JPS5984468A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5984468A JPS5984468A JP19427282A JP19427282A JPS5984468A JP S5984468 A JPS5984468 A JP S5984468A JP 19427282 A JP19427282 A JP 19427282A JP 19427282 A JP19427282 A JP 19427282A JP S5984468 A JPS5984468 A JP S5984468A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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】
本発明は半導体装置に関する。
従来高速、低消費電力等の性能を有し且つ高集積化され
た半導体装置において、単結晶シリコンのPN接合が順
方向に導通するのに必要な電圧より低い電圧で導通する
ダイオードが必要となり、この様なダイメートとして製
法の簡便さ、及び高周波における特性の良好な、金属−
半導体接合ダイオードが用いられている。第1図は金属
−半導体接合ダイオード1を有効に使用した半導体装置
例の等価回路図である。ここではNPN )ランシスタ
ー2のベースコレクタ接合に金属−半導体ダイオード1
の側路を設けることによってペースコレクタ接合が犬き
く順方向電圧となることを防ぎ、従ってベースに大信号
がかかる際においてもトランジスターのスイッチ時間が
速まる。
た半導体装置において、単結晶シリコンのPN接合が順
方向に導通するのに必要な電圧より低い電圧で導通する
ダイオードが必要となり、この様なダイメートとして製
法の簡便さ、及び高周波における特性の良好な、金属−
半導体接合ダイオードが用いられている。第1図は金属
−半導体接合ダイオード1を有効に使用した半導体装置
例の等価回路図である。ここではNPN )ランシスタ
ー2のベースコレクタ接合に金属−半導体ダイオード1
の側路を設けることによってペースコレクタ接合が犬き
く順方向電圧となることを防ぎ、従ってベースに大信号
がかかる際においてもトランジスターのスイッチ時間が
速まる。
一方、金属−半導体接合ダイオードを構成するためには
高抵抗率の単結晶半導体と、金属又は金属シリサイドが
接触している構造が不可欠で、更に半導体装置として完
成するためには上層に配線金属を設ける必要がある。
高抵抗率の単結晶半導体と、金属又は金属シリサイドが
接触している構造が不可欠で、更に半導体装置として完
成するためには上層に配線金属を設ける必要がある。
周知の如く金属シリサイドが、白金シリサイドで上層の
配線金屑が7′ルミニウムの(以下単にアルミという)
二町構造は熱処理により、白金シリサイド−白金アルミ
−アルミの如く合金化反応を起し、金属−半導体接合ダ
イオードの仕事関数は熱処理等により経時変化を起すこ
とになり非常に不安定なものである。仕事関数の安定な
金属−半導体接合ダイオードを得るためには、白金シリ
サイドと配線金属のアルミ間にバリヤ金属層はさむこと
が有効であることが判っており、このバリヤ金属としI
T i /W等が一般的に用いられている。
配線金屑が7′ルミニウムの(以下単にアルミという)
二町構造は熱処理により、白金シリサイド−白金アルミ
−アルミの如く合金化反応を起し、金属−半導体接合ダ
イオードの仕事関数は熱処理等により経時変化を起すこ
とになり非常に不安定なものである。仕事関数の安定な
金属−半導体接合ダイオードを得るためには、白金シリ
サイドと配線金属のアルミ間にバリヤ金属層はさむこと
が有効であることが判っており、このバリヤ金属としI
T i /W等が一般的に用いられている。
しかしながら配線下層Ti/W%上層アルミの複数金属
の配線1?<となっているため配線領域形成に際し以下
の如く問題があった。
の配線1?<となっているため配線領域形成に際し以下
の如く問題があった。
周知の如く配線パターニングはエツチング技術により行
なわれるがこのエツチング技術には大別してドライエッ
チ法とウェットエッチ法の2つに分けられ、前記Ti/
/vv−アルミ配線構造の場合、例えばフォトレジスト
ヲマスクに平行平板型のエツチャーでまずアルミを四塩
化炭素ガス150mzTorrなる条件でエツチングし
、次いでガスを四フッ化炭素に切換えてTi7w6エツ
チングすることにより行なわれる。尚、Ti/W或はア
ルミをエツチングする際にはアルミと117wのエツチ
ング比或はアルミとフォトレジストのエツチング比等を
充分考慮する必要がある。又エツチング時間は被着した
金属膜厚のバラツキ及びエツチングレートのバラツキ等
を考慮してエツチング残gt生じ々い様に通當ジャスト
エッチ+αで設定される。
なわれるがこのエツチング技術には大別してドライエッ
チ法とウェットエッチ法の2つに分けられ、前記Ti/
/vv−アルミ配線構造の場合、例えばフォトレジスト
ヲマスクに平行平板型のエツチャーでまずアルミを四塩
化炭素ガス150mzTorrなる条件でエツチングし
、次いでガスを四フッ化炭素に切換えてTi7w6エツ
チングすることにより行なわれる。尚、Ti/W或はア
ルミをエツチングする際にはアルミと117wのエツチ
ング比或はアルミとフォトレジストのエツチング比等を
充分考慮する必要がある。又エツチング時間は被着した
金属膜厚のバラツキ及びエツチングレートのバラツキ等
を考慮してエツチング残gt生じ々い様に通當ジャスト
エッチ+αで設定される。
即ちある程度のオーバーエッチとなる様にエツチング時
間を決めるので前記T j /y −A Iの場合にお
いてはAfiだけのものに比べてアンダーエッチされ易
く、第2図(alに示す如く逆台形状の配線構造10.
20となる。前記逆台形状の配線構造の上層に更に配線
層を形成する場合第2図(b)に示した様に層間絶縁膜
30f:被着し必要に応じて配線接続用窓を開放し上層
の配線40を形成する。層間絶縁膜としては気相成長に
よるシリコン酸化膜或はプラズマ気相成長によるシリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜が使用されている。同図から
判る様に逆台形状のT j/w−A 11配線では層間
絶縁膜3゜の該配線被覆性が悪く第2図(C1に第2図
(bl配線部分の拡大図に示す如く上層と下層配線が短
絡する不良を起したり第2図(dl及び(e)の如く上
層配線相互が下層配線段部にそって短絡不良或は上層配
線が下層配線段部で断線し導通不良となり歩留り低下を
引き起す問題があった。尚第1図fdlは第1図(C)
と同様に第1図配線部分の拡大図例である。第1図+e
lは2層配線平面図例でx−x’における断面図が第1
図(dlでるる。又前記逆台形状、断面構造の配線寿命
が、正常な場合と比べ悪くなると言う品質上の欠点金持
っている。
間を決めるので前記T j /y −A Iの場合にお
いてはAfiだけのものに比べてアンダーエッチされ易
く、第2図(alに示す如く逆台形状の配線構造10.
20となる。前記逆台形状の配線構造の上層に更に配線
層を形成する場合第2図(b)に示した様に層間絶縁膜
30f:被着し必要に応じて配線接続用窓を開放し上層
の配線40を形成する。層間絶縁膜としては気相成長に
よるシリコン酸化膜或はプラズマ気相成長によるシリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜が使用されている。同図から
判る様に逆台形状のT j/w−A 11配線では層間
絶縁膜3゜の該配線被覆性が悪く第2図(C1に第2図
(bl配線部分の拡大図に示す如く上層と下層配線が短
絡する不良を起したり第2図(dl及び(e)の如く上
層配線相互が下層配線段部にそって短絡不良或は上層配
線が下層配線段部で断線し導通不良となり歩留り低下を
引き起す問題があった。尚第1図fdlは第1図(C)
と同様に第1図配線部分の拡大図例である。第1図+e
lは2層配線平面図例でx−x’における断面図が第1
図(dlでるる。又前記逆台形状、断面構造の配線寿命
が、正常な場合と比べ悪くなると言う品質上の欠点金持
っている。
従って、゛本発明の目的は配線寿命の問題がなくかつ高
歩留りで熱処理等に無関係に安定な仕事関数を持つ金属
−半導体接合ダイオードが組み込まれた半導体装置を提
供することにある。
歩留りで熱処理等に無関係に安定な仕事関数を持つ金属
−半導体接合ダイオードが組み込まれた半導体装置を提
供することにある。
本発明の特徴は、絶縁膜上に半導体素子接続用開孔部或
は配線接続用開孔部を有し、配線層が複数の金属層或は
金属層からなる半導体装置において、前記半導体素子接
続用開孔部或は配線接続用開孔部の一部が、前記金属層
或は合金層で構成されかつ該接続用開孔部以外の配線領
域が前記金属層或は合金層のうち1種類のみで構成され
ている半導体装置にある。
は配線接続用開孔部を有し、配線層が複数の金属層或は
金属層からなる半導体装置において、前記半導体素子接
続用開孔部或は配線接続用開孔部の一部が、前記金属層
或は合金層で構成されかつ該接続用開孔部以外の配線領
域が前記金属層或は合金層のうち1種類のみで構成され
ている半導体装置にある。
以下本発明の実施例について第3図を用いて説明する。
例えば比抵抗0.5 のN型エピタキシャル基板10
1上に所望の厚さを有する絶縁膜102’5被着させる
。絶縁膜としては半導体基板101’i熱酸化して得ら
れるシリコン酸化膜及び気相反応により得られたシリコ
ン酸化膜等が使用されている。次に絶縁膜102上に所
望の開口部103を有するフォトレジスト104f、被
着させ、開口部103に絶縁膜102全通してP型不純
物のイオン打込みを行い開口部103@下の半導体基板
101にペース領域105を形成する(第3図(4))
。
1上に所望の厚さを有する絶縁膜102’5被着させる
。絶縁膜としては半導体基板101’i熱酸化して得ら
れるシリコン酸化膜及び気相反応により得られたシリコ
ン酸化膜等が使用されている。次に絶縁膜102上に所
望の開口部103を有するフォトレジスト104f、被
着させ、開口部103に絶縁膜102全通してP型不純
物のイオン打込みを行い開口部103@下の半導体基板
101にペース領域105を形成する(第3図(4))
。
次に将来のエミッタN+部106及びコレクタ電極10
7となる領域上の絶縁膜102 ’1il−除去し、そ
の後半導体基板中にリン原子全熱拡散法により導入する
。この段階でNPNバイポーラトランジスタ素子が構成
される(第3図(6))。次に、NPNトランジスタの
ペース電極及び金属−半導体ダイオードアノード電極1
08となる領域上の絶縁膜102v1c除去し、次いで
装置表面全面に白金を蒸着し熱処理を加えることにより
開孔部106.107 、108上に白金シリサイド1
09ヲ形成させる。この後基板表面全体に王水を浸し白
金シリサイド109部分以外の白金のみを除去する。こ
の段階でNPN トランジスタ及び金属−半導体ダイオ
ード素子が構成される(第3図(C))。次に基板表面
全体にTi//W112を被着しNPN トランジスタ
のエミッタ及びコレクタ電極、ならびに金属−半導体接
合ダイオードアノード電極形成部106a、107a、
108aをそれぞれ被う様にTi/w金属層110,1
11,112を形成し更に装置として完成させるためア
ルミ配線を接続する(第3図(d))。
7となる領域上の絶縁膜102 ’1il−除去し、そ
の後半導体基板中にリン原子全熱拡散法により導入する
。この段階でNPNバイポーラトランジスタ素子が構成
される(第3図(6))。次に、NPNトランジスタの
ペース電極及び金属−半導体ダイオードアノード電極1
08となる領域上の絶縁膜102v1c除去し、次いで
装置表面全面に白金を蒸着し熱処理を加えることにより
開孔部106.107 、108上に白金シリサイド1
09ヲ形成させる。この後基板表面全体に王水を浸し白
金シリサイド109部分以外の白金のみを除去する。こ
の段階でNPN トランジスタ及び金属−半導体ダイオ
ード素子が構成される(第3図(C))。次に基板表面
全体にTi//W112を被着しNPN トランジスタ
のエミッタ及びコレクタ電極、ならびに金属−半導体接
合ダイオードアノード電極形成部106a、107a、
108aをそれぞれ被う様にTi/w金属層110,1
11,112を形成し更に装置として完成させるためア
ルミ配線を接続する(第3図(d))。
尚装置が多層配線で構成される場合には第2図(dlよ
り更に層間絶縁物114を被着し多層配勝間接続用開孔
部を形成し次いて基板表面全面にアルミを被着し配線相
互を接続すると共にボンティングパッド領域全形成する
(第2図け))。
り更に層間絶縁物114を被着し多層配勝間接続用開孔
部を形成し次いて基板表面全面にアルミを被着し配線相
互を接続すると共にボンティングパッド領域全形成する
(第2図け))。
尚、眉間絶縁物としては気相反応により得られたシリコ
ン酸化膜、シリコン窒化膜等が使用されている。
ン酸化膜、シリコン窒化膜等が使用されている。
以上実施例で詳細に説明した様に素子相互を接続するた
めのアルミ配線下には117wカニないため逆台形状構
造の断面とならないので高歩留りでかつ配線寿命等品質
上の問題を解決出来る。
めのアルミ配線下には117wカニないため逆台形状構
造の断面とならないので高歩留りでかつ配線寿命等品質
上の問題を解決出来る。
尚前記実施例では第2図(d)に示す如く717wはア
ルミ配線で完全におおわれているがi2図(e)のよう
にNPN トランジスタのエミッタ電極等のTi/w部
分を設計上アルミ配線と同じ大きさ、或は、アルミ配線
より大きくした実施例である。この場合前記実施例に比
べT i 7w−アルミ配線間の重ね合せ精度が不狭と
なるので素子寸法を小さく出来る利点がある。
ルミ配線で完全におおわれているがi2図(e)のよう
にNPN トランジスタのエミッタ電極等のTi/w部
分を設計上アルミ配線と同じ大きさ、或は、アルミ配線
より大きくした実施例である。この場合前記実施例に比
べT i 7w−アルミ配線間の重ね合せ精度が不狭と
なるので素子寸法を小さく出来る利点がある。
但し、NPNトランジスタのエミッタ電極等の部分では
アルミ配線が逆台形状構造となるので前記実施例に比べ
若干不利となる。尚説明に際してはNPNトランジスタ
のエミッタ及びコレクタ電極、ならびに金属−半導体接
合ダイオードアノード電極の全てにT 1 /w金属層
が形成される場合について行なったが金属−半導体接合
ダイオードアノード電極だけにT 1 /W金属層があ
る場合は言うまでもなく本発明によれば高品質・高歩留
りとなる半導体装置を提供することが可能となるので本
発明の効果は絶大である。
アルミ配線が逆台形状構造となるので前記実施例に比べ
若干不利となる。尚説明に際してはNPNトランジスタ
のエミッタ及びコレクタ電極、ならびに金属−半導体接
合ダイオードアノード電極の全てにT 1 /w金属層
が形成される場合について行なったが金属−半導体接合
ダイオードアノード電極だけにT 1 /W金属層があ
る場合は言うまでもなく本発明によれば高品質・高歩留
りとなる半導体装置を提供することが可能となるので本
発明の効果は絶大である。
第1図は金属−半導体接合ダイオードを有する半導体装
置の等価回路図、第2図は従来の半導体装置の断面図、
第3図(a)〜け)は本発明の一実施例の半導体装置の
製造工程を工程順に示す断面図を示す。 尚、図において101・・・・・・N型エピタキシャル
基板、102・・・・−・絶縁膜、103・・・・・・
フォトレジスト被膜の開口部、1o4・・・・・・フォ
トレジスト、1o5・・・・・・P型ベース領域、10
5a・・・・・・ペース電極形成部、106・・・・・
・N十エミッタ領域、106a・・・・・・エミッタ電
極形成部、107・・・・・・コレクタコンタクト、1
07a・・・・・・コレクタ電極形成部、108a・・
・・・・べ一スミ極及び金属−半導体接合ダイオードア
ノード電極形成部、109・・・・・・白金シリサイド
、110゜111.112,112′・・・・・・バリ
ヤ金属層(T 17w層)、113、115・・・・・
・アルミ配線金属、114・旧・・層間絶縁物である。 箭1図 紹Z図
置の等価回路図、第2図は従来の半導体装置の断面図、
第3図(a)〜け)は本発明の一実施例の半導体装置の
製造工程を工程順に示す断面図を示す。 尚、図において101・・・・・・N型エピタキシャル
基板、102・・・・−・絶縁膜、103・・・・・・
フォトレジスト被膜の開口部、1o4・・・・・・フォ
トレジスト、1o5・・・・・・P型ベース領域、10
5a・・・・・・ペース電極形成部、106・・・・・
・N十エミッタ領域、106a・・・・・・エミッタ電
極形成部、107・・・・・・コレクタコンタクト、1
07a・・・・・・コレクタ電極形成部、108a・・
・・・・べ一スミ極及び金属−半導体接合ダイオードア
ノード電極形成部、109・・・・・・白金シリサイド
、110゜111.112,112′・・・・・・バリ
ヤ金属層(T 17w層)、113、115・・・・・
・アルミ配線金属、114・旧・・層間絶縁物である。 箭1図 紹Z図
Claims (5)
- (1)絶縁膜上に半導体素子接続用開孔部或は配線接続
用開孔部金有し配線層が複数の金属層或は合金層からな
る半導体装置において、前記半導体素子接続用開孔部或
は配線接続用開孔部の一部が、前記金属層或は合金層で
構成されかつ該接続用開孔部以外の配線領域が前記金属
層或は合金層のうち1種類のみで構成されていること’
t%徴とする半導体装置。 - (2)前記金属層或は合金層で構成された半導体素子接
続用開孔部或は配線接続用開孔部が該金属層或は合金層
の1ff!類のみで該接続用開孔部以外の配線領域で完
全におおわれていること全特徴とする特許請求の範囲第
(1)項記載の半導体装置置。 - (3)半導体素子接続用開孔部或は配線接続用開孔部は
配線層の下層が重金属或は重金属合金で上層がアルミニ
ウム或はアルミニウム合金により構成きれ該開孔部以外
の配線領域が前記アルミニウム或はアルミニウム合金で
あることt−%徴とする特許請求の範囲第(1)項記載
の半導体装置。 - (4)絶縁膜がシリコン酸化膜金倉みかつ該絶縁膜に設
けられた半導体素子接続用開孔部の少くなくとも1つの
該開孔部内に金属シリザイド金存するこ’ht特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の半導体装置。 - (5)絶縁膜がシリコン酸化膜を含へ金属シリサイドが
白金シリサイドを含み、かつ配線層の下層がチタン或は
窒化チタン,チタン−タングステン合金からなり、上層
がアルミニウム或はアルミニウムの合金から成っている
こと全特徴とする特許請求の範囲第(4)項記載の半導
体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19427282A JPS5984468A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19427282A JPS5984468A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5984468A true JPS5984468A (ja) | 1984-05-16 |
Family
ID=16321854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19427282A Pending JPS5984468A (ja) | 1982-11-05 | 1982-11-05 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5984468A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6342168A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-23 | インターナシヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン | バイポーラ半導体装置 |
JPH01138755A (ja) * | 1987-08-28 | 1989-05-31 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
JPH01161735A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52149477A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Fujitsu Ltd | Forming method of schottky barriers |
JPS55125666A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-27 | Nec Corp | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-11-05 JP JP19427282A patent/JPS5984468A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS52149477A (en) * | 1976-06-07 | 1977-12-12 | Fujitsu Ltd | Forming method of schottky barriers |
JPS55125666A (en) * | 1979-03-23 | 1980-09-27 | Nec Corp | Semiconductor device |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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