属を被着した場合、約40
nm〜60nmまでの範囲内の量が下部のシリコン領域
と反応したことを発見した。反応した金属量は反応部位
か受けた熱の111により変化した。急速加熱アニーリ
ング法(RTA)はウェハ表面を1・分均 に加熱しな
いので、打上の集積回路は他の集積回路よりも厚いケイ
化物を自していた。このような過大な厚さのゲイ化物を
イrする集積回路は幾らか低い抵抗率を小した。テスト
ウニ1〇− ハの様々な部分に形成されたケイ化物の抵抗ネ(を調へ
たところ、ウェハーLのケイ化物の位置に応して、抵抗
率か約11QA変動d−るこ占が判明した。
慣用方法では、未反応チタンは後でエツチングにより除
去される。本発明の方法によれば、シリコン領域十に彼
?′tされた殆ど全てのチタンか反応する。
去される。本発明の方法によれば、シリコン領域十に彼
?′tされた殆ど全てのチタンか反応する。
第3図を参!1(1する。保護キャップ17が金属層1
5の上に形成される。金属層15がチタンである場合、
キャップ17は好ましくは窒化チタンである。層17は
窒素雰囲気中でチタンターゲットから反応性スパッタに
より被着することができる。
5の上に形成される。金属層15がチタンである場合、
キャップ17は好ましくは窒化チタンである。層17は
窒素雰囲気中でチタンターゲットから反応性スパッタに
より被着することができる。
別法として、層17は不活性雰囲気中で複合窒化チタン
ターゲットからスパッタにより被着することもてきる。
ターゲットからスパッタにより被着することもてきる。
層17はその後の加熱−1,程中における酸素汚染を防
11.する。層17の膜厚は好ましくは、30nm〜8
’Onmの範囲内である。窒化チタンの代わりとして、
窒化ゲイ素も使用できる。窒化ゲイ素はスパッタ駄また
はプラズマ蒸着υ、により被着することができる。窒化
ケイ素も酸素15′染を防雨する。(下記で説明するよ
うに、窒化ゲイ素層は後に温リン酸中またはその他の適
当なウェットまたはドライエツチング剤によりエツチン
グ除去される。) 慣用のケイ化物形成η、(キャップ層17を有しない)
のメカニズムの解明中に、最初の(即ち、ケイ化物形成
)急速加熱アニーリング工程中に薄い(約15nm)窒
化チタン層がチタン−1r、に形成することが発見され
た。加熱アニーリングが進行するにつれて、三種類の競
争反応か起こる。チタンとシリコンが反応し、チタン/
シリコン界面付近にケイ化チタンを形成する。加熱装置
中の残留酸素はチタンの−に層に浸透し、そして、ケイ
化物に出会うまで内部深く侵入し、その結果、形成され
た層の抵抗率を著しく増大させる。更に、窒素はチタン
の1−層に侵透し、窒化チタンを形成する。
11.する。層17の膜厚は好ましくは、30nm〜8
’Onmの範囲内である。窒化チタンの代わりとして、
窒化ゲイ素も使用できる。窒化ゲイ素はスパッタ駄また
はプラズマ蒸着υ、により被着することができる。窒化
ケイ素も酸素15′染を防雨する。(下記で説明するよ
うに、窒化ゲイ素層は後に温リン酸中またはその他の適
当なウェットまたはドライエツチング剤によりエツチン
グ除去される。) 慣用のケイ化物形成η、(キャップ層17を有しない)
のメカニズムの解明中に、最初の(即ち、ケイ化物形成
)急速加熱アニーリング工程中に薄い(約15nm)窒
化チタン層がチタン−1r、に形成することが発見され
た。加熱アニーリングが進行するにつれて、三種類の競
争反応か起こる。チタンとシリコンが反応し、チタン/
シリコン界面付近にケイ化チタンを形成する。加熱装置
中の残留酸素はチタンの−に層に浸透し、そして、ケイ
化物に出会うまで内部深く侵入し、その結果、形成され
た層の抵抗率を著しく増大させる。更に、窒素はチタン
の1−層に侵透し、窒化チタンを形成する。
しかし、窒化チタン中における窒素の自己制限拡散のた
めに、窒化千タンはLに構造体の外面に残る。従って、
(11られた構造体は、酸素でlぢ染されたケイ化チタ
ンの層と、続いて未反応チタンの層と、窒化チタンの薄
膜で被覆されたサンドイッチ状をしている。前記のよう
に、ケイ化チタンの最終厚さは加熱温度により変化する
。
めに、窒化千タンはLに構造体の外面に残る。従って、
(11られた構造体は、酸素でlぢ染されたケイ化チタ
ンの層と、続いて未反応チタンの層と、窒化チタンの薄
膜で被覆されたサンドイッチ状をしている。前記のよう
に、ケイ化チタンの最終厚さは加熱温度により変化する
。
あいにく、慣用の方法における最初の加熱工程中に形成
される窒化チタンはグ゛タン金属中への酸素侵入を防市
しない。本発明によれば、厚い窒化チタンキャップが加
熱工程前に別に形成される。
される窒化チタンはグ゛タン金属中への酸素侵入を防市
しない。本発明によれば、厚い窒化チタンキャップが加
熱工程前に別に形成される。
この別個に形成されたキャップはその後の加熱−1程に
おける酸素浸透から下部の金属を保護することができる
。
おける酸素浸透から下部の金属を保護することができる
。
再び第3図を参照する。層17を被着した後、層17お
よび15を通して、必要に応じて、シリコン打込みを行
う。代表的な打込みドーズ量はlX1015イオン/c
m2〜3’X 10t sイオン/cm2の範囲内、好
ましくは、lXl015 イオン/cm2で、約110
k e vのエネルギーて行オ)れる。この打込みに
より、チタン/ノリコン界Cff1か混合され、第2の
加熱ト稈(ゲイ化物の抵抗率をドげるために行オ)れる
)中に 層効果的なケイ化物形成か促進される。(所望
により、シリコン打込みは窒化チタンの被着前に行うこ
七もできる。)第4図は次の1−桿で起こることを示し
ている。
よび15を通して、必要に応じて、シリコン打込みを行
う。代表的な打込みドーズ量はlX1015イオン/c
m2〜3’X 10t sイオン/cm2の範囲内、好
ましくは、lXl015 イオン/cm2で、約110
k e vのエネルギーて行オ)れる。この打込みに
より、チタン/ノリコン界Cff1か混合され、第2の
加熱ト稈(ゲイ化物の抵抗率をドげるために行オ)れる
)中に 層効果的なケイ化物形成か促進される。(所望
により、シリコン打込みは窒化チタンの被着前に行うこ
七もできる。)第4図は次の1−桿で起こることを示し
ている。
ウェハは窒素雰囲気中で、一般的に、600 ’C〜6
60℃の範囲内の温度で、20秒〜120秒間にわたっ
て急速加熱アニーリングを受ける。代表的なRT A
21.では、温度は1秒間におおよそ50℃(・般的に
、フラッシュランプによる)の速度で特定のアニーリン
グ温度にまで上昇し、その温度のまま所定時間にわたっ
て維持される。その後、ウェハは冷却される。本発明に
よれば、ますます初層的になりつつある慣用のRTA法
の従来未解決の欠点が除去される。常用の炉加熱中に受
ける望ましからざる酸素汚染のi’+7能性を除去する
ために、第1および第2の加熱工程の両方についてこれ
らの方法が使用されている。しかし、前記のように、現
在使用されている殆どの装置はウェハの面全体を完全に
均・に加熱しない。ウェハ表面の何箇所かは他の箇所よ
りもr、−]多くの熱を受ける。
60℃の範囲内の温度で、20秒〜120秒間にわたっ
て急速加熱アニーリングを受ける。代表的なRT A
21.では、温度は1秒間におおよそ50℃(・般的に
、フラッシュランプによる)の速度で特定のアニーリン
グ温度にまで上昇し、その温度のまま所定時間にわたっ
て維持される。その後、ウェハは冷却される。本発明に
よれば、ますます初層的になりつつある慣用のRTA法
の従来未解決の欠点が除去される。常用の炉加熱中に受
ける望ましからざる酸素汚染のi’+7能性を除去する
ために、第1および第2の加熱工程の両方についてこれ
らの方法が使用されている。しかし、前記のように、現
在使用されている殆どの装置はウェハの面全体を完全に
均・に加熱しない。ウェハ表面の何箇所かは他の箇所よ
りもr、−]多くの熱を受ける。
あいにく、ウェハの所定1ス1所が受けた熱の量は1・
部のシリコンまたはポリシリコンと反応するチタ=14
= ンの量を決定する。従って、ウニ/−のある部分の集積
回路はウェハの別の部分の集積回路よりも層厚いう6イ
化物をイ丁釘る。クイ化物の1ワさの変動は接点および
相11:接続1:ζ1所における抵抗率の変動を引き起
こす。
部のシリコンまたはポリシリコンと反応するチタ=14
= ンの量を決定する。従って、ウニ/−のある部分の集積
回路はウェハの別の部分の集積回路よりも層厚いう6イ
化物をイ丁釘る。クイ化物の1ワさの変動は接点および
相11:接続1:ζ1所における抵抗率の変動を引き起
こす。
ウェハを−・層均−・に加熱する急速加熱アニーリング
装置を開発する努力か゛ト導体分野で進イ1中である。
装置を開発する努力か゛ト導体分野で進イ1中である。
それにも拘らず、本発明は、酸素汚染問題のために、改
良された急速加熱アニーリング装置にさえも応用1げ能
であることか発見された。
良された急速加熱アニーリング装置にさえも応用1げ能
であることか発見された。
前記のように、層17はその形成中に酸素侵入から一ド
部のケイ化物19を保護する。代表的な反応では、40
nmの被着チタンを有する場合、約90nmのシリコン
が消費され、約1100nのケイ化チタン19を形成す
る。領域11における 般的な反応では、全てのチタン
が消費される。従って、ケイ化物領域の厚さはウニ/X
の面全体を通じて比較的均一になる。
部のケイ化物19を保護する。代表的な反応では、40
nmの被着チタンを有する場合、約90nmのシリコン
が消費され、約1100nのケイ化チタン19を形成す
る。領域11における 般的な反応では、全てのチタン
が消費される。従って、ケイ化物領域の厚さはウニ/X
の面全体を通じて比較的均一になる。
本発明の方法をテストするために11われだ実験におい
て、テストウニ/\の而の様々な部分を調べたきころ、
ケイ化物の厚さの変動は約1%であった。これに対して
、前記のように、慣用の方法を用いたところ、11%も
の厚さ変動か認められた。
て、テストウニ/\の而の様々な部分を調べたきころ、
ケイ化物の厚さの変動は約1%であった。これに対して
、前記のように、慣用の方法を用いたところ、11%も
の厚さ変動か認められた。
第4図の構造体をみれば、層15と13はケイ化物形成
反応を示さないことが認められる。
反応を示さないことが認められる。
第5図を参照する。保護キャップ17はウェハの旧居か
ら除去されている。リン酸および過酸化水素により約8
0℃で約9分間エツチングすることにより、窒化チタン
層17を除去することができる。別法として、硫酸と過
酸化水素またはアンモニアと過酸化水素によるエツチン
グも使用できる。キャップが窒化シリコンである場合、
これは?1μリン酸により除去できる。また、未反応チ
タン層15も 般的に、同しエソチンデカ1人により除
去される。
ら除去されている。リン酸および過酸化水素により約8
0℃で約9分間エツチングすることにより、窒化チタン
層17を除去することができる。別法として、硫酸と過
酸化水素またはアンモニアと過酸化水素によるエツチン
グも使用できる。キャップが窒化シリコンである場合、
これは?1μリン酸により除去できる。また、未反応チ
タン層15も 般的に、同しエソチンデカ1人により除
去される。
これに対して、前記の米国特許第4690730弓・で
は、酸化物キャップ層はクイ化チタンの表面と直接接触
している。本発明者らの研究によれば、F部のゲイ化チ
タンを全く損傷することなくこの酸化物層をエツチング
除去することは困難であることか発見された。このよう
な場合、損傷された、または、薄くされたケイ化チタン
は高い抵1ノ″C;l;<を示し、そして、後のエツチ
ングにより損傷されやすい。例えば、ケイ化物がソース
またはドレイン領域に形成され、前記の薄層化か起こる
と、後の1クインドウエツチング王稈はこのクイ化物を
史に損傷するか、または、2117層化する。そして、
後の金属接点は望ましくない、−6い抵抗を示す。
は、酸化物キャップ層はクイ化チタンの表面と直接接触
している。本発明者らの研究によれば、F部のゲイ化チ
タンを全く損傷することなくこの酸化物層をエツチング
除去することは困難であることか発見された。このよう
な場合、損傷された、または、薄くされたケイ化チタン
は高い抵1ノ″C;l;<を示し、そして、後のエツチ
ングにより損傷されやすい。例えば、ケイ化物がソース
またはドレイン領域に形成され、前記の薄層化か起こる
と、後の1クインドウエツチング王稈はこのクイ化物を
史に損傷するか、または、2117層化する。そして、
後の金属接点は望ましくない、−6い抵抗を示す。
最後に、第2の急速加熱アニーリングを、−・般的に、
800℃〜950℃の範囲内の温度で、10秒〜60秒
間の範囲内の時間にわたって行う。
800℃〜950℃の範囲内の温度で、10秒〜60秒
間の範囲内の時間にわたって行う。
第2の急速加熱アニーリング(RTA)I程は第1の急
速加熱アニーリングIユ稈で形成されたケイ化チタン層
を高電導外相に変化させる。特に、第1のRTA+:程
は高抵抗重相のクイ化−1タン(当業者によりC−49
と呼ばれている)を形成する。
速加熱アニーリングIユ稈で形成されたケイ化チタン層
を高電導外相に変化させる。特に、第1のRTA+:程
は高抵抗重相のクイ化−1タン(当業者によりC−49
と呼ばれている)を形成する。
第2のRT A 、i−稈は、この11ム抵抗ネく相を
低抵抗重相(当業者によりC−49と呼ばれている)に
変化させる。
低抵抗重相(当業者によりC−49と呼ばれている)に
変化させる。
最新の・クエハ加1−装置では、チタン層15と窒化チ
タン層17は、所望により、同一の装置て被着できる。
タン層17は、所望により、同一の装置て被着できる。
このような装置は例えば、パリアン(Varian)3
180装置である。(これに対して、酸化物キャップ技
術は一般的に、−゛酸化ケイ素被着に別の装置を必゛災
とする。) 般的に、層15は純粋なチタンである必゛冴はない。純
チタンの代わりに、−主にチク/からなる、様々な種類
のチタン合金または疑似合金、例えば、チタン−バナジ
ウム、チタン−アルミニウム、チタン−タングステンお
よびチタン−イツトリウムなどの組成物を使用できる。
180装置である。(これに対して、酸化物キャップ技
術は一般的に、−゛酸化ケイ素被着に別の装置を必゛災
とする。) 般的に、層15は純粋なチタンである必゛冴はない。純
チタンの代わりに、−主にチク/からなる、様々な種類
のチタン合金または疑似合金、例えば、チタン−バナジ
ウム、チタン−アルミニウム、チタン−タングステンお
よびチタン−イツトリウムなどの組成物を使用できる。
第6図は本発明の方法を代表的なMOSトランジスタ構
造物に応用した事例の断面図である。符弓100は中結
晶7リコンまたはエピタキシャルシリコン被着層を介す
る基板を小す。被着領域111および211はトランジ
スタのソースおよびトレインを形成する。符573ot
はゲート酸化物113で小される。酸化物ゲートスペー
サーは1′1=17 =18− 号213および313で示される。ケイ化物領域119
および219は本発明の力q大により、ドープト領域1
11および211の上にそれぞれ形成される。また、ケ
イ化物領域319はポリシリコンゲート層311の1、
に形成できる。更に、ケイ化物領域319はランナー4
19にまで延伸させることもできる。
造物に応用した事例の断面図である。符弓100は中結
晶7リコンまたはエピタキシャルシリコン被着層を介す
る基板を小す。被着領域111および211はトランジ
スタのソースおよびトレインを形成する。符573ot
はゲート酸化物113で小される。酸化物ゲートスペー
サーは1′1=17 =18− 号213および313で示される。ケイ化物領域119
および219は本発明の力q大により、ドープト領域1
11および211の上にそれぞれ形成される。また、ケ
イ化物領域319はポリシリコンゲート層311の1、
に形成できる。更に、ケイ化物領域319はランナー4
19にまで延伸させることもできる。
また、第6図にはゲートレベルランナー419が1個し
か図示されていないが、本発明によれば、所望により、
これよりも高いレベルのランナーを形成することもでき
る。従って、本発明の方法はケイ化物形成方法に限定さ
れるず、むしろ、所望のレベルのケイ化物形成方法に応
用できる。例えば、高レベル相Lf接続用のケイ化物ラ
ンナーが所望の場合、ポリシリコン層を誘電体層(例え
ば、二酸化ゲイ素)の1・、に被着することもできる。
か図示されていないが、本発明によれば、所望により、
これよりも高いレベルのランナーを形成することもでき
る。従って、本発明の方法はケイ化物形成方法に限定さ
れるず、むしろ、所望のレベルのケイ化物形成方法に応
用できる。例えば、高レベル相Lf接続用のケイ化物ラ
ンナーが所望の場合、ポリシリコン層を誘電体層(例え
ば、二酸化ゲイ素)の1・、に被着することもできる。
次いで、このポリシリコンをチタンのような金属の層で
被覆することもできる。その後、本発明の方法により、
窒化チタンの層を形成し、チタン金属層を被覆すること
ができる。次いて、前記の第1の加熱工程を実施し、金
属を反応させ、ケイ化物を形成する。その後、このケイ
化物/窒化物スタックをパターン形成し、ランナーを形
成する。(別法として、金属−ボリ/リコンスタソクを
最初にパターン形成し、その後、反応させてケイ化物を
形成少ることもできる。)最後に、第2の加熱に稈を実
施し、ケイ化物の抵抗率を低下させる。
被覆することもできる。その後、本発明の方法により、
窒化チタンの層を形成し、チタン金属層を被覆すること
ができる。次いて、前記の第1の加熱工程を実施し、金
属を反応させ、ケイ化物を形成する。その後、このケイ
化物/窒化物スタックをパターン形成し、ランナーを形
成する。(別法として、金属−ボリ/リコンスタソクを
最初にパターン形成し、その後、反応させてケイ化物を
形成少ることもできる。)最後に、第2の加熱に稈を実
施し、ケイ化物の抵抗率を低下させる。
所望により、導電性窒化チタンをクイ化物ランナーの」
二面の適所に残すこともできる。
二面の適所に残すこともできる。
本発明の概念は窒化−1タンの導電性の利用およびその
局部相互接続としての使用にまで拡張することもできる
。例えば、第4図の説明に戻ると、ケイ化物を領域11
の+、に形成した後、チタン層15は基板13と反応し
ないこきが認められる。
局部相互接続としての使用にまで拡張することもできる
。例えば、第4図の説明に戻ると、ケイ化物を領域11
の+、に形成した後、チタン層15は基板13と反応し
ないこきが認められる。
チタン層15および上部の窒化チタン−1−ヤソブ層1
7の部分は、所望により、ケイ化物19を被覆する窒化
チタン層17の部分をエツチング除去する前に、マスク
−ご被覆するこ七もできる。このマスクは相−げ接続パ
ターンを自することもできる。
7の部分は、所望により、ケイ化物19を被覆する窒化
チタン層17の部分をエツチング除去する前に、マスク
−ご被覆するこ七もできる。このマスクは相−げ接続パ
ターンを自することもできる。
この相Iノ′接続パターンは例えば、成るトランジスタ
のソースから他のトランジスタのゲートおよび/または
ドレインにまで延ばすこともできる。このンスクは、ク
イ化物19を高抵抗重相から低抵抗ヰ(相に変化させる
第2の加熱工程前に除去できる。得られた局部相互接続
は領域13の上に妊ひる窒化チタン17により被覆され
るチタン金属層15を有する。
のソースから他のトランジスタのゲートおよび/または
ドレインにまで延ばすこともできる。このンスクは、ク
イ化物19を高抵抗重相から低抵抗ヰ(相に変化させる
第2の加熱工程前に除去できる。得られた局部相互接続
は領域13の上に妊ひる窒化チタン17により被覆され
るチタン金属層15を有する。
この局部相t7H接続法を使用する場合、前記の膜厚よ
りも人きな膜厚を自する窒化チタン層17を形成するこ
とが望ましい。これにより、局部相互接続の抵抗率を低
くすることができる。3Ω/甲方シ一ト抵抗未満の値を
得るには、層17の膜厚は160r+m程度であること
が望ましい。
りも人きな膜厚を自する窒化チタン層17を形成するこ
とが望ましい。これにより、局部相互接続の抵抗率を低
くすることができる。3Ω/甲方シ一ト抵抗未満の値を
得るには、層17の膜厚は160r+m程度であること
が望ましい。
タングステン、タンタルおよびモリブデンから形成さ才
lるようなその他の超耐熱金属ケイ化物も本発明の教生
に従い、特に、窒化シリコン保護キャップと共に、都合
よく使用できる。
lるようなその他の超耐熱金属ケイ化物も本発明の教生
に従い、特に、窒化シリコン保護キャップと共に、都合
よく使用できる。
[発明の効果コ
以ト説明したように、本発明によれば、ゲイ化物用の保
護キJ−ノブか形成されるが、このキヤ。
護キJ−ノブか形成されるが、このキヤ。
プは、下部のケイ化物を損傷する危険を殆ど伴うことな
く必蟹に応じて除去することができる。このキャップは
、例えば、窒化チタンから形成されている。この窒化チ
タンキャップは、ケイ化物を形成する最初の加熱−1′
、稈の前に形成され、最初の加熱丁、稈中の酸素馬乗を
防114する機能を果たす。
く必蟹に応じて除去することができる。このキャップは
、例えば、窒化チタンから形成されている。この窒化チ
タンキャップは、ケイ化物を形成する最初の加熱−1′
、稈の前に形成され、最初の加熱丁、稈中の酸素馬乗を
防114する機能を果たす。
従来の急速加熱アニーリング法はウェハ全体を均一・に
加熱せr1不均 な膜厚のクイ化物を形成し、抵抗値の
変動を発生するが、本発明によれば、被着される全ての
金属が下部のシリコンまたはポリシリコンと反応される
ようにすることにより均な厚さのケイ化物層を形成し、
抵抗率の変動を軽減する。
加熱せr1不均 な膜厚のクイ化物を形成し、抵抗値の
変動を発生するが、本発明によれば、被着される全ての
金属が下部のシリコンまたはポリシリコンと反応される
ようにすることにより均な厚さのケイ化物層を形成し、
抵抗率の変動を軽減する。
本発明における保護キャップはケイ化物形成の後に除去
することもてきるが、保護キャップを適所に残留させ電
気導体として使用することもできる。
することもてきるが、保護キャップを適所に残留させ電
気導体として使用することもできる。
第1図〜第5図は本発明の方法の 連の流れ説明する集
積回路の 部分の(莫式的断面図であり、第6図は本発
明の方法を使用する集積回路の部分断面図と部分斜視図
である。 j(1願人:アメリカン テレフイン アンド テレグラフ カム/でニ =23 ば) 1 〒−7−
積回路の 部分の(莫式的断面図であり、第6図は本発
明の方法を使用する集積回路の部分断面図と部分斜視図
である。 j(1願人:アメリカン テレフイン アンド テレグラフ カム/でニ =23 ば) 1 〒−7−
Claims (7)
- (1)主にシリコンからなる少なくとも1箇所の露出部
分を含む、部分的に製造された集積回路構造体を有する
基板(11)を供給し; 前記露出部分に超耐熱金属ケイ化物(19)を形成する
; 工程からなる集積回路装置の製造方法において、前記超
耐熱金属ケイ化物の形成は、 前記構造体上に前記超耐熱金属からなる金属層(15)
を被着し; 金属窒化物およびシリコン窒化物からなる群から選択さ
れる窒化物(17)からなるキャップ層を前記金属層(
15)の最上面に形成し;そして、加熱し、前記シリコ
ン(11)の前記露出部分を被覆する前記金属層(15
)の殆ど全部を反応させる; ことにより行われることを特徴とする集積回路装置の製
造方法。 - (2)前記超耐熱金属(15)はチタンである請求項1
の製造方法。 - (3)前記キャップ層(17)の少なくとも一部分を除
去する追加工程を更に含む請求項1の製造方法。 - (4)前記ケイ化物の抵抗率を低下させるために、前記
キャップ層(17)の除去後に追加の加熱工程を更に含
む請求項3の製造方法。 - (5)前記加熱工程は急速加熱アニーリング法により行
われる請求項3の製造方法。 - (6)前記追加の加熱工程は急速加熱アニーリング法に
より行われる請求項4の製造方法。 - (7)主にシリコンからなる露出部分を含む、部分的に
製造された集積回路構造体を有する基板(11)を供給
し; 主にチタンからなる金属(15)の全体層を被着する; 工程からなる集積回路装置の製造方法において、前記金
属層の膜厚は20nm〜80nmの範囲内であり; スパッタリングにより前記金属層の上面に窒化チタンか
らなるキャップ層(17)を形成し、前記キャップ層の
膜厚は30nm〜80nmの範囲内であり; 前記金属層(15)および前記キャップ層(17)を通
して、前記シリコン(11)の露出部分にシリコン打込
みを行い; 前記層を急速加熱アニーリングにより600℃〜660
℃の温度で加熱し、前記金属層(15)の全部を前記シ
リコン(11)と反応させることによりケイ化チタン(
19)を形成し; リン酸、硫酸およびアンモニアからなる群から選択され
る材料と過酸化水素でエッチングすることにより前記キ
ャップ層(17)を除去し;前記ケイ化チタン(19)
を急速加熱アニーリング法により800℃〜950℃の
範囲内の温度で加熱する; ことからなることを特徴とする集積回路装置の製造方法
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US33638289A | 1989-04-11 | 1989-04-11 | |
US336382 | 1989-04-11 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02296323A true JPH02296323A (ja) | 1990-12-06 |
Family
ID=23315836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9238290A Pending JPH02296323A (ja) | 1989-04-11 | 1990-04-09 | 集積回路装置の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0392725B1 (ja) |
JP (1) | JPH02296323A (ja) |
DE (1) | DE69013962T2 (ja) |
ES (1) | ES2063262T3 (ja) |
HK (1) | HK49196A (ja) |
SG (1) | SG31395G (ja) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3294041B2 (ja) * | 1994-02-21 | 2002-06-17 | 株式会社東芝 | 半導体装置 |
US5849634A (en) * | 1994-04-15 | 1998-12-15 | Sharp Kk | Method of forming silicide film on silicon with oxygen concentration below 1018 /cm3 |
JP2692617B2 (ja) * | 1994-12-06 | 1997-12-17 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US6376372B1 (en) * | 1995-06-02 | 2002-04-23 | Texas Instruments Incorporated | Approaches for mitigating the narrow poly-line effect in silicide formation |
US5593924A (en) * | 1995-06-02 | 1997-01-14 | Texas Instruments Incorporated | Use of a capping layer to attain low titanium-silicide sheet resistance and uniform silicide thickness for sub-micron silicon and polysilicon lines |
US5661085A (en) * | 1996-06-17 | 1997-08-26 | Chartered Semiconductor Manufacturing Pte, Ltd. | Method for forming a low contact leakage and low contact resistance integrated circuit device electrode |
US5668065A (en) * | 1996-08-01 | 1997-09-16 | Winbond Electronics Corp. | Process for simultaneous formation of silicide-based self-aligned contacts and local interconnects |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6261345A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-18 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS62188223A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-08-17 | Sony Corp | 半導体化合物の製造方法 |
JPS63133622A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS63265468A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS63284862A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4657628A (en) * | 1985-05-01 | 1987-04-14 | Texas Instruments Incorporated | Process for patterning local interconnects |
US4690730A (en) * | 1986-03-07 | 1987-09-01 | Texas Instruments Incorporated | Oxide-capped titanium silicide formation |
US4940509A (en) * | 1988-03-25 | 1990-07-10 | Texas Instruments, Incorporated | Isotropic etchant for capped silicide processes |
-
1990
- 1990-04-03 ES ES90303551T patent/ES2063262T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-03 DE DE1990613962 patent/DE69013962T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-03 EP EP19900303551 patent/EP0392725B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-04-09 JP JP9238290A patent/JPH02296323A/ja active Pending
-
1995
- 1995-02-22 SG SG31395A patent/SG31395G/en unknown
-
1996
- 1996-03-21 HK HK49196A patent/HK49196A/xx not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6261345A (ja) * | 1985-09-11 | 1987-03-18 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS62188223A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-08-17 | Sony Corp | 半導体化合物の製造方法 |
JPS63133622A (ja) * | 1986-11-26 | 1988-06-06 | Ricoh Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS63265468A (ja) * | 1987-04-23 | 1988-11-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS63284862A (ja) * | 1987-05-15 | 1988-11-22 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0392725A2 (en) | 1990-10-17 |
ES2063262T3 (es) | 1995-01-01 |
SG31395G (en) | 1995-08-18 |
DE69013962D1 (de) | 1994-12-15 |
HK49196A (en) | 1996-03-29 |
DE69013962T2 (de) | 1995-03-16 |
EP0392725B1 (en) | 1994-11-09 |
EP0392725A3 (en) | 1991-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100530401B1 (ko) | 저저항 게이트 전극을 구비하는 반도체 장치 | |
US5970370A (en) | Manufacturing capping layer for the fabrication of cobalt salicide structures | |
US5397744A (en) | Aluminum metallization method | |
US20050130380A1 (en) | Semiconductor device structures including metal silicide interconnects and dielectric layers at substantially the same fabrication level | |
US5552340A (en) | Nitridation of titanium, for use with tungsten filled contact holes | |
KR100738066B1 (ko) | 열적 안정성이 우수한 실리사이드막 형성방법, 이방법으로 형성된 실리사이드막이 구비된 반도체 소자와반도체 메모리 소자 및 이들 소자의 제조 방법 | |
US6514841B2 (en) | Method for manufacturing gate structure for use in semiconductor device | |
KR100755121B1 (ko) | 전극구조체의 형성방법 및 반도체장치의 제조방법 | |
JPH02296323A (ja) | 集積回路装置の製造方法 | |
JPH1197383A (ja) | 半導体デバイスの電極保護膜の形成方法 | |
JP4307544B2 (ja) | 半導体装置のメタルパターンの形成方法 | |
US5869397A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
WO2022217782A1 (zh) | 半导体器件的制造方法及其半导体器件 | |
US20030034533A1 (en) | Silicide stop layer in a damascene semiconductor structure | |
JPH05335330A (ja) | 接続孔埋め込み形成方法 | |
US20020192932A1 (en) | Salicide integration process | |
JPH06196572A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH05166752A (ja) | チタンシリサイド層の形成方法 | |
JP2003168652A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH10335261A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100340868B1 (ko) | 반도체 소자의 게이트 전극 형성방법 | |
KR100693878B1 (ko) | 낮은 저항을 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법 | |
JPH0645352A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2000243725A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
KR20030049309A (ko) | 반도체 소자의 실리사이드 형성 방법 |