JPH0525649A - プラズマ化学蒸着法に依るタングステン薄膜蒸着方法 - Google Patents
プラズマ化学蒸着法に依るタングステン薄膜蒸着方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】プラズマ化学蒸着法を用いて、急速熱処理工程
を行わずに低い比抵抗値を持つタングステン薄膜を形成
することを目的とする。 【構成】プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン薄膜
を蒸着するに際し、蒸着圧力を0.1 〜１Torrに、蒸着温
度を250 〜500 ℃にそれぞれ維持した状態で、反応気体
がＷＦ6 −Ｈ2 反応系の時にはＨ2 ：ＷＦ6 の分圧比を
15：１以上に維持し、反応気体がＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ
2 反応系である時にはＳｉＨ4 ：ＷＦ 6 の分圧比を0.5
〜1.5 ：１の範囲に維持した状態で、それぞれタングス
テン薄膜の蒸着を行う。このように反応気体の分圧比を
調整することで、低圧化学蒸着法で得られる薄膜と同等
の低い比抵抗値のタングステン薄膜を形成できる。
を行わずに低い比抵抗値を持つタングステン薄膜を形成
することを目的とする。 【構成】プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン薄膜
を蒸着するに際し、蒸着圧力を0.1 〜１Torrに、蒸着温
度を250 〜500 ℃にそれぞれ維持した状態で、反応気体
がＷＦ6 −Ｈ2 反応系の時にはＨ2 ：ＷＦ6 の分圧比を
15：１以上に維持し、反応気体がＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ
2 反応系である時にはＳｉＨ4 ：ＷＦ 6 の分圧比を0.5
〜1.5 ：１の範囲に維持した状態で、それぞれタングス
テン薄膜の蒸着を行う。このように反応気体の分圧比を
調整することで、低圧化学蒸着法で得られる薄膜と同等
の低い比抵抗値のタングステン薄膜を形成できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高集積シリコン半導体
素子の製造工程中における金属配線等を形成する際に用
いられるタングステン薄膜蒸着方法に関するもので、特
に、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ：Plasma Enhance
d Chemical Vapor Deposition)を利用し低抵抗のタング
ステン薄膜を蒸着させる方法に関するものである。
素子の製造工程中における金属配線等を形成する際に用
いられるタングステン薄膜蒸着方法に関するもので、特
に、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ：Plasma Enhance
d Chemical Vapor Deposition)を利用し低抵抗のタング
ステン薄膜を蒸着させる方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般的
に、化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いシリコン半導体素子に
タングステン（Ｗ）薄膜を形成する場合、主に低圧化学
蒸着法（ＬＰＣＶＤ：Low Pressure Ch-emical Vapor D
eposition)を使用しシリコンウェーハ上にタングステン
薄膜を成長させる方法が使用されているが、低圧化学蒸
着法に依りタングステン薄膜を形成させる場合、シリコ
ン表面でだけ薄膜成長が起こりその外の絶縁膜と化合物
半導体等の基板上ではタングステン薄膜の蒸着が殆ど起
こらないという問題点がある。
に、化学蒸着法（ＣＶＤ）を用いシリコン半導体素子に
タングステン（Ｗ）薄膜を形成する場合、主に低圧化学
蒸着法（ＬＰＣＶＤ：Low Pressure Ch-emical Vapor D
eposition)を使用しシリコンウェーハ上にタングステン
薄膜を成長させる方法が使用されているが、低圧化学蒸
着法に依りタングステン薄膜を形成させる場合、シリコ
ン表面でだけ薄膜成長が起こりその外の絶縁膜と化合物
半導体等の基板上ではタングステン薄膜の蒸着が殆ど起
こらないという問題点がある。
【０００３】低圧化学蒸着法が持っている上記の問題点
を補完する為の新しい技術として最近プラズマ化学蒸着
法を用いた薄膜形成方法が新しく開発され試図されてい
るが、現在まで報告された所のプラズマ化学蒸着された
タングステン薄膜の比抵抗値は50〜100 μΩ−cmで、こ
の抵抗値は低圧化学蒸着法により得られたタングステン
薄膜の比抵抗値が10μΩ−cm内外であるのに比べて非常
に高い値で実際の利用には困難が伴っている〔参照：C.
C. Tang and D.W. Hess, Appl. Phys.Lett.,Vol. 45,
P.633, 1984, W.Wong and K.C.Saraswat, IEEE Trans.
Electron Dev-ices, Vol. ED-9, P.582, 1988〕。
を補完する為の新しい技術として最近プラズマ化学蒸着
法を用いた薄膜形成方法が新しく開発され試図されてい
るが、現在まで報告された所のプラズマ化学蒸着された
タングステン薄膜の比抵抗値は50〜100 μΩ−cmで、こ
の抵抗値は低圧化学蒸着法により得られたタングステン
薄膜の比抵抗値が10μΩ−cm内外であるのに比べて非常
に高い値で実際の利用には困難が伴っている〔参照：C.
C. Tang and D.W. Hess, Appl. Phys.Lett.,Vol. 45,
P.633, 1984, W.Wong and K.C.Saraswat, IEEE Trans.
Electron Dev-ices, Vol. ED-9, P.582, 1988〕。
【０００４】一方、プラズマ化学蒸着法に依り形成され
たタングステン薄膜の比抵抗値が相当に高く現れるため
に、比抵抗値を低くする為の方法として蒸着工程を経た
タングステン薄膜を急速熱処理し比抵抗値を低下させる
技術が知られているが、このように急速熱処理を遂行し
た場合には、シリコン表面層とタングステンが相互反応
しＷＳｉ2 のようなシリサイド(silicide)が形成される
ために、むしろ比抵抗値を80μΩ−cm内外に上昇させる
結果を招来する。また、急速熱処理工程の遂行中にシリ
コン基板の表面損傷を招来する虞れが高く実際に適用す
ることは不可能である。
たタングステン薄膜の比抵抗値が相当に高く現れるため
に、比抵抗値を低くする為の方法として蒸着工程を経た
タングステン薄膜を急速熱処理し比抵抗値を低下させる
技術が知られているが、このように急速熱処理を遂行し
た場合には、シリコン表面層とタングステンが相互反応
しＷＳｉ2 のようなシリサイド(silicide)が形成される
ために、むしろ比抵抗値を80μΩ−cm内外に上昇させる
結果を招来する。また、急速熱処理工程の遂行中にシリ
コン基板の表面損傷を招来する虞れが高く実際に適用す
ることは不可能である。
【０００５】従って、本発明は上記の事情に鑑みなされ
たもので、プラズマ化学蒸着法を利用しタングステン薄
膜の蒸着を行うに際し、急速熱処理工程を行うことなく
低圧化学蒸着法で得られるものと略同等の低い比抵抗値
を持つタングステン薄膜を形成するプラズマ化学蒸着法
に依るタングステン薄膜蒸着方法を提供することを目的
とする。
たもので、プラズマ化学蒸着法を利用しタングステン薄
膜の蒸着を行うに際し、急速熱処理工程を行うことなく
低圧化学蒸着法で得られるものと略同等の低い比抵抗値
を持つタングステン薄膜を形成するプラズマ化学蒸着法
に依るタングステン薄膜蒸着方法を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段及び作用】このため本発明
は、プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン薄膜を蒸
着するに際し、反応気体であるＷＦ6 −Ｈ2 反応系のＨ
2 ：ＷＦ6 の分圧比を15：１以上に維持し0.1 〜１Torr
の蒸着圧力で250 〜500 ℃の蒸着温度でタングステン薄
膜の蒸着を遂行するようにした。
は、プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン薄膜を蒸
着するに際し、反応気体であるＷＦ6 −Ｈ2 反応系のＨ
2 ：ＷＦ6 の分圧比を15：１以上に維持し0.1 〜１Torr
の蒸着圧力で250 〜500 ℃の蒸着温度でタングステン薄
膜の蒸着を遂行するようにした。
【０００７】また、蒸着温度を250 〜500 ℃に維持し、
蒸着圧力を0.1 〜１Torrに維持した状態で蒸着装置内の
反応気体がＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ2 反応系である時に
は、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比を0.5 〜1.5 ：１の範囲
に維持しタングステン薄膜を成長させるようにした。こ
のように、反応気体の分圧比を調整することで、低圧化
学蒸着法に依り得られたタングステン薄膜の比抵抗値で
ある10μΩ−cm内外の比抵抗値を、急速熱処理を行うこ
となくプラズマ化学蒸着法によっても得られるようにな
る。
蒸着圧力を0.1 〜１Torrに維持した状態で蒸着装置内の
反応気体がＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ2 反応系である時に
は、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比を0.5 〜1.5 ：１の範囲
に維持しタングステン薄膜を成長させるようにした。こ
のように、反応気体の分圧比を調整することで、低圧化
学蒸着法に依り得られたタングステン薄膜の比抵抗値で
ある10μΩ−cm内外の比抵抗値を、急速熱処理を行うこ
となくプラズマ化学蒸着法によっても得られるようにな
る。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を示し具体的な実験結
果に基づいて説明すれば次の通りである。先ず、本実施
例は一般的なプラズマ化学蒸着装置内で遂行されるが、
この時蒸着が起こる反応系内の圧力は0.1 〜１Torrの範
囲に維持するのが望ましく、蒸着温度は図１のウェーハ
の蒸着温度と比抵抗値の関係を図示したグラフの結果を
通じて知ることが出来るように250 〜500 ℃の範囲に維
持せねば10μΩ−cm内外の比抵抗値を持つタングステン
薄膜を得る事が出来ない。
果に基づいて説明すれば次の通りである。先ず、本実施
例は一般的なプラズマ化学蒸着装置内で遂行されるが、
この時蒸着が起こる反応系内の圧力は0.1 〜１Torrの範
囲に維持するのが望ましく、蒸着温度は図１のウェーハ
の蒸着温度と比抵抗値の関係を図示したグラフの結果を
通じて知ることが出来るように250 〜500 ℃の範囲に維
持せねば10μΩ−cm内外の比抵抗値を持つタングステン
薄膜を得る事が出来ない。
【０００９】タングステン薄膜成長の為の反応気体とし
てＷＦ6 −Ｈ2 反応系を利用する場合には、水素濃度の
変化に従いタングステン薄膜の比抵抗値を100 μΩ−cm
から10μΩ−cmに低くすることが出来るが、このような
分圧比と比抵抗値間の関係を図２に示す。図２のグラフ
は、0.1 〜１Torrの圧力下で蒸着温度350 ℃に維持し薄
膜を成長させた場合で、Ｈ2 ：ＷＦ6 の分圧比が３：１
である時には比抵抗値が約100 μΩ−cmを示すが、Ｈ2
−ＷＦ6 の分圧比が15：１以上になると比抵抗値が10μ
Ω−cm内外に低くなるのを知ることが出来る。参考まで
に、現在主に使用されている低圧化学蒸着法により成長
させたタングステン薄膜の場合には、本発明に適用する
のプラズマ化学蒸着法とは異なって水素濃度の変化に関
係なく10μΩ−cm内外の比抵抗値を示す。
てＷＦ6 −Ｈ2 反応系を利用する場合には、水素濃度の
変化に従いタングステン薄膜の比抵抗値を100 μΩ−cm
から10μΩ−cmに低くすることが出来るが、このような
分圧比と比抵抗値間の関係を図２に示す。図２のグラフ
は、0.1 〜１Torrの圧力下で蒸着温度350 ℃に維持し薄
膜を成長させた場合で、Ｈ2 ：ＷＦ6 の分圧比が３：１
である時には比抵抗値が約100 μΩ−cmを示すが、Ｈ2
−ＷＦ6 の分圧比が15：１以上になると比抵抗値が10μ
Ω−cm内外に低くなるのを知ることが出来る。参考まで
に、現在主に使用されている低圧化学蒸着法により成長
させたタングステン薄膜の場合には、本発明に適用する
のプラズマ化学蒸着法とは異なって水素濃度の変化に関
係なく10μΩ−cm内外の比抵抗値を示す。
【００１０】次に、図３は、同一の圧力及び蒸着温度条
件下で反応気体としてＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ2 反応系を
使用した場合のＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比変化に伴う比
抵抗値を示したもので、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比が0.
5 〜1.5 ：１の範囲内ではタングステン薄膜の比抵抗値
が約10〜13μΩ−cmであるが、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧
比が0.5 ：１以下になるか1.5 ：１以上になる時には20
μΩ−cm以上の比抵抗値を示すのを知ることが出来る。
件下で反応気体としてＷＦ6 −ＳｉＨ4 −Ｈ2 反応系を
使用した場合のＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比変化に伴う比
抵抗値を示したもので、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比が0.
5 〜1.5 ：１の範囲内ではタングステン薄膜の比抵抗値
が約10〜13μΩ−cmであるが、ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧
比が0.5 ：１以下になるか1.5 ：１以上になる時には20
μΩ−cm以上の比抵抗値を示すのを知ることが出来る。
【００１１】一方、従来の低圧化学蒸着法を利用しタン
グステン薄膜を成長させる場合には、図３に示すように
ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比を0.1 〜1.5 ：１の範囲にし
た時比抵抗値が本実施例のプラズマ化学蒸着法に依り得
られた薄膜の比抵抗値と似た９〜11μΩ−cmを示した。
グステン薄膜を成長させる場合には、図３に示すように
ＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比を0.1 〜1.5 ：１の範囲にし
た時比抵抗値が本実施例のプラズマ化学蒸着法に依り得
られた薄膜の比抵抗値と似た９〜11μΩ−cmを示した。
【００１２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、プ
ラズマ化学蒸着法を利用しタングステン薄膜を製造する
際に、使用する反応気体の分圧比を一定範囲内に維持し
て蒸着を行うことで、急速熱処理等の煩わしい工程を行
うことなく低い比抵抗値を示すタングステン薄膜を得る
事の出来る利点がある。
ラズマ化学蒸着法を利用しタングステン薄膜を製造する
際に、使用する反応気体の分圧比を一定範囲内に維持し
て蒸着を行うことで、急速熱処理等の煩わしい工程を行
うことなく低い比抵抗値を示すタングステン薄膜を得る
事の出来る利点がある。
【図１】ＰＥＣＶＤとＬＰＣＶＤの蒸着温度と比抵抗値
の関係を示したグラフ
の関係を示したグラフ
【図２】ＰＥＣＶＤとＬＰＣＶＤのＷＦ6 −Ｈ2 反応系
を使用した場合のＨ 2 ：ＷＦ6 分圧比変化に伴う比抵抗
値の変化を示したグラフ
を使用した場合のＨ 2 ：ＷＦ6 分圧比変化に伴う比抵抗
値の変化を示したグラフ
【図３】ＰＥＣＶＤとＬＰＣＶＤのＷＦ6 −ＳｉＨ4 −
Ｈ2 反応系を使用した場合のＳｉＨ4 ：ＷＦ6 分圧比変
化に伴う比抵抗値の変化を示したグラフ
Ｈ2 反応系を使用した場合のＳｉＨ4 ：ＷＦ6 分圧比変
化に伴う比抵抗値の変化を示したグラフ
Claims (2)
- 【請求項１】プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン
薄膜を蒸着するに際し、反応気体であるＷＦ6 −Ｈ2 反
応系のＨ2 ：ＷＦ6 の分圧比を15：１以上に維持し0.1
〜１Torrの蒸着圧力で250 〜500 ℃の蒸着温度でタング
ステン薄膜の蒸着を遂行することを特徴とするプラズマ
化学蒸着法に依るタングステン薄膜蒸着方法。 - 【請求項２】プラズマ化学蒸着法を用いてタングステン
薄膜を蒸着するに際し、反応気体であるＷＦ6 −ＳｉＨ
4 −Ｈ2 反応系のＳｉＨ4 ：ＷＦ6 の分圧比を0.5 〜1.
5 ：１に維持し0.1 〜１Torrの蒸着圧力で250 〜500 ℃
の蒸着温度でタングステン薄膜の蒸着を遂行することを
特徴とするプラズマ化学蒸着法に依るタングステン薄膜
蒸着方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR11618/1991 | 1991-07-09 | ||
| KR1019910011618A KR940010158B1 (ko) | 1991-07-09 | 1991-07-09 | 플라즈마 화학증착법에 의한 텅스텐 박막 증착방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525649A true JPH0525649A (ja) | 1993-02-02 |
Family
ID=19316978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3266294A Pending JPH0525649A (ja) | 1991-07-09 | 1991-10-15 | プラズマ化学蒸着法に依るタングステン薄膜蒸着方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0525649A (ja) |
| KR (1) | KR940010158B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100247515B1 (ko) * | 1996-06-08 | 2000-04-01 | 니시히라 순지 | 플라즈마 cvd에 의한 박막형성방법 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6149388A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-11 | 株式会社日立製作所 | 電池の接続装置 |
| JPS6250468A (ja) * | 1985-08-30 | 1987-03-05 | Hitachi Ltd | 薄膜のプラズマ気相成長方法 |
| JPS62109973A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-05-21 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 化学蒸着タングステン用のモリブデン接着層 |
| JPH02185023A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-19 | Toshiba Corp | 選択気相成長方法 |
-
1991
- 1991-07-09 KR KR1019910011618A patent/KR940010158B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1991-10-15 JP JP3266294A patent/JPH0525649A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6149388A (ja) * | 1984-08-15 | 1986-03-11 | 株式会社日立製作所 | 電池の接続装置 |
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| JPS62109973A (ja) * | 1985-10-07 | 1987-05-21 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 化学蒸着タングステン用のモリブデン接着層 |
| JPH02185023A (ja) * | 1989-01-12 | 1990-07-19 | Toshiba Corp | 選択気相成長方法 |
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| KR100247515B1 (ko) * | 1996-06-08 | 2000-04-01 | 니시히라 순지 | 플라즈마 cvd에 의한 박막형성방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR930003246A (ko) | 1993-02-24 |
| KR940010158B1 (ko) | 1994-10-22 |
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