JPH0511655B2 - - Google Patents

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JPH0511655B2
JPH0511655B2 JP29265786A JP29265786A JPH0511655B2 JP H0511655 B2 JPH0511655 B2 JP H0511655B2 JP 29265786 A JP29265786 A JP 29265786A JP 29265786 A JP29265786 A JP 29265786A JP H0511655 B2 JPH0511655 B2 JP H0511655B2
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metal
silicon
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smooth
silicide
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JP29265786A
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Surikantesuwara Iieru Saburamanian
Eriotsuto Rootenbaagu Joshua
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International Business Machines Corp
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International Business Machines Corp
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    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition 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 System
    • H01L21/28518Deposition 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 System the conductive layers comprising silicides

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、集積回路用の低抵抗の相互接続およ
び接点を形成するための方法及びそのための装置
に関し、さらに詳細には、滑らかな表面を有する
相互接続および接点を形成するための方法及びそ
のための装置に関するものである。
(従来技術) 被覆後の放射線による表面処理に関する一般的
な従来技術の参考文献の一例としては、米国特許
第4478876号がある。この参考文献は、紫外線の
照射により硬化する耐摩耗性シリコン硬質被覆材
料で固体基板を被覆する方法を教示している。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、界面が滑らかな低抵抗の膜を
形成する方法およびそのための装置を提供するこ
とにある。
本発明の第2の目的は、シヨートパルス・レー
ザによる処理で滑らかな界面を形成する、低抵抗
の膜を形成するための方法及びそのための装置を
提供することにある。
(実施例) 大規模集積回路(VLSI)技術では、全ての段
階で低抵抗の相互接触材料を使用することが必要
である。多くの適用例では、ふつう、耐火性珪化
物が用いられる。たとえば、付着されたチタンを
露出したシリコン領域で反応させて、シヨツトキ
ー接点およびオーム接点ならびに低抵抗の局部相
互接続を形成する。
熱反応によつて形成されるチタン珪化物を使用
する際にぶつかる問題の1つは、珪化物表面およ
び珪化物−シリコン界面が非常に粗いということ
である。この粗さは、特に接合深度が浅く、不動
態化など付着される層によつて粗い表面を覆い隠
すことが難かしいとき、p−n接合の劣化をもた
らす。本発明は、熱反応だけによつて形成される
膜よりも粗面度がずつと小さな低抵抗のチタン珪
化物を得るための方法を提供する。
第1図には、埋設酸化物分離領域12と14、
ソース領域16、ドレイン領域18、およびポリ
シリコン・ゲート領域20を含むシリコン基板1
0を含む珪化物の膜構造を示す。チタン珪化物膜
22,24および26が接点としてシリコン・ゲ
ート、ソースおよびドレイン領域上に配置されて
いる。
第1図に示した方法では、シリコン上に付着さ
れたチタン膜の界面は、金属表面をエキサイマ・
レーザのいくつかの短かい(10ナノ秒)パルスで
照射するレーザ前処理によつて事前調整される。
波長が十分短かいため、大部分の放射線が金属中
に吸収され、パルスのエネルギーを調節すること
により、チタン/シリコン界面の温度が瞬間的に
500℃以上になる。
実際の照射条件は、Ti膜の厚さ、界面の清浄
度および入射レーザのフルエンスに依存する。レ
ーザ照射は純粋な窒素やヘリウム等の清浄な環境
中で、場合によつては清浄した真空室内で行な
う。この処理の後、サンプルを通常の方法でアニ
ールする。
シヨートパルス・レーザを照射して前処理する
と、大幅なシリコン拡散を生じるには不十分な時
間の間に、Tiによつて界面の固有酸化物が非常
に局部的かつ急激に還元されて界面酸化物が清浄
化される。したがつて、熱アニールの際に、極め
て清浄な界面が、珪化物相の均一な核形成を推進
し、したがつて滑らかな表面および界面をもたら
す。
第2図に示した特定の実施例では、単結晶Si上
の50nmのTiのいくつかの試料をレーザ・パルス
で照射した。シリコン結晶30を、室32内に置
く。パルス・レーザ34から出た放射線は、レン
ズ36、ビーム・ホモジナイザ38およびレンズ
40を通過して室32に入り、そこでシリコン結
晶30に衝突する。フツ化クリプトン・レーザに
よる248nmの放射線を使用した。140ないし
300mJ/cm2のフルエンスを使用し、1ないし100
個のパルスを用いた。レーザ・ビームを光パイプ
中でホモジナイズして、1.3cm×1.3cmのかなり均
一なビームを得た。低い電力レベルのとき、界面
における温度上昇は250℃以下と推定されるが、
高い電力レベルでは、500℃を大きく越える温度
上昇が推定できる。これらの照射は、空気中で行
なつた。不純物の予期しない混入を最小限に抑え
るため、真空中または制御された環境中で実施し
てもよい。非常に大きなフルエンスやパルス数が
非常に多い場合を除いて、珪化物の形成は無視で
きる程度だつた。このことは抵抗測定によつても
確認された。この段階で、膜を窒素中で800℃で
熱アニールした。したがつて、全ての試料は、2
つの別々の領域すなわち、レーザによる前処理を
受けた中央の正方形の領域と、熱アニールのみを
受けた周囲の領域を有していた。全てのサンプル
について、両方の領域について抵抗測定を行なつ
た。どの場合にも、抵抗は両方の領域で約1.5オ
ーム/平方であり、反応が完全かつ良好なことを
示した。次に、いくつかの方法で表面形態を検査
した。白色光の斜め照明のもとで観察したとき、
いくつかのサンプルでは、前処理領域(300mJ/
cm2、4パルス)が鏡面反射したが、前処理されな
かつた領域はランダム散乱を呈した。表面形状の
顕微鏡検査および物理的測定から、前処理された
領域の方が一層滑らかであることが示された。凹
凸の大きさはほぼ同じであるが、前処理された領
域ではその密度がずつと低かつた。したがつて、
本発明を使用することにより、非常に滑らかな表
面が得られ、粗さが無視し得る程度まで減少する
ことは明らかである。
したがつて、非常に滑らかなチタン珪化物の膜
をもたらす、レーザ前処理法について説明する。
この方法は、不均一な初期界面状態のために不近
一な核形成を生じる傾向がある、その他の耐火性
反応珪化物にも適用できる。この方法は大きな処
理量に容易に適用でき、かなり広い加工用ウイン
ドウを示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の説明に用いる珪化物膜の概略
断面図、第2図は本発明の方法を実施するために
使用する、シヨートパルス・レーザを含む装置の
概略図である。 10……シリコン基板、12,14……酸化物
分離領域、16……ソース領域、18……ドレイ
ン領域、20……ポリシリコン・ゲート領域、2
2,24,26……チタン珪化物膜、32……
室、34……パルス・レーザ、36,40……レ
ンズ、38……ビーム・ホモジナイザ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリコン基板上に金属を付着させて金属/シ
    リコン界面を形成し、 前記金属の表面に短かいパルスの放射線を照射
    して前記界面における酸化物を還元し、 前記金属を反応させて滑らかな金属/シリコン
    界面を有する金属/シリコン構造をもたらすこと
    の各工程段階を含むことを特徴とする、 金属/シリコン構造中に滑らかな界面を形成す
    るための方法。 2 ソース、ドレインおよびゲート領域を有する
    シリコン基板を用意し、 前記ソース、ドレインおよびゲート領域の表面
    に金属を付着して金属/シリコン界面を形成し、 紫外線パスルの照射により前記構造を処理して
    前記金属/シリコン界面において酸化物の還元を
    行ない、 前記シリコン・ソース、ドレインおよびゲート
    領域上で金属を反応させて金属珪化物/シリコン
    界面を形成し、 前記構造を熱アニールして表面が滑らかな接点
    を有する構造をもたらすことの各工程段階を含む
    ことを特徴とする、 滑らかな金属/シリコン界面を有する低抵抗の
    膜状接点構造を形成するための方法。 3 金属珪化物/シリコン構造を入れる室と、紫
    外線のパルスを発生するためのパルス・レーザ装
    置と、 前記金属珪化物/シリコン界面において酸化物
    を還元させて滑らかな珪化物/シリコン界面をも
    たらすために、前記紫外線のパルスを前記珪化
    物/シリコン構造に当てるための手段とからなる
    ことを特徴とする、 滑らかな珪化物/シリコン界面を有する金属珪
    化物/シリコン構造を製造するための装置。
JP29265786A 1986-02-03 1986-12-10 滑らかな界面を有する集積回路構造を製造するための方法およびそのための装置 Granted JPS62186531A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US82517586A 1986-02-03 1986-02-03
US825175 1986-02-03

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JPS62186531A JPS62186531A (ja) 1987-08-14
JPH0511655B2 true JPH0511655B2 (ja) 1993-02-16

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JP29265786A Granted JPS62186531A (ja) 1986-02-03 1986-12-10 滑らかな界面を有する集積回路構造を製造するための方法およびそのための装置

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Also Published As

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EP0231794A3 (en) 1989-03-01
JPS62186531A (ja) 1987-08-14
EP0231794A2 (en) 1987-08-12

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