JPS6039866A - 集積半導体回路 - Google Patents
集積半導体回路Info
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- JPS6039866A JPS6039866A JP59150458A JP15045884A JPS6039866A JP S6039866 A JPS6039866 A JP S6039866A JP 59150458 A JP59150458 A JP 59150458A JP 15045884 A JP15045884 A JP 15045884A JP S6039866 A JPS6039866 A JP S6039866A
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Classifications
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-
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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】
〔産業上の利用分野〕
この発明はシリコン基板の表面と内部に回路構成素子が
形成され、金属ケイ化物中間層を介して回路の接触区域
特にドーパントを拡散したシリコン領域に結合されてい
るアルミニウム又はアルミニウム合金の外部接続導体路
面を備える集積半導体回路に関するものである。
形成され、金属ケイ化物中間層を介して回路の接触区域
特にドーパントを拡散したシリコン領域に結合されてい
るアルミニウム又はアルミニウム合金の外部接続導体路
面を備える集積半導体回路に関するものである。
この種のデバイスで中間層としてケイ化白金を使用する
ものが文献（Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、９６
゜１９８２．１１３３１ ）に記載され公知である。こ
のデバイスの熱安定性の限度は４００Ｃ伺近である。
ものが文献（Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ、９６
゜１９８２．１１３３１ ）に記載され公知である。こ
のデバイスの熱安定性の限度は４００Ｃ伺近である。
アルミニウム又はアルミニウム・シリコン、ア？レミニ
ウム拳シリコン・チタン等のアルミニウム合金をベース
とする集積半導体回路用の金属化面も上記の文献により
公知である。この場合熱安定性の限度は５５０Ｃ句近で
ある。この金属化面は次の欠点を持つ： （１） スパイキングと呼ばれている現象およびｐシリ
コンのエピタキ／ヤル成長によるｎ＋接触層の劣化に基
きシリコン基板内の高密度ドープ拡散領域に対する小面
積接触面の形成には問題が多い。
ウム拳シリコン・チタン等のアルミニウム合金をベース
とする集積半導体回路用の金属化面も上記の文献により
公知である。この場合熱安定性の限度は５５０Ｃ句近で
ある。この金属化面は次の欠点を持つ： （１） スパイキングと呼ばれている現象およびｐシリ
コンのエピタキ／ヤル成長によるｎ＋接触層の劣化に基
きシリコン基板内の高密度ドープ拡散領域に対する小面
積接触面の形成には問題が多い。
（２）ｎシリコン表面に障壁電位φＢが低く熱安定性の
高いショットキ・ダイオードを作ることはアルミニウム
が一般に境界面に拡散してφ８を高くすることから罹め
て困難である。このようなンヨットキ・ダイオードは例
えばンヨノトキ・ＴＴＬ・スイッチング回路又はＣＭＯ
８／ショットキ・ＴＴＬスイッチング回路組に使用され
るクランプド・トランジスタにおいて必要となるもので
ある。
高いショットキ・ダイオードを作ることはアルミニウム
が一般に境界面に拡散してφ８を高くすることから罹め
て困難である。このようなンヨットキ・ダイオードは例
えばンヨノトキ・ＴＴＬ・スイッチング回路又はＣＭＯ
８／ショットキ・ＴＴＬスイッチング回路組に使用され
るクランプド・トランジスタにおいて必要となるもので
ある。
これらの欠点は接触層に拡散障壁となる層を付加するこ
とにより大部分除去することができる。
とにより大部分除去することができる。
例えば上記の文献（Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉｌｍｓ
、９６１１９８２ 、 ｐ、 ３３８）にはアルミニウ
ム・チタンおよびケイ化白金の三層系についての記載が
あり、この系のケイ化白金層は接触孔内部だけに存在す
る。
、９６１１９８２ 、 ｐ、 ３３８）にはアルミニウ
ム・チタンおよびケイ化白金の三層系についての記載が
あり、この系のケイ化白金層は接触孔内部だけに存在す
る。
米国特許第４，２０１，９９９号明細書によシ低い障壁
のショットキ・ダイオードをｎソリコン上に実現するた
めタンタル、タンタル・アルミニウムおよびアルミニウ
ムの金属三層系を使用することが公知である。
のショットキ・ダイオードをｎソリコン上に実現するた
めタンタル、タンタル・アルミニウムおよびアルミニウ
ムの金属三層系を使用することが公知である。
この金属化方式の欠点はシリコンに接触するタンタルが
比較的低い温度において既にケイ化物を形成する傾向が
あり、それによって基板短絡の原因となることである。
比較的低い温度において既にケイ化物を形成する傾向が
あり、それによって基板短絡の原因となることである。
更にこれらの公知の層系は製造工程段の追加を必要とし
著しく高価となる外集積回路の製造歩留りを低下させる
。
著しく高価となる外集積回路の製造歩留りを低下させる
。
この発明の目的は超大規模集積回路（ＵＬＳＩ系）にお
いて導体路と平坦な拡散領域に対する接触面の信頼性と
耐負荷性を高め、しかも構造が簡単で１ 容易に実現さ
れるアルミニウム・ベースノ金属化層系を提供すること
である。
いて導体路と平坦な拡散領域に対する接触面の信頼性と
耐負荷性を高め、しかも構造が簡単で１ 容易に実現さ
れるアルミニウム・ベースノ金属化層系を提供すること
である。
この目的は冒頭に挙げた集積半導体回路において導体路
面と回路の接触区域とを結合する中間層を、タンタル含
有量がニケイ化タンタル（ＴａＳｉ２）の化学量論組織
に対応する値より多いタンタルケイ化物で作ることによ
って達成される。
面と回路の接触区域とを結合する中間層を、タンタル含
有量がニケイ化タンタル（ＴａＳｉ２）の化学量論組織
に対応する値より多いタンタルケイ化物で作ることによ
って達成される。
タンタルケイ化物層をその両方の成分の同時蒸着によっ
て作ること、あるいはタンタルケイ化物のターゲットを
使用して高周波スパッタリングによって作ることもこの
発明の枠内である。この方法によって析出したケイ化タ
ンタルは無定形である。
て作ること、あるいはタンタルケイ化物のターゲットを
使用して高周波スパッタリングによって作ることもこの
発明の枠内である。この方法によって析出したケイ化タ
ンタルは無定形である。
この発明の別の実施例においてはタンタルケイ化物層が
例えばハロゲン化タンタルとシランから成る混合ガスの
熱分解によシガヌ相から析出する。
例えばハロゲン化タンタルとシランから成る混合ガスの
熱分解によシガヌ相から析出する。
この発明のその他の実施形態は特許請求の範囲第２項ｖ
下に示されている。
下に示されている。
図面に示した接触部の層構造断面図についてこの発明を
更に詳細に説明する。
更に詳細に説明する。
■はｎ＋型又はｐ＋型にドープされた領域２を含む基板
であシ、３は接触孔が作られている５ｉ０２層である。
であシ、３は接触孔が作られている５ｉ０２層である。
公知の半導体製造技術（共同スパッタリング、共同蒸着
又はＣＶＤ法）罠よりタンタルケイ化物層５が１００乃
至５００ｎｍの厚さに形成されるがその際二ケイ化タン
タルの化学量論組成に対応する位取」−のタンタルが沈
着するようにする。
又はＣＶＤ法）罠よりタンタルケイ化物層５が１００乃
至５００ｎｍの厚さに形成されるがその際二ケイ化タン
タルの化学量論組成に対応する位取」−のタンタルが沈
着するようにする。
これは例えばタンタルを過剰に含む合金で作られたタン
タルケイ化物ターゲートを使用することによって実現す
る。タンタルケイ化物層５の」二には例えばドープされ
たアルミニウム層６を５００乃至２０００層ｍの厚さに
蒸着し、この二重層（５，６）を通して共通の構造を作
る。この構造は図に示されていない。
タルケイ化物ターゲートを使用することによって実現す
る。タンタルケイ化物層５の」二には例えばドープされ
たアルミニウム層６を５００乃至２０００層ｍの厚さに
蒸着し、この二重層（５，６）を通して共通の構造を作
る。この構造は図に示されていない。
選択的のＣＶＤ法によりタンタルケイ化物を接触孔（矢
印４で示す）内だけに析出さ（→ることも可能である。
印４で示す）内だけに析出さ（→ることも可能である。
−アルミニウム層６は導体路抵抗を小さくし、良ンタル
ケイ化物層５は拡散障壁と同時に接触材料として作用す
る。これは一方ではタンタルケイ化物によって信シリコ
ンとｐ＋シリコンの間にオーム接触を作ることができ又
ｎシリコンに対するショットキ障壁が０．５９ｅＶであ
って充分低いこと、他方ではニケイ化タンタルの化学量
論組成に対応する値以上のタンタルを含むタンタルケイ
化物がテンパー処理に際してアルミニウムの拡散を阻止
することによって可能となるものである。
ケイ化物層５は拡散障壁と同時に接触材料として作用す
る。これは一方ではタンタルケイ化物によって信シリコ
ンとｐ＋シリコンの間にオーム接触を作ることができ又
ｎシリコンに対するショットキ障壁が０．５９ｅＶであ
って充分低いこと、他方ではニケイ化タンタルの化学量
論組成に対応する値以上のタンタルを含むタンタルケイ
化物がテンパー処理に際してアルミニウムの拡散を阻止
することによって可能となるものである。
この発明による結合金属化層には次の長所がある゛
（１１従来のもののように三層ではなく二層だけである
ので製造工程（例えばエツチングと析出）が著しく簡略
化これる； （２） 純金属の代りに始めからケイ化物を析出させる
のでシリコンの（１００）面における反応深さが浅くな
る。
ので製造工程（例えばエツチングと析出）が著しく簡略
化これる； （２） 純金属の代りに始めからケイ化物を析出させる
のでシリコンの（１００）面における反応深さが浅くな
る。
（３）接触層へのアルミニウムの拡散が生じない；（４
） 接触層内部でｐシリコンのエピタキ／ヤル成長が起
らない； （５）アルミニウムの析出に際してシリコンの添加を必
要としない； （６）両層の析出が同じ工程段例えばＣＶＩ）法によっ
て可能となる； （７） クンタルケイ化物は電流負荷を太き（すること
ができるのでケイ化物が全面析出するとアルミニウム断
絶に際して余剰安全度が存在する。
） 接触層内部でｐシリコンのエピタキ／ヤル成長が起
らない； （５）アルミニウムの析出に際してシリコンの添加を必
要としない； （６）両層の析出が同じ工程段例えばＣＶＩ）法によっ
て可能となる； （７） クンタルケイ化物は電流負荷を太き（すること
ができるのでケイ化物が全面析出するとアルミニウム断
絶に際して余剰安全度が存在する。
図面はこの発明による接触部層構造の断面を示すもので
１は基板、２はドープ領域、３は５１０２層、５はタン
タルケイ化物層、６はアルミニウム層である。
１は基板、２はドープ領域、３は５１０２層、５はタン
タルケイ化物層、６はアルミニウム層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）外部接続導体路面と回路の接触区域とを結合する金
属ケイ化物中間層がタンタルケイ化物から成り、そのタ
ンタル含有量がニケイ化タンタルの化学量論組成に対応
するよりも多いことを特徴とするシリコン基板の表面と
内部に回路構成素子が作られ、アルミニウム又はアルミ
ニウム合金から成る外部接続導体路面が金属ケイ化物中
間層を介して回路の接触区域に結合されている集積半導
体回路。 ２）タンタルケイ化物層がその両成分の同時蒸着による
か、あるいはケイ化タンタル・ターゲットを使用する高
周波スパッタリングによって作られることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の集積半導体回路。 ３）タンタルケイ化物層がガス相からの析出、例えばハ
ロゲン化タンタルとシランの混合ガスの熱分解によって
形成されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の集積半導体回路。 ４）タンタルケイ化物が選択的に接触孔内だけに析出し
ていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の集
積半導体回路。 ５）アルミニウム合金がアルミニウム・銅、アルミニウ
ム・／リコン、アルミニウム・銅・シリコンおよびアル
ミニウム・シリコン・チタンのいずれかであることを特
徴とする特許請求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに
記載の集積半導体回路。 ６）タンタルケイ化層の厚さが］００ｎｍから５００ｎ
ｍの間であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
至第５項のいずれかに記載の集積半導体回路。 ７）タンタルケイ化物層とそれを覆うアルミニウム層又
はアルミニウム合金層として構造が作られ、それによっ
て外部接続導体路面がアルミニウム・タンタルケイ化物
二重層となっていることを特徴とする特許請求の範囲第
１項・乃至第３項のいずれかに記載の集積半導体回路。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3326142.3 | 1983-07-20 | ||
| DE19833326142 DE3326142A1 (de) | 1983-07-20 | 1983-07-20 | Integrierte halbleiterschaltung mit einer aus aluminium oder aus einer aluminiumlegierung bestehenden aeusseren kontaktleiterbahnebene |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6039866A true JPS6039866A (ja) | 1985-03-01 |
| JPH0652788B2 JPH0652788B2 (ja) | 1994-07-06 |
Family
ID=6204449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59150458A Expired - Fee Related JPH0652788B2 (ja) | 1983-07-20 | 1984-07-19 | 集積半導体回路 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4912543A (ja) |
| EP (1) | EP0132720B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0652788B2 (ja) |
| AT (1) | ATE31846T1 (ja) |
| CA (1) | CA1217574A (ja) |
| DE (2) | DE3326142A1 (ja) |
| HK (1) | HK84592A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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