JPS5976467A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5976467A JPS5976467A JP18791982A JP18791982A JPS5976467A JP S5976467 A JPS5976467 A JP S5976467A JP 18791982 A JP18791982 A JP 18791982A JP 18791982 A JP18791982 A JP 18791982A JP S5976467 A JPS5976467 A JP S5976467A
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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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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrodes Of Semiconductors (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。
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。特に、半導体装置用電極
・配線の改良に関する。
・配線の改良に関する。
（２）技術の背景
半導体装置の製造工程において、ポリフラワー現象と呼
ばれる現象が往々にして発生する。ポリフラワ・−現象
とは、例えば、アルミニウム（ＡＩ）とシリコン（Ｓｌ
）との積層体を熱処理すると、第１図に示す如くその一
部においてアルミニウム（ＡＩ）とシリコン（Ｓｌ）と
がその位置を交換して、シリコン（Ｓｌ）がブロック状
に集合した結果、アルミニウム（ＡＩり層が、このシリ
コン（Ｓｌ）ブロックによって遮断される現象をいう。
ばれる現象が往々にして発生する。ポリフラワ・−現象
とは、例えば、アルミニウム（ＡＩ）とシリコン（Ｓｌ
）との積層体を熱処理すると、第１図に示す如くその一
部においてアルミニウム（ＡＩ）とシリコン（Ｓｌ）と
がその位置を交換して、シリコン（Ｓｌ）がブロック状
に集合した結果、アルミニウム（ＡＩり層が、このシリ
コン（Ｓｌ）ブロックによって遮断される現象をいう。
図において、ｌはシリコン（Ｓｌ）基板、又はシリコン
層であり、２は二酸化シリコン（Ｓ１Ｏ２）よりなる絶
縁層であり、３は多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層で
あり、４はアルミニウム（Ａｔ）層であり、５がポリフ
ラワー現象によってブロックとなったシリコン（Ｅｌｉ
）層でありアルミニウム（ＡＩ）層４を遮断している
。
層であり、２は二酸化シリコン（Ｓ１Ｏ２）よりなる絶
縁層であり、３は多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層で
あり、４はアルミニウム（Ａｔ）層であり、５がポリフ
ラワー現象によってブロックとなったシリコン（Ｅｌｉ
）層でありアルミニウム（ＡＩ）層４を遮断している
。
ところで、ノぐイボーラトランジスタ等においては、エ
ミッタ接合等、浅い接合を形成する必要がある。この浅
い接合１はアルミニウム（Ａｅ）等の電極となる金属が
拡散し、そのためにエミッタとペースとの間のショート
サーキット現象（以下、ＫＢ シＹ−トという。）が起
こりやすい。これを避けるために、第２図に示す如き構
造とする手法、すなわち、エミッタ電極窓に、まず、多
結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層を形成したのちに、金
属電極を形成する手法が一般に使用されている。図にお
いて、１１はエミッタ領域であり、１１′はペース領域
であり、１２は二酸化シリコン（Ｓ１０゜）よりなるフ
ィールド絶縁膜であり、１３はＥＢショートを防止する
ために形成された多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層で
あり、１４はアルミニウム（Ａｔ）よりなる電極・配線
層である。尚、領域１１．１１’はシリコン基板又はシ
リコン層に形成されている。
ミッタ接合等、浅い接合を形成する必要がある。この浅
い接合１はアルミニウム（Ａｅ）等の電極となる金属が
拡散し、そのためにエミッタとペースとの間のショート
サーキット現象（以下、ＫＢ シＹ−トという。）が起
こりやすい。これを避けるために、第２図に示す如き構
造とする手法、すなわち、エミッタ電極窓に、まず、多
結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層を形成したのちに、金
属電極を形成する手法が一般に使用されている。図にお
いて、１１はエミッタ領域であり、１１′はペース領域
であり、１２は二酸化シリコン（Ｓ１０゜）よりなるフ
ィールド絶縁膜であり、１３はＥＢショートを防止する
ために形成された多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層で
あり、１４はアルミニウム（Ａｔ）よりなる電極・配線
層である。尚、領域１１．１１’はシリコン基板又はシ
リコン層に形成されている。
しかし、この場合、フィールド絶縁膜１２上においてモ
、多結晶シリコン（ｐＯ１７Ｓｉ）層１３上１ニアルミ
ニウム電極１４が形成されるため、上述せるポリフラワ
ー現象が特に発生しやすい層構造となる。
、多結晶シリコン（ｐＯ１７Ｓｉ）層１３上１ニアルミ
ニウム電極１４が形成されるため、上述せるポリフラワ
ー現象が特に発生しやすい層構造となる。
このポリフラワー現象を防止するためには、アルミニウ
ムよりなる電極・配線層重４と多結晶シリコン（ｐｏｌ
ｙ Ｓｉ ）層１３とをＩＶＡ族元素例えばチタン（Ｔ
１）よりなる層で遮断することが有効であることが知ら
れているが、この手法はフィールド絶縁膜上フポリフラ
ワー現象の発生を防止するには効果的であるが、エミッ
タ部においてはシリコンの吸い上げを防止するには不十
分で、ＥＢショート発生の防止に対しては全く効果がな
い。
ムよりなる電極・配線層重４と多結晶シリコン（ｐｏｌ
ｙ Ｓｉ ）層１３とをＩＶＡ族元素例えばチタン（Ｔ
１）よりなる層で遮断することが有効であることが知ら
れているが、この手法はフィールド絶縁膜上フポリフラ
ワー現象の発生を防止するには効果的であるが、エミッ
タ部においてはシリコンの吸い上げを防止するには不十
分で、ＥＢショート発生の防止に対しては全く効果がな
い。
（３） 従来技術と問題点
このＫＢショートを防止するために、従来、アルミニウ
ム（Ａｔ）をもって形成していた電極を、シリコンを含
むアルミニウムをもって形成した電極に代える手法が開
発され、ＫＢショート防止に有効〒あることが確認され
ている。この効果は、電極材料にあらかじめシリコン（
Ｓｌ）を含有させておくと、シリコン（Ｓｌ）の吸い上
げを有効に防止しうるからであると考えられている。と
ころが、この手法はフィールド絶縁膜上では、逆作用を
生じ、ポリフラワー現象を却って促進する結果となる。
ム（Ａｔ）をもって形成していた電極を、シリコンを含
むアルミニウムをもって形成した電極に代える手法が開
発され、ＫＢショート防止に有効〒あることが確認され
ている。この効果は、電極材料にあらかじめシリコン（
Ｓｌ）を含有させておくと、シリコン（Ｓｌ）の吸い上
げを有効に防止しうるからであると考えられている。と
ころが、この手法はフィールド絶縁膜上では、逆作用を
生じ、ポリフラワー現象を却って促進する結果となる。
（４）発明の目的
本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、ＦＢ
ショート等、浅い接合において発生しやすい欠点を有す
ることなく、かつ、ポリフラワー現象の発生が有効に防
止される電極を有する半導体装置を提供することにある
。換言すれば、ポリフラワー現象という副作用を伴うこ
となく、且つ１１ＣＢシヨートが防止〒きる、シリコン
を含むアルミニウム層を利用した電極を有する半導体装
置な提供することにある。
ショート等、浅い接合において発生しやすい欠点を有す
ることなく、かつ、ポリフラワー現象の発生が有効に防
止される電極を有する半導体装置を提供することにある
。換言すれば、ポリフラワー現象という副作用を伴うこ
となく、且つ１１ＣＢシヨートが防止〒きる、シリコン
を含むアルミニウム層を利用した電極を有する半導体装
置な提供することにある。
（５）発明の構成
本発明はポリシリコン層と、ｆｆＡ族若しくはＶＡ族若
しくはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりなる層と、ア
ルミニウム層と、シリコンを含むアルミニウム層とが順
次積層されてなる電極・配線を有する半導体装置を提供
するものである。
しくはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりなる層と、ア
ルミニウム層と、シリコンを含むアルミニウム層とが順
次積層されてなる電極・配線を有する半導体装置を提供
するものである。
そして、ｆｆＡ族若しくはＶＡ族若しくは■Ａ族とＶＡ
族との混合物質よりなる層の厚さは５０〜４００〔ス〕
程度が望ましく、アルミニウム層の厚さは■Ａ族若しく
はＶＡ族若しくはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりな
る層の厚さのｚＯ程度度以上であることが望ましい。
族との混合物質よりなる層の厚さは５０〜４００〔ス〕
程度が望ましく、アルミニウム層の厚さは■Ａ族若しく
はＶＡ族若しくはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりな
る層の厚さのｚＯ程度度以上であることが望ましい。
本発明の発明者は、ＩＶａＶＡ族若はＶＡ族若しくはＩ
ＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりなる層上にシリコンを
含むアルミニウムを積層した従来技術における電極がポ
リフラワー現象の発生を促進する理由はアルミニウム（
Ａｔ）とシリコン（Ｓｉ）トチタン（Ｔｉ）との三元合
金が形成されやすいという性質にあるものと考え、チタ
ン（Ｔ１）等よりなる層上にまずアルミニウム層を設け
、その上にシリコンを含むアルミニウム金属層を設けた
構造となし、上記の三種の物質が直接接触することを防
止すれば、ポリフラワー現象の発生を防止することがで
き、しかも、ＫＢショートの発生も防止しうるものと考
え、この着想にもとづき実験を重ね、厚さ５０〜４００
（Ｘ）程度のＩＶＡＶＡ族若はＶＡ族若しくはＩＶＡ
族とＶＡ族との混合物質よりなる層上に、例えばアルミ
ニウム（Ａｔ）、よりなる厚さが前記ＩＶＡＶＡ族若は
ＶＡ族若しくは■Ａ族とＶＡ族との混合物質よりなる層
の厚さのｚＯ程度度以上であるアルミニウム層を設け、
さらに、このアルミニウム層上にシリコンを含むアルミ
ニウム層を設ける構造となしたときに、上記の目的を達
成しうろことを確認した。
ＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりなる層上にシリコンを
含むアルミニウムを積層した従来技術における電極がポ
リフラワー現象の発生を促進する理由はアルミニウム（
Ａｔ）とシリコン（Ｓｉ）トチタン（Ｔｉ）との三元合
金が形成されやすいという性質にあるものと考え、チタ
ン（Ｔ１）等よりなる層上にまずアルミニウム層を設け
、その上にシリコンを含むアルミニウム金属層を設けた
構造となし、上記の三種の物質が直接接触することを防
止すれば、ポリフラワー現象の発生を防止することがで
き、しかも、ＫＢショートの発生も防止しうるものと考
え、この着想にもとづき実験を重ね、厚さ５０〜４００
（Ｘ）程度のＩＶＡＶＡ族若はＶＡ族若しくはＩＶＡ
族とＶＡ族との混合物質よりなる層上に、例えばアルミ
ニウム（Ａｔ）、よりなる厚さが前記ＩＶＡＶＡ族若は
ＶＡ族若しくは■Ａ族とＶＡ族との混合物質よりなる層
の厚さのｚＯ程度度以上であるアルミニウム層を設け、
さらに、このアルミニウム層上にシリコンを含むアルミ
ニウム層を設ける構造となしたときに、上記の目的を達
成しうろことを確認した。
（６）発明の実施例
以下図面を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半導体
装置について説明し、本発明の構成と特有の効果とを明
らかにする。
装置について説明し、本発明の構成と特有の効果とを明
らかにする。
一例として、本発明の一実施例に係るパイボーラトラン
ジスタのエミッタ電極形成工程について述べる。
ジスタのエミッタ電極形成工程について述べる。
第３図参照
第３図は、シリコン（Ｓｌ）基板（図示せず）に、ベー
ス、コレクタ領域２１′、２２′が形成され、さらに二
酸化シリコン（Ｓ１０□）よりなる絶縁膜２２にエミッ
タ領域拡散用窓２２′が形成された状態にある基板断面
図である。
ス、コレクタ領域２１′、２２′が形成され、さらに二
酸化シリコン（Ｓ１０□）よりなる絶縁膜２２にエミッ
タ領域拡散用窓２２′が形成された状態にある基板断面
図である。
第４図参照
基板の全面に化学気相成長法（ＯＶＤ法）を使用して、
多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）よりなる層２３を１、
ｏｏｏ（Ｘ）程度の厚さに形成したのち、エミッタ電極
を実行して浅いエミッタ領域２１を形成し、つづいて、
真空蒸着法を使用して厚さ４ｏｏ（Ｘ）程度のチタン（
Ｔ１）層２５、厚さｓｏｏ （Ｘ）程度のアルミニウム
（Ａｅ）層ｕ１及び厚さ１．０〔μｍ〕程度のシリコン
を含むアルミニウム層２６を順次形成する。さらに、公
知の方法を使用して、これらの積層体ｎ１２５．２４．
２６のパターニングを行ないエミッタ電極・配線となす
。なお、チタン（Ｔ１）層５とアルミニウム（Ａ／）層
Ｕとの間１は、半導体装置プロセスにおいて通常使用さ
れる範囲の温度、すなわち４００〜４５０（℃）程度１
合金化が起こり、完全なオーミックコンタクトを形成し
うる。
多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）よりなる層２３を１、
ｏｏｏ（Ｘ）程度の厚さに形成したのち、エミッタ電極
を実行して浅いエミッタ領域２１を形成し、つづいて、
真空蒸着法を使用して厚さ４ｏｏ（Ｘ）程度のチタン（
Ｔ１）層２５、厚さｓｏｏ （Ｘ）程度のアルミニウム
（Ａｅ）層ｕ１及び厚さ１．０〔μｍ〕程度のシリコン
を含むアルミニウム層２６を順次形成する。さらに、公
知の方法を使用して、これらの積層体ｎ１２５．２４．
２６のパターニングを行ないエミッタ電極・配線となす
。なお、チタン（Ｔ１）層５とアルミニウム（Ａ／）層
Ｕとの間１は、半導体装置プロセスにおいて通常使用さ
れる範囲の温度、すなわち４００〜４５０（℃）程度１
合金化が起こり、完全なオーミックコンタクトを形成し
うる。
第５図参照
ベース電極２７、及びコレクタ電極２８をそれぞれ４−
ス領塚２１′、コレクタ領域２１′上に形成する。この
工程は、上記エミッタ電極と同じ構造を形成するか、ま
たは、公知の方法を使用して、ベース、コレクタ領域の
絶縁層２２にそれぞれコンタクトホールな形成したのち
、真空蒸着法を使用してアルミニウム（Ａ／）を選択的
に形成し、ベース電極２７、コレクタ電極間を完成する
。
ス領塚２１′、コレクタ領域２１′上に形成する。この
工程は、上記エミッタ電極と同じ構造を形成するか、ま
たは、公知の方法を使用して、ベース、コレクタ領域の
絶縁層２２にそれぞれコンタクトホールな形成したのち
、真空蒸着法を使用してアルミニウム（Ａ／）を選択的
に形成し、ベース電極２７、コレクタ電極間を完成する
。
エミッタ電極を上記の構造となすことによ１）１、ｊｒ
ＩＪフラワー現象の発生を伴わず、しかも、ＥＢショ
ートが確実に防止され、装置の信頼性の向上に有効に寄
与する。
ＩＪフラワー現象の発生を伴わず、しかも、ＥＢショ
ートが確実に防止され、装置の信頼性の向上に有効に寄
与する。
なお、上記実相例においては、チタン（Ｔ１）を使用し
たが、これに代えてＩＮ’Ａ族の他の元素、すなわち、
ジルコニウム（Ｚｒ）、／・フニウム（Ｈｆ）＼または
、■Ａ族のノ々ナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タン
タル（Ｔａ）またはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質を使
用しても、上記と同様の効果を得ることができる。
たが、これに代えてＩＮ’Ａ族の他の元素、すなわち、
ジルコニウム（Ｚｒ）、／・フニウム（Ｈｆ）＼または
、■Ａ族のノ々ナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タン
タル（Ｔａ）またはＩＶＡ族とＶＡ族との混合物質を使
用しても、上記と同様の効果を得ることができる。
（７）発明の詳細
な説明せるとおり、本発明によれば、ＥＢショート等、
浅い接合において発生しやすい欠点を有することなく、
かつ、ポリフラワー現象の発生が有効に防止されている
電極を有する半導体装置を提供することができる。換言
すれば、ポリフラワー現象という副作用を伴うことなく
、シリコンを含むアルミニウムの有するＥＢショート防
止という別府を十分利用しうる電極を有する半導体装置
を提供することができる。
浅い接合において発生しやすい欠点を有することなく、
かつ、ポリフラワー現象の発生が有効に防止されている
電極を有する半導体装置を提供することができる。換言
すれば、ポリフラワー現象という副作用を伴うことなく
、シリコンを含むアルミニウムの有するＥＢショート防
止という別府を十分利用しうる電極を有する半導体装置
を提供することができる。
第１図は、アルミニウム（Ａ／）／多結晶シリコン（ｐ
ｏｌｙＦＥｉ）よりなる積層体において発生したポリフ
ラワー現象を示す基板断面図であり、第２図は、従来技
術において、ＥＢ ショートを避ける・・ための手法、
すなわち、イナ法式を使用して形成されたノ々イポーラ
トランジスタのエミッタ電極の構造を示す基板断面図１
あり、第３図乃至第５図は本発明の一実施例に係るノ々
イポーラトランジスタの主要製造工程完了後の基板断面
図である。 １・・・基板（Ｓｉ）、１１．１１′・・・エミッタ、
ベース、２１．２１．２２′・・・エミッタ、ベース、
コレクタ、２．１２．２２・・・絶縁層（Ｓｉ０２）、
２２′・・・絶縁層に形成された拡散窓、３．１３．２
３−、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層、１４．２４
・・・アルミニウム（Ａ／）層、５・・・ポリフラワー
現象により生じたシリコン（Ｓｌ）ブロック、５・・・
チタン（Ｔ１）層、２６・・・アルミニウムシリサイド
（Ａｅｓｉ）層、２７、％・・・４−ス、コレクタ電極
（Ａ／）。 第４図 手 第５図 民
ｏｌｙＦＥｉ）よりなる積層体において発生したポリフ
ラワー現象を示す基板断面図であり、第２図は、従来技
術において、ＥＢ ショートを避ける・・ための手法、
すなわち、イナ法式を使用して形成されたノ々イポーラ
トランジスタのエミッタ電極の構造を示す基板断面図１
あり、第３図乃至第５図は本発明の一実施例に係るノ々
イポーラトランジスタの主要製造工程完了後の基板断面
図である。 １・・・基板（Ｓｉ）、１１．１１′・・・エミッタ、
ベース、２１．２１．２２′・・・エミッタ、ベース、
コレクタ、２．１２．２２・・・絶縁層（Ｓｉ０２）、
２２′・・・絶縁層に形成された拡散窓、３．１３．２
３−、多結晶シリコン（ｐｏｌｙｓｉ）層、１４．２４
・・・アルミニウム（Ａ／）層、５・・・ポリフラワー
現象により生じたシリコン（Ｓｌ）ブロック、５・・・
チタン（Ｔ１）層、２６・・・アルミニウムシリサイド
（Ａｅｓｉ）層、２７、％・・・４−ス、コレクタ電極
（Ａ／）。 第４図 手 第５図 民
Claims (1)
- ポリシリコン層と、ＩＶＡ族若しくはＭＡ族若しくはＩ
ＶＡ族とＶＡ族との混合物質よりなる層と、アルミニウ
ム層と、シリコンを含むアルミニウム層とが順次積層さ
れてなる電極・配線を有することを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18791982A JPS5976467A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18791982A JPS5976467A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5976467A true JPS5976467A (ja) | 1984-05-01 |
Family
ID=16214494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18791982A Pending JPS5976467A (ja) | 1982-10-26 | 1982-10-26 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5976467A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160336441A1 (en) * | 2008-12-25 | 2016-11-17 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-10-26 JP JP18791982A patent/JPS5976467A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160336441A1 (en) * | 2008-12-25 | 2016-11-17 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US9837531B2 (en) * | 2008-12-25 | 2017-12-05 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US10693001B2 (en) | 2008-12-25 | 2020-06-23 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US11152501B2 (en) | 2008-12-25 | 2021-10-19 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
| US11804545B2 (en) | 2008-12-25 | 2023-10-31 | Rohm Co., Ltd. | Semiconductor device |
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