JPH04196122A - 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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- JPH04196122A JPH04196122A JP32180390A JP32180390A JPH04196122A JP H04196122 A JPH04196122 A JP H04196122A JP 32180390 A JP32180390 A JP 32180390A JP 32180390 A JP32180390 A JP 32180390A JP H04196122 A JPH04196122 A JP H04196122A
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- film
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- titanium nitride
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Links
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- 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、半導体装置における配線の形成方法に関する
。
。
［従来の技術］
従来の半導体の製造方法では、第２図（ａ）に示すよう
に、シリコン基板２０上上に層間絶縁膜２０２を堆積し
た後、コンタクトホール２０３を開孔する。そして第２
図（ｂ）に示すようにバリアメタルである窒化チタン膜
２０４を堆積した後、第２図（Ｃ）に示すようにアルミ
合金膜２０５を堆積し、第２図（ｄ）に示すように窒化
チタン膜２０４とアルミ台金膜２０５をパターニングし
て配線を完成していた。
に、シリコン基板２０上上に層間絶縁膜２０２を堆積し
た後、コンタクトホール２０３を開孔する。そして第２
図（ｂ）に示すようにバリアメタルである窒化チタン膜
２０４を堆積した後、第２図（Ｃ）に示すようにアルミ
合金膜２０５を堆積し、第２図（ｄ）に示すように窒化
チタン膜２０４とアルミ台金膜２０５をパターニングし
て配線を完成していた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、前述の従来技術ではバリアメタルである
窒化チタン膜２０４のバリア性が不十分で、容易にアル
ミ合金膜２０５がシリコン基板２○１中へ進入し、シリ
コン基板中の不純物拡散層（図示せず）の接合を破壊し
てしまう問題を有していた。
窒化チタン膜２０４のバリア性が不十分で、容易にアル
ミ合金膜２０５がシリコン基板２○１中へ進入し、シリ
コン基板中の不純物拡散層（図示せず）の接合を破壊し
てしまう問題を有していた。
そこで、本発明はこの様な問題を解決するもので、その
目的とするところは、窒化チタン膜を堆積した後、窒素
と酸素の混合ガス中で熱処理して、窒化チタン膜表面に
酸化チタン膜を形成すると同時に、窒化チタン膜自身の
結晶性を高めることによって、窒化チタン膜のバリア性
を高め、アルミ合金膜のシリコン基板中への侵入を抑制
できるような優れた特徴を有する配線で構成される半導
体装置の製造方法を提供するところにある。
目的とするところは、窒化チタン膜を堆積した後、窒素
と酸素の混合ガス中で熱処理して、窒化チタン膜表面に
酸化チタン膜を形成すると同時に、窒化チタン膜自身の
結晶性を高めることによって、窒化チタン膜のバリア性
を高め、アルミ合金膜のシリコン基板中への侵入を抑制
できるような優れた特徴を有する配線で構成される半導
体装置の製造方法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明は、半導体基板の上方に層間絶縁膜を形成する工
程、 前記層間絶縁膜を窓開けしてコンタク）・ホールを形成
する工程、 前記コンタクトホールの内面及び前記層間絶縁膜上に金
属窒化膜を堆積する工程、 前記金属窒化膜を窒素と酸素の混合ガス中で熱処理する
工程、 前記金属窒化膜上に、金属膜を堆積する工程、前記金属
膜の上方に、予め配線となるように設計された領域に形
成されたフォトレジストをマスクとして前記金属窒化膜
と前記金属膜をエツチングして配線を形成する工程、 よりなることを特徴とする。
程、 前記層間絶縁膜を窓開けしてコンタク）・ホールを形成
する工程、 前記コンタクトホールの内面及び前記層間絶縁膜上に金
属窒化膜を堆積する工程、 前記金属窒化膜を窒素と酸素の混合ガス中で熱処理する
工程、 前記金属窒化膜上に、金属膜を堆積する工程、前記金属
膜の上方に、予め配線となるように設計された領域に形
成されたフォトレジストをマスクとして前記金属窒化膜
と前記金属膜をエツチングして配線を形成する工程、 よりなることを特徴とする。
［実施例コ
次に本発明である半導体装置の製造方法の実施例を、そ
の工程断面図である第１図（ａ）〜（ｅ）を参照して説
明する。
の工程断面図である第１図（ａ）〜（ｅ）を参照して説
明する。
まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板１０１
の表面には拡散層等の半導体領域（図示せず）が形成さ
れており、これらの半導体領域とシリコン基板１０１の
表面側に形成される電極配線層とを絶縁分離するために
、シリコン基板１０１の表面上には厚さ５０００人前後
の層間絶縁膜となるシリコン酸化膜１０２が化学気相成
長法により形成される。シリコン酸化膜１０２のコンタ
クト予定領域には、エツチングによりコンタクトホール
１０３が形成され、その底面で、シリコン基板１０１の
コンタクト予定領域は窓開けされた状態になる。
の表面には拡散層等の半導体領域（図示せず）が形成さ
れており、これらの半導体領域とシリコン基板１０１の
表面側に形成される電極配線層とを絶縁分離するために
、シリコン基板１０１の表面上には厚さ５０００人前後
の層間絶縁膜となるシリコン酸化膜１０２が化学気相成
長法により形成される。シリコン酸化膜１０２のコンタ
クト予定領域には、エツチングによりコンタクトホール
１０３が形成され、その底面で、シリコン基板１０１の
コンタクト予定領域は窓開けされた状態になる。
次に、第１図（ｂ）に示すように、コンタクトホール１
０３の内面及びシリコン酸化膜１０２の表面上に、後述
するアルミ合金膜１０５とシリコン基板１０１及びシリ
コン酸化膜１０２との相互拡散を防止するためのバリア
メタルとなる窒化チタン膜１０４を、純チタンターゲッ
トをアルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中でスパッタリン
グすることによって堆積する。この時、ガス圧力は５ｍ
ｔｏｒｒとし、ターゲットに８ｋｗの電力を印加するこ
とにより１０００人の膜厚が得られる。しかし、この堆
積したままの窒化チタン膜１０４のバリア性は不十分で
ある。特に後述するアルミ合金膜１０５がシリコン原子
を含まないときは、５００℃程度の熱処理で窒化チタン
膜１０４はバリアメタルの役割を果たさなくなる。即ち
、窒化チタン膜１０４上にそのままシリコン原子を含ま
ないアルミ合金膜１０５を堆積した配線層に５００℃の
熱処理を行うと、アルミ合金膜１０５がバリアメタルで
ある窒化チタン膜１０４を突き破り、シリコン基板１０
１中へスパイク上に侵入する。
０３の内面及びシリコン酸化膜１０２の表面上に、後述
するアルミ合金膜１０５とシリコン基板１０１及びシリ
コン酸化膜１０２との相互拡散を防止するためのバリア
メタルとなる窒化チタン膜１０４を、純チタンターゲッ
トをアルゴンと窒素の混合ガス雰囲気中でスパッタリン
グすることによって堆積する。この時、ガス圧力は５ｍ
ｔｏｒｒとし、ターゲットに８ｋｗの電力を印加するこ
とにより１０００人の膜厚が得られる。しかし、この堆
積したままの窒化チタン膜１０４のバリア性は不十分で
ある。特に後述するアルミ合金膜１０５がシリコン原子
を含まないときは、５００℃程度の熱処理で窒化チタン
膜１０４はバリアメタルの役割を果たさなくなる。即ち
、窒化チタン膜１０４上にそのままシリコン原子を含ま
ないアルミ合金膜１０５を堆積した配線層に５００℃の
熱処理を行うと、アルミ合金膜１０５がバリアメタルで
ある窒化チタン膜１０４を突き破り、シリコン基板１０
１中へスパイク上に侵入する。
そして、最終的にはシリコン基板中の不純物拡散層（図
示せず）の接合を破壊してしまう。
示せず）の接合を破壊してしまう。
その対策として、次の第１図（Ｃ）に示すように、窒化
チタン膜１０４の表面を窒素と酸素の混合ガス中で熱処
理して窒化チタン膜１０４表面に強いバリア性を持つ酸
化チタン層を形成し、同時に窒化チタン膜１０４自身の
結晶性を高めてバリア性を向上させる。この時の窒素ガ
スと酸素ガスの混合比は９対１程度であり、温度は４０
０℃で１０分程度熱処理を行なう。ここで、熱処理温度
を上げすぎたり、熱処理時間を極端に長くすると、窒化
チタン膜１０４の表面に形成される酸化チタン層が厚く
なりすぎ、バリア性は向上するが、後述するアルミ合金
膜１０５とシリコン基板１０１との接触抵抗が高くなっ
てしまう。従って、前述の４００℃、１０分という条件
で熱処理を行なえば、接触抵抗は高くなりすぎることな
く、高いバリア性を確保することが出来る。
チタン膜１０４の表面を窒素と酸素の混合ガス中で熱処
理して窒化チタン膜１０４表面に強いバリア性を持つ酸
化チタン層を形成し、同時に窒化チタン膜１０４自身の
結晶性を高めてバリア性を向上させる。この時の窒素ガ
スと酸素ガスの混合比は９対１程度であり、温度は４０
０℃で１０分程度熱処理を行なう。ここで、熱処理温度
を上げすぎたり、熱処理時間を極端に長くすると、窒化
チタン膜１０４の表面に形成される酸化チタン層が厚く
なりすぎ、バリア性は向上するが、後述するアルミ合金
膜１０５とシリコン基板１０１との接触抵抗が高くなっ
てしまう。従って、前述の４００℃、１０分という条件
で熱処理を行なえば、接触抵抗は高くなりすぎることな
く、高いバリア性を確保することが出来る。
次に、第１図（ｄ）に示すようにスパッタリング法によ
りアルミ合金１０５を堆積する。膜厚は５０００人程度
である。
りアルミ合金１０５を堆積する。膜厚は５０００人程度
である。
次に、第１図（ｅ）に示すようにアルミ合金１０５をフ
ォトリソ技術及びエツチング技術により、所望のパター
ンにパターニングして、配線を完成する。
ォトリソ技術及びエツチング技術により、所望のパター
ンにパターニングして、配線を完成する。
［発明の効果コ
以上述べた本発明によれば、優れたバリアメタルを形成
でき、高い信頼性をもつ配線層を形成することができる
効果を有する。
でき、高い信頼性をもつ配線層を形成することができる
効果を有する。
第１図（ａ）〜第１図（ｅ）は、本発明の半導体装置の
製造方法を示す工程断面図。 第２図（ａ）〜第２図（ｄ）は、従来の半導体装置の製
造方法を示す工程断面図。 １０１．２０１ シリコン基板 １０２．２０２ シリコン酸化膜 １０３．２０３ コンタクトホール １０４．２０４ 窒化チタン膜 １０５．２０５ アルミ合金膜 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
製造方法を示す工程断面図。 第２図（ａ）〜第２図（ｄ）は、従来の半導体装置の製
造方法を示す工程断面図。 １０１．２０１ シリコン基板 １０２．２０２ シリコン酸化膜 １０３．２０３ コンタクトホール １０４．２０４ 窒化チタン膜 １０５．２０５ アルミ合金膜 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板の上方に層間絶縁膜を形成する工程、前記層
間絶縁膜を窓開けしてコンタクトホールを形成する工程
、 前記コンタクトホールの内面及び前記層間絶縁膜上に金
属窒化膜を堆積する工程、 前記金属窒化膜を窒素と酸素の混合ガス中で熱処理する
工程、 前記金属窒化膜上に、金属膜を堆積する工程、前記金属
膜の上方に、予め配線となるように設計された領域に形
成されたフォトレジストをマスクとして前記金属窒化膜
と前記金属膜をエッチングして配線を形成する工程、 よりなる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 |
|---|---|---|---|
| JP32180390A JPH04196122A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32180390A JPH04196122A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04196122A true JPH04196122A (ja) | 1992-07-15 |
Family
ID=18136589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32180390A Pending JPH04196122A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04196122A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574961A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-03-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06260446A (ja) * | 1993-03-05 | 1994-09-16 | Sony Corp | 配線構造の製造方法 |
| KR100305208B1 (ko) * | 1994-09-27 | 2001-12-01 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| KR100401498B1 (ko) * | 2001-01-11 | 2003-10-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의 배리어층 형성방법 |
| KR100548588B1 (ko) * | 1998-09-15 | 2006-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 배선 형성방법 |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP32180390A patent/JPH04196122A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0574961A (ja) * | 1991-09-18 | 1993-03-26 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06260446A (ja) * | 1993-03-05 | 1994-09-16 | Sony Corp | 配線構造の製造方法 |
| KR100305208B1 (ko) * | 1994-09-27 | 2001-12-01 | 박종섭 | 반도체 소자의 금속배선 형성방법 |
| KR100548588B1 (ko) * | 1998-09-15 | 2006-04-06 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 배선 형성방법 |
| KR100401498B1 (ko) * | 2001-01-11 | 2003-10-17 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체장치의 배리어층 형성방법 |
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