JPS61226958A - 半導体装置およびその製造法 - Google Patents
半導体装置およびその製造法Info
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- JPS61226958A JPS61226958A JP6780885A JP6780885A JPS61226958A JP S61226958 A JPS61226958 A JP S61226958A JP 6780885 A JP6780885 A JP 6780885A JP 6780885 A JP6780885 A JP 6780885A JP S61226958 A JPS61226958 A JP S61226958A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は微１１１Ｉ］ンタク１〜ホールに被着されるア
ルミニウム層の］ンタク］〜抵抗増加を防１１：するこ
とのできる半導体装置とその製造方法に関するものであ
る。
ルミニウム層の］ンタク］〜抵抗増加を防１１：するこ
とのできる半導体装置とその製造方法に関するものであ
る。
半導体装置において、素子の微細化と高集積化が進むに
従い浅い拡散層が必要とされるＪ：うになってきた。ぞ
こでその浅い拡散層から電極を取り出して配線する材料
としてシリコンを数％含むアルミニウムが配線層として
用いられるようにイ【っできた。これは純粋なアルミニ
ウムにシリーｌンを少量加えることによりシリー］ン導
：（板とアルミニウムどの間の活発２ｚ反応を押え、ア
ルミニウム配線電極どシリコン基板との短絡を防止する
ためである。
従い浅い拡散層が必要とされるＪ：うになってきた。ぞ
こでその浅い拡散層から電極を取り出して配線する材料
としてシリコンを数％含むアルミニウムが配線層として
用いられるようにイ【っできた。これは純粋なアルミニ
ウムにシリーｌンを少量加えることによりシリー］ン導
：（板とアルミニウムどの間の活発２ｚ反応を押え、ア
ルミニウム配線電極どシリコン基板との短絡を防止する
ためである。
第４図は浅い拡散層からコンタクトホールを介して電極
を取り出した従来の半導体装置の断面図である。Ｐｆｆ
ｌシリコン基板３１の表面近傍に形成された浅いＮ＋拡
散層３２から電極の取り出しをおこなう場合、表面に絶
縁膜３３を形成し電極取り出し部にコンタクトホール３
４を形成する。そしてこのコンタク１−ホール３４を含
む絶縁層３４の全面に、シリコンを数％含むアルミニウ
ム層３５を被着し、ボ１−エツチングにより所望のアル
ミニウム配線層３５を形成する。
を取り出した従来の半導体装置の断面図である。Ｐｆｆ
ｌシリコン基板３１の表面近傍に形成された浅いＮ＋拡
散層３２から電極の取り出しをおこなう場合、表面に絶
縁膜３３を形成し電極取り出し部にコンタクトホール３
４を形成する。そしてこのコンタク１−ホール３４を含
む絶縁層３４の全面に、シリコンを数％含むアルミニウ
ム層３５を被着し、ボ１−エツチングにより所望のアル
ミニウム配線層３５を形成する。
このように浅い拡散層３２から電極を取り出す場合には
、配線層を形成するアルミニウムとシリコン基板との間
の反応を押えるためにこのアルミニウム中には固溶限界
以上のシリコンを含ませる。
、配線層を形成するアルミニウムとシリコン基板との間
の反応を押えるためにこのアルミニウム中には固溶限界
以上のシリコンを含ませる。
このにうにして形成されたアルミニウムシリコンはアモ
ルファス状態ではシリコンの析出がおきないが、熱処理
を経ると結晶化が進むため過剰なシリコンがストレスの
大きいところに析出する。通常の半導体素子ではその析
出がコンタクトホール部３４へ主に集中し、微細コンタ
ク１〜ホールの場合には第４図に示すように析出したＰ
型のシリコン３６がコンタクトホール３４周辺に析出す
るため、実効的にコンタクト面積を狭めコンタクト抵抗
を増加させてしまう。このため素子の信頼性−Ｆ重大な
問題となる。
ルファス状態ではシリコンの析出がおきないが、熱処理
を経ると結晶化が進むため過剰なシリコンがストレスの
大きいところに析出する。通常の半導体素子ではその析
出がコンタクトホール部３４へ主に集中し、微細コンタ
ク１〜ホールの場合には第４図に示すように析出したＰ
型のシリコン３６がコンタクトホール３４周辺に析出す
るため、実効的にコンタクト面積を狭めコンタクト抵抗
を増加させてしまう。このため素子の信頼性−Ｆ重大な
問題となる。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、微細コン
タクトホールでのアルミニウム配線の抵抗増加を押え、
高い信頼性を有する半導体装置とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
タクトホールでのアルミニウム配線の抵抗増加を押え、
高い信頼性を有する半導体装置とその製造方法を提供す
ることを目的とする。
上記目的を達成するために本発明はシリコンを含むアル
ミニウムからなる配線層の表面に、アルミニウムに比し
て熱膨張率の異なる材料層を密着形成し、アルミニウム
溶融温度以下の低温で熱処理するようにしている。
ミニウムからなる配線層の表面に、アルミニウムに比し
て熱膨張率の異なる材料層を密着形成し、アルミニウム
溶融温度以下の低温で熱処理するようにしている。
これにＪ：り余剰なシリコンが、この材料層側に析出し
、開口部周辺でのシリコンの析出を減少させることにな
る。
、開口部周辺でのシリコンの析出を減少させることにな
る。
第１図に本発明の一実施例による半導体装置を示す。１
つ型シリコン基板１１の主表面近くに約０．３１１ｍの
浅いＮ＋拡散層１２が形成されており、イの」−に層間
絶縁膜どしてＰＳＧ膜１膜厚３成されている。ＰＳＧ膜
１膜厚３４拡散層１２上にはコンタクトホール１４が形
成されており、その上に電極配線層としてのアルミニウ
ムシリコン層１５が形成されている。このアルミニウム
シリコン層１５はアルミニウムに固溶限界以上のシリコ
ンを含ませたものである。アルミニウムシリコン層１５
１−には、本実施例の特徴であるシリ」ン層１６が形成
されている。そしてアルミニウムシリコン層１５中のシ
リコン層１６側には多量に析出した析出シリコン層１７
がある。一方コンタクトホール１４の周辺にもわずかに
析出したシリコン層１８が形成される。
つ型シリコン基板１１の主表面近くに約０．３１１ｍの
浅いＮ＋拡散層１２が形成されており、イの」−に層間
絶縁膜どしてＰＳＧ膜１膜厚３成されている。ＰＳＧ膜
１膜厚３４拡散層１２上にはコンタクトホール１４が形
成されており、その上に電極配線層としてのアルミニウ
ムシリコン層１５が形成されている。このアルミニウム
シリコン層１５はアルミニウムに固溶限界以上のシリコ
ンを含ませたものである。アルミニウムシリコン層１５
１−には、本実施例の特徴であるシリ」ン層１６が形成
されている。そしてアルミニウムシリコン層１５中のシ
リコン層１６側には多量に析出した析出シリコン層１７
がある。一方コンタクトホール１４の周辺にもわずかに
析出したシリコン層１８が形成される。
シリコン層１６側により多くのシリコンが析出するのは
、アルミニウム配線層中の含有シリコンがストレスの大
きいところに析出する性質のためである。このためコン
タクトホール部１４へのシリコン析出量が低下し、コン
タクト抵抗の増加が防止される。
、アルミニウム配線層中の含有シリコンがストレスの大
きいところに析出する性質のためである。このためコン
タクトホール部１４へのシリコン析出量が低下し、コン
タクト抵抗の増加が防止される。
第２図は本発明の一実施例を示す半導体装置の製造方法
を示す図である。まずＰ型シリコン基板１１の主表面近
傍に周知の拡散技術を用いて約０．３μｍの深さの浅い
Ｎ＋拡散層１２を選択的に形成し、その後層間絶縁膜と
してたとえばＰＳＧ膜１膜厚３１μｍの膜厚で表面に形
成する。
を示す図である。まずＰ型シリコン基板１１の主表面近
傍に周知の拡散技術を用いて約０．３μｍの深さの浅い
Ｎ＋拡散層１２を選択的に形成し、その後層間絶縁膜と
してたとえばＰＳＧ膜１膜厚３１μｍの膜厚で表面に形
成する。
この後Ｎ＋拡散層１２の上に１．５μｍ幅の微細コンタ
クトホール１４を周知の写真蝕刻法により形成する（第
２図（ａ））。その後電極配線層となるアルミニウムシ
リコン層１５を約１μｍの膜厚でスパッタにより形成す
る（第２図（ｂ））。
クトホール１４を周知の写真蝕刻法により形成する（第
２図（ａ））。その後電極配線層となるアルミニウムシ
リコン層１５を約１μｍの膜厚でスパッタにより形成す
る（第２図（ｂ））。
この後このアルミニウムシリコン層１５の上に同様なス
パッタ法によりシリコン層１６を約３００への厚さに形
成する（第２図（Ｃ））。その後周知の塩素ガスを用い
Ｉこ反応性イオーンエ゛ンチングにＪ、る写真蝕刻法を
用いて、シリコン層１６とアルミニウムシリコン層１５
とのパターニングをＪ３こなう（第２図（ｄ））。つい
で、４５０℃のフォーミングガス雰囲気中で３０分の熱
処理をおこなう。この熱処理によってアルミニウムシリ
：１ン喘１５中の過剰なシリコンはシリコン層１６とア
ルミニウムシリコン層１５との界面にＰ型析出シリコン
１７として析出する。同時に］ンタク１−ホール１４０
周辺部にも少量の析出シリコン１８が形成される。これ
にＪ：って第２図（ｅ）に示すような構造が得られる。
パッタ法によりシリコン層１６を約３００への厚さに形
成する（第２図（Ｃ））。その後周知の塩素ガスを用い
Ｉこ反応性イオーンエ゛ンチングにＪ、る写真蝕刻法を
用いて、シリコン層１６とアルミニウムシリコン層１５
とのパターニングをＪ３こなう（第２図（ｄ））。つい
で、４５０℃のフォーミングガス雰囲気中で３０分の熱
処理をおこなう。この熱処理によってアルミニウムシリ
：１ン喘１５中の過剰なシリコンはシリコン層１６とア
ルミニウムシリコン層１５との界面にＰ型析出シリコン
１７として析出する。同時に］ンタク１−ホール１４０
周辺部にも少量の析出シリコン１８が形成される。これ
にＪ：って第２図（ｅ）に示すような構造が得られる。
このようにアルミニウムシリコン層１５の表面にシリコ
ン層１６を形成することにより、このアルミニウムシリ
コン層１５とシリコン層１６との界面にも熱処理におい
てス１〜レスが生じシリコンの析出が生ずるのである。
ン層１６を形成することにより、このアルミニウムシリ
コン層１５とシリコン層１６との界面にも熱処理におい
てス１〜レスが生じシリコンの析出が生ずるのである。
したがって従来の方法ではアルミニウムシリコン層１５
中の過剰なシリコンがもっともストレスのかかる］ンタ
ク１〜ホール部１４の近傍に集中して析出し、析出部も
多く実効的なコンタクト面積を小さくしてコンタクト抵
抗を増大させたが、本実施例では析出するシリコンが］
ンタク１〜ホール部１４以外にも析出するためコンタク
１〜ホール部１４近傍に析出するシリコン１８の量はか
なり少なくなる。
中の過剰なシリコンがもっともストレスのかかる］ンタ
ク１〜ホール部１４の近傍に集中して析出し、析出部も
多く実効的なコンタクト面積を小さくしてコンタクト抵
抗を増大させたが、本実施例では析出するシリコンが］
ンタク１〜ホール部１４以外にも析出するためコンタク
１〜ホール部１４近傍に析出するシリコン１８の量はか
なり少なくなる。
したがって実効的なコンタク１へ面積の低下はあまりお
こらず、コンタクト抵抗増加を押えられかつ高い信頼性
を得ることができる。
こらず、コンタクト抵抗増加を押えられかつ高い信頼性
を得ることができる。
第３図は本発明を用いたアルミニウムシリコン層の多層
配線構造を示す断面図である。第２図に示すような方法
により、第１のアルミニウムシリコン層１５を形成した
のち第２の層間絶縁層１９をＣＶＤ法等によって形成し
、この層間絶縁層１９に第２の開口部２０を形成し、フ
レオンガス等のプラズマエツチングにより開口部のシリ
コン層１６と析出シリコン層１７とを除去し、第２のア
ルミニウムシリコン層２１を形成する。このようにして
本発明によれば多層配線構造も容易に実現することがで
きる。
配線構造を示す断面図である。第２図に示すような方法
により、第１のアルミニウムシリコン層１５を形成した
のち第２の層間絶縁層１９をＣＶＤ法等によって形成し
、この層間絶縁層１９に第２の開口部２０を形成し、フ
レオンガス等のプラズマエツチングにより開口部のシリ
コン層１６と析出シリコン層１７とを除去し、第２のア
ルミニウムシリコン層２１を形成する。このようにして
本発明によれば多層配線構造も容易に実現することがで
きる。
なお以上述べた実施例においてはアルミニ「ンムシリ］
ン廟」−に形成する層としてシリコンの揚台を述べたが
、これに限定されるもので（まなくアルミニウムと熱膨
張率の異なる月利であればシリコンの代りに用いること
ができ、たとえば窒化シ１ノコン等も用いることができ
る。
ン廟」−に形成する層としてシリコンの揚台を述べたが
、これに限定されるもので（まなくアルミニウムと熱膨
張率の異なる月利であればシリコンの代りに用いること
ができ、たとえば窒化シ１ノコン等も用いることができ
る。
以上の通り、本発明によればシリコンを含むアルミニウ
ム配線層に密着したアルミニウムに比して熱膨張率の異
なる材料層を設け、配線層形成に当ってアルミニウム溶
融温度以下の低温で熱処理をおこない、アルミニウム配
線層中のシリコンがこの材料層側に析出するようにして
いるため、コンタクトホール部でのシリコンの析出が減
少しコンタクト抵抗の増大を防止することができる。し
たがって半導体装置の信頼性を向−トさせることができ
るという利点がある。
ム配線層に密着したアルミニウムに比して熱膨張率の異
なる材料層を設け、配線層形成に当ってアルミニウム溶
融温度以下の低温で熱処理をおこない、アルミニウム配
線層中のシリコンがこの材料層側に析出するようにして
いるため、コンタクトホール部でのシリコンの析出が減
少しコンタクト抵抗の増大を防止することができる。し
たがって半導体装置の信頼性を向−トさせることができ
るという利点がある。
第１図は本発明の一実施例による半導体装置の断面図、
第２図は本発明の一実施例ににる半導体装置の製造方法
を示すＴ程図、第３図は本発明の他の実施例による多層
構造の半導体装置の断面図、第４図は従来の半導体装置
の断面図である。 １１・・・Ｐ型シリコン基板、１２・・・Ｎ１拡散層、
１３・・・絶縁膜、１４・・・開口部、１５・・・アル
ミニウムシリコン層、１６・・・シリコン層、１７・・
・析出シリコン層、１８・・・析出シリコン。 出願人代理人 猪 股 清 手続ン市正用 昭和６０年５ 月２１−１
第２図は本発明の一実施例ににる半導体装置の製造方法
を示すＴ程図、第３図は本発明の他の実施例による多層
構造の半導体装置の断面図、第４図は従来の半導体装置
の断面図である。 １１・・・Ｐ型シリコン基板、１２・・・Ｎ１拡散層、
１３・・・絶縁膜、１４・・・開口部、１５・・・アル
ミニウムシリコン層、１６・・・シリコン層、１７・・
・析出シリコン層、１８・・・析出シリコン。 出願人代理人 猪 股 清 手続ン市正用 昭和６０年５ 月２１−１
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板表面を露出させる開口部にシリコンを含
むアルミニウムを被着して配線層を形成する半導体装置
において、アルミニウムに比して熱膨張率の異なる材料
層を、前記開口部近傍の前記配線層表面に密着させたこ
とを特徴とする半導体装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記材
料層がシリコン層または窒化シリコン層であることを特
徴とする半導体装置。 ３、半導体表面を露出させる開口部にシリコンを含むア
ルミニウムを被着して配線層を形成する半導体装置の製
造方法において、シリコンを含むアルミニウムを被着し
て前記配線層を形成した後、前記配線層上にアルミニウ
ムに比して熱膨張率の異なる材料層を密着形成し、アル
ミニウム溶融温度以下の低温で熱処理をおこなうことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 ４、特許請求の範囲第３項記載の方法において、前記材
料層が多結晶シリコン層または窒化シリコン層であるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6780885A JPS61226958A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 半導体装置およびその製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6780885A JPS61226958A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 半導体装置およびその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61226958A true JPS61226958A (ja) | 1986-10-08 |
Family
ID=13355614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6780885A Pending JPS61226958A (ja) | 1985-03-30 | 1985-03-30 | 半導体装置およびその製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61226958A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191425A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Hitachi Ltd | 表面処理方法及び装置 |
| JP2015185793A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体装置 |
-
1985
- 1985-03-30 JP JP6780885A patent/JPS61226958A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0191425A (ja) * | 1987-10-02 | 1989-04-11 | Hitachi Ltd | 表面処理方法及び装置 |
| JP2015185793A (ja) * | 2014-03-26 | 2015-10-22 | 株式会社豊田中央研究所 | 半導体装置 |
| US9437700B2 (en) | 2014-03-26 | 2016-09-06 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Semiconductor device |
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