JPH10214796A - Formation method of wiring connecting structure - Google Patents

Formation method of wiring connecting structure

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JPH10214796A
JPH10214796A JP1410997A JP1410997A JPH10214796A JP H10214796 A JPH10214796 A JP H10214796A JP 1410997 A JP1410997 A JP 1410997A JP 1410997 A JP1410997 A JP 1410997A JP H10214796 A JPH10214796 A JP H10214796A
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JP
Japan
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wiring layer
oxide film
film
wiring
forming
Prior art date
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Application number
JP1410997A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuzo Tagami
隆三 田上
Eiji Oizumi
栄司 大泉
Eriko Tokou
エリ子 都甲
Taketoshi Hayashi
豪敏 林
Masahiko Daimatsu
将彦 大松
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wiring connecting structure forming method for semiconductor device, by which a high-speed semiconductor device having a low contact resistance can be obtained. SOLUTION: A second wiring layer 19 composed of a tungsten silicide is formed so that at least part of the layer 19 may be directly brought into contact with the N<+> diffusion area of a silicon substrate 11. Then the silicon substrate 11 is subjected to lamp annealing. After annealing, a silicon oxide film 20 is formed on the wiring layer 19 by the HTO-CVD method. When the film 20 is formed, the silicon substrate 11 and wiring layer 19 are exposed to a high temperature.

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、半導体装置におけ
る配線接続構造の形成方法に関する。
The present invention relates to a method for forming a wiring connection structure in a semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体デバイスでは、配線層と半導体基
板上のソース・ドレイン領域との間でコンタクトをとる
場合に、当該コンタクト部におけるコンタクト抵抗を低
減させるために、ソース・ドレイン領域内に、チタンシ
リサイド(TiSi)のようなシリサイド層を形成する
ことが行われている。これにより、デバイスの動作スピ
ードが向上される。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, when a contact is made between a wiring layer and a source / drain region on a semiconductor substrate, titanium is provided in the source / drain region in order to reduce the contact resistance at the contact portion. Forming a silicide layer such as silicide (TiSi) has been performed. Thereby, the operation speed of the device is improved.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】近年、コンタクト抵抗
の低抵抗化を図り、デバイスの高速化を目的としてタン
グステンシリサイド(WSi)のような高融点金属シリ
サイドが配線層に用いられている。この高融点金属シリ
サイドからなる配線層とソース・ドレイン領域との間の
接続構造においても、さらなるコンタクト抵抗の低抵抗
化を図るために、上述のようにソース・ドレイン領域に
シリサイド層を形成することが考えられる。
In recent years, refractory metal silicides such as tungsten silicide (WSi) have been used for wiring layers for the purpose of reducing contact resistance and increasing the speed of devices. In the connection structure between the wiring layer made of the refractory metal silicide and the source / drain region, the silicide layer is formed in the source / drain region as described above in order to further reduce the contact resistance. Can be considered.

【0004】しかし、高融点金属シリサイドからなる配
線層(以下、シリサイド配線層という)よりも上側に、
層間絶縁膜または上部配線層を形成する際に高温の熱処
理を行うことがある、例えば、層間絶縁膜として高温酸
化膜(HTO)を用いる場合、約800℃でCVD処理
が行われる。また、シリサイド配線層よりも上側の層の
平坦化を図るために、例えば、850℃以上でリフロー
が行われることもある。
However, above a wiring layer made of a refractory metal silicide (hereinafter referred to as a silicide wiring layer),
When forming an interlayer insulating film or an upper wiring layer, a high-temperature heat treatment may be performed. For example, when a high-temperature oxide film (HTO) is used as an interlayer insulating film, a CVD process is performed at about 800 ° C. In addition, in order to planarize a layer above the silicide wiring layer, for example, reflow may be performed at 850 ° C. or higher.

【0005】発明者らは、このような熱処理により、シ
リサイド層がソース・ドレイン領域内に形成されたシリ
サイド配線層および基板間のコンタクト部が、高熱に曝
されると、コンタクト抵抗が著しく高くなることを見い
だした。このため、コンタクト部の低抵抗化のために、
コンタクト部にシリサイド層を形成することおよび配線
層に高融点金属シリサイドを用いることは、当該コンタ
クト部を形成した後、シリサイド配線層の上側に、シリ
コン熱酸化膜やHTOを形成したり、リフローを行う場
合には、かえってコンタクト抵抗を高め、デバイスの速
度を低下させてしまう。
[0005] The inventors have found that the contact resistance between the silicide wiring layer in which the silicide layer is formed in the source / drain regions and the substrate is exposed to high heat by such a heat treatment, the contact resistance is significantly increased. I found something. Therefore, in order to reduce the resistance of the contact portion,
Forming a silicide layer in a contact portion and using a refractory metal silicide in a wiring layer means that after forming the contact portion, a silicon thermal oxide film or HTO is formed on the upper side of the silicide wiring layer, or reflow is performed. If this is done, the contact resistance is rather increased and the speed of the device is reduced.

【0006】例えば、TFT負荷形SRAMのような多
層配線構造で配線層としてシリサイド配線層を用いる場
合には、当該シリサイド配線層の上側に層間絶縁膜や上
部配線層が形成する必要があるので、上述のように、高
温熱処理に制限があることは好ましくない。
For example, when a silicide wiring layer is used as a wiring layer in a multilayer wiring structure such as a TFT load type SRAM, an interlayer insulating film and an upper wiring layer need to be formed above the silicide wiring layer. As described above, it is not preferable that the high-temperature heat treatment be limited.

【0007】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
であり、コンタクト抵抗がより低く高速な半導体装置を
得ることが可能な半導体装置における配線接続構造の形
成方法を提供する。
The present invention has been made in view of the above, and provides a method of forming a wiring connection structure in a semiconductor device capable of obtaining a high-speed semiconductor device with lower contact resistance.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、配線層を少な
くともその一部がシリコン基板に直接接するように形成
する工程、前記基板および前記配線層に対してアニール
を施す工程、および、前記アニールを施した後に前記基
板および前記配線層を高温に曝すような熱処理を行う工
程を具備する配線接続構造の形成方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a step of forming a wiring layer such that at least a part thereof is in direct contact with a silicon substrate, a step of annealing the substrate and the wiring layer, and a step of annealing the wiring layer. And performing a heat treatment for exposing the substrate and the wiring layer to a high temperature after performing the method.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。次に説明する本発明の実施形態は、T
FT負荷形メモリセルを有するSRAMに本発明の配線
接続構造の形成方法を適用したものである。また、以下
の説明では、便宜的にTFT負荷形メモリセルのうち、
一対のプルダウントランジスタTr1,Tr2およびこ
れらの一対のプルダウントランジスタTr1,Tr2の
上側にTFTトランジスタが形成された構造について説
明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. An embodiment of the present invention to be described next
This is an application of the method for forming a wiring connection structure of the present invention to an SRAM having an FT load type memory cell. In the following description, for convenience, of the TFT load type memory cells,
A structure in which a pair of pull-down transistors Tr1 and Tr2 and a TFT transistor formed above the pair of pull-down transistors Tr1 and Tr2 will be described.

【0010】まず、図1(A)に示すように、シリコン
基板11に一対のプルダウントランジスタTr1,Tr
2を形成する。プルダウントランジスタTr1,Tr2
の構成は、次の通りである。N型のシリコン基板11の
主面に形成されたPウエル12に、例えば、LOCOS
法に従って、例えば膜厚4000Åのフィールド酸化膜
13が形成されている。このフィールド酸化膜13で囲
まれたアクティブ領域には、TFT−SRAMのプルダ
ウントランジスタTr1,Tr2の共通のソース領域
S、および、別個独立のドレイン領域D1,D2がN+
不純物拡散層でそれぞれ形成されている。また、ソース
領域Sと一方のドレイン領域D1との間のチャネル領域
上には、薄いゲート酸化膜14を介して、一方のプルダ
ウントランジスタTr1のための第1ゲート電極G1が
設けられている。また、ソース領域Sと他方のドレイン
領域D1との間のチャネル領域上には、ゲート絶縁膜1
4を介して他方のプルダウントランジスタTr2の第2
ゲート電極G2が設けられている。第1および第2ゲー
ト電極G1,G2は、例えば膜厚3000Åの第1ポリ
シリコン膜15と膜厚1800Åのシリコン窒化膜17
が順次積層して形成されるが、第2ゲート電極G1では
シリコン窒化膜17が除去されている。第1ポリシリコ
ン膜15が形成されている。これらのゲート電極G1,
G2の側面にはスペーサー酸化膜16がそれぞれ形成さ
れている。
First, as shown in FIG. 1A, a pair of pull-down transistors Tr1 and Tr
Form 2 Pull-down transistors Tr1, Tr2
Is as follows. For example, LOCOS is applied to the P well 12 formed on the main surface of the N-type silicon substrate 11.
According to the method, field oxide film 13 having a thickness of, for example, 4000 ° is formed. In the active region surrounded by the field oxide film 13, a common source region S of the pull-down transistors Tr1 and Tr2 of the TFT-SRAM and separate and independent drain regions D1 and D2 are set to N +.
Each is formed of an impurity diffusion layer. Further, a first gate electrode G1 for one pull-down transistor Tr1 is provided on a channel region between the source region S and one drain region D1 via a thin gate oxide film 14. A gate insulating film 1 is formed on a channel region between the source region S and the other drain region D1.
4 through the second pull-down transistor Tr2.
A gate electrode G2 is provided. The first and second gate electrodes G1 and G2 are formed, for example, of a first polysilicon film 15 having a thickness of 3000Å and a silicon nitride film 17 having a thickness of 18001.
Are sequentially laminated, but the silicon nitride film 17 is removed from the second gate electrode G1. A first polysilicon film 15 is formed. These gate electrodes G1,
Spacer oxide films 16 are formed on the side surfaces of G2.

【0011】上述のような一対のプルダウントランジス
タTr1,Tr2、フィールド酸化膜13を含むシリコ
ン基板11の表面上に、層間絶縁膜としてのシリコン酸
化膜18を形成する。このシリコン酸化膜18の一部
に、コンタクトホールH1およびビアホールH2をそれ
ぞれ形成する。これらのコンタクトホールH1およびビ
アホールH2内には、図1(A)に示すように、一方の
プルダウントランジスタTr1のゲート電極G1の表面
および他方のプルダウントランジスタTr2側のドレイ
ン領域D2の表面が露出する。
A silicon oxide film 18 as an interlayer insulating film is formed on the surface of the silicon substrate 11 including the pair of pull-down transistors Tr1 and Tr2 and the field oxide film 13 as described above. A contact hole H1 and a via hole H2 are formed in a part of the silicon oxide film 18, respectively. As shown in FIG. 1A, the surface of the gate electrode G1 of one pull-down transistor Tr1 and the surface of the drain region D2 on the other pull-down transistor Tr2 side are exposed in these contact holes H1 and via holes H2.

【0012】これらのゲート電極G1およびドレイン領
域D2の露出面を含むシリコン絶縁膜18の表面上に直
接、例えば、膜厚600Åのタングステンシリサイド
(WSix)膜を例えば600ないし1200℃のCV
Dにより形成する。次いで、一般的なフォトリソグラフ
ィ技術によりWSix膜を所望の配線パターンにパター
ニングして、図1(B)に示すように、2層目配線層1
9を形成する。 WSix膜のパターニングは、より具体
的には、 WSix膜の表面上にレジストを塗布し、次に
露光および現像してレジストパターンを形成し、得られ
たレジストパターンをマスクとしてWSix膜を例えば
SF6でRIEでエッチングすることにより行うことが
できる。
A tungsten silicide (WSix) film having a thickness of, for example, 600 ° is directly formed on the surface of the silicon insulating film 18 including the exposed surfaces of the gate electrode G1 and the drain region D2, for example, at a CV of 600 to 1200 ° C.
D. Next, the WSix film is patterned into a desired wiring pattern by a general photolithography technique, and as shown in FIG.
9 is formed. More specifically, the WSix film is patterned by applying a resist on the surface of the WSix film, then exposing and developing to form a resist pattern, and using the obtained resist pattern as a mask to form the WSix film with SF6, for example. This can be performed by etching with RIE.

【0013】上述のように2層目配線層19を形成した
後に、上記プルダウントランジスタTr1,Tr2およ
び2層目配線層19を含むシリコン基板11に対して高
温の熱処理を施す。この熱処理は、具体的には、800
ないし900℃の温度で15〜60秒間のランプアニー
ルである。より具体的には、窒素ガス雰囲気下または真
空中で、850℃、30秒間ランプアニールを行う。
After forming the second wiring layer 19 as described above, the silicon substrate 11 including the pull-down transistors Tr1 and Tr2 and the second wiring layer 19 is subjected to a high-temperature heat treatment. This heat treatment is specifically performed at 800
Lamp annealing for 15 to 60 seconds at a temperature of 900 to 900C. More specifically, lamp annealing is performed at 850 ° C. for 30 seconds in a nitrogen gas atmosphere or in a vacuum.

【0014】ここで2層目配線層19としてはWSix
膜を用いたがポリシリコン膜のようにポリシリコンや高
融点シリサイド等の少なくともケイ素原子を含有する導
電性膜であれば良い。
Here, WSix is used as the second wiring layer 19.
Although a film is used, any conductive film containing at least silicon atoms, such as polysilicon or high melting point silicide, such as a polysilicon film, may be used.

【0015】上記熱処理後、図1(C)に示すように、
2層目配線層19を含むシリコン酸化膜18の表面上
に、層間絶縁膜として、例えば800℃のHTO−CVD
(High-temperature-oxide chemical vapor depositio
n)または400℃のLTO−CVD(Low-temperature-ox
ide chemical vapor deposition)により600ないし
1200Åのシリコン酸化膜20を形成する。
After the heat treatment, as shown in FIG.
On the surface of the silicon oxide film 18 including the second wiring layer 19, as an interlayer insulating film, for example, 800 ° C. HTO-CVD
(High-temperature-oxide chemical vapor depositio
n) or LTO-CVD (Low-temperature-ox) at 400 ° C
A silicon oxide film 20 of 600 to 1200 ° is formed by ide chemical vapor deposition).

【0016】次に、シリコン酸化膜20の表面上にレジ
ストを塗布し、露光・現像して、図2(A)に示すよう
にレジストパターン21を形成する。このレジストパタ
ーン21をマスクとして例えばCF4およびCHF3を用
いたRIEを行い、図2(B)に示すようにシリコン酸
化膜20にビアホールH3を形成する。この後、レジス
トパターン21を常法により除去する。
Next, a resist is applied on the surface of the silicon oxide film 20, exposed and developed to form a resist pattern 21 as shown in FIG. Using this resist pattern 21 as a mask, RIE using, for example, CF4 and CHF3 is performed to form a via hole H3 in the silicon oxide film 20 as shown in FIG. After that, the resist pattern 21 is removed by an ordinary method.

【0017】この後、ビアホールH3内に露出する2層
目配線層19を含むシリコン酸化膜20の表面上に、図
3(A)に示すように、例えば550℃でのLPCVD
(Low-pressure chemical vapor deposition)により、
例えば膜厚180Åのアモルファスシリコン膜22を形
成する。次いで、例えば600℃、10時間のアニール
処理を施して、アモルファスシリコン膜22を再結晶化
してポリシリコン膜23を得る。
Thereafter, as shown in FIG. 3A, for example, LPCVD at 550 ° C. is performed on the surface of the silicon oxide film 20 including the second wiring layer 19 exposed in the via hole H3.
(Low-pressure chemical vapor deposition)
For example, an amorphous silicon film 22 having a thickness of 180 ° is formed. Next, annealing is performed at, for example, 600 ° C. for 10 hours to recrystallize the amorphous silicon film 22 to obtain a polysilicon film 23.

【0018】次に、ポリシリコン膜23を、公知のフォ
トリソグラフィ技術を使用してパターンニングする。こ
の結果、図3(B)に示すように、3層目配線層24を
得る。この3層目配線層24は、TFTトランジスタの
基体となり、常法に従って、TFTトランジスタのチャ
ネル領域(図示せず)およびソース・ドレイン領域(図
示せず)が形成される。
Next, the polysilicon film 23 is patterned by using a known photolithography technique. As a result, a third wiring layer 24 is obtained as shown in FIG. The third wiring layer 24 becomes a base of the TFT transistor, and a channel region (not shown) and a source / drain region (not shown) of the TFT transistor are formed in a conventional manner.

【0019】この後、図3(C)に示す3層目配線層2
4を含むシリコン酸化膜20の表面上には、ノンドープ
ドシリケートガラス(NSG)およびボロフォスフォシ
リケートガラス(BPSG)をCVDにより順次堆積さ
せ、層間絶縁膜25を形成する。次いで、図5(B)の
断面m−mに対応する断面図である図6に示すように、
パッド部PDの上側の、層間絶縁膜25およびシリコン
酸化膜20にビアホールVHを形成した後、このビアホ
ールVH内にタングステンプラグWPを形成する。さら
に、層間絶縁膜25上には、アルミニウム層からなるビ
ット線26を形成する。ビット線26は、ビアホールに
おいてパッド部PDおよびタングステンプラグWPを介
してパストランジスタのドレイン領域Dに電気的に接続
されるように形成する。以上の工程により、TFT負荷
形SRAM10が形成される。
Thereafter, the third wiring layer 2 shown in FIG.
Non-doped silicate glass (NSG) and borophosphosilicate glass (BPSG) are sequentially deposited on the surface of the silicon oxide film 20 including the silicon oxide film 20 by CVD to form an interlayer insulating film 25. Next, as shown in FIG. 6, which is a cross-sectional view corresponding to the cross section MM in FIG.
After a via hole VH is formed in the interlayer insulating film 25 and the silicon oxide film 20 above the pad portion PD, a tungsten plug WP is formed in the via hole VH. Further, a bit line 26 made of an aluminum layer is formed on the interlayer insulating film 25. The bit line 26 is formed so as to be electrically connected to the drain region D of the pass transistor via the pad portion PD and the tungsten plug WP in the via hole. Through the above steps, the TFT load type SRAM 10 is formed.

【0020】図4(A)、(B)および図5(A)、
(B)は、上記TFT負荷形SRAM10のメモリセル
のレイアウトを示す平面図である。図4(A)は、図1
(A)に示す、フィールド酸化膜13、プルダウントラ
ンジスタTr1、Tr2のゲートG1,G2およびワー
ドラインWLを構成する1番目配線層としての第1ポリ
シリコン膜15、シリコン酸化膜18に形成されたコン
タクトホールH1およびビアホールH2のレイアウトを
示す。シリコン酸化膜18は便宜上省略する。
4 (A), (B) and FIG. 5 (A),
(B) is a plan view showing a layout of a memory cell of the TFT load type SRAM 10. FIG. 4A shows FIG.
As shown in FIG. 1A, a contact formed on a field oxide film 13, a first polysilicon film 15 as a first wiring layer forming gates G1 and G2 of pull-down transistors Tr1 and Tr2 and a word line WL, and a silicon oxide film 18 are formed. 2 shows a layout of a hole H1 and a via hole H2. The silicon oxide film 18 is omitted for convenience.

【0021】図4(B)は、図4(A)に示すレイアウ
トの上に、2層目配線層19が形成された状態を示す。
また、図5(A)は、図4(B)に示す2層目配線層1
9を含むシリコン酸化膜18の表面上にシリコン酸化膜
20を形成し、ビアホールH3を形成した状態を示す。
シリコン酸化膜20は便宜上省略する。また、仮想線に
より3層目配線層24を示す。図5(B)は、図5
(A)に示すレイアウトの上に、3層目配線層24を形
成した状態を示す。
FIG. 4B shows a state in which a second wiring layer 19 is formed on the layout shown in FIG.
FIG. 5A shows the second wiring layer 1 shown in FIG.
9 shows a state in which a silicon oxide film 20 is formed on the surface of a silicon oxide film 18 including the silicon oxide film 9 and a via hole H3 is formed.
The silicon oxide film 20 is omitted for convenience. The third wiring layer 24 is indicated by a virtual line. FIG.
A state in which a third wiring layer 24 is formed on the layout shown in FIG.

【0022】以上説明したTFT負荷形SRAM10に
おいて、2層目配線層19および3層目配線層24の間
の層間絶縁膜としてのシリコン酸化膜20は、TFTの
ゲート酸化膜となるため、できる限り薄いほうがTFT
の特性上好ましい。しかしながら、シリコン酸化膜20
が薄い(例えば300Å)場合またはプラズマCVD酸
化膜もしくは低温酸化膜(LTO膜)である場合には層
間耐圧が保てない。この問題を解決するために、酸化膜
耐圧の高い酸化膜、例えばHTOを使用することが好ま
しい。
In the TFT load type SRAM 10 described above, the silicon oxide film 20 as an interlayer insulating film between the second wiring layer 19 and the third wiring layer 24 becomes a gate oxide film of the TFT, and is as small as possible. Thinner is TFT
Is preferred in terms of the characteristics of However, the silicon oxide film 20
Is thin (for example, 300 °) or when it is a plasma CVD oxide film or a low temperature oxide film (LTO film), the interlayer breakdown voltage cannot be maintained. In order to solve this problem, it is preferable to use an oxide film having a high oxide film breakdown voltage, for example, HTO.

【0023】しかし、従来のように、シリコン基板11
に形成されたソース・ドレイン領域と2層目配線層19
とのコンタクト部におけるコンタクト抵抗を低減し、ス
ピードを向上させることを目的として、コンタクト部に
チタンシリサイドのような高融点金属シリサイドを形成
した場合、上記のように、HTOの形成のようなシリコ
ン基板11および2層目配線層19が高温に曝されるよ
うな熱処理を行うと、コンタクト抵抗がかえって約10
0倍に上昇する。
However, as in the prior art, the silicon substrate 11
Source / drain region and second wiring layer 19 formed in
In the case where a high melting point metal silicide such as titanium silicide is formed in the contact portion for the purpose of reducing the contact resistance in the contact portion and improving the speed, as described above, the silicon substrate such as the HTO is formed. When heat treatment is performed to expose the 11th and second wiring layers 19 to a high temperature, the contact resistance is reduced to about 10
It rises to 0 times.

【0024】そこで、本実施形態に係るTFT−SRA
M10では、シリコン基板11および2層目配線層19
のコンタクト部に高融点金属シリサイドを形成せずに、
2層目配線層19をその一部がシリコン基板11に直接
接するように形成することにより、その後、HTOの形
成を行うなった場合に、シリコン基板11上のソースS
およびドレインD1,D2を構成するN+拡散層および
2層目配線層の間のコンタクト抵抗を低減できる。ま
た、ビアホールH3での2層目配線層19および3層目
配線層24との間のコンタクト抵抗も低減できる。さら
に、N+拡散層およびP−ウエルの間の接合リーク電流
も低下する。
Therefore, the TFT-SRA according to the present embodiment
In M10, the silicon substrate 11 and the second wiring layer 19
Without forming refractory metal silicide on the contact part of
By forming the second wiring layer 19 so that a part thereof is in direct contact with the silicon substrate 11, if the HTO is to be formed thereafter, the source S
In addition, the contact resistance between the N + diffusion layer constituting the drains D1 and D2 and the second wiring layer can be reduced. Further, the contact resistance between the second wiring layer 19 and the third wiring layer 24 in the via hole H3 can be reduced. Furthermore, the junction leakage current between the N + diffusion layer and the P-well also decreases.

【0025】2層目配線層19の形成後に例えば800
〜1000℃でのアニールを行うことにより、より一層
の各種特性の改善が図られる。
After the formation of the second wiring layer 19, for example, 800
By performing the annealing at 1000 ° C., various characteristics can be further improved.

【0026】本発明の配線構造形成方法によれば、HT
Oの形成に限らず、リフローのような、高温、例えば8
50〜900℃でシリコン基板11および2層目配線層
に曝される熱処理が行われる場合に同様の効果を奏す
る。
According to the wiring structure forming method of the present invention, the HT
Not only the formation of O but also high temperature such as reflow, for example, 8
Similar effects are obtained when heat treatment is performed at 50 to 900 ° C. to expose the silicon substrate 11 and the second wiring layer.

【0027】TiSi/WSi形成後、高温酸化膜(H
TO膜)の堆積による熱工程で、TiWSi合金層が界
面に形成される。このTiWSiは、TiSi、WSi
の二相合金よりも高抵抗であるためコンタクト抵抗が上
昇する。本発明の配線接続構造の形成方法によればこの
TiWSi合金層の形成を防止できる。
After the formation of TiSi / WSi, a high-temperature oxide film (H
A TiWSi alloy layer is formed at the interface in the thermal process by the deposition of the (TO film). This TiWSi is composed of TiSi, WSi
Since the resistance is higher than that of the two-phase alloy, the contact resistance increases. According to the method for forming a wiring connection structure of the present invention, the formation of this TiWSi alloy layer can be prevented.

【0028】[0028]

【実施例】図7〜図9は、本発明の効果を証明するため
に行った試験の結果を示す説明図である。
7 to 9 are explanatory diagrams showing the results of tests performed to prove the effects of the present invention.

【0029】図7は、タングステンシリサイドからなる
2層目配線層とシリコン基板に形成されたN+拡散領域
との間のコンタクト抵抗を、当該コンタクト部にチタン
シリサイドを形成した場合(比較例)と、チタンシリサ
イドを形成せずにN+拡散領域上に直接に2層目配線層
を形成した場合(実施例1)と、実施例1と同様に2層
目配線層を形成した後に2層目配線層に対して850℃
でのランプアニール処理を施した場合(実施例2)につ
いて調べた結果を示す特性図である。図7から明らかな
ように、比較例に比べて実施例1の方がコンタクト抵抗
が低く、さらに実施例2の方が低かった。
FIG. 7 shows the contact resistance between the second wiring layer made of tungsten silicide and the N + diffusion region formed on the silicon substrate, in the case where titanium silicide is formed in the contact portion (comparative example). When the second wiring layer is formed directly on the N + diffusion region without forming titanium silicide (Example 1), the second wiring layer is formed after forming the second wiring layer in the same manner as in Example 1. 850 ° C for wiring layer
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a result of an investigation on a case where the lamp annealing process is performed in Example (Example 2). As is clear from FIG. 7, the contact resistance of Example 1 was lower than that of Comparative Example, and Example 2 was lower than that of Comparative Example.

【0030】図8は、タングステンシリサイドからなる
2層目配線層とポリシリコンからなる3層目配線層との
間のコンタクト抵抗を、比較例、実施例1および実施例
2について調べた結果を示す特性図である。図8から明
らかなように、比較例に比べて実施例1の方がコンタク
ト抵抗が低く、さらに実施例2の方が低かった。
FIG. 8 shows the results of examining the contact resistance between the second wiring layer made of tungsten silicide and the third wiring layer made of polysilicon in Comparative Examples, Examples 1 and 2. It is a characteristic diagram. As is clear from FIG. 8, the contact resistance of Example 1 was lower than that of Comparative Example, and the contact resistance of Example 2 was lower.

【0031】図9は、 N+拡散領域およびP−ウエルの
接合リークを比較例、実施例1および実施例2について
調べた結果を示す特性図である。図9から、実施例1お
よび2の場合に接合リーク電流が低くなることがわかっ
た。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing the results of examining the junction leakage of the N + diffusion region and the P-well for the comparative example, the first embodiment and the second embodiment. From FIG. 9, it was found that the junction leakage current was lower in Examples 1 and 2.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の配線接続
構造の形成方法によれば、配線層を少なくともその一部
が基板と直接接するように形成することにより、後にHT
O形成やリフローのような高温の熱処理を行った場合に
基板および配線層の間のコンタクト抵抗の低抵抗化を達
成できる。
As described above, according to the method for forming a wiring connection structure of the present invention, the wiring layer is formed so that at least a part thereof is in direct contact with the substrate, and the HT is formed later.
When a high-temperature heat treatment such as O formation or reflow is performed, a reduction in contact resistance between the substrate and the wiring layer can be achieved.

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

【図1】(A)ないし(C)は、本発明の配線接続構造
の形成方法の一実施形態の各工程を示す断面図。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing each step of an embodiment of a method for forming a wiring connection structure of the present invention.

【図2】(A)および(B)は、本発明の配線接続構造
の形成方法の一実施形態の各工程を示す説明図。
FIGS. 2A and 2B are explanatory views showing each step of an embodiment of a method for forming a wiring connection structure of the present invention.

【図3】(A)ないし(C)は、本発明の配線接続構造
の形成方法の一実施形態の各工程を示す断面図。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views showing respective steps of one embodiment of a method for forming a wiring connection structure of the present invention.

【図4】(A)および(B)は、第1実施形態に係る配
線接続構造の形成方法を適用したTFT負荷形SRAM
のメモリセルのレイアウトを示す平面図。
FIGS. 4A and 4B are TFT load type SRAMs to which the method for forming a wiring connection structure according to the first embodiment is applied;
FIG. 4 is a plan view showing a layout of a memory cell of FIG.

【図5】(A)および(B)は、第1実施形態に係る配
線接続構造の形成方法を適用したTFT負荷形SRAM
のメモリセルのレイアウトを示す平面図。
FIGS. 5A and 5B are TFT load type SRAMs to which the wiring connection structure forming method according to the first embodiment is applied;
FIG. 4 is a plan view showing a layout of a memory cell of FIG.

【図6】図5(B)中の断面m−mに対応するTFT負
荷形SRAMのメモリセルを示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a memory cell of the TFT load type SRAM corresponding to a section MM in FIG. 5B.

【図7】2層目配線層およびシリコン基板上のN+拡散
領域の間のコンタクト抵抗を示す特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram showing contact resistance between a second wiring layer and an N + diffusion region on a silicon substrate.

【図8】2層目配線層および3層目配線層の間のコンタ
クト抵抗を示す特性図。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing contact resistance between a second wiring layer and a third wiring layer.

【図9】シリコン基板上のN+拡散領域およびP−ウエ
ルの間のリーク電流を示す特性図。
FIG. 9 is a characteristic diagram showing a leak current between an N + diffusion region and a P-well on a silicon substrate.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…TFT負荷形SRAM、11…シリコン基板、1
2…P−ウエル、13…フィールド酸化膜、14…ゲー
ト酸化膜、15…第1ポリシリコン膜、16…スペース
酸化膜、17…シリコン窒化膜、18…シリコン酸化
膜、19…2層目配線層、24…3層目配線層、25…
層間絶縁膜、26…ビット線。
10: TFT load type SRAM, 11: silicon substrate, 1
2 ... P-well, 13 ... Field oxide film, 14 ... Gate oxide film, 15 ... First polysilicon film, 16 ... Space oxide film, 17 ... Silicon nitride film, 18 ... Silicon oxide film, 19 ... Second layer wiring Layers, 24... Third wiring layer, 25.
Interlayer insulating film, 26 ... bit line.

フロントページの続き (72)発明者 林 豪敏 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 大松 将彦 東京都千代田区丸の内一丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内Continuing on the front page (72) Inventor Taketoshi Hayashi 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Co., Ltd. (72) Inventor Masahiko Omatsu 1-2-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Nihon Kokan Inside the corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 配線層を少なくともその一部がシリコン
基板に直接接するように形成する工程、および、 前記基板および前記配線層を高温に曝すような熱処理を
行う工程を具備する配線接続構造の形成方法。
Forming a wiring layer so that at least a part thereof is in direct contact with a silicon substrate; and performing a heat treatment for exposing the substrate and the wiring layer to a high temperature. Method.
【請求項2】 基板および配線層に対してアニールを施
した後に前記基板および前記配線層を高温に曝すような
熱処理を行う請求項1記載の配線接続構造の形成方法。
2. The method for forming a wiring connection structure according to claim 1, wherein after annealing the substrate and the wiring layer, a heat treatment is performed to expose the substrate and the wiring layer to a high temperature.
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