JPH04296020A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置およびその
製造方法に利用され、特に、ショットキーバリアダイオ
ードおよびトランジスタなど半導体装置の電極および配
線構造とその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体装置の高速化および高集積
化に伴い素子寸法の微細化および小型化を図る必要があ
る。

【０００３】図８は従来のショットキーバリアダイオー
ドの要部を示す模式的断面図、ならびに図９（ａ）　〜
（ｃ）　はその主要製造工程における模式的断面図であ
る。

【０００４】図９（ａ）　において、Ｐ型単結晶シリコ
ン基板１上に選択的にＰ型埋込拡散層２およびＰ型埋込
拡散層２以外のＰ型単結晶シリコン基板１上に選択的に
Ｎ型埋込拡散層３を形成する。次いで、Ｐ型単結晶シリ
コン基板１上にＮ型エピタキシャル層４を被着形成し、
Ｎ型エピタキシャル層４主表面より素子間を絶縁分離す
る第一Ｐ型拡散層５を選択的に形成する。次いで、素子
間を絶縁分離するための厚い二酸化シリコン膜６を選択
酸化法により形成する。

【０００５】次いで、図９（ｂ）　に示すようにショッ
トキーバリアダイオードのカソード領域形成部上にリン
を添加した多結晶シリコン層を選択形成することにより
、カソード電極７を形成する。このとき、カソード電極
７の下部に位置するＮ型エピタキシャル層４中にカソー
ド電極７の多結晶シリコン層よりリンを拡散し、Ｎ型拡
散層８を形成する。さらに、主表面上にＣＶＤ法を用い
て二酸化シリコン膜１５を被着し、次に、アノード領域
形成部の周辺部にわたって、第二Ｐ型拡散層９をイオン
注入法により形成し、後で形成されるチタンシリサイド
層１３の端部が第二Ｐ型拡散層の内部で終端となるよう
な構造とする。これはアノード領域形成部のチタンシリ
サイド層１３の端部ではチタンシリサイドのシリサイド
化反応が不完全となり、耐圧不良が発生するためである
。次に、アノード領域形成部の二酸化シリコン膜１５を
選択除去し、その上にチタン層１１を厚さ５０〜１００
ｎｍ　に被着形成する。

【０００６】次に、図９（ｃ）　に示すように、炉アニ
ールまたはランプアニール等の熱処理を施すことにより
、Ｎ型エピタキシャル層４上のみ、チタン層１１とＮ型
エピタキシャル層４とをシリサイド反応させてチタンシ
リサイド層１３に変換し、二酸化シリコン膜１５上に残
存するチタン層を例えば、Ｈ２　Ｏ２　＋ＮＨ４　ＯＨ
＋Ｈ２　Ｏにより選択的に除去する。

【０００７】次に、図８に示すように、層間絶縁膜１０
を厚さ５００　〜１０００ｎｍに被着し、層間絶縁膜１
０上にアノード領域形成部とカソード電極７とを表出さ
せるようコンタクト開孔部を選択的に表出させ、次いで
、スパッタリング法により、主表面上にチタン層１７を
厚さ１０〜３０ｎｍに、窒化チタン層１２を厚さ１００
　〜１５０ｎｍ　に、アルミニウム層１４を厚さ４００
　〜１２００ｎｍに順次被着し、また、その積層を選択
的にパターンニングする。ここで、チタン層１７は窒化
チタン層１２とシリコンの密着性改善のため、窒化チタ
ン層１２はアルミニウム層１４とチタン層１７およびシ
リコンとの合金化防止のために用いている。

【０００８】図１１は従来の半導体装置の他の例の要部
を示す模式的断面図で、トランジスタの電極部および配
線部の構造を示す。

【０００９】図１１に示すように、Ｐ型単結晶シリコン
基板１に形成された層間絶縁膜１０ａ　と、この層間絶
縁膜１０ａ　を選択的にエッチングして形成されたコン
タクト開孔部２２と、このコンタクト開孔部２２を含む
主表面上に順次積層して形成された多結晶シリコン層２
０とアルミニウム層１４とで、それぞれ電極部２３およ
び配線部２４が構成されている。

【００１０】ここで、多結晶シリコン層２０はＰ型単結
晶シリコン基板１表面とアルミニウム層１４との障壁層
として用いている。多結晶シリコン層２０がないと、コ
ンタクト開孔部２２でＰ型単結晶シリコン基板１を構成
している単結晶シリコンとアルミニウムが直接接触する
ことになるが、このときアルミニウム層１４へのシリコ
ン原子の拡散、すなわちシリコンからなる固溶合金化が
生じ、局部的にＰＮ接合を破壊してしまう。このため、
コンタクト開孔部２２での合金化による半導体素子の性
能劣化を防止するために多結晶シリコンが従来より用い
られてきた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】図７および図８に示し
た従来のショットキーバリアダイオードおよびその製造
方法では以下に示す課題があった。図１０（ａ）　に示
すように、選択的にチタンシリサイド層を形成する場合
に、マスクとなる二酸化シリコン膜１５の膜厚を薄くす
ると、段差部での二酸化シリコン膜１５のカバレージが
悪くなり、特に膜厚の薄くなった場所では、図１０（ｂ
）　に示すようにチタン層１１と二酸化シリコン膜１５
との反応により二酸化シリコン膜１５の表層部が消費さ
れ、次いで、チタン層１１とＮ型エピタキシャル層４と
の反応により本来望まない位置でチタンシリサイド化が
起こり、その結果、素子の耐圧特性が劣化する。従って
、二酸化シリコン膜１５の膜厚は３０ｎｍ以上、望まし
くは６０ｎｍ以上が必要となる。一方、第二Ｐ型拡散層
９の形成は、二酸化シリコン膜１５を介してのボロンイ
オンを３０〜５０ＫｅＶ　のエネルギー、１×１０１５
〜１×１０１６のドーズ量でのイオン注入により行う。 これは注入によるＮ型エピタキシャル層４中での欠陥を
防止するためのものであり、よって二酸化シリコン膜１
５の膜厚は５０ｎｍ以下、望ましくは２０ｎｍ以下が必
要となる。 従って、二酸化シリコン膜１５の膜厚は３０〜５０ｎｍ
という製造上余裕度の小さい膜厚管理を行う必要がある
という課題があった。

【００１２】さらに、ショットキーバリアダイオードと
他の素子とを同一の半導体基板上に製造する場合、ショ
ットキーバリアダイオードを製造するためだけに用いら
れる固有の製造工程が存在しており、製造歩留まりを向
上するためには、製造工程の共有化により工程数を削減
する必要がある課題もあった。

【００１３】また、図１１に示した従来の半導体装置に
おいては、半導体装置の高集積化および高速化を図る上
において、コンタクト開孔部２２の大きさを１μｍ以下
に微細化し、接続抵抗も１０Ω／□以下にする必要があ
る。ところが従来の半導体装置では多結晶シリコン層２
０とアルミニウム層１４との積層構造を用いており、コ
ンタクト開孔部２２で露出したＰ型単結晶シリコン基板
１とアルミニウム層１４との間に多結晶シリコン層２０
を設け、障壁層として用いていた。この多結晶シリコン
層２０は例えば　０．３〜　０．５μｍの膜厚で２０〜
３０Ω／□の接続抵抗を有している。また、電極部２３
および配線部２４の形成後での熱処理、例えば半導体装
置の組立等で加える熱処理によって多結晶シリコン層２
０とアルミニウム層１４との固相反応が進行し、合金化
され、多結晶シリコン層２０とＰ型単結晶シリコン基板
１との接触面で純粋な高抵抗率を有するシリコン結晶２
１が折出してしまい、接続抵抗が増大する。 従って、従来の構造においては、コンタクト開孔部２２
の微細化は前述のように実施不可能であり、高集積化お
よび高速化の大きな支障となり、さらに半導体装置の性
能劣化による信頼性の問題を生じる課題があった。

【００１４】本発明の目的は、前記の課題を解消するこ
とにより、半導体装置の性能や信頼性の向上を図りかつ
高集積化を可能とし、簡単に形成できるところの電極部
と配線部とを有する半導体装置およびその製造方法を提
供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体層上に形成された絶縁膜と、前記半導体層より電
極を取り出すために前記絶縁膜を選択的に開孔して設け
られたコンタクト開孔部とを備えた半導体装置において
、前記コンタクト開孔部の底面の前記半導体層上に形成
された高融点金属を含む合金属と、前記コンタクト開孔
部の側面ならびに前記絶縁膜上面に接して形成された高
融点金属層と、前記合金層および前記高融点金属層の上
面に接して形成された高融点金属を含む障壁金属層と、
この障壁金属層の上面に接して形成された配線金属層と
を備えたことを特徴とする。

【００１６】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を選
択的にエッチングしてコンタクト開孔部を形成する工程
とを含む半導体装置の製造方法において、前記コンタク
ト開孔部を含む主表面上に、高融点金属層と、この高融
点金属を含む障壁金属層とを順次積層して形成する工程
と、熱処理により前記コンタクト開孔部の底面の前記半
導体層に前記高融点金属を含む合金層を形成する工程と
、前記障壁金属層の上面に配線金属層を形成する工程と
を含むことを特徴とする。

【００１７】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
半導体層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜を選
択的にエッチングしてコンタクト開孔部を形成する工程
とを含む半導体装置の製造方法において、前記コンタク
ト開孔部を含む主表面上に、高融点金属層を形成する工
程と、障壁元素雰囲気中において熱処理を行うことによ
り前記コンタクト開孔部の底面の半導体層上に前記高融
点金属を含む合金層を形成するとともに障壁金属層を形
成する工程と、前記障壁金属層の上面に配線金属層を形
成する工程とを含むことを特徴とする。

【００１８】

【作用】コンタクト開孔部上は例えばチタンシリサイド
層、窒化チタン層およびアルミニウム層の三層構造にし
、層間絶縁層上はチタン層、窒化チタン層およびアルミ
ニウム層の三層構造にしてあるので、チタンシリサイド
層の形成を、チタン層と窒化チタン層とを積層し熱処理
するか、あるいはチタン層を被着し窒素雰囲気中で熱処
理することにより自己整合的に行うことができ、接続抵
抗の小さいコンタクト開孔部を簡単に製造することが可
能となる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００２０】図１は本発明の半導体装置の第一実施例の
要部を示す模式的断面図で、ショットキーバリアダイオ
ードの場合を示す。

【００２１】本第一実施例は、Ｐ型単結晶シリコン基板
１上に形成されたＮ型エピタキシャル層４上に形成され
た絶縁膜としての二酸化シリコン膜１５および層間絶縁
膜１０と、Ｎ型エピタキシャル層４より電極を取り出す
ために二酸化シリコン膜１５および層間絶縁膜１０を選
択的に開孔して設けられたコンタクト開孔部２２とを備
えた半導体装置において、

【００２２】本発明の特徴とするところの、コンタクト
開孔部２２の底面のＮ型エピタキシャル層４に形成され
た高融点金属としてのチタンを含む合金層としてのチタ
ンシリサイド層１３と、コンタクト開孔部２２の側面な
らびに層間絶縁膜１０上面に接して形成された高融点金
属層としてのチタン層１６と、チタンシリサイド層１３
の上面ならびにチタン層１６の上面に接して形成された
高融点金属を含む障壁金属層としての窒化チタン層１２
と、この窒化チタン層１２の上面に接して形成された配
線金属層としてのアルミニウム層１４とを備えている。

【００２３】次に、図２（ａ）　〜（ｃ）　を参照して
本第一実施例の半導体装置の構成の詳細と製造方法につ
いて説明する。図２（ａ）　〜（ｃ）　はその主要製造
工程における模式的断面図である。

【００２４】図２（ａ）　に示すように、図９（ａ）　
に示した従来例と同一方法で、Ｐ型単結晶シリコン基板
１上に選択的にＰ型埋込拡散層２およびＰ型埋込拡散層
２以外のＰ型単結晶シリコン基板１に選択的にＮ型埋込
拡散層３を形成する。Ｎ型埋込拡散層３は、例えば、ヒ
素イオン５０〜１００ＫｅＶのエネルギーと、　３．０
×１０１５〜１．０　×１０１６／ｃｍ２　との条件で
のイオン注入および１０００℃〜１１５０℃窒素雰囲気
中での１〜３時間の熱処理により実現され、また、Ｐ型
埋込拡散層２は、例えば、ボロンイオン７０〜１５０Ｋ
ｅＶのエネルギーと　３．０×１０１４〜　８．０×１
０１４のドーズ量との条件でのイオン注入および９５０
　℃〜１０５０℃窒素雰囲気中での１〜３時間の熱処理
により実現される。次いで、Ｐ型単結晶シリコン基板１
上にＮ型エピタキシャル層４を厚さ　１．５μｍ〜　２
．５μｍ比抵抗を０．５　〜　２．０Ωｃｍとなるよう
形成する。次いで、Ｎ型エピタキシャル層４の表面にボ
ロンイオンを１００　〜１５０ＫｅＶのエネルギー、　
３．０×１０１２〜　５．０×１０１３／ｃｍ　２　の
ドーズ量でイオン注入することにより素子分離を行う第
一Ｐ型拡散層５を選択形成する。次いで、選択酸化法を
用いて、素子間の絶縁分離を行う厚い二酸化シリコン層
６を厚さ　０．６〜　１．０μｍの厚さに形成する。こ
の厚い二酸化シリコン層６は、　９５０℃〜１０５０℃
での常圧または加圧下のＨ２　−Ｏ２　雰囲気中で１〜
６時間の酸化処理により形成される。次いで、減圧ＣＶ
Ｄ法により多結晶シリコン層を　０．３〜　０．５μｍ
の厚さに形成し、主表面よりリンを拡散し、Ｎ型エピタ
キシャル層４中にＮ型拡散層８を形成し、多結晶シリコ
ンを選択的にエッチングしてカソード電極７を形成する
。次いで、従来例で説明したと同様に二酸化シリコン膜
１５を主表面上に被着後、ショットキーバリアダイオー
ドの耐圧不良防止のため、アノード領域形成部の周辺部
にわたって、第二Ｐ型拡散層９を形成する。第二Ｐ型拡
散層９は、例えば、ボロンイオンを３０〜５０ＫｅＶ　
、１×１０１５〜１×１０１６／ｃｍ２　の条件でイオ
ン注入することにより実現される。次いで、主表面上に
化学気相成長法により例えば、厚さ５００ｎｍ　〜１０
００ｎｍの層間絶縁膜１０を形成する。

【００２５】次に、図２（ｂ）　に示すように、層間絶
縁膜１０にカソード電極７とアノード領域形成部を表出
させるコンタクト開孔部２２を形成する。次いで、スパ
ッタリング法によりコンタクト開孔部２２の内面を含む
層間絶縁膜１０上に厚さ５０ｎｍ〜１００ｎｍ　のチタ
ン層１６を被着し、続いて、１００ｎｍ　〜１５０ｎｍ
　の窒化チタン層１２を被着する。

【００２６】次いで、図２（ｃ）　に示すように、チタ
ン層１６、窒化チタン層１２の被着後、６５０℃の炉ア
ニールまたはランプアニールによる熱処理を行って、ア
ノード領域形成部において、チタン層１６とＮ型エピタ
キシャル層４とのシリサイド反応によるチタンシリサイ
ド層１３を形成する。

【００２７】次いで、図１に示すように、厚さ４００　
〜１２００ｎｍのアルミニウム層１４を窒化チタン層１
２上に被着し、チタン層１６、窒化チタン層１２および
アルミニウム層１４の積層を選択的にパターニングする
ことにより、アノード領域形成部であるコンタクト開孔
部２２には、チタンシリサイド層１３、窒化チタン層１
２およびアルミニウム層１４の積層構造を、また層間絶
縁膜１０上ではチタン層１６、窒化チタン層１２および
アルミニウム層１４の積層構造を得る。

【００２８】図３は本発明の半導体装置の第二実施例の
要部を示す模式的断面図で、ショットキーバリアダイオ
ードの場合を示し、前述の第一実施例とはカソード領域
形成部の構造が異なる。次に、図４に示すその主要製造
工程における模式的断面図を参照して、その構造の詳細
と製造方法について説明する。

【００２９】図４に示すように、Ｐ型単結晶シリコン基
板１上に選択的にＰ型埋込拡散層２およびＮ型埋込拡散
層３を形成する。次に、Ｐ型単結晶シリコン基板１上に
Ｎ型エピタキシャル層４を被着形成し、素子間を絶縁分
離をする第一Ｐ型拡散層５および厚い二酸化シリコン膜
６を選択的に形成する。次に、カソード領域形成部上に
選択的にイオン注入法によりリンイオンを５０〜１００
ＫｅＶ、１〜５×１０１５ｃｍ−２の条件でイオン注入
することによりＮ型拡散層８を形成する。次に、二酸化
シリコン膜１５を主表面上に被着後、アノード領域形成
部の周辺部にわたって、第二Ｐ型拡散層９を形成し、主
表面上に化学気相成長法により層間絶縁膜１０を形成す
る。

【００３０】次に、図３に示すように層間絶縁膜１０に
カソード領域形成部とアノード領域形成部を表出させる
コンタクト開孔部２２および２５を形成し、スパッタリ
ング法によりコンタクト開孔部２２および２５の内面を
含む層間絶縁膜１０上にチタン層１６を被着し、続いて
、窒化チタン層１２を被着する。次に、チタン層１６お
よび窒化チタン層１２の被着後、第一実施例と同様に熱
処理を行って、チタンシリサイド層１３および１８を形
成する。次に、アルミニウム層１４の積層を選択的にパ
ターニングすることにより、カソードおよびアノード領
域形成部には、チタンシリサイド層１３または１８、窒
化チタン層１２およびアルミニウム層１４の積層構造を
、また層間絶縁膜１０上では、チタン層１６、窒化チタ
ン層１２およびアルミニウム層１４の積層構造を得る。

【００３１】本第二実施例では第一実施例とは異なり、
カソード領域形成部が第一実施例では、多結晶シリコン
にリンを拡散することにより、Ｎ型拡散層８とカソード
電極７を形成したのに対して、第二実施例ではカソード
領域形成部にリンをイオン注入することによりＮ型拡散
層８を形成する。さらに、カソード領域形成部をアノー
ド領域形成部の形成と同時にシリサイド化して、チタン
シリサイド層１８を形成する。従って、カソード電極部
の構造が第一実施例では、下層側よりＮ型拡散層８、多
結晶シリコン層２０、チタンシリサイド層１３、窒化チ
タン層１２およびアルミニウム層１４であるのに対して
、第二実施例では、Ｎ型拡散層８、チタンシリサイド層
１３、窒化チタン層１２およびアルミニウム層１４とな
り、多結晶シリコン層２０が省略できる。従って、ショ
ットキーバリアダイオードの直列抵抗成分は、多結晶シ
リコン自身の抵抗（２０〜３０Ω）　、および多結晶シ
リコン層２０とＮ型拡散層８との接触抵抗がなくなり、
第一実施例では直列抵抗成分が１００　〜１５０　Ωで
あったものが第二実施例では５０〜　１００Ωに低減で
きる利点がある。

【００３２】以上説明したように、本第一および第二実
施例によれば、チタンシリサイド層の選択形成のための
マスク材を二酸化シリコン膜１５より層間絶縁膜１０に
変更し厚膜化して、チタン層がチタンシリサイド層に変
換されるだけの熱処理を行うことにより、均一なチタン
シリサイド層が形成することができるため、さらに、従
来２工程すなわち拡散工程でチタンシリサイド層を形成
し、次いで配線構造を形成していたのに対し、従来より
配線構造として用いていたチタン層および窒化チタン層
を利用して行うため、１工程に短縮され、工程数を削減
することができる。

【００３３】図５は本発明の半導体装置の第三実施例の
要部を示す模式的断面図で、本発明をトランジスタに適
用した場合を示す。

【００３４】本第三実施例は、Ｐ型単結晶シリコン基板
１上に形成された層間絶縁膜１０ａ　と、Ｐ型単結晶シ
リコン基板１より電極を取り出すために層間絶縁膜１０
ａ　に選択的に開孔して設けられたコンタクト開孔部２
２とを備えた半導体装置において、

【００３５】本発明の特徴とするところの、コンタクト
開孔部２２の底面のＰ型単結晶シリコン基板１に形成さ
れたチタンシリサイド層１３と、コンタクト開孔部２２
の側面ならびに層間絶縁膜１０ａ　の上面に接して形成
されたチタン層１１と、チタンシリサイド層１３および
チタン層１１の上面に接して形成された窒化チタン層１
２と、この窒化チタン層１２の上面に接して形成された
アルミニウム層１４とを備えている。

【００３６】次に、本第三実施例の半導体装置の製造方
法の概要について説明する。

【００３７】Ｐ型単結晶シリコン基板１表面上に、通常
の化学気相堆積法によって例えば厚さ　０．３μｍ　　
程度の二酸化シリコンからなる層間絶縁膜１０ａ　を形
成する。次に、層間絶縁膜１０ａ　にコンタクト開孔部
２２を通常のフォトエッチングにより選択的に形成する
。次に、形成されたコンタクト開孔部２２を含む層間絶
縁膜１０ａ　上に例えば厚さ５０〜２００ｎｍ　程度の
チタン層１１と、例えば厚さ　０．１〜　０．３μｍ程
度の窒化チタン層１２とをそれぞれ通常のスパッタリン
グ法により順次形成する。次に、例えば　６５０℃、１
０分程度の熱処理を行いチタン層１１とＰ型単結晶シリ
コン基板１表面との接触面でシリコンとチタンとの固相
反応によりチタンシリサイド層１３を選択的に形成する
。このとき、コンタクト開孔部２２の底面上のチタン層
１１はすべてチタンシリサイド層１３に変換される。さ
らに、窒素雰囲気中で熱処理を施すことにより、窒化チ
タン層１２を耐熱性に優れたより窒化した膜質とするこ
とができる。

【００３８】次に、窒化チタン装置１２上に厚さ０．５
　〜　１．５μｍ程度のアルミニウム層１４をスパッタ
リング法により形成し、層間絶縁膜１０ａ　上において
、アルミニウム層１４と窒化チタン層１２とチタン層１
１とを同時に選択エッチして、コンタクト開孔部２２に
はアルミニウム層１４と窒化チタン層１２とチタンシリ
サイド層１３との積層膜からなる電極金属層を形成し、
層間絶縁膜１０ａ　上にはアルミニウム層１４と窒化チ
タン層１２とチタン層１１との積層膜からなる配線層を
形成する。

【００３９】本第三実施例においては、コンタクト開孔
部２２で自己整合的にチタンシリサイド層１３を形成し
、障壁層を窒化チタン層１２とチタンシリサイド層１３
とからなる積層膜で構成することによりシリコンの折出
を防止でき、さらに、コンタクト開孔部２２での接続抵
抗を５Ω／□以下に低減できる。従って素子微細化に可
能な低抵抗を有し、自己整合された積層膜からなる障壁
層を有する電極金属層を設けることができる。さらに、
連続してチタン層１１と窒化チタン層１２とを設け、窒
素雰囲気中で熱処理を施すことにより、自己整合的にチ
タンシリサイド層１３を形成することと同時により窒化
した障壁積層膜を形成することができ、より膜質を改善
できる。

【００４０】図６は本発明の半導体装置の第四実施例の
要部を示す模式的断面図で、トランジスタの場合を示す
。

【００４１】本第四実施例が図５の第三実施例と異なる
点は、Ｐ型単結晶シリコン基板１上部にＮ型埋込拡散層
１９を形成したほか、その製造方法を変えたものである
。

【００４２】図７（ａ）　および（ｂ）　は本第四実施
例の主要製造工程における模式的断面図である。

【００４３】始めに、図７（ａ）　に示すように、Ｐ型
単結晶シリコン基板１上にＮ型埋込拡散層１９を形成し
、第三実施例と同様にして、Ｐ型単結晶シリコン基板１
上に通常の化学気相堆積法により二酸化シリコンからな
る層間絶縁膜１０ａ　を形成し、さらに形成された層間
絶縁膜１０ａ　にコンタクト開孔部２２を通常のフォト
エッチングにより選択的に形成する。次に、形成された
コンタクト開孔部２２を含む層間絶縁膜１０ａ　上に通
常のスパッタリング法により、例えば厚さ　１００〜５
００ｎｍ　程度のチタン層１１を形成する。

【００４４】次に、図７（ｂ）　に示すように、窒素雰
囲気中で熱処理を施すことにより形成されたチタン層１
１の表面部を窒化チタン層１２に合金化する。この熱処
理において、同時にコンタクト開孔部２２の底面のシリ
コン基板すなわちＮ型埋込拡散層１９とチタン層１１と
の接触面シリコンとチタンとの固相反応によりチタンシ
リサイド層１３を選択的に形成する。このとき、コンタ
クト開孔部２２の底面上のチタン層１１は、下層がチタ
ンシリサイド層１３に変換され、上層が窒化チタン層１
２に変換される。

【００４５】次に、図６に示すように、形成された窒化
チタン層１２上に例えば厚さ　０．５〜　１．５μｍ程
度のアルミニウム層１４をスパッタリング法により形成
する。以下、第三実施例と同様の処理を行い、図６に示
す半導体装置を得る。

【００４６】本第四実施例においては、窒素雰囲気中で
熱処理を施すことにより、スパッタリングにより形成し
たチタン層１１を、窒化チタン層１２とチタン層１１と
チタンシリサイド層１３とからなる積層膜に自己整合的
に構成することができ、また、連続してスパッタリング
により順次チタン層１１とアルミニウム層１４を形成す
ることができ、製造工程を簡略化できる利点がある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の半導体装
置は、障壁層として従来の多結晶シリコン層から高融点
金属を含む障壁金属層と高融点金属を含む合金層との積
層膜、すなわち窒化チタン層とチタンシリサイド層との
積層膜を用いることにより接続抵抗を５Ω／□以下にで
き、コンタクト開孔部を１μｍ以下に微細化でき、また
、組立工程の熱処理によりコンタクト開孔部のシリコン
基板表面でシリコン結晶の折出も防止でき耐熱性を向上
できる効果がある。

【００４８】さらに、高融点金属層であるチタン層を自
己整合的に電極部で窒化チタン層とチタンシリサイド層
との積層膜に構成し、配線部で窒化チタン層とチタン層
との積層膜に構成することができ、製造工程を簡略化で
きる効果がある。

【００４９】従って、本発明によれば高集積化、高速化
および高信頼性化を図った、半導体装置を簡単に製造す
ることができ、その効果は大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の半導体装置の第一実施例の要部を
示す模式的断面図。

【図２】　　その主要製造工程における模式的断面図。

【図３】　　本発明の半導体装置の第二実施例の要部を
示す模式的断面図。

【図４】　　その主要製造工程における模式的断面図。

【図５】　　本発明の半導体装置の第三実施例の要部を
示す模式的断面図。

【図６】　　本発明の半導体装置の第四実施例の要部を
示す模式的断面図。

【図７】　　その主要製造工程における模式的断面図。

【図８】　　従来の半導体装置の一例の要部を示す模式
的断面図。

【図９】　　その主要製造工程における模式的断面図。

【図１０】　　その課題を示す説明図。

【図１１】　　従来例の半導体装置の他の例の要部を示
す模式的断面図。

【符号の説明】 １　　　　Ｐ型単結晶シリコン基板 ２　　　　Ｐ型埋込拡散層 ３、１９　　　　Ｎ型埋込拡散層 ４　　　　Ｎ型エピタキシャル層 ５　　　　第一Ｐ型拡散層 ６　　　　厚い二酸化シリコン膜 ７　　　　カソード電極 ８　　　　Ｎ型拡散層 ９　　　　第二Ｐ型拡散層 １０、１０ａ　　　　　層間絶縁膜 １１、１６、１７　　　　チタン層 １２　　　　窒化チタン層 １３、１８　　チタンシリサイド層 １４　　　　アルミニウム層 １５　　　　二酸化シリコン膜 ２０　　　　多結晶シリコン層 ２１　　　　シリコン結晶 ２２、２５　　コンタクト開孔部 ２３　　　　電極部 ２４　　　　配線部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体層上に形成された絶縁膜と、前
   記半導体層より電極を取り出すために前記絶縁膜を選択
   的に開孔して設けられたコンタクト開孔部とを備えた半
   導体装置において、前記コンタクト開孔部の底面の前記
   半導体層上に形成された高融点金属を含む合金属と、前
   記コンタクト開孔部の側面ならびに前記絶縁膜上面に接
   して形成された高融点金属層と、前記合金層および前記
   高融点金属層の上面に接して形成された高融点金属を含
   む障壁金属層と、この障壁金属層の上面に接して形成さ
   れた配線金属層とを備えたことを特徴とする半導体装置
   。
2. 【請求項２】　　半導体層上に絶縁膜を形成する工程と
   、前記絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクト開孔
   部を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法におい
   て、前記コンタクト開孔部を含む主表面上に、高融点金
   属層と、この高融点金属を含む障壁金属層とを順次積層
   して形成する工程と、熱処理により前記コンタクト開孔
   部の底面の前記半導体層に前記高融点金属を含む合金層
   を形成する工程と、前記障壁金属層の上面に配線金属層
   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。
3. 【請求項３】　　半導体層上に絶縁膜を形成する工程と
   、前記絶縁膜を選択的にエッチングしてコンタクト開孔
   部を形成する工程とを含む半導体装置の製造方法におい
   て、前記コンタクト開孔部を含む主表面上に、高融点金
   属層を形成する工程と、障壁元素雰囲気中において熱処
   理を行うことにより前記コンタクト開孔部の底面の半導
   体層上に前記高融点金属を含む合金層を形成するととも
   に障壁金属層を形成する工程と、前記障壁金属層の上面
   に配線金属層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。