JPH0754848B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPH0754848B2 JPH0754848B2 JP61063425A JP6342586A JPH0754848B2 JP H0754848 B2 JPH0754848 B2 JP H0754848B2 JP 61063425 A JP61063425 A JP 61063425A JP 6342586 A JP6342586 A JP 6342586A JP H0754848 B2 JPH0754848 B2 JP H0754848B2
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- Japan
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- film
- semiconductor device
- metal film
- silicon substrate
- gas atmosphere
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置のコンタクトホールのシリコン
基板との接触部に形成するアルミおよびアルミ合金のシ
リコン基板へのスパイキングを防止するためのバリアメ
タルを備えた半導体装置に関するものである。
基板との接触部に形成するアルミおよびアルミ合金のシ
リコン基板へのスパイキングを防止するためのバリアメ
タルを備えた半導体装置に関するものである。
〔従来の技術〕 従来、半導体装置のアルミ合金配線膜として第３図に示
すようなアルミシリコン合金が用いられたきた。すなわ
ち、第３図はバリアメタルのない半導体装置で、１はシ
リコン基板、２は前記シリコン基板１上に形成されたn+
層、３は下敷酸化膜、４はスムースコート膜、５はコン
タクトホール、８は前記コンタクトホール５の部分にシ
リコン基板１とオーミックコンタクトを得るために形成
されたアルミ合金配線膜である。また９はシリコン析出
部である。
すようなアルミシリコン合金が用いられたきた。すなわ
ち、第３図はバリアメタルのない半導体装置で、１はシ
リコン基板、２は前記シリコン基板１上に形成されたn+
層、３は下敷酸化膜、４はスムースコート膜、５はコン
タクトホール、８は前記コンタクトホール５の部分にシ
リコン基板１とオーミックコンタクトを得るために形成
されたアルミ合金配線膜である。また９はシリコン析出
部である。
上記のような半導体装置において、コンタクトホール
（コンタクト部）５が微小になるにつれて、アルミ合金
配線膜８中のシリコンがコンタクト部で固相成長する現
象（シリコン析出部９の発生）が生じ、良好なオーミッ
クコンタクトが得られなくなってきた。
（コンタクト部）５が微小になるにつれて、アルミ合金
配線膜８中のシリコンがコンタクト部で固相成長する現
象（シリコン析出部９の発生）が生じ、良好なオーミッ
クコンタクトが得られなくなってきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 そこで、アルミ合金配線膜８とシリコン基板１との間に
第４図に示すようにバリアメタル６′を形成することが
検討されているが、従来方法のスパッタリング法（純粋
Arガス雰囲気中でのスパッタリング）では、バリアメタ
ル６′として高融点金属を採用した場合に、結晶が柱状
10となり、上層のアルミがグレイン粒界に沿ってシリコ
ン基板１に達する現象（スパイキング）が発生する。こ
のスパイキングを防止するため、N2ガス混入Arガス雰囲
気中でスパッタリングを行うことが提案されているが、
第５図に示すようにシリコン基板１との接触部11での接
触抵抗が増大し、良好なオーミック抵抗が得られないと
いう問題点があった。
第４図に示すようにバリアメタル６′を形成することが
検討されているが、従来方法のスパッタリング法（純粋
Arガス雰囲気中でのスパッタリング）では、バリアメタ
ル６′として高融点金属を採用した場合に、結晶が柱状
10となり、上層のアルミがグレイン粒界に沿ってシリコ
ン基板１に達する現象（スパイキング）が発生する。こ
のスパイキングを防止するため、N2ガス混入Arガス雰囲
気中でスパッタリングを行うことが提案されているが、
第５図に示すようにシリコン基板１との接触部11での接
触抵抗が増大し、良好なオーミック抵抗が得られないと
いう問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、コンタクト部におけるシリコン析出部の発生を防
止し、良好なオーミック接触が得られるとともにアルミ
のスパイキングを防止し、良好な特性を有する半導体装
置を得ることを目的とする。
ので、コンタクト部におけるシリコン析出部の発生を防
止し、良好なオーミック接触が得られるとともにアルミ
のスパイキングを防止し、良好な特性を有する半導体装
置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体装置は、コンタクトホールに同一
の金属からなり結晶形態の異なる少なくとも２層構造の
高融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋のArガス雰
囲気中でスパッタリングにより形成し、上層の高融点金
属膜をN2ガス混入Arガス雰囲気中でスパッタリングによ
り形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成したもので
ある。
の金属からなり結晶形態の異なる少なくとも２層構造の
高融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋のArガス雰
囲気中でスパッタリングにより形成し、上層の高融点金
属膜をN2ガス混入Arガス雰囲気中でスパッタリングによ
り形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成したもので
ある。
この発明においては、バリアメタルとして純粋Arガス雰
囲気中で、下層の高融点金属膜をスパッタリングにより
形成し、その上層にN2ガス混入Arガス雰囲気中で高融点
金属膜をスパッタリングにより形成したことから、高融
点金属膜は純粋Arガス雰囲気中では柱状結晶となるのに
対し、N2ガス混入Arガス雰囲気中ではアモルファス構造
に近い小さい結晶粒の膜となり、アルミ原子の粒界での
クリーピング現象が防止される。
囲気中で、下層の高融点金属膜をスパッタリングにより
形成し、その上層にN2ガス混入Arガス雰囲気中で高融点
金属膜をスパッタリングにより形成したことから、高融
点金属膜は純粋Arガス雰囲気中では柱状結晶となるのに
対し、N2ガス混入Arガス雰囲気中ではアモルファス構造
に近い小さい結晶粒の膜となり、アルミ原子の粒界での
クリーピング現象が防止される。
第１図はこの発明のバリアメタルを備えた半導体装置の
一実施例を示す断面図である。第１図において、１はシ
リコン基板で、この場合ｐ型である。２はイオン注入法
により形成されたn+層である。３は下敷酸化膜で、スム
ースコート膜４からの不純物がシリコン基板１に侵入す
るのを防ぐために設けられたものである。５はコンタク
トホール、６はバリアメタルである下層の高融点金属膜
で、例えばチタンタングステン膜、７は上層の高融点金
属膜で、例えば窒素ガス混入チタンタングステン膜、８
はアルミ合金配線膜である。
一実施例を示す断面図である。第１図において、１はシ
リコン基板で、この場合ｐ型である。２はイオン注入法
により形成されたn+層である。３は下敷酸化膜で、スム
ースコート膜４からの不純物がシリコン基板１に侵入す
るのを防ぐために設けられたものである。５はコンタク
トホール、６はバリアメタルである下層の高融点金属膜
で、例えばチタンタングステン膜、７は上層の高融点金
属膜で、例えば窒素ガス混入チタンタングステン膜、８
はアルミ合金配線膜である。
次にこの発明の半導体装置の製造方法を第２図（ａ）〜
（ｄ）について説明する。
（ｄ）について説明する。
まず、シリコン基板１上にn+層2,下敷酸化膜３およびス
ムースコート膜４を形成した後、熱処理（900℃〜1000
℃）を行ってリフローさせた後、写真製版，エッチング
により、コンタクトホール５を形成する。（第２図
（ａ））。次にシリコン基板１の主面全面に純粋Arガス
雰囲気中でスパッタリングを行い、約300〜2000Åのチ
タンタングステン膜６を形成する。（第２図（ｂ））、
引き続きN2ガス混入Arガス雰囲気中でスパッタリング
し、結晶粒の小さいチタンタングステン膜７を300〜200
0Å厚で形成する（第２図（ｃ））。この時、N2ガスはA
rガスの10％〜50％が望ましい。次に通常の方法でアル
ミ合金配線膜８を形成し、写真製版，エッチングを行
い、第２図（ｄ）の構造の半導体装置が得られる。
ムースコート膜４を形成した後、熱処理（900℃〜1000
℃）を行ってリフローさせた後、写真製版，エッチング
により、コンタクトホール５を形成する。（第２図
（ａ））。次にシリコン基板１の主面全面に純粋Arガス
雰囲気中でスパッタリングを行い、約300〜2000Åのチ
タンタングステン膜６を形成する。（第２図（ｂ））、
引き続きN2ガス混入Arガス雰囲気中でスパッタリング
し、結晶粒の小さいチタンタングステン膜７を300〜200
0Å厚で形成する（第２図（ｃ））。この時、N2ガスはA
rガスの10％〜50％が望ましい。次に通常の方法でアル
ミ合金配線膜８を形成し、写真製版，エッチングを行
い、第２図（ｄ）の構造の半導体装置が得られる。
引き続き450℃で30分程度の熱処理を行っても、シリコ
ン析出は防止でき、かつアルミスパイキングを発生しな
い良好なオーミック接触を得ることができる。
ン析出は防止でき、かつアルミスパイキングを発生しな
い良好なオーミック接触を得ることができる。
なお、上記実施例では、高融点金属膜としてチタンタン
グステン膜について述べたが、もちろん他の高融点金属
膜でも同様に適用できる。
グステン膜について述べたが、もちろん他の高融点金属
膜でも同様に適用できる。
また、上記実施例では、同一の金属からなる結晶形態の
異なる２層構造に高融点金属膜を形成したが、３層以上
にしても同様の効果が得られる。
異なる２層構造に高融点金属膜を形成したが、３層以上
にしても同様の効果が得られる。
この発明は以上説明したとおり、シリコン基板上のコン
タクトホールに同一の金属からなり結晶形態の異なる少
なくとも２層構造の高融点金属膜を、下層の高融点金属
膜を純粋のArガス雰囲気中でスパッタリングにより形成
し、上層の高融点金属膜をN2ガス混入Arガス雰囲気中で
スパッタリングにより形成し、その上にアルミ合金配線
膜を形成したので、コンタクトホールにおける接触部
は、アルミ合金配線膜からのシリコン析出，スパイキン
グを抑えることができ、良好なオーミック接触が得られ
る利点がある。
タクトホールに同一の金属からなり結晶形態の異なる少
なくとも２層構造の高融点金属膜を、下層の高融点金属
膜を純粋のArガス雰囲気中でスパッタリングにより形成
し、上層の高融点金属膜をN2ガス混入Arガス雰囲気中で
スパッタリングにより形成し、その上にアルミ合金配線
膜を形成したので、コンタクトホールにおける接触部
は、アルミ合金配線膜からのシリコン析出，スパイキン
グを抑えることができ、良好なオーミック接触が得られ
る利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の断面
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図の半導体装置の製造
工程を示す断面図、第３図はバリアメタルのない従来の
半導体装置の断面図、第４図，第５図はバリアメタルを
備えた従来の半導体装置の断面図である。 図において、１はシリコン基板、２はn+層、３は下敷酸
化膜、４はスムースコート膜、５はコンタクトホール、
6,7はチタンタングステン膜、８はアルミ合金配線膜で
ある。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
図、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図の半導体装置の製造
工程を示す断面図、第３図はバリアメタルのない従来の
半導体装置の断面図、第４図，第５図はバリアメタルを
備えた従来の半導体装置の断面図である。 図において、１はシリコン基板、２はn+層、３は下敷酸
化膜、４はスムースコート膜、５はコンタクトホール、
6,7はチタンタングステン膜、８はアルミ合金配線膜で
ある。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。
Claims (1)
- 【請求項１】シリコン基板上に形成されたコンタクトホ
ールに同一の金属からなり結晶形態の異なる少なくとも
２層構造の高融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋
のArガス雰囲気中でスパッタリングにより形成し、上層
の高融点金属膜をN2ガス混入Arガス雰囲気中でスパッタ
リングにより形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成
したことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063425A JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063425A JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219921A JPS62219921A (ja) | 1987-09-28 |
| JPH0754848B2 true JPH0754848B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13228919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063425A Expired - Lifetime JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754848B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2906411B2 (ja) * | 1988-04-23 | 1999-06-21 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02271633A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置の配線層 |
| EP0570069A3 (en) * | 1992-05-12 | 1993-12-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device with a semiconductor body of which a surface is provided with a conductor pattern formed in a layer package comprising a tiw layer and an al layer |
| KR930024102A (ko) * | 1992-05-12 | 1993-12-21 | 에프.제이. 스미트 | TiW층과 AI층을 포함하는 층 패키지에 형성된 도체 패턴이 표면에 구비되어 있는 반도체 본체를 포함하는 반도체 디바이스 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101454A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の電極 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61063425A patent/JPH0754848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62219921A (ja) | 1987-09-28 |
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Legal Events
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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