JPH0837164A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 工数の削減。コンタクト抵抗の低減。
【構成】 ｐ型半導体基板１１上にフィールド酸化膜１
２、ｎ+ 型拡散層１３、層間絶縁膜１４を形成し、コン
タクトホールを開孔する［（ａ）図］。チタン膜１５を
被着し、リンをイオン注入する［（ｂ）図］。熱処理を
施して注入リン拡散層１６の不純物を活性化させるとと
もにチタンとシリコンを反応させてコンタクト領域にチ
タンシリサイド膜１７を形成する［（ｃ）図］。チタン
膜１５から生成された窒化シリコン膜１５ａを除去する
ことなく、金属膜を被着しパターニングして金属配線１
８を形成する［（ｄ）図］。
２、ｎ+ 型拡散層１３、層間絶縁膜１４を形成し、コン
タクトホールを開孔する［（ａ）図］。チタン膜１５を
被着し、リンをイオン注入する［（ｂ）図］。熱処理を
施して注入リン拡散層１６の不純物を活性化させるとと
もにチタンとシリコンを反応させてコンタクト領域にチ
タンシリサイド膜１７を形成する［（ｃ）図］。チタン
膜１５から生成された窒化シリコン膜１５ａを除去する
ことなく、金属膜を被着しパターニングして金属配線１
８を形成する［（ｄ）図］。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に半導体基板上の拡散層と金属配線とのコン
タクト部およびこのコンタクト部を介して引き出される
金属配線の形成方法に関するものである。
に関し、特に半導体基板上の拡散層と金属配線とのコン
タクト部およびこのコンタクト部を介して引き出される
金属配線の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の半導体装置における素子の高集積
化と微細化に伴って、素子と配線とを電気接続するため
のコンタクト部の微細化も図られている。それに伴い、
半導体基板に形成された拡散層のコンタクト領域と絶縁
膜に開口されたコンタクト・ホールとの製造上の位置合
わせずれ許容量も非常に小さくなってきている。仮に、
拡散層のコンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に
製造上位置ずれが生じた場合、上層配線と半導体基板と
が短絡してしまい、デバイスとしての正常な動作が阻害
されることになる。
化と微細化に伴って、素子と配線とを電気接続するため
のコンタクト部の微細化も図られている。それに伴い、
半導体基板に形成された拡散層のコンタクト領域と絶縁
膜に開口されたコンタクト・ホールとの製造上の位置合
わせずれ許容量も非常に小さくなってきている。仮に、
拡散層のコンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に
製造上位置ずれが生じた場合、上層配線と半導体基板と
が短絡してしまい、デバイスとしての正常な動作が阻害
されることになる。
【０００３】この点に対処して、従来はコンタクト・ホ
ール開口後にそのコンタクト・ホールを通してコンタク
トの対象である拡散層と同一導電型の不純物をイオン注
入して、配線と半導体基板との間の短絡を防止してい
た。図２（ａ）〜（ｄ）は、その一例（以下、この例を
第１の従来例という）を説明するための工程順断面図で
あり、ここでは特に拡散層のコンタクト領域とコンタク
ト・ホールとの間に製造上の位置ずれが生じた場合の例
が示されている。
ール開口後にそのコンタクト・ホールを通してコンタク
トの対象である拡散層と同一導電型の不純物をイオン注
入して、配線と半導体基板との間の短絡を防止してい
た。図２（ａ）〜（ｄ）は、その一例（以下、この例を
第１の従来例という）を説明するための工程順断面図で
あり、ここでは特に拡散層のコンタクト領域とコンタク
ト・ホールとの間に製造上の位置ずれが生じた場合の例
が示されている。
【０００４】まず、図２（ａ）に示すように、ｐ型半導
体基板２１上に選択的にフィールド酸化膜２２を形成
し、フィールド酸化膜で覆われていない活性領域内にｎ
+ 型拡散層２３を形成した後、全体を層間絶縁膜２４で
被覆し、この層間絶縁膜にコンタクト・ホールを開口し
て基板表面を露出させる。
体基板２１上に選択的にフィールド酸化膜２２を形成
し、フィールド酸化膜で覆われていない活性領域内にｎ
+ 型拡散層２３を形成した後、全体を層間絶縁膜２４で
被覆し、この層間絶縁膜にコンタクト・ホールを開口し
て基板表面を露出させる。
【０００５】次に、図２（ｂ）に示すように、半導体基
板上全面に酸化膜２９を１０〜３０ｎｍの膜厚に成長さ
せた後、コンタクト領域に例えば、エネルギー：５０ｋ
ｅＶ、ドーズ：１×１０15cm-2の条件でリン（Ｐ）をイ
オン注入する。その後、８００℃、１０分程度の熱処理
によりイオン注入されたリンを活性化させて、注入リン
拡散層２６を形成する。半導体基板全面に形成した酸化
膜２９は、注入イオンのチャネリング防止、イオン注入
時におけるシリコン表面の金属不純物による汚染防止、
熱処理時のリンの外方拡散防止、等のために設けられる
膜である。
板上全面に酸化膜２９を１０〜３０ｎｍの膜厚に成長さ
せた後、コンタクト領域に例えば、エネルギー：５０ｋ
ｅＶ、ドーズ：１×１０15cm-2の条件でリン（Ｐ）をイ
オン注入する。その後、８００℃、１０分程度の熱処理
によりイオン注入されたリンを活性化させて、注入リン
拡散層２６を形成する。半導体基板全面に形成した酸化
膜２９は、注入イオンのチャネリング防止、イオン注入
時におけるシリコン表面の金属不純物による汚染防止、
熱処理時のリンの外方拡散防止、等のために設けられる
膜である。
【０００６】熱処理後、図２（ｃ）に示すように、酸化
膜２９をエッチング除去して、コンタクト・ホール内の
基板表面を露出させる。さらに、図２（ｄ）に示すよう
に、バリアメタル層２５および金属配線２８を形成し
て、半導体装置を完成させる。バリアメタル層２５とし
ては、チタン（Ｔｉ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ）膜また
はその組合せ等が用いられている。
膜２９をエッチング除去して、コンタクト・ホール内の
基板表面を露出させる。さらに、図２（ｄ）に示すよう
に、バリアメタル層２５および金属配線２８を形成し
て、半導体装置を完成させる。バリアメタル層２５とし
ては、チタン（Ｔｉ）膜、窒化チタン（ＴｉＮ）膜また
はその組合せ等が用いられている。
【０００７】上記した第１の従来例の変更例として、特
にコンタクト・ホール内のシリサイド化に関連したもの
として、特開平３−２９３２１号公報、特開平２−１１
４６３４号公報、特開昭６０−１３８９６２号公報等を
挙げることができる。特開平３−２９３２１号公報に
は、コンタクト領域にイオン注入した後シリサイド形成
材料を基板表面に堆積し、熱処理を施すことによりコン
タクト・ホール内のシリサイド化を図り、その後金属配
線を形成する技術（以下、これを第２の従来例という）
が示されている。
にコンタクト・ホール内のシリサイド化に関連したもの
として、特開平３−２９３２１号公報、特開平２−１１
４６３４号公報、特開昭６０−１３８９６２号公報等を
挙げることができる。特開平３−２９３２１号公報に
は、コンタクト領域にイオン注入した後シリサイド形成
材料を基板表面に堆積し、熱処理を施すことによりコン
タクト・ホール内のシリサイド化を図り、その後金属配
線を形成する技術（以下、これを第２の従来例という）
が示されている。
【０００８】図３（ａ）〜（ｄ）は、特開平２−１１４
６３４号公報および特開昭６０−１３８９６２号公報に
記載された改良例（以下、これを第３の従来例という）
を説明するための工程順断面図である。ここでも拡散層
のコンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に製造上
の位置ずれが生じた場合の例が示されている。
６３４号公報および特開昭６０−１３８９６２号公報に
記載された改良例（以下、これを第３の従来例という）
を説明するための工程順断面図である。ここでも拡散層
のコンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に製造上
の位置ずれが生じた場合の例が示されている。
【０００９】まず、図３（ａ）に示すように、ｐ型半導
体基板３１上に選択的にフィールド酸化膜３２を形成
し、フィールド酸化膜で覆われていない活性領域内にｎ
+ 型拡散層３３を形成した後、全体を層間絶縁膜３４で
被覆し、この層間絶縁膜にコンタクト・ホールを開口し
て基板表面の一部を露出させる。
体基板３１上に選択的にフィールド酸化膜３２を形成
し、フィールド酸化膜で覆われていない活性領域内にｎ
+ 型拡散層３３を形成した後、全体を層間絶縁膜３４で
被覆し、この層間絶縁膜にコンタクト・ホールを開口し
て基板表面の一部を露出させる。
【００１０】次に、図３（ｂ）に示すように、半導体基
板上全面にモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を堆積し
て膜厚５０ｎｍ程度の高融点金属膜３５を形成する。続
いて、ヒ素（Ａｓ）等のｎ型不純物を、エネルギー：７
０ｋｅＶ、ドーズ：４×１０15cm-2の条件でイオン注入
して注入ヒ素拡散層３６を形成する。
板上全面にモリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属を堆積し
て膜厚５０ｎｍ程度の高融点金属膜３５を形成する。続
いて、ヒ素（Ａｓ）等のｎ型不純物を、エネルギー：７
０ｋｅＶ、ドーズ：４×１０15cm-2の条件でイオン注入
して注入ヒ素拡散層３６を形成する。
【００１１】その後、図３（ｃ）に示すように、５５０
℃、３０分程度の熱処理によりコンタクト・ホールのシ
リコン基板の表面のモリブデンをシリサイド化して、シ
リサイド膜３７を形成し、続いて、シリサイド化されな
かった高融点金属をエッチング除去する。次いで、図３
（ｄ）に示すように、金属配線３８を形成して、半導体
装置を完成させる。
℃、３０分程度の熱処理によりコンタクト・ホールのシ
リコン基板の表面のモリブデンをシリサイド化して、シ
リサイド膜３７を形成し、続いて、シリサイド化されな
かった高融点金属をエッチング除去する。次いで、図３
（ｄ）に示すように、金属配線３８を形成して、半導体
装置を完成させる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述した各従来技術の
うち、第１の従来例では、酸化膜を介してイオン注入を
行うものであるため、イオン注入時にリンと同時に酸化
膜中の酸素（Ｏ）も基板内に注入されてしまい、コンタ
クト抵抗の増加およびｎ+ 型拡散層と金属配線とのコン
タクトの信頼性の低下をもたらす。また、第１の従来例
では、イオン注入のための酸化膜の形成とその除去が必
要であり、さらに別途バリアメタル層の形成が必要とな
るため、工程が複雑で工程数が多くなるという欠点があ
った。
うち、第１の従来例では、酸化膜を介してイオン注入を
行うものであるため、イオン注入時にリンと同時に酸化
膜中の酸素（Ｏ）も基板内に注入されてしまい、コンタ
クト抵抗の増加およびｎ+ 型拡散層と金属配線とのコン
タクトの信頼性の低下をもたらす。また、第１の従来例
では、イオン注入のための酸化膜の形成とその除去が必
要であり、さらに別途バリアメタル層の形成が必要とな
るため、工程が複雑で工程数が多くなるという欠点があ
った。
【００１３】これに対して、第２の従来例では、酸化膜
を形成することなくコンタクト領域にイオン注入を行っ
ているので、工程数を短縮することができる。しかし、
この方法では剥き出しのシリコン基板の表面にイオン注
入を行っているため、イオン注入時にイオン注入装置か
ら放出されるＦｅ等の金属不純物の導入を防ぐことがで
きない。この金属不純物はシリコン基板内の欠陥に取り
込まれ、リークの増大を招く等製品の特性劣化を引き起
こす。また、第２の従来例の方法では、イオン注入時に
注入イオンのチャネリングが起こりやすく、結果的にコ
ンタクト抵抗のばらつきが大きくなる。
を形成することなくコンタクト領域にイオン注入を行っ
ているので、工程数を短縮することができる。しかし、
この方法では剥き出しのシリコン基板の表面にイオン注
入を行っているため、イオン注入時にイオン注入装置か
ら放出されるＦｅ等の金属不純物の導入を防ぐことがで
きない。この金属不純物はシリコン基板内の欠陥に取り
込まれ、リークの増大を招く等製品の特性劣化を引き起
こす。また、第２の従来例の方法では、イオン注入時に
注入イオンのチャネリングが起こりやすく、結果的にコ
ンタクト抵抗のばらつきが大きくなる。
【００１４】また、図３に示した第３の従来例でも、高
融点金属膜を通してコンタクト領域に不純物をイオン注
入しているため、酸化膜の形成および除去の工程は不要
である。しかしこのプロセスでは、熱処理後高融点金属
の未反応部分を除去する際にコンタクト・ホール内のシ
リサイド表面が大気にさらされて酸化物系の薄い絶縁膜
が形成される。そのため、コンタクト抵抗のばらつき、
信頼性の低下を引き起こす。この不都合を避けるために
は、この絶縁膜をエッチング除去することが必要となる
が、その場合にはエッチング工程がさらに追加となる
外、このエッチング工程中にコンタクト・ホール内のシ
リサイド膜厚も薄くなってしまうという不具合も生じ
る。
融点金属膜を通してコンタクト領域に不純物をイオン注
入しているため、酸化膜の形成および除去の工程は不要
である。しかしこのプロセスでは、熱処理後高融点金属
の未反応部分を除去する際にコンタクト・ホール内のシ
リサイド表面が大気にさらされて酸化物系の薄い絶縁膜
が形成される。そのため、コンタクト抵抗のばらつき、
信頼性の低下を引き起こす。この不都合を避けるために
は、この絶縁膜をエッチング除去することが必要となる
が、その場合にはエッチング工程がさらに追加となる
外、このエッチング工程中にコンタクト・ホール内のシ
リサイド膜厚も薄くなってしまうという不具合も生じ
る。
【００１５】この発明は上記の状況に鑑みてなされたも
のであって、その目的とするところは、より少ない工数
により、抵抗値のばらつきが少なくかつ信頼性の高いコ
ンタクトを形成しうるようにすることである。
のであって、その目的とするところは、より少ない工数
により、抵抗値のばらつきが少なくかつ信頼性の高いコ
ンタクトを形成しうるようにすることである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、（１）シリコン基板の一主面上に
絶縁膜を形成する工程と、（２）前記絶縁膜の所定の位
置に開口部を形成して前記シリコン基板の一部表面を露
出させる工程と、（３）前記開口部を含む全面に高融点
金属を被着して所定の膜厚の高融点金属膜を形成する工
程と、（４）前記高融点金属膜を通して前記開口部のシ
リコン基板表面に選択的に不純物イオンを注入する工程
と、（５）熱処理を施すことにより注入不純物を活性化
させるとともに前記開口部のシリコン基板表面に選択的
に高融点金属シリサイドを形成する工程と、（６）前記
第（５）の工程における熱処理によりシリサイド化され
なかった高融点金属および／またはその生成物を除去す
ることなくその上に金属膜を成長させる工程と、を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供され
る。
に、本発明によれば、（１）シリコン基板の一主面上に
絶縁膜を形成する工程と、（２）前記絶縁膜の所定の位
置に開口部を形成して前記シリコン基板の一部表面を露
出させる工程と、（３）前記開口部を含む全面に高融点
金属を被着して所定の膜厚の高融点金属膜を形成する工
程と、（４）前記高融点金属膜を通して前記開口部のシ
リコン基板表面に選択的に不純物イオンを注入する工程
と、（５）熱処理を施すことにより注入不純物を活性化
させるとともに前記開口部のシリコン基板表面に選択的
に高融点金属シリサイドを形成する工程と、（６）前記
第（５）の工程における熱処理によりシリサイド化され
なかった高融点金属および／またはその生成物を除去す
ることなくその上に金属膜を成長させる工程と、を含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法、が提供され
る。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の一実施例を工程順に示す断
面図であり、従来技術に示した場合と同様に拡散層のコ
ンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に位置ずれが
生じた場合の例が示されている。
て説明する。図１は本発明の一実施例を工程順に示す断
面図であり、従来技術に示した場合と同様に拡散層のコ
ンタクト領域とコンタクト・ホールとの間に位置ずれが
生じた場合の例が示されている。
【００１８】まず、図１（ａ）に示すように、単結晶シ
リコンからなる比抵抗５〜１５Ω・ｃｍのｐ型半導体基
板１１の表面をＬＯＣＯＳ法により選択的に酸化して膜
厚５００ｎｍのフィールド酸化膜１２を形成し、フィー
ルド酸化膜に囲まれた活性領域内にリンを高濃度（１×
１０15ｃｍ-2程度）に打ち込んでｎ+ 型拡散層１３を形
成する。続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)
法によりシリコン酸化膜を１．０μｍの膜厚に堆積して
層間絶縁膜１４を形成し、ｎ+ 型拡散層１３上の層間絶
縁膜１４を選択的にエッチングしてコンタクト径０．３
５μｍ□のコンタクト・ホールを開口する。
リコンからなる比抵抗５〜１５Ω・ｃｍのｐ型半導体基
板１１の表面をＬＯＣＯＳ法により選択的に酸化して膜
厚５００ｎｍのフィールド酸化膜１２を形成し、フィー
ルド酸化膜に囲まれた活性領域内にリンを高濃度（１×
１０15ｃｍ-2程度）に打ち込んでｎ+ 型拡散層１３を形
成する。続いて、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition)
法によりシリコン酸化膜を１．０μｍの膜厚に堆積して
層間絶縁膜１４を形成し、ｎ+ 型拡散層１３上の層間絶
縁膜１４を選択的にエッチングしてコンタクト径０．３
５μｍ□のコンタクト・ホールを開口する。
【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、スパッタ
法によりチタン（Ｔｉ）を半導体基板全面に被着してチ
タン膜１５を形成する。このチタンは最終的にはバリア
メタルとしての役割を果たすことになる。この際、チタ
ンの膜厚は１０〜１００ｎｍに設定する。膜厚を１０ｎ
ｍ以上とするのは、微細化された半導体装置では、コン
タクト・ホールのアスペクト比は２以上になるので（本
実施例では、１．０／０．３５≒２．９）、Ｔｉの膜厚
を１０ｎｍ未満にすると、コンタクト・ホール内のＴｉ
膜厚は５ｎｍ以下になりバリアメタルとして役目を果た
さなくなるからである。また、後述の理由により１００
ｎｍ以下に抑えることが望ましい。
法によりチタン（Ｔｉ）を半導体基板全面に被着してチ
タン膜１５を形成する。このチタンは最終的にはバリア
メタルとしての役割を果たすことになる。この際、チタ
ンの膜厚は１０〜１００ｎｍに設定する。膜厚を１０ｎ
ｍ以上とするのは、微細化された半導体装置では、コン
タクト・ホールのアスペクト比は２以上になるので（本
実施例では、１．０／０．３５≒２．９）、Ｔｉの膜厚
を１０ｎｍ未満にすると、コンタクト・ホール内のＴｉ
膜厚は５ｎｍ以下になりバリアメタルとして役目を果た
さなくなるからである。また、後述の理由により１００
ｎｍ以下に抑えることが望ましい。
【００２０】チタン膜１５を被着した後、この金属膜を
介して、リンを、例えばエネルギー：５０ｋｅＶ、ドー
ズ：１×１０15cm-2の条件でイオン注入して、注入リン
拡散層１６を形成する。この方法のメリットとしてはイ
オン注入時にシリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔｉ）のミキ
シングが起こり、チタンのシリサイド化反応におけるＴ
ｉＳｉ2 の結晶構造Ｃ４９から５４への相転移温度が約
２０〜３０℃下がるため、チタンシリサイド反応の安定
性が増すことを挙げることができる。
介して、リンを、例えばエネルギー：５０ｋｅＶ、ドー
ズ：１×１０15cm-2の条件でイオン注入して、注入リン
拡散層１６を形成する。この方法のメリットとしてはイ
オン注入時にシリコン（Ｓｉ）とチタン（Ｔｉ）のミキ
シングが起こり、チタンのシリサイド化反応におけるＴ
ｉＳｉ2 の結晶構造Ｃ４９から５４への相転移温度が約
２０〜３０℃下がるため、チタンシリサイド反応の安定
性が増すことを挙げることができる。
【００２１】さらに、イオン注入されたリンを活性化す
るためにrapid thermal anneal（ＲＴＡ）法により、窒
素雰囲気中で７５０℃、３０秒の熱処理を施す。その際
に、チタンとシリコンとの反応が起こり、図１（ｃ）に
示されるように、コンタクト領域にチタンシリサイド膜
１７が形成される。また、シリサイド化されないチタン
の全部または一部は窒化されて窒化チタン（ＴｉＮ）と
なる。すなわち、チタン膜１５は窒化チタン膜１５ａに
変換される。
るためにrapid thermal anneal（ＲＴＡ）法により、窒
素雰囲気中で７５０℃、３０秒の熱処理を施す。その際
に、チタンとシリコンとの反応が起こり、図１（ｃ）に
示されるように、コンタクト領域にチタンシリサイド膜
１７が形成される。また、シリサイド化されないチタン
の全部または一部は窒化されて窒化チタン（ＴｉＮ）と
なる。すなわち、チタン膜１５は窒化チタン膜１５ａに
変換される。
【００２２】この熱処理の温度は、６５０℃以上、８５
０℃未満に設定される。６５０℃未満ではイオン注入さ
れたリンが十分に活性化されないため、コンタクト注入
の目的が達成されない。８５０℃以上ではコンタクト領
域に形成されたチタンシリサイド膜１７に凝集が起こる
ため、コンタクト抵抗のばらつきが大きくなる。このコ
ンタクト抵抗のばらつきはコンタクト径が１．５μｍ□
以下となった場合に特に著しくなる。
０℃未満に設定される。６５０℃未満ではイオン注入さ
れたリンが十分に活性化されないため、コンタクト注入
の目的が達成されない。８５０℃以上ではコンタクト領
域に形成されたチタンシリサイド膜１７に凝集が起こる
ため、コンタクト抵抗のばらつきが大きくなる。このコ
ンタクト抵抗のばらつきはコンタクト径が１．５μｍ□
以下となった場合に特に著しくなる。
【００２３】次に、図１（ｄ）に示すように、生成され
た窒化チタン膜１５ａ（この膜にはチタン金属が含まれ
ることがある）を残したまま、全面にアルミニウム等か
らなる金属膜を被着し、フォトリソグラフィ技術により
積層構造の金属配線１８を形成する。
た窒化チタン膜１５ａ（この膜にはチタン金属が含まれ
ることがある）を残したまま、全面にアルミニウム等か
らなる金属膜を被着し、フォトリソグラフィ技術により
積層構造の金属配線１８を形成する。
【００２４】例えば、アルミ（Ａｌ）／窒化チタン（Ｔ
ｉＮ）の積層構造の金属配線はアルミ単層の配線よりエ
レクトロ・マイグレーションに対する寿命が約１桁長
い。しかし、アルミ（Ａｌ）の比抵抗は約３Ω／□、窒
化チタン（ＴｉＮ）の比抵抗は約１００Ω／□である。
したがって、窒化チタンはエレクトロマイグレーション
に対して効果があるが、金属配線の低抵抗化に対しては
あまり意味がない。窒化チタンの膜厚を厚くすれば抵抗
は下がるが、窒化チタンの膜厚を１００ｎｍ以上にする
と配線間の容量が大きくなり、ＣＲ時定数が増大して回
路動作のスピードが低下する。また、窒化チタンの膜厚
が厚いと金属配線全体の膜厚も厚くなってしまい、配線
間絶縁膜を金属配線間に完全に埋め込むことができなく
なる。よって、チタン膜の膜厚は１００ｎｍ以下である
ことが望ましい。
ｉＮ）の積層構造の金属配線はアルミ単層の配線よりエ
レクトロ・マイグレーションに対する寿命が約１桁長
い。しかし、アルミ（Ａｌ）の比抵抗は約３Ω／□、窒
化チタン（ＴｉＮ）の比抵抗は約１００Ω／□である。
したがって、窒化チタンはエレクトロマイグレーション
に対して効果があるが、金属配線の低抵抗化に対しては
あまり意味がない。窒化チタンの膜厚を厚くすれば抵抗
は下がるが、窒化チタンの膜厚を１００ｎｍ以上にする
と配線間の容量が大きくなり、ＣＲ時定数が増大して回
路動作のスピードが低下する。また、窒化チタンの膜厚
が厚いと金属配線全体の膜厚も厚くなってしまい、配線
間絶縁膜を金属配線間に完全に埋め込むことができなく
なる。よって、チタン膜の膜厚は１００ｎｍ以下である
ことが望ましい。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置の製造方法は、コンタクトホール形成後基板表面
に高融点金属を堆積しその高融点金属を通してイオン注
入を行い、その後活性化とシリサイド化のための熱処理
を同時に行うものであるため、低抵抗で安定したコンタ
クトを従来例に比較して少ない工数で実現することがで
きる。さらに高融点金属をそのまま金属配線の一部とし
て残すためエレクトロ・マイグレーションに対して抵抗
力の高い積層構造の金属配線を工程数の増加なしに形成
することが可能になる。また、形成されたシリサイド膜
を大気に曝さないで済むため、その表面の酸化を防止す
ることができコンタクト抵抗の増加を防ぐことができ
る。
体装置の製造方法は、コンタクトホール形成後基板表面
に高融点金属を堆積しその高融点金属を通してイオン注
入を行い、その後活性化とシリサイド化のための熱処理
を同時に行うものであるため、低抵抗で安定したコンタ
クトを従来例に比較して少ない工数で実現することがで
きる。さらに高融点金属をそのまま金属配線の一部とし
て残すためエレクトロ・マイグレーションに対して抵抗
力の高い積層構造の金属配線を工程数の増加なしに形成
することが可能になる。また、形成されたシリサイド膜
を大気に曝さないで済むため、その表面の酸化を防止す
ることができコンタクト抵抗の増加を防ぐことができ
る。
【図１】 本発明の一実施例を示す工程順断面図。
【図２】 第１の従来例を示す工程順断面図。
【図３】 第３の従来例を示す工程順断面図。
１１、２１、３１ ｐ型半導体基板 １２、２２、３２ フィールド酸化膜 １３、２３、３３ ｎ+ 型拡散層 １４、２４、３４ 層間絶縁膜 １５ チタン膜 １５ａ 窒化チタン膜 ２５ バリアメタル層 ３５ 高融点金属膜 １６、２６ 注入リン拡散層 ３６ 注入ヒ素拡散層 １７ チタンシリサイド膜 ３７ シリサイド膜 １８、２８、３８ 金属配線
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｈ０１Ｌ 21/90 Ｃ
Claims (3)
- 【請求項１】 （１）シリコン基板の一主面上に絶縁膜
を形成する工程と、 （２）前記絶縁膜の所定の位置に開口部を形成して前記
シリコン基板の一部表面を露出させる工程と、 （３）前記開口部を含む全面に高融点金属を被着して所
定の膜厚の高融点金属膜を形成する工程と、 （４）前記高融点金属膜を通して前記開口部のシリコン
基板表面に選択的に不純物イオンを注入する工程と、 （５）熱処理を施すことにより注入不純物を活性化させ
るとともに前記開口部のシリコン基板表面に選択的に高
融点金属シリサイドを形成する工程と、 （６）前記第（５）の工程における熱処理によりシリサ
イド化されなかった高融点金属および／またはその生成
物を除去することなくその上に金属膜を成長させる工程
と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記第（３）の工程において被着される
高融点金属がチタン（Ｔｉ）であり、かつそのチタン膜
の膜厚が１０〜１００ｎｍであることを特徴とする請求
項１記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記第（５）の工程における熱処理が窒
素雰囲気中で行われ、かつ該熱処理の温度範囲が６５０
℃以上８５０℃未満であることを特徴とする請求項１記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190190A JPH0837164A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
| GB9514305A GB2291536B (en) | 1994-07-21 | 1995-07-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
| TW084107244A TW379370B (en) | 1994-07-21 | 1995-07-13 | Method for manufacturing semiconductor device |
| US08/503,687 US5620926A (en) | 1994-07-21 | 1995-07-18 | Method for forming a contact with activation and silicide forming heat treatment |
| KR1019950021261A KR0177534B1 (ko) | 1994-07-21 | 1995-07-20 | 반도체 장치 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6190190A JPH0837164A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0837164A true JPH0837164A (ja) | 1996-02-06 |
Family
ID=16253956
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6190190A Pending JPH0837164A (ja) | 1994-07-21 | 1994-07-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5620926A (ja) |
| JP (1) | JPH0837164A (ja) |
| KR (1) | KR0177534B1 (ja) |
| GB (1) | GB2291536B (ja) |
| TW (1) | TW379370B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR100282711B1 (ko) * | 1998-05-29 | 2001-03-02 | 윤종용 | 콘택홀 플러그 제조 방법(contact hole plug forming method) |
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- 1994-07-21 JP JP6190190A patent/JPH0837164A/ja active Pending
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- 1995-07-13 TW TW084107244A patent/TW379370B/zh not_active IP Right Cessation
- 1995-07-13 GB GB9514305A patent/GB2291536B/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-18 US US08/503,687 patent/US5620926A/en not_active Expired - Fee Related
- 1995-07-20 KR KR1019950021261A patent/KR0177534B1/ko not_active IP Right Cessation
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| KR0177534B1 (ko) | 1999-04-15 |
| GB9514305D0 (en) | 1995-09-13 |
| GB2291536A (en) | 1996-01-24 |
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| GB2291536B (en) | 1998-08-19 |
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