JPH0567585A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0567585A
JPH0567585A JP3229907A JP22990791A JPH0567585A JP H0567585 A JPH0567585 A JP H0567585A JP 3229907 A JP3229907 A JP 3229907A JP 22990791 A JP22990791 A JP 22990791A JP H0567585 A JPH0567585 A JP H0567585A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal layer
layer
barrier metal
contact
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3229907A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3295108B2 (ja
Inventor
Hisaya Suzuki
寿哉 鈴木
Takayuki Oba
隆之 大場
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP22990791A priority Critical patent/JP3295108B2/ja
Publication of JPH0567585A publication Critical patent/JPH0567585A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3295108B2 publication Critical patent/JP3295108B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、コ
ンタクトメタル層の低抵抗化を行って素子高速化を実現
することができ、しかも、コンタクトホール内でのバリ
アメタル層のカバレッジを良好にすることができ、バリ
アメタル層上の配線層の表面平坦化を実現することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 シリコン基板1上に開口部3を有する絶縁膜
4を形成する工程と、次いで、該シリコン基板1を加熱
するとともにメタルソースガスをチャンバー内に導入
し、化学気相成長法により該開口部3内の該シリコン基
板1上にメタルシリサイドからなるコンタクトメタル層
5を形成する工程と、次いで、更にチャンバー内にバリ
アメタルソースガスを導入し、化学気相成長法により該
コンタクトメタル層5を覆うようにバリアメタルを堆積
してバリアメタル層6を形成する工程と、次いで、該バ
リアメタル層6を覆うように配線層7を形成する工程と
を含むように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に、TiN等のバリアメタル層のコンタクト
ホール内へのカバレッジを良好にすることができる半導
体装置の製造方法に関する。近年、配線構造には、Al
のような低抵抗な配線層と、そのAl配線の下層部にバ
リアメタル層と呼ばれるAlに比べ比較的抵抗の高い層
と、更にそのバリアメタル層下のコンタクトメタル層と
の3層配線が用いられている。
【0002】このため、下層バリアメタルのステップカ
バレッジが上層配線のカバレッジに大きな影響を与えて
いる。
【0003】
【従来の技術】図2は従来の半導体装置の製造方法を説
明する図である。図示例はMOSトランジスタ、バイポ
ーラトランジスタ等の半導体装置の製造方法に適用する
ことができる。図2において、31はSi基板であり、こ
のSi基板31には拡散層32が形成されており、更にこの
Si基板31上にはコンタクトホール33を有するSiO2
等からなる絶縁膜34が形成されている。そして、この絶
縁膜34に形成されたコンタクトホール33内の拡散層32と
コンタクトするようにTi等のコンタクトメタル層35、
AlとSiの相互拡散によるAl・Si反応を防止する
ためのTiN等のバリアメタル層36及びAl等の配線層
37が形成されている。
【0004】次に、その半導体装置の製造方法について
説明する。まず、図2(a)に示すように、Si基板31
にイオン注入、アニール処理等により拡散層32を形成
し、CVD法等により拡散層32上にSiO2 を堆積して
絶縁膜34を形成した後、RIE等により絶縁膜34をエッ
チングして拡散層32が露出されたコンタクトホール33を
形成する。なお、拡散層32はコンタクトホール33形成後
に形成してもよい。
【0005】次に、図2(b)に示すように、コンタク
トホール33内の拡散層32とコンタクトするようにTiタ
ーゲットを用いてTiのみを常温でスパッタしてコンタ
クトメタル層35を形成した後、チャンバー内に更にN2
ガスを導入して常温で反応性のスパッタを生じさせてT
iNからなるバリアメタル層36を形成する。そして、ス
パッタ法によりバリアメタル層36を覆うようにAlを堆
積して配線層37を形成することにより、図2(c)に示
すような配線構造を得ることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の半導体装置の製造方法では、Tiターゲットを
用いて常温下でスパッタ法によりSi基板1上に比較的
高抵抗なTiのみを堆積させてTiコンタクトメタル層
5を形成していたため、更に厳しい低抵抗化による高速
化の要求に応えきれなくなる恐れがあった。
【0007】また、TiNバリアメタル層36の形成を、
Tiターゲットを用いて常温下でN 2 ガスをチャンバー
内に導入し、反応性のスパッタを生じさせることにより
形成していたため、図3に示すように、特にコンタクト
ホール33側壁でのTiNバリアメタル層36のカバレッジ
が悪くなってしまい、この状態でAl配線層37を形成す
ると、Al配線層37表面に段差が生じて表面平坦化を行
い難いという問題があった。これは素子微細化に伴い顕
著になる傾向があった。
【0008】そこで、本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、コンタクトメタル層の低抵抗化を行って素子高
速化を実現することができ、しかも、コンタクトホール
内でのバリアメタル層のカバレッジを良好にすることが
でき、バリアメタル層上の配線層の表面平坦化を実現す
ることができる半導体装置の製造方法を提供することを
目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製造方法は、上記目的達成のため、シリコン基板上に
開口部を有する絶縁膜を形成する工程と、次いで、該シ
リコン基板を加熱するとともにメタルソースガスをチャ
ンバー内に導入し、化学気相成長法により該開口部内の
該シリコン基板上にメタルシリサイドからなるコンタク
トメタル層を形成する工程と、次いで、更にチャンバー
内にバリアメタルソースガスを導入し、化学気相成長法
により該コンタクトメタル層を覆うようにバリアメタル
を堆積してバリアメタル層を形成する工程と、次いで、
該バリアメタル層を覆うように配線層を形成する工程と
を含むものである。
【0010】本発明においては、前記コンタクトメタル
層がチタン層であり、前記バリアメタル層がチタンナイ
ドライド層であるように形成する場合であってもよい。
本発明に係る配線層にはアルミニウム層、タングステン
層等が挙げられる。
【0011】
【作用】本発明では、図1に示すように、Si基板1を
加熱するとともに、メタルソースガスとしてTiCl4
ガスをチャンバー内に導入し、CVD法によりコンタク
トホール3内のSi基板1上にTiを堆積させ、このT
iとSi基板のSiを反応させてTiよりも低抵抗なT
iSi2 (ポリシラン(Sin2n+2)との反応により
直接TiSi2を形成してもよい)からなるコンタクト
メタル層5を形成したため、従来の常温でのスパッタ法
によりTiコンタクトメタル層を形成する場合よりもS
i基板1とコンタクトメタル層6間のコンタクト容量を
低減することができる。そして、Si基板1を更に加熱
するとともに、TiCl4 ガスをチャンバー内に導入し
ている状態で更にチャンバー内にバリアメタルソースガ
スとしてNH3 ガスを導入し、スパッタ方よりもカバレ
ッジの点で優れたCVD法によりコンタクトメタル層5
を覆うようにTiNを堆積してバリアメタル層6を形成
したため、従来の常温でも反応性スパッタによりTiN
コンタクトメタル層を形成する場合よりもコンタクトホ
ール3内の特にコンタクトホール3側壁でのバリアメタ
ル層6のカバレッジを良好にすることができる。
【0012】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。図
1は本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方法を
説明する図である。図示例はMOSトランジスタ、バイ
ポーラトランジスタ等の半導体装置の製造方法に適用す
ることができる。図1において、1はSi基板であり、
このSi基板1には拡散層2が形成されており、更にこ
のSi基板1上には拡散層2が露出されたコンタクトホ
ール3を有するSiO2 等からなる絶縁膜4が形成され
ている。そして、この絶縁膜4に形成されたコンタクト
ホール3内の拡散層2とコンタクトするようにTi等の
コンタクトメタル層5、TiN等のバリアメタル層6及
びAl等の配線層7が形成されている。
【0013】次に、その半導体装置の製造方法を説明す
る図ずある。まず、図1(a)に示すように、Si基板
1にイオン注入、アニール処理等により拡散層2を形成
し、CVD法等によりSiO2 を堆積して膜厚が6000Å
程度の絶縁膜4を形成した後、RIE等により絶縁膜4
をエッチングして拡散層2が露出されたコンタクトホー
ル3を形成する。なお、拡散層2はコンタクトホール3
形成後に形成してもよい。
【0014】次に、図1(b)に示すように、チャンバ
ー内の圧力を1〜 100mTorr程度にし、Si基板1
を60〜 700℃程度まで加熱し、コンタクトホール3内の
Si基板1上にメタルソースとしてTiCl4 ガスを2
〜200sccm 程度導入してCVD法によりTiを堆積さ
せ、このTiとSi基板1のSiを反応させてコンタク
トホール3底部のSi基板1上に膜厚500〜1500Å程度
のTiSi2 からなるコンタクトメタル層5を形成す
る。なお、TiSi2はSi26(ジシラン)を2〜200
sccm程度TiCl4に混ぜることで、直接形成すること
もできる。但し、この場合、コンタクトホール3底部だ
けでなく絶縁膜4も覆うようにコンタクトメタル層5が
形成される。次いで、Si基板1を350 〜800 ℃程度ま
で更に加熱し、NH3ガスを導入した状態で更にバリア
メタルソースガスとしてTiCl4 ガスを2〜200sccm
程度チャンバー内に導入し、CVD法によりコンタクト
メタル層5上を覆うようにTiNを堆積して膜厚200〜2
000Å程度のバリアメタル層6を形成する。
【0015】そして、スパッタ法等によりバリアメタル
層6を覆うようにAlを堆積して膜厚5000Å程度の配線
層7を形成することにより、図1(c)に示すような配
線構造を得ることができる。このように、本実施例で
は、Si基板1を加熱するとともに、メタルソースガス
としてTiCl4 ガスをチャンバー内に導入し、CVD
法によりコンタクトホール3内のSi基板1上にTiを
堆積させ、このTiとSi基板1のSiとを反応させて
TiSi2 からなるコンタクトメタル層5を形成した
り、ポリシランとの直接反応によりシリサイドを形成す
ることで、Si基板1とバリアメタル層6間のコンタク
ト容量を低減することができる。このため、素子高速化
を実現することができる。そして、Si基板1を更に加
熱するとともに、TiCl4 ガスをチャンバー内に導入
した状態で更にチャンバー内にバリアメタルソースガス
としてNH3 ガスを導入してスパッタ方よりもカバレッ
ジの点で優れたCVD法によりコンタクトメタル層5を
覆うようにTiNを堆積してバリアメタル層6を形成し
たため、従来の常温での反応性スパッタによりTiNコ
ンタクトメタル層を形成する場合よりもコンタクトホー
ル3内の特にコンタクトホール3側壁でのバリアメタル
層6のカバレッジを良好にすることができる。このた
め、バリアメタル層6上にAl配線層7を形成した際、
Al配線層7表面に段差を生じ難くすることができ、A
l配線層7の表面平坦化を実現することができる。
【0016】なお、本実施例では、TiNバリアメタル
層6をSi基板1とAlからなる配線層7間のバリアメ
タル層として形成する場合について説明したが、Wから
なる配線層7とSi基板1間にTiNバリアメタル層6
を形成してもよい。この場合、TiNバリアメタル層6
はバリアメタル層として機能する他、密着層としても機
能させることができる。
【0017】
【発明の効果】本発明によれば、コンタクトメタル層の
低抵抗化を行って素子高速化を実現することができ、し
かもコンタクトホール内でのバリアメタル層のカバレッ
ジを良好にすることができ、バリアメタル層上の配線層
の表面平坦化を実現することができるという効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に則した半導体装置の製造方
法を説明する図である。
【図2】従来例の半導体装置の製造方法を説明する図で
ある。
【図3】従来例の課題を説明する図である。
【符号の説明】
1 Si基板 2 拡散層 3 コンタクトホール 4 絶縁膜 5 コンタクトメタル層 6 バリアメタル 7 配線層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン基板(1)上に開口部(3)を
    有する絶縁膜(4)を形成する工程と、次いで、該シリ
    コン基板(1)を加熱するとともにメタルソースガスを
    チャンバー内に導入し、化学気相成長法により該開口部
    (3)内の該シリコン基板(1)上にメタルシリサイド
    からなるコンタクトメタル層(5)を形成する工程と、
    次いで、更にチャンバー内にバリアメタルソースガスを
    導入し、化学気相成長法により該コンタクトメタル層
    (5)を覆うようにバリアメタルを堆積してバリアメタ
    ル層(6)を形成する工程と、次いで、該バリアメタル
    層(6)を覆うように配線層(7)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。
  2. 【請求項2】 前記コンタクトメタル層がチタン層であ
    り、前記バリアメタル層がチタンナイドライド層である
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記配線層がアルミニウム層またはタン
    グステン層であることを特徴とする請求項1乃至2記載
    の半導体装置の製造方法。
JP22990791A 1991-09-10 1991-09-10 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JP3295108B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22990791A JP3295108B2 (ja) 1991-09-10 1991-09-10 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22990791A JP3295108B2 (ja) 1991-09-10 1991-09-10 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0567585A true JPH0567585A (ja) 1993-03-19
JP3295108B2 JP3295108B2 (ja) 2002-06-24

Family

ID=16899604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP22990791A Expired - Fee Related JP3295108B2 (ja) 1991-09-10 1991-09-10 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3295108B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011077110A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd シリサイドの形成方法及び半導体装置
US9349642B2 (en) 2013-12-25 2016-05-24 Tokyo Electron Limited Method of forming contact layer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011077110A (ja) * 2009-09-29 2011-04-14 Tokyo Electron Ltd シリサイドの形成方法及び半導体装置
US9349642B2 (en) 2013-12-25 2016-05-24 Tokyo Electron Limited Method of forming contact layer

Also Published As

Publication number Publication date
JP3295108B2 (ja) 2002-06-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5462895A (en) Method of making semiconductor device comprising a titanium nitride film
US5733816A (en) Method for depositing a tungsten layer on silicon
US8456007B2 (en) Chemical vapor deposition of titanium
US5907784A (en) Method of making multi-layer gate structure with different stoichiometry silicide layers
JP3050152B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR960035843A (ko) 반도체 소자의 금속 배선 형성방법
US20020192396A1 (en) Method of titanium/titanium nitride integration
JPS62283625A (ja) 半導体装置の電極の製造方法
JPH0567585A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0174878B1 (ko) 확산 장벽층 형성방법
JPH0653165A (ja) メタルプラグの形成方法
US6087259A (en) Method for forming bit lines of semiconductor devices
KR100480582B1 (ko) 반도체장치의배리어막형성방법및이를이용한금속배선형성방법
JP3018383B2 (ja) 配線形成方法
JP2542617B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH02177427A (ja) 半導体装置の製造方法
US5897373A (en) Method of manufacturing semiconductor components having a titanium nitride layer
KR19980060526A (ko) 반도체 소자의 금속 배선 형성방법
KR100499401B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 형성방법
JP2677180B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0471231A (ja) 半導体素子の製造方法
JPH053171A (ja) タングステンプラグの形成方法
JP2702293B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100342826B1 (ko) 반도체소자의베리어금속층형성방법
JPH0580139B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020326

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080405

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090405

Year of fee payment: 7

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees