JPS61245523A - アルミニウム膜の成長方法 - Google Patents

アルミニウム膜の成長方法

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JPS61245523A
JPS61245523A JP8788785A JP8788785A JPS61245523A JP S61245523 A JPS61245523 A JP S61245523A JP 8788785 A JP8788785 A JP 8788785A JP 8788785 A JP8788785 A JP 8788785A JP S61245523 A JPS61245523 A JP S61245523A
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JP
Japan
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layer
aluminum
substrate
barrier metal
growth
Prior art date
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Pending
Application number
JP8788785A
Other languages
English (en)
Inventor
Takayuki Oba
隆之 大場
Yoshimi Shiotani
喜美 塩谷
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61245523A publication Critical patent/JPS61245523A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation

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】 〔概要〕 アルミニウムは半導体装置の配線層として、広く用いら
れているか、その積層の方法として従来の物理的な蒸着
法に代わり、気相成長法により、アルミニウムの突起、
シリコン基板面でのピント等の発生が少なく、またエレ
クトロマイグレーションに強いアルミニウム膜の成長方
法を述べる。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、アルミニウムの配線層の形成に通常広く使用
されているＰＶＤ法に代わり、トリイソブチール・アル
ミニウムを反応ガスとして用いたＣＶＤ法により、接着
性が良く、アルミニウム層の突起、基板面でのピント等
の発生の恐れの少ない、アルミニウム膜の成長法に関す
る。
アルミニウムは、通常ＣＶＤ法で成長させるとその接着
性、その他の膜質に問題があるので、一般には真空蒸着
法によって成長させている。
アルミニウム薄膜を集積回路で用いるのは、殆どが配線
層の形成であり、この時点では半導体の素子部分の形成
は終わっているので、アルミニウム膜の形成プロセスに
おいては、基板の温度は出来るだけ低くすることが望ま
しい。
従って、常温でも成長可能なる真空蒸着法が専らアルミ
ニウムの成長に用いられている。このため真空蒸着の基
本的な問題点としての、電極窓の段差部におげろカハレ
ージ不良の問題がある。
従って、ステソプカハレージの問題の少ないＣＶＤ法を
用い、良質なるアルミニウム膜の成長が低温で可能とな
れば利用価値が高く、また成長時にアルミニウム以外の
金属との合金膜の成長も可能であり、その出現が要望さ
れている。
〔従来の技術〕
アルミニウムをＣＶＤ法で成長させる方法として、トリ
イソブチール・アルミニウム、略称ＴＩＢＡを用いる方
法は既に知られている。
ＴＩＢＡはＡＲ（Ｃ４Ｈ９）３なる分子式で表され、２
５０〜３００°Ｃで熱分解して、下記のごとくＡｌを析
出する。
Ａ１（Ｃ４Ｈ９）３→Ａβ＋３／２Ｈ２＋３Ｃ，ＩＨＩ
ＩＴＩＢＡは常温では液体であるか、反応を促進するた
め約５０°Ｃに加熱して、ＨｅあるいはＡｒガスをバブ
リングさせて、約３００°Ｃに加熱された基板を設置せ
る反応槽に導入され、アルミニウムを析出する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記に述べた、従来の技術によるＴＩＢＡ分解法では、
シリコン基板に直接アルミニウムを成長させると、アル
ミニウムとの接着性に問題があり、電極窓にアルミニウ
ムを積層しても、極めて剥離し易い状態で付着している
。
また、基板のシリコンがアルミニウム層の中に溶解し、
ピント不良を生ずるという問題がある。
また、ＴＩＢＡは反応槽内の残留酸素ガスと反応を起こ
し易く、容易にアルミナＡＡ２０．となって析出すると
いう問題もある。
Ｃ問題点を解決するための手段〕 上記問題点は、基板上にチタン、あるいはタングステン
等の高融点金属よりなるバリヤメタル層を形成した後、
トリイソブチール・アルミニウムを反応ガスとしてアル
ミニウム層を積層し、次いで、シリコンあるいはタング
ステンを含むアルミニウム合金よりなるカバー層を気相
成長させる手段よりなる本発明の方法によって解決され
る。
これらの全てのプロセスは、気相成長により行うことが
本発明の特徴である。
〔作用〕
チタン、あるいはタングステン等の高融点金属よりなる
バリヤメタル層は、アルミニウムとシリコンが直接、接
触することによるピントの発生を防止し、またアルミニ
ウム層の接着性を良くする。
シリコン、あるいはタングステンを含んだアルミニウム
合金のカバー層は平滑なる表面層を形成し、層間のアル
ミニウムの突起による不良を軽減し、エレクトロマイグ
レーションの防止に寄与する。
上記の各層の成長は全て気相成長によっているので、段
差部におけるカバレージの問題も改善される。
〔実施例〕
本発明による一実施例を図面により詳細説明する。図面
では素子形成領域、絶縁膜等、本発明の説明に直接関係
のない構造は略しである。
シリコン基板１上にのチタン（Ｔｉ）、あるいはタング
ステン（Ｗ）等の高融点金属よりなるバリヤメタル層２
を気相成長させる。
気相成長には、Ｔｉの場合はＴｉＣ１，を、Ｗの場合は
ＷＦ、をガスソースとして用いる。
ＷＦ６は常温でガス状であるか、Ｔ　ｉ　Ｃ１ａは液体
であるので、反応の促進のためＴｉＣ１，溶液を約８０
℃に加熱して不活性ガスをバブリングさせて導入する。
Ｔｉ、あるいはＷのバリヤメタル層は、上部のＡ１）層
がシリコン基板との直接接触することによる突起、ある
いはビットの発生を防止すると共に、この後成長させる
Ａｆｆ層の成長核となり易く、Ａｐの結晶のダレインサ
イズも大きくなり、界面の接触性も良好である。
次いで、ＴＩＢＡガスのみを用いて必要なる厚さのＡ１
層３を積層する。このときの成長プロセスは、従来の技
術の項で説明せる方法と変わらない。
最後にＡ１層３を被覆するカバー層として、シリコンを
約１％含むＡ　７！／Ｓｔ合金か、あるいはＷを約ｌＯ
％含むＡ１．／Ｗのカバー層４を被着する。
７１、Ａ／Ｓｉの場合は、ＴｒＢＡとシランガスとによ
る気相成長で得られる。
Ｔ　Ｉ　Ｂ　Ａ　十Ｓ　ｉ　Ｈ４→Ａ７！／Ｓｉシラン
系のガスとしては、上記５ｉ）Ｔｎのみでなく５ｉＩ４
ｚＣ１□、　Ｓ　ｉ　ＨＣ１３、５ｉｚＨ＋、　、　５
ｉ３ＨＢ　　等のガスを、単独あるいは混合して用いる
ことが出来る。
ＡＬ’Ｗの場合は、ＴＩＢＡとＷＦ６の流量比を１０：
１程度に選んで成長させる。
ＷＦｂ＋Ｔ　Ｉ　ＢＡ−Ａ　＃／Ｗ Ａβ／ＳｉあるいはＡｌｌ／Ｗの合金層はＡ７！層３の
表面をフラットにし、突起等の発生を防止し、多層配線
の層間ショート不良を軽減し、エレクトロマイグレーシ
ョンの防止に役立つ。
上記バリヤメタル層からカバー層までの各層の成長は、
全て気相成長法によって積層される。従って、従来の真
空蒸着法で問題であるステップカバレージの問題は大き
く改善される。
〔発明の効果〕
以上に説明せるごとく、本発明によるアルミニウム膜の
成長方法によって、全て気相成長法により配線層の形成
が可能で、バリヤメタル層、カバー層を設けることによ
り、アルミニウム層の突起、基板面のピント、エレクト
ロマイグレーションの問題等が著しく軽減される。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明にかかわるＣＶＤ法によるアルミニウム膜
の成長を説明する断面図を示す。 図面において、 １はシリコン基板、 ２はＴｉ、あるいはＷのへ゛リヤメタル層、３はＡｇ層
、 ４はＡｌ／Ｓｉ、あるいはＡβ／Ｗのカバー層、をそれ
ぞれ示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）基板（１）上に高融点金属よりなるバリヤメタル
    層（２）を形成した後、 該バリヤメタル層の上にトリイソブチール・アルミニウ
    ムを反応ガスとして、アルミニウム層（３）を気相成長
    させ、 次いで、該アルミニウム層の上にシリコン、あるいはタ
    ングステンを含むアルミニウム合金よりなるカバー層（
    ４）を、トリイソブチール・アルミニウムと、それぞれ
    シラン系ガスか、あるいは弗化タングステンとの反応に
    よって成長させることを特徴とするアルミニウム膜の成
    長方法。
  2. （２）前記バリヤメタル層（２）として、チタンあるい
    はタングステン等の高融点金属を使用することを特徴と
    する特許請求範囲第（１）項記載のアルミニウム膜の成
    長方法。
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