JPH06105706B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06105706B2
JPH06105706B2 JP4311593A JP31159392A JPH06105706B2 JP H06105706 B2 JPH06105706 B2 JP H06105706B2 JP 4311593 A JP4311593 A JP 4311593A JP 31159392 A JP31159392 A JP 31159392A JP H06105706 B2 JPH06105706 B2 JP H06105706B2
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    • Y10S257/915—Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with titanium nitride portion or region

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の構造に関
係し、特に大規模集積回路（ＶＬＳＩ）装置において、
絶縁膜にＢＰＳＧ膜を用いた際の金属電極の構造に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】第２図は絶縁膜にシリコンの熱酸化膜と
リン（Ｐ）を含むシリコン酸化膜（ＰＳＧ）を、配線用
金属膜としてシリコンを含むアルミを用いた従来の金属
電極配線構造の断面図を示し、以下これを用いて従来の
方法を説明する。
【０００３】まず図に示す様に、シリコン基板（１）の
主面上にシリコン酸化膜（３）及びＰＳＧ膜（８）を形
成した後、写真製版・エッチング法によって選択的にコ
ンタクト穴（７）を形成する。続いてイオン注入法・熱
拡散法を用いてシリコン基板の表面付近に不純物層
（２）を形成する。最後にスパッタ法・ＣＶＤ法等を用
いてシリコンを含むアルミニウム合金膜（６）を形成
し、熱処理を行ってこの合金膜（６）のシンタを行う。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】絶縁膜にＰＳＧ膜が用
いられる従来の半導体装置では、第４図に示す様に素子
の微細化に伴う回路パターンのアスペクト比（パターン
ニングピッチに対する膜厚の比）が増加するに従い、良
好な平坦化を行う為には熱処理温度を上げるかリンの含
有量をふやす必要が生じるが、前者は素子内の不純物分
布に影響を与え、後者は耐湿性を劣化させるという問題
がある。この為従来の処理温度においてより粘性の低い
ＢＰＳＧが次材料として注目されて来たが、ＢＰＳＧを
絶縁膜に用いて第２図に示す様な従来の構造をとると、
図３に示す様にＢＰＳＧ中のボロンがコンタクト穴底部
のシリコン基板表面付近またはシリコンを含むアルミ合
金膜（６）中に拡散しアルミ中のシリコンの動きを助長
する為に、熱処理後シリコン基板と電極の界面に多量の
シリコン（９）が、固相エピタキシャル成長により析出
し、接触抵抗が１〜２桁程度大きくなるという問題があ
った。この発明は上記のような問題点を解決するために
なされたもので、大規模集積回路における回路パターン
の良好な平坦化を行うとともに、低抵抗のすぐれたオー
ミック接合を得る事を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる半導体
装置は、シリコン基板上に絶縁膜として、ボロン（Ｂ）
とリン（Ｐ）を含むシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い
たものにおいて、絶縁膜の上部にチタンとタングステン
の合金を含む第１の金属膜を設け、絶縁膜に形成された
コンタクト穴を通してシリコンを含むアルミ合金からな
る第２の金属膜が第１の金属膜を介してシリコン基板に
形成された不純物拡散層と電気的に接続されているもの
である。
【０００６】
【作用】この発明にあっては、ボロン（Ｂ）とリン
（Ｐ）を含むシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）はアスペクト
比の大きな回路パターン上の凹凸を平坦化するのに有効
であり、また、チタンとタングステンの合金を含む第１
の金属膜はシリコン酸化膜中のボロンの第２の金属膜中
への拡散を抑制するとともに、第２の金属膜中のシリコ
ンがシリコン酸化膜のコンタクト穴底部のシリコン基板
表面に固相エピタキシャル成長する現象を防止する。
【０００７】
【実施例】実施例１．以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。第１図は本発明の一実施例による半導
体装置の断面図を示す。まず図に示す様に、シリコン基
板（１）の主面上にシリコン酸化膜約１０００Ａ（３）
を熱酸化によって形成し、その上部にリン５〜１０％と
ボロン２〜５％を含むシリコン酸化膜ＢＰＳＧ（４）を
形成した後、写真製版・エッチング法によって選択的に
コンタクト穴（７）を形成する。次にイオン注入法また
は熱拡散法を用いてシリコン基板の表面付近に不純物拡
散層（２）を形成する。続いて第１の金属膜（５）とし
て、チタンタングステン合金をスパッタ法、ＣＶＤ法な
どを用いて形成する。この金属はシリコン基板との接合
面においてアロイ・スパイク現象を起こさず、低抵抗の
オーミック接合が得られる事、またアルミとシリコン間
の良好な拡散バリアとなる物として選ばれた。最後に、
第２の金属膜（６）としてシリコンを含むアルミ、アル
ミ・シリコン・銅の合金、及びアルミ単体の膜をスパッ
タ法・ＣＶＤ法などを用いて形成し、熱処理を行って金
属膜のシンタを行う。大規模集積回路において、パター
ン面上の平坦化を兼ねた絶縁膜としてＢＰＳＧ膜を用い
る場合、第１図に示す構造をとる事により、ＢＰＳＧ中
のボロンがシリコンを含むアルミによって形成された第
２の金属膜中へ拡散を防止し、かつシリコン基板と金属
電極界面へのシリコンの固層エピタキシャル成長に起因
した析出を防ぐ事が出来、具体的には１×１μｍ2 形状
のコンタクト穴の場合でも１０Ω以下のオーミック接合
を得る事が出来る。またこの構造により、第２の金属膜
にアルミの単体を用いる事も可能となり、この場合第１
の金属膜はシリコンとアルミのアロイ・スパイク現象を
防止する働きをする。
【０００８】
【発明の効果】この発明は、以上に述べたように、シリ
コン基板上に絶縁膜として、ボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）
を含むシリコン酸化膜（ＢＰＳＧ）を用い、絶縁膜の上
部にチタンとタングステンの合金を含む第１の金属膜を
設け、絶縁膜に形成されたコンタクト穴を通してシリコ
ンを含むアルミ合金からなる第２の金属膜が第１の金属
膜を介してシリコン基板に形成された不純物拡散層と電
気的に接続されたものとしたので、大規模集積回路にお
ける回路パターンの微細化にもかかわらず、回路面の平
坦化を行いながら優れたオーミックコンタクトが得られ
るという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例による半導体装置の構造を
示す断面図
【図２】従来の半導体の断面図
【図３】金属膜とシリコン基板界面へのシリコン析出の
状態を示す図
【図４】素子の微細化に伴う回路パターンのアスペクト
比の増加を示す図
【符号の説明】
１ シリコン基板 ２ 不純物拡散層 ３ 酸化膜 ４ ＢＰＳＧ膜 ５ バリアメタル膜 ６ 金属膜 ７ コンタクト穴 ８ ＰＳＧ膜 ９ 析出シリコン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコン基板上に絶縁膜として配置され
    たボロン（Ｂ）とリン（Ｐ）を含むシリコン酸化膜（Ｂ
    ＰＳＧ）と、上記絶縁膜の上部に配置されたチタンとタ
    ングステンの合金を含む第１の金属膜と、シリコンを含
    むアルミ合金からなる第２の金属膜とを備え、上記絶縁
    膜に形成されたコンタクト穴を通して上記第２の金属膜
    が上記第１の金属膜を介してシリコン基板に形成された
    不純物拡散層と電気的に接続されていることを特徴とす
    る半導体装置。
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