JPS5821821B2 - ハンドウタイソウチノデンキヨクケイセイホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の製造方法、とくに半導体装置の
電極形成方法に関するものである。

半導体基板に形成した半導体装置と外部回路との電気的
な接続をはだすため、半導体装置上に金属を接続しなけ
ればならない。

そしてこの金属は（１）電気抵抗が低いこと、（２）半
導体基板と抵抗の低いオーム性接触を作ること、（３）
半導体基板上に被着した絶縁膜との付着性がよいこと、
（４）薄膜となり、フォトエツチングが可能であること
、などの条件を備えていなければならない。

現在これらの条件を満足している金属はアルミニウムＡ
ｌしかないため、半導体基板上の配線金属にはもっばら
アルミニウムＡｌが用いられる。

半導体基板、たとえばシリコンＳｉ半導体基板上にアル
ミニウムＡ７を蒸着した後、これらの間に低抵抗のオー
ム性接触を形成する場合、これらを加熱してアルミニウ
ムＡｌとシリコンを反応さ）せ、境界領域にこれらの共
晶領域を形成するが、アルミニウムＡＪＩ？のシリコン
Ｓｉ半導体基板への溶は込みが早いため、短時間で奥深
く侵入する。

このためその下に形成した１ ５０ ｏｍｓ度のシャロ
ウなジャンクションではアルミニウムＡｌの侵ｉ人でシ
ョートを起し、ジャンクションを破壊してしまう。

上記の如きアルミニウムＡｌの侵入は、第１図に示すよ
うに、シリコンＳｉ半導体基板１に形成した不純物拡散
領域２上にアルミニウムＡｌ膜３フを蒸着してアルミニ
ウム薄膜３と不純物拡散領域２間にオーム性接触を形成
する場合、共晶領域４は、二酸化シリコン膜５にあけた
電極窓の周辺６下でとくに下方に侵入し、この部分でジ
ャンクションを破壊することがわかった。

ｉ 本発明は、上述の如き従来の欠点を改善した新規な
発明で、その目的は半導体装置上にオーム性接触を有す
る金属電極を形成する場合、金属と半導体との共晶領域
の拡がりを浅くかつ均一の深さにすることを目的として
いる。

フ その目的を達成せしめるため、本発明の半導体装置
の電極形成方法は、半導体基板上に形成した半導体装置
にオーム性接触を有する金属電極を形成する方法におい
て、半導体基板表面を覆う二酸化シリコン膜にあけた電
極窓周辺に二酸化シリコ５ンとは異質の絶縁膜の庇を形
成した後、アルミニウム薄膜・高融点金属の隔離層、ア
ルミニウム膜を順次積層し、シンタリングを行なって半
導体基板上にオーム性を有する電極を形成することを特
徴とするもので、以下実施例について詳細に説明する。

第２図に示すように、Ｐ型のシリコンＳｉ半導体基板１
０上に積層したＮ型のエピタキシャル層１１に形成した
Ｐ領域のベース層１２とＮ＋領領域エミツタ層１３に電
極を形成する場合を例にして説明する。

まず、上記の如くベース層１２とエミツタ層１３を形成
したエピタキシャル層１１上に、二酸化シリコンＳ ｉ
ｏ ２膜１４と窒素シリコンＳｉ３Ｎ４膜１５を被着す
る。

次に第３図に示す如く、エミッタ電極形成部分とベース
電極形成部分に窓１６と１７をあけ、さらに窒化シリコ
ンＳｉ３Ｎ、膜１５をマスクとして第４図の如くその下
の二酸化シリコンＳｉＯ２膜１４をエツチングして電極
窓１８．１９を形成する。

このエツチング工程において、二酸化シリコン５ｉ０２
膜１４はサイドエッチし電極窓１８．１９は窒化シリコ
ンＳｉ３Ｎ４膜１５下に喰い込んで広がり、電極窓１８
．１９の周辺に窒化シリコン５ｉａＮ＋膜１５の庇２０
が形成されるようにする。

この状態で第５図に示すように全面に約３００印乃至５
００ＣＣＩのアルミニウム薄膜２１を蒸着する。

この蒸着において、アルミニウムｌ’、ｌ 薄膜２１は
窒化シリコンＳｉ３Ｎ４膜１５の庇２０のためにその下
部の半導体上すなわち電極窓１８．１９の周辺には付着
しない。

次に第６図の如く全面にタングステンＷ１チタンＴｉ１
タンタルＴａなど、アルミニウムと反応を起しにくい高
融点金属からなる隔離層２２を約１００帆に〜２０００
［Ａ）程度蒸着し、さらにその上に１〔μｍ）程度の厚
さにアルミニウムＡｌ膜２３を蒸着により積層する。

このように、シリコン半導体基板上にアルミニウム薄膜
２１、隔離層２２、アルミニウム膜２３を積層した後、
このシリコン半導体基板を約５５ ｏ［：ｃ）にて約５
分間加熱してシンクリングを行なう。

このシンクリングによりアルミニウム薄膜２１とその下
のシリコンとが反応を起して共晶領域を形成し、これら
の間でオーム性接触を形成する。

ところが、電極窓１８．１９の周辺にはアルミニウム薄
膜２１が付着しておらず、更に絶縁膜２０上のアルミニ
ウム２１とは分離されているので、この部分ではアルミ
ニウムの過剰供給は行われず合金化は浅く且つ均一に行
われる。

またアルミニウム薄膜２１が付着していない部分上の隔
離層２２とシリコンとは共晶反応が起りにくい。

そのうえ、隔離層２２とその上のアルミニウム膜２３と
は反応しにくいので、該膜２３を形成しているアルミニ
ウムが隔離層２２を通過してシリコン半導体基板に侵入
することもない。

したがって、シリコン半導体とアルミニウムとの境界部
分には薄い均一な厚さを有する共晶領域が形成されると
ともに、電極窓周辺には何ら深い共晶領域が生じない。

なお、半導体基板上に蒸着するアルミニウム薄膜２１を
３０帆Ｘより薄くすると、シンクリングの際共晶化が起
りにくくなって良好なオーム性接触を得ることができな
い。

また、５００ｃＯ以上の厚さにした場合には、アルミニ
ウムのシリコン半導体への侵入がはげしく、その結果深
い共晶領域を形成するため、あまりメリットがない。

隔離層上に積層したアルミニウム膜は、上記実施例の如
く１〔μｍ）の厚さに蒸着することはなく、配線の電流
容量などによりこれよりも厚くあるいは薄く形成しても
差支えない。

またシリコン窒化膜１５はアルミナ膜等のシリコン酸化
膜とはエツチング特性が異なる絶縁膜とすることは容易
に変更できる。

以上説明した如く、本発明によれば、半導体装置の電極
形成部分に薄くて均一な厚さの共晶領域１を形成するこ
とができるので、シャロウなジャンクションを持った半
導体装置に電極を形成する場合、このジャンクションを
破壊するようなことが全くなくなり、この種の半導体装
置の製造歩留りを向上させることができた。

・図面の簡単な説明 第１図は従来の半導体装置の電極部分の断面図、第２図
乃至第６図は本発明の一実施例の製造工程断面図である
。

図において、１０はシリコン半導体基板、１１はエピタ
キシャル層、１４は二酸化；シリコン膜、１５は窒化シ
リコン膜、１８及び１９は電極窓、２０は庇、２１はア
ルミニウム薄膜、２２は隔離層、２３はアルミニウム膜
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板上に形成した半導体装置にオーム性接触
   を有する金属電極を形成する方法において、半導体基板
   表面を覆う二酸化シリコン膜にあけた電極窓周辺に二酸
   化シリコンとは異質の絶縁膜の庇を形成した後、アルミ
   ニウム薄膜を前記電極窓周辺の前記庇の下部の部分を除
   いて被着し、次に高融点金属の隔離層を前記電極窓周辺
   の前記庇の下部の部分を含めて被着し、その上に更にア
   ルミニウム膜を被着し、次にシンタリングを行なって半
   導体基板上にオーム性を有する電極を形成することを特
   徴とする半導体装置の電極形成方法。