JPS62219921A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS62219921A JPS62219921A JP6342586A JP6342586A JPS62219921A JP S62219921 A JPS62219921 A JP S62219921A JP 6342586 A JP6342586 A JP 6342586A JP 6342586 A JP6342586 A JP 6342586A JP S62219921 A JPS62219921 A JP S62219921A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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〕
この発明は、半導体装置のコンタクトホールのシリコン
基板との接触部に形成するアルミおよびアルミ合金のシ
リコン基板へのスパイキングを防止するためのバリアメ
タルを備えた半導体装置に関するものである。
基板との接触部に形成するアルミおよびアルミ合金のシ
リコン基板へのスパイキングを防止するためのバリアメ
タルを備えた半導体装置に関するものである。
従来、半導体装置のアルミ合金配線膜として第３図に示
すようなアルミシリコン合金が用いられたきた。すなわ
ち、第３図はバリアメタルのない半導体装置で、１はシ
リコン基板、２は前記シリコン基板１上に形成されたｎ
・層、３は下敷酸化膜、４はスムースコート膜、５はコ
ンタクトホール、８は前記コンタクトホール５の部分に
シリコン基板１とオーミックコンタクトを得るために形
成されたアルミ合金配線膜である。また９はシリコン析
出部である。
すようなアルミシリコン合金が用いられたきた。すなわ
ち、第３図はバリアメタルのない半導体装置で、１はシ
リコン基板、２は前記シリコン基板１上に形成されたｎ
・層、３は下敷酸化膜、４はスムースコート膜、５はコ
ンタクトホール、８は前記コンタクトホール５の部分に
シリコン基板１とオーミックコンタクトを得るために形
成されたアルミ合金配線膜である。また９はシリコン析
出部である。
上記のような半導体装置において、コンタクトホール（
コンタクト部）５が微小になるにつれて、アルミ合金配
線膜８中のシリコンがコンタクト部で固相成長する現象
（シリコン析出部９の発生）が生じ、良好なオーミック
コンタクトが得られなくなってきた。
コンタクト部）５が微小になるにつれて、アルミ合金配
線膜８中のシリコンがコンタクト部で固相成長する現象
（シリコン析出部９の発生）が生じ、良好なオーミック
コンタクトが得られなくなってきた。
そこで、アルミ合金配線膜８とシリコン基板１との間に
第４図に示すようにバリアメタル６′を形成することが
検討されているが、従来方法のスバッタリング法（純粋
Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリング）では、バリアメ
タル６′として高融点金属を採用した場合に、結晶が柱
状１ｏとなり、上層のアルミがグレイン粒界に沿ってシ
リコン基板１に達する現象（スパイキング）が発生する
。このスパイキングを防止するため、Ｎ２ガス混入Ａｒ
ガス雰囲気中でスパッタリングを行うことが提案されて
いるが、第５図に示すようにシリコン基板１との接触部
１１での接触抵抗が増大し、良好なオーミック抵抗が得
られないという問題点があった。
第４図に示すようにバリアメタル６′を形成することが
検討されているが、従来方法のスバッタリング法（純粋
Ａｒガス雰囲気中でのスパッタリング）では、バリアメ
タル６′として高融点金属を採用した場合に、結晶が柱
状１ｏとなり、上層のアルミがグレイン粒界に沿ってシ
リコン基板１に達する現象（スパイキング）が発生する
。このスパイキングを防止するため、Ｎ２ガス混入Ａｒ
ガス雰囲気中でスパッタリングを行うことが提案されて
いるが、第５図に示すようにシリコン基板１との接触部
１１での接触抵抗が増大し、良好なオーミック抵抗が得
られないという問題点があった。
この発明は、上記の問題点を解消するためになされたも
ので、コンタクト部におけるシリコン析出部の発生を防
止し、良好なオーミック接触が得られるとともにアルミ
のスパイキングを防止し、良好な特性を有する半導体装
置を得ることを目的とする。
ので、コンタクト部におけるシリコン析出部の発生を防
止し、良好なオーミック接触が得られるとともにアルミ
のスパイキングを防止し、良好な特性を有する半導体装
置を得ることを目的とする。
この発明に係る半導体装置は、コンタクトホールに同一
の金属からなり結晶形態の異なる少なくとも２層構造の
高融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋のＡｒガス
雰囲気中でスパッタリングにより形成し、上層の高融点
金属膜をＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中でスパッタリン
グにより形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成した
ものである。
の金属からなり結晶形態の異なる少なくとも２層構造の
高融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋のＡｒガス
雰囲気中でスパッタリングにより形成し、上層の高融点
金属膜をＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中でスパッタリン
グにより形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成した
ものである。
この発明においては、バリアメタルとして純粋Ａｒガス
雰囲気中で、下層の高融点金属膜をスパッタリングによ
り形成し、その上層にＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中で
高融点金属膜をスパッタリングにより形成したことから
、高融点金属膜は純粋Ａｒガス雰囲気中では柱状結晶と
なるのに対し、Ｎ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中ではアモ
ルファス構造に近い小さい結晶粒の膜となり、アルミ原
子の粒界でのクリーピング現象が防止される。
雰囲気中で、下層の高融点金属膜をスパッタリングによ
り形成し、その上層にＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中で
高融点金属膜をスパッタリングにより形成したことから
、高融点金属膜は純粋Ａｒガス雰囲気中では柱状結晶と
なるのに対し、Ｎ２ガス混入Ａｒガス雰囲気中ではアモ
ルファス構造に近い小さい結晶粒の膜となり、アルミ原
子の粒界でのクリーピング現象が防止される。
第１図はこの発明のバリアメタルを備えた半導体装置の
一実施例を示す断面図である。第１図において、１はシ
リコン基板で、この場合ｐ！である。２はイオン注入法
により形成されたｎ・暦である。３は下敷酸化膜で、ス
ムースコートＪＩＩ４からの不純物がシリコン基板１に
侵入するのを防ぐために設けられたものである。５はコ
ンタクトホール、６はバリアメタルである下層の高融点
金属膜で、例えばチタンタングステン膜、７は上層の高
融点金属膜で、例えば窒素ガス混入チタンタングステン
膜、８はアルミ合金配線膜である。
一実施例を示す断面図である。第１図において、１はシ
リコン基板で、この場合ｐ！である。２はイオン注入法
により形成されたｎ・暦である。３は下敷酸化膜で、ス
ムースコートＪＩＩ４からの不純物がシリコン基板１に
侵入するのを防ぐために設けられたものである。５はコ
ンタクトホール、６はバリアメタルである下層の高融点
金属膜で、例えばチタンタングステン膜、７は上層の高
融点金属膜で、例えば窒素ガス混入チタンタングステン
膜、８はアルミ合金配線膜である。
次にこの発明の半導体装置の製造方法を第２図（ａ）〜
（ｄ）について説明する。
（ｄ）について説明する。
まず、シリコン基板１上にｎ・層２．下敷酸化膜３およ
びスムースコート膜４を形成した後、熱処理（９００℃
〜１０００℃）を行ってリフローさせた後、写真製版、
エツチングにより、コンタクトホール５を形成する。（
第２図（ａ））、次にシリコン基板１の主面全面に純粋
Ａｒガス雰囲気中でスパッタリングを行い、約３００〜
２０００人のチタンタングステン膜６を形成する。（第
２図（ｂ）”）、引き続きＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気
中でスパッタリングし、結晶粒の小さいチタンタングス
テン膜７を３００〜２０００Ａ厚で形成する（第２図（
Ｃ））、この時、Ｎ２ガスはＡｒガスの１０％〜５０％
が望ましい。次に通常の方法でアルミ合金配線膜８を形
成し、写真製版、エツチングを行い、第２図（ｄ）の構
造の半導体装置が得られる。
びスムースコート膜４を形成した後、熱処理（９００℃
〜１０００℃）を行ってリフローさせた後、写真製版、
エツチングにより、コンタクトホール５を形成する。（
第２図（ａ））、次にシリコン基板１の主面全面に純粋
Ａｒガス雰囲気中でスパッタリングを行い、約３００〜
２０００人のチタンタングステン膜６を形成する。（第
２図（ｂ）”）、引き続きＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲気
中でスパッタリングし、結晶粒の小さいチタンタングス
テン膜７を３００〜２０００Ａ厚で形成する（第２図（
Ｃ））、この時、Ｎ２ガスはＡｒガスの１０％〜５０％
が望ましい。次に通常の方法でアルミ合金配線膜８を形
成し、写真製版、エツチングを行い、第２図（ｄ）の構
造の半導体装置が得られる。
引き続き４５０℃で３０分程度の熱処理を行っても、シ
リコン析出は防止でき、かつアルミスパイキングを発生
しない良好なオーミック接触を得ることができる。
リコン析出は防止でき、かつアルミスパイキングを発生
しない良好なオーミック接触を得ることができる。
なお、上記実施例では、高融点金属膜としてチタンタン
グステン膜について述べたが、もちろん他の高融点金属
膜でも同様に適用できる。
グステン膜について述べたが、もちろん他の高融点金属
膜でも同様に適用できる。
また上記実施例では、同一の金属からなる結晶形態の異
なる２層構造に高融点金属膜を形成したが、３層以上に
しても同様の効果が得られる。
なる２層構造に高融点金属膜を形成したが、３層以上に
しても同様の効果が得られる。
この発明は以上説明したとおり、シリコン基板上のコン
タクトホールに同一の金属からなり結晶形態の異なる少
なくとも２層構造の高融点金属膜を、下層の高融点金属
膜を純粋のＡｒガス雰囲気中でスパッタリングにより形
成し、上層の高融点金属膜をＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲
気中でスパッタリングにより形成し、その上にアルミ合
金配線膜を形成したので、コンタクトホールにおける接
触部は、アルミ合金配線膜からのシリコン析出。
タクトホールに同一の金属からなり結晶形態の異なる少
なくとも２層構造の高融点金属膜を、下層の高融点金属
膜を純粋のＡｒガス雰囲気中でスパッタリングにより形
成し、上層の高融点金属膜をＮ２ガス混入Ａｒガス雰囲
気中でスパッタリングにより形成し、その上にアルミ合
金配線膜を形成したので、コンタクトホールにおける接
触部は、アルミ合金配線膜からのシリコン析出。
スパイキングを抑えることができ、良好なオーミック接
触が得られる利点がある。
触が得られる利点がある。
第１図はこの発明の一実施例を示す半導体装置の断面図
、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図の半導体装置の製造工
程を示す断面図、第３図はバリアメタルのない従来の半
導体装置の断面図、第４図、第５図はバリアメタルを備
えた従来の半導体装置の断面図である。 図において、１はシリコン基板、２はｎ・層、３は下敷
酸化膜、４はスムースコート膜、５はコンタクトホール
、６．７はチタンタングステン膜、８はアルミ合金配線
膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図
、第２図（ａ）〜（ｄ）は第１図の半導体装置の製造工
程を示す断面図、第３図はバリアメタルのない従来の半
導体装置の断面図、第４図、第５図はバリアメタルを備
えた従来の半導体装置の断面図である。 図において、１はシリコン基板、２はｎ・層、３は下敷
酸化膜、４はスムースコート膜、５はコンタクトホール
、６．７はチタンタングステン膜、８はアルミ合金配線
膜である。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図
Claims (1)
- シリコン基板上に形成されたコンタクトホールに同一の
金属からなり結晶形態の異なる少なくとも２層構造の高
融点金属膜を、下層の高融点金属膜を純粋のＡｒガス雰
囲気中でスパッタリングにより形成し、上層の高融点金
属膜をＮ＿２ガス混入Ａｒガス雰囲気中でスパッタリン
グにより形成し、その上にアルミ合金配線膜を形成した
ことを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063425A JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61063425A JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62219921A true JPS62219921A (ja) | 1987-09-28 |
| JPH0754848B2 JPH0754848B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13228919
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61063425A Expired - Lifetime JPH0754848B2 (ja) | 1986-03-20 | 1986-03-20 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754848B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272764A (ja) * | 1988-04-23 | 1989-10-31 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02271633A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置の配線層 |
| EP0570069A2 (en) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device with a semiconductor body of which a surface is provided with a conductor pattern formed in a layer package comprising a TiW layer and an Al layer |
| JPH0629295A (ja) * | 1992-05-12 | 1994-02-04 | Philips Electron Nv | 半導体装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101454A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の電極 |
-
1986
- 1986-03-20 JP JP61063425A patent/JPH0754848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58101454A (ja) * | 1981-12-12 | 1983-06-16 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の電極 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01272764A (ja) * | 1988-04-23 | 1989-10-31 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02271633A (ja) * | 1989-04-13 | 1990-11-06 | Hitachi Ltd | 半導体装置の配線層 |
| EP0570069A2 (en) * | 1992-05-12 | 1993-11-18 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device with a semiconductor body of which a surface is provided with a conductor pattern formed in a layer package comprising a TiW layer and an Al layer |
| EP0570069A3 (en) * | 1992-05-12 | 1993-12-01 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Semiconductor device with a semiconductor body of which a surface is provided with a conductor pattern formed in a layer package comprising a tiw layer and an al layer |
| JPH0629295A (ja) * | 1992-05-12 | 1994-02-04 | Philips Electron Nv | 半導体装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0754848B2 (ja) | 1995-06-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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