JPH05190489A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05190489A JPH05190489A JP2729492A JP2729492A JPH05190489A JP H05190489 A JPH05190489 A JP H05190489A JP 2729492 A JP2729492 A JP 2729492A JP 2729492 A JP2729492 A JP 2729492A JP H05190489 A JPH05190489 A JP H05190489A
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- JP
- Japan
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- silicon
- interlayer insulating
- insulating film
- film
- aluminum
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 コンタクト抵抗の増加を防ぐ新しい構造を得
る。 【構成】 シリコン基板２上には層間絶縁膜６が形成さ
れ、層間絶縁膜６にはコンタクトホール７が形成され、
層間絶縁膜６上にはシリコンを１％含有したアルミニウ
ム配線８ａが形成され、アルミニウム配線８ａはコンタ
クトホール７を介してシリコン基板２とオーム接触をし
ている。層間絶縁膜６上にはシリコン粒１２が存在し、
シリコン粒１２にはアルミニウム配線８ａ中の過剰シリ
コンが析出している。コンタクトホール内でのシリコン
の析出が抑えられ、コンタクト抵抗の増加が抑えられ
る。
る。 【構成】 シリコン基板２上には層間絶縁膜６が形成さ
れ、層間絶縁膜６にはコンタクトホール７が形成され、
層間絶縁膜６上にはシリコンを１％含有したアルミニウ
ム配線８ａが形成され、アルミニウム配線８ａはコンタ
クトホール７を介してシリコン基板２とオーム接触をし
ている。層間絶縁膜６上にはシリコン粒１２が存在し、
シリコン粒１２にはアルミニウム配線８ａ中の過剰シリ
コンが析出している。コンタクトホール内でのシリコン
の析出が抑えられ、コンタクト抵抗の増加が抑えられ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置とその製造方
法に関し、例えばシリコン基板上の層間絶縁膜のコンタ
クトホールを経てシリコンを含有したアルミニウム配線
のようなメタル配線がそのコンタクトホールを経てシリ
コン基板と接続されている半導体装置とその製造方法に
関するものである。
法に関し、例えばシリコン基板上の層間絶縁膜のコンタ
クトホールを経てシリコンを含有したアルミニウム配線
のようなメタル配線がそのコンタクトホールを経てシリ
コン基板と接続されている半導体装置とその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置のメタル配線としては、１％
程度のシリコンを含有したアルミニウム配線が主として
用いられている。アルミニウム配線にシリコンを含有さ
せるのは、コンタクトホールでシリコン基板の拡散層と
メタル配線とをオーム接触させるために熱処理を施す際
に、拡散層のシリコンが配線のアルミニウム中に溶け込
んでスパイクを起こすのを防止するためである。しか
し、アルミニウム中には過剰にシリコンが含有されてい
るため、そのシリコンが拡散層表面のシリコン基板上に
固相エピタキシャル成長し、コンタクト抵抗を上げる問
題がある。
程度のシリコンを含有したアルミニウム配線が主として
用いられている。アルミニウム配線にシリコンを含有さ
せるのは、コンタクトホールでシリコン基板の拡散層と
メタル配線とをオーム接触させるために熱処理を施す際
に、拡散層のシリコンが配線のアルミニウム中に溶け込
んでスパイクを起こすのを防止するためである。しか
し、アルミニウム中には過剰にシリコンが含有されてい
るため、そのシリコンが拡散層表面のシリコン基板上に
固相エピタキシャル成長し、コンタクト抵抗を上げる問
題がある。
【０００３】このことを図３により説明する。（Ａ）
は、シリコン基板２に拡散層４が形成され、シリコン基
板２上に層間絶縁膜６が形成され、層間絶縁膜６にコン
タクトホールが形成された後、配線用のメタル膜として
シリコンを１％含んだアルミニウム膜８が堆積された状
態を表わしている。アルミニウム膜８はスパッタリング
法などで堆積されるが、この状態では過剰のシリコンは
アルミニウム膜８中にランダムに取り込まれている。そ
の後、アルミニウム膜８と基板シリコンとの合金化のた
めに４００℃程度の熱処理が加えられる。このときアル
ミニウム膜８中のシリコンがコンタクト部に集まり、固
相成長して（Ｂ）のようになる。１０は固相成長したシ
リコンのエピタキシャル成長層である。アルミニウム膜
８がシリコンと接触するのはコンタクト部のみであるの
で、アルミニウム膜８中の過剰なシリコンはコンタクト
部に集まりやすいのである。
は、シリコン基板２に拡散層４が形成され、シリコン基
板２上に層間絶縁膜６が形成され、層間絶縁膜６にコン
タクトホールが形成された後、配線用のメタル膜として
シリコンを１％含んだアルミニウム膜８が堆積された状
態を表わしている。アルミニウム膜８はスパッタリング
法などで堆積されるが、この状態では過剰のシリコンは
アルミニウム膜８中にランダムに取り込まれている。そ
の後、アルミニウム膜８と基板シリコンとの合金化のた
めに４００℃程度の熱処理が加えられる。このときアル
ミニウム膜８中のシリコンがコンタクト部に集まり、固
相成長して（Ｂ）のようになる。１０は固相成長したシ
リコンのエピタキシャル成長層である。アルミニウム膜
８がシリコンと接触するのはコンタクト部のみであるの
で、アルミニウム膜８中の過剰なシリコンはコンタクト
部に集まりやすいのである。
【０００４】コンタクトホールの径が大きいときはコン
タクト抵抗の増加も少なく、問題にならないが、微細化
にともなってコンタクトホールの径も小さくなってくる
と、コンタクト抵抗の増加を無視できなくなる。コンタ
クト抵抗の増加を防ぐために、種々の対策がとられてい
る。第１の方法は、コンタクト部に純粋なアルミニウム
膜を付着し、その上にシリコンを含むアルミニウム膜を
堆積することにより、コンタクト部へのシリコンの析出
を防ぐ方法である（特開昭５９−４０１４号公報参
照）。
タクト抵抗の増加も少なく、問題にならないが、微細化
にともなってコンタクトホールの径も小さくなってくる
と、コンタクト抵抗の増加を無視できなくなる。コンタ
クト抵抗の増加を防ぐために、種々の対策がとられてい
る。第１の方法は、コンタクト部に純粋なアルミニウム
膜を付着し、その上にシリコンを含むアルミニウム膜を
堆積することにより、コンタクト部へのシリコンの析出
を防ぐ方法である（特開昭５９−４０１４号公報参
照）。
【０００５】第２の方法は、コンタクトホール形成後、
コンタクトホールに表出したシリコン基板面に不活性ガ
ス原子をイオン注入した後、シリコンを含むアルミニウ
ム膜を堆積することによりコンタクト抵抗の増加を抑え
る方法である（特開平１−２５５２２０号公報参照）。
第３の方法は、コンタクトホール形成後、気相成長法に
より高融点金属又はそのシリサイド膜をバリア層として
被着した後、シリコンを含むアルミニウム膜を堆積する
ことにより、シリコン基板面へのシリコンの析出を防ぐ
方法である（特開昭５９−６１１４６号公報参照）。
コンタクトホールに表出したシリコン基板面に不活性ガ
ス原子をイオン注入した後、シリコンを含むアルミニウ
ム膜を堆積することによりコンタクト抵抗の増加を抑え
る方法である（特開平１−２５５２２０号公報参照）。
第３の方法は、コンタクトホール形成後、気相成長法に
より高融点金属又はそのシリサイド膜をバリア層として
被着した後、シリコンを含むアルミニウム膜を堆積する
ことにより、シリコン基板面へのシリコンの析出を防ぐ
方法である（特開昭５９−６１１４６号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】高融点金属膜又はその
シリサイド膜をバリア層として形成する方法はプロセス
が複雑になる欠点がある。本発明は、従来提案されてい
る方法とは異なる方法によって、コンタクト抵抗の増加
を容易に防いだ半導体装置とその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
シリサイド膜をバリア層として形成する方法はプロセス
が複雑になる欠点がある。本発明は、従来提案されてい
る方法とは異なる方法によって、コンタクト抵抗の増加
を容易に防いだ半導体装置とその製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
拡散領域が形成された半導体基板上に層間絶縁膜が形成
され、その層間絶縁膜にコンタクトホールが形成され、
その層間絶縁膜上に形成されたメタル配線がコンタクト
ホールを経て半導体基板と接続されている半導体装置に
おいて、層間絶縁膜上にシリコン粒を析出させたもので
ある。本発明の効果が最も発揮されるのは、メタル配線
がシリコンを含有したアルミニウム配線の場合である。
拡散領域が形成された半導体基板上に層間絶縁膜が形成
され、その層間絶縁膜にコンタクトホールが形成され、
その層間絶縁膜上に形成されたメタル配線がコンタクト
ホールを経て半導体基板と接続されている半導体装置に
おいて、層間絶縁膜上にシリコン粒を析出させたもので
ある。本発明の効果が最も発揮されるのは、メタル配線
がシリコンを含有したアルミニウム配線の場合である。
【０００８】本発明の製造方法は、以下の工程（Ａ）か
ら（Ｃ）を含んでいる。（Ａ）拡散領域が形成された半
導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程、（Ｂ）前記層
間絶縁膜上にシリコンを含有したアルミニウム膜を堆積
し、熱処理を施してアルミニウム膜中のシリコンを層間
絶縁膜上に析出させた後、アルミニウム膜を除去する工
程、（Ｃ）その後、前記層間絶縁膜にコンタクトホール
を形成し、その層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し、熱
処理後、そのメタル膜にパターン化を施してメタル配線
とする工程。
ら（Ｃ）を含んでいる。（Ａ）拡散領域が形成された半
導体基板上に層間絶縁膜を形成する工程、（Ｂ）前記層
間絶縁膜上にシリコンを含有したアルミニウム膜を堆積
し、熱処理を施してアルミニウム膜中のシリコンを層間
絶縁膜上に析出させた後、アルミニウム膜を除去する工
程、（Ｃ）その後、前記層間絶縁膜にコンタクトホール
を形成し、その層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し、熱
処理後、そのメタル膜にパターン化を施してメタル配線
とする工程。
【０００９】
【作用】本発明はシリコンの固相エピタキシャル成長の
核をコンタクトホール部以外にも作っておくことによ
り、相対的にコンタクトホール部でのシリコンのエピタ
キシャル成長を低減するものである。つまり、層間絶縁
膜上にシリコンの核が作られているので、メタル配線用
にシリコンを含有したアルミニウム膜を堆積し、オーム
接触のための熱処理を施したとき、アルミニウム膜中の
過剰なシリコンがコンタクト部のみでなく層間絶縁膜上
のシリコンの核にも分散してエピタキシャル成長し、コ
ンタクト部へのシリコンのエピタキシャル成長が抑えら
れ、コンタクト抵抗の増大が抑えられる。
核をコンタクトホール部以外にも作っておくことによ
り、相対的にコンタクトホール部でのシリコンのエピタ
キシャル成長を低減するものである。つまり、層間絶縁
膜上にシリコンの核が作られているので、メタル配線用
にシリコンを含有したアルミニウム膜を堆積し、オーム
接触のための熱処理を施したとき、アルミニウム膜中の
過剰なシリコンがコンタクト部のみでなく層間絶縁膜上
のシリコンの核にも分散してエピタキシャル成長し、コ
ンタクト部へのシリコンのエピタキシャル成長が抑えら
れ、コンタクト抵抗の増大が抑えられる。
【００１０】
【実施例】図１は一実施例を表わす。図３と同一部分に
は同一の符号を用いる。シリコン基板２に拡散層４が形
成されており、シリコン基板２上にはＢＰＳＧ膜などの
層間絶縁膜６が形成され、層間絶縁膜６にはコンタクト
ホール７が形成されている。層間絶縁膜６上にはシリコ
ンを１％含有したアルミニウム配線８ａが形成され、ア
ルミニウム配線８ａはコンタクトホール７を介してシリ
コン基板２とオーム接触をしている。層間絶縁膜６上に
はシリコン粒１２が存在し、シリコン粒１２にはアルミ
ニウム配線８ａ中の過剰シリコンが析出している。シリ
コン基板２とアルミニウム配線８ａとの接触部にも僅か
にシリコンのエピタキシャル成長層１０ａが存在する。
図１には１層目のメタル配線までの状態が示されている
が、必要に応じ多層配線構造とされ、最終的にはパッシ
ベーション膜が被覆される。
は同一の符号を用いる。シリコン基板２に拡散層４が形
成されており、シリコン基板２上にはＢＰＳＧ膜などの
層間絶縁膜６が形成され、層間絶縁膜６にはコンタクト
ホール７が形成されている。層間絶縁膜６上にはシリコ
ンを１％含有したアルミニウム配線８ａが形成され、ア
ルミニウム配線８ａはコンタクトホール７を介してシリ
コン基板２とオーム接触をしている。層間絶縁膜６上に
はシリコン粒１２が存在し、シリコン粒１２にはアルミ
ニウム配線８ａ中の過剰シリコンが析出している。シリ
コン基板２とアルミニウム配線８ａとの接触部にも僅か
にシリコンのエピタキシャル成長層１０ａが存在する。
図１には１層目のメタル配線までの状態が示されている
が、必要に応じ多層配線構造とされ、最終的にはパッシ
ベーション膜が被覆される。
【００１１】従来であれば、図３（Ｂ）のようにコンタ
クトホール内でアルミニウム配線とシリコン基板の境界
には多量のシリコン１０がエピタキシャル成長するが、
本発明ではその析出量は少ない。これにより、本発明で
はコンタクト抵抗の増加が抑えられている。
クトホール内でアルミニウム配線とシリコン基板の境界
には多量のシリコン１０がエピタキシャル成長するが、
本発明ではその析出量は少ない。これにより、本発明で
はコンタクト抵抗の増加が抑えられている。
【００１２】図２によりこの実施例の製造工程を示す。 （Ａ）通常のプロセスに従い、シリコン基板２に拡散層
４を形成し、その後、ＢＰＳＧ膜などの層間絶縁膜６を
堆積し、その表面を平坦化するために熱処理を施してデ
ンシファイする。その後、層間絶縁膜６の表面にシリコ
ン粒を析出させるために、シリコンを１％含んだアルミ
ニウム膜８をスパッタリング法などにより層間絶縁膜６
上に堆積し、４００℃で１０分間の熱処理を施す。その
熱処理によりアルミニウム膜８中の過剰なシリコンが層
間絶縁膜６上に析出する。１２は析出したシリコン粒で
ある。
４を形成し、その後、ＢＰＳＧ膜などの層間絶縁膜６を
堆積し、その表面を平坦化するために熱処理を施してデ
ンシファイする。その後、層間絶縁膜６の表面にシリコ
ン粒を析出させるために、シリコンを１％含んだアルミ
ニウム膜８をスパッタリング法などにより層間絶縁膜６
上に堆積し、４００℃で１０分間の熱処理を施す。その
熱処理によりアルミニウム膜８中の過剰なシリコンが層
間絶縁膜６上に析出する。１２は析出したシリコン粒で
ある。
【００１３】（Ｂ）次に、リン酸でアルミニウム膜８を
除去すると、層間絶縁膜６上には析出したシリコン粒１
２が残る。 （Ｃ）その後、通常のプロセスに従って、層間絶縁膜６
に写真製版とエッチングによりコンタクトホール７を形
成する。その後、メタル配線用にシリコンを１％含んだ
アルミニウム膜をスパッタリング法などにより堆積す
る。コンタクトホール７内でアルミニウム膜と基板２の
シリコンとをオーム接触をさせるために熱処理を施した
後、写真製版とエッチングによりパターン化を施すと図
１の半導体装置となる。
除去すると、層間絶縁膜６上には析出したシリコン粒１
２が残る。 （Ｃ）その後、通常のプロセスに従って、層間絶縁膜６
に写真製版とエッチングによりコンタクトホール７を形
成する。その後、メタル配線用にシリコンを１％含んだ
アルミニウム膜をスパッタリング法などにより堆積す
る。コンタクトホール７内でアルミニウム膜と基板２の
シリコンとをオーム接触をさせるために熱処理を施した
後、写真製版とエッチングによりパターン化を施すと図
１の半導体装置となる。
【００１４】
【発明の効果】本発明の半導体装置では、層間絶縁膜上
にシリコン粒が析出しているので、コンタクトホールに
おけるシリコン基板上へのシリコンの固相エピタキシャ
ル成長が抑えられてコンタクト抵抗の小さい半導体装置
となる。本発明の製造方法では、予め層間絶縁膜上にシ
リコン粒を析出させておくだけで、他の工程は通常のプ
ロセスに従って半導体装置を製造することができ、容易
にコンタクト抵抗の増大を抑えることができる。
にシリコン粒が析出しているので、コンタクトホールに
おけるシリコン基板上へのシリコンの固相エピタキシャ
ル成長が抑えられてコンタクト抵抗の小さい半導体装置
となる。本発明の製造方法では、予め層間絶縁膜上にシ
リコン粒を析出させておくだけで、他の工程は通常のプ
ロセスに従って半導体装置を製造することができ、容易
にコンタクト抵抗の増大を抑えることができる。
【図１】一実施例を示す断面図である。
【図２】一実施例の製造方法を示す工程断面図である。
【図３】従来の製造方法を示す工程断面図である。
２ シリコン基板 ４ 拡散層 ６ 層間絶縁膜 ７ コンタクトホール ８ａ アルミニウム配線 １０ａ シリコンエピタキシャル成長層 １２ シリコン粒
Claims (3)
- 【請求項１】 拡散領域が形成された半導体基板上に層
間絶縁膜が形成され、その層間絶縁膜にコンタクトホー
ルが形成され、その層間絶縁膜上に形成されたメタル配
線が前記コンタクトホールを経て半導体基板と接続され
ている半導体装置において、前記層間絶縁膜上にはシリ
コン粒が析出していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記メタル配線はシリコンを含有したア
ルミニウム配線である請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 以下の工程（Ａ）から（Ｃ）を含む半導
体装置の製造方法。（Ａ）拡散領域が形成された半導体
基板上に層間絶縁膜を形成する工程、（Ｂ）前記層間絶
縁膜上にシリコンを含有したアルミニウム膜を堆積し、
熱処理を施してアルミニウム膜中のシリコンを層間絶縁
膜上に析出させた後、アルミニウム膜を除去する工程、
（Ｃ）その後、前記層間絶縁膜にコンタクトホールを形
成し、その層間絶縁膜上からメタル膜を堆積し、熱処理
後、そのメタル膜にパターン化を施してメタル配線とす
る工程。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2729492A JPH05190489A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2729492A JPH05190489A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05190489A true JPH05190489A (ja) | 1993-07-30 |
Family
ID=12217072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2729492A Pending JPH05190489A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05190489A (ja) |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP2729492A patent/JPH05190489A/ja active Pending
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