JPS6135517A - 半導体装置の形成方法 - Google Patents
半導体装置の形成方法Info
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- JPS6135517A JPS6135517A JP15697384A JP15697384A JPS6135517A JP S6135517 A JPS6135517 A JP S6135517A JP 15697384 A JP15697384 A JP 15697384A JP 15697384 A JP15697384 A JP 15697384A JP S6135517 A JPS6135517 A JP S6135517A
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- forming
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- metal
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- 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
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に、半導体
基板上に形成された半導体領域と配線層との間に高い信
頼性をもつ機側面積のコンタクトを形成する方法に関す
る。
基板上に形成された半導体領域と配線層との間に高い信
頼性をもつ機側面積のコンタクトを形成する方法に関す
る。
半導体装置の分野では、１９７０年代以降、特に、高祭
債化への傾向は強まる一方となり、超大規ｔｙ集状回路
（超ＬＳＩ）へと進歩し、１つの単導体チップ上にコン
ピユータ等のシステムが宿成されるまでになってきてい
る。
債化への傾向は強まる一方となり、超大規ｔｙ集状回路
（超ＬＳＩ）へと進歩し、１つの単導体チップ上にコン
ピユータ等のシステムが宿成されるまでになってきてい
る。
ところで集積回路の高速化と高集債化は素子の微細化ｌ
こよって実現される。例えばＭＯ８集枯回路では、素子
の微細化に伴い、多結晶シリコンゲート電極や、ソース
拡散層、ドレイン拡散層等と金６配ＷＪＭとの間で電気
的接続を行うためのコンタクト部の面積は縮小されると
共にＰＮ接合の深さについても浅くなるように形成され
ることが必要となってくる。
こよって実現される。例えばＭＯ８集枯回路では、素子
の微細化に伴い、多結晶シリコンゲート電極や、ソース
拡散層、ドレイン拡散層等と金６配ＷＪＭとの間で電気
的接続を行うためのコンタクト部の面積は縮小されると
共にＰＮ接合の深さについても浅くなるように形成され
ることが必要となってくる。
しかしながら、コンタクト面積の縮小化あるいはＰＮ接
合が浅く形成されるのに伴い、コンタクト抵抗の増加や
電極形成によるＰＮ接合の破壊等の問題が顕在化してく
る。特ζこ超ＬＳＩの場合、数ミリ角のシリコンチン１
１個当たり、百万個以上のコンタクトが存在するため、
このような接続特性の劣化は素子の信頼性の低下につな
がり、集積回路の高速化、高集債化への大きな障害とな
っている。
合が浅く形成されるのに伴い、コンタクト抵抗の増加や
電極形成によるＰＮ接合の破壊等の問題が顕在化してく
る。特ζこ超ＬＳＩの場合、数ミリ角のシリコンチン１
１個当たり、百万個以上のコンタクトが存在するため、
このような接続特性の劣化は素子の信頼性の低下につな
がり、集積回路の高速化、高集債化への大きな障害とな
っている。
例えば、第１０図に示す如くＰ型のシリコン（Ｓｉ）基
板１内に砒素（Ａｓ）イオンをイオン注入して形成され
たＰＮ接合の深さＸ＝０．１μｍとなるようなＮ＋ ｍ
シリコン拡散層２に対し、絶縁膜３内に穿孔されたコン
タクト窓４を介してアルミニウム（Ａｌ）′ｒ！！、極
５を形成した場合、該Ｎ型シリコン拡散層２とアルミニ
ウム？！１極５の間でシリコンとアルミニウムの相互作
用に基づく界面反応によって前記ＰＮ接合部がショート
することがある。
板１内に砒素（Ａｓ）イオンをイオン注入して形成され
たＰＮ接合の深さＸ＝０．１μｍとなるようなＮ＋ ｍ
シリコン拡散層２に対し、絶縁膜３内に穿孔されたコン
タクト窓４を介してアルミニウム（Ａｌ）′ｒ！！、極
５を形成した場合、該Ｎ型シリコン拡散層２とアルミニ
ウム？！１極５の間でシリコンとアルミニウムの相互作
用に基づく界面反応によって前記ＰＮ接合部がショート
することがある。
このような問題を屏決する技術として、前記Ｎ・型シリ
コン拡散層２とアルミニウム電極５との間に前述の如き
界面反応が発生するのを防止するため、障壁金属（バリ
ヤーメタル）を形成する方法が注目されている。
コン拡散層２とアルミニウム電極５との間に前述の如き
界面反応が発生するのを防止するため、障壁金属（バリ
ヤーメタル）を形成する方法が注目されている。
この１例として、窒化チタン（ＴｉＮ）膜を障壁金属と
して用いた場合のｖＬ＠形成方法を第１１図（ａ）〜（
Ｃ）に示す。
して用いた場合のｖＬ＠形成方法を第１１図（ａ）〜（
Ｃ）に示す。
すなわち、第１１図（ａ）に示す如く、Ｐ型シリコン基
板１１内に砒素をイオン注入してＮ 型シリコン拡散層
１２を形成し、更に、この表面に絶縁膜としての酸化シ
リコン膜１３を堆積した後、コンタクト窓１４を形成す
る。。
板１１内に砒素をイオン注入してＮ 型シリコン拡散層
１２を形成し、更に、この表面に絶縁膜としての酸化シ
リコン膜１３を堆積した後、コンタクト窓１４を形成す
る。。
続いて、通常のスパッタリング法により全面ζこ窒化チ
タン膜１５を第１１図（ｂＪに示す如く堆積する。
タン膜１５を第１１図（ｂＪに示す如く堆積する。
そして、第１１図（Ｃ）に示す如く、該窒化チタン腰上
にアルミニウム膜を蒸着した後、これら２層の膜を所望
の形状に同時パターニングし、アルミニウム電極１６を
形成する。
にアルミニウム膜を蒸着した後、これら２層の膜を所望
の形状に同時パターニングし、アルミニウム電極１６を
形成する。
しかしながら、このようにして形成されたコンタクト電
極は、窒化チタン膜の形成過程ｔこも依存するが、たい
ていの場合、窒化チタン膜の内部応力の大きさ、窒化チ
タン膜とシリコン拡散層との密着性の悪さ、窒化チタン
膜とシリコン拡散層とのコンタクト抵抗の高いこと等に
より、実用デバ〜 イカ刀論用は困１”、ｔｔであり、重大な問題を残して
いた。
極は、窒化チタン膜の形成過程ｔこも依存するが、たい
ていの場合、窒化チタン膜の内部応力の大きさ、窒化チ
タン膜とシリコン拡散層との密着性の悪さ、窒化チタン
膜とシリコン拡散層とのコンタクト抵抗の高いこと等に
より、実用デバ〜 イカ刀論用は困１”、ｔｔであり、重大な問題を残して
いた。
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、９１０１
で浅いＰＮ接合をもつ半導体層に対しても接合特性を劣
化させることなく、配線層と拡散層との間のオーミック
コンタクトを低抵抗とすると共に、信頼性を高めること
を目的とする。
で浅いＰＮ接合をもつ半導体層に対しても接合特性を劣
化させることなく、配線層と拡散層との間のオーミック
コンタクトを低抵抗とすると共に、信頼性を高めること
を目的とする。
本発明者らは、反応性スパッタリングにより形成した窒
化チタン膜の障壁金属としての特性について種々の実験
を重ねた結果、前述のアルミニウム層Ａｌｌ窒化チタン
膜ＴｉＮ／シリコン拡散磨Ｓｉからなる多層膜栴造では
、窒化チタン膜の存在によって、５５０℃まで、アルミ
ニウム層とシリコン拡散層との相互反応は確実ζこ防止
することができ、該窒化チタン膜は熱的および化学的安
定性を維持することができることを確認した。そして、
この安定性のために、窒化チタン膜は、シリコン拡散層
上に製造工程中に生成される自然酸化膜とも反応し得ず
、従って、絶縁性を呈するこの自然酸化膜が残留するこ
とにより、窒化チタン膜とシリコン拡散層との接触抵抗
が非常に高くなることを発見した。
化チタン膜の障壁金属としての特性について種々の実験
を重ねた結果、前述のアルミニウム層Ａｌｌ窒化チタン
膜ＴｉＮ／シリコン拡散磨Ｓｉからなる多層膜栴造では
、窒化チタン膜の存在によって、５５０℃まで、アルミ
ニウム層とシリコン拡散層との相互反応は確実ζこ防止
することができ、該窒化チタン膜は熱的および化学的安
定性を維持することができることを確認した。そして、
この安定性のために、窒化チタン膜は、シリコン拡散層
上に製造工程中に生成される自然酸化膜とも反応し得ず
、従って、絶縁性を呈するこの自然酸化膜が残留するこ
とにより、窒化チタン膜とシリコン拡散層との接触抵抗
が非常に高くなることを発見した。
そこで、本発明は、自然酸化膜の除去およびシリコン拡
散層と窒化チタン膜との密着性の向上に着目してなされ
たもので障壁金属の形成に先立ち０、金属膜を形成し、
貌いて、障壁金３としての窒化金属膜を形成するように
している。
散層と窒化チタン膜との密着性の向上に着目してなされ
たもので障壁金属の形成に先立ち０、金属膜を形成し、
貌いて、障壁金３としての窒化金属膜を形成するように
している。
すなわち、本発明は、拡散層の形成された基板表面に絶
縁膜を形成し、この絶縁膜にコンタクト用の窓明けを行
い、この窓内にコンタクト用電極を形成するにあたり、
まず、金属膜を形成し、続いて窒化全屈Ｅを形成し、該
窒化金属膜の上層にコンタクト用の電極を形成すること
を特徴とするものである。
縁膜を形成し、この絶縁膜にコンタクト用の窓明けを行
い、この窓内にコンタクト用電極を形成するにあたり、
まず、金属膜を形成し、続いて窒化全屈Ｅを形成し、該
窒化金属膜の上層にコンタクト用の電極を形成すること
を特徴とするものである。
このように、拡散層と障壁金属としての窒化金眞膜との
間に金属膜を介在させた場合にも、該窒化金属膜の障壁
金ＪＪ４としての特性は変化せず、金５膜の存在によっ
て窒化金ＰＡ％ｇの内部応力を緩和できるたｙ−密賠性
が胃められると共に、後続する熱処理工程において、該
金属膜が、拡散周上に生成される自然酸化膜と反応する
ことにより、拡散層とコンタクト用の電極との電気的接
触を良好に保つことが可能となる。
間に金属膜を介在させた場合にも、該窒化金属膜の障壁
金ＪＪ４としての特性は変化せず、金５膜の存在によっ
て窒化金ＰＡ％ｇの内部応力を緩和できるたｙ−密賠性
が胃められると共に、後続する熱処理工程において、該
金属膜が、拡散周上に生成される自然酸化膜と反応する
ことにより、拡散層とコンタクト用の電極との電気的接
触を良好に保つことが可能となる。
従って、本発明によれば、微細で桟いＰＮ接合をもつ半
導体領域に対しても、障壁金属の存在によって、電極と
半導体領域との界面反応が抑制され、また電極形成後の
熱処理による接合破壊を確実に防止することができると
同時に、低抵抗であ゛ってかつ、信頼性の高いオーミッ
クコンタクトを形成することが可能となる。
導体領域に対しても、障壁金属の存在によって、電極と
半導体領域との界面反応が抑制され、また電極形成後の
熱処理による接合破壊を確実に防止することができると
同時に、低抵抗であ゛ってかつ、信頼性の高いオーミッ
クコンタクトを形成することが可能となる。
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。
に説明する。
（実施例１）
第１図に示すのは、Ｐ型シリコン基板２１上に形成され
たＮ型のンリコン拡散Ｍ２２に対し、コンタクト用電極
を形成するにあたり、先ずチタン膜２４を形成した後、
窒素の含有率が連続的に増大するような組成をもつ窒化
チタン膜２５を形成し、この上層にコンタクト用電極と
してのアルミニウム膜２６を形成した借造である。
たＮ型のンリコン拡散Ｍ２２に対し、コンタクト用電極
を形成するにあたり、先ずチタン膜２４を形成した後、
窒素の含有率が連続的に増大するような組成をもつ窒化
チタン膜２５を形成し、この上層にコンタクト用電極と
してのアルミニウム膜２６を形成した借造である。
まず、第２図に示す如く、Ｐ型シリコン基板２１上に砒
Ｒ（Ａ Ｓ ）をイオン注入することによって形成され
たＰＮ接合深さＸ＝０．１μｍのＮ＋型シリコン拡散層
２２の表面全体に絶縁膜２３として酸化シリコン股を堆
債し、これにフォトリソエツチング法等により、コンタ
クト用の窓Ｗを穿孔する。
Ｒ（Ａ Ｓ ）をイオン注入することによって形成され
たＰＮ接合深さＸ＝０．１μｍのＮ＋型シリコン拡散層
２２の表面全体に絶縁膜２３として酸化シリコン股を堆
債し、これにフォトリソエツチング法等により、コンタ
クト用の窓Ｗを穿孔する。
次いで、アルゴン（Ａヒ）雰囲気中でスパッタリングを
行い、前記Ｐ型シリコン基板表面全体に第３図に示す如
くチタン（Ｔｉ）厄２４を形成する。このとき、基板温
度は２０〜３００ ℃アルゴンの圧力は３ Ｘ １０−
” Ｔｏｒｒとする。
行い、前記Ｐ型シリコン基板表面全体に第３図に示す如
くチタン（Ｔｉ）厄２４を形成する。このとき、基板温
度は２０〜３００ ℃アルゴンの圧力は３ Ｘ １０−
” Ｔｏｒｒとする。
以上の如く、膜厚約１０ＯＡのチタン膜２４が形成され
ると、続いてこのスパッタリング装置内のアルゴン雰囲
気中に窒素（Ｎ２ ）ガスを供給し、アルゴン窒素の混
合雰囲気中で連続的に膜蔀約１０００Ｘの窒化チタン膜
２５を第４図に示す如く、形成する。このとき、基板温
度は２０〜３００ ℃、アルゴンの分圧は３ Ｘ １０
” Ｔｏｒｒとし、窒素の分圧は定常状態で３ Ｘ １
０−’ 〜６ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒと、除々に増大さ
せるようにする。このようにして形 。
ると、続いてこのスパッタリング装置内のアルゴン雰囲
気中に窒素（Ｎ２ ）ガスを供給し、アルゴン窒素の混
合雰囲気中で連続的に膜蔀約１０００Ｘの窒化チタン膜
２５を第４図に示す如く、形成する。このとき、基板温
度は２０〜３００ ℃、アルゴンの分圧は３ Ｘ １０
” Ｔｏｒｒとし、窒素の分圧は定常状態で３ Ｘ １
０−’ 〜６ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒと、除々に増大さ
せるようにする。このようにして形 。
成されたチタン膜２４および窒化チタン膜２５は組成が
順次連続的に変化している。
順次連続的に変化している。
この後、コンタクト用電極および電極配線層としてのア
ルミニウム膜２６を蒸着法によりて形成する。そして、
これらのチタン膜２４、窒化チタン膜２５、アルミニウ
ム膜２６からなる多ｆｆ１ＪＩＲをフォトリソエツチン
グ法により、同時にパターニングして、フォーミングガ
ス雰囲気中で２０分間にわたり、４５０”０の熱処理を
行うことζこより、第１図に示したようなコンタクト用
電極および電極配線層が完成される。
ルミニウム膜２６を蒸着法によりて形成する。そして、
これらのチタン膜２４、窒化チタン膜２５、アルミニウ
ム膜２６からなる多ｆｆ１ＪＩＲをフォトリソエツチン
グ法により、同時にパターニングして、フォーミングガ
ス雰囲気中で２０分間にわたり、４５０”０の熱処理を
行うことζこより、第１図に示したようなコンタクト用
電極および電極配線層が完成される。
（実施例２）
第５図に示すのは、実施例１と同様にして形成されたＮ
型シリコン拡散層３２に対し、チタン膜３４、窒化チ
タン膜３５、アルミニウム膜３６からなる３府借造のフ
ンタクト用電極を形成したものである。
型シリコン拡散層３２に対し、チタン膜３４、窒化チ
タン膜３５、アルミニウム膜３６からなる３府借造のフ
ンタクト用電極を形成したものである。
次に、かかる４７’を造のコンタクト用電化の形成方法
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
談ず、第６図に示す如く、Ｐ型シリコン拡散層上Ｉこ、
砒素をイオン注入することによって形成されたＰＮＦ＝
合深さＸ＝０．１μｍのＮ＋型シリコン拡散層３２の表
面全体に絶縁厄３３として酸化シリコン膜を堆積し、こ
れにフォトリソエツチング法により、コンタクト用の窓
Ｗを１孔する。
砒素をイオン注入することによって形成されたＰＮＦ＝
合深さＸ＝０．１μｍのＮ＋型シリコン拡散層３２の表
面全体に絶縁厄３３として酸化シリコン膜を堆積し、こ
れにフォトリソエツチング法により、コンタクト用の窓
Ｗを１孔する。
次いで、アルゴン雰囲気中でスパッタリングを行い、前
記Ｐ型シリコン基板表面全体に第７図に示す如く、チタ
ン（Ｔｉ）膜３４を形成する。このとき、基板温度は２
０〜３００℃、アルゴンの圧力は３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ
とし、膜厚１００Ｘのチタン膜３４を得た後、−担、ス
パッタリングを停止する。
記Ｐ型シリコン基板表面全体に第７図に示す如く、チタ
ン（Ｔｉ）膜３４を形成する。このとき、基板温度は２
０〜３００℃、アルゴンの圧力は３Ｘ１０−”Ｔｏｒｒ
とし、膜厚１００Ｘのチタン膜３４を得た後、−担、ス
パッタリングを停止する。
続いて、真空を破ることなく、該スパッタリング装置内
に窒素ガスを尋人し、アルゴンの分圧３×１Ｏ−３Ｔｏ
ｒｒ、窒素の分圧３ Ｘ ＩＣ−’〜６ Ｘｌ０−’Ｔ
ｏｒｒとし、基板温度２０〜３００’Ｏの条件下で、再
びスパッタリングを行い、第８図に示す如く膜厚１ｏｏ
ｏＸの窒化チタン膜３５を形成する。
に窒素ガスを尋人し、アルゴンの分圧３×１Ｏ−３Ｔｏ
ｒｒ、窒素の分圧３ Ｘ ＩＣ−’〜６ Ｘｌ０−’Ｔ
ｏｒｒとし、基板温度２０〜３００’Ｏの条件下で、再
びスパッタリングを行い、第８図に示す如く膜厚１ｏｏ
ｏＸの窒化チタン膜３５を形成する。
更に、基板表面全体にアルミニウム膜３６を蒸着法によ
って形成する。そして、このようにして得られたチタン
膜３４、窒化チタン膜３５、アルミニウム膜３６からな
る３層膜を、フォトリソエツチング法ζこより、同時に
パターニングする。この後、フォーミングガス雰囲気中
で２０分間にわたり、４５０℃の熱処理を行うことによ
り、第５図に示したようなコンタクト用電極および電極
配糾層が完成される。
って形成する。そして、このようにして得られたチタン
膜３４、窒化チタン膜３５、アルミニウム膜３６からな
る３層膜を、フォトリソエツチング法ζこより、同時に
パターニングする。この後、フォーミングガス雰囲気中
で２０分間にわたり、４５０℃の熱処理を行うことによ
り、第５図に示したようなコンタクト用電極および電極
配糾層が完成される。
このようにして形成された実施例１および実施例２のコ
ンタクト用ｘｉのコンタクト抵抗（縦軸）とコンタクト
面積（横軸）との関係は第９図の実ＦＡＡに示す如くで
ある。又、従来の障壁金属を形成しないＮ 型拡散層／
アルミニウム＋１チのシリコンからなる合金コンタクト
のコンタクト抵抗（たて軸）とコンタクト面積（横軸）
との関係を比較のためｌこ第９図の点綴Ｂに示すつこれ
ら緒線Ａ、Ｂの比較によって明らかなように、本発明実
施例の方法によって形成されたコンタクト用電極は、微
細な面精領域において、コンタクト抵抗を大幅に減少す
ることができる。
ンタクト用ｘｉのコンタクト抵抗（縦軸）とコンタクト
面積（横軸）との関係は第９図の実ＦＡＡに示す如くで
ある。又、従来の障壁金属を形成しないＮ 型拡散層／
アルミニウム＋１チのシリコンからなる合金コンタクト
のコンタクト抵抗（たて軸）とコンタクト面積（横軸）
との関係を比較のためｌこ第９図の点綴Ｂに示すつこれ
ら緒線Ａ、Ｂの比較によって明らかなように、本発明実
施例の方法によって形成されたコンタクト用電極は、微
細な面精領域において、コンタクト抵抗を大幅に減少す
ることができる。
また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による観察、オージ
ェ分析法Ｘ！５！回析法等による観察により、コンタク
ト電極形成後、および該コンタクト電極に一定時間通電
を行った後のコンタクトｆｆ１ｉ部ｉこおける組成変化
を調べた結果、次のような事実が明らかとなった。
ェ分析法Ｘ！５！回析法等による観察により、コンタク
ト電極形成後、および該コンタクト電極に一定時間通電
を行った後のコンタクトｆｆ１ｉ部ｉこおける組成変化
を調べた結果、次のような事実が明らかとなった。
すなわち、コンタクト用電極の形成後の熱処理工程にお
いて、Ａ／中へのＳｉの固溶度が大きいため、拡散層Ｓ
ｉがＡｌ中へ溶は出し、Ｓｉ原子が放出された路にＡｌ
がくさび状に浸入するため、接合破壊を生じることがあ
ったが、本発明実施例の方法によって形成コンタクト電
極では、チタン膜と窒化チタン膜さが介在しているため
、接合破壊を生じることはない。同時に、熱処理温度が
下がった時ＡＡ？中のＳｉは過飽和状態になり、拡散層
上にＡｌをドープしたＰｆｆｌＳｉ／ｌＪがエビタキシ
ール成長し、コンタクト特性を悪化することも防止する
ことができる。
いて、Ａ／中へのＳｉの固溶度が大きいため、拡散層Ｓ
ｉがＡｌ中へ溶は出し、Ｓｉ原子が放出された路にＡｌ
がくさび状に浸入するため、接合破壊を生じることがあ
ったが、本発明実施例の方法によって形成コンタクト電
極では、チタン膜と窒化チタン膜さが介在しているため
、接合破壊を生じることはない。同時に、熱処理温度が
下がった時ＡＡ？中のＳｉは過飽和状態になり、拡散層
上にＡｌをドープしたＰｆｆｌＳｉ／ｌＪがエビタキシ
ール成長し、コンタクト特性を悪化することも防止する
ことができる。
更に、前記熱処理によってチタン膜が、Ｎ“型シリコン
拡散層と反応し、ケイ化チタンＴｉＳｉλが形成される
と同時に、Ｎ 型シリコン拡散層上に生成された自然酸
化膜が反応によって除去されている。
拡散層と反応し、ケイ化チタンＴｉＳｉλが形成される
と同時に、Ｎ 型シリコン拡散層上に生成された自然酸
化膜が反応によって除去されている。
このような観察結果からも明らかなように、本発明実施
例によれば微細なコンタクト領域（こおけるコンタクト
抵抗を減少することができると共に、浅いＰＮ接合をも
つ半導体装置においても熱処理による絶縁破壊を生じる
こともなく、エレクトロマイグレーションの発生も抑制
され得、信頼性の高い低抵抗のオーミックコンタクトを
得ることが可能となる。
例によれば微細なコンタクト領域（こおけるコンタクト
抵抗を減少することができると共に、浅いＰＮ接合をも
つ半導体装置においても熱処理による絶縁破壊を生じる
こともなく、エレクトロマイグレーションの発生も抑制
され得、信頼性の高い低抵抗のオーミックコンタクトを
得ることが可能となる。
なお、実施例では、シリコン拡散層上に障壁金属として
チタン膜窒化チタン膜からなる２層膜を形成したが、窒
化チタン膜の両面をチタン膜で挟んだサンドインチ構造
の３層膜を形成してもよい。
チタン膜窒化チタン膜からなる２層膜を形成したが、窒
化チタン膜の両面をチタン膜で挟んだサンドインチ構造
の３層膜を形成してもよい。
更に、チタン−窒化チタン膜の他、タンタルＴａ−窒化
タンタルＴａＮ、ハフニウムＨｆ−窒化ハフニウムＨ（
Ｎ等を用いても同様の効果を得ることができる。
タンタルＴａＮ、ハフニウムＨｆ−窒化ハフニウムＨ（
Ｎ等を用いても同様の効果を得ることができる。
第１図は、本発明の（実施例１）の方法ζこよって形成
されたコンタクト用電極を示す図、第２図乃至第４図は
、第１図に示されたコンタクト用電極の形成工程を示す
図、第５図は１本発明の（実施例２）の方法によっで形
成されたコンタクト用’ｔｒｉ、＠を示す図、第６図乃
至第８図は、第５図に示されたコンタクト用電極の形成
工程を示す図、第９図は、本発明の実施例１および実施
例２の方法によって形成されたコンタクト用電極と従来
の方法によって形成されたコンタクト用電極とのコンタ
クト抵抗−コンタクト面積の関係を示す比較図、第１０
図は、従来例のコンタクＩ・用電極を示す図、第１１図
（ａ）〜（Ｃ）４＃、他の従来例のコンタクト用事（グ
の形成工程を示す図である。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２・・ Ｎ＋型シリコン拡
散層、３・・絶縁膜、４・・・コンタクト窓、５・・・
アルミニウム’Ｖｌ、４Ｑ、１１・・・ＰＷシリコン基
板、１２・・・Ｎ＋型シリコン拡散層、１３・・酸化シ
リコン収（絶縁膜）、１４・・・コンタクト窓、１５・
・・窒化チタン膜、１６・アルミニウム電極、２１・・
・Ｐ型シリコン基板、２２・・・Ｎ 型シリコン拡散層
、２３・・・絶縁膜、２４ チタン膜、２５・・・窒化
チタン膜、２６・・・アルミニウム膜、Ｗ・・・コンタ
クト窓、３１・・・Ｐ型シリコン基板、３２・・・Ｎ
型シリコン拡散層、３３・・・絶縁膜、３４・・・チタ
ン膜、３５・・・窒化チタン膜、３６・・・アルミニウ
ム膜、Ａ・・・本発明実施例の方法によって形成された
コンタクト用電極の面積−抵抗関係曲線、Ｂ・・・従来
例の方法によって形成されたコンタクト用電極の面積−
抵抗関係曲線。 第１図 りら 第３図 第５図 第２図 第４図 第６図
されたコンタクト用電極を示す図、第２図乃至第４図は
、第１図に示されたコンタクト用電極の形成工程を示す
図、第５図は１本発明の（実施例２）の方法によっで形
成されたコンタクト用’ｔｒｉ、＠を示す図、第６図乃
至第８図は、第５図に示されたコンタクト用電極の形成
工程を示す図、第９図は、本発明の実施例１および実施
例２の方法によって形成されたコンタクト用電極と従来
の方法によって形成されたコンタクト用電極とのコンタ
クト抵抗−コンタクト面積の関係を示す比較図、第１０
図は、従来例のコンタクＩ・用電極を示す図、第１１図
（ａ）〜（Ｃ）４＃、他の従来例のコンタクト用事（グ
の形成工程を示す図である。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２・・ Ｎ＋型シリコン拡
散層、３・・絶縁膜、４・・・コンタクト窓、５・・・
アルミニウム’Ｖｌ、４Ｑ、１１・・・ＰＷシリコン基
板、１２・・・Ｎ＋型シリコン拡散層、１３・・酸化シ
リコン収（絶縁膜）、１４・・・コンタクト窓、１５・
・・窒化チタン膜、１６・アルミニウム電極、２１・・
・Ｐ型シリコン基板、２２・・・Ｎ 型シリコン拡散層
、２３・・・絶縁膜、２４ チタン膜、２５・・・窒化
チタン膜、２６・・・アルミニウム膜、Ｗ・・・コンタ
クト窓、３１・・・Ｐ型シリコン基板、３２・・・Ｎ
型シリコン拡散層、３３・・・絶縁膜、３４・・・チタ
ン膜、３５・・・窒化チタン膜、３６・・・アルミニウ
ム膜、Ａ・・・本発明実施例の方法によって形成された
コンタクト用電極の面積−抵抗関係曲線、Ｂ・・・従来
例の方法によって形成されたコンタクト用電極の面積−
抵抗関係曲線。 第１図 りら 第３図 第５図 第２図 第４図 第６図
Claims (3)
- （１）拡散層を有する半導体基板の表面に形成された絶
縁膜に対し、前記拡散層へのコンタクト用の窓明けを行
う穿孔工程と、形成された窓内に障壁金属を形成する障
壁金属形成工程と、障壁金属に接触する電極配線層を形
成する電極形成工程とを含む半導体装置の製造方法にお
いて、前記障壁金属形成工程は、前記拡散層上に金属膜
を形成する第１の工程と、続いて該金属膜上に窒化金属
膜を形成する第２の工程とからなり、これら第１および
第２の工程は同一の装置を用いて連続的に行うようにし
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - （２）前記障壁金属形成工程は、アルゴン雰囲気中にお
いてスパッタリング法によって連続的に行われ、所定時
間経過後、装置内に窒素ガスを供給することにより、金
属膜から窒化金属膜へと組成が連続的に変化するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
半導体装置の製造方法。 - （３）前記障壁金属形成工程は、アルゴン雰囲気中でス
パッタリング法により金属膜を形成する第１の工程と、
アルゴンと窒素との混合ガス中でスパッタリング法によ
り窒化金属膜を形成する第２の工程とからなり、 これら第１および第２の工程は真空を破ることなく連続
的に実行するようにした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の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15697384A JPS6135517A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 半導体装置の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15697384A JPS6135517A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 半導体装置の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6135517A true JPS6135517A (ja) | 1986-02-20 |
Family
ID=15639373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15697384A Pending JPS6135517A (ja) | 1984-07-27 | 1984-07-27 | 半導体装置の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6135517A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194137A (ja) * | 1986-02-20 | 1987-08-26 | Mitsubishi Electric Corp | 浴室用換気扇の自動運転装置 |
| JPS62237724A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63205951A (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-25 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレーテッド | 安定な低抵抗コンタクト |
| US4804636A (en) * | 1985-05-01 | 1989-02-14 | Texas Instruments Incorporated | Process for making integrated circuits having titanium nitride triple interconnect |
| JPH01304727A (ja) * | 1988-06-02 | 1989-12-08 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US4975756A (en) * | 1985-05-01 | 1990-12-04 | Texas Instruments Incorporated | SRAM with local interconnect |
| JPH098139A (ja) * | 1996-08-02 | 1997-01-10 | Hitachi Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
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| JP2014500620A (ja) * | 2010-11-10 | 2014-01-09 | クリー インコーポレイテッド | コンタクトパッドおよびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207377A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-20 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1984
- 1984-07-27 JP JP15697384A patent/JPS6135517A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57207377A (en) * | 1981-06-15 | 1982-12-20 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
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| JPS62237724A (ja) * | 1986-04-07 | 1987-10-17 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| US9607955B2 (en) | 2010-11-10 | 2017-03-28 | Cree, Inc. | Contact pad |
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