JPS58170059A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS58170059A JPS58170059A JP5311182A JP5311182A JPS58170059A JP S58170059 A JPS58170059 A JP S58170059A JP 5311182 A JP5311182 A JP 5311182A JP 5311182 A JP5311182 A JP 5311182A JP S58170059 A JPS58170059 A JP S58170059A
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- aluminum
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- high melting
- film
- titanium
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の技術分野
本発明は半導体装置に関する。詳しくは、融点が高（、
抵抗率の小さい材料からなる電極・配線を有する半導体
装置に関する。更に詳しくは、融点が高（、抵抗率の小
さい材料からなる多層配線を有する半導体装置に関する
。
抵抗率の小さい材料からなる電極・配線を有する半導体
装置に関する。更に詳しくは、融点が高（、抵抗率の小
さい材料からなる多層配線を有する半導体装置に関する
。
（２）技術の背景
従来半導体装置の電極・配線にはアルミニウム（Ａｔ
）が使われて−また。その理由としては、（イ）抵抗が
小さいこと、（ロ）堆積・成長速度（以下グロース・レ
ートという。）が大きいこと、（ハ）パターニングが容
易である、（ニ）シリコン半導体基板とオーミック・コ
ンタクトをとり易いことがあげられる。
）が使われて−また。その理由としては、（イ）抵抗が
小さいこと、（ロ）堆積・成長速度（以下グロース・レ
ートという。）が大きいこと、（ハ）パターニングが容
易である、（ニ）シリコン半導体基板とオーミック・コ
ンタクトをとり易いことがあげられる。
ところで、高集積度の半導体装置を製造するには、多層
配線が望ましい方法であり、そのためには、第１層配線
を形成したのち、その上に第２層以降の配線、絶縁を順
次形成することが必要であり、この工程においては高温
工程が必須となる。
配線が望ましい方法であり、そのためには、第１層配線
を形成したのち、その上に第２層以降の配線、絶縁を順
次形成することが必要であり、この工程においては高温
工程が必須となる。
ところが、アルミニウム（ＡＩ）は高温工程においては
溶融してしまい採用不可能である。そこで、モリブデン
（Ｍｏ）又はモリブデンシリサイド（Ａｆ。
溶融してしまい採用不可能である。そこで、モリブデン
（Ｍｏ）又はモリブデンシリサイド（Ａｆ。
Ｓｉ２ ） に代表される高融点金属又はその硅化物
の薄膜がアルミニウム配線にかわって用いられるように
なりできている。
の薄膜がアルミニウム配線にかわって用いられるように
なりできている。
（３）従来技術と問題点
しかしながらモリブデン（Ｍｏ）は９００℃で昇華し且
つ強酸に弱（前処理ができない等の問題があり、従って
、上記の高融点金属又はその硅化物等の化合物にも改良
の余地がある。その理由としては、（イ）抵抗率が大き
いこと、（ロ）シリコン基板とのオーミックコンタクト
が完全に実現されず、接触抵抗が大きく、そのため多結
晶シリコン（ＰｏｌｙＳｉ）などよりなるバッファーを
介在させる必要があること、（ハ）グロース・レートが
小さいことがあげられる。
つ強酸に弱（前処理ができない等の問題があり、従って
、上記の高融点金属又はその硅化物等の化合物にも改良
の余地がある。その理由としては、（イ）抵抗率が大き
いこと、（ロ）シリコン基板とのオーミックコンタクト
が完全に実現されず、接触抵抗が大きく、そのため多結
晶シリコン（ＰｏｌｙＳｉ）などよりなるバッファーを
介在させる必要があること、（ハ）グロース・レートが
小さいことがあげられる。
（４）発明の目的
本発明の目的は、（イ）バルクとしての抵抗率が小さり
、（ロ）シリコン基板とオーミックコンタクトを形成し
やすく、（ハ）高融点を持ち、以後の高温工程を許し、
（ニ）グロース・レートの大きい材料よりなる電極・配
線を有する半導体装置を提供すること１ にある。
、（ロ）シリコン基板とオーミックコンタクトを形成し
やすく、（ハ）高融点を持ち、以後の高温工程を許し、
（ニ）グロース・レートの大きい材料よりなる電極・配
線を有する半導体装置を提供すること１ にある。
（５）発明の構成
本発明の構成は、高融点金属とアルミニウム（ＡＩ）と
の金属間化合物よりなる電極・配線を有するこトニある
。特に前記の高融点金属として、チタン（Ｔｉ）、ジル
コン（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ） 、
モリブデン（Ｍｏ） 、タングステン（Ｗ）等とし、電
極・配線材料とされる金属間化合物はチタン−アルミニ
ウム化合物（ＴｉＡｌ ＠１ＴｉＡＩ） 、ジルコン−
アルミニウム化合物（ＺｒＡＩ２）、ニオブ−アルミニ
ウム化合物（ＮｂＡｌ ｓ、 Ｎｂ、ＡＩ） 、タンタ
ル−アルミニウム化合物（ＴａＡｌ、、Ｔａ２ＡＩ）
、モリブデン−アルミニウム化合物（ＭｏｓＡｌ ）
、タングステン−アルミニウム化合物（ＷＡ１４）等と
することにある。第１表に上記金属間化合物と参考のた
め１９６Ｓｉ−ＡＩ金合金モリブデンシリサイド（Ｍｏ
８ｉ ２ ）、のバルクとしての抵抗率および融点の各
々の値を示した。この表からも明らかなように、本発明
に含まれる金属間化合物は、前述の電極・配線材料であ
るモリブデンシリサイド（Ｍｏｔｉｆ ）にいずれ：、
１−・ の点においても勝っており、多層配線を有する半導体装
置の電極・配線材料としては、極めてすぐれていること
が確認された。さらに、同一の高融第 １ 表
′ −化 合 物 、抵抗率（μΩｃ１．
ｎ）、 融点（１）ＴｉＡｌ ” ２８
１４５０’ｌｖ Ａｌ ２ ２９
１６５ＯｂＡＩｓ ＮｂｓＡＩ・ °′”°”。
の金属間化合物よりなる電極・配線を有するこトニある
。特に前記の高融点金属として、チタン（Ｔｉ）、ジル
コン（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ） 、
モリブデン（Ｍｏ） 、タングステン（Ｗ）等とし、電
極・配線材料とされる金属間化合物はチタン−アルミニ
ウム化合物（ＴｉＡｌ ＠１ＴｉＡＩ） 、ジルコン−
アルミニウム化合物（ＺｒＡＩ２）、ニオブ−アルミニ
ウム化合物（ＮｂＡｌ ｓ、 Ｎｂ、ＡＩ） 、タンタ
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、モリブデン−アルミニウム化合物（ＭｏｓＡｌ ）
、タングステン−アルミニウム化合物（ＷＡ１４）等と
することにある。第１表に上記金属間化合物と参考のた
め１９６Ｓｉ−ＡＩ金合金モリブデンシリサイド（Ｍｏ
８ｉ ２ ）、のバルクとしての抵抗率および融点の各
々の値を示した。この表からも明らかなように、本発明
に含まれる金属間化合物は、前述の電極・配線材料であ
るモリブデンシリサイド（Ｍｏｔｉｆ ）にいずれ：、
１−・ の点においても勝っており、多層配線を有する半導体装
置の電極・配線材料としては、極めてすぐれていること
が確認された。さらに、同一の高融第 １ 表
′ −化 合 物 、抵抗率（μΩｃ１．
ｎ）、 融点（１）ＴｉＡｌ ” ２８
１４５０’ｌｖ Ａｌ ２ ２９
１６５ＯｂＡＩｓ ＮｂｓＡＩ・ °′”°”。
４
’ｒａＡｌｓ ・ ”°°。
１０ ．１１５００
Ｔａ２ＡＩ
ＭＯ３ＡＩ ゛ °゛′”°。
９１．１４ ・１、−’ ５．５ ２”°。
４、４ １３３０
ＡＩ−８＋（１９６） ２．８ ６６
０点金楓からなる異種の化合物については、アルミニウ
ム（ＡＩ）の含有率の高いものの方が、抵抗率が小さい
事及び後述のスパッタ成長方式の場合、高純度の薄膜が
形成でき更に、下地Ｓｉとオーミックコンタクトをとり
易いという理由で、本発明の目的を満足するの、により
有効である。（例えば、ＴｉＡｌ ｇとＴｉＡｌとで 又、これらの金属間化合物の製法としては、スパッタ成
長法を使用することが有利であるが、必ずしもこ？方法
に限定されるものではない。−バッタ成長法−使ツする
場合、ターゲラ 。
０点金楓からなる異種の化合物については、アルミニウ
ム（ＡＩ）の含有率の高いものの方が、抵抗率が小さい
事及び後述のスパッタ成長方式の場合、高純度の薄膜が
形成でき更に、下地Ｓｉとオーミックコンタクトをとり
易いという理由で、本発明の目的を満足するの、により
有効である。（例えば、ＴｉＡｌ ｇとＴｉＡｌとで 又、これらの金属間化合物の製法としては、スパッタ成
長法を使用することが有利であるが、必ずしもこ？方法
に限定されるものではない。−バッタ成長法−使ツする
場合、ターゲラ 。
融点金属よりな一ターゲット呂アルミニウム（ＡＩ）よ
りなる夕ゲットとの２個の別々のターゲットを使用して
妓方の電極 合ト、コレらの高融点金属とアルミニウム（Ａ１）とを
適切な分割比に含有する１個のターゲットを使用する場
合とがあるが、ターゲットとウェーハとの距離を短縮 りうるという点で後者の方法が！ぶれてモミる。融点の
低いＡＩはＴｉ等のメタルに比べて高純度にし易９％の
純度に対し、９９．９９９９ ％迄に精製できる事が一′要である。更に、従来のモリ
ブデンシリアイド（Ｍｎ３ｊｌは員産的にはＭｏ及び８
ｉの独立した２個のターゲットに適当な比で一力をｍｔ
ｉａシて薄膜として形成される事が多い。この場合、８
ｉターゲツトは不純物を多量に添加して抵抗を下げ（１
０〜１０ Ωｃａｎ ）で、熱伝導を改善しているが
、それでも高電圧を印加すると、温度分布のため割れる
事が多い。従ってこのような方法ではグｏ −ｘ ａ
Ｌ／−） （Ｇｒｏｗｔｈ Ｒａｔｅ）は基本的に太き
（とる事が出来ない。一方、本発明では、高融点金属及
びＡ１共に、高電圧に対してターゲットは安定であるた
め高速成長が可能である。
りなる夕ゲットとの２個の別々のターゲットを使用して
妓方の電極 合ト、コレらの高融点金属とアルミニウム（Ａ１）とを
適切な分割比に含有する１個のターゲットを使用する場
合とがあるが、ターゲットとウェーハとの距離を短縮 りうるという点で後者の方法が！ぶれてモミる。融点の
低いＡＩはＴｉ等のメタルに比べて高純度にし易９％の
純度に対し、９９．９９９９ ％迄に精製できる事が一′要である。更に、従来のモリ
ブデンシリアイド（Ｍｎ３ｊｌは員産的にはＭｏ及び８
ｉの独立した２個のターゲットに適当な比で一力をｍｔ
ｉａシて薄膜として形成される事が多い。この場合、８
ｉターゲツトは不純物を多量に添加して抵抗を下げ（１
０〜１０ Ωｃａｎ ）で、熱伝導を改善しているが
、それでも高電圧を印加すると、温度分布のため割れる
事が多い。従ってこのような方法ではグｏ −ｘ ａ
Ｌ／−） （Ｇｒｏｗｔｈ Ｒａｔｅ）は基本的に太き
（とる事が出来ない。一方、本発明では、高融点金属及
びＡ１共に、高電圧に対してターゲットは安定であるた
め高速成長が可能である。
又、下地Ｓｉとの反応を考慮して、高融点金属又はアル
ミニウム中に適当な量のＳｉを予め添加しておく事も有
効である。この場合の８ｉの添加量の範囲として、１〜
３０〔％〕が効果的である。
ミニウム中に適当な量のＳｉを予め添加しておく事も有
効である。この場合の８ｉの添加量の範囲として、１〜
３０〔％〕が効果的である。
（６）発明の実施例
以下図面を参照しつつ、本出願の一実施例に係る半導体
装置の製造方法について説明し、本発明の禍成と特有の
効果とを明らかにする。
装置の製造方法について説明し、本発明の禍成と特有の
効果とを明らかにする。
−例として上記に例示せる高融点金属とアルミニウム（
Ａ１）との金属間化合物のうち、チタン−１アルミニウ
ム化合物（ＴｉＡｌ３）を用いてＭ Ｕ Ｓ型のダイナ
ミックメモリーのセル部の配線を形成する場合について
述べる。第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明す
る工程断面図である。
Ａ１）との金属間化合物のうち、チタン−１アルミニウ
ム化合物（ＴｉＡｌ３）を用いてＭ Ｕ Ｓ型のダイナ
ミックメモリーのセル部の配線を形成する場合について
述べる。第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明す
る工程断面図である。
第１図は、Ｐｏ１ｙ−８ｉをＱａ ｔ １４ 電極に用
いたＭＵＳダイナミックメモリーのセル部の構造を示し
たものであり、周知の製造工程に従ってワード線用のｐ
ｏｌｙ−８ｉゲート電極が形成されている。ここで１は
Ｐ型基板８４．２−ａはフィールド酸化膜、２−すはゲ
ート酸化膜、３−ａはキャパシター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ、
３−ｂはトランジスター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ電極である。
いたＭＵＳダイナミックメモリーのセル部の構造を示し
たものであり、周知の製造工程に従ってワード線用のｐ
ｏｌｙ−８ｉゲート電極が形成されている。ここで１は
Ｐ型基板８４．２−ａはフィールド酸化膜、２−すはゲ
ート酸化膜、３−ａはキャパシター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ、
３−ｂはトランジスター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ電極である。
４はｎ型拡散層である。
次に、層間絶縁膜であるＰａＧ５を形成し、食刻工程を
経て、不要な部分を除去する。次に、ビット線用の前述
の高融点金属とアルミの化合物の薄膜６をアルミニウム
（ＡＩ）とチタン（Ｔｉ）とが１：６．５の分割比から
なるターゲットを使用し、スハッタ成長法によってチタ
ン−アルミニラＡ化合物（ＴｉＡＩｇ）からなる薄膜６
を形成する。（第２図） 更に、カバー用酸化膜７を形成し、所定の食刻工程を経
た後、２層目のＡｌ−８ｉ合金薄膜８が形成される。（
図３） 中のＡ−Ａ’線の断面の形状が第３図で示されたことに
なる。
経て、不要な部分を除去する。次に、ビット線用の前述
の高融点金属とアルミの化合物の薄膜６をアルミニウム
（ＡＩ）とチタン（Ｔｉ）とが１：６．５の分割比から
なるターゲットを使用し、スハッタ成長法によってチタ
ン−アルミニラＡ化合物（ＴｉＡＩｇ）からなる薄膜６
を形成する。（第２図） 更に、カバー用酸化膜７を形成し、所定の食刻工程を経
た後、２層目のＡｌ−８ｉ合金薄膜８が形成される。（
図３） 中のＡ−Ａ’線の断面の形状が第３図で示されたことに
なる。
（力発明の詳細
な説明せるとおり、本発明によれば、バルクとしての抵
抗が小さく、シリコン基板とオーミックコンタクトを形
成しやす（、したがって接触抵抗が小さく、高い融点を
持ち、グロース・レートの大きい材料からなる電極・配
線を有する半導体装置を提供することができる。
抗が小さく、シリコン基板とオーミックコンタクトを形
成しやす（、したがって接触抵抗が小さく、高い融点を
持ち、グロース・レートの大きい材料からなる電極・配
線を有する半導体装置を提供することができる。
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を説明する工程断
面図、第４図は第３図に示される構造の上面図である。 １・・・・・・Ｐ型基板Ｓｉ、２−ａ・・・・・・フィ
ールド酸化膜、２−ｂ・・・・・・ゲート酸化膜、３−
ａ・・・・・・キャパシター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ、 ３−
ｂ ＝ ）ランシスター用Ｐｏ１ｙＳｉｌｌ極、 ４
・・・・・・ｎ型拡散層、５・・・・・・Ｐ、８Ｇ。 ６・・・・・・Ｔｉ−Ａｌの化合物膜、７・・・・・・
カバー用酸化膜、８・・・・・・ＡＩ −８ｉ合金膜。 ２２
面図、第４図は第３図に示される構造の上面図である。 １・・・・・・Ｐ型基板Ｓｉ、２−ａ・・・・・・フィ
ールド酸化膜、２−ｂ・・・・・・ゲート酸化膜、３−
ａ・・・・・・キャパシター用Ｐｏ１ｙ−８ｉ、 ３−
ｂ ＝ ）ランシスター用Ｐｏ１ｙＳｉｌｌ極、 ４
・・・・・・ｎ型拡散層、５・・・・・・Ｐ、８Ｇ。 ６・・・・・・Ｔｉ−Ａｌの化合物膜、７・・・・・・
カバー用酸化膜、８・・・・・・ＡＩ −８ｉ合金膜。 ２２
Claims (2)
- （１）高融点金属とアルミニウムとの金属間化合物より
なる電極・配線を有する半導体装置。 - （２）前記高融点金属とアルミニウムとの金属間化合物
は、チタン−アルミニウム化合物、ジルコン７ ／Ｌ／
ミニウム化合物、ニオブ−アルミニウム化合物、タンタ
ル−アルミニウム化合物、モリブデン−アルミニウム化
合物、タングステン−アルミニウム化合物から選択され
てなる特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311182A JPS58170059A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5311182A JPS58170059A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58170059A true JPS58170059A (ja) | 1983-10-06 |
Family
ID=12933680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5311182A Pending JPS58170059A (ja) | 1982-03-31 | 1982-03-31 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58170059A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384464A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-25 | Ibm | Schottky barrier contacting device |
| JPS5390777A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-09 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its production |
-
1982
- 1982-03-31 JP JP5311182A patent/JPS58170059A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384464A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-25 | Ibm | Schottky barrier contacting device |
| JPS5390777A (en) * | 1977-01-20 | 1978-08-09 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its production |
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