JPS5821846A - 半導体装置及びその製法 - Google Patents

半導体装置及びその製法

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JPS5821846A
JPS5821846A JP56121601A JP12160181A JPS5821846A JP S5821846 A JPS5821846 A JP S5821846A JP 56121601 A JP56121601 A JP 56121601A JP 12160181 A JP12160181 A JP 12160181A JP S5821846 A JPS5821846 A JP S5821846A
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JP
Japan
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layer
metal conductor
metal
conductor layer
insulating layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP56121601A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Ofuji
大藤 晋一
Chisato Hashimoto
橋本 千里
Hitoshi Nagano
永野 仁
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS5821846A publication Critical patent/JPS5821846A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02107Forming insulating materials on a substrate
    • H01L21/02225Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer
    • H01L21/02227Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process
    • H01L21/0223Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate
    • H01L21/02244Forming insulating materials on a substrate characterised by the process for the formation of the insulating layer formation by a process other than a deposition process formation by oxidation, e.g. oxidation of the substrate of a metallic layer

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は第1の金属導体層と、その第1の金属導体層と
連接せる絶縁層と、その絶縁層と連接し且その絶縁属を
介して第1の金属導体層と対向している第2の金属導体
層とを具備してなる半導体装置、及びその製法の改良に
関する。
斯種半導体装置として従来、種々の構成を有するものが
提案さn1又斯柚半導体装置の製法としても従来線々の
方法が提案されている。
斯種半導体装置が2層の電極乃至配線層を構成している
ものとして、その従来の2層の電極乃至配線層を構成し
ている半導体装置及びその製法を、第1図A−Eに示す
その製法を以って述べるに、所要の半導体素子を形成す
べく半導体領域等を形成し、てなる半導体基板1を予め
用意する(iI図A)。
而してその半導体基板1の主面2上に例えばシリコン酸
化物でなる絶縁層3を、例えば気相成長法や、熱酸化法
によって、形成する(第1図B)。
次に絶縁層6上の全領域に、高融点を有する金属導体で
なる金属導体層を、蒸着法、スパッタリング法、気相成
長法等によって形成し、次でその金属導体層に対する蝕
刻を写真蝕刻法によりなして、絶縁層3上に所要のパタ
ーンを以って延長せる電極乃至配1vj1層としての金
属導体層4を形成する(第1図C)。
次に絶縁層3上に金属導体層4を埋設せる例えばシリコ
ン酸化物でなる絶縁層5を1例えば気相成長法により絶
縁層3上の全領域にシリコン酸化物でなる絶縁層を形成
し1次でその絶縁層の下半領域を写真蝕刻法によって除
去することによって形成する(第1図D)。
次に絶縁層5上の全領域に高融点を有する金属導体でな
る金属導体層を、蒸着法、スパッタリング法、気相成長
法等によって形成し、次でその金属導体層に対する蝕刻
を写真蝕刻法によってなして、絶縁層5上に所要のパタ
ーンを以って絶縁層5を介して金属導体層4と対向して
延長せる金属導体層6を形成しく第1図E)、目的とせ
る2層の電極乃至配線層を構成している半導体装置を得
る〇 以上で従来提案されている、2I−の電極乃至配線層を
構成している半導体装置及びその製法が明らかとなった
斯る2υの電極乃至配IN 1Mを構成している半導体
装置(第1図E)の構成によnば、金属導体層4及び6
を電極乃至配線層、絶縁層5をそれ等電極乃至配線l−
を互に絶縁せる層間分離用絶縁層とせる、2層の電極乃
至配線1−を構成していること明らかである。
斯る2層の電極乃至配線lφを構成している半導体装置
によれば、その電極乃至配線層としての金属導体層4及
び6が字句通り金属導体でなるので、比抵抗が十分低(
、従ってそれ等金属導体層4及び6に信号を、それに不
必要に遅延時間を与えることなしに、伝播せしめる。
従って第1図Eにて上述せる2層の電極乃至配線層を構
成している半導体装置によれば、その2層の電極乃至配
線層を構成している金属導体層4及び6を用いることに
より、半導体装置を高速度で動作するものとすることが
出来るという特徴を有するものである。
然し乍ら第1図Eに示す2層の成極乃至配線層を構成し
ている半導体装置の場合、絶縁層3上に金属導体層4を
埋設して延長せる絶縁層5を有し、而してその絶縁層5
を形成するに面倒な工程を要する。従って半導体装置を
簡易に構成し州ないという欠点を有していた。
又第1図A−Bにて上述せる2層の電極乃至配線層を構
成している半導体装置の製法の場合。
上述せる如く絶縁層5を形成するに面倒な工程を有し、
従って全体としての製法が複雑となるという欠点を有し
ていた。
又従来の2層の電極乃至配線層を構成している半導体装
置及びその製法の他の例を、第2図に示す製法を以って
述べるに、第1図Aにて上述せると同様の半導体基板1
を予め用意する(第2図A)。
而してその半導体基板1の主面2上に第1図Bにて上述
ぜると同様の絶縁層6を形成する(第2図B)。
次に絶縁層3上の全領域に、多結晶シリコンや、高融点
金属シリサイドでなる導電性層を形成し、次でその導電
性層に対する蝕刻を写真蝕刻法によりなして絶縁I′i
i3上に所要のパターンを以って延長せる導電性層12
を形成する(第2図C)。
次に酸素を含む雰囲気中での熱処理により。
導電性層12の表面にシリコン酸化物でなる絶縁層13
を形成する(第2図D)。
次に絶縁rffJ3上に絶縁層13を埋設せる高融点を
有する金属導体でなる金属導体層を、蒸着法、スパッタ
リング法、気相成長法等によって形成し、次でその金属
導体層に対する蝕刻法によってなして、絶縁層3上に所
要のパターンを以って絶縁層13を介して導電性層12
と対向して延長せる金属導体層14を形成しく第2図E
 )、斯くて目的とせる2層の電極乃至配線層を構成し
ている半導体装置を得る。
以上で従来提案されている、2層の電極乃至配線層を構
成している半導体装置及びその製法の他の例が明らかと
なった。
斯る2層の電極乃至配線層を構成している半導体装置(
第2図E)の構成によれば、導電性J鏝12及び金属導
体層14を電極乃至配線層。
絶縁層13をそれ等電極乃至配線層を互に絶縁せる層間
分離用絶縁層とせる、2層の電極乃至配線層を構成して
いること明らかであろう。
斯る2層の電極乃至配線層を構成している半導体装置に
よれば、電極乃至配線層としての導電性層12が、多結
晶シリコンや、高融点金属シリサイドでなり、金属導体
で形成さn5ていないので、その比抵抗が比較的高く、
従って導電性層12に伝播する信号に、比較的大なる遅
延時間を与える。
従って第2図Eにて上述せる2扇の成極乃至配置ff 
Mを構成している半導体装置によれば、導電性層12を
電極乃至配線層として用いて半導体装はを構成した場合
、その半導体装置を高速度で動作するものとすることが
出来ないという欠点を有していた。
又第2図A〜Eにて上述せる2層の電極乃至配線層を1
苦成している半導体装置の製法の嚇合、層間分離用絶縁
層としての絶縁1・Δ13が熱酸化処稈により自己整合
式に作らイするので、第1図A〜Eにて上述せる場合に
比し、全体としての製法が簡易になるという特徴を有す
る。
然し乍ら第2図A−Eにて上述せる2I−の電極乃至配
線層を構成している半導体装置の場合、電極乃至lll
12線層としての導電性1ψ12が、上述せる如く比抵
抗の比較的太なるものとして得られるので、半導体装置
を高速度で動作するものとして得ることが出来ないとい
う欠点を有していた。
依って本発明は、第1図及び第2図にて上述せる従来の
半導体装置及びその製法に於ける上述せる1<nた特徴
を有するも、上述せる欠点を有しないという、新規な半
導体装置及びその製法を提案せんとするものである。
本発E!JJ(こよる新規な半導体装置及びその製法の
実施例を、2層の電極乃至配線層を構成している半導体
装置及びその製法を以って、第3図A−Fに示すその製
法によって述べるに、第1図Aにて上述せると同機の半
導体基板1を予め用意する(記6図A)。
而してその半導体基板1の主面2上に第1図Bにて上述
せると同様の絶縁層3を形成するい3図B)。
次に絶縁層3上の全領域に酸素を含む例えばアルゴンガ
ス雰囲気中での1反応性スパッタリング、蒸着法、気相
成長法等によって例えばMo 、W、 Cr等でなる酸
素を含む高融点金属導体層を形成し、次でその金属導体
層に対する蝕刻を写真蝕刻法によってなして、絶縁層3
上に、所要のパターンを以って延長せる酸素を含む金l
A4体層21を形成する(第6図C)。
次に絶縁層3上に金属導体層21の外表面と接触してこ
れを即設して延長せる例えばTa。
111t 、 Nb等の昇熱酸化性を有する金属導体層
22をスパッタリング法等によって形成する(第31凶
D)。
次に窒素ガス等の雰囲気中での600℃以上の高温熱処
理により、金属導体層21が含む酸素を、金属導体層2
2の金属導体層と接触している側の表面領域に導入せし
めてその表面領域の金属導体と反応せしめ、これにより
その表面領域を、その金梳導体が酸化されてなる金属導
体酸化物層でなる絶縁層26に形成し、又これに伴い金
属導体層21を、それが含んでいたよりも少ない酸素の
量を含んでいる金属導体層24に形成する(第6図B)
。この場合、この場合の熱処理時の温度、時間等の熱処
理条件を適当に選ぶことにより、及び第3図Cにて上述
せる金属導体層21を得る工程に於てその導電外層21
に含まれる酸素の量を予め適当に選んで置くことにより
、絶縁層23を所要の厚さを有するものとして得ること
が出来ると共に、金属導体J¥124を、酸素が格段的
に小なる郊:しか含才れていないか又は酸素が実質的に
含まれていない、金属導体層24が酸素を含まない金属
導体で構成されているとした場合に於けると同様に低い
比抵抗を有するものとして形成することが出来るもので
ある。
然る后金属導体層22に対する蝕刻を写真蝕刻法により
なして、詫・縁層6上に所要のパターンを以って絶縁層
26を介して金属導体層24に対向して廷長せる金属導
体層25を形成しく第6図F)、Jυfくて目的とせる
2層の′電極乃至酎”側層を構成してなる半導体装置を
得る。
以上で本発明による、2層の電極乃至配線層を構成して
いる半導体装置及びその製法の実施例が明らかとなった
ル■る本発明ζこよる2層の電極乃至配線層を構成して
いる半導体装置(第6図F)の構成によれば、金絹梼体
層22及び25を′弓元柿乃至配**、2層、絶縁層2
3をそれ等電極乃至配線ムラを互に絶縁せる層間分14
1f用絶縁層とせる、2層の電極乃至配線Jコを+j♂
(成していること明らかである。
斯る第31りIFに示す本発明による2層の電極乃至配
?i、′1層を構成している半)Ji体装値によイ′1
はその2層の電イウl乃至配線層を構成している金属導
体Fd 24は金ir+れ」j導体でなる。助る金属導
体でなる金属導体層24は、酸素を含む金属導体層21
より出発してイ4rられているか、その金属導体層24
を、第6図Eにて上述せる熱処理工程に」:す、酸素を
実質的に含まないか含んでいるとしても格段的に小なる
景しか含んでないものとして?!?ることか出来る。従
って金IA4体層24は、これを酸素を含まざる金松導
体と同程度に低い比抵抗を有するものとして得ることが
出来る。一方金属導体層25は字句辿り金属導体でなる
従って第3図Fに示す本発明による、2Jθの電極乃至
配線層を構成している牛2.〜゛・体装置によれば、そ
の2層の電4頚乃至配線層を構成している金Ffh3j
’J’体層24及び25を用いることにより、半導体装
置を高速度で動作するものとすることが出来るという大
なる特徴を有する。
又第3図A〜Fにて一ヒ述せる本発明による、2層の電
極乃全配線層の構成を有する半導体装置の製法によれば
、その2層の電槓乃千配線層を互に分離する絶縁層26
が、1つの電極乃至配線層としての金槙導体層24とな
る金属導体層21上にこれと接触して延長せる金Ifj
4Hb体層22を形成して后の熱処理により金属導体層
22より自己整合式に形成される。又他の1つの電極乃
至配線層としての♀属導体層24を前述せる如く比抵抗
の小なるものとしてイ↓Iることか出来る。
従って第3図A、−Fにて上述せる本発明による、2層
のt極乃至配線層を構成している半導体装置の製法によ
れば、その2層の′電極乃至配線層を構成している半導
体装置を簡易な工程でより高密度に得ることが出来ると
共により高速で動作するものとして得ることが出来ると
いう大なる特徴を有する。
尚上述lこ於ては、本発明を2層の電極乃至配線層を4
7’J成している半導体装置及びその製法に適用せる場
合の実施例を述べたが、3層以上の多層の電極乃至配線
層を構成している半導体装置及びその製法に本発明を適
用することも出来、勿論金槙導体層21従って金属導体
層24をMo、W%Cr等以外の、合金を含む高融点金
属導体でなるものとすることも出来、又金属導体1i!
22従って金属導体層25もTa 、 Ti 、 Nb
等以外の、合金を含む易酸化性高融点金属導体でなるも
のとすることも出来ること明らかであろう。
又上述fこ於ては本発明を2層の電極乃至配線層を構成
している半導体装置及びその製法に適用せる場合の実施
例を述べたが、要は上側の金属導体1e24に対応せる
第1の金属導体層と、その金属導体層に連接せる。上側
の絶縁層26に対応せる絶縁1−と、その絶縁層と連接
し且その絶縁層を介して第1の金属導体層と対向してい
る、上側の金属導体層25に対応せる第2の金属導体層
とを具備してなる構成の種々の半導体装置、及びその製
法に、本発明を適用し得ること明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図A−Eは、従来の2層の電極乃至配線層を構成し
ている半導体装置及びその製法の一例を、その製法を以
って示す、その製法の順次の工程に於ける路線的断面図
、第2図A−Eは、従来の2層の″11工極乃至配線層
を構成している半導体装置及びその製法の他の例を、そ
の製法を以って示す、その製法の順次の工程に於ける路
線的断面図、第6図A−Fは本発明を2層の電極乃至配
線層を構成している半導体装置及びその製法に適用せる
場合の実施例を、その製法を以って示す、その製法の順
次の工程tこ於ける路線的断面図である。 図中1は半導内基板、6は絶縁層、21は酸素を含む金
属導体層、22は金属導体層、23は絶縁層、24及び
25は金属導体層を夫々示す。 211− 0        cLl 第2図 第3図 212−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 第1の金属導体層と、該第1の金属導体層と連接
    せる絶縁層と、該絶縁層と連接し且上記絶縁層を介して
    上記第1の金属層と対向している第2の金属導体層とを
    具備してなる半導体装置に於て、上記第1及び第2の金
    属導体層が互に異なる組成を有する金属導体でなり、上
    記絶縁層が上記第2の金属導体層を構成している金属と
    同じ金属が熱酸化さn、でなる金属酸化物層でなること
    を特徴とする半導体装置。 2、酸素を含む第1の金属導体層と、該第1の金属導体
    層とは組成の異なる金属でなる第2の金属導体層とが互
    に連接している構成を得る工程と、 熱処理により、上記第1の金属導体層が含む酸素を、上
    記第2の金属導体層の上記第1の金属導体層と接触して
    いる側の表面領域に導入せしめて当該表面領縫の金属導
    体と反応せしめることにより、上記表面領域を、その全
    組導体が酸化さnてなる金属導体酸化物饅でなる絶縁層
    に形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の
    製法。
JP56121601A 1981-08-03 1981-08-03 半導体装置及びその製法 Pending JPS5821846A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088473A (ja) * 1983-10-21 1985-05-18 Seiko Epson Corp 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6088473A (ja) * 1983-10-21 1985-05-18 Seiko Epson Corp 半導体装置

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