JPS6046024A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JPS6046024A
JPS6046024A JP15430783A JP15430783A JPS6046024A JP S6046024 A JPS6046024 A JP S6046024A JP 15430783 A JP15430783 A JP 15430783A JP 15430783 A JP15430783 A JP 15430783A JP S6046024 A JPS6046024 A JP S6046024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
film
conductive layer
forming
polycrystalline silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP15430783A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0562456B2 (en
Inventor
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
Masaaki Ueda
植田 正昭
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP15430783A priority Critical patent/JPS6046024A/en
Publication of JPS6046024A publication Critical patent/JPS6046024A/en
Publication of JPH0562456B2 publication Critical patent/JPH0562456B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the improper contact due to the disconnection of wirings by locally forming previously a primary layer on the first conductive layer, laminating the second conductive layer on the primary layer, and integrating both to be homogeneous, thereby forming a layer to become a leading electrode. CONSTITUTION:A contacting hole 5 is opened by an RIE method or the like on the prescribed region of a field oxidized film 2 of an element region. Then, a privary layer 6 made of polycrystalline Si is formed in the hole 5 and on the film 2. Then, plasma etching is formed on the surface of the layer 6, and the primary layers 6a, 6b are allowed to remain only in the hole 5 and on the periphery of a stepwise portion 5. Then, the second conductive layer 7 is formed on the layers 6a, 6b and the film 2. At this time, a reverse sputter etching is, for example, performed to activate it, thereby securing the layer 7 made of aluminum or the like. Then, heat treatment is performed, the remaining layers 6a, 6b and the layer 7 are integrated to form an electrode layer 8 made of aluminum alloy.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の配線層形成に係り特に埋め込み
電極構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to the formation of wiring layers in semiconductor devices, and particularly relates to a buried electrode structure.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

従来、半導体基板上に設けられたコンタクトホールを介
して取出電極を形成する手段として、半導体基板を加熱
しなから取出電極の形成部制を堆積することが行われて
いる。このように半導体基板を加熱するのは、例えばア
ルミニウムのような取出電極の形成部材の表面拡散を促
進して、これをコンタクトホール内に十分に充填させる
ためである。コンタクトホールは、通常R,1,E (
Reactive Ion Etching)技術にて
約3μm口の大きさで急峻な内側面を有するものに形成
されている。
BACKGROUND ART Conventionally, as a means for forming an extraction electrode through a contact hole provided on a semiconductor substrate, a method for forming an extraction electrode is deposited without heating the semiconductor substrate. The purpose of heating the semiconductor substrate in this manner is to promote surface diffusion of the extraction electrode forming material, such as aluminum, and to sufficiently fill the contact hole with the material. The contact hole is usually R,1,E (
It is formed using reactive ion etching (reactive ion etching) technology to have an opening size of approximately 3 μm and a steep inner surface.

この加熱処理を併用したものでは、コンタクトホールが
3μm口程鹿の比較的太きいものである場合には、取出
電極の形成部利をステップ力パレイジ良く堆積すること
ができる。しかしながら、コンタクトホールの大きさが
2μm口以下になると、その内壁面の部分で堆積層のス
テップカバレイジが悪くなる。特に、コンタクトホール
の大きさが1μm口以下になると、取出電極の形成部材
を堆積できない問題があった。
When this heat treatment is used in combination, when the contact hole is relatively thick, about 3 μm in diameter, it is possible to deposit the lead-out electrode forming portion with good step force coverage. However, when the size of the contact hole is less than 2 μm, the step coverage of the deposited layer becomes poor at the inner wall surface. Particularly, when the size of the contact hole is 1 μm or less, there is a problem in that it is not possible to deposit the member for forming the extraction electrode.

また、配線アルミニウムと基板シリコンが直接接してい
るコンタクト部においてオーミックコンタクトを取るた
めの熱処理の過程でシリコンがアルミニウムの中へ拡散
する現象が起っていた。
Furthermore, in the process of heat treatment to establish ohmic contact at the contact portion where the aluminum wiring and the silicon substrate are in direct contact, a phenomenon has occurred in which silicon diffuses into the aluminum.

そのため、シリコンとアルミニウムの接触面において、
シリコン側にピットができ、その中にアルミニウムが入
りこみ、プレーナー構造でP−N接合が浅い場合にはこ
のビットの深さが接合面にまで達し、その結果P−N接
合の耐圧が劣化したシ、逆方向リーク電流が増加する欠
点があった。この欠点を解決するため、コンタクト開孔
径全面に多結晶シリコンを被着後アルシミニウムを被着
しその後ノ4ターニングして配線層を形成する方法が特
開昭51−147981号に開示されている。しかし、
この方法であれば、アルミニウム層の直下の全域に多結
晶シリコンが存在するためその後の処理によっても多結
晶シリコン中のシリコンの一部がアルミニウムに融は込
むだけで多結晶シリコン層とアルミニラ 1ム層の接触
面の一部のみが合金化されるものである。基板との接触
は残存の多結晶シリコンによって行なわれるため、接触
抵抗を低くすることができない欠点を有している。また
、コンタクト孔と拡散層との合わせずれがhつても接続
を確実にするため多結晶シリコンに拡散層と同一導電型
の不純物を導入しているが、この方法であれば特定の不
純物を多結晶シリコンに導入するため、PチャネルとN
チャネルの両タイプのトランジスタを有する相補型電界
効果トランジスタ集積回路には適さないものであるO〔
発明の目的〕 本発明は、断線等による接触不良を防止して微細なコン
タクトホールから取出電極を確実に取出し、高い信頼性
を有する半導体装置を高歩留で得ることができる半導体
装置の製造方法を提供することをその目的とするもので
ある。
Therefore, at the interface between silicon and aluminum,
A pit is formed on the silicon side, and aluminum gets into it. If the P-N junction is shallow with a planar structure, the depth of this bit reaches the junction surface, resulting in a system where the withstand voltage of the P-N junction deteriorates. However, there was a drawback that the reverse leakage current increased. In order to solve this drawback, Japanese Patent Laid-Open No. 147981/1983 discloses a method in which a wiring layer is formed by depositing polycrystalline silicon over the entire diameter of the contact hole, then depositing aluminum, and then turning the contact hole. but,
With this method, since polycrystalline silicon exists in the entire area directly under the aluminum layer, even after subsequent processing, only a portion of the silicon in the polycrystalline silicon melts into the aluminum, and the polycrystalline silicon layer and aluminum layer are combined. Only a portion of the contact surfaces of the layers are alloyed. Since contact with the substrate is made through the remaining polycrystalline silicon, it has the disadvantage that contact resistance cannot be reduced. Furthermore, in order to ensure the connection even if there is misalignment between the contact hole and the diffusion layer, impurities of the same conductivity type as the diffusion layer are introduced into the polycrystalline silicon. P channel and N
O[
Purpose of the Invention The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, which prevents contact failures such as wire breakage and reliably extracts an extraction electrode from a fine contact hole, thereby producing a highly reliable semiconductor device at a high yield. Its purpose is to provide.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、第1導電層上に局部的に予め下地層を形成し
、この下地層上に第2導電層を積層して両者を一体に同
質化することにより、取出電極となる層を形成し、断線
等による接触不良を防止した取出電極を有する信頼性の
高い半導体装置を高歩留9で得ることができる半導体装
置の製造方法である。
In the present invention, a base layer is locally formed on the first conductive layer in advance, and a second conductive layer is laminated on the base layer to make the two integrally homogeneous, thereby forming a layer that will become an extraction electrode. However, this is a method for manufacturing a semiconductor device that can obtain a highly reliable semiconductor device having a lead-out electrode that prevents poor contact due to disconnection or the like at a high yield of 9.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例について第1図(A)乃至同図(
D)を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
This will be explained with reference to D).

先ず、半導体基板1の所定領域に素子領域を囲むフィー
ルド酸化膜2を形成する。次いで、素子領域上にダート
酸化膜を形成し、ダート酸化膜上に所定ノ4ターンのダ
ート電極3を形成する。次いで、ダート電極3を覆う酸
化膜を素子領域上に形成し、フィールド酸化膜2と一体
イヒする。ダート電極3の上方のフィールドlHヒ刀負
2は、r−)電極3の肉厚分だけ隆起した段差部4を有
している。素子領域部分のフィールド酸化膜2の所定領
域に例えばR. 1. E (ReactiveIon
 Itching )法により約1μm口のコンタクト
ホール5を開口する。次いで、例えば減圧C−V.D(
 Chemical Vapor Depositio
n )によシ、多結晶シリコンからなる下地層6をコン
タクトホール5内及びフィールド酸化膜2上に形成する
(第1図(A)参照)。ここで、下地層6の材質として
は、シリコンあるいはアルミニウムと合金化乃至固溶す
るものを用いても良い。下地層6を形成する手段は、減
圧C,V、D法の他にも微細なコンタクトホール5内や
急峻な段差部4に滑らかな下地層6を形成できるもので
あれば如何なるものでも良い。また、シリコン等からな
る下地層6中には、後述する第2導電層7との合金化を
容易に行うために、例えばP型の不純物を導入しておく
のが望ましい。
First, a field oxide film 2 surrounding an element region is formed in a predetermined region of a semiconductor substrate 1. As shown in FIG. Next, a dirt oxide film is formed on the element region, and a predetermined number of four turns of dirt electrodes 3 are formed on the dirt oxide film. Next, an oxide film covering the dirt electrode 3 is formed on the element region and is oxidized integrally with the field oxide film 2. The field lH support 2 above the dirt electrode 3 has a stepped portion 4 raised by the thickness of the r-) electrode 3. For example, R. 1. E (Reactive Ion
A contact hole 5 having a diameter of about 1 μm is opened by the Itching method. Then, for example, reduced pressure C-V. D(
Chemical Vapor Depositio
n) Next, a base layer 6 made of polycrystalline silicon is formed in the contact hole 5 and on the field oxide film 2 (see FIG. 1(A)). Here, as the material of the base layer 6, a material that is alloyed or solid-solved with silicon or aluminum may be used. In addition to the reduced pressure C, V, and D methods, any means for forming the base layer 6 may be used as long as it can form a smooth base layer 6 within the fine contact hole 5 or in the steep stepped portion 4. Further, it is desirable to introduce, for example, a P-type impurity into the base layer 6 made of silicon or the like in order to facilitate alloying with a second conductive layer 7, which will be described later.

次に、下地層6の表面にプラズマエツチング処理を施し
、コンタクトホール5内及び段差部4の周辺部のみに下
地層6a、6bを残存させる(同図(B)参照)。
Next, a plasma etching process is performed on the surface of the base layer 6, so that the base layers 6a and 6b remain only in the contact hole 5 and around the stepped portion 4 (see FIG. 2B).

次いで、残存した下地層6a 、6b及びフィールド酸
化膜2上に例えばアルミニウムからなる第2導電層7を
厚さ約1μm形成する(同図(C)参照)。このとき、
例えば逆スパツタエツチングを施して活性化処理を施し
、アルミニウム等からなる第2導電層7を確実に固着さ
せるのが望ましい。この第2導電層7を形成する際には
、加熱処理を全く施さなくても良い。第2尋電層7とし
ては、アルミニウムの他にもアルミニウム合金等を使用
しても良い。要は次に述べる熱処理によって、下地層6
a、6bと一体に同質にするものであれば如何なる材質
のものを用いても良い。次いで、これに例えば450°
Cで30分間熱処理を施し、残存した下地層6a。
Next, a second conductive layer 7 made of, for example, aluminum and having a thickness of about 1 μm is formed on the remaining base layers 6a, 6b and field oxide film 2 (see FIG. 3C). At this time,
For example, it is desirable to carry out an activation treatment by reverse sputter etching to reliably fix the second conductive layer 7 made of aluminum or the like. When forming this second conductive layer 7, there is no need to perform any heat treatment. As the second insulation layer 7, other than aluminum, an aluminum alloy or the like may be used. The point is that the base layer 6 is formed by the heat treatment described below.
Any material may be used as long as it is integrally made of the same material as a and 6b. Then, for example, 450°
The base layer 6a that remained after being heat-treated with C for 30 minutes.

6bと第2導電層7とを一体化してアルミニウム合金か
らなる電極層8とする(同図(D)参照)。
6b and the second conductive layer 7 are integrated to form an electrode layer 8 made of an aluminum alloy (see (D) in the same figure).

然る後、電極層8にi9ターニング処理を施し、所定形
状の取出電極を得る。ここで、下地層6a、6bと第2
導電層とを一体化するための熱処理は、パターニングに
より取出電極を形成した後に行っても良い。
Thereafter, the electrode layer 8 is subjected to i9 turning treatment to obtain an extraction electrode having a predetermined shape. Here, the base layers 6a, 6b and the second
The heat treatment for integrating the conductive layer may be performed after forming the extraction electrode by patterning.

このような、半導体装置の製造方法によれば、予めコン
タクトホール5内及び段差部4に残存した下地層6a、
6bと一体化した電極層8から取出電極を形成するので
、取出電極の抵抗は従来に比べて大幅減少でき電極形成
層7の良好なステップ力パレイジによシ、断線等による
接触不良を防止した取出電極を、微細なコンタクトホー
ル5から容易に取出すことができる。また、従来問題と
なっていたアルミニウムの基板への突きぬけも防止でき
る。このため、信頼性の高い半導体装置を得ることがで
きる。更に第2導電層7の形成に際しては、熱処理を必
ずしも必要としないので作業性を向上できると共に、熱
処理のだめの装置が不要となるので、製造コストを安く
することができる。その結果、製造歩留を高めることが
できる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor device, the base layer 6a remaining in the contact hole 5 and the stepped portion 4 in advance,
Since the lead-out electrode is formed from the electrode layer 8 integrated with the electrode 6b, the resistance of the lead-out electrode can be significantly reduced compared to the conventional method, and the electrode forming layer 7 has good stepping force distribution to prevent contact failures due to breakage, disconnection, etc. The extraction electrode can be easily extracted from the fine contact hole 5. It also prevents aluminum from penetrating the substrate, which has been a problem in the past. Therefore, a highly reliable semiconductor device can be obtained. Furthermore, when forming the second conductive layer 7, heat treatment is not necessarily required, so workability can be improved, and since no equipment for heat treatment is required, manufacturing costs can be reduced. As a result, manufacturing yield can be increased.

なお、コンタクトホール5内には、第2図に示す如く、
Tiやptのシリサイドからなるバリア層9を形成して
おき、下地層6aと半導体基板1が反応するのを阻止す
るようにしても良い。
In addition, as shown in FIG. 2, inside the contact hole 5,
A barrier layer 9 made of Ti or PT silicide may be formed to prevent the underlying layer 6a and the semiconductor substrate 1 from reacting.

また、第3図に示す如く、第2導電層7V3にチタン等
からなる合金化促進層10を形成して、下地層6aと第
2導電層7間で容易に合金化が起きるようにしても良い
〇 次に、本発明方法を相補型MO8FETからなる半導体
装置の製造に適用した実施例について説明する。
Further, as shown in FIG. 3, an alloying promoting layer 10 made of titanium or the like is formed on the second conductive layer 7V3 so that alloying easily occurs between the base layer 6a and the second conductive layer 7. Good〇Next, an example will be described in which the method of the present invention is applied to manufacturing a semiconductor device consisting of a complementary MO8FET.

先ず、第4図(4)に示す如く、例えば比抵抗が7〜8
Ω・儂のN型の半導体基板20内にP型の拡散層21を
有すると共に、この半導体基板20内に形成したP−w
ell領域22内にN型の拡散層23を有するものを用
意する。これら拡散領域は、例えばFET素子を形成す
るソース・ドレイン領域となる。ここで、これら拡散領
域の不純物濃度は、約1020crn−’に設定した。
First, as shown in Figure 4 (4), for example, if the specific resistance is 7 to 8
Ω・I have a P-type diffusion layer 21 in my N-type semiconductor substrate 20, and a P-w formed in this semiconductor substrate 20.
A device having an N-type diffusion layer 23 in the ELL region 22 is prepared. These diffusion regions become, for example, source/drain regions forming an FET element. Here, the impurity concentration of these diffusion regions was set to about 1020 crn-'.

また、P型拡散領域はぎロンを用いて約0.5μmの拡
散深さに形成し、N型拡散領域は砒素を用いて約0.3
μmの拡散深さに形成した。更に、これらのFET素子
を構成するダート金属には、多結晶シリコンを使用した
In addition, the P-type diffusion region is formed using a groin to a diffusion depth of approximately 0.5 μm, and the N-type diffusion region is formed using arsenic to a diffusion depth of approximately 0.3 μm.
It was formed to a diffusion depth of μm. Furthermore, polycrystalline silicon was used as the dart metal constituting these FET elements.

この半導体基板20の露出表面に気相成長法により下地
層となる5in2/PSG (Phosph。
A 5in2/PSG (Phosph) base layer is formed on the exposed surface of the semiconductor substrate 20 by vapor phase growth.

5ilicate Glass)F12 J@膜24を
厚さ約1声形成した。次いで、この5in2/PSG膜
24にRIE(Reactive Ion Etchi
ng)法によυ選択的にエツチング処理を施し、Pチャ
ネル2ノ、Nチャネル23及び配線25に通じるコンタ
クトホール26.27.28を開口する。ここで、コン
タクトホール26・・・28は、約1.2μフル角の大
きさに設定している。また、5IO2/PSG膜24は
、コンタクトホール26・・・28の開口前に通常95
0〜1000℃の高温で溶融処理が施されている。然る
に、この溶融温度は、紮子の微細化を達成するために接
合深さを浅くするように、極力、低温でかつ、短時間に
設定される。このため、PSG IIa 24の溶融が
充分になされず、図示するように多結晶シリコンからな
る配線26等の段差部で逆チー79状となったシ、或は
急峻な形状になり易い。
5ilicate Glass) F12 J@membrane 24 was formed to a thickness of about 1 tone. Next, RIE (Reactive Ion Etchi) is applied to this 5in2/PSG film 24.
Contact holes 26, 27, and 28 communicating with the P channel 2, the N channel 23, and the wiring 25 are opened by selectively etching using the NG) method. Here, the contact holes 26 . . . 28 are set to have a size of about 1.2 μm full square. Further, the 5IO2/PSG film 24 is usually 95mm thick before opening the contact holes 26...28.
Melting treatment is performed at a high temperature of 0 to 1000°C. However, this melting temperature is set to be as low as possible and for a short time so as to make the bonding depth shallow in order to achieve finer ligatures. For this reason, the PSG IIa 24 is not sufficiently melted, and as shown in the figure, the stepped portions of the wiring 26 made of polycrystalline silicon tend to have an inverted chi 79 shape or a steep shape.

次に、コンタクトホール26・・・28を形成したS 
i O2/ PSG膜24の露出表面全面に、W膜29
をスパッタリング法で厚さ約1000X形成する(同図
(B)参照)。ここで、wB2<2gの形成は、スパッ
タリング法の他にも気相成長法を用いても良い。気相成
長法の場合には、W脱29をシリコンからなる基板の露
出表面に選択的に堆積することができるので、工穆の簡
略化を図ることができる。
Next, the contact holes 26...28 are formed.
A W film 29 is formed on the entire exposed surface of the i O2/PSG film 24.
is formed to a thickness of about 1000× by sputtering (see figure (B)). Here, to form wB2<2g, a vapor phase growth method may be used in addition to the sputtering method. In the case of the vapor phase growth method, since the W film 29 can be selectively deposited on the exposed surface of the silicon substrate, the process can be simplified.

W膜29の形成後、同図(C)に示す如< 、 700
℃の熱処理を約30分間施し、コンタクトホール26,
27.28内にWS 12膜30を形成した。次いで、
未反応のW膜29を王水煮沸等の化学処理で除去した。
After forming the W film 29, as shown in FIG.
℃ heat treatment for about 30 minutes, contact hole 26,
A WS 12 film 30 was formed within 27.28. Then,
The unreacted W film 29 was removed by chemical treatment such as boiling in aqua regia.

次に、減圧CVD法により同図CD)に示す如く、シラ
ンガス(SiH2)を用いてPSGg24を含む半導体
基板20の表面に、基板温度を600℃に設定して厚さ
約70001の多結晶シリコン膜31を形成した。この
ときの多結晶シリコンの堆積速度は約100 i/mi
nであった。ここで、減圧CVD法による多結晶シリコ
ン膜31の形成は、まわシ込みが非常に良好であるため
、微細なコンタクトホール26・・・28内や逆テーパ
ーが付いている個所にも容易に多結晶シリコンを堆積で
きるものである。
Next, as shown in FIG. CD), a polycrystalline silicon film with a thickness of about 70,001 cm was deposited on the surface of the semiconductor substrate 20 containing PSGg24 by using silane gas (SiH2) at a substrate temperature of 600° C. as shown in FIG. 31 was formed. The deposition rate of polycrystalline silicon at this time is approximately 100 i/mi
It was n. Here, when the polycrystalline silicon film 31 is formed by the low pressure CVD method, it is possible to form the polycrystalline silicon film 31 very well, so it is easy to form the polycrystalline silicon film 31 even in the minute contact holes 26...28 and in the places with reverse tapers. It is capable of depositing crystalline silicon.

次に、これを例えばフッ素ガスを主成分としたプラズマ
算囲気中に晒し、多結晶シリコン膜31にエツチング処
理を施す(同図(匂参照)。
Next, the polycrystalline silicon film 31 is etched by exposing it to a plasma atmosphere containing, for example, fluorine gas as a main component (see the figure (see the odor)).

このエツチング処理によシ多結晶シリコン膜3ノを厚さ
7000X分全部を除去し、S IO2/P SG膜2
4の凹部に多結晶シリコン充填部32・・・35を形成
した。なお、このエツチング処理は、等方的に行っても
良いし、或は異方的に行っても良い。
Through this etching process, the polycrystalline silicon film 3 is completely removed to a thickness of 7000×, and the SIO2/P SG film 2 is removed.
Polycrystalline silicon filling portions 32 . . . 35 were formed in the recesses of No. 4. Note that this etching process may be performed isotropically or anisotropically.

次に、同図(F)に示す如く、表面が平滑になったS 
i 02 / P SG膜24上に第2導電層であるA
t膜36をマグネトロンスノぐツタリング法で厚さ約1
μ扉形成した。次いで、これに450℃のフォーミング
ガス中で30分間熱処理を施した。
Next, as shown in the same figure (F), S
i 02 /P A second conductive layer is formed on the SG film 24.
The thickness of the T film 36 is approximately 1 mm using the magnetron snorting method.
A μ door was formed. Next, this was subjected to heat treatment for 30 minutes in a forming gas at 450°C.

この熱処理によってAt膜36と多結晶シリコン充填部
32・・・35との間でAt−3tの合金化反応が起き
、SlはAt膜36中に拡散し、代わりにSiの存在し
た領域にはAtが置換して入シ込み、同図(G)に示す
如く、多結晶シリコン充填部32・・・35及びAt膜
36をAt−8+合金膜37として一体に同質化するこ
とができた。
Through this heat treatment, an alloying reaction of At-3t occurs between the At film 36 and the polycrystalline silicon filling portions 32...35, and Sl diffuses into the At film 36, and the region where Si was present is replaced with At was substituted and infiltrated, and the polycrystalline silicon filling portions 32 . . . 35 and the At film 36 were able to be homogenized as an At-8+ alloy film 37, as shown in FIG.

このようにして、局所的に設けられた多結晶シリコン充
填部32・・・35中のシリコフカAl膜36中に入り
込み、多結晶シリコンとアルミニウムが一体に同質化す
る。このため、所謂アロイスパイクも発生せず、しかも
新しく形成されたAt−8+合金膜37と半導体基板2
oとの接触も良好となる。また、多結晶シリコン充填部
32・・・35は、微細なコンタクトホール26・・・
27中に形成され、その後、At−3+合金膜37に一
体化するので、断線等による接触不良を防止して、微細
なコンタクトホール26・・・27がら取出電極を確実
に形成できる。その結果、高い倫頼性を有する半導体装
置を高歩留りで得ることができるものである。
In this way, the aluminum penetrates into the Silkowka Al film 36 in the locally provided polycrystalline silicon filling portions 32...35, and the polycrystalline silicon and aluminum become homogeneous. Therefore, so-called alloy spikes do not occur, and the newly formed At-8+ alloy film 37 and semiconductor substrate 2
The contact with o will also be good. Further, the polycrystalline silicon filling portions 32...35 are filled with fine contact holes 26...
27 and then integrated into the At-3+ alloy film 37, it is possible to prevent contact failures such as wire breakage and to reliably form lead-out electrodes through the fine contact holes 26...27. As a result, semiconductor devices with high reliability can be obtained at a high yield.

次に、多結晶シリコン充填部32・・・35とAt膜3
6間で起きるAt−8+の合金反応について説明する。
Next, the polycrystalline silicon filling portions 32...35 and the At film 3
The alloy reaction of At-8+ that occurs between 6 and 6 will be explained.

上述のように450℃の温度下でのStのAt膜36中
への拡散速度(拡散係数D)は、8×1O−9cIIL
2/secである。このため、450”Cで30分間熱
処理を施すとSiはAl膜36中に、V面=V篩〒戸マ
育刀30cm−= 38μm拡散することになる。
As mentioned above, the diffusion rate (diffusion coefficient D) of St into the At film 36 at a temperature of 450° C. is 8×1O−9cIIL.
2/sec. Therefore, when heat treatment is performed at 450''C for 30 minutes, Si diffuses into the Al film 36 by a distance of V plane=V sieve 30 cm−=38 μm.

換言すれば、1.2X1.2X1μm3のコンタクトホ
ール26・・・28内に埋込まれていた1、44μηL
3の5L40は、第5図に示すように、πx(38)2
刈μηL3=45341tm3の体積4ノを持つAt中
に拡散することができる。その時のStの濃度は0.0
3%となる。
In other words, 1.44μηL embedded in the contact holes 26...28 of 1.2X1.2X1μm3
3, 5L40 is πx(38)2 as shown in Figure 5.
It can be diffused into At having a volume of 4, where μηL3=45341tm3. The concentration of St at that time is 0.0
It will be 3%.

一方、450℃での別のAl中へのFiJ f81恨u
、所謂二元相図から明らかなように+0.48ifit
チである。この値はバルク中の値であり、一般に薄B’
)中であればこれよシ固溶限は増加している。また、前
述の固溶限は電歇チで示されているが、AlとSiとで
はほとんど比重が同じであるから、はぼル量チと体積チ
とが同じであると考えて差しつかえない。っまシ、45
0”CではSiはAt膜36中へ0.48%まで固溶す
ることができ、かつ、SiのAt膜中の拡散速度が充分
に速いため、コンタクトホール26・・・28内に埋込
まれていた]は、全部At膜36中に拡散してしまい同
質化が行われる。コンタクトホール26・・・28内に
埋込まノしていた多結晶シリコンと半導体基板20のS
iやダート金属を構成する多結晶シリコンとで形成され
る界面には、WS 12膜3ノからなるバリア層が形成
されているため、これらの同質化処理が過剰に行われて
も何ら影響はない。また、At膜30をスパッタ堆積さ
せる直前に、同一真空中で基板表面をArイオンでスパ
ッタエツチングするのは、ポリシリコン表面に形成され
ている酸化物や吸着物を除去するためである。これらの
介在物が多結晶シリコン充填部32・・・35とAt膜
36間に存在すると、At−81の相互拡散が阻害され
るためである。また、多結晶シリコン充填部32・・・
35を形成する多結晶シリコンは、不純物がドープされ
ていないものでも良いが、不純物がドープされるとよp
AtAt膜中0中散され易くなる。
On the other hand, FiJ f81 in another Al at 450℃
, as is clear from the so-called binary phase diagram, +0.48ifit
It is Chi. This value is the value in bulk, and generally thin B'
), the solid solubility limit increases. Also, the solid solubility limit mentioned above is shown in terms of electric current, but since the specific gravity of Al and Si is almost the same, it is safe to assume that the volume and volume are the same. . Well, 45
At 0''C, Si can form a solid solution in the At film 36 up to 0.48%, and the diffusion rate of Si in the At film is sufficiently fast, so that it is buried in the contact holes 26...28. ] is all diffused into the At film 36 and homogenized.The polycrystalline silicon buried in the contact holes 26...28 and the S of the semiconductor substrate 20
Since a barrier layer consisting of 3 layers of WS12 is formed at the interface between i and the polycrystalline silicon that constitutes the dirt metal, there is no effect even if these homogenization treatments are performed excessively. do not have. The reason why the substrate surface is sputter-etched with Ar ions in the same vacuum immediately before sputter-depositing the At film 30 is to remove oxides and adsorbed substances formed on the polysilicon surface. This is because if these inclusions exist between the polycrystalline silicon filling portions 32 . . . 35 and the At film 36, mutual diffusion of At-81 is inhibited. Moreover, the polycrystalline silicon filling part 32...
The polycrystalline silicon forming 35 may be undoped with impurities, but it is better if it is doped with impurities.
It becomes easier to be dispersed in the AtAt film.

特にポロンが不純物としてドープされていると、更に拡
散しやすくなることが経験的に確認されている。場合に
よってはポロン等の不純物がドープされた多結晶シリコ
ンで多結晶シリコン充填部32・・・35を形成しても
良い。
In particular, it has been empirically confirmed that when poron is doped as an impurity, diffusion becomes even easier. Depending on the case, the polycrystalline silicon filling portions 32 . . . 35 may be formed of polycrystalline silicon doped with impurities such as poron.

また、コンタクトホール26・・・28内のSiをAt
と完全に置換拡散させないで残存させると、ソース、ド
レイン等の拡散領域やダート金属とAt膜36で形成す
る配線との接触抵抗が高くなる問題や、エレクトロマイ
グレーションが起きる問題がある。すなわち、電気抵抗
が異なるAtとSiが接触していて、ここに高い電流密
度で直流電流を流すと、Slが熱拡散とは別にAt膜3
6中に拡散(エレクトロマイグレート)する現象が発生
し、この場合にはAl−8i界面に空孔が生じる。この
ため接触抵抗が増大し、最後にはオープ不良を起こす。
In addition, the Si in the contact holes 26...28 is replaced by At.
If it remains without being completely replaced and diffused, there is a problem that the contact resistance between the diffusion regions such as the source and drain or the dirt metal and the wiring formed by the At film 36 becomes high, and that electromigration occurs. In other words, when At and Si, which have different electrical resistances, are in contact with each other and a DC current is passed through the contact at a high current density, the At film 3
A phenomenon of diffusion (electromigration) occurs in Al-8i, and in this case, vacancies are generated at the Al-8i interface. This increases contact resistance and eventually causes an open failure.

このような問題を回避するためにも、コンタクトホール
26・・・28内のSiは全部%Al−13+合金で同
質化させることが望ましい。その結果、長期に亘って高
い信頼性を保持することができる。
In order to avoid such problems, it is desirable that all the Si in the contact holes 26...28 be made homogeneous with %Al-13+ alloy. As a result, high reliability can be maintained over a long period of time.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明の主なる利点は第1導電層
上に下地層すなわち多結晶シリコンを局部的に形成した
ところにある。即ち、多結晶シリコンを全面に形成する
従来技術においては、多結晶シリコンがアルミニウムに
対し過剰にあるため、多結晶シリコン中のシリコンがア
ルミニウムに全て入り込むことはない。このためアルミ
ニウムが基板に対し、アロイスパイクを形成しない長所
を有している反面、この多結晶シリコンとアルミニウム
よりなる配線層が半導体基板と接触する部分は多結晶シ
リコンのみであるため良好な電気的接触を得ることが難
かしいものである。本発明によれば下地層例えば多結晶
シリコンが局所的に形成されている。このため、多結晶
シリコン中のシリコンが全てその後形成される第2導電
層例えばアルミニウムに入り込〜み、多結晶シリコンと
アルミニウムが一体に同質化する。従って、従来問題と
なっていたアロイース・母イクも発生せず、また、一体
同質化するため半導体基板との接触も良好となる。また
、下地層が局所的に埋め込まれるため、よシ微細なコン
タクトホールでさえも埋め込むことができる。更に、そ
の後一体に同質化するため断線等による接触不良を防止
して微細なコンタクトホールから取出電極を確実に形成
できる。その結果、高い信頼性と高歩留を有する半導体
装置を提供できるものである。
As explained above, the main advantage of the present invention is that the underlying layer, that is, polycrystalline silicon, is locally formed on the first conductive layer. That is, in the conventional technique of forming polycrystalline silicon over the entire surface, polycrystalline silicon is present in excess of aluminum, so that the silicon in polycrystalline silicon does not entirely penetrate into aluminum. For this reason, aluminum has the advantage of not forming alloy spikes on the substrate, but on the other hand, the part where this wiring layer made of polycrystalline silicon and aluminum contacts the semiconductor substrate is only polycrystalline silicon, so it has good electrical properties. It is difficult to get in touch with them. According to the present invention, a base layer such as polycrystalline silicon is locally formed. Therefore, all of the silicon in the polycrystalline silicon penetrates into the subsequently formed second conductive layer, for example aluminum, and the polycrystalline silicon and aluminum become homogeneous. Therefore, the conventional problem of aloise/matric acid does not occur, and since the material is made homogeneous, the contact with the semiconductor substrate is also good. Furthermore, since the underlying layer is locally buried, even very fine contact holes can be filled. Furthermore, since the materials are then homogenized in one piece, contact failures such as wire breakage can be prevented, and lead-out electrodes can be reliably formed from fine contact holes. As a result, a semiconductor device with high reliability and high yield can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(4)乃至同図(D)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の実施例を工程順に示す説明図、第2図は
、本発明方法にバリア層の形′成工程を併用して得られ
た半導体装置の断面図、第3図は、本発明方法にバリア
層及び合金化促進層の形成工程を併用して得られた半導
体装置の断面図、第4図(A)乃至同図(G)は、本発
明方法を相補型MO8ITからなる半導体装置の製造に
適用した実施例を工程順に示す説明図、第5図は、コン
タクトホール内でのS+の固溶限となる領域を示す説明
図である。 1・・・半導体基板、2・・・フィー /レド酸化膜、
3・・・ダート電極、4・・・段差部、5・・・コンタ
クト7j=−ル、6・・・下地層、7・・・第2導電層
、8・・・電4’Ez層、9・・・バリア層、10・・
・合金化促進層、20・・・半導体基板%2ノ・・・P
チャネル、22・・・p−well領域、23−Nチャ
ネル1.? 4−psc ll!J、25・・・配線、
26.27.28・・・コンタクトホール、29・・・
W膜、30・・・WS l 2膜、31・・・多結晶シ
リコン膜、32.33.34.35・・・多結晶シリコ
ン充填部、36・・・At膜、37・・・At−8膜合
金膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦! 第1図 (A) (B) 第1図 (D)
FIGS. 1(4) to 1(D) are explanatory diagrams showing an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device obtained by using the method of the present invention in combination with the step of forming a barrier layer and an alloying promoting layer. FIG. The figures (G) to (G) are explanatory diagrams showing the process order of an embodiment in which the method of the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device made of complementary MO8IT, and Fig. 5 shows the solid solubility limit of S+ in the contact hole. It is an explanatory diagram showing a field. 1... Semiconductor substrate, 2... Fee/Redo oxide film,
3... Dirt electrode, 4... Step portion, 5... Contact 7j=-le, 6... Base layer, 7... Second conductive layer, 8... Electric 4'Ez layer, 9... Barrier layer, 10...
・Alloying promotion layer, 20...semiconductor substrate %2no...P
Channel, 22...p-well region, 23-N channel 1. ? 4-pscll! J, 25... Wiring,
26.27.28...Contact hole, 29...
W film, 30...WS l 2 film, 31... Polycrystalline silicon film, 32.33.34.35... Polycrystalline silicon filling part, 36... At film, 37... At- 8 membrane alloy membrane. Applicant's agent, patent attorney Takehiko Suzue! Figure 1 (A) (B) Figure 1 (D)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1導電層上に局部的に下地層を形成する工程と
、この下地層上に第2導電層を形成する工程と、前記下
地層を前記第2導電層と同質化するように加熱する工程
とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) A step of locally forming a base layer on the first conductive layer, a step of forming a second conductive layer on the base layer, and a step of making the base layer homogeneous with the second conductive layer. 1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of heating.
(2) 第1導電層上に局部的に下地層を形成する工程
は、第1導電層上にこの第1導電層を露出する凹部を少
くとも備えた絶縁層を形成し、前記第1導電層の露出部
分を含む前記絶縁層全面に下地層を形成し、この下地層
を表面から所 3定厚除去して前記凹部に前記下地層を
残存させ、それ以外の前記下地層を除去する工程である
ことを特徴とする特許 の半導体装置の製造方法。
(2) The step of locally forming a base layer on the first conductive layer includes forming an insulating layer having at least a recessed portion exposing the first conductive layer on the first conductive layer, and forming the base layer on the first conductive layer. A step of forming a base layer on the entire surface of the insulating layer including the exposed portion of the layer, removing a predetermined thickness of the base layer from the surface for 3 times to leave the base layer in the recess, and removing the remaining base layer. A patented method for manufacturing a semiconductor device characterized by:
(3)第1導電層が半導体基板であることを特徴とする
前記特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体装
置の製造方法。
(3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the first conductive layer is a semiconductor substrate.
(4)下地層の材質がシリコン、或いはアルミニウムと
同質化する元素で構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第1項乃至@3項のいずれか記載の半導体装
置の製造方法。
(4) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the material of the underlayer is made of silicon or an element that becomes homogeneous with aluminum.
(5)第2導電層の材質が、アルミニウムまたはアルミ
ニウム合金で構成されていることを特徴とする特許請求
の範囲第1項乃至第4項のいずれか記載の半導体装置の
製造方法。
(5) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the material of the second conductive layer is aluminum or an aluminum alloy.
(6) 凹部内に下地層及び第2導電層との反応を制御
するバリア層が形成されていることを特徴とする特許請
求の範囲第2項乃至第5項のいずれか記載の半導体装置
の製造方法。
(6) The semiconductor device according to any one of claims 2 to 5, wherein a barrier layer for controlling reaction with the base layer and the second conductive layer is formed in the recess. Production method.
JP15430783A 1983-08-24 1983-08-24 Manufacture of semiconductor device Granted JPS6046024A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15430783A JPS6046024A (en) 1983-08-24 1983-08-24 Manufacture of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15430783A JPS6046024A (en) 1983-08-24 1983-08-24 Manufacture of semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6046024A true JPS6046024A (en) 1985-03-12
JPH0562456B2 JPH0562456B2 (en) 1993-09-08

Family

ID=15581254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15430783A Granted JPS6046024A (en) 1983-08-24 1983-08-24 Manufacture of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6046024A (en)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61222224A (en) * 1985-03-28 1986-10-02 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6235539A (en) * 1985-08-08 1987-02-16 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS62235730A (en) * 1986-04-07 1987-10-15 Matsushita Electronics Corp Manufacture of semiconductor device
JPS6315418A (en) * 1986-07-08 1988-01-22 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6482620A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0290610A (en) * 1988-09-28 1990-03-30 Nec Corp Manufacture of semiconductor integrated circuit
US6071810A (en) * 1996-12-24 2000-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of filling contact holes and wiring grooves of a semiconductor device
JP2006216909A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Denso Corp Semiconductor device and its manufacturing method
US7399677B2 (en) 2003-03-31 2008-07-15 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor with low resistance region

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4998578A (en) * 1973-01-22 1974-09-18
JPS5280966A (en) * 1975-12-20 1977-07-07 Taiu Ri Method of forming decoration edge of blanket
JPS5380966A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Hitachi Ltd Manufacture of electrode fdr semiconductor device

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4998578A (en) * 1973-01-22 1974-09-18
JPS5280966A (en) * 1975-12-20 1977-07-07 Taiu Ri Method of forming decoration edge of blanket
JPS5380966A (en) * 1976-12-27 1978-07-17 Hitachi Ltd Manufacture of electrode fdr semiconductor device

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61222224A (en) * 1985-03-28 1986-10-02 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6235539A (en) * 1985-08-08 1987-02-16 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS62235730A (en) * 1986-04-07 1987-10-15 Matsushita Electronics Corp Manufacture of semiconductor device
JPS6315418A (en) * 1986-07-08 1988-01-22 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS6482620A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0290610A (en) * 1988-09-28 1990-03-30 Nec Corp Manufacture of semiconductor integrated circuit
US6071810A (en) * 1996-12-24 2000-06-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of filling contact holes and wiring grooves of a semiconductor device
US6440843B1 (en) 1996-12-24 2002-08-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6673704B2 (en) 1996-12-24 2004-01-06 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method of manufacturing the same
US6946387B2 (en) 1996-12-24 2005-09-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7399677B2 (en) 2003-03-31 2008-07-15 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor with low resistance region
JP2006216909A (en) * 2005-02-07 2006-08-17 Denso Corp Semiconductor device and its manufacturing method

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0562456B2 (en) 1993-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0119497B1 (en) Method of forming electrode/wiring layer
US4910578A (en) Semiconductor device having a metal electrode interconnection film with two layers of silicide
JP3067847B2 (en) Method of forming electrical contact on active layer of MIS integrated circuit
JPS6046024A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH04280456A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH0257707B2 (en)
JP2828438B2 (en) Method for forming polycide layer in semiconductor device
JP3111466B2 (en) Method of manufacturing semiconductor device having plated wiring layer
JPH03102819A (en) Manufacture of semiconductor device
JP3337758B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH065674B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH10106973A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2779186B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0410412A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2867996B2 (en) Method for forming metal wiring of semiconductor device
JPS63143838A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device
JPH04359513A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH06120212A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS5860567A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0677162A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPH06252147A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH03131032A (en) Semiconductor device
JPH0240913A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH10223569A (en) Semiconductor device and its manufacture
JPS61150239A (en) Manufacture of semiconductor device