JPH0750697B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH0750697B2 JPH0750697B2 JP1039820A JP3982089A JPH0750697B2 JP H0750697 B2 JPH0750697 B2 JP H0750697B2 JP 1039820 A JP1039820 A JP 1039820A JP 3982089 A JP3982089 A JP 3982089A JP H0750697 B2 JPH0750697 B2 JP H0750697B2
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- Y10S148/105—Masks, metal
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は特に金属配線を含む半導体装置の製造方法に
関する。
関する。
（従来の技術） 従来、LSI中の素子相互を接続する金属配線として、主
に、アルミニウム（Al）膜が使われている。このアルミ
ニウム膜は、半導体基板上にスパッタ法によって形成さ
れている。近年、LSI中の素子の微細化にともなって、
このLSI中の金属配線も微細化されている。このようにL
SI中の金属配線が微細化されるにしたがい、このLSI中
の金属配線のストレス、およびエレクトロマイグレーシ
ョンをより低減化する等の問題がきびしくなってきてい
る。そこで、この微細化された金属配線の信頼性を向上
させるために、この金属配線の材料であるアルミニウム
に銅（Cu）や、シリコン（Si）等を数％程度含有させる
ことが一般に行なわれている。
に、アルミニウム（Al）膜が使われている。このアルミ
ニウム膜は、半導体基板上にスパッタ法によって形成さ
れている。近年、LSI中の素子の微細化にともなって、
このLSI中の金属配線も微細化されている。このようにL
SI中の金属配線が微細化されるにしたがい、このLSI中
の金属配線のストレス、およびエレクトロマイグレーシ
ョンをより低減化する等の問題がきびしくなってきてい
る。そこで、この微細化された金属配線の信頼性を向上
させるために、この金属配線の材料であるアルミニウム
に銅（Cu）や、シリコン（Si）等を数％程度含有させる
ことが一般に行なわれている。
このようなアルミニウムに銅や、シリコン等を含有させ
た金属配線によると、例えば銅が含有されていることに
より、金属配線の母材であるアルミニウムの結晶粒界中
に銅が析出し、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成の問題が解決される。また、シリコンが含有
されていることにより、コンタクト部において、半導体
基板内の拡散層をアルミニウムがつきぬける現象が防止
できる等の効果がある。これらのことより、金属配線の
信頼性が向上する。
た金属配線によると、例えば銅が含有されていることに
より、金属配線の母材であるアルミニウムの結晶粒界中
に銅が析出し、エレクトロマイグレーションによるヒロ
ックの形成の問題が解決される。また、シリコンが含有
されていることにより、コンタクト部において、半導体
基板内の拡散層をアルミニウムがつきぬける現象が防止
できる等の効果がある。これらのことより、金属配線の
信頼性が向上する。
このような信頼性を向上させるための、従来の金属配線
の形成方法は、以下のように行なわれる。まず、アルミ
ニウムを母材とし、これに銅や、シリコン等を数％程度
含有させたターゲットを作製する。次に、これをスパッ
タリングさせることにより、半導体基板上に銅や、シリ
コンを含有するアルミニウム膜（スパッタ膜）が形成さ
れる。次に、このアルミニウム膜（スパッタ膜）を所定
の形状にパターニングすることにより、銅や、シリコン
を数％程度含有するアルミニウムの金属配線が形成され
る。
の形成方法は、以下のように行なわれる。まず、アルミ
ニウムを母材とし、これに銅や、シリコン等を数％程度
含有させたターゲットを作製する。次に、これをスパッ
タリングさせることにより、半導体基板上に銅や、シリ
コンを含有するアルミニウム膜（スパッタ膜）が形成さ
れる。次に、このアルミニウム膜（スパッタ膜）を所定
の形状にパターニングすることにより、銅や、シリコン
を数％程度含有するアルミニウムの金属配線が形成され
る。
しかしながら、このような、従来の金属配線の形成方法
では、特にスパッタ法において、母材のアルミニウムに
銅や、シリコンを数％程度含有するターゲットを用いる
ために生じる問題が多くある。まず、半導体基板上に形
成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）には、銅や、シ
リコンが均一に存在していない。これは、物質によって
スパッタリングされる量が異なり、また、半導体基板上
に付着する量も異なるためである。したがって、金属配
線中や、コンタクト部にこれらの銅や、シリコンの結晶
が析出して、均一な膜質の金属配線を得ることができな
い。このことは、例えば金属配線の抵抗を増大させた
り、金属配線が機械的、あるいは電気的にもろくなった
りする等の悪影響をおよぼす。さらに、スパッタ法で
は、半導体基板の温度も上昇するため、スパッタ膜（ア
ルミニウム膜）が多結晶化してしまう。このように、ア
ルミニウム膜（スパッタ膜）が多結晶化すると加工性が
悪くなる。すなわち、金属配線の微細加工性に悪影響を
およぼす。また、多結晶化は、金属配線のエレクトロマ
イグレーションによるヒロック形成の原因にもなる。こ
のエレクトロマイグレーションによるヒロックは、アル
ミニウムのみで多結晶化した金属配線で形成される。こ
のアルミニウムの金属配線に、銅を含有させると、上述
したように、アルミニウムの結晶粒界に銅が析出して、
エレクトロマイグレーションによるヒロックは形成され
なくなる。しかしながら、同様に上述したように、従来
のスパッタ法では、銅が結晶単位で析出するため、アル
ミニウム膜（スパッタ膜）中の銅原子がこの銅の結晶に
集合し、銅原子の数が少ない領域、あるいは銅原子が全
く存在しない領域が形成されてしまう。このような領域
において、アルミニウムが多結晶化すると、当然のこと
ながら、結晶粒界に銅が析出されることはなく、したが
って、エレクトロマイグレーションによるヒロックが形
成される恐れがでてくる。また、スパッタ法では、コン
タクト孔内およびその近傍でのスパッタ膜のステップカ
バレージが悪い。
では、特にスパッタ法において、母材のアルミニウムに
銅や、シリコンを数％程度含有するターゲットを用いる
ために生じる問題が多くある。まず、半導体基板上に形
成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）には、銅や、シ
リコンが均一に存在していない。これは、物質によって
スパッタリングされる量が異なり、また、半導体基板上
に付着する量も異なるためである。したがって、金属配
線中や、コンタクト部にこれらの銅や、シリコンの結晶
が析出して、均一な膜質の金属配線を得ることができな
い。このことは、例えば金属配線の抵抗を増大させた
り、金属配線が機械的、あるいは電気的にもろくなった
りする等の悪影響をおよぼす。さらに、スパッタ法で
は、半導体基板の温度も上昇するため、スパッタ膜（ア
ルミニウム膜）が多結晶化してしまう。このように、ア
ルミニウム膜（スパッタ膜）が多結晶化すると加工性が
悪くなる。すなわち、金属配線の微細加工性に悪影響を
およぼす。また、多結晶化は、金属配線のエレクトロマ
イグレーションによるヒロック形成の原因にもなる。こ
のエレクトロマイグレーションによるヒロックは、アル
ミニウムのみで多結晶化した金属配線で形成される。こ
のアルミニウムの金属配線に、銅を含有させると、上述
したように、アルミニウムの結晶粒界に銅が析出して、
エレクトロマイグレーションによるヒロックは形成され
なくなる。しかしながら、同様に上述したように、従来
のスパッタ法では、銅が結晶単位で析出するため、アル
ミニウム膜（スパッタ膜）中の銅原子がこの銅の結晶に
集合し、銅原子の数が少ない領域、あるいは銅原子が全
く存在しない領域が形成されてしまう。このような領域
において、アルミニウムが多結晶化すると、当然のこと
ながら、結晶粒界に銅が析出されることはなく、したが
って、エレクトロマイグレーションによるヒロックが形
成される恐れがでてくる。また、スパッタ法では、コン
タクト孔内およびその近傍でのスパッタ膜のステップカ
バレージが悪い。
また、ターゲットを製造する時、母材となるアルミニウ
ムに、これ以外の添加物質、すなわち、銅や、シリコン
等を数％含有させる際、その含有率を制御することが難
しい。例えばアルミニウムと、これらの添加物質とをる
つぼ内で溶かし、混ぜ合わせたとする。この時、るつぼ
内に存在している不純物もいっしょに混ぜ合わされて、
ターゲットが製造されてしまう。このことは、ターゲッ
トの純度向上の妨げにもなっている。さらに、添加物質
の含有率を変える際には、含有率が変わる毎に、異なる
ターゲットを製造しなければならない。
ムに、これ以外の添加物質、すなわち、銅や、シリコン
等を数％含有させる際、その含有率を制御することが難
しい。例えばアルミニウムと、これらの添加物質とをる
つぼ内で溶かし、混ぜ合わせたとする。この時、るつぼ
内に存在している不純物もいっしょに混ぜ合わされて、
ターゲットが製造されてしまう。このことは、ターゲッ
トの純度向上の妨げにもなっている。さらに、添加物質
の含有率を変える際には、含有率が変わる毎に、異なる
ターゲットを製造しなければならない。
また、スパッタ法では、一度に膜が半導体基板上に付着
するため、LSI内の金属配線において、その性質を部分
的に変えることが難しい。すなわち、一度で膜が半導体
基板上に形成されるため、この形成された膜は、全く同
じ性質の膜として形成されてしまう。
するため、LSI内の金属配線において、その性質を部分
的に変えることが難しい。すなわち、一度で膜が半導体
基板上に形成されるため、この形成された膜は、全く同
じ性質の膜として形成されてしまう。
（発明が解決しようとする課題） この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、スパ
ッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いた
半導体装置内の金属配線において、この金属配線の性質
を部分的に変えることを可能とし、さらに、この金属配
線の性質を変えるために用いる添加物質の含有率を高精
度で制御、かつ高純度に含有させることも可能で、ひい
ては金属配線の微細加工性を良好とし、かつエレクトロ
マイグーレーションによるヒロックの形成の問題も解決
できる、微細で、信頼性の高い金属配線を形成できる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
ッタ法により形成された金属膜（スパッタ膜）を用いた
半導体装置内の金属配線において、この金属配線の性質
を部分的に変えることを可能とし、さらに、この金属配
線の性質を変えるために用いる添加物質の含有率を高精
度で制御、かつ高純度に含有させることも可能で、ひい
ては金属配線の微細加工性を良好とし、かつエレクトロ
マイグーレーションによるヒロックの形成の問題も解決
できる、微細で、信頼性の高い金属配線を形成できる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明による半導体装置の製造方法によれば、半導体
基板内に所定導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
この半導体基板表面全面に絶縁膜を形成する工程と、こ
の絶縁膜を通して上記半導体基板内に形成された所定導
電型の不純物拡散層の所定の場所に対しコンタクト孔を
開孔する工程と、このコンタクト孔を含む上記絶縁膜表
面全面に金属膜を形成する工程と、この金属膜の全面に
少なくとも一種類の物質をイオン注入する工程と、前記
金属膜の選ばれた部分にのみ、他の物質をイオン注入す
る工程と、これら少なくとも一種類の物質、並びに他の
物質がイオン注入された金属膜を所定の形状にパターニ
ングする工程と、この所定の形状にパターニングされた
金属膜を熱処理する工程とを具備することを特徴とす
る。
基板内に所定導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
この半導体基板表面全面に絶縁膜を形成する工程と、こ
の絶縁膜を通して上記半導体基板内に形成された所定導
電型の不純物拡散層の所定の場所に対しコンタクト孔を
開孔する工程と、このコンタクト孔を含む上記絶縁膜表
面全面に金属膜を形成する工程と、この金属膜の全面に
少なくとも一種類の物質をイオン注入する工程と、前記
金属膜の選ばれた部分にのみ、他の物質をイオン注入す
る工程と、これら少なくとも一種類の物質、並びに他の
物質がイオン注入された金属膜を所定の形状にパターニ
ングする工程と、この所定の形状にパターニングされた
金属膜を熱処理する工程とを具備することを特徴とす
る。
（作用） 上記のような半導体装置の製造方法によれば、金属膜へ
の添加物質をイオン注入により含有させるようにしたの
で、金属膜に対して、選択的にイオン注入を行なえば、
金属配線となる金属膜の性質を部分的に変えることがで
きる。さらに、添加物質の含有率を高精度に制御、およ
び高純度に含有させることができる。また、イオン注入
を行なうことにより、金属膜がアモルファス化され、微
細加工性が向上する。さらに、微細加工（パターニン
グ）後、熱処理することにより、金属膜（金属配線）が
多結晶化され、結晶粒界にエレクトロマイグレーション
によるヒロックの形成を抑制できる添加物質が析出する
ことにより、金属配線の信頼性が向上する。また、この
添加物質は、イオン注入により金属膜に含有されている
ので、この添加物質が結晶単位で金属膜中に析出するこ
とはない。したがって、添加物質が各結晶粒界に析出さ
れ、特にエレクトロマイグレーションが防止できる。
の添加物質をイオン注入により含有させるようにしたの
で、金属膜に対して、選択的にイオン注入を行なえば、
金属配線となる金属膜の性質を部分的に変えることがで
きる。さらに、添加物質の含有率を高精度に制御、およ
び高純度に含有させることができる。また、イオン注入
を行なうことにより、金属膜がアモルファス化され、微
細加工性が向上する。さらに、微細加工（パターニン
グ）後、熱処理することにより、金属膜（金属配線）が
多結晶化され、結晶粒界にエレクトロマイグレーション
によるヒロックの形成を抑制できる添加物質が析出する
ことにより、金属配線の信頼性が向上する。また、この
添加物質は、イオン注入により金属膜に含有されている
ので、この添加物質が結晶単位で金属膜中に析出するこ
とはない。したがって、添加物質が各結晶粒界に析出さ
れ、特にエレクトロマイグレーションが防止できる。
（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例に係わる半
導体装置の製造方法について説明する。
導体装置の製造方法について説明する。
第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は、この発明の一実施例
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法について、
工程順に示した断面図である。
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法について、
工程順に示した断面図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、例えば比抵抗１〜２
Ω・cmのｐ型シリコン基板11の表面上に、素子分離用の
酸化膜12を、選択的に形成する。次に、この素子分離用
の酸化膜12をマスクとして、例えばｎ型不純物であるヒ
素（As）20を加速電圧50keV、ドーズ量５×1015cm-2の
条件でイオン注入する。次に、例えばこのイオン注入さ
れたヒ素を、熱拡散させることにより、ｐ型シリコン基
板11内にｎ型の不純物拡散層13を形成する。
Ω・cmのｐ型シリコン基板11の表面上に、素子分離用の
酸化膜12を、選択的に形成する。次に、この素子分離用
の酸化膜12をマスクとして、例えばｎ型不純物であるヒ
素（As）20を加速電圧50keV、ドーズ量５×1015cm-2の
条件でイオン注入する。次に、例えばこのイオン注入さ
れたヒ素を、熱拡散させることにより、ｐ型シリコン基
板11内にｎ型の不純物拡散層13を形成する。
次に、第１図（ｂ）に示すように、全面に、層間絶縁膜
として、例えばCVD法により、CVDシリコン酸化膜14を形
成する。次に、ホトレジストを用いた写真蝕刻法によ
り、不純物拡散層13に対し、CVD−シリコン酸化膜14を
通してコンタクト孔15を開孔する。
として、例えばCVD法により、CVDシリコン酸化膜14を形
成する。次に、ホトレジストを用いた写真蝕刻法によ
り、不純物拡散層13に対し、CVD−シリコン酸化膜14を
通してコンタクト孔15を開孔する。
次に、第１図（ｃ）に示すように、全面に、スパッタ法
により、アルミニウム膜（スパッタ膜）16を、例えば0.
4μｍ程度形成する。次に、全面に、アルミニウム膜
（スパッタ膜）16と同じ物質であるアルミニウム（図示
しない）を加速電圧50KeV、ドーズ量２×1017cm-2の条
件でイオン注入する。次に、全面に、チタン（Ti）21を
加速電圧160KeV、ドーズ量３×1017cm-2の条件でイオン
注入する。これらのイオン注入において、加速電圧は、
アルミニウム膜（スパッタ膜）16へ、不純物を打込む深
さによって調節される。
により、アルミニウム膜（スパッタ膜）16を、例えば0.
4μｍ程度形成する。次に、全面に、アルミニウム膜
（スパッタ膜）16と同じ物質であるアルミニウム（図示
しない）を加速電圧50KeV、ドーズ量２×1017cm-2の条
件でイオン注入する。次に、全面に、チタン（Ti）21を
加速電圧160KeV、ドーズ量３×1017cm-2の条件でイオン
注入する。これらのイオン注入において、加速電圧は、
アルミニウム膜（スパッタ膜）16へ、不純物を打込む深
さによって調節される。
次に、第１図（ｄ）に示すように、全面に、ホトレジス
ト17を塗布し、写真蝕刻法を用いて、コンタクト孔15、
およびその近傍のみ、このホトレジスト17を除去する。
次に、このホトレジスト17をマスクに、シリコン22を加
速電圧100KeV、ドーズ量２×1017cm-2の条件で、選択的
にイオン注入する。次に、ホトレジスト17を剥離する。
ト17を塗布し、写真蝕刻法を用いて、コンタクト孔15、
およびその近傍のみ、このホトレジスト17を除去する。
次に、このホトレジスト17をマスクに、シリコン22を加
速電圧100KeV、ドーズ量２×1017cm-2の条件で、選択的
にイオン注入する。次に、ホトレジスト17を剥離する。
次に、第１図（ｅ）を示すように、ホトレジストを用い
た写真蝕刻法により、上記アルミニウム膜（スパッタ
膜）16を所定の形状にパターニングし、金属（アルミニ
ウム）配線を形成する。同図に示すように、この金属
（アルミニウム）配線には、アルミニウム、およびチタ
ンがイオン注入されている領域18と、これらに加えて、
さらに、シリコンがイオン注入されている領域19とが形
成されている。次に、例えば温度450℃で、15分間の熱
処理を行なう。このようにして、この発明の一実施例に
係わる半導体装置内の金属配線の形成方法により、半導
体装置内の金属（アルミニウム）配線が形成される。
た写真蝕刻法により、上記アルミニウム膜（スパッタ
膜）16を所定の形状にパターニングし、金属（アルミニ
ウム）配線を形成する。同図に示すように、この金属
（アルミニウム）配線には、アルミニウム、およびチタ
ンがイオン注入されている領域18と、これらに加えて、
さらに、シリコンがイオン注入されている領域19とが形
成されている。次に、例えば温度450℃で、15分間の熱
処理を行なう。このようにして、この発明の一実施例に
係わる半導体装置内の金属配線の形成方法により、半導
体装置内の金属（アルミニウム）配線が形成される。
このような金属（アルミニウム）配線の形成方法によれ
ば、まず、金属（アルミニウム）配線となる、スパッタ
法によって形成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）16
に、金属配線の信頼性を向上させるための添加物質を、
イオン注入により含有させている。したがって、このイ
オン注入を、イオン種を変え、さらに、局所的に行なう
ことにより、金属（アルミニウム）配線の性質を部分的
に変えることが可能となる。例えば上記一実施例では、
コンタクト孔15近傍のみ、局所的にシリコン（Si）をイ
オン注入している。このように、コンタクト孔15、およ
び近傍のみの金属（アルミニウム）配線内に、シリコン
を含有させることにより、コンタクト部分でのアルミニ
ウムのつきぬけを防止している。このつきぬけとは、ア
ルミニウムが基板11のシリコンと反応して、基板11の深
くまでスパイク状に拡散することにより、シリコン基板
11内のｐ型領域と、ｎ型領域とが接合不良を起こすこと
である。また、添加物質がアルミニウム膜（スパッタ
膜）16にイオン注入により含有されているので、この添
加物質、すなわち、チタン21、およびシリコン22を、ア
ルミニウム膜（スパッタ膜）16内に均一に存在させるこ
とが可能となる。すなわち、これらの添加物質がアルミ
ニウム膜（スパッタ膜）16に結晶単位で析出することは
ない。従来では、このうち、アルミニウムのつきぬけ防
止用としての添加物質シリコンが、金属配線となるアル
ミニウム膜（スパッタ膜）全体に、かつ結晶単位の析出
をともない、不均一に含有されていたため、金属配線の
抵抗を増大させていた。しかしながら、上記一実施例に
よると、添加物質シリコンがコンタクト孔15およびその
近傍のみ、かつ均一に含有、すなわち結晶単位での析出
をともなわないで、狭い領域のみ含有されるので金属
（アルミニウム）配線の抵抗が増大することはない。ま
た、同様に添加物質チタンもアルミニウム膜（スパッタ
膜）16に、結晶単位での析出をともなわずに均一に含有
される。また、アルミニウム膜（スパッタ膜）16には、
同じ物質であるアルミニウムがイオン注入されている。
このアルミニウム膜（スパッタ膜）16は、スパッタ時、
多結晶であるが、アルミニウムがイオン注入されること
により、アモルファス（非晶質）化する。このように、
アルミニウム膜（スパッタ膜）16がアモルファス化する
ことにより、微細加工性が向上する。さらに、このアル
ミニウム膜（スパッタ膜）16には、上述したように、チ
タン21がイオン注入されている。このように、チタンが
アルミニウム（スパッタ膜）膜16に含有されていること
により、微細加工工程後、すなわち、第１図（ｅ）に示
すパターニング後、温度450℃で、15分間熱処理するこ
とによって、アルミニウムが、再び多結晶化し、この結
果、金属（アルミニウム）配線内の領域18、および領域
19において、アルミニウムの結晶粒界にチタンが析出す
る。このことからエレクトロマイグレーションによるヒ
ロックが形成されなくなる。また、チタンが結晶単位で
の析出をともなわず、均一にアルミニウム膜（スパッタ
膜）16に含有されているので、結晶粒界に、チタンが析
出されなくなるような問題は起こらない。
ば、まず、金属（アルミニウム）配線となる、スパッタ
法によって形成されたアルミニウム膜（スパッタ膜）16
に、金属配線の信頼性を向上させるための添加物質を、
イオン注入により含有させている。したがって、このイ
オン注入を、イオン種を変え、さらに、局所的に行なう
ことにより、金属（アルミニウム）配線の性質を部分的
に変えることが可能となる。例えば上記一実施例では、
コンタクト孔15近傍のみ、局所的にシリコン（Si）をイ
オン注入している。このように、コンタクト孔15、およ
び近傍のみの金属（アルミニウム）配線内に、シリコン
を含有させることにより、コンタクト部分でのアルミニ
ウムのつきぬけを防止している。このつきぬけとは、ア
ルミニウムが基板11のシリコンと反応して、基板11の深
くまでスパイク状に拡散することにより、シリコン基板
11内のｐ型領域と、ｎ型領域とが接合不良を起こすこと
である。また、添加物質がアルミニウム膜（スパッタ
膜）16にイオン注入により含有されているので、この添
加物質、すなわち、チタン21、およびシリコン22を、ア
ルミニウム膜（スパッタ膜）16内に均一に存在させるこ
とが可能となる。すなわち、これらの添加物質がアルミ
ニウム膜（スパッタ膜）16に結晶単位で析出することは
ない。従来では、このうち、アルミニウムのつきぬけ防
止用としての添加物質シリコンが、金属配線となるアル
ミニウム膜（スパッタ膜）全体に、かつ結晶単位の析出
をともない、不均一に含有されていたため、金属配線の
抵抗を増大させていた。しかしながら、上記一実施例に
よると、添加物質シリコンがコンタクト孔15およびその
近傍のみ、かつ均一に含有、すなわち結晶単位での析出
をともなわないで、狭い領域のみ含有されるので金属
（アルミニウム）配線の抵抗が増大することはない。ま
た、同様に添加物質チタンもアルミニウム膜（スパッタ
膜）16に、結晶単位での析出をともなわずに均一に含有
される。また、アルミニウム膜（スパッタ膜）16には、
同じ物質であるアルミニウムがイオン注入されている。
このアルミニウム膜（スパッタ膜）16は、スパッタ時、
多結晶であるが、アルミニウムがイオン注入されること
により、アモルファス（非晶質）化する。このように、
アルミニウム膜（スパッタ膜）16がアモルファス化する
ことにより、微細加工性が向上する。さらに、このアル
ミニウム膜（スパッタ膜）16には、上述したように、チ
タン21がイオン注入されている。このように、チタンが
アルミニウム（スパッタ膜）膜16に含有されていること
により、微細加工工程後、すなわち、第１図（ｅ）に示
すパターニング後、温度450℃で、15分間熱処理するこ
とによって、アルミニウムが、再び多結晶化し、この結
果、金属（アルミニウム）配線内の領域18、および領域
19において、アルミニウムの結晶粒界にチタンが析出す
る。このことからエレクトロマイグレーションによるヒ
ロックが形成されなくなる。また、チタンが結晶単位で
の析出をともなわず、均一にアルミニウム膜（スパッタ
膜）16に含有されているので、結晶粒界に、チタンが析
出されなくなるような問題は起こらない。
尚、上記一実施例において、アルミニウム膜（スパッタ
膜）16に対しての、おのおののイオン注入を、ドーズ量
１×1017cm-2以上で行なえば、第１図（ｅ）に示すよう
に、例えば450℃で15分間の熱処理によって、アルミニ
ウム原子がコンタクト孔15内へ動き、コンタクト孔15、
およびその近傍でのステップカバレージが改善される。
膜）16に対しての、おのおののイオン注入を、ドーズ量
１×1017cm-2以上で行なえば、第１図（ｅ）に示すよう
に、例えば450℃で15分間の熱処理によって、アルミニ
ウム原子がコンタクト孔15内へ動き、コンタクト孔15、
およびその近傍でのステップカバレージが改善される。
［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明によれば、半導体装置内の
金属配線となる、スパッタ法により形成された金属膜
（スパッタ膜）に、金属配線の信頼性を向上させるため
の添加物質を、イオン注入を用いて含有させている。こ
のことから、半導体装置の金属配線の性質を部分的に変
えることが可能となり、かつ含有率を高精度に制御、お
よび高純度で含有させることが可能となる。さらに、添
加物質が金属配線内に結晶単位で析出することもなくな
る。さらに、例えばスパッタ膜と同じ物質を、スパッタ
膜中にイオン注入することにより、このスパッタ膜がア
モルファス化し、微細加工性が向上する。すなわち金属
配線の微細加工性が向上する。さらに、この微細加工後
に熱処理することによって、再びスパッタ膜を多結晶化
し、結晶粒界に、エレクトロマイグレーションによるヒ
ロックの形成を防止できる添加物質を析出させることに
より、金属配線の信頼性が向上する。
金属配線となる、スパッタ法により形成された金属膜
（スパッタ膜）に、金属配線の信頼性を向上させるため
の添加物質を、イオン注入を用いて含有させている。こ
のことから、半導体装置の金属配線の性質を部分的に変
えることが可能となり、かつ含有率を高精度に制御、お
よび高純度で含有させることが可能となる。さらに、添
加物質が金属配線内に結晶単位で析出することもなくな
る。さらに、例えばスパッタ膜と同じ物質を、スパッタ
膜中にイオン注入することにより、このスパッタ膜がア
モルファス化し、微細加工性が向上する。すなわち金属
配線の微細加工性が向上する。さらに、この微細加工後
に熱処理することによって、再びスパッタ膜を多結晶化
し、結晶粒界に、エレクトロマイグレーションによるヒ
ロックの形成を防止できる添加物質を析出させることに
より、金属配線の信頼性が向上する。
これらのことから、半導体装置内の金属配線の性質を部
分的に変えることが可能で、かつ微細で、信頼性の高い
金属配線を形成できる半導体装置の製造方法が提供され
る。
分的に変えることが可能で、かつ微細で、信頼性の高い
金属配線を形成できる半導体装置の製造方法が提供され
る。
第１図（ａ）乃至第１図（ｅ）は、この発明の一実施例
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法を工程順に
示した断面図である。 11……ｐ型シリコン半導体基板、12……素子分離用絶縁
膜、13……ｎ型不純物拡散層、14……CVD−シリコン酸
化膜、15……コンタクト孔、16……アルミニウム膜（ス
パッタ膜）、17……ホトレジスト、18……アルミニウム
およびチタンが含有されている領域、19……アルミニウ
ムおよびチタンおよびシリコンが含有されている領域、
20……ヒ素イオン、21……チタンイオン、22……シリコ
ンイオン。
に係わる半導体装置内の金属配線の形成方法を工程順に
示した断面図である。 11……ｐ型シリコン半導体基板、12……素子分離用絶縁
膜、13……ｎ型不純物拡散層、14……CVD−シリコン酸
化膜、15……コンタクト孔、16……アルミニウム膜（ス
パッタ膜）、17……ホトレジスト、18……アルミニウム
およびチタンが含有されている領域、19……アルミニウ
ムおよびチタンおよびシリコンが含有されている領域、
20……ヒ素イオン、21……チタンイオン、22……シリコ
ンイオン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/768
Claims (2)
- 【請求項１】半導体基板内に所定導電型の不純物拡散層
を形成する工程と、 前記半導体基板表面全面に絶縁膜を形成する工程と、 前記絶縁膜を通して前記半導体基板内に形成された所定
導電型の不純物拡散層の所定の場合に対しコンタクト孔
を開孔する工程と、 前記コンタクト孔を含む前記絶縁膜表面全面に金属膜を
形成する工程と、 前記金属膜の全面に少なくとも一種類の物質をイオン注
入する工程と、 前記金属膜の選ばれた部分にのみ、他の物質をイオン注
入する工程と、 前記少なくとも一種類の物質、並びに他の物質がイオン
注入された金属膜を所定の形状にパターニングする工程
と、 前記所定の形状にパターニングされた金属膜を熱処理す
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。 - 【請求項２】前記他の物質は、前記金属膜の前記コンタ
クト孔を含むその周辺部分にイオン注入されることを特
徴とする請求項（１）に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039820A JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
| KR1019900002074A KR930009013B1 (ko) | 1989-02-20 | 1990-02-20 | 반도체장치의 제조방법 |
| US07/910,458 US5300462A (en) | 1989-02-20 | 1992-07-08 | Method for forming a sputtered metal film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1039820A JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219223A JPH02219223A (ja) | 1990-08-31 |
| JPH0750697B2 true JPH0750697B2 (ja) | 1995-05-31 |
Family
ID=12563612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1039820A Expired - Fee Related JPH0750697B2 (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 半導体装置の製造方法 |
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| JP (1) | JPH0750697B2 (ja) |
| KR (1) | KR930009013B1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020145437A (ja) * | 2015-10-13 | 2020-09-10 | アモルフィックス・インコーポレイテッド | アモルファス金属薄膜非線形抵抗 |
| US11069799B2 (en) | 2016-07-07 | 2021-07-20 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal hot electron transistor |
| US11183585B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-11-23 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film transistors |
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| US7696092B2 (en) | 2001-11-26 | 2010-04-13 | Globalfoundries Inc. | Method of using ternary copper alloy to obtain a low resistance and large grain size interconnect |
| US6703307B2 (en) | 2001-11-26 | 2004-03-09 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of implantation after copper seed deposition |
| US6861349B1 (en) | 2002-05-15 | 2005-03-01 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of forming an adhesion layer with an element reactive with a barrier layer |
| US7169706B2 (en) * | 2003-10-16 | 2007-01-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Method of using an adhesion precursor layer for chemical vapor deposition (CVD) copper deposition |
| KR100595855B1 (ko) * | 2004-12-29 | 2006-06-30 | 동부일렉트로닉스 주식회사 | 알루미늄 증착 콘택트 형성 방법 |
| CN103400822A (zh) * | 2013-08-01 | 2013-11-20 | 京东方科技集团股份有限公司 | 阵列基板及显示装置 |
| CN108620812B (zh) * | 2017-03-17 | 2019-10-22 | 宁波江丰电子材料股份有限公司 | 靶材组件的制造方法 |
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| US3887994A (en) * | 1973-06-29 | 1975-06-10 | Ibm | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US3871067A (en) * | 1973-06-29 | 1975-03-18 | Ibm | Method of manufacturing a semiconductor device |
| DE2802838A1 (de) * | 1978-01-23 | 1979-08-16 | Siemens Ag | Mis-feldeffekttransistor mit kurzer kanallaenge |
| JPS54101663A (en) * | 1978-01-27 | 1979-08-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Aluminum diffusion method |
| JPS5679449A (en) * | 1979-11-30 | 1981-06-30 | Mitsubishi Electric Corp | Production of semiconductor device |
| US4385947A (en) * | 1981-07-29 | 1983-05-31 | Harris Corporation | Method for fabricating CMOS in P substrate with single guard ring using local oxidation |
| JPS594058A (ja) * | 1982-06-30 | 1984-01-10 | Fujitsu Ltd | 配線用金属膜の安定化方法 |
| JPS59113645A (ja) * | 1982-12-20 | 1984-06-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 配線パタ−ンの形成方法 |
| JPS6218023A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Fujitsu Ltd | 半導体装置に於けるマイグレ−シヨン防止法 |
| JPS639952A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-16 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63122245A (ja) * | 1986-11-12 | 1988-05-26 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63291435A (ja) * | 1987-05-23 | 1988-11-29 | Ricoh Co Ltd | 半導体集積回路装置の製造方法 |
| JPH01238043A (ja) * | 1988-03-17 | 1989-09-22 | Sony Corp | 配線形成方法 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1039820A patent/JPH0750697B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-02-20 KR KR1019900002074A patent/KR930009013B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-07-08 US US07/910,458 patent/US5300462A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020145437A (ja) * | 2015-10-13 | 2020-09-10 | アモルフィックス・インコーポレイテッド | アモルファス金属薄膜非線形抵抗 |
| US10971392B2 (en) | 2015-10-13 | 2021-04-06 | Amorphyx, Inc. | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US11610809B2 (en) | 2015-10-13 | 2023-03-21 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film nonlinear resistor |
| US11069799B2 (en) | 2016-07-07 | 2021-07-20 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal hot electron transistor |
| US11183585B2 (en) | 2018-03-30 | 2021-11-23 | Amorphyx, Incorporated | Amorphous metal thin film transistors |
Also Published As
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| JPH02219223A (ja) | 1990-08-31 |
| KR930009013B1 (ko) | 1993-09-18 |
| US5300462A (en) | 1994-04-05 |
| KR900013619A (ko) | 1990-09-06 |
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