JPS62188222A - 半導体化合物の製造方法 - Google Patents
半導体化合物の製造方法Info
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- JPS62188222A JPS62188222A JP395786A JP395786A JPS62188222A JP S62188222 A JPS62188222 A JP S62188222A JP 395786 A JP395786 A JP 395786A JP 395786 A JP395786 A JP 395786A JP S62188222 A JPS62188222 A JP S62188222A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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電極の形成方法に関するもので、
特に電極に使用される安定なシリサイド層を得る方法に
関するものである。
特に電極に使用される安定なシリサイド層を得る方法に
関するものである。
本発明は、超LSI等の半導体装置の電極層を形成する
際に於いて、外気と隔離された反応室内で半導体材料上
比金属層を形成し、その反応室内を外気と隔離したまま
熱処理することによって、抵抗率の低い半導体化合物を
得るものである。
際に於いて、外気と隔離された反応室内で半導体材料上
比金属層を形成し、その反応室内を外気と隔離したまま
熱処理することによって、抵抗率の低い半導体化合物を
得るものである。
最近の超LSIのゲート電極材料としてこれまでのポリ
シリコン電極に対しより抵抗率の低い各種高融点メタル
やシリサイド等の新材料の必要性が高まっている。この
ことは特に高集積度化、高速度化の要求の強いDRAM
プロセスに於いて重要であり、例えば256KD RA
Mでは高速化の為に一部でMoS i zのゲート構
造も採用されている。一方IMDRAM更に4M、16
MDRAMと高集積度化が進むとゲート電極、配線抵抗
の増加がデバイスの演算速度を決定する最も大きい要因
となるので、ゲート電極材料の低抵抗化が重要な課題と
なっている。例えば0.3−0.4μm厚のシリサイド
膜を考えた場合、WSizでは2−3Ω/口であるが、
Ti5izに於いては1Ω/口以下が可能であるため、
IMDRAM以降のゲート電極材料としては抵抗率の低
いTi5iz (及びTi5iz/多結晶Siノポリサ
イド構造)が有力視されている。
シリコン電極に対しより抵抗率の低い各種高融点メタル
やシリサイド等の新材料の必要性が高まっている。この
ことは特に高集積度化、高速度化の要求の強いDRAM
プロセスに於いて重要であり、例えば256KD RA
Mでは高速化の為に一部でMoS i zのゲート構
造も採用されている。一方IMDRAM更に4M、16
MDRAMと高集積度化が進むとゲート電極、配線抵抗
の増加がデバイスの演算速度を決定する最も大きい要因
となるので、ゲート電極材料の低抵抗化が重要な課題と
なっている。例えば0.3−0.4μm厚のシリサイド
膜を考えた場合、WSizでは2−3Ω/口であるが、
Ti5izに於いては1Ω/口以下が可能であるため、
IMDRAM以降のゲート電極材料としては抵抗率の低
いTi5iz (及びTi5iz/多結晶Siノポリサ
イド構造)が有力視されている。
1984年神戸で開かれた16th Conferen
ce onSolid 5tate Devices
and Materialsに於いて三菱電機は次の点
を発表した。(Extended Abstracts
P、 p、 47〜50) (i)Si上にスパッタさせたTiの薄いフィルムをラ
ンプアニールによりシリサイド化させた所、酸素の存在
しないTi5iz層を得るためにはハロゲンランプによ
る急速加熱が極めて効果的であった。
ce onSolid 5tate Devices
and Materialsに於いて三菱電機は次の点
を発表した。(Extended Abstracts
P、 p、 47〜50) (i)Si上にスパッタさせたTiの薄いフィルムをラ
ンプアニールによりシリサイド化させた所、酸素の存在
しないTi5iz層を得るためにはハロゲンランプによ
る急速加熱が極めて効果的であった。
(ii ) Rutherfordバックスキャツタ分
析とX線解析により調べたところ、650℃以上のラン
プアニールを用いれば30秒以内で化学量論比のTi5
iiが形成できた。
析とX線解析により調べたところ、650℃以上のラン
プアニールを用いれば30秒以内で化学量論比のTi5
iiが形成できた。
(iii)2ステツプランプアニールを利用することに
よってセルファラインで形成したチタンシリサイドはM
OS l−ランジスタのソース/ドレイン及びゲートに
好適であった。
よってセルファラインで形成したチタンシリサイドはM
OS l−ランジスタのソース/ドレイン及びゲートに
好適であった。
Tiは極めて活性である為にドープされた多結晶Si膜
上にTiを堆積し熱処理によってシリサイド化させると
、熱処理雰囲気中に含まれる酸素と反応してTiOxが
形成されてしまい、良好なTi5izlJが形成されな
いという問題があった。
上にTiを堆積し熱処理によってシリサイド化させると
、熱処理雰囲気中に含まれる酸素と反応してTiOxが
形成されてしまい、良好なTi5izlJが形成されな
いという問題があった。
本発明はTiと酸素との反応を極力抑える為に、非常に
真空度の高い(〜10−’Torr)蒸着装置のチャン
バー内で金VANの蒸着を行った後、そのチャンバー内
で真空を破らずにランプアニール等の短時間アニールを
施すことによりTi5iz層への酸素の侵入を抑え良好
なシリサイド層の形成を可能としたものである。
真空度の高い(〜10−’Torr)蒸着装置のチャン
バー内で金VANの蒸着を行った後、そのチャンバー内
で真空を破らずにランプアニール等の短時間アニールを
施すことによりTi5iz層への酸素の侵入を抑え良好
なシリサイド層の形成を可能としたものである。
本発明の方法によれば、蒸着後、非常に活性な金属表面
を従来のように、大気中にさらさずに非常に良い真空中
でアニーリングを行うので、化学的に安定な半導体化合
物を得ることができる。本発明は、ゲート7%極材料と
して有効なTi5iz等のシリサイド化成に関するもの
である。Tiはシリコン上に蒸着された後ランプアニー
ル等の熱処理によりシリサイド化されるが、Tiは化学
的に活性であり、熱処理雰囲気中の微量の酸素と反応し
て表面にTiOを形成しシリサイド化反応を抑制して低
抵抗化を困難にするという問題がある。Ti等の金属の
蒸着は非常に真空度の良い雰囲気中で行われるが、この
同じ雰囲気を利用し、蒸着後同チャンバー内、もしくは
同装置内で真空を破らずにアニーリングを施し表面の酸
化反応を防止し、安定なシリサイド層の形成を可能とす
る。
を従来のように、大気中にさらさずに非常に良い真空中
でアニーリングを行うので、化学的に安定な半導体化合
物を得ることができる。本発明は、ゲート7%極材料と
して有効なTi5iz等のシリサイド化成に関するもの
である。Tiはシリコン上に蒸着された後ランプアニー
ル等の熱処理によりシリサイド化されるが、Tiは化学
的に活性であり、熱処理雰囲気中の微量の酸素と反応し
て表面にTiOを形成しシリサイド化反応を抑制して低
抵抗化を困難にするという問題がある。Ti等の金属の
蒸着は非常に真空度の良い雰囲気中で行われるが、この
同じ雰囲気を利用し、蒸着後同チャンバー内、もしくは
同装置内で真空を破らずにアニーリングを施し表面の酸
化反応を防止し、安定なシリサイド層の形成を可能とす
る。
安定シたシリサイド層を形成するためには真空度の良い
雰囲気が必要である。そこで、Ti等の金属を蒸着する
場合には〜10−”TorrO高真空が使用されるが、
その雰囲気中を利用して、Tiの蒸着を行った同一のチ
ャンバー内あるいは、同一の装置内でアニーリングを行
い安定したシリサイド層の形成を行う。その装置の一例
を第1図Aに示す。
雰囲気が必要である。そこで、Ti等の金属を蒸着する
場合には〜10−”TorrO高真空が使用されるが、
その雰囲気中を利用して、Tiの蒸着を行った同一のチ
ャンバー内あるいは、同一の装置内でアニーリングを行
い安定したシリサイド層の形成を行う。その装置の一例
を第1図Aに示す。
これは、蒸着装置にランプアニール装置等のアニーリン
グ装置を取り付は一体としたものである。
グ装置を取り付は一体としたものである。
従来の蒸着装置に設置されたヒーティング装置は蒸着前
のSiウェーハのプリヒート及び装置のベーキングのみ
に使用されているが、そのベーキング用ヒーターを利用
して蒸着後にもウェーハを加熱できるように工夫したも
のが、本願発明である。
のSiウェーハのプリヒート及び装置のベーキングのみ
に使用されているが、そのベーキング用ヒーターを利用
して蒸着後にもウェーハを加熱できるように工夫したも
のが、本願発明である。
ウェーハ導入室5より導入されたウェーハに対してクリ
ーニング室6中でRFスパッタリングを行い、ウェーハ
表面の自然酸化膜を除去して清浄な表面を露出させる。
ーニング室6中でRFスパッタリングを行い、ウェーハ
表面の自然酸化膜を除去して清浄な表面を露出させる。
そして草着室7においてスパッタリングによりTiを5
00人藩着して、第1図Bに示されるような構造を形成
する。次にスパッタ蒸着室7の真空を破らずに第2ヒー
ター10によ ゛リアニーリングを行ってTi5iz
層を形成する。その後ウェーハを移動させてウェーハ導
入室5からウェーハを回収する。
00人藩着して、第1図Bに示されるような構造を形成
する。次にスパッタ蒸着室7の真空を破らずに第2ヒー
ター10によ ゛リアニーリングを行ってTi5iz
層を形成する。その後ウェーハを移動させてウェーハ導
入室5からウェーハを回収する。
第2図は多結晶Si上にTiを蒸着し常圧型(大気圧)
IRアニール炉を用いて800℃、30秒間アニール
を行ったサンプル後の深さ方向に対してのTi+N(4
18eV)、 Ti(393eV)、5i(92eV)
、 0(518eV)の^ugerIntensity
を示す。この結果から判るように酸素は表面から侵入し
ており、TiOxの形成が進むことによってシリサイド
反応が抑えられてしまうことがわかる。第3図は同様な
サンプルを減圧型(真空中)■Rアニールにより800
℃30秒間アニールしたサンプルのAES結果を示す。
IRアニール炉を用いて800℃、30秒間アニール
を行ったサンプル後の深さ方向に対してのTi+N(4
18eV)、 Ti(393eV)、5i(92eV)
、 0(518eV)の^ugerIntensity
を示す。この結果から判るように酸素は表面から侵入し
ており、TiOxの形成が進むことによってシリサイド
反応が抑えられてしまうことがわかる。第3図は同様な
サンプルを減圧型(真空中)■Rアニールにより800
℃30秒間アニールしたサンプルのAES結果を示す。
この結果から、表面ではTiNが形成され、また、極表
面には酸素が存在するが、内部には酸素が存在せず安定
したTi5iJJのみが形成されていることがわかる。
面には酸素が存在するが、内部には酸素が存在せず安定
したTi5iJJのみが形成されていることがわかる。
また、Psは、常圧型(大気圧)■Rアニールにおいて
はPs=6.3Ω/口、減圧型(真空中) IRアニー
ルではPs・1.8Ω/口となり、シリサイド層を減圧
型IRアニールにより形成したものは格段に抵抗が低い
ことがわかり、本願発明の格別の効果が認められる。
はPs=6.3Ω/口、減圧型(真空中) IRアニー
ルではPs・1.8Ω/口となり、シリサイド層を減圧
型IRアニールにより形成したものは格段に抵抗が低い
ことがわかり、本願発明の格別の効果が認められる。
一方、本発明の製造方法に用いられる製造装置には、従
来のプリヒート等をするためのヒーター付き蒸着装置が
そのまま利用できるので、本発明には装置の改造をする
必要がないと言う別の効果もある。
来のプリヒート等をするためのヒーター付き蒸着装置が
そのまま利用できるので、本発明には装置の改造をする
必要がないと言う別の効果もある。
第1図Aは本発明の製造方法を示す。
第1図Bは本発明の製造方法に用いる電極構造を示す。
第2図は常圧型IR炉によってアニールしたサンプルの
オージェ分析結果を示す。 第3図は減圧型II?炉によってアニールしたサンプル
のオージェ分析結果を示す。
オージェ分析結果を示す。 第3図は減圧型II?炉によってアニールしたサンプル
のオージェ分析結果を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体材料上に金属層を形成し、熱処理する半導体化合
物の製造方法において、 外気とは隔離された反応室内で半導体材料上に金属層を
形成する工程と、 外気とは隔離されたままの上記反応室内において熱処理
する工程とからなる半導体化合物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61003957A JP2642926B2 (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | シリコン化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61003957A JP2642926B2 (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | シリコン化合物の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62188222A true JPS62188222A (ja) | 1987-08-17 |
JP2642926B2 JP2642926B2 (ja) | 1997-08-20 |
Family
ID=11571581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61003957A Expired - Lifetime JP2642926B2 (ja) | 1986-01-11 | 1986-01-11 | シリコン化合物の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2642926B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01160010A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-22 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH023917A (ja) * | 1988-01-20 | 1990-01-09 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 半導体装置の製造方法 |
KR100469912B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 증착 장치 |
CN117673335A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-08 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58121A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS59121834A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電極配線の製造方法 |
JPS60182133A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-17 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS60226174A (ja) * | 1984-04-25 | 1985-11-11 | Matsushita Electronics Corp | 金属硅化物の形成方法 |
-
1986
- 1986-01-11 JP JP61003957A patent/JP2642926B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58121A (ja) * | 1981-06-25 | 1983-01-05 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS59121834A (ja) * | 1982-12-28 | 1984-07-14 | Oki Electric Ind Co Ltd | 電極配線の製造方法 |
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JPH023917A (ja) * | 1988-01-20 | 1990-01-09 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 半導体装置の製造方法 |
KR100469912B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-02-02 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 증착 장치 |
CN117673335A (zh) * | 2024-01-31 | 2024-03-08 | 贝特瑞新材料集团股份有限公司 | 负极材料及其制备方法、锂离子电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2642926B2 (ja) | 1997-08-20 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |