JPS62265718A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62265718A
JPS62265718A JP61111308A JP11130886A JPS62265718A JP S62265718 A JPS62265718 A JP S62265718A JP 61111308 A JP61111308 A JP 61111308A JP 11130886 A JP11130886 A JP 11130886A JP S62265718 A JPS62265718 A JP S62265718A
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JP
Japan
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film
titanium
metal film
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high melting
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Shuji Nakao
中尾　修治
Natsuo Ajika
夏夫 味香
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • H01L21/321—After treatment

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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】 ［産業上の利用分野］ この発１月は半導体装置の製造方法に関し、特にシリコ
ンサブストレート上に高融点金属のシリサイド膜と窒化
膜の２！！構造物を形成する方法に関するものである。
［従来の技術］ 第２Ａ図、第２Ｂ図、および第２Ｃ図を参照して、高融
点金属のシリサイド膜と窒化膜との２層ＩｆＩ３ｉ！［
物であるコンタク１−バリアメタルの従来の主要な製造
ステップが概略的な断面図で示されている。まず、第２
Ａ図に示されているように、コンタクトをとろうとする
シリコン基板１の表面に、たとえばチタン１！２をスパ
ッタリング法や蒸着法などによって形成する。次に、第
２Ｂ図に示されているように、たとえば窒素ガスやアン
モニアガスのよ・〕な窒窒化四囲で加熱することによっ
て、チタン膜２の表面から窒（ヒして窒化チタン膜４を
形成し、同時に、シリコン基板と接触する界面からチタ
ン膜２をシリサイド化してチタンシリサイド躾３を形成
する。最後に、第２Ｃ図に示されているように、スパッ
タリング法やＣＶＤ法などによって、たとえばアルミ・
シリコン合金膜からなる配線用金属膜５を形成する。こ
のシリサイド膜３はシリコン通板１との電気的接触を得
るときのコンタクト抵抗を下げるために形成されるもの
であり、一方、窒化チタン膜４は！！ｉｌ！線用金屈膜
５とシリコン４板１との間の相互拡散防止のためのバリ
アメタルとして１能する。
〔発明が解決しようとする問題点］ 高融点金属膜のシリサイド化反応は、シリコンサブスト
レートからシリコン原子がその金ａｍ中に拡散すること
によつＣ進行する。したがって、このシリサイド化反応
が過度に進めば、シリコンサブストレートを浸蝕し−Ｃ
Ｐ−Ｎ接合などを破壊するおそれがある。このため、シ
リサイド膜は必要最低限の厚さに留めることが望ましい
。一方、窒化膜を相互拡散防止のバリアメタルとして用
いるためには、その窒化膜はある程度以上の厚さを有す
ることが必要である。上述のような窒化雰囲気下の加熱
による窒化膜とシリサイド膜の同時形成方法では、チタ
ン膜の表面から約１／４の深さまで窒化するだけであっ
て、残りの約３／４の深さの部分はシリサイド膜となり
、この窒化膜とシリナイド躾の厚さの比率を変えること
は回能である。
本発明の目的は、シリコンサブストレート上に形成され
た高融産金ｍ膜を、任意の厚さの比率を有する窒化膜と
シリサイド膜とに変換する方法を提供することであり、
それによって、シリコンサブストレートを浸触しない程
度の薄いシリサイド膜を容易に得ることを可能にする。
［問題点を解決するための手ｇ２］ 本発明による半導体装置の製造方法は、シリコンサブス
トレート上に高融点金属膜を形成し、窒素元素を含むプ
ラズマを用いてシリサイド反応の起らない低温でその高
融点金属膜Ａ膜を表面から所望の深さまで窒化し、そし
て高融点金属膜の窒化されていない深さの部分を熱処理
によってシリサイド化するステップを含む。
［作用］ 本発明においては、高融点金属膜を窒化作用のあるプラ
ズマを用いて、シリサイド化反応の起こる温度よりはる
かに低い濃度でその高融廃合ｆｆｌ膜を表面から所望の
深さまで窒化し、その侵に、高融廃合ａｍの窒化されて
いない深さの部分を加熱によってシリサイド化させるの
で、窒化膜とシリサイド膜の厚さの比率を自由に制御す
ることができる。
［発明の実施例］ 第１Ａ図、ｉ＠ＩＢ図、および第１Ｃ図を参照して、本
発明の一実施例による半導体Ｖｔｆｆ！！のｌｌｌｌｌ
法の主要なステップが８１８的な断面図で示されている
。第１Ａ図は、従来の方法である第２Ａ図の状態に対応
している。しかし、次に第１Ｂ図に示されているように
、たとえばＮ２またはＮ　Ｈ３などを含むガスを用いて
プラズマ６を発生させ、チタン膜がシリサイド化しない
程度の低い温度で、そのチタン膜を表面から所望の深さ
まで窒化して窒化チタン膜４を形成する。第１Ｂ図にお
いて窒化されずに残存しているチタンの１１！２は、そ
の侵第１Ｃ図に示されているように、シリコンサブスト
レートとともに加熱することによって、ブタンシリサイ
ド１１３に変換される。
このように、チタン！Ｓ１２を低温でのプラズマ窒化ど
イの後の加熱によるシリサイド化との個別のステップに
よって窒化膜とシリサイド膜との２ＭＭ４造物に変換す
るので、任意の厚さの比率を有ノる窒化膜とシリサイド
膜を得ることができる。
なお、上述の実施例では、チタン膜を用いた場合につい
て説明したが、他の種々の高融点全屈をも用いることが
できることが当業考にとって明らかであろう。また、上
記実施例では、コンタクＩ−バリアメタルとして窒化膜
とシリサイド膜の２層構造物を用いる場合について説明
したが、このような２層＋Ｒ造物は他の種々の用途にも
用い得ることが明らかであろう。
［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、シリコンリブストレー
ト上の高融点金属膜をシリナイド化反応を生じない低温
で窒素元素を含むプラズマを用いて表面から所望の深さ
まで窒化し、その後にシリコンサブストレートとの界面
から加熱によってシリサイド化するようにしたので、任
意の厚さの比率を有する窒化膜とシリサイド模とを得る
ことができ、シリサイド反応におけるシリコンサブスト
レートの浸姓を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第１Ａ図、第１Ｂ図、および第１Ｃ図は本発明の一実施
例による半導体装置の主要な製造ステップを示す概略的
な断面図である。 第２Ａ図、第２Ｂ図、および第２Ｃ図は、従来の半導体
装置の主要な製造ステップを示す概略的な断面図である
。 図において、１はシリコンサブストレート、２はチタン
膜、３はチタンシリサイド１１１．４は窒化チタン膜、
５はアルミ・シリコン合金膜、６はプラズマを示す。 なお、各図に６いて、同一符号は同一内容または相当部
分を示す。 ↓　↓　↓　↓　↓　↓　）−６ ｊ　ｚ　ンリ“ワ゛４）°閉（

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）シリコンサブストレート上に高融点金属膜を形成
    し、 窒素元素を含むガスのプラズマを用いて、前記高融点金
    属膜がシリサイド化反応を生じない低い温度で、前記高
    融点金属膜を表面から所望の深さまで窒化し、 その後に、前記高融点金属膜の窒化されていない深さの
    部分を熱処理によってシリサイド化するステップを含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. （２）前記高融点金属膜は、チタン、タンタル、モリブ
    デン、タングステン、ジルコニウム、クローム、バナジ
    ウム、およびニオブのうち少なくとも１つを含む少なく
    とも１つの層からなる膜である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。
JP61111308A 1986-05-13 1986-05-13 半導体装置の製造方法 Pending JPS62265718A (ja)

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