JPS62165345A - 半導体装置の電極配線形成方法 - Google Patents

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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は多層配線や多層電極構造をもつ半導体装置のコ
ンタクトホール部における電極配線方法に関する。

〔従来技術とその問題点〕

半導体装置の多層配線や多ｊ−電極の［極配線のコンタ
クトをとるのに、通常所定領域の表面保護膜や１−聞納
縁膜を開孔した後、そのまま配線金属や電極金属を形成
するという方法が行なわれている。

第３図ｆａ）〜（ｅｌは一例として半導体装置の配線間
のコンタクトをとる際の工程図を示したものであり、シ
１１コン基根１の表面を被覆しブこフィールド酸化膜２
の上にＡｅ−８ｉの第１層配線金属３を設け（ａ）、第
１Ｊ憤配線金属３の上に１−聞納縁膜４を形成しくｂ）
、次に層間絶縁膜４を開孔してコンタクトホール５を設
け、続いて表面にＡＢの第２ノー配線金属６を被覆しく
山、その上に表面保護膜７を形成する。

しかしながら、以上のようにして配線を行なったトキ、
コンタクトホールな構成する各種組成の絶縁膜や配線金
属に対して、必ずしも密着性が十分でなく、この半導体
装置の製造プロセスの進行とともに発生する熱応力など
によって配線金属が剥離するなど、コンタクト不良を起
こすことがあった。このようなコンタクト不良はコンタ
クトホールが小さくなればなるほど発生しやすくなる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上述の欠点を除去し、いかなる組成の絶
縁膜や配線金属相互間に対しても十分に良好な密着性が
得られ、コンタクト部を形成した後の熱履歴などの過程
を経ても剥離などのコンタクト不良を生ずることのない
電極配線の形成方法を提供することにある。

〔発明の要点〕

本発明はコンタクトホールを開孔した後、電極配線金属
を形成する前にコンタクトホールな含む表面に真空蒸着
、化学気相成長もしくはスノくツタなどの気相成長法を
用いて、Ｃ，Ｓｉ、（ｊｅのうちのいずれかまたはそれ
らからなる極薄膜を形成することにより、コンタクト金
属に対して（まＣ，Ｓｉ。

Ｇｅとの相互拡散に基づく金属結合、絶縁膜に対しては
共有結合となるようにし、それぞれ密着性を高めたもの
である。

〔発明の実施例〕

以下本発明を実施例に基づき説明する。

第１図（ａｌ〜（ｄｉは本発明による電極配線の形成過
程を示した図であり、第３図と共通部分は同一符号を用
いである。本発明は第１図（ａｌは第３図（ｃｌに相当
するが以後の工程が第３図と異なる。すなわち、第１図
では層間絶縁膜４を開孔してコンタクトホール５を設け
た後（ａ）、そのまま配線金属を形成するのではなく、
コンタクトホール５ｖ含む表面に、気相成長法により、
厚さ０．０５μｍのポリシリコン膜８を被覆しくｂｌ、
Ｌかる後に第３図（ｄｉに示した過程に相当する第２層
配線金属６を形成しくｃｌ、さらに第３図ｔｅｌに相当
する表面保護膜７を設ける。

なお気相成長法により形成したポリシリコン膜８はコン
タクトホール５以外の部分を選択除去してもよく、除去
しない場合もｍ１層配線金属３．第２層配線金属６およ
び絶縁膜４とは容易に相互拡散するから単独層として通
寛慎能を持続することはない。ただしくｃｌ　、　！ｄ
ｉ図に、は説明の便宜上ポリシリコン膜８をそのまま図
示してある。ポリシリコン膜８の厚さは０．１μｍ以下
とするのがよい。

また以上の過程を通してｌｂｌで形成するポリシリコン
膜の代りにＣまたは（３ｅを用いることもできる。さら
にＣ，Ｓｌ、Ｇｅのうちの２種または３種からなる膜と
しても同様の効果が得られる。

このように電極配線金属を形成する前に気相成長法によ
り表面を被覆したＣ、Ｓｉ、Ｇまたはこれらを複合した
極薄膜は単結晶に比べて多孔質で活性であるから、比較
的低温で配線金属と相互拡散しやすく、絶縁膜に対して
も共有結合となりやすい。したがってコンタクト金属間
には金属結合。

絶縁膜には共有結合に基づく良好な密着性が得られる。

どの点分子間または原子間における相互作用、すなわち
静電作用やＶａｎｄｅｒ　Ｗａａ４ｓ力に基づく密着性
のみに依存した従来のコンタクト形成方法よりも本発明
の方が電気的、物理的に安定度が高く大きな改善となっ
ている。

（Ｆ、） 次に第２図は本発明の異なる実施例として電界効果トラ
ンジスタの断面図を示したものであり、ソース、ドレイ
ン領域と配線金属とのコンタクトを形成した場合である
。第２図において、ｌａはシリコン基板、２ａはフィー
ルド酸化膜であって、まずポリシリコンゲート９とフィ
ード酸化膜２ａをマスクとして不純物拡散を行なってソ
ース１０゜ドレイン１１の各領域を形成して、必要に応
じて表面保護膜を気相成長させた後、ソース】０．ドレ
イン１１の各領域上にコンタクトホールな開孔し、次い
で気相成長法により表面にポリシリコン膜８ａを被模し
、その上にＡ４−８１配線金属３ａを形成したものであ
る。第２図が第１図と異なる点はコンタクトの一方が金
属ではなくて、ソース１０およびドレイン１１領域の単
結晶シリコンとなっていることであるが、この場合も前
述したのと同様な密着性の良好なコンタクトがとれるこ
とは明らかである。またポリシリコン膜８Ｍの代りにＣ
やＧｅ単独またはＣ，Ｓｉ、Ｇｅの組み合わせによる膜
を用いてもよいことも第１図の場合と同様である。

〔発明の効果〕

半導体集積回路など半導体装置の主表面に設けられた所
定領域の表面保鰻膜やｌ−聞納縁膜を開口して電極へ己
線のコンタクトをとる際に、従来コンタクトホールな含
む表面にそのまま配線金属を形成していたので、密着性
が悪く、その後の製造プロセスにおける熱応力の影響を
受けて配線金属が剥離しやすいなどの問題があったのに
対し、本発明では実施例で述べたように、コンタクトホ
ールな設けた後、Ｃ，Ｓｉ、Ｇｅを単独またはこれらの
複合による極薄膜をコンタクト部と配線金属との間に介
在されるように表面に被覆した後、配線金属を形成した
ためＩこ、これら極薄膜が金属に対してはよく相互拡散
して金属結合となり、絶縁膜に対しては共有結合を生じ
、いずれも強固な接合状態となるので、絶縁膜や配線金
属などコンタクトホールな構成する材料間に良好な密着
性が得られ、その結果熱応力にも十分耐えることができ
、コンタクトホール部における配線金属の剥離などの欠
点が見られなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電極配線方法の工程図。 第２図は本発明の方法を用いた電界効果トランジスタの
断面図、第３図は従来の電極配線方法の工程図である。 １、ｌａ・・・シリコン基板％　　２，２ａ・・・フィ
ールド酸化膜、３・・・第１層配線金属、３ａ・・・配
線金属、４・・・層間絶縁膜、５・・・コンタク１−ホ
ール、６・・・第２層配線金属、７・・・表面保瞳膜、
８，８ａ・・・ポリシリコン膜、９・・・ポリシリコン
ゲート、１０・・・ソース第１図 第２図 （α） （ｄ） （ｅ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）半導体基板の主表面に設けた所定領域の表面保護膜
   もしくは層間絶縁膜を開孔してコンタクトホールとし、
   該コンタクトホールを含む表面に配線金属を形成して電
   極配線のコンタクトをとるに当り、前記コンタクトホー
   ルを含む表面に配線金属、表面保護膜もしくは層間絶縁
   膜と強固に結合する極薄膜を被覆し、しかる後に配線金
   属を形成することを特徴とする半導体装置の電極配線形
   成方法。 ２）特許請求の範囲第１項記載の方法において、極薄膜
   はＣ、Ｓｉ、Ｇｅの単独もしくは複合膜とすることを特
   徴とする半導体装置の電極配線形成方法。 ３）特許請求の範囲第１項または第２項記載の方法にお
   いて、極薄膜の厚さを０．１μｍ以下とする半導体装置
   の電極配線形成方法。