JPS61170047A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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） この発明は、半導体装置におけるＭ系合金配線の信頼性
を向上できるようにした半導体装置の製造方法に関する
。

（従来の技術） 第２図に従来のポリシリコン上へのＭ系金属配線を形成
する半導体装置の製造方法の工程を示す。

まず、第２図（４）に示すシリコン基板１１の表面に、
第２図（６）のように、ｓｔｏｗなどからなる表面保護
膜１２を形成し、必要に応じた表面保護膜１２を公知の
ホトリソ技術を用いて第２図（Ｃ）に示すように、部分
的にエツチング除去し、拡散用パターンの開孔を行う。

次いで、第２図（２）に示すように、減圧気相成長装置
などにより、ポリシリコン層１３を全面に生成させ、し
かる後、第２図蛇）に示すように、イオン１４の注入な
どによりＮ型またはＰ型の不純物をポリシリコン層１３
に導入し、第２図■に示すように、必要部分以外のポリ
シリコン層をエツチング除去した後、所望の拡散層１５
が得られる条件で熱処理を実施し、拡散層１５を形成す
る。

なお、ポリシリコン層１３への不純物の導入方法として
、ここでは不純物を含まないポリシリコン層（以下ノン
ドープポリシリコン層と略す）を成長し、その後にイオ
ン注入などの手段を用いて不純物を導入する方法を述べ
たが、予めポリシリコン層成長時にホスフィン（ＰＨｓ
　）　、ジボランＣＢ２Ｈ６）などの不純物ガスを混合
することによって、不純物を含んだポリシリコン層を生
成してもよい。

また、拡散層１５の形成方法において、ここでは、ポリ
シリ３７層１３のパターニングの後熱処理を行い、拡散
層１５を形成しているが、工程順序を逆にして、拡散層
１５を形成した後ポリシリコン層１３のパターニングを
行ってもよい。

続いて、ポリシリコン層１３上にコンタクトホールを開
孔した後、第２図Ｇ）に示すように、全面にＭ基金属１
６をスパッタなどの手段を用いて付着形成し、公知のホ
トリソ技術を用いて配線層のパターニングにより不要金
属部をエツチング除去する（第２図Ｉ）。

最後に、ポリシリコン層１３とＡＩ！系金属１６の間で
良好なオーミック接続を得るためＮ、もしくは山ガス雰
囲気中で４５０　Ｔ、〜５００℃程夏の温度で熱処理を
行い、ポリシリコン上へのＭ系金属配線が完成される。

このポリシリコン層１３とＡｊ系金金属１６のホーミッ
クコンタクトを得るために、４５０℃〜５００℃程度の
温度で熱処理を行うに際し、ポリシリコン層１３とＭ系
金属の反応については未だ充分に解明されてないが、こ
の熱処理中にＳｔがＭ中へ移動し、再結晶化することが
第９回半導体集積回路技術シンポジウムＰ２４〜３０（
昭和５０年１１月１３日、１４日）に記載されている。

（発明が解決しようとする問題点） 以上述べた従来の半導体装置の製造方法では、第２図Ｉ
の説明にあるポリシリコン層１３とＭ基金属１６のオー
ミック接続を得るための熱処理の際、ポリシリコン層１
３とＭ基金属１６が固相反応を起し、部分的にＭ基金属
１６の配線の欠損部が生じる。

このＭ基金属１６の欠損部の発生は、金属配線抵抗の増
大や著しい場合断線状態となり、配線歩留を低下させ、
かつこれを用いた集積回路装置の信頼性を著しく低下さ
せるものである。

近年、集積回路装置の大規模化が進行するにつれ、これ
らの集積回路装置に用いる金属配線の幅は増々微細化の
度合を高めており、先に述べたＡｊ系金金属１６配線の
欠損部の発生は集積回路装置の性能に対し致命的な影響
を及ぼすものである。

この発明は、前記従来技術がもっている問題点のうち、
Ｍ系金属の欠損の発生、金属配線抵抗の増大、配線歩留
および信頼性が低下する点について解決した半導体装置
の製造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、半導体装置の製造方法において、半導体基
板に酸化膜を介してポリシリコン層を生成した後にこの
ポリシリコン層上にメタルシリサイドを形成し、このメ
タルシリサイド上にＭ未配線を形成する工程を導入した
ものである。

（作用） この発明によれば、半導体装置の製造方法に以上のよう
な工程を導入したので、ポリシリコン層上にメタルシリ
サイドが覆われており、ポリシリコン層とＭ未配線のオ
ーミック接続を得るための熱処理の際に、ポリシリコン
層とＭ未配線が直接接触しなくなり、ポリシリコン層と
Ｍ未配線との間の固相反応の発生を抑制し、したがって
、前記問題点を除去できるのである。

（実施例） 以下、この発明の半導体装置の製造方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第１図（４）ないし第１図ｇ
）はその一実施例の工程説明図である。

まず、第１図（至）に示すシリコン基板２１を酸化して
、第１図［Ｆ］）に示すように酸化膜２２を形成する。

次に、第１図Ｃ）に示すように、酸化膜２２の所定個所
において、拡散領域を開孔して第１図■）に示すように
、ポリシリコン膜２３を生成する。

次いで、第１図（ト）に示すように、イオン２４の打ち
込みを行つ九後、ポリシリコン膜２３を第１図（３）に
示すようにパターニングし、拡散アニールを行い、シリ
コン基板２１内にＰ型またはＮ型の拡散層２５を形成す
る。

この後、コンタクトを開孔し、第１図（Ｑに示すように
Ｐｔ２７を蒸着する。次に４５０℃〜６００℃の熱処理
を行い、第１図■に示すように、ｐｔシリサイド層２８
を形成し、不要なｐｔを除去する。

次いで、第１図（Ｉ）に示すように、Ｍ基金属２６をス
パッタし、第１因りに示すようにバターニングする。次
に４５０℃〜５００℃で熱処理を行い完成する。

なお、この発明の第２の実施例として、ｐｔＯ代りにＰ
ｄを蒸着またはスパッタしてもよい。

さらにｐｔの代りに、Ｐｔ−８Ｌ　、　Ｍｏ−８ｌ　、
Ｗ−８ｔ　。

’ｌ’ａ−Ｓｉ２．　Ｎｉ−８ｉ２．　Ｃｏ５１ｚ　、
　ＰｄｚＳｉなどをスパッタ法またはＣＶＤ法により形
成してもよい。

また、上記第１の実施例によれば前述の第１図（４）〜
第１図０）による説明より明らかなように、ポリシリコ
ン層２３とＭ基金属２６の配線層の間にｐｔシリサイド
層２８が存在するため、ポリシリコン層２３とＭ基金属
２６のオーミック接続を得るための熱処理の際、ポリシ
リコン層２３とＭ基金属２６が直接に接触することを防
ぎ、ポリシリコン層２３とＭ基金属２６との間の固相反
応の発生を抑えるため、従来技術において認められたＭ
系金属の欠損部の発生を著しく減少させることができる
。

また、この第１の実施例で述べたｐｔシリサイド層２８
の形成については、半導体基板表面全面にｐｔ蒸着を行
い、そのｔ　ｔ　ｐｔシリサイド形成のための熱処理を
行い、さらに不要となった未反応のｐｔもマスク無しで
王水などにより容易に除去しうるという特徴を有するた
め、ポリシリコン層２３の表面でｐｔシリサイド層化の
必要な部分はすべて自己整合的にｐｔシリサイド層にす
ることが可能である。このため、マスク合わせズレなど
の原因でポリシリコン層２３０表面において部分的にｐ
ｔシリサイド層２８が形成されず、その部分についてＭ
欠損を生じ、配線不良が発生するというおそれがない。

さらに、この第１の実施例においては、ポリシリコン層
２３とＭ基金属２６の配線層との直接、接触を避けるた
めの中間層としてｐｔシリティド層２８を用いておシ、
ｐｔシリサイド層２８の特質として低抵抗率であるため
、この実施例の適用の結果、金属配線層とシリコン基板
間に大幅なコンタクト抵抗の増大を招くという心配がな
く、配線抵抗が従来の技術に比較して著しく増加するこ
とはない。

なお、この発明はポリシリコン層上にＭ系金属の配線を
有する構造のすべての半導体装置に利用することができ
るのは明らかである。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、ポリシ
リコン層上にメタルシリサイド層を形成するようにした
ので、Ｍ系金属とポリシリコン層との同相反応を防止し
、Ｍ系金属の配線の欠損および配線抵抗の増加を防止で
きるとともに、Ｍ系金属とポリシリコン層の接触抵抗を
減少させ、Ｍ系金属の配線の信頼性が向上するという利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（４）ないし第１図（Ｊ）はこの発明の半導体装
置の製造方法の一実施例の工程説明図、第２図（４）な
いし第２図（財）は従来の半導体装置の製造方法の工程
説明図である。 ２１・・・シリコン基板、２２・・・酸化膜、２３・・
・ポリシリコン層、２４・・・イオン、２５・・・拡散
層、２６・・・Ｍ系金属、２７・・・Ｐｔ、２８・・・
ｐｔシリサイド層。 第１ 第２ （Ａ）口＝＝＝二）ｆ　ｌ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板に形成した酸化膜に開孔してポリシリコン層
   を生成させる工程と、このポリシリコン層上にメタルシ
   リサイド層を形成する工程と、このメタルシリサイド層
   上にＡｌ系金属の配線を形成する工程とを有することを
   特徴とする半導体装置の製造方法。