JPH03214734A - 窒化チタン膜の形成方法 - Google Patents
窒化チタン膜の形成方法Info
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- 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。
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Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、窒化チタン膜の形成方法に関する。
[発明の概要]
請求項1の発明は、四臭化チタン(TiBr+)ガス及
び窒素(N)系ガスとを少なく・とも含む原料ガスに3
];ろ化学的気相成長法を用いることによチャンバ内の
パーティクルの発生や配管の詰まりを防止すると共に、
窒化チタン膜の信頼性を高めるようにしたものである。
び窒素(N)系ガスとを少なく・とも含む原料ガスに3
];ろ化学的気相成長法を用いることによチャンバ内の
パーティクルの発生や配管の詰まりを防止すると共に、
窒化チタン膜の信頼性を高めるようにしたものである。
請求項2の発明は、ヂタンアルコキシドガス及び窒素(
N)系ガスとを少なくとも含む原料ガスによる化学的気
相成長法を用いることにより、前記請求項lの発明と同
様に、ヂャンバ内のパーティクルの発生や配管の詰まり
を防止すると共に窒化ヂタン膜の信頼性を高めるように
したものである。
N)系ガスとを少なくとも含む原料ガスによる化学的気
相成長法を用いることにより、前記請求項lの発明と同
様に、ヂャンバ内のパーティクルの発生や配管の詰まり
を防止すると共に窒化ヂタン膜の信頼性を高めるように
したものである。
[従来の技術]
従来、コンタクトホールの埋込み材料としては、アルミ
ニウムが一般に用いられており、このように埋め込まれ
たアルミニウムが下地シリコン基板に拡散するのを防止
するため、第2図に示すように、ヂタン(Ti),窒化
チタン(T i N)等のバリャメタル膜1を介在させ
た構造が知られている。なお、図中2はシリコン基板、
3は層間絶縁膜、4はAff膜である。しかし、微細化
が進みコンタクトホールが0.5μmルールとなると、
アルミニウムのバイアススバッタでの埋込みはできなく
なる。そこで、微細加工が可能であり、且つ低抵抗なタ
ングステンをアルミニウムに代えて用いることが行なわ
れている。このようにタングステンを埋込みに用いた場
合、後の製造工程でアニール等の熱処理が施ざれるごと
により、600℃程度で下地のシリコンとタングステン
が反応してタングステンシリサイド(WSix)を形成
してしまうという耐熱性に問題がある。このため、タン
グステンシリサイドの形成を防止する耐熱層として、タ
ングステンとの密着性が良く、しかも被覆性の良いCV
D法により形成される窒化チタンが有望と考えられてい
る(1989年秋季第50回応用物理学会学術講演会講
演予稿集28p−DI及び28p−V−4参照)。斯る
窒化チタンの形成方法としては、現状では四塩化チタン
(Tic(!.)とアンモニア(NH.)の反応によっ
てTiNを形成する方法が開発されている。
ニウムが一般に用いられており、このように埋め込まれ
たアルミニウムが下地シリコン基板に拡散するのを防止
するため、第2図に示すように、ヂタン(Ti),窒化
チタン(T i N)等のバリャメタル膜1を介在させ
た構造が知られている。なお、図中2はシリコン基板、
3は層間絶縁膜、4はAff膜である。しかし、微細化
が進みコンタクトホールが0.5μmルールとなると、
アルミニウムのバイアススバッタでの埋込みはできなく
なる。そこで、微細加工が可能であり、且つ低抵抗なタ
ングステンをアルミニウムに代えて用いることが行なわ
れている。このようにタングステンを埋込みに用いた場
合、後の製造工程でアニール等の熱処理が施ざれるごと
により、600℃程度で下地のシリコンとタングステン
が反応してタングステンシリサイド(WSix)を形成
してしまうという耐熱性に問題がある。このため、タン
グステンシリサイドの形成を防止する耐熱層として、タ
ングステンとの密着性が良く、しかも被覆性の良いCV
D法により形成される窒化チタンが有望と考えられてい
る(1989年秋季第50回応用物理学会学術講演会講
演予稿集28p−DI及び28p−V−4参照)。斯る
窒化チタンの形成方法としては、現状では四塩化チタン
(Tic(!.)とアンモニア(NH.)の反応によっ
てTiNを形成する方法が開発されている。
[発明が解決しようとする課題]
しかしながら、ごのような従来の窒化チタン唖の形成方
法にあっては、TiNの他に同時に塩化アンモニウム(
N I−1 , C (1 )が生成され、この塩化
アンモニウl1は350℃以下の比較的低温で固体にな
るため、CVD装置等の配管を詰まらせたり、パーティ
クルを発生させるなどの問題点をイ』゛シている。
法にあっては、TiNの他に同時に塩化アンモニウム(
N I−1 , C (1 )が生成され、この塩化
アンモニウl1は350℃以下の比較的低温で固体にな
るため、CVD装置等の配管を詰まらせたり、パーティ
クルを発生させるなどの問題点をイ』゛シている。
[課題を解決するための手段]
そこで、請求項1の発明は、四臭化チタン(TiBr.
)ガス及び窒素(N)系ガスとを少なくとも含む原料ガ
スによる化学的気相成長法を用いることを、その解決手
段としている。
)ガス及び窒素(N)系ガスとを少なくとも含む原料ガ
スによる化学的気相成長法を用いることを、その解決手
段としている。
また、請求項2め発明は、チタンアルコキシドガス及び
窒素(N)系ガスとを少なくとも含む原料ガスによる化
学的気相成長法を用いることを、その解決手段としてい
る。
窒素(N)系ガスとを少なくとも含む原料ガスによる化
学的気相成長法を用いることを、その解決手段としてい
る。
3
[作用]
請求項1の発明においては、四臭化チタン(TiBr4
)と窒素系ガスを少なくとも含む原料ガスによってCV
Dを行なうことにより、窒化チタン膜が形成される。ま
た、ソースガスに塩素が含まれないため、塩化アンモニ
ウムの生成が未然に防止される。
)と窒素系ガスを少なくとも含む原料ガスによってCV
Dを行なうことにより、窒化チタン膜が形成される。ま
た、ソースガスに塩素が含まれないため、塩化アンモニ
ウムの生成が未然に防止される。
請求項2の発明においては、チタンアルコキシドガス及
び窒素系ガスとを少なくとも含む原料ガスによってCV
Dを行なうことにより、窒化チタン膜が形成される。ま
た、ソースガスに塩素が含まれないため、塩化アンモニ
ウムの生成が未然に防止される。
び窒素系ガスとを少なくとも含む原料ガスによってCV
Dを行なうことにより、窒化チタン膜が形成される。ま
た、ソースガスに塩素が含まれないため、塩化アンモニ
ウムの生成が未然に防止される。
[実施例]
以下、本発明に係る窒化チタン膜の形成方法の詳細を実
施例に基づいて説明する。
施例に基づいて説明する。
(第1実施例)
第1図A〜第1図Eは、本発明の第l実施例を示してい
る。
る。
4
先ず、第l図Aに示すように、不純物拡散領域1lが形
成されたシリコン基板10上にSiOp絶縁膜l2を例
えば0.8μmの厚さに形成し、次にフォトリソグラフ
ィー法を用いて開口幅05〜0.6μmのコンタクトホ
ールl3を開設して不純物拡散領域11を露出させる。
成されたシリコン基板10上にSiOp絶縁膜l2を例
えば0.8μmの厚さに形成し、次にフォトリソグラフ
ィー法を用いて開口幅05〜0.6μmのコンタクトホ
ールl3を開設して不純物拡散領域11を露出させる。
次に、Sin,絶縁膜12表面及びコンタクトホール1
3内壁及び露出した不純物拡散領域ll上にTiN膜I
4を形成ずる。
3内壁及び露出した不純物拡散領域ll上にTiN膜I
4を形成ずる。
このTiN膜14の形成においては、減圧C■D炉を用
い、IRランプを用いてウエハに照射加熱を行なう。ま
た、チャンバは、チラーにより低温に保つ所謂コールド
ウオール型にする。ソースガスとしては、四臭化チタン
(TiBr4)とアンモニア( N H 3)を用い、
パージガスとしてHp(又はN,)を用いる。そして、
TiBrtは、恒温槽などにより加熱し、それによって
生じる蒸気を用いる。
い、IRランプを用いてウエハに照射加熱を行なう。ま
た、チャンバは、チラーにより低温に保つ所謂コールド
ウオール型にする。ソースガスとしては、四臭化チタン
(TiBr4)とアンモニア( N H 3)を用い、
パージガスとしてHp(又はN,)を用いる。そして、
TiBrtは、恒温槽などにより加熱し、それによって
生じる蒸気を用いる。
また、C V Dにおける各ガスの流量は、TiBr.
−・・1008ccM N H 3 − − 1
0 0 sccMH 2 −・−
1 0 0 0 8CCM(N,) −・・(
2005oCM)に設定し、温度は500〜750℃、
ヂャンバ内の圧力は0 1〜0.5Torrに設定する
。
−・・1008ccM N H 3 − − 1
0 0 sccMH 2 −・−
1 0 0 0 8CCM(N,) −・・(
2005oCM)に設定し、温度は500〜750℃、
ヂャンバ内の圧力は0 1〜0.5Torrに設定する
。
斯るCVDにより、TiNとHBrとN H 4 B
rが生成されるが、HBr及びNH4Brは上記温度で
は気体状態(NH4Brは235℃(真空)以上で気体
)でチャンバから排出される。なお、T jB r 4
の融点は39℃、沸点は230℃である。
rが生成されるが、HBr及びNH4Brは上記温度で
は気体状態(NH4Brは235℃(真空)以上で気体
)でチャンバから排出される。なお、T jB r 4
の融点は39℃、沸点は230℃である。
次に、第l図Cに示すように、TiN膜14のタングス
テン膜15を全面成長させる。次いで、第1図Dに示す
ように、タングステン膜l5をエッチバックしてS10
,絶縁膜12の表面を露出させる。そして、第1図Eに
示すように、タングステン膜l5及びSiO2絶縁膜1
2上に上層配線であるアルミニウム膜16を形成する。
テン膜15を全面成長させる。次いで、第1図Dに示す
ように、タングステン膜l5をエッチバックしてS10
,絶縁膜12の表面を露出させる。そして、第1図Eに
示すように、タングステン膜l5及びSiO2絶縁膜1
2上に上層配線であるアルミニウム膜16を形成する。
以」二、第1実施例について説明したが、TiN1陰1
4の形成時のCVD条件としては、適宜変更が可能であ
る。また、第1実施例においては、ソースガスとしてN
H 3を用いたが、他の窒素系ガス(例えば、N H
2, N ,H ,等)を用いても勿論よい。
4の形成時のCVD条件としては、適宜変更が可能であ
る。また、第1実施例においては、ソースガスとしてN
H 3を用いたが、他の窒素系ガス(例えば、N H
2, N ,H ,等)を用いても勿論よい。
(第2実施例)
本実施例は、上記第工実施例と同様のプロセスを行なう
が、TiN膜14の形成条件が異なっている。
が、TiN膜14の形成条件が異なっている。
即ち、本実施例においては、cvDにおいてソースガス
としてチタンアルコキシドT i(O R)4[R:ア
ルキル基]とN H 3を用いる。本実施例においても
、減圧CVD炉を用い、ウェハの加熱にはrRランプを
使用し、直接ウエハに照射加熱するという方法を用いる
。そして、チャンバは、チラーにより低温に保つという
コールドゥオール型ヲ用い、ソースガスは、マスフロー
コントローラにより制御する。
としてチタンアルコキシドT i(O R)4[R:ア
ルキル基]とN H 3を用いる。本実施例においても
、減圧CVD炉を用い、ウェハの加熱にはrRランプを
使用し、直接ウエハに照射加熱するという方法を用いる
。そして、チャンバは、チラーにより低温に保つという
コールドゥオール型ヲ用い、ソースガスは、マスフロー
コントローラにより制御する。
ガスの流量比は、T i (OR) ./NH./II
,/(N,)−100/+00/1000/(200
) ..CC)lとする。また、温度iJ: 〜700
℃、n:ヵ7〜 は0.1〜0.5Torrとする。
,/(N,)−100/+00/1000/(200
) ..CC)lとする。また、温度iJ: 〜700
℃、n:ヵ7〜 は0.1〜0.5Torrとする。
なお、ヂタンアルコキシドとしては、例えば、テ}・ラ
エ1・キンチタ:/ T i ( O C 2H 5)
4. テトラ−L−ブトキンチタンT i (0−t
−C4He)4,テトラーsec−ブトキシチタンTi
(0−sec−C4H9)4等か用いられる。これらチ
タンアルコキシドは室温では液体であるが、Ti(QC
J{s)4は104℃、T 1(o t C4Hl
l) 4は64 5℃、T i (0−s e c−
C+He) 4は90〜92゜Cで気体となる。
エ1・キンチタ:/ T i ( O C 2H 5)
4. テトラ−L−ブトキンチタンT i (0−t
−C4He)4,テトラーsec−ブトキシチタンTi
(0−sec−C4H9)4等か用いられる。これらチ
タンアルコキシドは室温では液体であるが、Ti(QC
J{s)4は104℃、T 1(o t C4Hl
l) 4は64 5℃、T i (0−s e c−
C+He) 4は90〜92゜Cで気体となる。
本実施例においても、TiNI]AI4の形成時のCV
D条件としては、上記の例に限られるものではない。
D条件としては、上記の例に限られるものではない。
「発明の効果]
以上の説明から明らかなように、請求項l及び請求項2
に係る窒化ヂタン膜の形成方法によれば、チャンバ内の
パーティクルの発生や配管等の詰まりを防止できる効果
がある。また、窒化チタン膜中に塩素が取り込まれるこ
とがないため、信頼性8 が高くなる効果もある。
に係る窒化ヂタン膜の形成方法によれば、チャンバ内の
パーティクルの発生や配管等の詰まりを防止できる効果
がある。また、窒化チタン膜中に塩素が取り込まれるこ
とがないため、信頼性8 が高くなる効果もある。
また、請求項2に係る方法によれば、カバレージに有利
な有機物をソースガスに使用するため、窒化チタン膜の
カバレージを改善する効果がある。
な有機物をソースガスに使用するため、窒化チタン膜の
カバレージを改善する効果がある。
第1図A〜第1図Eは本発明に係る窒化ヂクン膜の形成
方法の第1実施例の工程を示す断面図、第2図は従来例
を示す断面図である。 10・・・シリコン基板、1l・・・不純物拡散領域、
12・・・Sins絶縁膜、l3・・・コンタクトポー
ル、14・・・TiNJli、15・・・タングステン
膜。 (N r− 0
方法の第1実施例の工程を示す断面図、第2図は従来例
を示す断面図である。 10・・・シリコン基板、1l・・・不純物拡散領域、
12・・・Sins絶縁膜、l3・・・コンタクトポー
ル、14・・・TiNJli、15・・・タングステン
膜。 (N r− 0
Claims (2)
- (1)四臭化チタン(TiBr_4)ガス及び窒素(N
)系ガスとを少なくとも含む原料ガスによる化学的気相
成長法を用いることを特徴とする窒化チタン膜の形成方
法。 - (2)チタンアルコキシドガス及び窒素(N)系ガスと
を少なくとも含む原料ガスによる化学的気相成長法を用
いることを特徴とする窒化チタン膜の形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1009290A JP2926824B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 窒化チタン膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1009290A JP2926824B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 窒化チタン膜の形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03214734A true JPH03214734A (ja) | 1991-09-19 |
JP2926824B2 JP2926824B2 (ja) | 1999-07-28 |
Family
ID=11740690
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1009290A Expired - Fee Related JP2926824B2 (ja) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | 窒化チタン膜の形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2926824B2 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2926824B2 (ja) | 1999-07-28 |
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