JPS60138942A - 集積回路およびその製造方法 - Google Patents

集積回路およびその製造方法

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JPS60138942A JP59246368A JP24636884A JPS60138942A JP S60138942 A JPS60138942 A JP S60138942A JP 59246368 A JP59246368 A JP 59246368A JP 24636884 A JP24636884 A JP 24636884A JP S60138942 A JPS60138942 A JP S60138942A
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PUURU RECHIYUUDO E RA FUABURIKASHION DE SHIRUKUI INTEGURE SUPESHIO SA
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PUURU RECHIYUUDO E RA FUABURIK
PUURU RECHIYUUDO E RA FUABURIKASHION DE SHIRUKUI INTEGURE SUPESHIO SA
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は集積回路およびその製造方法に関する。
本発明はここでは薄い酸化シリコンにょシ絶縁された多
結晶シリコングリッドを有する電界効果型回路の製造に
関して詳細に説明されるが、本発明は例えばバイポーラ
トランジスタ回路のごとき他の回路にも適用可能である
。
（従来技術） 多くの回路において、ドーグされたシリコンの大きな領
域は無視できない電流の導通を行なわせるように作用し
、これらの領域の電気抵抗はできる限り減少させること
が要求される。このため、非常に良好な導電性を有する
利点を持つプラチナ＼チタン、ケイ化タンタル層のごと
き金属、合金層・ヶ。オ１．。。□、ｏ５２、□ヶオ、
アい）□る。
プラチナは非常に高価であるという欠点を有す□る。チ
タンはその蒸着に続く製造段階で多量の酸：素を吸収し
、このことは導電性に対して不利とな□ぁ。１よ。、Ｊ
、、、。９い。ヶイイｔ４？！！Ｉ（ｓｉｌｔ。１．。
３２．１は化学薬剤に対する抗性がとぼしい。例えばケ
イ化チタンは、スライスを洗浄するためにしばしば使用
されるフッ化水素（ＨＦ）に可溶である。反対に対して
非常に良好な抗性を有するが、不幸にもこれらは食刻が
非常に困難であることがわかった。
というのは、プラズマを用いて食刻を行なったとき、保
持が望まれるケイ化タンタルが除去が望まれるタンタル
よシも速やかに侵食される。また、化学的手段によシ食
刻しようとすると、大量生産におい芒餐用が困難である
８０℃の浴が必要となる。
（発明の要約及び課題） 本発明はある集積回路構造とその製造方法を提供する。
この構造はメンタルを用い、その欠点を呈することなく
その利点のほとんどを生かすものである。本発明は、望
ましくない場所にあるタンタルあるいはシリコンとの混
合が望まれない場所にあるタンタルを除去する代わシに
、タンタルな絶縁性の酸化メンタルの形で保持する。本
発明による回路構造はタンタルを含む連続的層がスライ
ス全体に沿って存在するごとく構成される。この層はあ
る領域でシリコンと直接接触するケイ化り酸化シリコン
と接触する酸化タンタルとによシ構成される。
更に詳細には、本発明による集積回路は単結晶シリコン
領域および／または多結晶シリコン領域を含み、少なく
ともそのうちの一部が相互接続導電性層の一部をなす接
続部と接続され、前記領域がケイ化タンタルによシ完全
に被覆され、かつ絶縁体酸化物（一般に酸化シリコン）
の上に設けられた酸化タンタルの連続的部分によシ互い
に分離され、相互接続導電性層は被覆されたシリコン領
域の一部にてケイ化タンタルと点接触する。
薄い酸化シリコンによシ絶縁される多結晶シリコンを有
する電界効果トランジスタに対しては、トランジスタの
ソース領域及びドレイン領域は多結晶シリコングリッド
の上面部とともにケイ化タンタルによシ被覆され、グリ
ッドの両側部には酸化シリコンが付着形成され、該酸化
シリコンはグリッドのケイ化タンタルをソースのケイ化
タンタル及びドレインのケイ化タンタルから分離する空
間を充たす。
上記構造を得るために使用される製造方法は次の各工程
を有する。
（、）　基体片上に、絶縁体（酸化シリコン）を前記基
体片の表面上に設けてなる領域にょシ分離されるシリコ
ン領域を形成する工程。
（ｂ）　前記基体片の表面全体を均一にタンタルの層で
被覆する工程。
（ｃ）　前記基体片を好ましくはアルゴンである中性ガ
スが存在する乾燥雰囲気中にて約７５０℃の温度にさら
し、前記タンタルが前記シリコン領域を直接被覆する場
所全体に亘ってケイ化メンタルを形成するとともに前記
メンタルが前記絶縁体（酸化シリコン）を被覆する場所
では前記メンタルを保持する工程。
（ｄ）　前記基体片を好ましくは酸素である酸化性ガス
の存在する乾燥雰囲気中にて約２００℃〜５００℃の温
度にさらし、前記ケイ化タンタルを酸化することなく前
記タンタルを酸化させる工程。
（、）　残った酸化タンタルを除去することなく製造手
順を継続する工程。特に絶縁層が付着形成され、該絶縁
層はケイ化メンタル領域の一部の上がむきだしになるよ
うに食刻される。金属層（例えばＡｔ−８ｔ合金）が付
着形成され所望の相互接続パターンに従って食刻される
。
本発明による構造は、例えばトランジスタのグリ、ドと
ソースまたはドレインとの間のごとき、絶縁されたまま
であるべき２つのシリコン領域間よおゆ、ヶイイＢ、ｙ
、ｈｌえｕ　Ｉ　ｙ　Ｉ　／Ｌ＝オ０．ッ□：の形成に
よる短絡のリスクを完全に除去できる利　：□点を有す
る。更に、ケイ化タンタルは、抵抗を低　１１減するこ
とが望まれる場所にあるシリコン領域を　：非常に広範
梱に被覆することができ、これらの領　、１域の制限は
実際には普通ケイ化タンタル領域と酸　１化タンタル領
域との間の分離を自己整列によシ定　しめる酸化シリコ
ン領域にヨシ決定される。　洋上記製造方法において、
ケイ化２ンタル領域を　１定めるためにマスク工程は必
要でない。従って、トタンタルまたはケイ化メンタルを
食刻する困難性　１１がない。　□、ｉ 相における分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ）にょシ
付着形成される。酸化シリコンは、単結晶シリコン及び
多結晶シリコンがむきだしになるまで異方的な垂直侵食
によシ均一に食刻される。一方、多結晶シリコンの両側
部の長さに沿ってこれらの側部上にケイ化物が形成され
るのを防止する絶縁性酸化物被覆が保持される。
（発明の構成及び作用） ここではトランジスタ自身の製造の一般的工程について
は詳細に説明しない。まず、出発物質の・準結晶シリコ
ン片（スライス）ｌｏ内に、厚い酸化シリコン（８１０
２）　Ｊ　２の領域Ｂにょシ互いに絶縁され、′て能動
領域Ａが形成される。ソース１４とドレイ、、ン１６の
イオン注入及び拡散は、トランジ□、。
スタのグリ、ド１８をなす多結晶シリコン層を付着形成
：して食刻した後に、常法にょシ行なわれる。
グリッ、ド１８は薄い酸化シリコン層２ｏ上に設けられ
る。。′−このグリッド１８はソースとドレインのイオ
ン注入の工程の間にイオン注入マスクとじてソース領域
及びドレイン領域が浅瀬状部分を有する階段状に示され
ておシ、またこれらの領域がグリッドの端部と自己整列
（５ｅｌｆ　−ａｌｉｇｎ　）　Ｌ、、かつ深い拡散が
グリッドとその端部の外側の能動領域Ａを覆うように示
されている。
従来、幾つかの製造方法が知られておシ、当業者が、第
１図に示す構造、その細氷発明にとって意味のあるＭＯ
８技術による構造あるいはバイポーラ構造を得るには格
別困難性はない。
第１図の初期の構造において、ソース及びドレインの拡
散ラインは多結晶のグリッドとともに幾つかのトランジ
スタを関連させるが、できるだけ小さい抵抗を有してい
るのが望ましい（これはソースとドレインの深い拡散の
存在理由の１つである）。
このために、本発明は、第７図に示され以下のようにし
て実現される最終構造を実現することを提案する。
まず、酸化シリコン層２２は低圧の気相中で化学分解に
よシ付着形成される。この被覆の被覆能は大きく、該被
覆はグリッド１８の端部のまわシにおいては丸味を帯び
て形成され、グリッド１８の側面と単結晶シリコン片１
００表面とにより形成される直角部が十分に充填される
（第２図）。
次に酸化シリコンが前の工程で被覆された層２２の厚さ
よシわずかに大きい厚さで均一に食刻される。この食刻
は垂直方向の異方的を持つ侵食によシなされる。単結晶
シリコンがグリッド１８の多結晶シリコンとともにむき
だしにされたとき食刻は中止される。この食刻は継続さ
れず、その結果食刻の異方性のため、酸化シリコンの被
覆層２４が残シ、該被覆層２４はグリッド１８の両側部
を覆いかつグリッド１８の側部と単結晶シリコン片１０
の表面とにより形成されるコーナ一部分を充たす。この
食刻は例えば反応イオン食刻（ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｔｏ
ｎｉｃ　ｅｎｇｒａｖｉｎｇ　）であシ、この食刻の後
には、次の工程で使用されるタンタル製の溶射用ハウジ
ング（２チヤンバ・ハウジング）内におけるＳＦ６プラ
ズマによるストリッピングが続き、単結晶シリコン及び
多結晶シリコンを酸化性雰囲気中に再びさらすことなく
これらを完全に洗浄させる（第３図）。
次に約６００Ｘとなシうる厚さを有する均一なタンタル
層２６がハウジング内で溶射（スプレー）によシ伺着形
成される。付着形成されたタンタル層２６の被僚能は、
多結晶シリコングリッド１８により構成される階段状部
を通っても不連続性を受けないように十分な大きさとな
っている（第４図）。
通常のケイ化物の形成方法では、ソースを被：覆すお金
属及び１、フイ７を被覆すお金属力、らヶ’）ｌ−ｙド
を被覆する金属を分離するために被覆金属の□食刻を行
なう必要がある。
次にスライスは、好ましくはアルゴンである：中性ガス
の存在下にて乾燥した雰囲気中にて約陳Ｏ℃の温度で約
３０分間さらされる。このように：してケイ化タンタル
（Ｔａ５ｔ２　）が、タンタルと単１結晶シリコンとが
直接接触する場所（ソース及び１ドレインのトの領域２
８　、３０　）及びタンタルと多結晶シリコンとが直接
接触する場所（グリッドの上の領域３２）に形成される
。タンタルは、酸化シリコン上の場所においては、すな
わち厚い酸化シリコン１２を被覆する領域３４及び酸化
シリコン２４の上の領域３６においてはシリコンとは混
合しない（第５図）。
トランジスタのソース、ドレイン、グリッド間は領域３
４．３６内のタンタルを介して再び短絡するが、ケイ化
タンタルの領域は純粋なタンタル領域とは異なっておシ
、この領域は自己整列法、すなわちマスク工程なしで形
成される。ケイ化タンタルは第３図の工程でむきだしに
されて得られた全シリコン領域に亘って形成される。
純粋なタンタルの領域３４．３６によシ形成される短絡
は除去されることが望まれる。しかし、プラズマによる
食刻が試みられるならばケイ化メンタル合金は純粋なタ
ンタルにくらべてよシ速やかに侵食される。また化学食
刻はタンタルのみの除去を可能とするが８０℃の浴を必
要とし、これは大量生産においては実際に行なうことが
不可能である。
このような食刻を行なうことを試みるよシ、スライスは
例えば乾燥酸素の存在下のごとき乾燥雰囲気中にて低温
（約２００℃〜５００℃）で酸化を施し、ケイ化メンタ
ルを酸化することなくタンタルを酸化させる。この温度
において、この工程はタンタル以外の成分に対して総し
て不活性である。
酸化の持続時間は、タンタルの領域３４　、３６の全厚
さを酸化タンク／Ｉ／　Ｔａｚ０５　（領域３４’　、
　３６’）に変換できるように約１時間である。酸化タ
ンタルは非常に良好な絶縁体である（第６図）。
酸化メンタル及びケイ化タンタルはともに食刻されない
。次段の製造工程は、ケイ化メンタル領　・域の一部の
上に相互接続金属接点のための点状の　・むきだし部を
形成するために常法で食刻される厚い酸化シリコン層３
８（約６０００Ｘ）を低温で付着形成することである。
そして相互接続金属層４０は、例えばＡｔ−８ｔ　＋　
Ａｔ−８ｔ−ＣｕまたはＡｔ−Ｔａのごときアルミニウ
ムを基にした合金で付着形　□成される（第７図）。
この相互接続金属層４０は所望の相互接続ｉｅターンに
従って更に食刻される。基体の表面はパー、シペーショ
ン化されかつ接点パッドが回路のハウジングへワイヤを
結合するためにむきだしにされる（この工程は図示せず
）。
従って、最終段階の第７図に示すように、本発明による
集積回路の構造においては、酸化シリコンによシ直接被
覆されない単結晶シリコン及び多結晶シリコンの全領域
はケイ化メンタルで完全に被覆される。この部分はソー
ス領域及びドレイン領域の大部分である。またこの部分
はグリッドの上面の全体である。ケイ化タン、タルによ
シ被覆されたこれらのシリコン領域は酸化シリコン上に
設けられた酸化メンタル層の部分によシ分離される。
この酸化メンタル層部分は１つの能動領域を他から分離
する厚い酸化シリコン上の２つのトランジスタ間の場所
であシ、また１つのトランジスタのソースとグリッド間
あるいはドレインとグリッド間の場所である。相互接続
金属層４０はケイ化タンタルにより被覆されたシリコン
領域の一部の上にて該ケイ化タンタルと再確に接触する
。相互接　□続金属層４０は例えばアルミニウム合金に
ょ多構成でき、また多結晶シリコン上に付着形成された
他の金属に対するケイ化物の形で自身が合金化さｉｌる
多結晶シリコンによ多構成できることが分がる。このよ
うにして第１の相互接続レベルが構成うオ１、や、ヵ、
い１、。相ユ接続７６２．ヶ構成オ、ユ　□′１′：。
とが実質的に可能となる・　・；１゜ なお本発明はシリコン以外の基体（絶縁基体またけ別の
半導体基体）上に形成される集積回路に　□も当然適用
可能である。
（発明の効果） ワ、□Ｋｆｆ１８ＪＩ　Ｌえ、うよ、オ□−、わ６、；
ドープされたシリコン領域の電気抵抗を効果的に　：低
減させることが可能となる。またどのような利　１：・
：・ 点を有する集積回路を安価で簡便に提供でき、大　１：
計生産にも適する。　イ・： “°１“ｏｓｓ″１１ 第１図〜第７図はそれぞれ電界効果トランジス　１りを
組込んだ本発明による集積回路の製造の各工程を示す図
である。
１０・・・単結晶シリコン片、１２・・・酸化シリコン
領域、１４・・・ソース、１６・・・ドレイン、１８・
・・グリッド、２０・・・酸化シリコン層、２２・・・
酸化シリコン被覆層、２４・・・酸化シリコン被覆屑、
２６・・・タンタル層、２８，３０，３２・・・ケイ化
メンタル領域、３４　、３４’　、　３６　、３６’・
・・酸化タンタル領域、３．８・・・酸化シリコン層、
４ｏ・・・相互接続金属層。
特許出願人　ソンエテ　アノニム　ポウアー　レテウド
エ　ラ　ファプリ力シイオンデサーキットインテグレス
　スペンオー　イーエフセ：アイエス、特詐出願代理人
　弁理士　山　本　恵　−、“ □′ 第１頁の続き ｏ発　明　者　ミシェル　マルティ　フランス国、　３
８１００グルテイエ　３番地 レノブレ、ギヤルリー　デ　３　カ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）　少なくとも一部が相互接続導電性層の接続部に
    接続される単結晶シリコン領域および／または多結晶シ
    リコン領域を含む集積回路において、これらの領域がケ
    イ化メンタルによシ完全に被覆され、かつ絶縁体、特に
    酸化シリコンの上に設けられた酸化タンタルの連続的部
    分により互いに分離され、前記相互接続導電性層が被覆
    されたシリコン領域の一部にて前記ケイ化タンタルと点
    接触することを特徴とする集積回路。
  2. （２）薄い酸化シリコンによシ絶縁される多結晶：。 シリコンから成るグリッドを有する電界効果トラ１□ ンジスタが実現され、該トランジスタがケイ化夕１□ ンタルで被覆されたソース領域及びドレイン領域：：′
    を有し、多結晶シリコンから成る前記グリッドの：１上
    側表面の全体がケイ化タンタルで被覆され、前、：”Ａ
    ’：Ｊ　＃’　ＩＩ　ＬＬ１ｔＴ＋−４纏Ｉｔｒ　−を
    ａｍ　／し　ｐノー１　−１　−／　Ｊ＝？　Ａ↓Ｉｄ
    ｔ　’ＨＡ　ｄ汗　−Ｎ　：れ、該酸化シリコンは酸化
    タンタルにょシ被覆され、該酸化メンタルが前記グリッ
    ドのケイ化タンタルを前記ソースのケイ化タンタル及び
    前記ドレインのケイ化タンタルから分離する空間を充た
    すことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の集積
    回路。
  3. （３）　前記相互接続導電性層が、前記ケイ化タンタル
    の一部の上のところがむきだしになるように設けられた
    厚い酸化シリコンの上に設けられたアルミニウムを基に
    する合金からなる層であり、該厚い酸化シリコンが前記
    ケイ化タンタルの領域を除き当該集積回路の表面全体の
    上に存在する酸化メンタルの層を被覆することを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の集積回路。
  4. （４）・・、前記アルミニウムを基にする合金が、Ａ）
    Ｓ＋合金％Ｌ　ＡＬ　−８ｉ　−Ｃｕ合金またはＡｔ−
    Ｔａ合金であることを特徴とする特許請求の範囲第３項
    に記載の集積ロー。。
  5. （５）　（ａ）　シリコン基体片上に、絶縁体特に酸化
    シリコンを前記某体片の表面トに詩はてｔｔス領鯵ｆよ
    シ分離されるシリコン領域を形成する工程と、（ｂ）　
    前記基体片の表面全体を均一にタンタルの層で被覆する
    工程と、 （Ｃ）　前記基体片を好ましくはアルゴンである中性ガ
    スが存在する乾燥雰囲気中にて約７５６℃の温度にさら
    し、前記タンタルが前記シリコン領域を直接被覆する場
    所全体に亘ってケイ化タンタルを形成するとともに前記
    メンタルが前記絶縁体を被覆する場所では前記タンタル
    を保持する工程と、 （ｄ）　前記基体片を好ましくは酸素である酸化性ガス
    の存在する乾燥雰囲気中にて約２ｏｏ℃の温度にさらし
    、前記ケイ化タンタルを酸化することなく前記メンタル
    を酸化させる工程と、を具備することを特徴とする集積
    回路の製造方法。
  6. （６）　前記タンタルの被覆の前に、多結晶シリコンか
    らなるグリッドが薄い酸化シリコン層により前記基体片
    から絶縁され、前記基体片が気相中で化学分解により付
    着形成された酸化シリコン層によシ被覆され、該付着形
    成された酸化シリコン層は前記グリッドの多結晶シリコ
    ン及び前記グリッドの両側の単結晶シリコンがむきだし
    になるまで垂直方向の異方性を有する侵食にょ）均一に
    除去され、該侵食によシ前記酸化シリコン層が前記グリ
    ッドの両側の長さに沿って残るようにし、電界効果トラ
    ンジスタを実現したことを特徴とする特許請求の範囲第
    ５項に記載の製造方法。
  7. （７）酸化メンタルの形成後に、前記基体片をケイ化メ
    ンタル領域の一部の上にて選択的に侵食される厚い酸化
    シリコンで被覆し、次いで所望の相互接続パターンに従
    って食刻される金属層を付着形成することを特徴とする
    特許請求の範囲第５項または第６項に記載の製造方法。
JP59246368A 1983-11-22 1984-11-22 集積回路およびその製造方法 Granted JPS60138942A (ja)

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