JPS61203652A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS61203652A JPS61203652A JP4364085A JP4364085A JPS61203652A JP S61203652 A JPS61203652 A JP S61203652A JP 4364085 A JP4364085 A JP 4364085A JP 4364085 A JP4364085 A JP 4364085A JP S61203652 A JPS61203652 A JP S61203652A
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- Japan
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- gas
- wiring
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術的分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、高融点
金属よりなる電極・配線の形成方法に関する。
金属よりなる電極・配線の形成方法に関する。
ＨＯ３集積回路では、ゲート電極および配線として多結
晶Ｓｉが多用されている。しかし多結晶Ｓｉは、燐（Ｐ
）などの不純物をドープしても比抵抗が１０−３Ωｃｍ
程度しかならず、Ａ１等の金属膜に比べて抵抗が２桁も
高い。このため、配線長の長い超大規模集積回路（ＶＬ
ＳＩ）においては、抵抗による配線の遅延時間を短くし
、素子の高速動作化のために、多結晶Ｓｉに代わる低抵
抗のゲート電極および配線材料として、高融点金属が必
要不可欠である。高融点金属の形成方法としては、現在
、スパッタリング法が主流であるが、段差被覆性が良い
、汚染が少ない、形成した膜の密着性が良い等の理由に
より、気相化学成長法（ＣＶＤ）による高融点金属膜の
形成法が望まれている。
晶Ｓｉが多用されている。しかし多結晶Ｓｉは、燐（Ｐ
）などの不純物をドープしても比抵抗が１０−３Ωｃｍ
程度しかならず、Ａ１等の金属膜に比べて抵抗が２桁も
高い。このため、配線長の長い超大規模集積回路（ＶＬ
ＳＩ）においては、抵抗による配線の遅延時間を短くし
、素子の高速動作化のために、多結晶Ｓｉに代わる低抵
抗のゲート電極および配線材料として、高融点金属が必
要不可欠である。高融点金属の形成方法としては、現在
、スパッタリング法が主流であるが、段差被覆性が良い
、汚染が少ない、形成した膜の密着性が良い等の理由に
より、気相化学成長法（ＣＶＤ）による高融点金属膜の
形成法が望まれている。
ところが、例えば、六弗化タングステン（ＷＦ６）ガス
を用いた気相成長法では、下地によるＷ成長量依存性（
選択性）があるため、Ｓｉ上のみ選択的にＷ膜を形成で
きる反面、二酸化シリコン膜（ＳｉＯｚ ）等の絶縁膜
上には形成しにくく、電極および配線となる均一な金属
薄膜形成を困難なものにしていた。
を用いた気相成長法では、下地によるＷ成長量依存性（
選択性）があるため、Ｓｉ上のみ選択的にＷ膜を形成で
きる反面、二酸化シリコン膜（ＳｉＯｚ ）等の絶縁膜
上には形成しにくく、電極および配線となる均一な金属
薄膜形成を困難なものにしていた。
本発明は、上記の点に鑑み、下地による金属の成長の選
択性を少なくし、気相成長法により、均一な金属膜を形
成することを可能とした半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
択性を少なくし、気相成長法により、均一な金属膜を形
成することを可能とした半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。
本発明者らは、前述した金属膜の気相成長法について種
々実験した結果堆積初期に微量の酸素（０２）を短時間
添加することにより、二酸化シリコン上にも均一な金属
膜を形成することができることを確認した。これは、添
加した０２により、５ｉＯｚ上に金属酸化物の中間膜が
形成され、その上で反応ガスの還元が安定に起ったため
である。また、この金属酸化物の中間膜は、高温還元雰
囲気で熱処理することにより、容易に金属膜に還元でき
ることを確認した。
々実験した結果堆積初期に微量の酸素（０２）を短時間
添加することにより、二酸化シリコン上にも均一な金属
膜を形成することができることを確認した。これは、添
加した０２により、５ｉＯｚ上に金属酸化物の中間膜が
形成され、その上で反応ガスの還元が安定に起ったため
である。また、この金属酸化物の中間膜は、高温還元雰
囲気で熱処理することにより、容易に金属膜に還元でき
ることを確認した。
そこで、本発明は、上記知見に基づき、気相成長法によ
り、高融点金属薄膜を形成するに当って、微量の０２を
短時間添加することにより、中間膜を形成し、高融点金
属膜が成長しにくい下地に対しても、均一な高融点金属
膜を形成できるように気相成長条件を設定したことを特
徴とする。
り、高融点金属薄膜を形成するに当って、微量の０２を
短時間添加することにより、中間膜を形成し、高融点金
属膜が成長しにくい下地に対しても、均一な高融点金属
膜を形成できるように気相成長条件を設定したことを特
徴とする。
本発明によれば、高融点金属膜を形成しにくい、二酸化
シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜上にも、良質な高融
点金属膜を形成することができ、段差被覆性が良く、汚
染の少ない、接着力が高い電極および配線を形成するこ
とができる。
シリコン、窒化シリコン等の絶縁膜上にも、良質な高融
点金属膜を形成することができ、段差被覆性が良く、汚
染の少ない、接着力が高い電極および配線を形成するこ
とができる。
以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。第１図は、本発明の実施例により製造され
るタングステン（ロ）電極・配線を用いた半導体装置の
断面図である。１１はシリコン（Ｓ；）基板、１２は二
酸化シリコン（ＳｉＯｚ ）膜等の絶縁膜、１３は電極
窓、１５はＷ電極および配線である。
に説明する。第１図は、本発明の実施例により製造され
るタングステン（ロ）電極・配線を用いた半導体装置の
断面図である。１１はシリコン（Ｓ；）基板、１２は二
酸化シリコン（ＳｉＯｚ ）膜等の絶縁膜、１３は電極
窓、１５はＷ電極および配線である。
次に、本発明の係る製造方法を第２図に）〜ゆの工程順
断面図を用いて説明する。
断面図を用いて説明する。
第２図（２）に示すように、Ｓｉ基板１１に５ｉＯ２１
１１２を所定パターンに形成し、電極窓１３を形成する
。次に０の如く、Ｗ膜形成初期の短時間だけ酸素（０２
）を添加したＷＦ６ガスとＨ２ガスを用いた気相成長法
により、シリコン基板１１全体に単分子層以上の金属酸
化物の中間層を形成し、ざらに、０２消費後、中間層１
４上にＷ膜１５を約５０００人形成する。
１１２を所定パターンに形成し、電極窓１３を形成する
。次に０の如く、Ｗ膜形成初期の短時間だけ酸素（０２
）を添加したＷＦ６ガスとＨ２ガスを用いた気相成長法
により、シリコン基板１１全体に単分子層以上の金属酸
化物の中間層を形成し、ざらに、０２消費後、中間層１
４上にＷ膜１５を約５０００人形成する。
この実験では、中間膜１４、Ｗ膜１５の形成は、拡散炉
タイプの減圧気相成長装置を用い、反応室内の圧力０．
２１ｏｒｒＳ基盤温度４５０℃、−「６流量５ｃｃ／ｍ
ｉｎ、 Ｈ２流量２００ ｃｃ／ｍｉｎ、堆積時間は８
０分で行い、０２ガス添加は、旺６ガス、ト１２ガスを
反応炉に導入すると同時にＩＣＣ添加した。
タイプの減圧気相成長装置を用い、反応室内の圧力０．
２１ｏｒｒＳ基盤温度４５０℃、−「６流量５ｃｃ／ｍ
ｉｎ、 Ｈ２流量２００ ｃｃ／ｍｉｎ、堆積時間は８
０分で行い、０２ガス添加は、旺６ガス、ト１２ガスを
反応炉に導入すると同時にＩＣＣ添加した。
次に、１０００’ＣＨ２などの還元雰囲気で熱処理する
ことにより、中間膜１４を還元し、Ｗ膜１５とし、（Ｃ
）に示すように、所望のＷ電極・配線が得られる。この
あとは、通常の工程に従って進めてよく、即ち、所定の
パターンに従ってフォトエツチングを行い、上記Ｗ膜１
５を選択的に除去する工程を経て、第２図１に示すよう
に所望のＷ電極・配線１５が得られる。０２ガス添加は
、ＷＦ６ガスの吸着、還元の起こりにくい５ｉ０２等の
絶縁膜上に金属酸化膜を形成し、ＷＦ６ガスの吸着、Ｈ
２による還元を安定に起こさせることを目的とし、単分
子層以上の厚さがあればよい。
ことにより、中間膜１４を還元し、Ｗ膜１５とし、（Ｃ
）に示すように、所望のＷ電極・配線が得られる。この
あとは、通常の工程に従って進めてよく、即ち、所定の
パターンに従ってフォトエツチングを行い、上記Ｗ膜１
５を選択的に除去する工程を経て、第２図１に示すよう
に所望のＷ電極・配線１５が得られる。０２ガス添加は
、ＷＦ６ガスの吸着、還元の起こりにくい５ｉ０２等の
絶縁膜上に金属酸化膜を形成し、ＷＦ６ガスの吸着、Ｈ
２による還元を安定に起こさせることを目的とし、単分
子層以上の厚さがあればよい。
このように本実施例により得られた半導体装置は、５ｉ
０２等の絶縁膜上にも、密着性良く均一な膜を形成でき
る。また、段差部においてもほぼ一様な厚さに形成でき
、気相成長法による高融点金属電極・配線を可能とする
。
０２等の絶縁膜上にも、密着性良く均一な膜を形成でき
る。また、段差部においてもほぼ一様な厚さに形成でき
、気相成長法による高融点金属電極・配線を可能とする
。
なお、上記実施例は、反応初！ｖ１に０２を添加した：
ｂのであるが、素子の平１■化、ＳｉとＷのコンタクト
抵抗を低下させるためには、Ｓｉ基盤上に選択的にある
膜厚のＷｖを形成した後、短時間０２を添加し、引き続
き、上記工程にしたがってＷ％ｉ極・配線を形成した方
がよい。
ｂのであるが、素子の平１■化、ＳｉとＷのコンタクト
抵抗を低下させるためには、Ｓｉ基盤上に選択的にある
膜厚のＷｖを形成した後、短時間０２を添加し、引き続
き、上記工程にしたがってＷ％ｉ極・配線を形成した方
がよい。
また、上記実験データは、Ｗ膜を形成させた場合のもの
であるが六弗化モリブデン（ＨｏＦ６ ）を用いてＮｏ
膜を気相成長させた場合にも全く同様であった。
であるが六弗化モリブデン（ＨｏＦ６ ）を用いてＮｏ
膜を気相成長させた場合にも全く同様であった。
更に、上記一実施例に示した反応圧及び反応ガス流量、
０２添加量や温度は、本発明を限定するものでなく、形
成するＷ膜の厚さ等に応じて種々選択し得るものである
。
０２添加量や温度は、本発明を限定するものでなく、形
成するＷ膜の厚さ等に応じて種々選択し得るものである
。
第１図は、本発明の実施例の方法によって形成させたＷ
電極・配線を示す断面匁第２図＠〜１は、本発明の実施
例を示す工程断面図である。 １１・・・シリコン基盤、１２・・・絶縁膜、１３・・
・電極窓、１４・・・中間圏、１５・−Ｗ膜。 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほ
か１名）
電極・配線を示す断面匁第２図＠〜１は、本発明の実施
例を示す工程断面図である。 １１・・・シリコン基盤、１２・・・絶縁膜、１３・・
・電極窓、１４・・・中間圏、１５・−Ｗ膜。 （７３１７） 代理人 弁理士 則 近 憲 佑（ほ
か１名）
Claims (2)
- （１）半導体基板上に、電極および配線となる金属膜を
気相成長させる工程を含む半導体装置の製造方法におい
て、前記金属膜の気相成長工程は、金属弗化物ガスと水
素ガスを供給し、短時間、少量の酸素を上記反応ガスに
添加することにより、金属配化膜の中間層を形成する第
１工程と、酸素消費後、前記中間層上に金属膜を形成す
る第２工程と、形成した前記中間層及び前記金属膜を高
温還元雰囲気で熱処理し、上記中間層を金属膜に還元す
る第３工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - （２）前記金属弗化物ガスが六弗化タングステンまたは
六弗化モリブデンである特許請求の範囲第１項記載の半
導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4364085A JPS61203652A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4364085A JPS61203652A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61203652A true JPS61203652A (ja) | 1986-09-09 |
Family
ID=12669466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4364085A Pending JPS61203652A (ja) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61203652A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415917A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Toshiba Corp | Forming method of high melting-point metallic film |
| US5453852A (en) * | 1992-03-19 | 1995-09-26 | Pfu Limited | Paper feed roller structure for image reading apparatus |
-
1985
- 1985-03-07 JP JP4364085A patent/JPS61203652A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415917A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Toshiba Corp | Forming method of high melting-point metallic film |
| US5453852A (en) * | 1992-03-19 | 1995-09-26 | Pfu Limited | Paper feed roller structure for image reading apparatus |
| US5491567A (en) * | 1992-03-19 | 1996-02-13 | Pfu Limited | Image reading apparatus |
| US5493422A (en) * | 1992-03-19 | 1996-02-20 | Pfu Limited | Image reading apparatus with transparent guide forming separate arc passages with feed rollers for document insertion and output |
| US5493417A (en) * | 1992-03-19 | 1996-02-20 | Pfu Limited | Image reading apparatus with document width sensor |
| US5504587A (en) * | 1992-03-19 | 1996-04-02 | Pfu Limited | Image reading apparatus |
| US5510909A (en) * | 1992-03-19 | 1996-04-23 | Pfu Limited | Image reading apparatus having a paper guide mechanism with spring biased locking releasing pieces connected by symmetrical movement and locking mechanisms |
| US5537219A (en) * | 1992-03-19 | 1996-07-16 | Pfu Limited | Movable image reading apparatus |
| US5537225A (en) * | 1992-03-19 | 1996-07-16 | Pfu Limited | Attachment of a light source in an image reading apparatus |
| US5606430A (en) * | 1992-03-19 | 1997-02-25 | Fujitsu Limited | Image reading apparatus having projections on surface of hopper near side edges of paper feed path to prevent close contact and reduce static electricity |
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