JPH0587144B2 - - Google Patents

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JPH0587144B2
JPH0587144B2 JP62176230A JP17623087A JPH0587144B2 JP H0587144 B2 JPH0587144 B2 JP H0587144B2 JP 62176230 A JP62176230 A JP 62176230A JP 17623087 A JP17623087 A JP 17623087A JP H0587144 B2 JPH0587144 B2 JP H0587144B2
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layer
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wiring
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JP62176230A
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Hideki Shibata
Mitsuchika Saito
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Toshiba Corp
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) この発明は、半導体装置およびその製造方法に
関するもので、特に1μm以下の微細コンタクトに
使用されるものである。
(従来の技術) 一般に、この種の微細コンタクトを形成する場
合には、例えば第3図に示すようにシリコン基板
11の表面領域にP型あるいはN型の不純物拡散
層から成る拡散配線12を形成した後、上記シリ
コン基板11上に層間絶縁膜13を形成し、この
層間絶縁膜13の上記拡散配線12上にコンタク
ト孔14を開孔する。そして、上記コンタクト孔
14内に上記拡散配線12と同一導電型の不純物
を1×1019cm-3〜1×1020cm-3程度含むシリコン
層15を、例えば選択エピタキシヤル成長技術を
用いて埋込み形成し、このシリコン層15上およ
び上記層間絶縁膜13上にAl−Si層を形成した
後、このAl−Si層を所定のパターンにパターニ
ングしてAl−Si配線16を形成している。
しかし、上記のような構成では、以下に記すよ
うな種々の問題を生ずる。
(1) コンタクト孔14内に充填されたシリコン層
15とAl−Si配線16とが直接接するため、
その界面で反応してシリコンが析出することに
よりコンタクト抵抗が増大する。
(2) アルミニウムを主成分とする従来の配線16
では、エレクトロマイグレーシヨンの発生等に
より配線寿命に問題が生じており、新しい配線
材料および配線構造が望まれている。
(3) コンタクト孔14内に形成したシリコン層1
5の表面不純物濃度が低下すると、指数関数的
にコンタクト抵抗が増大する。
(発明が解決しようとする問題点) 上述したように、従来の半導体装置およびその
製造方法では、コンタクト孔内に埋込み形成した
シリコン層と上層の配線としてのアルミニウム層
との間のコンタクト抵抗が増大しやすく、且つ配
線の信頼性も低い欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、コンタクト孔
内に埋込み形成したシリコン層と上層の配線とし
てのアルミニウム層とのコンタクト抵抗を低減で
き、且つ配線の信頼性も向上できる半導体装置お
よびその製造方法を提供することである。
[発明の構成] (問題点を解決するための手段) すなわち、この発明においては、上記の目的を
達成するために、半導体基板の表面領域に形成さ
れた不純物拡散層から成る第1の配線層上に絶縁
層を形成し、この絶縁層における上記第1の配線
層上にコンタクト孔を開孔した後、このコンタク
ト孔内に上記第1の配線層と同一導電型のシリコ
ン層を埋込み形成する。そして、上記シリコン層
上および上記絶縁層上にチタンを主成分とする膜
とアルミニウムを主成分とする膜とから成る積層
構造の第2の配線層を形成し、上記第1の配線層
と上記第2の配線層とを電気的に接続するように
している。
(作用) このような構成ならびに製造方法によれば、ア
ルミニウムを主成分とする配線とシリコン層との
界面にバリアメタルとしてのチタンを主成分とす
る膜を介在させているので、シリコンの析出を防
止してコンタクト抵抗の増加を防止できる。ま
た、上層の配線をアルミニウムを主成分とする膜
とチタンを主成分とする膜との積層構造膜で形成
しているので、エレクトロマイグレーシヨンを抑
制して配線の寿命を大幅に長くでき、半導体装置
の信頼性を向上できる。
(実施例) 以下、この発明の一実施例について図面を参照
して説明する。第1図は半導体装置のコンタクト
部を抽出して示すもので、第1図において前記第
3図と同一構成部分には同じ符号を付しており、
前記第3図におけるシリコン層15とAl−Si配
線16との間に、バリアメタルとして高融点金属
膜17を介在させたものである。この高融点金属
膜17としては、例えばTiとTiNとの積層膜等
を用い、この高融点金属膜17はAl−Si配線1
6と同じパターンにパターニングする。従つて、
層間絶縁膜13上にはAl−Si膜(アルミニウム
を主成分とする膜)16と高融点金属膜17とか
らなる積層構造の配線層18が形成される。
次に、上記第1図に示したコンタクト部の形成
方法について説明する。まず、シリコン基板11
上に通常のシリコンゲートMOSプロセスにより
MOS FET(図示せず)、および拡散配線(第1
の配線層)12を形成した後、このシリコン基板
11上に例えばCVD−SiO2膜(膜厚2000Å)、
BPSG膜(膜厚8000Å)、およびPSG膜(膜厚
2500Å)を順次堆積させて層間絶縁膜13を形成
する。次に、低温リフロ−工程を通すことにより
表面を平坦化した後、フオトリングラフイ−技術
により上記拡散配線12上の層間絶縁膜13にコ
ンタクト孔14を開孔する。その後、例えば選択
エピタキシヤル成長技術を用いて上記コンタクト
孔14内に、リンを1×1019cm-3〜1×1020cm-3
程度の濃度に含むシリコン層15を埋込み形成す
る。続いて、このシリコン層15上および上記層
間絶縁膜13上に高融点金属層17として、例え
ばTiとTiNとの積層膜等を堆積形成した後、熱
処理を行なう。そして、上記高融点金属層17上
にAl−Si層16を蒸着形成した後、このAl−Si
層16と上記高融点金属層17とから成る積層構
造膜を同一のパターンでパターニングして第2の
配線層18を形成する。
このような構成および製造方法によれば、下記
(1)〜(3)に示すような効果が得られる。
(1) コンタクト孔14内に埋込み形成したシリコ
ン層15とAl−Si配線16とが直接接しない
ため、シリコンの析出が抑制され、コンタクト
抵抗の増大がない。
(2) コンタクト孔14内に埋込み形成したシリコ
ン層15の表面の不純物濃度が低下しても、高
融点金属層17によるバリアメタル効果により
コンタクト抵抗の増大がない。
(3) 配線層18として、高融点金属層17とAl
−Si層16との積層構造膜を用いるため、エレ
クトロマイグレーシヨンの発生を抑制して配線
寿命を大幅に長くでき、半導体装置の信頼性を
向上できる。
第2図は、上記第1図に示した構成のコンタク
ト部(本発明)と前記第3図に示した構成のコン
タクト部(従来)におけるコンタクト面積とコン
タクト抵抗との関係を示している。図示する如
く、コンタクト面積の大小に拘らずこの発明によ
る半導体装置のコンタクト部は前記第3図の構成
よりコンタクト抵抗が低く、しかも1μm2以下の
微小なコンタクト面積においては大幅にコンタク
ト抵抗を低減できている。
[発明の効果] 以上説明したようにこの発明によれば、コンタ
クト孔内に埋込み形成したシリコン層と上層の配
線としてのアルミニウム層とのコンタクト抵抗を
低減でき、且つ配線の信頼性も向上できる半導体
装置およびその製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係わる半導体装
置およびその製造方法について説明するための
図、第2図は従来およびこの発明の半導体装置に
おけるコンタクト部のコンタクト面積とコンタク
ト抵抗との関係を示す図、第3図は従来の半導体
装置およびその製造方法について説明するための
図である。 11……シリコン基板、12……拡散配線(第
1の配線層)、13……層間絶縁膜(絶縁層)、1
4……コンタクト孔、15……シリコン層、16
……Al−Si層(アルミニウムを主成分とする
膜)、17……高融点金属膜、18……第2の配
線層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 半導体基板の表面領域に形成された不純物拡
    散層から成る第1の配線層と、この第1の配線層
    上に形成される絶縁層と、この絶縁層における上
    記第1の配線層上に開孔されるコンタクト孔と、
    このコンタクト孔内に選択エピタキシヤル成長技
    術を用いて形成され上記第1の配線層と同一導電
    型のシリコン層と、このシリコン層上および上記
    絶縁層上に形成され、チタンを主成分とする膜と
    アルミニウムを主成分とする膜との積層構造の第
    2の配線層とを具備し、上記チタンを主成分とす
    る膜は、上記シリコン層と上記アルミニウムを主
    成分とする膜との間に介在させ、上記第1の配線
    層と上記第2の配線層とを電気的に接続して成る
    ことを特徴とする半導体装置。 2 前記チタンを主成分とする膜は、前記第1の
    配線層と前記アルミニウムを主成分とする膜との
    反応防止材としての特性を有することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3 半導体基板の表面領域に形成された不純物拡
    散層から成る第1の配線層上に絶縁層を形成する
    工程と、この絶縁層における上記第1の配線層上
    にコンタクト孔を開孔する工程と、このコンタク
    ト孔内に選択エピタキシヤル成長技術を用いて上
    記第1の配線層と同一導電型のシリコン層を埋込
    み形成する工程と、このシリコン層上および上記
    絶縁層上にチタンを主成分とする膜を形成する工
    程と、このチタンを主成分とする膜上にアルミニ
    ウムを主成分とする膜を形成する工程と、上記チ
    タンを主成分とする膜と上記アルミニウムを主成
    分とする膜とを同一のパターンでパターニングし
    て積層構造の第2の配線層を形成する工程とを具
    備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP17623087A 1987-05-15 1987-07-15 Semiconductor device and manufacture thereof Granted JPS6420640A (en)

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JP17623087A JPS6420640A (en) 1987-07-15 1987-07-15 Semiconductor device and manufacture thereof
KR1019880005634A KR880014647A (ko) 1987-05-15 1988-05-14 반도체장치 및 그 제조방법

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JPS6420640A JPS6420640A (en) 1989-01-24
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WO2012110676A1 (es) 2011-02-15 2012-08-23 Sinterizados Y Metalurgia De Solsona, S.A. Procedimiento para la fabricación de cojinetes deslizantes sinterizados

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