JPS6029222B2 - 固体電子装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は固体電子装置の製造方法にかかり、特に多結晶
珪素層を用いた配線体の形成方法に関する。

多結晶珪素層を用いた配線は半導体装置又は薄膜、厚膜
回路にて使用できるがその抵抗値を減少する方法として
、多結晶珪素膜上に白金膜を堆積し、ひき続いて熱処理
を行い多結晶珪素上に白金珪化物層を形成して抵抗値の
低い配線体を形成する 方法が あ る 。

例え ばＪｏｍＭ１ ｏｆＥｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃ
ａＩＳｏｃｉｅｔｙ（ジヤーナルオブエレクトロケミカ
ルソサィェティ）１９７５年、１７１４〜１７１８頁に
記載されている報告もその一例である。しかしながら上
述した方法においては白金珪化物層の形成条件について
は不充分な点が多い。例えばこの方法では、多結晶珪素
層上に約０．１＆ｍの白金膜を形成し、ひき続いて白金
珪化物層を形成した場合、白金達化物層にはかなり大き
な応力（ご１びｏｄｙｎｅ／の）が発生すると報告され
ている。この応力がある臨界値を越えると白金珪化物層
にクラックが発生し、所望の配線体は得られない。配線
体の抵抗を下げるためには、白金膜を厚くし、従って白
金珪化物腰を厚くする方が好ましいが、白金膜を厚くす
れば白金珪化物のクラックが発生しやすくなる欠点があ
り、クラックが発生する臨界値は明らかでなかった。本
発明は、低い抵抗値を維持し、かつクラツクの発生のな
い白金珪化物膜と多結晶珪素から構成される配線体を備
えた固体電子装置の製造方法を提供するものである。

本発明は、絶系菱基板上又は絶縁膜により一主面を選択
的に被覆した基板上に形成された多結晶珪素層を備えた
固体電子装置の製造方法において、該多結晶珪素層上に
白金膜を０．１５仏ｍより薄く設け熱処理することを特
徴とする。上言己白金膜の形成は０．１〜０．１５仏ｍ
の範囲内に形成するのが好ましい。

さらに本発明の固体電子装置は絶縁基板上又は絶縁膜に
より一主面を選択的に被覆された基板上に形成された多
結晶珪素層と該多結晶珪素層上に形成された０．４山ｍ
より薄い白金珪化物層とを含むことを特徴とする。

本発明を実施例により説明する。

第１図は本発明を半導体装置に実施した場合の主な製造
工程における断面図である。

まず、珪素単結晶基板１の一表面部に厚さ０．１〜１仏
ｍの二酸化珪素層２を形成し、続いて上記二酸化珪素層
２の上面に接して、多結晶珪素層３を０．１乃至ｌｒｍ
の厚さに堆積する。

この多結晶珪素層３の堆積はシラン（ＳｉＨ４）の熱分
解を利用し、多結晶珪素表面が滑らかになるようにする
ため６００乃至７０び０で行われる。ひき続いて上記多
結晶珪素層３に高濃度の燐あるいはホウ素を添加し、多
結晶珪素層の層抵抗値を１０〜１０００Ｑ／□にする。
更にひき続いて上記多結晶珪素層３を酸化し、０．１仏
ｍ程度の酸化珪素層４を形成し、続いて上記酸化珪素層
４の上面にフオトレジスト膜５に堆積する。尚、珪素単
結晶基板１の表面近傍には、通常のＭＯＳ型或はバィポ
ーラ型トランジスタが上記酸化珪素２の形成前にあうか
じめ設けられていてもかまわない（第１図ａ）。次に、
フオトレジスト膜５に選択的に開孔６，７を設け、表面
を露出した酸化珪素膜４を除去し、多結晶珪素層３の表
面を露出する。

続いて表面が露出した多結晶珪素層をエッチング除去し
、酸化珪素層２の表面を選択的に露出する。この多結晶
珪素のエッチングは弗酸と硝酸と氷酢酸の混合液により
行う（第１図ｂ）。次に、多結晶珪素層３上のフオトレ
ジスト膜５および酸化珪素層４を除去し、多結晶珪素層
３および酸化珪素層２の表面を選択的に露出する。

続いて上記多結晶珪素層３および酸化珪素層２の上面に
白金層８を堆積する。この白金層の堆積はスパッタ法或
は電子ビーム蒸着法で行い、白金層の膜厚は０．２ムｍ
より薄くしておく（第１図ｃ）。ひき続いて、上記多結
晶珪素層３および白金層８からなる配線体を４００乃至
８００００、窒素或はアルゴンなどの不活性気体中で５
乃至６■ご程度熱処理する。この熱処理により多結晶層
３と白金層８の間に白金珪化物層９が形成される。この
白金達化物層５の厚さは上記時間に依存する。又熱処理
後には上記多結晶珪素層３及び白金層８の膜厚は上記熱
処理前の値よりもそれぞれ薄くなっている（第１図ｄ）
。最後に、約８０ｑｏの王水又は必要なら水で希釈した
王水中に浸潰して白金層８を除去し、白金珪化物層９お
よび酸化珪素膜２の表面を露出して、多結晶珪素層３と
白金珪化物層９から構成された抵抗値の低い配線体を有
する固体電子装置が得られる（第１図ｅ）。

第１表は上記実施例に沿って作製された多結晶珪素及び
白金珪化物より構成された配線体の第１図ｅで述べた白
金エッチング後の白金珪化物層のクラック発生の有無を
示すものである。

第１表 第２表 ここでは多結晶珪素膜厚は０．５仏ｍに、又、熱処理時
間は１８分にそれぞれ固定した場合であるが、同表に示
すように、白金膜厚が０．１５仏ｍ以下の場合、いずれ
の熱処理温度でも白金珪化物層にクラツクが発生しない
。

一方白金膜厚が０．２０仏ｍの場合、いずれの熱処理温
度でも白金珪化物膜にクラックが発生する。このクラッ
ク発生が更に進行すると、ついには第２図ａのように白
金達化物層ははがれ、多結晶珪素層のみになり、所望の
配線体は得られない。この白金珪化物層へのクラック発
生は白金膜厚が厚いほど白金珪化物層に誘起される応力
もまた増大することに起因していると考えられる。第２
表は上記実施例に沿って作製された白金珪化物層の膜厚
を示したものである。

ここでは上記と同様に、多結晶珪素膜層は０．５ｒｍに
、又、熱処理時間は１５分に固定した場合であるが、白
金珪化物層膜厚は熱処理温度には殆んど依存せず、堆積
した白金膜厚の約２倍となる。すなわち白金膜厚の約２
倍となるように白金珪化物層を形成すると第１表に示す
ような結果となり、この結果は白金珪化物層を形成する
雰囲気、形成温度等は先に示した通常のシリサィド形成
条件の全てにおいてあてはまる。第２図は本発明の１実
施例の配線体の顕微鏡写真であって、ａ図は白金珪化物
層が部分的に剥れた配線体、ｂ図は良好に形成された配
線体である。

第２図ａにおいて黒い部分１０が白金珪イ的物層の剥れ
た所である。第２図に示すように白金珪化物層の厚さを
０．４〃ｍより薄くすれば白金珪化物層にクラツクが発
生せず、白金珪化物層が剥離することはない。

尚、この実施例では単結晶珪素を基板とした半導体装置
を例にあげたが、本発明は他の半導体又は他の絶縁物基
板上に形成された抵抗体及び配線にも適用できる。また
この実施例では白金を王水で除去する方法を述べたが本
発明は単に王水のみでなくスパッタ法、プラズマ法で白
金を除去する場合にも適用できる。以上述べたように、
本発明の固体電子装置の製造方法によれば、白金珪化物
層にクラックが発生しないで、且つ層抵抗値の低い配線
体を持つ固体電子装置を再現性よく、精度よく製造する
ことができ、実用上きわめて有効なものである。

更に、本発明によれば層抵抗値が低く、且つ白金達化物
層にクラックが発生しない固体電子装置を提供でき、実
用上きわめて有効なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を半導体装置に実施した場合の主な製造
工程における断面図、第２図は本発明の１実施例の配線
体の顕微鏡写真である。 １・・・・・・珪素単結晶基板、２・・・・・・酸化珪
素層、３・…・・多結晶珪素層、４・・・・・・酸化珪
素層、５・・・・・・フオトレジスト膜、８・・・・・
・白金層、９・・・・・・白金珪化物層、１０・・・・
・・白金珪化物層の剥れた所。 多７図■）多７図（ｂ） 第７図の 多７図の 多フ園′６） 黍２ 図（４） 袋Ｚ 図（汐）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 絶縁基板上又は絶縁膜により一主面を選択的に被覆
   した基板上に形成された多結晶珪素層を備えた固体電子
   装置の製造方法において、該多結晶珪素層上に白金膜を
   ０．１５μｍより薄くかつ０．１μｍより厚く設け、８
   ００℃以下で４００℃以上の熱処理をし、前記設けられ
   た白金膜の約２倍の厚さの白金珪化物層を前記多結晶珪
   素層上に形成することを特徴とする固体電子装置の製造
   方法。