JPS61148838A - Construction of electrode and wiring - Google Patents

Construction of electrode and wiring

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Publication number
JPS61148838A
JPS61148838A JP27082884A JP27082884A JPS61148838A JP S61148838 A JPS61148838 A JP S61148838A JP 27082884 A JP27082884 A JP 27082884A JP 27082884 A JP27082884 A JP 27082884A JP S61148838 A JPS61148838 A JP S61148838A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
contact hole
electrode
hole
film
Prior art date
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Pending
Application number
JP27082884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Nobuo Owada
伸郎 大和田
Hiroki Nezu
広樹 根津
Osamu Kasahara
修 笠原
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the reliability and wiring construction burying a conductive material satisfactorily in a minute contact hole by connecting a lower conductor and an upper wiring with a metal silicide filled by CVD in the contact hole. CONSTITUTION:A tungsten silicide film 8a is formed on all the surface by reduced pressure CVD after a contact hole 7 is formed. In this case, if the film thickness (t) is made more than a half of the diameter (width) phi of the hole 7, the tungsten silicide film 8a is perfectly filled in the hole 7 and deposited to nearly the same thickness to other positions. Then, the tungsten silicide film 8a on an interlayer insulation film 6 is removed by dry etching and the silicide film 8a is left only in the contact hole. An Al wiring 9 is formed on the silicide film 8a and a wiring construction is completed without the problem of a coverage, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は半導体集積回路装置等に用いて好適な信頼性の
高い電極・配線構造に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a highly reliable electrode/wiring structure suitable for use in semiconductor integrated circuit devices and the like.

〔背景技術〕[Background technology]

LS1.VLSI等の半導体集積回路装置では素子間の
配線にA!やその外の金属が使用されており、各素子を
平面方向に相互接続するのみならず、層間絶縁膜を隔て
た上下(厚さ)方向にも接続を行なうようになっている
。特に、上下方向の接続には層間絶縁膜にコンタクトホ
ールな開設し、このコンタクトホールの底面に露呈され
た下側導体と、コンタクトホール内にその一部が埋込ま
れた上側導体(配線)とで電極を構成して接続を行なう
ようになっている。
LS1. In semiconductor integrated circuit devices such as VLSI, A! Metals such as and other metals are used, and each element is not only interconnected in the planar direction, but also connected in the vertical (thickness) direction across the interlayer insulating film. In particular, for vertical connections, a contact hole is opened in the interlayer insulating film, and the lower conductor is exposed at the bottom of the contact hole, and the upper conductor (wiring) is partially buried in the contact hole. The electrodes are configured and connections are made using the following steps.

ところで、近年のように装置の高集積化が進められてく
ると、素子の微細化に伴なって前述のコンタクトホール
の微細化も進められ、コンタクトホールの直径に対する
深さ寸法の割合(アスペクト比)が益々太き(なる。こ
のため、従来では単に配線用のAJ3をコンタクトホー
ル上に蒸着させるだけでコンタクトホール内へA!を埋
設して電極を形成できたものが、前記アスペクト比の増
大に伴なってA!のホール内への充填性が悪(なり、最
近の1μm口のコンタクトホールでは殆んど不可能にな
る。したがって、下側導体と上側のA!配線との接触抵
抗が増大し或いは接触不良が生じる等、電極ないし配線
の信頼性が低下される。
By the way, as devices have become more highly integrated in recent years, the aforementioned contact holes have also been made smaller as elements become smaller, and the ratio of the depth to the diameter of the contact hole (aspect ratio) has increased. ) becomes thicker (becomes).For this reason, conventionally it was possible to form an electrode by burying A! into the contact hole by simply depositing AJ3 for wiring on the contact hole, but with the increase in aspect ratio. As a result, the filling performance of A! into the hole becomes poor (and is almost impossible with recent 1 μm contact holes. Therefore, the contact resistance between the lower conductor and the upper A! wiring becomes The reliability of the electrodes or wiring is reduced due to increase in the number of contacts or poor contact.

このような問題に対し、特開昭58−52872号公報
では、減圧CVD法により形成できるポリシリコンを利
用して微細なコンタクトホール内を埋設する方法が提案
されている。しかしこの方法では、下側導体が半導体の
場合には、その導電型の極性(n型、p型)に応じてポ
リシリコンの極性をn型若しくはp型に変換する必要が
あり、特にC−MOSのように下側導体にn型、p型が
混在する場合には製造プロセスが極めて複雑なものにな
る。
To address this problem, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-52872 proposes a method of burying fine contact holes using polysilicon that can be formed by low pressure CVD. However, in this method, if the lower conductor is a semiconductor, it is necessary to convert the polarity of the polysilicon to n-type or p-type depending on the polarity of its conductivity type (n-type, p-type). When n-type and p-type are mixed in the lower conductor as in MOS, the manufacturing process becomes extremely complicated.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は微細コンタクトホール内へ導電材料を良
好に埋設して電極ないし配線構造の信頼性を向上すると
共に、この導電材料の埋設を容易に行なうことのできる
電極・配線構造を提供することにある。
An object of the present invention is to improve the reliability of an electrode or wiring structure by embedding a conductive material in a fine contact hole in a good manner, and to provide an electrode/wiring structure in which the conductive material can be easily buried. It is in.

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は1
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of the present invention are as follows:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、コンタクトホール内にCVD法により堆積さ
れる金属シリサイドを充填し、この金属“ シリサイド
を介して下側導体と上側配線とを接続する構成とするこ
とにより、CVD法による堆積のために微細コンタクト
ホール内にも良好に充填されて上下導体間の接続を良好
なものにできると共に、充填材料が金属シリサイドであ
ることから上、下側の導体に悪影響を与えることもなく
、信頼性の高い電極ないし配線構造が得られる。
That is, by filling the contact hole with metal silicide deposited by the CVD method and connecting the lower conductor and the upper wiring through the metal silicide, a fine contact can be created due to the CVD deposition. The holes are well filled and the connection between the upper and lower conductors is good, and since the filling material is metal silicide, there is no negative effect on the upper or lower conductors, making it a highly reliable electrode. or a wiring structure can be obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は本発明をMOS)ランジスタに適用した実施例
を示し、第2図(A)〜(C)にその要部の製造1糧を
示す。
FIG. 1 shows an embodiment in which the present invention is applied to a MOS transistor, and FIGS. 2(A) to 2(C) show one example of manufacturing the main parts thereof.

すなわち、シリコン基板lにはフィールド絶縁膜2とゲ
ート絶縁膜3を形成し、ポリシリコンによりゲート電極
4をパターニング形成している。
That is, a field insulating film 2 and a gate insulating film 3 are formed on a silicon substrate 1, and a gate electrode 4 is formed by patterning using polysilicon.

また、シリコン基板1の主面にはゲート電極4を利用し
たセルファライン法により不純物層を形成し、これをソ
ース・ドレイン領域5.5として構成する。そして、全
面KSiO1,PSG等の眉間絶縁膜6を形成した上で
、下側導体としての前記ソース・ドレイン領域5,5と
の接続をとるためのコンタクトホール7.7を開設し、
ここに電極8.8を形成して眉間絶縁膜6上にパターン
形成したA!配線9.9との接続を図りている。この電
極8.8は、コンタクトホール7.7内に充填した金属
シリサイド、本例ではタングステンシリサイド8 a 
* 8 aにて構成し、このタングステンシリサイド8
a、8aを介して下側のソース・ドレイン領域5.5と
A1配線9.9を相互に接続している。
Further, an impurity layer is formed on the main surface of the silicon substrate 1 by the self-line method using the gate electrode 4, and this is formed as a source/drain region 5.5. Then, after forming a glabellar insulating film 6 of KSiO1, PSG, etc. on the entire surface, contact holes 7.7 are opened for connecting with the source/drain regions 5, 5 as lower conductors.
A! An electrode 8.8 is formed here and a pattern is formed on the glabella insulating film 6! A connection is being made to wiring 9.9. This electrode 8.8 is made of metal silicide, in this example tungsten silicide 8a, filled in the contact hole 7.7.
* Constructed of 8 a, this tungsten silicide 8
The lower source/drain region 5.5 and the A1 wiring 9.9 are connected to each other via a and 8a.

前記電極8.8は、第2図(A)のように、コンタクト
ホール7の形成後に、減圧CVD法によってタングステ
ンシリサイド膜8aを全面に形成する。このとき、膜厚
tをホール7の直径(幅)φの半分以上行なえば同図の
ように、タングステンシリサイド膜8aはホール7内に
完全に充填され、しかもホール7上においても他の箇所
と殆んど同じ厚さに堆積される。しかる上で同図(B)
のように、ドライエツチング法により眉間絶縁膜6上の
タングステンシリサイド膜8aをエツチング除去すれば
、コンタクトホール7内にのみシリサイド8aが残存さ
れる。したがって、その上にAJ配線9を常法によって
形成すれば、同図(C)のようにカバレッジ等の問題も
生ずることな(配線構造が完成される。・ このようにして構成された電極・配線構造は、タングス
テンシリ、サイド8aのホール7内への充填をCVD法
によって行なっているため、ホール7内に良好に充填さ
れ、ソース・ドレイン領域5や人!配線9との接続を極
めて良好なものにでき。
As shown in FIG. 2A, the electrode 8.8 is formed by forming a tungsten silicide film 8a over the entire surface by low pressure CVD after the contact hole 7 is formed. At this time, if the film thickness t is made to be more than half the diameter (width) φ of the hole 7, the tungsten silicide film 8a will completely fill the hole 7, as shown in the same figure, and it will not overlap other parts even on the hole 7. They are deposited to almost the same thickness. However, the same figure (B)
If the tungsten silicide film 8a on the glabellar insulating film 6 is etched away using the dry etching method, the silicide 8a remains only in the contact hole 7. Therefore, if the AJ wiring 9 is formed thereon by a conventional method, problems such as coverage will not occur (the wiring structure is completed) as shown in FIG. The wiring structure is made of tungsten silica, and the holes 7 on the side 8a are filled by the CVD method, so the holes 7 are well filled and the connections with the source/drain regions 5 and the wiring 9 are extremely good. It can be made into something.

ホール7の微細化によりても電極・配線の信頼性が向上
できる。また、この構造の形成に際してはポリシリコン
の場合と異なってn型、p型の導電型極性を考慮する必
要はな(、複雑なプロセスは不要である。
The reliability of electrodes and wiring can also be improved by making the holes 7 smaller. Further, when forming this structure, unlike the case of polysilicon, there is no need to consider the conductivity type polarity of n-type and p-type (and no complicated process is required).

一方、CVD法によるタングステン(純金属)膜の形成
方法の一つにシリコン上への選択成膜法が提案されてお
り、これを用いればシリコン上。
On the other hand, a method of selectively forming a tungsten (pure metal) film on silicon has been proposed as one of the methods for forming a tungsten (pure metal) film using the CVD method.

つまりホール7内にのみタングステンを成膜し、これに
よりホール7内を充填することも考えられる。しカル]
この成膜方法はエツチング工程が不要とされるものの厚
さが300OAを越えると選択性が低下されるため、前
述の約800OAの深さのコンタクトホールには適用が
難かしい。また、ホール内に充填されたタングステンが
後工程の熱処理において基板からシリコンを吸い上げて
ダメージを与える等、耐熱性の上でも問題があり、実用
化は困難である。この点、本例のものは既にシリサイド
化されているためシリコンの吸い上げは生ずることはな
(、耐熱性の面で有利である。
In other words, it is conceivable to form a tungsten film only in the hole 7 and fill the hole 7 with this. Shikar]
Although this film forming method does not require an etching step, the selectivity decreases when the thickness exceeds 300 OA, so it is difficult to apply to the contact hole with a depth of about 800 OA described above. Furthermore, there are also problems in terms of heat resistance, such as the tungsten filled in the holes sucking up silicon from the substrate and damaging it during heat treatment in a post-process, making it difficult to put it into practical use. In this respect, since the material of this example has already been silicided, silicon is not sucked up (and is advantageous in terms of heat resistance).

〔効 果〕〔effect〕

(1)  コンタクトホール内に、CVD法によって堆
積される金属シリサイドを充填し、この金属シリサイド
を介して下側導体と上側の導体(配線)とを接続してい
るので、コンタクトホールが微細な場合でも金属シリサ
イドは良好な状態でホール内に充填され、上下の各導体
の接続の信頼性を向上できる。
(1) The contact hole is filled with metal silicide deposited by the CVD method, and the lower conductor and upper conductor (wiring) are connected via this metal silicide, so if the contact hole is minute. However, the metal silicide fills the holes in good condition, improving the reliability of the connections between the upper and lower conductors.

(2)ホール内に金属シリサイドを充填するので。(2) The hole is filled with metal silicide.

上、下の導体、%(下側導体の導電型の極性を考慮する
必要はなく、したがって製造プロセスが複雑になること
もなく、容易に構成することができる。
The upper and lower conductors, % (there is no need to consider the polarity of the conductivity type of the lower conductor, and therefore the manufacturing process does not become complicated and can be easily configured.

(3)ホール内に金属シリサイドを充填しているので、
後工程の熱処理においても下側導体からのシリコンの吸
い上げは発生せず、導体のダメージを未然に防止して信
頼性を向上できる。
(3) Since the hole is filled with metal silicide,
Even in the post-process heat treatment, no silicon is sucked up from the lower conductor, which prevents damage to the conductor and improves reliability.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが1本発明は上記実施例に限定される
ものではな(、その要旨を逸脱しない範囲で糧々変更可
能であることはいうまでもない。たとえば、ホール内に
充填する金属シリサイドはタングステンシリサイドに限
られるものではなく、CVD法によって堆積できるもの
であれば利用可能である。
Although the invention made by the present inventor has been specifically described above based on examples, the present invention is not limited to the above-mentioned examples (although it is understood that changes can be made to the extent possible without departing from the gist of the invention). Needless to say, for example, the metal silicide to be filled in the hole is not limited to tungsten silicide, and any metal silicide that can be deposited by CVD can be used.

〔利用分野〕[Application field]

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるMOSトランジスタ
における電極・配線構造に適用した場合について説明し
たが、それに限定されるものではな(、MO8型半導体
装置、バイポーラ型半導体装置はもとより、半導体をそ
の一部に構成した多層配線構造の全てに適用できる。
In the above explanation, the invention made by the present inventor was mainly applied to the electrode/wiring structure of a MOS transistor, which is the background field of application, but the invention is not limited to this (MO8 type semiconductor The present invention can be applied not only to devices and bipolar semiconductor devices, but also to all multilayer wiring structures in which a semiconductor is formed as a part.

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

第1図は本発明の一実施例の断面図。 第2図(A)〜(C)は製造工程を示すための要部の断
面図である。 1・・・シリコン基板、4・・・ゲート電極、5・・・
ソース・ドレイン領域(下側導体)、6・・・層間絶縁
膜、7・・・コンタクトホール、8・・・電極、8a・
・・タングステンシリサイド、9・・・A!配線(上側
導体)。 第  1  図
FIG. 1 is a sectional view of one embodiment of the present invention. FIGS. 2(A) to 2(C) are sectional views of main parts to show the manufacturing process. 1... Silicon substrate, 4... Gate electrode, 5...
Source/drain region (lower conductor), 6... Interlayer insulating film, 7... Contact hole, 8... Electrode, 8a.
...Tungsten silicide, 9...A! Wiring (upper conductor). Figure 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、上側または下側の導体をシリコン等の半導体で構成
し、かつこれら上、下の各導体を接続する構造であって
、両導体間の層間絶縁膜に開設したコンタクトホール内
にCVD法によって堆積される金属シリサイドを充填し
、この金属シリサイドを介して上、下の導体を接続する
ことを特徴とする電極・配線構造。 2、金属シリサイドがタングステンシリサイドである特
許請求の範囲第1項記載の電極・配線構造。 3、金属シリサイドを低圧CVD法により堆積し、その
後不要部分をエッチング除去してホール内に充填してな
る特許請求の範囲第1項又は第2項記載の電極・配線構
造。
[Claims] 1. A structure in which the upper or lower conductor is made of a semiconductor such as silicon, and the upper and lower conductors are connected, and the contact is formed in an interlayer insulating film between both conductors. An electrode/wiring structure characterized in that a hole is filled with metal silicide deposited by a CVD method, and upper and lower conductors are connected via the metal silicide. 2. The electrode/wiring structure according to claim 1, wherein the metal silicide is tungsten silicide. 3. The electrode/wiring structure according to claim 1 or 2, wherein metal silicide is deposited by a low-pressure CVD method, and then unnecessary portions are removed by etching to fill the holes.
JP27082884A 1984-12-24 1984-12-24 Construction of electrode and wiring Pending JPS61148838A (en)

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