JPS59231836A

JPS59231836A - 多層構造アルミニウム層の形成方法

Info

Publication number: JPS59231836A
Application number: JP10617083A
Authority: JP
Inventors: Katsuya Okumura; 勝弥奥村; Masaaki Ueda; 植田　正昭
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-06-14
Filing date: 1983-06-14
Publication date: 1984-12-26

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】〔発ψ」の技術分野〕本発明は、多層構造アルミニウム層の形成方法に関する
。

〔発明の技術的背景〕

従来、半導体装置の配線としてアルミニウム層或は、ア
ルミニウムとシリコンの合金からなるアルミニウム合金
層が使用されている。更に、タングステン層を上下両側
からアルミニウム層で挾んだ三層構造のものが使用され
ている。

〔背景技術の問題点〕

然るに、配線として形成された上述のアルミニウム層に
は、次のような欠点がある。

■　アルミニウム層は、極めて軟い。このため機械的強
度が小さく、障害物と極めて微弱な力で接触しただけで
も断線したり、或は隣接した配線と短絡し易い。

■　アルミニウム層の表面は、化学的に活性である。こ
のため化学的に不安定であり、湿気があると腐食し易い
。

■　■、■の欠点を解消するため、表面にリン化ガＷス
膜を形成したアルミニウム層が用いられている。しかし
、リン化ガシス膜は、もろくて割れ易いため、依然■、
■の問題を十分に解消できなかった。

〔発明の目的〕

本発明は、機械的強度を向上し、かつ化学的に安定化し
たアルミニウム層を容易に得ることができる多層構造ア
ルミニウム層の形成方法を提供することをその目的とす
るものである。

〔発明の概、要〕

本発明は、アルミニウム層から流出させたシリコンを用
いてチタンシリサイド層をアルミニウム層上に形成する
ようにして、機械的強度を向上し、かつ、化学的に安定
化したアルミニウム層を容易に得ることができる多層構
造アルミニウム層の形成方法である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

先ず、例えば第１図（８）に示す如く、シリコン基板１
の所定領域に不純物の選択拡散により不純物領域２を形
成する。次いで、熱酸化法等により不純物領域２及びシ
リコン基板１の主面をうフィールド酸化膜３を形成する
。

次に、同図中）に示す如く、不純物領域２と電気的に接
続する配線を形成するために、フィールド酸化膜３に、
不純物領域２に通じるコンタクトホール４を周知の写真
蝕刻法にて開口する。

次いで、コンタクトホール４を介して不純物領域２に接
続するアルミニウム＠５をスフ９ツタ蒸着法により約１
μ乳の厚さでフィールド酸化膜３上に形成する。ここで
、アルミニウム層５中には、約５重量％のシリコンが含
有されている。

次いで、同図（ｅ）に示す如く、アルミニウム層５上に
チタン層６を厚さ約２００Ａスパツタ蒸着法により形成
する。

然る後、これに４５０℃のＮ、とＨ３の混合ガスからな
る所謂７オーミングガス中で約３０分間熱処理を施す。

この熱処理によって、アルミニウム層５中からシリコン
がチタンの活性化力により引き出され、同図の）に示す
如く、アルミニウム層５上にチタンシリサイド層７が形
成される。

このようにしてアルミニウム層５０表面にチタンシリサ
イド層７が形成されるので、アルミニウム層５の機械的
強度を十分に高めることができる。また・アルミニウム
層５の活性な表面がチタンシリサイド層７で橢ゎれるの
で、アルミニウム層５を化学的姉安定にすることができ
る。

その結果、機械的強度に優れ、しがも化学的に安定なア
ルミニウム層５を容易に得ることができる。

ｌ　ｔ、ｒ　、チタ”　層６の形成処理とチタン層ＩＪ
　？イド層７を形成するための熱処理は、同一の真空容
器内で行うのが望ましい。これは、チタンシリサイド層
７を形成する際に、活性なチタンが空気中の酸素と反応
するのを防止して、再現性、均一性、均質性の亮いチタ
ンシリサイド層７を得るためである。

また、第２図（４）に示す如く、アルミニウム層５′を
形成する前に予めコンタクトホール４内にタングステン
等の高融点金属からなるバリヤ一層１０を形成しておい
ても良い。この場合には、アルミニウム脂５′中のシリ
コンの含有量は、約７重量％に設定しておくのが望まし
い。更に、アルミニウム層５′の厚さは７０００Ａとし
、チタン層６上に厚さ約３００ＯＡのアルミニウム層１
１を形成し、これに実施例と同様の熱処理を施し、同図
（Ｂ）に示す如く、チタンシリサイド層７′を形成する
ようにしても良い。このようにして得られた多層構造ア
ルミニウム層では、表面に軟質のアルミニウム層１１が
存在するので、ポンディング処理を容易に行うことがで
きる。しかも、機械的強度の向上と化学的に安定なアル
ミニウム層５′を提供できる。

更に、・第３図囚に示す如く、コンタクトホール４内に
Ｔ、Ｎからなるバリヤ一層１０′を形成すると共に、多
結晶シリコン層１３によってコンタクトホール４内を塞
いだ後に、この多結晶シリコン層１３及びフィールド酸
化１１Ｋ　３を―うアルミニウム層１４を厚さ約７００
ＯＡ形成する。

然る後、このアルミニウム層１４上に厚さ約２００Ａの
チタン層ノ５及び厚さ約３００ＯＡのアルミニウム層１
６を順次形成し、これに約４５０℃の熱処理を施すこと
により、同図の）に示す如く、チタンシリサイド層７′
′を形成すると共に、多結晶シリコン層１３をアルミニ
ウム層１４に代えるようにしても良い。このようにして
得られたアルミニウムＪ＋；ｉ　ｌ　４　、１６は、そ
の表面が平坦になっているので、平坦な配線として使用
することができる。更に、機械的強度の向上と化学的安
定化が達成されていることは勿論である。

〔発明の効果〕

以上説明した如く、本発明に係る多層構造アルミニウム
層の形成方法によれば、機械的強度を向上し、かつ、化
学的に安定したアルミニウム層を容易に得ることができ
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）乃至同図（Ｄ）は、本発明方法を工程順に
示す説明図、第２図（Ａ）　（Ｂ）は、コンタクトホー
ル内にバリヤ一層を形成した本発明の他の実施例を示す
説明図、第３図（Ａ）（Ｂ）は、コンタクトホール内に
バリヤ一層及び多結晶シリコン層を形成した本発明の他
の実施例を示す説明図である。１・・・シリコン基板、２・・・不純物領域、３・・・
フィールド酸化膜、４・・・コンタクトホール、５゜５
１・・・アルミニウム層、６・・・チタン層、７　Ｈ７
’＋７′・・・チタンシリサイド＃ｘｏ＋１０’・・・
ノく１ツヤ一層、１１・・・アルミニウム層、１３・・
・多結晶シリコン層、１４°・・アルミニウム層、１５
・・・チタン層、１６・・・アルミニウム層。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第１図第２図（Ａ　）　　　　　　　　　　　（Ｂ　）（Ａ）　　　
　　　（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）半導体基板上にシリコン含有層を形成する工程と
、該シリコン含有層上にアルミニウム層を形成する工程
と、前記アルミニウム層上にチタン層を形成する工程と
、熱処理により前記アルミニウム層を貫通して流出した
シリコンと前記チタン層とのチタンシリサイド層を形成
する工程とを具備することを特徴とする多層構造アルミ
ニウム層の形成方法。
（２）　　アルミニウム層に予めシリコンが含有されて
いる特許請求の範囲第１項記載の多層構造アルミニウム
層の形成方法。