JPS612360A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS612360A JPS612360A JP12171384A JP12171384A JPS612360A JP S612360 A JPS612360 A JP S612360A JP 12171384 A JP12171384 A JP 12171384A JP 12171384 A JP12171384 A JP 12171384A JP S612360 A JPS612360 A JP S612360A
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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
- H01L29/452—Ohmic electrodes on AIII-BV compounds
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は半導体装置および集積回路の電極で特に配線を
必要とする電極構造に関するものである。
必要とする電極構造に関するものである。
半導体装置および集積回路は第１図の装置断面図で示す
ように、能動素子をもつ半導体基板結晶１上に電極金属
３があり、層間絶縁膜４および６と配線金属５，７が任
意のスルーホール１４゜１６を通して接続され、所要の
回路が構成されている。
ように、能動素子をもつ半導体基板結晶１上に電極金属
３があり、層間絶縁膜４および６と配線金属５，７が任
意のスルーホール１４゜１６を通して接続され、所要の
回路が構成されている。
Ｇ ａ Ａ ｓ半導体基板結晶を用いる集積回路では、
オーミック接触用電極などにＡｕを主体とした合金、例
えばＡｕ、Ｇｅ−Ａｕ、Ａｕ−Ｚｎ、Ａｕ・Ｓｔなどの
共晶合金が用いられている。この電極の表面はＡｕもし
くはＡｕの合金であったため、層間絶縁膜との接着力が
弱い欠点があった。第２図は従来の構造断面図で、能動
素子をもつＧ ａ Ａ ｓ結晶１０上にオーミック接触
用のＡｕ−Ｇｅ合金層３１とＮｉ層３２とＡｕ層の多層
構造とから電極金属３０が構成され、この上面にＰＳＧ
（リンドープガラス）膜４０とコンタクト孔１４０が加
工された様子を示す。電極金属３０の表面がＡｕの場合
はＰＳＧ膜との密着性が悪く、同図の如くコンタクト部
がはがれたり、寸法以上の孔が加工されてしまうことが
しばしば発生して、歩留りを低下させていた。
オーミック接触用電極などにＡｕを主体とした合金、例
えばＡｕ、Ｇｅ−Ａｕ、Ａｕ−Ｚｎ、Ａｕ・Ｓｔなどの
共晶合金が用いられている。この電極の表面はＡｕもし
くはＡｕの合金であったため、層間絶縁膜との接着力が
弱い欠点があった。第２図は従来の構造断面図で、能動
素子をもつＧ ａ Ａ ｓ結晶１０上にオーミック接触
用のＡｕ−Ｇｅ合金層３１とＮｉ層３２とＡｕ層の多層
構造とから電極金属３０が構成され、この上面にＰＳＧ
（リンドープガラス）膜４０とコンタクト孔１４０が加
工された様子を示す。電極金属３０の表面がＡｕの場合
はＰＳＧ膜との密着性が悪く、同図の如くコンタクト部
がはがれたり、寸法以上の孔が加工されてしまうことが
しばしば発生して、歩留りを低下させていた。
この様な不良は第１図に示した多層配線の構造における
配線金属５と層間絶縁膜６との間にも起り、特に大面積
の金属パターン上の絶縁膜部分に発生しやすい傾向を示
していた。Ａｕとの密着性に不良はＰＳＧ膜に限らず、
Ｓ、ｉ０ｚ膜はＳｉＮ＠などでも同様に密着性が悪く、
層間絶縁材にはもはや選択の余地がなかった。
配線金属５と層間絶縁膜６との間にも起り、特に大面積
の金属パターン上の絶縁膜部分に発生しやすい傾向を示
していた。Ａｕとの密着性に不良はＰＳＧ膜に限らず、
Ｓ、ｉ０ｚ膜はＳｉＮ＠などでも同様に密着性が悪く、
層間絶縁材にはもはや選択の余地がなかった。
Ａｕを主体とした電極、例えばＡＲ−８ｉ。
Ａｆｉ−Ｃｕなどでは上述した密着性が不良となる欠点
はない反面、コンタクト孔を通して電極を接続する場合
に、Ａｌ表面の酸化層が原因と思われる導通不良や接触
抵抗増大の不良がみられていた。
はない反面、コンタクト孔を通して電極を接続する場合
に、Ａｌ表面の酸化層が原因と思われる導通不良や接触
抵抗増大の不良がみられていた。
本発明の目的は特にＧ ａ Ａ ｓ・ＩＣで使われてい
るＡｕ系電極の配線を再現性良く行なうための電極構造
を提供することにある。
るＡｕ系電極の配線を再現性良く行なうための電極構造
を提供することにある。
本発明では、半導体装置および集積回路等の電極および
配線用金属と層間絶縁膜との密着性を高めるため、電極
の構成を次のように改良した。
配線用金属と層間絶縁膜との密着性を高めるため、電極
の構成を次のように改良した。
Ａｕ系の配線用電極はＧ ａ Ａ ｓ・ＩＣには不可欠
な材料であるので、この基本構成を保ったまま、電極の
表面にＡｕが露出しないようにした。つまり、本発明で
は、Ａｕの表面に被着する金属として■Ａｕと反応しに
くいもの、■酸化又は窒化するもの、■同一装置内で連
続被着できやすいもの、などの条件を満たす材料を選ん
で、従来の電極構造の最上段に被着したことを特徴とし
た構造の電極である。Ａｕの表面に被着する材料として
は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ ｉ 、Ｃｒ、Ｎ ｉなどの金属が好
ましく、上記金属層が少なくとも一眉分だけＡｕの表面
に形成された構造で、上記金属層の厚さは〜１００ｍｍ
以下（最低でも５ｍ＋ｎ）で本発明の効果が十分に発揮
できる。
な材料であるので、この基本構成を保ったまま、電極の
表面にＡｕが露出しないようにした。つまり、本発明で
は、Ａｕの表面に被着する金属として■Ａｕと反応しに
くいもの、■酸化又は窒化するもの、■同一装置内で連
続被着できやすいもの、などの条件を満たす材料を選ん
で、従来の電極構造の最上段に被着したことを特徴とし
た構造の電極である。Ａｕの表面に被着する材料として
は、Ｍｏ、Ｗ、Ｔ ｉ 、Ｃｒ、Ｎ ｉなどの金属が好
ましく、上記金属層が少なくとも一眉分だけＡｕの表面
に形成された構造で、上記金属層の厚さは〜１００ｍｍ
以下（最低でも５ｍ＋ｎ）で本発明の効果が十分に発揮
できる。
上記の説明では電極用の基材としてＡｕのみを説明した
が、Ａｕを１０％重量比以上含有する金属にも適用出来
る。例えば、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ・Ｚｎ、Ａｕ−８ｉなど
の共晶合金である。
が、Ａｕを１０％重量比以上含有する金属にも適用出来
る。例えば、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ・Ｚｎ、Ａｕ−８ｉなど
の共晶合金である。
更にＡｕに代えて、Ａｌ又は八Ωを１０％重量比以上含
有する金属にも適用出来る。例えば、Ａｆｌ・Ｓｉ、Ａ
ｌ−Ｃｕ等である。
有する金属にも適用出来る。例えば、Ａｆｌ・Ｓｉ、Ａ
ｌ−Ｃｕ等である。
以下、本発明の一実施例を第３図により説明する。Ｇ
ａ Ａ ｓ結晶１０上にオーミック接触用のＡｕ・Ｇｅ
合金（Ｇｅ８％重量比）層３１を約１１００ｎの厚さに
蒸着し、つづいてＮｉ層３２を約５０ｎＩ１１の厚さ、
つづいてＡｕ層３３を約２００ｎｍの厚さ、つづいてＭ
Ｏ層３４を約１０ｎｍの厚さに、同一装置内で連続蒸着
する。つづいて、Ｇ ａ Ａ ｓ結晶１０を４００℃で
熱処理して、オーミック接触を形成する。配線層の主導
電体３０は上記３１゜３２．３３層の重ね膜であり、上
記３４のＭｏ層は密着性改良のためのバインダである。
ａ Ａ ｓ結晶１０上にオーミック接触用のＡｕ・Ｇｅ
合金（Ｇｅ８％重量比）層３１を約１１００ｎの厚さに
蒸着し、つづいてＮｉ層３２を約５０ｎＩ１１の厚さ、
つづいてＡｕ層３３を約２００ｎｍの厚さ、つづいてＭ
Ｏ層３４を約１０ｎｍの厚さに、同一装置内で連続蒸着
する。つづいて、Ｇ ａ Ａ ｓ結晶１０を４００℃で
熱処理して、オーミック接触を形成する。配線層の主導
電体３０は上記３１゜３２．３３層の重ね膜であり、上
記３４のＭｏ層は密着性改良のためのバインダである。
つづいて該半導体の表面にリン濃度５％のＰＳＧ膜４０
を約７００ｎｍの厚さに被着する。被着温度は４００℃
で常圧のＣＶＤ法により形成する。つづいて、ホトリソ
グラフィにより上記ＰＳＧ膜の一部にコンタクト孔１４
０を加工する。加工の方法はウェット処理（例えば弗酸
と水の混合液）又はドライ処理（例えばＣＦ４とＨ２の
混合ガスでリアクティブイオンエツチング）による。上
記３４のＭｏ層によって、従来の膜ハガレや加工寸法の
不良事故が皆無になった。上記コンタクト孔１４０で露
出したＭ ｏ ２００はウェット処理では取れないがド
ライ処理のオーバエツチングで除去することができ、Ａ
ｕの表面を出すことができる。
を約７００ｎｍの厚さに被着する。被着温度は４００℃
で常圧のＣＶＤ法により形成する。つづいて、ホトリソ
グラフィにより上記ＰＳＧ膜の一部にコンタクト孔１４
０を加工する。加工の方法はウェット処理（例えば弗酸
と水の混合液）又はドライ処理（例えばＣＦ４とＨ２の
混合ガスでリアクティブイオンエツチング）による。上
記３４のＭｏ層によって、従来の膜ハガレや加工寸法の
不良事故が皆無になった。上記コンタクト孔１４０で露
出したＭ ｏ ２００はウェット処理では取れないがド
ライ処理のオーバエツチングで除去することができ、Ａ
ｕの表面を出すことができる。
他の実施例を第４図により説明する。
Ｇ ａ Ａ ｓ半導体５１上にオーミック接触をもった
電極５５をリフトオフで形成する。電極５５は第３図で
述べた如＜ Ａ ｕ系電極５３上に１０ｒ＋ｍの厚さで
Ｍ２Ｂ５が被着してあり、他のＧ ａ Ａ ｓ面上には
リフトオフスペーサとしての５ｉ０２膜５２がある。第
３図の如＜ＰＳＧ膜５６を７００ｎｍ被着したあとコン
タクト孔６１をあけ、第１層の配線用電極６０を形成し
たまでの素子断面図を示す。
電極５５をリフトオフで形成する。電極５５は第３図で
述べた如＜ Ａ ｕ系電極５３上に１０ｒ＋ｍの厚さで
Ｍ２Ｂ５が被着してあり、他のＧ ａ Ａ ｓ面上には
リフトオフスペーサとしての５ｉ０２膜５２がある。第
３図の如＜ＰＳＧ膜５６を７００ｎｍ被着したあとコン
タクト孔６１をあけ、第１層の配線用電極６０を形成し
たまでの素子断面図を示す。
第１Ｍの配線用電極６０はまずＭｏ層５７を１１００ｎ
、つづいてＡｕ層５８を１０００ｎｍ、つづいてＭ。
、つづいてＡｕ層５８を１０００ｎｍ、つづいてＭ。
層５９を１０層ｍを連続蒸着して形成された構成をとる
。上部のＭｏ層５９は第３図で述べた如く、本発明の趣
旨によるもので、続いて被着される層間絶縁膜との密着
性を改良するためのものである。
。上部のＭｏ層５９は第３図で述べた如く、本発明の趣
旨によるもので、続いて被着される層間絶縁膜との密着
性を改良するためのものである。
第１層の配線用電極６０はホトレジストパターンを形成
後イオンミリングによって上部の薄いＭ。
後イオンミリングによって上部の薄いＭ。
層５９とＡｕ層５８を加工し、下部のＭｏ層５７をＣＦ
Ｊ系ガスのドライエッチで加工する。第４図では第２層
目の眉間絶縁膜及び第２層目の配線層を示してないが、
上述した如く、第１層の配線用電極６０の表面に被着し
たＭｏ層５９によって第２層目の眉間絶縁膜に膜はがれ
がなくなった。
Ｊ系ガスのドライエッチで加工する。第４図では第２層
目の眉間絶縁膜及び第２層目の配線層を示してないが、
上述した如く、第１層の配線用電極６０の表面に被着し
たＭｏ層５９によって第２層目の眉間絶縁膜に膜はがれ
がなくなった。
言うまでもなく、工程の最後となる配線金属の最上層部
にはバインダとしてのＭｏ膜は不用である。
にはバインダとしてのＭｏ膜は不用である。
つぎに、Ａｌを主体とした配線用金属での本発明による
一実施例を以下に説明する。半導体装置の断面図は第４
図を参照する。Ｇ ａ Ａ ｓ半導体５１へのオーミッ
ク接触用金属５５は第４図で述べたように、Ａｕ系電極
５３の上面にＭ ｏ ５４を被着した同じ構造とし、第
１層の配線用電極６０にＡＵを用いた例を述べる。Ａｕ
とＡｕは低温で反応しやすいため第１層の電極６０の下
地金属５７に約２００ｎｍの厚さのＭＯを被着し、つづ
いて約１１０００ｎのＡｌ金属５８、つづいて約１０ｎ
ｍのＭＯ金属５９を蒸着によって連続形成した構造であ
る。
一実施例を以下に説明する。半導体装置の断面図は第４
図を参照する。Ｇ ａ Ａ ｓ半導体５１へのオーミッ
ク接触用金属５５は第４図で述べたように、Ａｕ系電極
５３の上面にＭ ｏ ５４を被着した同じ構造とし、第
１層の配線用電極６０にＡＵを用いた例を述べる。Ａｕ
とＡｕは低温で反応しやすいため第１層の電極６０の下
地金属５７に約２００ｎｍの厚さのＭＯを被着し、つづ
いて約１１０００ｎのＡｌ金属５８、つづいて約１０ｎ
ｍのＭＯ金属５９を蒸着によって連続形成した構造であ
る。
このような電極構造６０ではＡｌの表面が直接高温にさ
らされることがないので、前述したようにＡｌ表面の酸
化と思われる不良が発生しなくなった。
らされることがないので、前述したようにＡｌ表面の酸
化と思われる不良が発生しなくなった。
実施例ではＡｕ又はＡｌ、上へ被着する金属としてＭ、
ｏの例を示したが、本発明の趣旨から容易に加工、形成
できる材質なら限定されものでなく、例えば、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｎｉなどを利用できる。
ｏの例を示したが、本発明の趣旨から容易に加工、形成
できる材質なら限定されものでなく、例えば、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ｗ、Ｎｉなどを利用できる。
上記した金属は単層であっても、多層であっても本発明
の趣旨からはずれるものでない。
の趣旨からはずれるものでない。
以上、実施例で述べたように、本発明によれば接着力の
改善がはかれることによってＡｕを主体とした電極の配
線工程が高歩留りで達成できるようになった。
改善がはかれることによってＡｕを主体とした電極の配
線工程が高歩留りで達成できるようになった。
第１図は半導体装置および集積回路の配線構造の断面図
、第２図は従来の密着性不良を示すコンタクト孔の断面
図、第３図は本発明の一実施例によるコンタクト孔の断
面図、第４図は本発明の一実施例による配線構造の断面
図である。 １０・・・半導体基板、３０・・・電極金属、４０・・
・ＰＳＧ妃１図 １図ｚ 図 第 ３ 図
、第２図は従来の密着性不良を示すコンタクト孔の断面
図、第３図は本発明の一実施例によるコンタクト孔の断
面図、第４図は本発明の一実施例による配線構造の断面
図である。 １０・・・半導体基板、３０・・・電極金属、４０・・
・ＰＳＧ妃１図 １図ｚ 図 第 ３ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、Ａｕ層又はＡｕを含む金属層を有する電極を有する
半導体装置において、上記Ａｕ層又はＡｕを含む金属層
の表面に少なくともＭｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉの群か
ら選ばれた少なくとも一者を有する金属層を単層以上に
被着してなることを特徴とした半導体装置。 ２、上記Ａｕ層又はＡｕを含む金属層をＡｌおよびＡｌ
を含む金属層に置換せしめて成ることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121713A JPH0658896B2 (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121713A JPH0658896B2 (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS612360A true JPS612360A (ja) | 1986-01-08 |
| JPH0658896B2 JPH0658896B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=14818034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121713A Expired - Fee Related JPH0658896B2 (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658896B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0402936A2 (en) * | 1989-06-16 | 1990-12-19 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrode structure for III-V compound semiconductor element and method of manufacturing the same |
| US5179041A (en) * | 1989-06-16 | 1993-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing an electrode structure for III-V compound semiconductor element |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5467766A (en) * | 1977-11-10 | 1979-05-31 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59121713A patent/JPH0658896B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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| JPS5467766A (en) * | 1977-11-10 | 1979-05-31 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
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| EP0402936A3 (en) * | 1989-06-16 | 1991-05-02 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrode structure for iii-v compound semiconductor element and method of manufacturing the same |
| US5077599A (en) * | 1989-06-16 | 1991-12-31 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Electrode structure for iii-v compound semiconductor element and method of manufacturing the same |
| US5179041A (en) * | 1989-06-16 | 1993-01-12 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for manufacturing an electrode structure for III-V compound semiconductor element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0658896B2 (ja) | 1994-08-03 |
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