JPH09246209A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH09246209A
JPH09246209A JP4939296A JP4939296A JPH09246209A JP H09246209 A JPH09246209 A JP H09246209A JP 4939296 A JP4939296 A JP 4939296A JP 4939296 A JP4939296 A JP 4939296A JP H09246209 A JPH09246209 A JP H09246209A
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JP
Japan
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film
barrier film
forming
integrated circuit
circuit device
Prior art date
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Application number
JP4939296A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Sato
佐藤  修
Daisuke Okada
大介 岡田
Katsuyuki Asaka
勝征 朝香
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPH09246209A publication Critical patent/JPH09246209A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a barrier property if a barrier film inside a connection hole performing a film-forming treatment for forming one layer barrier film divided in a plurality followed by performing a stabilizing treatment of the barrier film concerned after the respective film-forming treatments. SOLUTION: Prior to formation of an electrode wiring on a semiconductor substrate 2, a barrier film 8a is formed on an underlayer of the electrode wiring. At this time, a film-forming treatment for forming one layer barrier film 8a is performed being divided in a plurality and after the respective film-forming treatment a stabilizing treatment of the barrier film 8a is performed. For instance, after carrier films 8a1 consisting of TiN are heaped, atmospheric idling treatment or oxidation treatment is performed so as to stabilize the barrier film 8a1 . Next, after the barrier films 8a2 consisting of TiN are heaped, the barrier films 8a2 stabilized by performing the atmospheric idling treatment or the oxidation treatment. Next, conductor films 8b for forming the electrode wiring consisting of Al or an Al-Si Cu alloy are heaped by a sputtering method or the like.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の製造技術に関し、特に、バリア膜の形成方法に適用
して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manufacturing technique of a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effectively applied to a method of forming a barrier film.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置の素子や配線の微細
化に伴って接続孔の寸法も微細になっている。このよう
な微細な接続孔において、例えば電極配線と半導体基板
とを接続する場合に、電極配線と半導体基板との間にバ
リア膜を設ける技術がある。このようなバリア膜の形成
方法として、本発明者が検討した技術によれば、例えば
次の2つがある。
2. Description of the Related Art With the miniaturization of elements and wirings of semiconductor integrated circuit devices, the dimensions of connection holes have become finer. There is a technique of providing a barrier film between the electrode wiring and the semiconductor substrate in such a fine connection hole, for example, when connecting the electrode wiring and the semiconductor substrate. According to the technique studied by the present inventor, there are, for example, the following two methods for forming such a barrier film.

【0003】1つは、バリア膜をスパッタリング法によ
って堆積した後、同一スパッタリング装置内において連
続して酸化処理を施し、さらに、電極配線用導体膜をス
パッタリング法によって堆積する方法である。この場合
は、スループットの向上とともに、異物低減による歩留
り向上という効果が得られる。
One is a method in which a barrier film is deposited by a sputtering method, and subsequently, an oxidation treatment is continuously performed in the same sputtering apparatus, and a conductor film for electrode wiring is further deposited by a sputtering method. In this case, the effect of improving the throughput and improving the yield by reducing foreign matter can be obtained.

【0004】もう1つは、バリア膜をスパッタリング法
によって堆積した後、一旦大気中に放置し、さらに別の
スパッタリング装置内において電極配線用導体膜をスパ
ッタリング法によって堆積する方法である。この方法の
方が、上記方法よりも高い歩留りが得られるので、現在
はこの方法が主として採用されている。
The other is a method of depositing a barrier film by a sputtering method, then leaving it in the air once, and then depositing a conductor film for electrode wiring by a sputtering method in another sputtering apparatus. Since this method can obtain a higher yield than the above method, this method is currently mainly used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記いずれ
のバリア膜の形成方法においても、接続孔内におけるバ
リア膜のカバレージ性が充分と言えず、例えばバリア膜
中にピンホールが形成されてしまったり、バリア膜の構
成原子が遊離したりすることに起因して、接続孔部分に
おけるコンタクトリーク不良が生じることを本発明者は
見出した。
However, in any of the above methods for forming a barrier film, the coverage of the barrier film in the connection hole cannot be said to be sufficient, and for example, a pinhole may be formed in the barrier film. The present inventor has found that a contact leak defect occurs in the connection hole portion due to release of constituent atoms of the barrier film.

【0006】本発明の目的は、接続孔内におけるバリア
膜のバリア性を向上させることのできる技術を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the barrier property of the barrier film in the connection hole.

【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
[0007] The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0009】本発明の半導体集積回路装置の製造方法
は、半導体基板上に電極配線を形成するのに先立って、
前記電極配線の下層にバリア膜を形成する際に、1層の
バリア膜を形成するための成膜処理を複数に分けて行
い、その各々の成膜処理後にバリア膜の安定化処理を施
す工程を有するものである。
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, prior to forming the electrode wiring on the semiconductor substrate,
A step of performing a film forming process for forming a barrier film of one layer in a plurality of times when forming a barrier film under the electrode wiring, and performing a stabilizing process of the barrier film after each film forming process. Is to have.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する(なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、その繰り返しの説明は省略する)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings (note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments. , The repeated explanation is omitted).

【0011】図1は本発明の一実施の形態である半導体
集積回路装置の一構成部の回路図、図2は図1の半導体
集積回路装置の要部断面図、図3〜図7は図1の半導体
集積回路装置の製造工程中における要部断面図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a component of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1, and FIGS. FIG. 3 is a cross-sectional view of essential parts in the process of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of No. 1.

【0012】本実施の形態においては、本発明を、例え
ばSRAM(Static Random AccessMemory)のショット
キーバリアダイオード(Schottky Barrier Diode;以
下、SBDという)に適用した場合について説明する。
In the present embodiment, the case where the present invention is applied to, for example, a Schottky Barrier Diode (SBD) of SRAM (Static Random Access Memory) will be described.

【0013】本実施の形態のSRAMにおけるメモリセ
ルの回路図を図1に示す。メモリセルMCは、例えばマ
ルチエミッタ形の2つのバイポーラトランジスタ(以
下、単にトランジスタという)Q1,Q2 からなるフリッ
プフロップ回路を基本として構成されている。
A circuit diagram of a memory cell in the SRAM of this embodiment is shown in FIG. The memory cell MC is basically composed of a flip-flop circuit including two multi-emitter bipolar transistors (hereinafter, simply referred to as transistors) Q1 and Q2.

【0014】トランジスタQ1,Q2 のコレクタは、共
に、情報保持電流供給側に電気的に接続されている。ま
た、トランジスタQ1,Q2 の一方のエミッタは、それぞ
れデータ線DL1,DL2 と電気的に接続されている。
Both collectors of the transistors Q1 and Q2 are electrically connected to the information holding current supply side. Further, one emitters of the transistors Q1 and Q2 are electrically connected to the data lines DL1 and DL2, respectively.

【0015】トランジスタQ1,Q2 の他方のエミッタ
は、負荷抵抗RLを介してSBD1のカソード電極と電
気的に接続されている。SBD1のアノード電極とカソ
ード電極との間には、トランジスタQ3 が並列に接続さ
れている。
The other emitters of the transistors Q1 and Q2 are electrically connected to the cathode electrode of the SBD 1 via the load resistance RL. A transistor Q3 is connected in parallel between the anode electrode and the cathode electrode of SBD1.

【0016】また、トランジスタQ1,Q2 のエミッタと
SBD1との間には、コンデンサC1 と抵抗RMとが並
列に接続されている。さらに、SBD1のアノードに
は、ワード線WLが電気的に接続されている。
A capacitor C1 and a resistor RM are connected in parallel between the emitters of the transistors Q1 and Q2 and the SBD1. Further, the word line WL is electrically connected to the anode of the SBD 1.

【0017】この図1において、符号a〜eは、図2の
半導体集積回路装置の要部断面における符号a〜eに対
応するポイントを示している。ここで、本実施の形態に
おける半導体集積回路装置の構造を図2によって説明す
る。
In FIG. 1, reference numerals a to e indicate points corresponding to the reference numerals a to e in the cross section of the main part of the semiconductor integrated circuit device of FIG. Here, the structure of the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0018】半導体基板2は、例えばp- 形のシリコン
(Si)単結晶からなり、その主面には、半導体基板2
の一部で形成された凸状部2a1,2a2 が形成されてい
る。
[0018] The semiconductor substrate 2 is, for example, p - made form of silicon (Si) single crystal, in its main surface, the semiconductor substrate 2
The convex portions 2a1 and 2a2 formed by a part of the are formed.

【0019】この凸状部2a1,2a2 は、例えばn形の
Si単結晶からなるエピタキシャル層で形成されてお
り、その外周には、素子分離または素子内分離用のフィ
ールド絶縁膜3が形成されている。フィールド絶縁膜3
は、二酸化シリコン(SiO2)からなる。
The convex portions 2a1 and 2a2 are formed of, for example, an epitaxial layer made of n-type Si single crystal, and a field insulating film 3 for element isolation or element isolation is formed on the outer periphery thereof. There is. Field insulating film 3
Is made of silicon dioxide (SiO 2 ).

【0020】上記したSBD1は、埋込領域4と、シー
ルド層5と、半導体領域6と、ショットキ接合部7と、
アノード電極8と、カソード引き出し領域9とを有して
いる。
The SBD 1 described above includes a buried region 4, a shield layer 5, a semiconductor region 6, a Schottky junction 7,
It has an anode electrode 8 and a cathode lead-out region 9.

【0021】埋込領域4は、例えばn形不純物のアンチ
モン(Sb)が含有されてなり、トランジスタQ3 のコ
レクタ領域を兼ねている。凸状部2a1 側の埋込領域4
の直上層には、シールド層5が形成されている。
The buried region 4 contains, for example, n-type impurity antimony (Sb), and also serves as the collector region of the transistor Q3. Embedded region 4 on the convex portion 2a1 side
The shield layer 5 is formed immediately above the layer.

【0022】このシールド層5は、α線等によって半導
体基板2に生じた雑音がSBD1のカソード側に入るの
を抑制するための不純物層であり、例えばp形不純物の
ホウ素が含有されて形成されている。このシールド層5
は、トランジスタQ3 のベース領域も兼ねている。
The shield layer 5 is an impurity layer for suppressing noise generated in the semiconductor substrate 2 due to α rays or the like from entering the cathode side of the SBD 1, and is formed by containing, for example, p-type impurity boron. ing. This shield layer 5
Also serves as the base region of the transistor Q3.

【0023】このシールド層5において凸状部2a1 の
側面部にはp+ 形半導体領域5aが形成されている。こ
のp+ 形半導体領域5aは、その凸状部2a1 の側面に
設けられた導体膜10aと電気的に接続されている。こ
の導体膜10aは、例えばp形の低抵抗ポリシリコンか
らなる。
In the shield layer 5, a p + type semiconductor region 5a is formed on the side surface of the convex portion 2a1. The p + type semiconductor region 5a is electrically connected to the conductor film 10a provided on the side surface of the convex portion 2a1. The conductor film 10a is made of, for example, p-type low resistance polysilicon.

【0024】このシールド層5の上層には半導体領域6
が形成されている。この半導体領域6には、例えばn形
不純物のリンまたはヒ素(As)が含有されている。こ
のn形の半導体領域6はトランジスタQ3 のエミッタ領
域も兼ねている。
A semiconductor region 6 is formed on the shield layer 5.
Are formed. The semiconductor region 6 contains, for example, n-type impurity phosphorus or arsenic (As). The n-type semiconductor region 6 also serves as the emitter region of the transistor Q3.

【0025】また、半導体領域6は、その上部に形成さ
れたn+ 形半導体領域6aを通じて導体膜11aと電気
的に接続されている。この導体膜11aは、例えばn形
の低抵抗ポリシリコンからなり、その一部は、抵抗RL
を形成している。
The semiconductor region 6 is electrically connected to the conductor film 11a through the n + type semiconductor region 6a formed on the semiconductor region 6. The conductor film 11a is made of, for example, n-type low resistance polysilicon, and a part of the conductor film 11a has a resistance RL.
Is formed.

【0026】また、この導体膜11aの一部は、コンデ
ンサC1 の下部電極も兼ねている。このコンデンサC1
は、導体膜11aと、その上層の絶縁膜12aと、その
上層の導体膜11bとから構成されている。
A part of the conductor film 11a also serves as the lower electrode of the capacitor C1. This capacitor C1
Is composed of a conductor film 11a, an insulating film 12a above it, and a conductor film 11b above it.

【0027】この絶縁膜12aは、コンデンサ用の誘電
体膜であり、例えば窒化ケイ素(Si3 4)からなる。
また、導体膜11bは、コンデンサの上部電極であり、
例えば低抵抗ポリシリコンからなる。
The insulating film 12a is a dielectric film for capacitors and is made of, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ).
The conductor film 11b is the upper electrode of the capacitor,
For example, it is made of low resistance polysilicon.

【0028】この半導体領域6の上層には、ショットキ
接合部7が形成されている。ショットキ接合部7は、例
えばプラチナシリサイド(PtSi2)からなり、この接
合界面にショットキ接触部が形成されている。このショ
ットキ接合部7は、上記したアノード電極8と電気的に
接続されている。
On the upper layer of this semiconductor region 6, a Schottky junction 7 is formed. The Schottky junction portion 7 is made of, for example, platinum silicide (PtSi 2 ), and the Schottky contact portion is formed at this junction interface. The Schottky junction 7 is electrically connected to the anode electrode 8 described above.

【0029】アノード電極8は、バリア膜8a上に導体
膜8bが堆積されて構成されている。このバリア膜8a
は、主として導体膜8b中の構成原子が半導体基板2側
に移動したり、半導体基板2の構成原子が導体膜8b側
に移動したりするのを抑制する膜であり、例えば窒化チ
タン(TiN)等からなる。
The anode electrode 8 is constructed by depositing a conductor film 8b on a barrier film 8a. This barrier film 8a
Is a film that mainly suppresses the constituent atoms in the conductor film 8b from moving to the semiconductor substrate 2 side and the constituent atoms in the semiconductor substrate 2 to move to the conductor film 8b side. For example, titanium nitride (TiN) Etc.

【0030】本実施の形態においては、後述するよう
に、この一層のバリア膜8aが、例えば2回の成膜処理
によって形成されており、その2回の成膜処理の度ごと
にバリア膜の安定化処理を施して形成されている。この
ため、バリア膜8aは極めてバリア性の高い膜となって
いる。
In the present embodiment, as will be described later, this one-layer barrier film 8a is formed by, for example, two film forming processes, and the barrier film is formed every two film forming processes. It is formed by performing a stabilization process. Therefore, the barrier film 8a has a very high barrier property.

【0031】また、導体膜8bは、例えばアルミニウム
(Al)またはAl−Si−銅(Cu)合金等からな
る。なお、このようなアノード電極8は、上記した導体
膜10aとも電気的に接続されている。
The conductor film 8b is made of, for example, aluminum (Al) or Al-Si-copper (Cu) alloy. Note that such an anode electrode 8 is also electrically connected to the above-described conductor film 10a.

【0032】一方、凸状部2a2 の形成領域下における
埋込領域4は、凸状部2a2 の上部に形成されたカソー
ド引出し領域9の側面部を通じて、その凸状部2a2 の
側面側に設けられた導体膜10bと電気的に接続されて
いる。この導体膜10bは、例えばn形の低抵抗ポリシ
リコンからなる。
On the other hand, the buried region 4 below the formation region of the convex portion 2a2 is provided on the side surface side of the convex portion 2a2 through the side surface portion of the cathode extraction region 9 formed on the upper portion of the convex portion 2a2. And is electrically connected to the conductor film 10b. The conductor film 10b is made of, for example, n-type low resistance polysilicon.

【0033】なお、図2において、符号12b〜12d
は絶縁膜を示している。この絶縁膜12b〜12dは、
例えばSiO2 からなる。また、符号13は表面保護膜
を示している。この表面保護膜13は、例えばSiO2
の単層膜またはSiO2 膜上に窒化シリコン膜を堆積し
てなる積層膜からなる。
In FIG. 2, reference numerals 12b to 12d.
Indicates an insulating film. The insulating films 12b to 12d are
For example, it is made of SiO 2 . Reference numeral 13 indicates a surface protective film. The surface protection film 13 is formed of, for example, SiO 2
Of a single layer film or a laminated film formed by depositing a silicon nitride film on a SiO 2 film.

【0034】次に、本実施の形態の半導体集積回路装置
の製造方法を図3〜図7によって説明する。なお、ここ
では説明を簡単にするため上記SBD部分を取り出して
説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device of this embodiment will be described with reference to FIGS. It should be noted that, for simplicity of explanation, the SBD portion will be taken out and described here.

【0035】図3は、半導体集積回路装置の製造工程中
における半導体基板2の要部断面図を示している。半導
体基板2は、例えばp- 形のSi単結晶からなり、その
上部には、下層から順に、上記した埋込領域4、シール
ド層5および半導体領域6が形成されている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of an essential part of the semiconductor substrate 2 during the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device. The semiconductor substrate 2 is made of, for example, p -type Si single crystal, and the embedded region 4, the shield layer 5, and the semiconductor region 6 described above are formed in this order from the lower layer on the upper portion thereof.

【0036】また、半導体基板2上には、例えばSiO
2 からなる絶縁膜12が堆積されている。この絶縁膜1
2は、図2に示した絶縁膜12a〜12dをまとめて記
したものである。
On the semiconductor substrate 2, for example, SiO
An insulating film 12 made of 2 is deposited. This insulating film 1
2 is a collective description of the insulating films 12a to 12d shown in FIG.

【0037】この絶縁膜12においてSBD形成領域に
は、半導体領域6の一部が露出するような接続孔14が
形成されている。この接続孔の大きさは、例えば2.0μ
m×3.0μm程度である。
In this insulating film 12, a connection hole 14 is formed in the SBD formation region so that a part of the semiconductor region 6 is exposed. The size of this connection hole is, for example, 2.0 μm.
It is about m × 3.0 μm.

【0038】まず、このような半導体基板2上に、図4
に示すように、例えばプラチナ(Pt)等からなる導体
膜15をスパッタリング法によって堆積する。この導体
膜15の厚さは、例えば250Å程度である。
First, as shown in FIG.
As shown in, the conductor film 15 made of platinum (Pt) or the like is deposited by the sputtering method. The thickness of the conductor film 15 is, for example, about 250Å.

【0039】続いて、この半導体基板2に対して熱処理
を施すことにより、導体膜15と半導体領域6との接触
部分に、例えばPtSi2 からなるショットキ接合部7
を形成する。
Subsequently, the semiconductor substrate 2 is heat-treated to form a Schottky junction 7 made of, for example, PtSi 2 at the contact portion between the conductor film 15 and the semiconductor region 6.
To form

【0040】この際の熱処理温度は、例えば475℃〜
530℃、ガス雰囲気は、例えば酸素ガス雰囲気、ガス
圧力は、例えば10リットル/分、処理時間は、例えば
10分程度である。
The heat treatment temperature at this time is, for example, 475.degree.
At 530 ° C., the gas atmosphere is, for example, an oxygen gas atmosphere, the gas pressure is, for example, 10 liters / minute, and the processing time is, for example, about 10 minutes.

【0041】その後、導体膜15のうちの未反応部分を
エッチング除去する。これにより、接続孔14の底部の
ショットキ接合部7を残して導体膜15を除去してしま
う。この際の処理温度は、例えば50℃〜54℃、エッ
チング液は、硝酸(HNO3)または塩酸(HCl)、処
理時間は、例えば15分程である。
After that, the unreacted portion of the conductor film 15 is removed by etching. As a result, the conductor film 15 is removed leaving the Schottky junction 7 at the bottom of the connection hole 14. At this time, the processing temperature is, for example, 50 ° C. to 54 ° C., the etching solution is nitric acid (HNO 3 ) or hydrochloric acid (HCl), and the processing time is, for example, about 15 minutes.

【0042】次いで、バリア膜を形成する。ここで、現
状のスパッタリング法で形成したTiN等からなるバリ
ア膜の場合、数%程度の遊離Tiが存在していることが
確認されている。その遊離Tiを酸化せずにそのバリア
膜上にAl等からなる電極配線用導体膜を連続して形成
すると、その後の熱処理中に遊離Tiがショットキ接合
部や電極配線側に拡散したり、TiがSiやAlとの反
応温度が低いことからシリサイドやアルミナイドを形成
してしまったりすることにより、SBD1の電気的特性
が変動してしまう。
Next, a barrier film is formed. Here, it has been confirmed that in the case of a barrier film made of TiN or the like formed by the current sputtering method, about several percent of free Ti is present. If the conductor film for electrode wiring made of Al or the like is continuously formed on the barrier film without oxidizing the free Ti, the free Ti diffuses to the Schottky junction or the electrode wiring side during the subsequent heat treatment, and However, since the reaction temperature of Si with Al is low and the silicide or aluminide is formed, the electrical characteristics of the SBD 1 change.

【0043】このため、現状はバリア膜を最終的に必要
な厚さで形成した後に、酸化処理または大気放置処理等
を施すことでバリア膜の安定化を図るようにしている。
For this reason, under the present circumstances, after the barrier film is finally formed to a required thickness, the barrier film is stabilized by subjecting it to an oxidation treatment or an atmospheric standing treatment.

【0044】しかし、本発明者の検討によれば、接続孔
14の微細化等に起因してバリア膜のカバレージ性が低
くなり、バリア膜のバリア性が充分と言えず、特に接続
孔14の底部角において上述のような問題が生じること
が判明した。
However, according to the study by the present inventor, the coverage of the barrier film becomes low due to the miniaturization of the connection hole 14, and the barrier property of the barrier film cannot be said to be sufficient. It has been found that the above-mentioned problems occur at the bottom corners.

【0045】そこで、本実施の形態においては、1層分
のバリア膜を形成するための成膜処理を、例えば2回に
分けて行い、その各々の成膜処理後にバリア膜の安定化
処理を施すようにする。
Therefore, in the present embodiment, the film forming process for forming the barrier film for one layer is performed, for example, twice, and the barrier film stabilizing process is performed after each film forming process. To give.

【0046】これにより、バリア膜中におけるピンホー
ル数を大幅に低減できるとともに、遊離Tiの捕縛性を
向上させることができるので、バリア膜のバリア性をさ
らに向上させることが可能となっている。したがって、
接続孔14が微細化されてもSBD1の電気的特性の劣
化を抑制することが可能となっている。
As a result, the number of pinholes in the barrier film can be significantly reduced and the trapping property of free Ti can be improved, so that the barrier property of the barrier film can be further improved. Therefore,
Even if the connection hole 14 is miniaturized, it is possible to suppress the deterioration of the electrical characteristics of the SBD 1.

【0047】具体的には、例えば次のようにする。ま
ず、図5に示すように、例えばTiNからなるバリア膜
8a1 をスパッタリング法等によって堆積する。
Specifically, for example, the following is performed. First, as shown in FIG. 5, a barrier film 8a1 made of, for example, TiN is deposited by a sputtering method or the like.

【0048】この際の成膜処理では、バリア膜8a1 の
厚さを設計値の半分程度とする。この段階でのバリア膜
8a1 の厚さは、例えば500Å程度である。また、こ
の成膜処理における処理ガスは、例えばアルゴン(A
r)と窒素(N2)との混合ガスを使用し、ガス圧力は、
例えば4〜12mTorr程度である。
In the film forming process at this time, the thickness of the barrier film 8a1 is about half of the designed value. The thickness of the barrier film 8a1 at this stage is, for example, about 500Å. The processing gas in this film forming process is, for example, argon (A
r) and nitrogen (N 2 ) mixed gas is used, and the gas pressure is
For example, it is about 4 to 12 mTorr.

【0049】続いて、本実施の形態においては、半導体
基板2に対して大気放置処理または酸化処理を施すこと
により、そのバリア膜8a1 を安定化する。
Then, in the present embodiment, the barrier film 8a1 is stabilized by subjecting the semiconductor substrate 2 to atmospheric treatment or oxidation treatment.

【0050】この大気放置処理は、例えば半導体基板2
をクリーンルーム中に1時間程度放置することで行う。
また、酸化処理は、例えば半導体基板をN2 とO2 との
混合ガスが供給された酸化処理室中に60〜120秒程
度放置することで行う。この酸化処理室内の圧力は、例
えば10mmTorr程度、処理温度は、例えば室温程
度に設定する。
This atmospheric exposure treatment is performed, for example, on the semiconductor substrate 2.
Is left in a clean room for about 1 hour.
The oxidation treatment is performed by, for example, leaving the semiconductor substrate in the oxidation treatment chamber to which a mixed gas of N 2 and O 2 is supplied for about 60 to 120 seconds. The pressure in the oxidation treatment chamber is set to, for example, about 10 mmTorr, and the treatment temperature is set to, for example, about room temperature.

【0051】その後、図6に示すように、例えばTiN
からなるバリア膜8a2 をスパッタリング法等によって
堆積する。この際の成膜処理では、バリア膜8aの残り
の厚さ分だけ膜を堆積する。この段階でのバリア膜8a
2 の厚さは、例えば500Å程度である。
Then, as shown in FIG. 6, for example, TiN
A barrier film 8a2 made of is deposited by a sputtering method or the like. In the film forming process at this time, the film is deposited by the remaining thickness of the barrier film 8a. Barrier film 8a at this stage
The thickness of 2 is, for example, about 500Å.

【0052】次いで、本実施の形態においては、半導体
基板2に対して大気放置処理または酸化処理を施すこと
により、そのバリア膜8a2 を安定化する。この際の大
気放置処理および酸化処理条件は上記したのと同じであ
る。
Next, in the present embodiment, the barrier film 8a2 is stabilized by subjecting the semiconductor substrate 2 to atmospheric treatment or oxidation treatment. At this time, the conditions of the atmospheric treatment and the oxidation treatment are the same as those described above.

【0053】続いて、図7に示すように、半導体基板2
上に、例えばAlまたはAl−Si−Cu合金等からな
る電極配線形成用の導体膜8bをスパッタリング法等に
よって堆積する。導体膜8bの厚さは、例えば1000
0Å程度である。スパッタリング処理中におけるガス
は、Arガスを使用し、ガス圧力は、例えば4〜12m
Torr程度である。
Subsequently, as shown in FIG. 7, the semiconductor substrate 2
A conductor film 8b made of, for example, Al or Al-Si-Cu alloy or the like for electrode wiring formation is deposited thereon by a sputtering method or the like. The thickness of the conductor film 8b is, for example, 1000
It is about 0 °. Ar gas is used as the gas during the sputtering process, and the gas pressure is, for example, 4 to 12 m.
It is about Torr.

【0054】その後、導体膜8aおよび導体膜8bの積
層膜をフォトリソグラフィ技術およびドライエッチング
技術によってパターニングすることにより、図2に示し
たアノード電極8等をパターン形成する。
Thereafter, the laminated film of the conductor film 8a and the conductor film 8b is patterned by the photolithography technique and the dry etching technique to form the anode electrode 8 and the like shown in FIG. 2 by patterning.

【0055】これ以降は、半導体集積回路装置の通常の
製造プロセスに従って半導体集積回路装置を製造する。
After that, the semiconductor integrated circuit device is manufactured according to the usual manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0056】このように、本実施の形態においては、以
下の効果を得ることが可能となる。
As described above, in the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0057】(1).1層のバリア膜8aを形成するための
成膜処理を2回に分けて、その各々のバリア膜8a1,8
a2 の成膜処理後に、そのバリア膜8a1,8a2 の安定
化処理を施すことにより、バリア膜8a中のピンホール
の数を大幅に低減することができると共に、バリア膜8
a中の遊離Tiの捕縛性を向上させることができるの
で、バリア膜8aのバリア性を向上させることが可能と
なる。
(1). The film forming process for forming the one-layer barrier film 8a is divided into two steps, and each of the barrier films 8a1 and 8a
By performing the stabilization process on the barrier films 8a1 and 8a2 after the film formation process of a2, the number of pinholes in the barrier film 8a can be significantly reduced and the barrier film 8a can be significantly reduced.
Since the trapping property of free Ti in a can be improved, the barrier property of the barrier film 8a can be improved.

【0058】(2).上記(1) により、接続孔14が微細化
されてもバリア膜8a中の遊離Tiを捕縛性を向上させ
ることができるので、SBD1の電気的特性を向上させ
ることが可能となる。
(2) By the above (1), even if the connection hole 14 is miniaturized, the trapping property of the free Ti in the barrier film 8a can be improved, so that the electrical characteristics of the SBD 1 can be improved. It will be possible.

【0059】(3).上記(1),(2) により、そのバリア膜8
aを有する半導体集積回路装置の歩留りおよび信頼性を
向上させることが可能となる。
(3). The barrier film 8 is formed by the above (1) and (2).
It is possible to improve the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device having a.

【0060】以上、本発明者によってなされた発明を実
施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実
施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱し
ない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

【0061】例えば前記実施の形態においては、バリア
膜をTiNとした場合について説明したが、これに限定
されるものではなく種々変更可能であり、例えばチタン
タングステン(TiW)でも良い。
For example, in the above-mentioned embodiments, the case where the barrier film is made of TiN has been described, but the present invention is not limited to this, and various modifications are possible, for example titanium tungsten (TiW).

【0062】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるSRA
Mに適用した場合について説明したが、これに限定され
るものではなく種々適用可能であり、例えばDRAM
(Dynamic Random Access Memory)等のような他の半導
体メモリやマイクロプロセッサ等のような論理回路等に
も適用可能である。本発明は、少なくともバリア膜を有
する半導体集積回路装置に適用できる。
In the above description, SRA, which is the field of application behind the invention made mainly by the present inventor, is the background.
The case of application to M has been described, but the present invention is not limited to this, and various applications are possible.
It is also applicable to other semiconductor memories such as (Dynamic Random Access Memory) and logic circuits such as microprocessors. The present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having at least a barrier film.

【0063】[0063]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0064】(1).1層のバリア膜を形成するための成膜
処理中に、そのバリア膜の安定化処理を施すことによ
り、バリア膜中のピンホールの数を低減することができ
るとともに、バリア膜の構成原子が遊離したりするのを
抑制することができるので、バリア膜のバリア性を向上
させることが可能となる。したがって、そのバリア膜を
有する半導体集積回路装置の歩留りおよび信頼性を向上
させることが可能となる。
(1). The number of pinholes in the barrier film can be reduced by stabilizing the barrier film during the film forming process for forming the one-layer barrier film. Since the constituent atoms of the barrier film can be prevented from being released, the barrier property of the barrier film can be improved. Therefore, the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device having the barrier film can be improved.

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

【図1】本発明の一実施の形態である半導体集積回路装
置の一構成部の回路図である。
FIG. 1 is a circuit diagram of a component of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1の半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of main parts of the semiconductor integrated circuit device of FIG.

【図3】図1の半導体集積回路装置の製造工程中におけ
る要部断面図である。
3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 during a manufacturing step thereof;

【図4】図1の半導体集積回路装置の図3に続く製造工
程中における要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts in the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 subsequent to FIG. 3;

【図5】図1の半導体集積回路装置の図4に続く製造工
程中における要部断面図である。
5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 during a manufacturing step following that of FIG. 4;

【図6】図1の半導体集積回路装置の図5に続く製造工
程中における要部断面図である。
6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 during a manufacturing step following that of FIG. 5;

【図7】図1の半導体集積回路装置の図6に続く製造工
程中における要部断面図である。
7 is a main-portion cross-sectional view of the semiconductor integrated circuit device of FIG. 1 during the manufacturing process following that of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ショットキバリアダイオード 2 半導体基板 3 フィールド絶縁膜 4 埋込領域 5 シールド層 5a p+ 形半導体領域 6 半導体領域 6a n+ 形半導体領域 7 ショットキ接合部(化合物膜) 8 アノード電極 9 引出し領域 10 導体膜 11 導体膜 12a〜12d 絶縁膜 13 表面保護膜 14 接続孔DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Schottky barrier diode 2 Semiconductor substrate 3 Field insulating film 4 Buried region 5 Shield layer 5a p + type semiconductor region 6 Semiconductor region 6a n + type semiconductor region 7 Schottky junction (compound film) 8 Anode electrode 9 Extraction region 10 Conductive film 10 11 conductor film 12a-12d insulating film 13 surface protection film 14 connection hole

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に電極配線を形成するのに
先立って、前記電極配線の下層にバリア膜を形成する際
に、1層のバリア膜を形成するための成膜処理を複数に
分けて行い、その各々の成膜処理後に、そのバリア膜の
安定化処理を施す工程を有することを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
1. When forming a barrier film in a lower layer of the electrode wiring prior to forming the electrode wiring on a semiconductor substrate, a film forming process for forming one barrier film is divided into a plurality of steps. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, further comprising the step of performing a stabilization treatment for the barrier film after each film formation treatment.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法において、前記安定化処理は大気放置処理または
酸化処理であることを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the stabilizing process is an atmospheric exposure process or an oxidation process.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、(a)前記半導体基板上に絶
縁膜を堆積した後、その絶縁膜の一部を除去することに
より、前記半導体基板上のダイオード形成領域が露出す
るような接続孔を形成する工程と、(b)前記ダイオー
ド形成領域の露出工程後の半導体基板上に所定の導体膜
を堆積した後、前記半導体基板に対して熱処理を施すこ
とにより、前記導体膜と前記半導体基板との接触部分に
化合物膜を形成する工程と、(c)前記化合物膜の形成
工程後、前記導体膜の未反応部分をエッチング除去する
工程と、(d)前記導体膜の未反応部分除去工程後の半
導体基板上に、前記バリア膜の形成方法に従ってバリア
膜を堆積する工程と、(e)前記バリア膜形成後の半導
体基板上に電極配線用導体膜を堆積する工程と、(f)
前記バリア膜および前記電極配線用導体膜をパターニン
グすることにより前記電極配線を形成する工程とを有す
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein (a) after depositing an insulating film on the semiconductor substrate, a part of the insulating film is removed to remove the semiconductor. Forming a connection hole so that the diode formation region on the substrate is exposed, and (b) depositing a predetermined conductor film on the semiconductor substrate after the exposure process of the diode formation region, A step of forming a compound film at a contact portion between the conductor film and the semiconductor substrate by performing heat treatment, and (c) a step of etching and removing an unreacted portion of the conductor film after the step of forming the compound film. And (d) a step of depositing a barrier film on the semiconductor substrate after the step of removing the unreacted portion of the conductor film according to the method of forming the barrier film, and (e) an electrode wiring on the semiconductor substrate after the barrier film is formed. The step of depositing a conductor film for use, (f)
And a step of forming the electrode wiring by patterning the barrier film and the electrode wiring conductor film.
【請求項4】 請求項1、2または3記載の半導体集積
回路装置の製造方法において、前記バリア膜が窒化チタ
ンまたはチタンタングステンであることを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, 2 or 3, wherein the barrier film is titanium nitride or titanium tungsten.
【請求項5】 半導体基板上に形成された電極配線の下
層にバリア膜を設けてなる半導体集積回路装置であっ
て、前記バリア膜を安定化処理した複数のバリア膜で構
成したことを特徴とする半導体集積回路装置。
5. A semiconductor integrated circuit device in which a barrier film is provided in a lower layer of electrode wiring formed on a semiconductor substrate, wherein the barrier film is composed of a plurality of stabilized barrier films. Integrated circuit device.
JP4939296A 1996-03-07 1996-03-07 Manufacture of semiconductor integrated circuit device and semiconductor integrated circuit device Pending JPH09246209A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3671861A1 (en) * 2018-12-17 2020-06-24 Nexperia B.V. Semiconductor device and electrical contact

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