JPH06349774A - Method of forming buried plug - Google Patents

Method of forming buried plug

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JPH06349774A
JPH06349774A JP13792193A JP13792193A JPH06349774A JP H06349774 A JPH06349774 A JP H06349774A JP 13792193 A JP13792193 A JP 13792193A JP 13792193 A JP13792193 A JP 13792193A JP H06349774 A JPH06349774 A JP H06349774A
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JP
Japan
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layer
tin
contact hole
buried
plug
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Application number
JP13792193A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takaaki Miyamoto
孝章 宮本
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form a satisfactory buried plug in a contact hole securely with a high reliability. CONSTITUTION:A contact hole 2 in an insulating layer 1 is coated with a Ti layer 3 which is an ohmic contact forming metal layer and a TiN layer 4 successively by a plasma CVD method, and then, a TiN buried layer 5 is buried in the contact hole 2 by a thermal CVD method to form a TiN/Ti buried plug 6.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体集積回路
における埋込みプラグの形成方法に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a buried plug in, for example, a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】小型、高密度化が要求される半導体集積
回路等の各種電子デバイスにおいて、下層の半導体領域
あるいは配線ないしは電極(以下これらを被コンタクト
部という)に対して上層配線をオーミックコンタクトす
る方法として、下層の被コンタクト部上に形成した絶縁
層に穿設したコンタクトホールに導電性の埋込みプラグ
を埋込んで、この埋込みプラグを介してそのコンタクト
を行うという方法が多く採られる。
2. Description of the Related Art In various electronic devices such as semiconductor integrated circuits which are required to be small in size and high in density, an upper wiring is ohmic-contacted with a lower semiconductor region or a wiring or an electrode (hereinafter referred to as a contacted portion). As a method, there is often adopted a method in which a conductive embedded plug is embedded in a contact hole formed in an insulating layer formed on a lower contacted portion, and the contact is performed through the embedded plug.

【0003】このコンタクトホールへの埋込みプラグの
埋込み技術として、いわゆるステップカバレッジに優れ
たタングステンWのCVD(化学的気相成長)法(以下
BLK−Wという)が広く用いられている。
A CVD (chemical vapor deposition) method (hereinafter referred to as BLK-W) of tungsten W, which is excellent in so-called step coverage, is widely used as a technique for burying a buried plug in this contact hole.

【0004】しかしながら、BLK−Wは、下地酸化膜
すなわち絶縁層との密着性が悪く、また、このBLK−
Wを拡散層上に直接成膜する場合、その成膜時の原料ガ
スのWF6 による拡散層の侵蝕の問題がある。このた
め、あらかじめオーミックコンタクトを良好に行うため
の密着性確保用のTi層と、WF6 侵蝕に対するバリア
メタルとしてのTiN層とを成膜するTiN/Tiの下
地層の成膜を行って後にBLK−Wを埋込むという方法
が採られている。
However, the BLK-W has poor adhesion to the underlying oxide film, that is, the insulating layer, and the BLK-W has a poor adhesion.
When W is directly formed on the diffusion layer, there is a problem of erosion of the diffusion layer by WF 6 of the source gas during the film formation. For this reason, a TiN / Ti underlayer for forming a Ti layer for securing adhesion for good ohmic contact and a TiN layer as a barrier metal against WF 6 erosion is formed in advance, and then the BLK is formed. The method of embedding -W is adopted.

【0005】しかし、電子デバイスの、より小型、高密
度化の要求に伴い、コンタクトホール径がより微細化さ
れ、これに伴ってそのアスペクト比(厚さ/径)が大と
なってくると、Ti層やTiN層の下地層の形成によっ
てBLK−Wの埋込み径がより狭隘化され、このBLK
−Wの埋込みが困難となってくる。
However, with the demand for smaller size and higher density of electronic devices, the contact hole diameter is further miniaturized, and accordingly, the aspect ratio (thickness / diameter) becomes large, The embedded diameter of the BLK-W is further narrowed by the formation of the underlying layer of the Ti layer or the TiN layer.
-It becomes difficult to embed W.

【0006】そこで、このコンタクトホールの埋込みプ
ラグを、BLK−Wによらず、その下地金属層としての
TiN/Ti積層膜自体で形成し、これの上にW層を形
成するという方法が注目されている。
Therefore, attention has been paid to a method in which the buried plug of the contact hole is formed not by BLK-W but by the TiN / Ti laminated film itself as the underlying metal layer, and the W layer is formed thereon. ing.

【0007】この方法を実施するには、埋込み性に優れ
たTiN/TiのCVD化が必要となる。現在、TiN
層及びTi層共にCVD成膜できる方法としては、N2
及びH2 プラズマにてTiCl4 の還元と窒化を促進さ
せるECR(電子サイクロトロン共鳴)プラズマCV
D、すなわちTiCl4 +H2 +N2 によるTiNのE
CRプラズマCVD、TiCl4 +H2 によるTiのE
CRプラズマCVDのみである。
In order to carry out this method, it is necessary to convert TiN / Ti which is excellent in burying property into CVD. Currently TiN
As a method for forming a CVD film on both the Ti layer and the Ti layer, N 2
And ECR (Electron Cyclotron Resonance) plasma CV for promoting reduction and nitridation of TiCl 4 with H 2 plasma
D, ie E of TiN with TiCl 4 + H 2 + N 2
E of Ti by CR plasma CVD, TiCl 4 + H 2
Only CR plasma CVD.

【0008】ところが、このECRプラズマCVDによ
るTiN/Ti成膜は、プラズマの入射角に成膜の膜厚
が左右され、プラズマの入射し難いコンタクトホール側
壁での膜厚が、コンタクトホールの底部における膜厚に
比しかなり薄くなり、コンタクトホール内に均一良好に
TiN/Tiを成膜することは困難である。
However, in the TiN / Ti film formation by this ECR plasma CVD, the film thickness of the film is influenced by the incident angle of the plasma, and the film thickness on the side wall of the contact hole where the plasma is difficult to enter is at the bottom of the contact hole. It is considerably thinner than the film thickness, and it is difficult to uniformly form TiN / Ti in the contact hole.

【0009】したがって、このTiN/Tiによってコ
ンタクトホールを埋込むには、コンタクトホールの底部
からTiN/Tiを堆積させるようにTiN及びTiの
各成膜膜厚を厚くしなければならないという不利が生じ
る。
Therefore, in order to fill the contact hole with TiN / Ti, there is a disadvantage that the film thickness of each of TiN and Ti must be increased so that TiN / Ti is deposited from the bottom of the contact hole. .

【0010】そこで、異方性を呈するプラズマを用いず
に、熱エネルギーのみで成膜を行う熱CVD法によって
均一な膜厚のTiN/Ti成膜を行うことが期待されて
いる。ところが、TiNのCVDについては、TiCl
4 +NH3 の反応等により実現されているが、TiのC
VDについては、TiCl4 をH2 で還元するには、熱
力学起算に基づき2000℃近い高温が必要となるた
め、半導体集積回路への適用は実現されていない。
Therefore, it is expected that a TiN / Ti film having a uniform film thickness can be formed by a thermal CVD method in which the film is formed only by thermal energy without using anisotropic plasma. However, for TiN CVD, TiCl
Although it is realized by the reaction of 4 + NH 3 , etc.
With respect to VD, reduction of TiCl 4 with H 2 requires a high temperature close to 2000 ° C. based on thermodynamic calculations, and therefore has not been applied to semiconductor integrated circuits.

【0011】したがって現在、各部一様な厚さに良好に
TiN/Tiを共にCVD成膜する技術が実現されてお
らず、これがコンタクトホールにTiN/Tiの埋込み
プラグを形成する上の大きな障害となっている。
Therefore, at present, a technique for forming a TiN / Ti film with a uniform thickness by CVD is not yet realized, which is a major obstacle to the formation of a TiN / Ti buried plug in a contact hole. Has become.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、コンタクト
ホールに対する埋込みプラグを高い信頼性をもって良
好、確実に形成することができるようにした埋込みプラ
グの形成方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a method of forming a buried plug which can reliably and satisfactorily form a buried plug for a contact hole.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】第1の本発明は、図1〜
図3にその工程図を示すように、絶縁層1に形成された
コンタクトホール2にオーミックコンタクト形成用金属
層のTi層3と、TiN層4とを順次プラズマCVD
(プラズマ化学的気相成長)法によって被着形成する工
程(図1)と、その後、熱CVD(熱化学的気相成長)
法によってコンタクトホール2にTiNの埋込み層5を
埋込む工程(図2)とを採ってTiN/Ti埋込みプラ
グ6を形成する(図3)。
The first aspect of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in the process diagram of FIG. 3, a Ti layer 3 of a metal layer for forming an ohmic contact and a TiN layer 4 are sequentially formed in a contact hole 2 formed in the insulating layer 1 by plasma CVD.
(Plasma-Chemical Vapor Deposition) method for depositing (FIG. 1), and then thermal CVD (Thermochemical vapor deposition)
A TiN / Ti embedded plug 6 is formed (FIG. 3) by the step of filling the TiN embedded layer 5 in the contact hole 2 by the method (FIG. 2).

【0014】第2の本発明は、図4〜図7に示すよう
に、絶縁層1に形成されたコンタクトホール2にオーミ
ックコンタクト形成用金属層のTi層3をプラズマCV
Dする工程(図4)と、その後、Ti層3を窒化アニー
ル処理するアニール工程(図5)と、更にその後、熱C
VDによってコンタクトホール2にTiNの埋込み層5
を埋込む工程(図6)とを採ってTiN/Ti埋込みプ
ラグを形成する(図7)。
In the second aspect of the present invention, as shown in FIGS. 4 to 7, a Ti layer 3 which is a metal layer for ohmic contact formation is formed in a contact hole 2 formed in an insulating layer 1 by plasma CV.
Step D (FIG. 4), then an annealing step (FIG. 5) of nitriding the Ti layer 3 and then heat C
Buried layer 5 of TiN in contact hole 2 by VD
Is embedded (FIG. 6) to form a TiN / Ti embedded plug (FIG. 7).

【0015】[0015]

【作用】上述したように、本発明では、良好なオーミッ
クコンタクトをとるためのTi層3を、プラズマCVD
によって形成するものであって、このようにするこによ
って熱CVDにおけるような高温を伴うことなく成膜す
る。この場合プラズマCVDによって形成されたTi
は、少なくともオーミックコンタクトホールの底面、す
なわちオーミックコンタクトを良好に行うことを必要と
するコンタクトホールの底面には、良好に必要充分な厚
さに形成することができる。
As described above, in the present invention, the Ti layer 3 for making good ohmic contact is formed by plasma CVD.
It is formed by the above method, and by doing so, the film is formed without being accompanied by a high temperature as in the thermal CVD. In this case, Ti formed by plasma CVD
Can be formed to have a necessary and sufficient thickness satisfactorily at least on the bottom surface of the ohmic contact hole, that is, on the bottom surface of the contact hole that requires good ohmic contact.

【0016】そして、オーミックコンタクトホール2内
にカバレージ良くTiNを埋込むことのできる熱CVD
によってTiN埋込み層5を埋込むものであるが、この
場合、プラズマCVD処理室から熱CVD処理室に移行
する作業中に、酸化され易いTiが酸化されてしまう不
都合を回避するために、Tiの熱CVDに先立ってTi
層3のプラズマCVD後に連続して同様にプラズマCV
Dによってあるいは窒化アニール工程を採って、Ti層
3を外気にさらすことなく、酸化防止のTiN層4を形
成するので安定してTiの埋込みプラグ6の形成を行う
ことができる。
Then, thermal CVD capable of filling TiN in the ohmic contact hole 2 with good coverage.
The TiN burying layer 5 is buried by the above method. In this case, in order to avoid the inconvenience that Ti, which is easily oxidized, is oxidized during the work of moving from the plasma CVD processing chamber to the thermal CVD processing chamber, thermal CVD of Ti is performed. Ti before
After the plasma CVD of the layer 3, the plasma CV is similarly continuously applied.
By using D or a nitriding annealing step, the TiN layer 4 for preventing oxidation is formed without exposing the Ti layer 3 to the outside air, so that the buried plug 6 of Ti can be stably formed.

【0017】[0017]

【実施例】先ず図1の第1の本発明方法について、その
一実施例を挙げて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, the first method of the present invention shown in FIG. 1 will be described in detail with reference to an embodiment thereof.

【0018】この例では、半導体基体例えばシリコン基
体11の一主面に臨んで形成された半導体領域12に、
これに対する配線接続を行うための埋込みプラグを、基
体表面に形成されているSiO2 による絶縁層1に穿設
したコンタクトホールを通じてオーミックにコンタクト
する場合を示す。
In this example, in the semiconductor region 12, which is formed so as to face one main surface of the semiconductor substrate, for example, the silicon substrate 11,
A case is shown in which an embedded plug for making a wiring connection is ohmic-contacted through a contact hole formed in the insulating layer 1 made of SiO 2 formed on the surface of the substrate.

【0019】図1に示すように、絶縁層1に形成された
コンタクトホール2内を含んで全面的に、すなわちコン
タクトホール2の底面、つまり半導体領域12上と、コ
ンタクトホール2の内周面とに渡って全面的に、オーミ
ックコンタクト形成用金属層のTi層3とその酸化防止
のTiN層4とを順次ECRプラズマCVD法によって
形成する。
As shown in FIG. 1, the entire surface including the inside of the contact hole 2 formed in the insulating layer 1, that is, the bottom surface of the contact hole 2, that is, the semiconductor region 12, and the inner peripheral surface of the contact hole 2. Over the entire surface, a Ti layer 3 as a metal layer for forming an ohmic contact and a TiN layer 4 for preventing its oxidation are sequentially formed by an ECR plasma CVD method.

【0020】このTi層3と、TiN層4の形成は、先
ずコンタクトホール2に対し希ふっ酸処理し、その後自
然酸化膜還元能力を有し、下地基体11のシリコンとの
反応によりシリサイド化し安定なオーミックコンタクト
を形成できるTi層3をECRプラズマCVDによって
形成し、続いて同一のECRプラズマCVD装置によっ
てTiN層4の形成を行う。
The Ti layer 3 and the TiN layer 4 are formed by first treating the contact holes 2 with dilute hydrofluoric acid, and then having a natural oxide film reducing ability, and silicidizing and stable by reacting with the silicon of the base substrate 11. A Ti layer 3 capable of forming a proper ohmic contact is formed by ECR plasma CVD, and then a TiN layer 4 is formed by the same ECR plasma CVD apparatus.

【0021】このTi層3の成膜は、上述したシリサイ
ドの形成を行うことのできる5〜10nmの厚さに、例
えば基体温度420℃、圧力0.23Paとし、原料ガ
スとしてTiCl4 とH2 とArとをそれぞれ10scc
m、50sccm、43sccmをもって供給することによって
行う。
The Ti layer 3 is formed to have a thickness of 5 to 10 nm capable of forming the above-mentioned silicide, for example, a substrate temperature of 420 ° C., a pressure of 0.23 Pa, and TiCl 4 and H 2 as source gases. 10 scc for Ar and Ar
It is carried out by feeding at m, 50 sccm and 43 sccm.

【0022】TiN層4の成膜は、次工程への移行にお
ける大気中への開放に際して下層のTi層3が酸化され
るを防止する例えば厚さ30nmの厚さに、例えば基体
温度420℃、圧力0.12Paとし、原料ガスとして
TiCl4 とH2 とN2 とArとをそれぞれ20sccm、
26sccm、8sccm、43sccmをもって供給することによ
って行う。
The TiN layer 4 is formed to a thickness of, for example, 30 nm, which prevents the Ti layer 3 of the lower layer from being oxidized when it is opened to the atmosphere in the transition to the next step, for example, a substrate temperature of 420 ° C. The pressure was set to 0.12 Pa, and TiCl 4 , H 2 , N 2, and Ar were used as source gases at 20 sccm, respectively.
It is carried out by feeding at 26 sccm, 8 sccm and 43 sccm.

【0023】次に、上述のECRプラズマCVD装置か
ら基体11を熱CVD装置へと移行し、埋込み性に優れ
た熱CVDにより、図2に示すように、コンタクトホー
ル2を完全に埋込むように、全面的にTiN埋込み層5
を形成する。
Next, the substrate 11 is transferred from the above-mentioned ECR plasma CVD apparatus to a thermal CVD apparatus, and the contact hole 2 is completely buried as shown in FIG. , TiN buried layer 5 over the entire surface
To form.

【0024】このTiN埋込み層5の形成は、例えば基
体温度450℃〜650℃で、圧力2660Paで、原
料ガスとしてTiCl4 とNH3 とN2 とをそれぞれ8
0〜100sccm、300sccm、500sccmをもって供給
することによって行う。
The TiN burying layer 5 is formed, for example, at a substrate temperature of 450 ° C. to 650 ° C. and a pressure of 2660 Pa, using TiCl 4 , NH 3 and N 2 as source gases respectively.
It is performed by feeding at 0 to 100 sccm, 300 sccm, and 500 sccm.

【0025】その後、図3に示すように、例えばCl系
ガスを用いたエッチバックにより、絶縁層1上のTiN
埋込み層5、TiN層4、Ti層3をエッチングして、
コンタクトホール2内のTiN埋込み層5、TiN層
4、Ti層3のみを残してTiN/Tiによる埋込みプ
ラグ6を形成する。
Then, as shown in FIG. 3, TiN on the insulating layer 1 is etched back by, for example, using a Cl-based gas.
By etching the buried layer 5, the TiN layer 4, and the Ti layer 3,
A buried plug 6 made of TiN / Ti is formed while leaving only the TiN buried layer 5, the TiN layer 4, and the Ti layer 3 in the contact hole 2.

【0026】このエッチバック処理の条件は、例えばエ
ッチングガスとして、Cl2 とArとをそれぞれ10〜
30sccmと100〜300sccmをもって供給し、150
〜300Wの高周波パワーをもって行う。
The conditions of this etch back process are, for example, Cl 2 and Ar of 10 to 10 respectively as an etching gas.
Supply with 30sccm and 100-300sccm, 150
It is performed with a high frequency power of ~ 300W.

【0027】次に、第2の本発明方法の一実施例を図4
〜図7を参照して説明する。この場合においても、半導
体基体例えばシリコン基体11の一主面に臨んで形成さ
れた半導体領域12に、これに対する配線接続を行うた
めの埋込みプラグを、基体表面に形成されているSiO
2 による絶縁層1に穿設したコンタクトホールを通じて
オーミックにコンタクトする場合である。
Next, one embodiment of the second method of the present invention is shown in FIG.
~ It demonstrates with reference to FIG. Also in this case, in the semiconductor substrate 12, for example, the semiconductor region 12 formed facing the one main surface of the silicon substrate 11, a buried plug for making a wiring connection thereto is formed on the surface of the SiO substrate.
In this case, ohmic contact is made through a contact hole formed in the insulating layer 1 by 2 .

【0028】この場合、図4に示すように、絶縁層1に
形成されたコンタクトホール2内を含んで全面的に、す
なわちコンタクトホール2の底面、つまり半導体領域1
2上と、コンタクトホール2の内周面とに渡って全面的
に、オーミックコンタクト形成用金属層のTi層3のみ
をECRプラズマCVD法によって形成する。
In this case, as shown in FIG. 4, the entire surface including the inside of the contact hole 2 formed in the insulating layer 1, that is, the bottom surface of the contact hole 2, that is, the semiconductor region 1.
Only the Ti layer 3 of the ohmic contact forming metal layer is formed by ECR plasma CVD method over the entire surface of the contact hole 2 and the inner peripheral surface of the contact hole 2.

【0029】このTi層3の形成においても、前述の例
と同様に、先ずコンタクトホール2に対し希ふっ酸処理
し、その後自然酸化膜還元能力を有し、下地基体11の
シリコンとの反応によりシリサイド化し安定なオーミッ
クコンタクトを形成できるTi層3をECRプラズマC
VDによって形成する。
In the formation of the Ti layer 3 as well, similarly to the above-mentioned example, the contact hole 2 is first treated with dilute hydrofluoric acid, then has a natural oxide film reducing ability, and reacts with silicon of the base substrate 11. The Ti layer 3 which can be silicided to form a stable ohmic contact is formed by ECR plasma C
Formed by VD.

【0030】このTi層3の成膜は、上述の例と同様の
方法、条件をもってコンタクトホール2内の底面での厚
さが5〜10nmになるように形成する。
The Ti layer 3 is formed so as to have a thickness of 5 to 10 nm on the bottom surface in the contact hole 2 under the same method and conditions as in the above example.

【0031】その後、この第2の本発明では、Ti層3
に対して窒化アニール処理を行ってTiN層4の形成を
行う。この窒化アニール処理は、例えばN2 またはNH
3 ガス中で600℃〜900℃の加熱によって行い得
る。
Then, in the second invention, the Ti layer 3 is formed.
A nitriding annealing process is performed on the TiN layer 4 to form the TiN layer 4. This nitriding annealing treatment is performed by using, for example, N 2 or NH
It can be carried out by heating at 600 ° C. to 900 ° C. in 3 gases.

【0032】このアニール処理で、図5に示すように、
Ti層3は、シリコン基体11との接触部、すなわち半
導体領域12とのコンタクト部においてTiとSiとの
反応によって良好なオーミックコンタクトが得られるシ
リサイド層13を生成すると共に、Ti層3の窒化を行
うが、上述したように、Ti層3をコンタクトホール2
の底面で5〜10nmの厚さに形成するとき、コンタク
トホール2の側面では1〜4nm程度の厚さとなること
から、このコンタクトホール2の側面に堆積形成された
Ti層3においては、その表面から殆ど全厚さに渡って
窒化されてTiN層4が形成される。
With this annealing treatment, as shown in FIG.
The Ti layer 3 generates a silicide layer 13 that can obtain a good ohmic contact by a reaction between Ti and Si at a contact portion with the silicon substrate 11, that is, a contact portion with the semiconductor region 12, and also nitrides the Ti layer 3. As described above, the Ti layer 3 is formed in the contact hole 2 as described above.
When the bottom surface of the contact hole 2 is formed to a thickness of 5 to 10 nm, the side surface of the contact hole 2 has a thickness of about 1 to 4 nm. Therefore, the surface of the Ti layer 3 deposited on the side surface of the contact hole 2 is To almost the entire thickness, and the TiN layer 4 is formed.

【0033】その後、図6及び図7に示すように、図2
及び図3で説明したと同様の方法によってコンタクトホ
ール2内を埋込んでTiN埋込み層5を形成し、エッチ
バックを行って埋込みプラグ6の形成を行う。
Then, as shown in FIG. 6 and FIG.
Then, the TiN burying layer 5 is formed by burying the contact hole 2 in the same manner as described with reference to FIG. 3, and the burying plug 6 is formed by etching back.

【0034】上述した各本発明によってコンタクトホー
ルに埋込みプラグ6の形成を行って後は図示しないが、
Al、W等の導電性にすぐれた金属等の上層の配線を所
定のパターンに埋込みプラグ6と電気的に連接して形成
する。
Although the buried plug 6 is formed in the contact hole according to each of the above-mentioned present invention, it is not shown in the drawings, but
An upper wiring such as a metal having excellent conductivity such as Al or W is formed in a predetermined pattern so as to be electrically connected to the embedded plug 6.

【0035】尚、上述した各例では、下層の被コンタク
ト部が半導体領域12であって、これに対して上層配線
のコンタクトのための埋込みプラグ6の形成を行った場
合であるが、例えば被コンタクト部が下層配線としての
例えば多結晶シリコン半導体層に対するコンタクトを行
う場合等における埋込みプラグの形成に本発明を適用す
ることもできるなど、上述の例に限られず種々の態様を
とる半導体集積回路、その他の電子デバイスに本発明を
適用することができる。
In each of the above-mentioned examples, the lower layer contacted portion is the semiconductor region 12, and the buried plug 6 for contacting the upper layer wiring is formed on it. For example, the present invention can be applied to the formation of a buried plug in the case where the contact portion serves as a lower layer wiring, for example, in the case of making contact with a polycrystalline silicon semiconductor layer, etc., not limited to the above examples, semiconductor integrated circuits having various aspects, The present invention can be applied to other electronic devices.

【0036】また、上述の各例では、Ti層3の形成、
更に第1の本発明ではTiN層4の形成をECRプラズ
マCVDによって形成した場合であるが、ECRによら
ないプラズマCVDによって形成することもできる。
In each of the above examples, the Ti layer 3 is formed,
Further, although the TiN layer 4 is formed by ECR plasma CVD in the first aspect of the present invention, it may be formed by plasma CVD which does not depend on ECR.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明によれば、最終的に埋込み性に優
れたすなわちステップカバレージの良い熱CVDによっ
てTiN埋込み層5を堆積させてコンタクトホールの埋
込みを行って埋込みプラグ6を形成するので、機械的及
び電気的特性に優れた埋込みプラグを形成できる。
According to the present invention, since the TiN burying layer 5 is finally deposited by thermal CVD having excellent burying property, that is, good step coverage, the contact hole is filled to form the burying plug 6. A buried plug having excellent mechanical and electrical characteristics can be formed.

【0038】そして、このTiN埋込み層5の形成の下
地層としてのTi層3は高温加熱を必要としないプラズ
マCVDによって形成するので、半導体デバイスの製造
に適用することができ、コンタクトホールの微細化に適
応できることから、半導体集積回路の微細、高密度化を
はかることができる。
Since the Ti layer 3 as an underlayer for forming the TiN burying layer 5 is formed by plasma CVD which does not require high temperature heating, it can be applied to the manufacture of semiconductor devices, and the contact holes can be miniaturized. Therefore, the semiconductor integrated circuit can be miniaturized and highly densified.

【0039】そして、本発明では、下層のTi層3をプ
ラズマCVD、例えばECRプラズマCVDによって形
成することから、安定した信頼性の高い埋込みプラグの
形成を行うことができると共に、このようにECRプラ
ズマCVDから熱CVDへの移行によって大気に開放さ
れるにもかかわらず、Ti層3上には同様にECRプラ
ズマCVDあるいは窒化アニール処理によってTiN層
4の形成が行われているので、このTiN層4によって
Ti層3の酸化を効果的に防止でき、信頼性の高い埋込
みプラグを形成できる。
In the present invention, since the lower Ti layer 3 is formed by plasma CVD, for example, ECR plasma CVD, a stable and highly reliable buried plug can be formed, and the ECR plasma is thus formed. Even though the TiN layer 4 is exposed to the atmosphere by the shift from the CVD to the thermal CVD, the TiN layer 4 is formed on the Ti layer 3 by the ECR plasma CVD or the nitriding annealing process. Oxidation of the Ti layer 3 can be effectively prevented by this, and a highly reliable buried plug can be formed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法の一例の一工程図である。FIG. 1 is a process chart of an example of the method of the present invention.

【図2】本発明方法の一例の一工程図である。FIG. 2 is a process chart of an example of the method of the present invention.

【図3】本発明方法の一例の一工程図である。FIG. 3 is a process chart of an example of the method of the present invention.

【図4】本発明方法の他の例の一工程図である。FIG. 4 is a process chart of another example of the method of the present invention.

【図5】本発明方法の他の例の一工程図である。FIG. 5 is a process chart of another example of the method of the present invention.

【図6】本発明方法の他の例の一工程図である。FIG. 6 is a process chart of another example of the method of the present invention.

【図7】本発明方法の他の例の一工程図である。FIG. 7 is a process chart of another example of the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 絶縁層 2 コンタクトホール 3 Ti層 4 TiN層 5 TiN埋込み層 6 埋込みプラグ 1 Insulating Layer 2 Contact Hole 3 Ti Layer 4 TiN Layer 5 TiN Buried Layer 6 Buried Plug

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁層に形成されたコンタクトホールに
オーミックコンタクト形成用金属層のTi層と、TiN
層とを順次プラズマ化学的気相成長法によって被着形成
する工程と、 その後、熱化学的気相成長法によって上記コンタクトホ
ールにTiN埋込み層を埋込む工程とをとることを特徴
とする埋込みプラグの形成方法。
1. A Ti layer of a metal layer for forming an ohmic contact and a TiN layer in a contact hole formed in an insulating layer.
Embedded plug characterized in that it comprises a step of sequentially forming a layer by plasma chemical vapor deposition and a step of burying a TiN embedded layer in the contact hole by thermochemical vapor deposition. Forming method.
【請求項2】 絶縁層に形成されたコンタクトホールに
オーミックコンタクト形成用金属層のTi層をプラズマ
化学的気相成長する工程と、 その後、上記Ti層を窒化アニール処理するアニール工
程と、 その後、熱化学的気相成長法によって上記コンタクトホ
ールにTiN埋込み層を埋込む工程とをとることを特徴
とする埋込みプラグの形成方法。
2. A step of plasma-enhanced chemical vapor deposition of a Ti layer of a metal layer for forming an ohmic contact in a contact hole formed in the insulating layer, an annealing step of nitriding annealing the Ti layer, and thereafter, And a step of burying a TiN burying layer in the contact hole by a thermochemical vapor deposition method.
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