JPH10261597A

JPH10261597A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10261597A
Application number: JP6707897A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Nishikawa; 伸之西川; Hisaya Suzuki; 寿哉鈴木
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-03-19
Filing date: 1997-03-19
Publication date: 1998-09-29

Abstract

(57)【要約】【課題】コンタクトホール内への導電膜の形成工程を含
む半導体装置の製造方法に関し、コンタクトホール内で
カバレッジが良く、半導体層とのコンタクト抵抗が低い
チタンシリサイド層を成長すること。【解決手段】半導体層１０の上に絶縁膜１１を形成する
工程と、絶縁膜１１にコンタクトホール１２を形成する
工程と、絶縁膜１１及びコンタクトホール１２の上方の
雰囲気においてシリコンの水素化合物ガスとハロゲン系
チタンの化合物ガスの混合ガスのプラズマを発生させ、
プラズマ化学気相成長法によってチタンシリサイド層１
３を絶縁膜１１の上とコンタクトホール１２の内周面及
び底面に沿って形成する工程と、コンタクトホール１２
内及び絶縁膜１１の上に金属層１５を形成する工程と、
絶縁膜１１の上に存在する金属層１５及びチタンシリサ
イド層１３をパターニングして配線を形成する工程とを
含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、より詳しくは、内部を導電膜によっ
て充填されたコンタクトホールを有する半導体装置及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板に形成された半導体素子の不
純物拡散層に配線を接続する場合には半導体素子を絶縁
膜で覆った後に、絶縁膜をパターニングして不純物拡散
層の上にコンタクトホールを形成し、そのコンタクトホ
ールを通して絶縁膜上の配線を不純物拡散層に形成する
ことが一般に行われている。

【０００３】コンタクトホール内にコンタクトメタルを
成長する技術としては、物理的な方法と化学的な方法が
ある。物理的な方法で代表的なものとしてスパッタ法が
あり、これの技術は薄膜となるべき金属配線材料からな
るターゲットに、グロー放電中にイオン化したガスを衝
突させ、これによりたたき出された粒子を被成膜対象物
に衝突させる方法である。そのガスとして、一般的には
アルゴンガスが使用される。

【０００４】化学的な方法として、代表的な方法では化
学気相成長法（ＣＶＤ）があり、薄膜を構成する元素の
化合物のうちでガスになるものを高温炉の中に導入し
て、そのガスの化学反応によって基板表面に膜を形成す
るものである。ＣＶＤによれば基板表面では平衡状態で
成膜されるので、よりよい結晶の膜が得られる。近年の
半導体装置においては、高集積化、三次元キャパシタの
採用にともないコンタクトホールでのカバレッジの良好
な成膜方法が要求されるので、ＣＶＤが一般化してい
る。特に、ＤＲＡＭのような一層目のコンタクトホール
のアスペクトが高くなるデバイスにおいては、半導体基
板と良好な電気的特性で接触する導電層が必要となって
いて、その成膜方法や材料などが検討されている。

【０００５】ところで、ＤＲＡＭなどの半導体装置にお
けるコンタクトメタルとしてＣＶＤによりチタンを形成
すると、チタンが不純物拡散層とシリサイド化反応を起
こしたり、反応生成物により侵食によって不純物拡散層
にリーク電流を発生させる原因になる。そこで、発明者
等は、コンタクトホール内においてチタン配線と半導体
層の間にチタンシリサイドを介在させること考えた。チ
タンシリサイドの成長に関しては、特開昭５９−５６５
７４号公報に記載がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載された条件でコンタクトホール内に形成されたチタン
シリサイドは、コンタクトホールの入口付近でほとんど
成膜してしまい、段差被覆性（カバレッジ）が悪くな
り、しかも半導体基板とのコンタクト抵抗も高くなっ
た。

【０００７】したがって、高いアスペクトを有するコン
タクトホールの内部にチタンシリサイドをそのような条
件で成長することは不適当であることがわかった。本発
明の目的とするところは、コンタクトホール内でカバレ
ッジが良く、半導体層とのコンタクト抵抗が低いチタン
シリサイド層を有する半導体装置及びその製造方法を提
供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図２に
例示するように、半導体層１０の上に絶縁膜１１を形成
する工程と、前記絶縁膜１１にコンタクトホール１２を
形成する工程と、前記絶縁膜１１及び前記コンタクトホ
ール１２の上方の雰囲気においてシリコンの水素化合物
ガスとハロゲン系チタンの化合物ガスの混合ガスのプラ
ズマを発生させ、プラズマ化学気相成長法によってチタ
ンを１、シリコンを２未満とした組成のチタンシリサイ
ド層１３を少なくとも前記コンタクトホール１２の底面
に形成する工程と、前記コンタクトホール１２内に金属
層１５を形成する工程とを有することを特徴とする半導
体装置の製造方法によって解決する。

【０００９】次に、本発明の作用について説明する。本
発明によれば、水素化合物ガスとハロゲン系チタンの化
合物ガスの混合ガスのプラズマを発生させ、プラズマ化
学気相成長法によってチタンシリサイド層をコンタクト
ホール底部の半導体層表面に成長するようにしている。
コンタクトホール内の半導体層表面にチタンシリサイド
層を形成することによって、チタンによる半導体層の侵
食を未然に防止することができ、しかも、リーク電流の
低減、コンタクト抵抗の低減、カバレッジの改善が図ら
れた。

【００１０】そして、そのような成長の際の基板温度と
して、５００℃よりも高くすることでコンタクトホール
でのチタンシリサイド層の成長が確実になる。また、チ
タンを１、シリコンを２未満とした組成を有するチタン
シリサイド層がカバレッジの改善に最適である。また、
水素、ヘリウム又はアルゴンのうちの少なくとも１種類
のガスによってハロゲン系チタンの化合物ガスとシリコ
ンの水素化合物ガスを希釈すると、成長速度が大きくな
る。

【００１１】実験によれば、プラズマ発生用の電極間に
印加する高周波電力の大きさによるチタンシリサイド成
長速度の依存性はないことがわかり、最大で８Ｗ／cm²
もあれば十分であった。チタンシリサイドの成長の前処
理、後処理として次のような方法を採用してもよい。

【００１２】チタンシリサイドを形成する前に、シリコ
ン水素化合物ガスを分解して基板上にシリコンを堆積さ
せ、続いてシリコン水素化合物ガスとチタンハロゲン化
合物ガスによってチタンシリサイドを成長するような工
程を採用してもよい。チタンシリサイドの下に薄いシリ
コン層が存在すると、リーク電流がさらに低減できるこ
とになる。

【００１３】また、プラズマの印加と反応ガスのタイミ
ングについては、プラズマの印加と同時又は印加後にシ
リコン水素化合物ガス又はチタンハロゲン化合物ガスチ
タンのいずれかを先出しにしてもよい。さらに、シリコ
ン水素化合物ガスを先に反応雰囲気に導入する場合に
は、始めにシリコン層をプラズマで形成し、その後にチ
タン若しくはチタンシリサイドを成長してもよい。チタ
ンハロゲン化合物ガスを先に反応雰囲気に導入する場合
には、チタンを成長した後に、シリコン若しくはチタン
シリサイドを成長してもよい。

【００１４】なお、チタンハロゲン化合物ガスを先に反
応雰囲気に導入し、これを分解してできるチタンが基板
上の残留自然酸化膜を還元除去し、その後にチタンシリ
サイドを成膜方法を採用してもよく、これによりコンタ
クト抵抗が低下する反面、チタン層が厚くなるとリーク
電流が大きくなる可能性がある。

【００１５】

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図１は、チタンシリサイド
を形成するためのプラズマ気相成長装置の構成を示して
いる。プラズマ気相成長装置の反応室１内には、基板１
０を載置する電極２がヒータ３の上に形成されて、さら
に電極２に対向する位置には多数のガス噴出口４ａを有
する導電性のシャワーヘッド４が形成されており、その
ガス噴出口４ａから基板１０に反応ガスが供給されるよ
うになっている。また、シャワーヘッド４は第二の電極
としての機能を有し、１３．５６MHz の高周波電源５が
シャワーヘッド４と電極２に接続され、これにより電極
２とシャワーヘッド４の間でプラズマが発生し得るよう
な状態となっている。このとき、ヒータ３はアースに接
続させずに電気的に浮いた状態でも本実施形態は実現で
きる。

【００１６】そのシャワーヘッド４のガス導入口４ｂに
は、水素ガス供給源６Ｈ、アルゴンガス供給源６Ａ、シ
ラン（SiH₄）ガス供給源６Ｓがマスフローコントローラ
ＭＦＣ₁〜ＭＦＣ₃及びガス管７ａを介して接続され、
さらに四塩化チタン（TiCl₄）ガス供給源６Ｔがマスフ
ローコントローラＭＦＣ₄及びガス管７ｂを介して接続
されている。TiCl₄ガスは、水素をキャリアガスとして
シャワーヘッド４に供給される。この場合、二系統のガ
ス管７ａ，７ｂに分けたが、一系統のガス管によって各
ガス供給源をシャワーヘッド４に繋いでもよい。また、
ガス供給源としてその他にＭＭＨ（モノメチルヒドラジ
ン）とアンモニア（NH₃)の供給源をガス管７ａに接続し
てもよい。

【００１７】さらにシャワーヘッド４の周囲には、液管
８ａ，８ｂを通して冷却水が供給され、図示しないオー
リング（O-ring) シール部分を保護する構造となってい
る。また、シャワーヘッド４の表面はヒータ３からの輻
射熱によって１５０℃程度にまで加熱される。また、反
応室１の排気口９には減圧ポンプ（不図示）が接続され
ていて、反応室１内の圧力を所定の大きさに低減できる
構造となっている。

【００１８】このようなプラズマ気相成長装置を用い
て、図２(a) 〜(c) に示すように、シリコン基板１０の
上に絶縁膜１１を形成し、絶縁膜１１にコンタクトホー
ル１２を形成した後に、絶縁膜１１上とそのコンタクト
ホール１２内にチタンシリサイド層１３を形成した実験
を繰り返し行った。そのチタンシリサイド層１３の上に
は、さらに窒化チタン（TiN ）やタングステン（Ｗ）等
の金属層が形成され、チタンシリサイド層１３とともに
パターニングされて配線として用いられる。

【００１９】なお、符号１４は、シリコン基板１０に形
成された不純物拡散層である。実験の結果、図２(c) に
示すようにボトムカバレッジの良いチタンシリサイド層
１３が成長する場合と、図３に示すようにチタンシリサ
イド層１３のボトムカバレッジが悪くてコンタクトホー
ル１２の底面に殆どチタンシリサイドが成長しない場合
があった。TiSi_xの添字ｘは、Tiを１にした場合のシリ
コンの組成比である。

【００２０】そこで、ボトムカバレッジの良いTiSi_x層
１３を成長するための条件を調べたところ以下に示すよ
うな実験結果が得られた。その基本的な成膜の手順は次
のようである。まず、基板１０が反応室１内に搬送され
た後に、その内部を減圧した状態で、はじめに水素ガス
を２slm 、アルゴンガスを１slm だけ反応室１内に送
り、圧力を１Torrに保ち、ヒータ３により基板１０を５
００℃で３０秒間予備加熱する。

【００２１】続いて、SiH₄ガスを５sccmの流量で反応室
１に導入し、導入開始１０秒後にTiCl₄ガスを１０sccm
の流量で導入する。さらに、１０秒経った後に１３．５
６MHz 、パワー１００〜１２００Ｗの高周波電源５を電
極２とシャワーヘッド４の間に印可してプラズマ発生条
件を整えて、反応室１内に導入したガスのプラズマを生
成する。これにより、SiH₄とTiCl₄のプラズマが発生す
る。これにより、基板１０上の絶縁膜１１の上とコンタ
クトホール１２内ではチタンシリサイド層１３の成膜が
開始する。このような条件では、チタンシリサイド層１
３が成長する前に、SiH₄ガスによってわずかにシリコン
が成長するので、チタンシリサイド層１３からのリーク
電流がさらに抑制される反面、シリコン基板１０表面に
対する残留自然酸化膜の還元力が小さいのでコンタクト
抵抗はやや高くなってしまう。

【００２２】このような条件によるチタンシリサイド層
１３の成膜を終えるためにSiH₄とTiCl₄のガスの導入を
停止し、その後、水素とアルゴンで１Torrに３０秒間保
ち、その後に反応室１内への全てのガスの供給を停止す
る。なお、上記したシーケンスの詳細を表１に示してお
く。なお、チタンシリサイド層１３の上にＣＶＤ−TiN
を形成する場合には、ＭＭＨとNH₃を１８０秒間、反応
室１に流す。

【００２３】

【表１】

【００２４】そのような成膜条件のうちSiH₄ガスの流量
を変化させた場合に膜質がどのように変化するかを調べ
たところ、図４に示すような結果が得られた。即ち、Si
H₄ガスの流量が増えるにつれて成長速度が増加し、ま
た、比抵抗率が低下する。これは、図５に示すように、
SiH₄ガスの添加量が増えるにつれて、成長物質がTiから
TiSi_xに変わるからであり、化学量論比のｘが０から２
に近づくからである。

【００２５】このことは、SiH₄ガスの流量とTiSi_xの組
成比ｘとの関係を調べたＡＥＳ試験からも明らかであ
る。電気的特性については、深さ１．０μｍ、ホール直
径０．４μｍのアスペクト比２．５のコンタクトホール
について、SiH₄ガス添加の有無の試料についてコンタク
ト抵抗とリーク電流との結果を示すと、図６、図７のよ
うになった。成膜条件は、SiH₄流量／TiCl₄流量を５／
１０sccmで、基板温度を５８０℃、圧力を１Torr、高周
波電源の印可を１３．５６MHz 、１００Ｗにした。

【００２６】図６(a) によれば、コンタクト抵抗はSiH₄
ガスの添加の有無に関わらず、約７０〜１００Ωとほと
んど変化がなく、また、半導体素子に要求されるスペッ
クも満たしている。なお、チタンのコンタクト抵抗を図
６(b) に示した。また、図７に見られるように、SiH₄ガ
スが添加されずにTiを成長した場合にはリーク電流の値
が大きくかつばらつきも大きいが、SiH₄ガスを添加して
TiSi_xを成長した場合にはリーク電流は１０＾¹⁰Ａ台と
小さく、しかもばらつきが小さい。リーク電流が小さい
ことは、それだけシリコン基板の侵食が少ないことを意
味している。

【００２７】さらに、深さ１．０μｍ、ホール直径０．
５μｍのアスペクト比２．０のコンタクトホールのステ
ップカバレッジについて実験したところ、図８のような
結果が得られた。即ち、SiH₄ガス添加量を増やすにつれ
てステップカバレッジは悪くなり、１０sccm又はそれ以
上ではステップカバレッジがほとんど見られない。そし
て、図８と図５の実験結果を考えあわせると、ステップ
カバレッジを改善するためにはTiSi_xのｘを２未満にす
ることが好ましいことがわかる。

【００２８】成長温度を５００℃よりも低くすると、コ
ンタクトホール内でのTiSi_xの成長はきわめて遅く、ス
テップカバレッジの改善は見られなかった。したがっ
て、成長温度を５００℃以上にする必要があり、本発明
者等は、成長温度と成長速度の関係を調べたところ図９
のような結果が得られ、および成長温度とシート抵抗の
関係を調べたところ図１０のような結果が得られた。

【００２９】即ち、基板温度が５００℃以上では、TiSi
_xの成長速度の温度依存性は小さく、むしろSiH₄ガス添
加量の依存性が大きいことがわかった。また、TiSi_xの
シート抵抗の大きさは、温度が高くなるにつれてわずか
であるが減少傾向にある。次に、高周波電源の供給電力
がTiSi_xの成長速度、TiSi_xの比抵抗にどのような影響
を及ぼすかを調べたところ、図１１、図１２のような結
果が得られ、TiSi _xの成長は供給電力の大きさに関係な
くほぼ一定であったが、TiSi_xの比抵抗は供給電力を大
きくするにつれてわずかあるが減少する傾向にある。

【００３０】なお、Tiの成長速度は、電力を６００Ｗ以
上では、電力が高くなるにつれて成長速度が大きくなっ
ていった。次に、コンタクトホールと不純物拡散層の相
対的な位置ずれによってリーク電流にどのような影響を
及ぼすかを調べたところ、図１３、図１４、図１５のよ
うな実験結果が得られた。

【００３１】図１３は、コンタクトホールの縁と不純物
拡散層の縁との距離がリーク電流にどのような影響を及
ぼすかを調べた実験結果である。この実験では、コンタ
クトホールにTiSi_xが形成されている場合には、コンタ
クトホールの縁と不純物拡散層の縁が一致した状態でリ
ーク電流が大きくなった。これに対して、コンタクトホ
ール内にチタンが形成されている場合には、不純物拡散
層からはみ出さない位置にコンタクトホールが存在して
いてもコンタクトホールの縁と不純物拡散層の縁が０．
３μｍに近づいた状態でリーク電流が増大した。

【００３２】コンタクトホール内にTiSi_xを形成した場
合のコンタクトホールの位置と不純物拡散層のズレの相
違によるリーク電流と実験の発生率との関係を調べたと
ころ図１４のような結果が得られた。また、図１５は、
不純物拡散層の大きさとコンタクトホールの周縁長とリ
ーク電流の関係を調べた結果であり、図１５中ＦＬは、
不純物拡散層の大きさを示している。不純物拡散層を２
×２μｍ²とした場合に、ホール周縁長が１．６，２．
０、４．０μｍと大きくなると、Tiがコンタクトホール
に形成されている場合にはリーク電流が増大するが、Ti
Si_xが形成されている場合にはリーク電流はほとんど大
きさが変わらず、しかも成長温度の依存性も小さい。ま
た、不純物拡散層を８×８μｍ²とした場合に、ホール
周縁長が１６．０μｍになると、Tiがコンタクトホール
に形成されている場合にはリーク電流が大きいが、TiSi
_xが形成されていると、そのリーク電流は不純物拡散層
が２×２μｍ²の場合とほとんど同じ大きさである。

【００３３】これらのことから、コンタクトホール内で
不純物拡散層の上にTiSi_xを形成することによって位置
あわせマージンを小さくすることができ、半導体装置の
集積化に好ましいことがわかる。ところで、上記した例
では、成膜装置として平行平板型プラズマＣＶＤ装置を
用いたが、これに限定されるものではなく、例えばコイ
ル状の誘導型プラズマ（ＩＣＰ）ＣＶＤ装置などを用い
てもよい。

【００３４】最後に、コンタクトホール内に上記した好
適な条件でチタンシリサイド層が形成される半導体装置
を図１６に示す。図１６は、ＤＲＡＭのセル領域とその
周辺回路領域の一部を示している。シリコン基板２１上
で素子分離酸化膜２２によって囲まれたセル領域には複
数のＭＯＳトランジスタ２３が形成されている。ＭＯＳ
トランジスタ２３のゲート電極２３ｇは、ゲート絶縁膜
２４を介してシリコン基板２１の上に形成されるととも
に、素子分離酸化膜２２の上をストライプ状に延びてワ
ード線ＷＬとして使用される。そして、ワード線ＷＬ及
びＭＯＳトランジスタ２３は層間絶縁膜２４によって覆
われている。

【００３５】また、２つのＭＯＳトランジスタ２３は、
ソース／ドレインとなる一方の不純物拡散層２３ｄを共
用しており、その不純物拡散層２３ｄには第一の開口部
２５を通して層間絶縁膜２４上のビット線ＢＬが接続さ
れている。さらに、ＭＯＳトランジスタ２３のうち共用
しない側の不純物拡散層２３ｓには、層間絶縁膜２４に
形成された第二の開口部２６内に形成されたキャパシタ
２７の下側電極２７ａが接続されている。その下側電極
２７ａは不純物含有アモルファスシリコンから形成さ
れ、その上には誘電体層２７ｂ及び上側電極２７ｃが形
成されている。

【００３６】シリコン基板２１の周辺回路領域には、上
記したと同じようなコンタクトホール２８が形成され、
そのコンタクトホール２８の底の不純物拡散層２９の上
と層間絶縁膜２４の上には、上記した好適条件で膜厚２
０nmのチタンシリサイドよりなるコンタクト層３０がＰ
ＥＣＶＤ法により形成され、その上にはＣＶＤ法により
膜厚２０nmの窒化チタン層３１と膜厚３００nmのタング
ステン層３２が順に形成され、これらによって配線が構
成されている。

【００３７】上記した説明では、シリコンの水素化合物
はとしてSiH₄を用いたが、Si₂H₆又はSi₃H₈であっても
よく、また、前記ハロゲン系チタンの化合物ガスとして
TiCl ₄を用いたが、TiI₄又はTiF₄であってもよい。

【００３８】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、水素
化合物ガスとハロゲン系チタンの化合物ガスの混合ガス
のプラズマを発生させ、プラズマ化学気相成長法によっ
てチタンシリサイド層をコンタクトホール底部の半導体
層表面に成長するようにしているので、チタンシリサイ
ド層によってチタンによる半導体層の侵食を未然に防止
することができ、しかも、リーク電流の低減、コンタク
ト抵抗の低減、カバレッジの改善を図ることができる。

【００３９】そして、そのような成長の際の基板温度と
して、５００℃よりも高くすることでコンタクトホール
でのチタンシリサイド層の成長を確実にできる。また、
チタンを１、シリコンを２未満とした組成を有するチタ
ンシリサイド層を成長することにより、カバレッジを改
善することができる。また、水素、ヘリウム又はアルゴ
ンのうちの少なくとも１種類のガスによってハロゲン系
チタンの化合物ガスとシリコンの水素化合物ガスを希釈
すると、成長速度を大きくできる。

【００４０】実験によれば、プラズマ発生用の電極間に
印加する高周波電力の大きさによるチタンシリサイド成
長速度の依存性はないことがわかり、最大で８Ｗ／cm²
もあれば十分であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施の形態に用いられるプラ
ズマ気相成長装置の一例を示す構成図である。

【図２】図２(a) 〜(c) は、本発明の実施形態の最適条
件によってコンタクトホール内にチタンシリサイド層を
形成する工程を示す断面図である。

【図３】図３は、従来知られた条件で形成されたチタン
シリサイド層を示す断面図である。

【図４】図４は、SiH₄の流量に対する成膜速度と比抵抗
の関係を示す図である。

【図５】図５は、SiH₄の流量に対するＡＥＳによるチタ
ンとシリコンの組成比の変化を示す図である。

【図６】図６(a) は、本発明の実施形態に係るチタンシ
リサイドのコンタクト抵抗の発生率を示す図で、右側に
ずれている線は膜厚１０nmの場合を示し、また、図６
(b) は、チタンのコンタクト抵抗の発生率を示す図であ
る。

【図７】図７は、本発明の実施形態に係るチタンシリサ
イドと従来のチタンのリーク電流の発生率を示す図で、
横軸は対数目盛であり、チタンのリーク電流が大きくな
っている。

【図８】図８は、本発明にかかるSiH₄の流量とステップ
カバレッジの関係を示す図である。

【図９】図９は、チタンシリサイドとチタンの成長速度
の温度依存性の実験結果を示す図である。

【図１０】図１０は、チタンシリサイドとチタンの比抵
抗の温度依存性の実験結果を示す図である。

【図１１】図１１は、チタンシリサイドとチタンの成長
速度の高周波印加電源の電力の依存性の実験結果を示す
図である。

【図１２】図１２は、チタンシリサイドとチタンの比抵
抗の高周波印加電源の電力の依存性の実験結果を示す図
である。

【図１３】図１３は、コンタクトホールの位置と不純物
拡散層の位置関係において、コンタクトホール内にチタ
ンシリサイドを形成した場合とチタンを形成した場合の
リーク電流の位置依存性の実験結果を示す図であり、縦
軸は対数メモリである。

【図１４】図１４は、コンタクトホールの位置と不純物
拡散層の位置関係において、コンタクトホール内にチタ
ンシリサイドを形成した場合とチタンを形成した場合の
リーク電流の発生率を示す図であり、横軸は対数目盛で
ある。

【図１５】図１５は、不純物拡散層の大きさとコンタク
トホールの大きさに関係において、コンタクトホール内
にチタンシリサイドを形成した場合とチタンを形成した
場合のリーク電流の位置依存性の実験結果を示す図であ
り、縦軸は対数メモリである。

【図１６】図１６は、本発明を適用した半導体記憶装置
の一部を示す断面図である。

【符号の説明】

１反応室２電極３ヒータ４シャワーヘッド５高周波電源６Ａ，６Ｈ，６Ｓ，６Ｔガス供給源７ａ，７ｂガス管１０シリコン基板（半導体基板）１１絶縁膜１２コンタクトホール１３チタンシリサイド１４不純物拡散層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体層の上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と、前記絶縁膜及び前記コンタクトホールの上方の雰囲気に
おいてシリコンの水素化合物ガスとハロゲン系チタンの
化合物ガスの混合ガスのプラズマを発生させ、プラズマ
化学気相成長法によってチタンを１、シリコンを２未満
とした組成比のチタンシリサイド層を少なくとも前記コ
ンタクトホールの底面に形成する工程と、前記コンタ
クトホール内に金属層を形成する工程とを有することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】前記半導体層は５００℃よりも高い温度に
加熱されてい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】不活性ガスである水素、ヘリウム又はアル
ゴンのうちの少なくとも１種類のガスによって前記ハロ
ゲン系チタンの化合物ガスと前記シリコンの水素化合物
ガスを希釈してプラズマを発生させ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４】前記シリコンの水素化合物ガスの流量は、
前記ハロゲン系チタンの化合物ガスの流量に対して０．
２〜１．０倍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５】不活性ガス、前記シリコンの水素化合物ガ
ス、前記混合ガスを時間的間隔をおいて順に前記雰囲気
中に導入した後に、前記プラズマを発生させることを特
徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】前記雰囲気にプラズマを発生させる際に、
不活性ガス、前記シリコンの水素化合物ガス、前記混合
ガスを時間的間隔をおいて順に前記雰囲気中に導入して
前記プラズマを発生させ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７】前記シリコンの水素化合物ガス又は前記ハ
ロゲン系チタンの化合物ガスの前記雰囲気中への導入の
順を入れ替えることを特徴とする請求項５又は６記載の
半導体装置の製造方法。
【請求項８】前記雰囲気中にシリコンの水素化合物ガス
又はハロゲン系チタンの化合物ガスのプラズマを発生さ
せ、ついで前記混合ガスの前記プラズマを発生させるこ
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９】不純物含有層を有する半導体層と、前記半導体層の上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜に形成されたコンタクトホールと、前記コンタクトホールの少なくとも底部の不純物含有層
上に成長され、且つチタンを１、シリコンを２未満とし
た組成比のチタンシリサイド層と、前記コンタクトホール内に形成された金属層とを有する
ことを特徴とする半導体装置。