JPS62188224A - 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
- Publication number
- JPS62188224A JPS62188224A JP701186A JP701186A JPS62188224A JP S62188224 A JPS62188224 A JP S62188224A JP 701186 A JP701186 A JP 701186A JP 701186 A JP701186 A JP 701186A JP S62188224 A JPS62188224 A JP S62188224A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deposited
- substrates
- layer
- oxygen
- semiconductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 12
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 abstract description 12
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 11
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 8
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- -1 Ti5iz Chemical compound 0.000 description 2
- 229910008484 TiSi Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 1
- 238000005001 rutherford backscattering spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010301 surface-oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N tioxidazole Chemical compound CCCOC1=CC=C2N=C(NC(=O)OC)SC2=C1 HLLICFJUWSZHRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000048 titanium hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021341 titanium silicide Inorganic materials 0.000 description 1
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１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、少なくとも２つの半導体基板の表面に金属
層を形成して、この金属層形成面を互いに対向させた状
態で半導体基板を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、少なくとも２つの半導体基板の表面に金属
層を形成して、この金属層形成面を互いに対向させた状
態で半導体基板を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を採用する必要性が高まって
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２５６
ＫＤＲＡＭでは高速化の為に一部でＭｏ５ｉｚのゲート
構造も採用されている。
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を採用する必要性が高まって
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２５６
ＫＤＲＡＭでは高速化の為に一部でＭｏ５ｉｚのゲート
構造も採用されている。
一方ＩＭＤＲＡＭ更に４Ｍ、１６Ｍ ＤＲＡＭ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人、−１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。
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人、−１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、賀Ｓｉｘでは２−３Ω／口であるが、ＴｉＳｉ２に
於いては１Ω／口以下が可能であるため、ＬＭ ＤＲＡ
ｉ以降のゲート電極材料としては抵抗率の低いＴｉ５ｉ
ｚ （及びＴｉ５ｉｔ／多結晶Ｓｉのポリサイド構造）
が有力視されている。
合、賀Ｓｉｘでは２−３Ω／口であるが、ＴｉＳｉ２に
於いては１Ω／口以下が可能であるため、ＬＭ ＤＲＡ
ｉ以降のゲート電極材料としては抵抗率の低いＴｉ５ｉ
ｚ （及びＴｉ５ｉｔ／多結晶Ｓｉのポリサイド構造）
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。（１！ｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｓｐ、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。（１！ｘｔｅｎｄｅｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ
ｓｐ、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
ｉｚ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
ｉｚ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ト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ト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を行うと
、熱処理雰囲気中に含まれる酸素とＴｉが反応してＴｉ
Ｏ，ｔが形成されてしまい、良好なＴｉ５ｉｚ層が形成
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を行うと
、熱処理雰囲気中に含まれる酸素とＴｉが反応してＴｉ
Ｏ，ｔが形成されてしまい、良好なＴｉ５ｉｚ層が形成
されないという問題があった。
また、アニール処理を行う雰囲気中のガスを置換して０
□を除去するには多くの時間が費やされ、生産効率の面
からこの作業はネックとなっていた。
□を除去するには多くの時間が費やされ、生産効率の面
からこの作業はネックとなっていた。
本発明はＴｉと酸素との反応を極力抑える為に、少なく
とも２つの半導体基板の表面に金属層を形成して、この
金属層形成面を互いに対向させた状態で半導体基板を熱
処理することによって、Ｔｉ５ｉｚ層への酸素の侵入を
抑えた良好なシリサイド層の形成を可能としたものであ
る。
とも２つの半導体基板の表面に金属層を形成して、この
金属層形成面を互いに対向させた状態で半導体基板を熱
処理することによって、Ｔｉ５ｉｚ層への酸素の侵入を
抑えた良好なシリサイド層の形成を可能としたものであ
る。
本発明は、ゲート電極材料として有効なＴｉ５ｉｚ等の
シリサイドを安定に形成するものである０通常、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。そこで、本発明に於いては、Ｔ
ｉ等の活性高融点金属を被着させた面同士を対向させた
状態で半導体基板を熱処理させて、熱処理雰囲気中の酸
素をＴｉ面まで侵入させないようにして、Ｔｉ膜の表面
酸化を抑え良好なシリサイドが得られるようにした。
シリサイドを安定に形成するものである０通常、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。そこで、本発明に於いては、Ｔ
ｉ等の活性高融点金属を被着させた面同士を対向させた
状態で半導体基板を熱処理させて、熱処理雰囲気中の酸
素をＴｉ面まで侵入させないようにして、Ｔｉ膜の表面
酸化を抑え良好なシリサイドが得られるようにした。
（実施例）
本発明の実施例に於ては、＜ １００ ＞Ｓｉ基板１に
熱酸化膜２を堆積させこれにドープ多結晶Ｓｉ膜３を２
５００人堆積させ、その上に５００人のＴｉＨ２をスパ
ッタ法により堆積させる。この２枚の半導体基板のＴｉ
堆積面を第１図のように対向させて、８００℃で３０秒
間ＩＲアニールして良好なシリサイド層を得た。一方、
本発明の効果を比較するために、本実施例においてはＴ
ｉ多結晶Ｓｉ構造について述べたが、スパッタシリサイ
ド膜やスパックシリサイド／多結晶Ｓｔについても本実
施例と同様なアニール処理が可能である。また本発明は
Ｔｉ以外の同様な活性高融点メタルのシリサイド化処理
にも適用できることは言うまでもない。
熱酸化膜２を堆積させこれにドープ多結晶Ｓｉ膜３を２
５００人堆積させ、その上に５００人のＴｉＨ２をスパ
ッタ法により堆積させる。この２枚の半導体基板のＴｉ
堆積面を第１図のように対向させて、８００℃で３０秒
間ＩＲアニールして良好なシリサイド層を得た。一方、
本発明の効果を比較するために、本実施例においてはＴ
ｉ多結晶Ｓｉ構造について述べたが、スパッタシリサイ
ド膜やスパックシリサイド／多結晶Ｓｔについても本実
施例と同様なアニール処理が可能である。また本発明は
Ｔｉ以外の同様な活性高融点メタルのシリサイド化処理
にも適用できることは言うまでもない。
炉内雰囲気のガス置換を充分に行ってウェハー挿入時の
巻込み酸素の影響をなくした場合と、置換が不充分のま
まの場合について、その効果の違いを分析した。第２図
、第３図には炉内雰囲気のガス置換を充分に行った場合
と行わない場合の両者について従来の方法で８００℃で
３０秒間アニールした両者のサンプルの分析結果が示さ
れている。
巻込み酸素の影響をなくした場合と、置換が不充分のま
まの場合について、その効果の違いを分析した。第２図
、第３図には炉内雰囲気のガス置換を充分に行った場合
と行わない場合の両者について従来の方法で８００℃で
３０秒間アニールした両者のサンプルの分析結果が示さ
れている。
これらの結果から判るように置換不充分のサンプルの場
合には表面から酸素が侵入しておりＴｉｏｘの形成と共
にシリサイド化反応が抑えられていることが判る。
合には表面から酸素が侵入しておりＴｉｏｘの形成と共
にシリサイド化反応が抑えられていることが判る。
第４図に示されるように、Ｔｉ面を対向させて３０秒間
のＩＲ処理を行った本発明の実施例の場合には６００℃
〜７００℃でシリサイド化反応が生じρＳ値は急激に低
下して１．５〜２．０Ω／口となっている。
のＩＲ処理を行った本発明の実施例の場合には６００℃
〜７００℃でシリサイド化反応が生じρＳ値は急激に低
下して１．５〜２．０Ω／口となっている。
これに対しＴｉ面を対向させないで同様なアニール処理
を行った従来例の方法による場合にはｐＳ値は低下しな
い結果となっている。
を行った従来例の方法による場合にはｐＳ値は低下しな
い結果となっている。
第１図に示されるような本発明のウェハーセット法にて
アニーリングした場合には、ガス置換が不充分な場合で
も酸素の侵入がない良好なシリサイド層を形成すること
ができる。実際に、Ｔｉ面を対向させて８００℃で３０
秒間のＩＲアニールを行った本実施例に於ては、ρＳ＝
１．６Ω／口を得ることができた。
アニーリングした場合には、ガス置換が不充分な場合で
も酸素の侵入がない良好なシリサイド層を形成すること
ができる。実際に、Ｔｉ面を対向させて８００℃で３０
秒間のＩＲアニールを行った本実施例に於ては、ρＳ＝
１．６Ω／口を得ることができた。
第１図は本発明の製造方法によるウェーハのセット法で
ある。 第２図は酸素置換が不充分なＴｉＳｉ２層のオージェ分
析結果である。 第３図は酸素置換が充分なＴｉＳｉ２層のオージェ分析
結果である。 第４図は本発明の製造方法による効果を示す図である。
ある。 第２図は酸素置換が不充分なＴｉＳｉ２層のオージェ分
析結果である。 第３図は酸素置換が充分なＴｉＳｉ２層のオージェ分析
結果である。 第４図は本発明の製造方法による効果を示す図である。
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、 少なくとも２つの半導体材料上に金属層を形成する工程
と、 上記金属層形成面を互いに対向させた状態で熱処理する
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 |
|---|---|---|---|
| JP701186A JPS62188224A (ja) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | 半導体化合物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP701186A JPS62188224A (ja) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | 半導体化合物の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62188224A true JPS62188224A (ja) | 1987-08-17 |
Family
ID=11654106
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP701186A Pending JPS62188224A (ja) | 1986-01-16 | 1986-01-16 | 半導体化合物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62188224A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03190124A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US5214497A (en) * | 1988-05-25 | 1993-05-25 | Hitachi, Ltd. | Polycrystalline silicon resistor for use in a semiconductor integrated circuit having a memory device |
-
1986
- 1986-01-16 JP JP701186A patent/JPS62188224A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214497A (en) * | 1988-05-25 | 1993-05-25 | Hitachi, Ltd. | Polycrystalline silicon resistor for use in a semiconductor integrated circuit having a memory device |
| JPH03190124A (ja) * | 1989-12-19 | 1991-08-20 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950009278B1 (ko) | 반도체장치 제조방법 | |
| KR930003243A (ko) | (111) 결정방향을 가지는 질화티타늄 방벽층을 형성시키는 방법 | |
| JPS62101049A (ja) | シリサイド層の形成方法 | |
| JPS62188224A (ja) | 半導体化合物の製造方法 | |
| JP2658019B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS62188223A (ja) | 半導体化合物の製造方法 | |
| JP2642926B2 (ja) | シリコン化合物の製造方法 | |
| JPS63204743A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2522924B2 (ja) | 金属シリサイド膜の形成方法 | |
| JPS62111421A (ja) | 金属シリサイド膜組成比制御方法 | |
| JPS59200418A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0294476A (ja) | 半導体装置のゲート電極の製造方法 | |
| JPH05175157A (ja) | チタン系化合物の成膜方法 | |
| JPH0377661B2 (ja) | ||
| JPH04147626A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6011817B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0562933A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0661179A (ja) | コンタクト抵抗の低減方法 | |
| JP2857170B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH041497B2 (ja) | ||
| TW410389B (en) | Manufacture of semiconductor device | |
| JP2555754B2 (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JPH05160068A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61135156A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPS6272122A (ja) | 高融点金属シリサイドの形成方法 |