JPS62283625A - 半導体装置の電極の製造方法 - Google Patents
半導体装置の電極の製造方法Info
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- JPS62283625A JPS62283625A JP12780186A JP12780186A JPS62283625A JP S62283625 A JPS62283625 A JP S62283625A JP 12780186 A JP12780186 A JP 12780186A JP 12780186 A JP12780186 A JP 12780186A JP S62283625 A JPS62283625 A JP S62283625A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
３、発明の詳細な説明
〔概要〕
半導体装置のコンタクト孔内で、基板のシリコン（Ｓｉ
）に配線のアルミニウム（ＡＩ）が接してオーミックコ
ンタクトを形成する場合に、その界面において反応が起
こりＡＩ配線中にＳｉの再結晶層を生成し、コンタクト
抵抗が上昇する。
）に配線のアルミニウム（ＡＩ）が接してオーミックコ
ンタクトを形成する場合に、その界面において反応が起
こりＡＩ配線中にＳｉの再結晶層を生成し、コンタクト
抵抗が上昇する。
低コンタクト抵抗を維持し、且つこのＳｉ再結晶層の成
長を防止するためのバリアメタルになる窒化膜層の簡易
な形成方法を提案する。
長を防止するためのバリアメタルになる窒化膜層の簡易
な形成方法を提案する。
本発明はコンタクト孔内にバリアメタルを形成してなる
半導体装置の電極の製造方法に関する。
半導体装置の電極の製造方法に関する。
コンタクト孔内で、ＳｉとＡｔ、またはへ１−Ｓｉが接
する界面においてＡＩまたはＡｌ−５ｉからＰ型のＳｉ
が析出して再結晶層を形成する。
する界面においてＡＩまたはＡｌ−５ｉからＰ型のＳｉ
が析出して再結晶層を形成する。
この層の成長を防止するためのバリアメタルとして窒化
チタン（ＴｉＮ）等の窒化膜が極めて有効であるが、窒
化膜を直接Ｓｉにコンタクトさせるとコンタクト抵抗が
高くなる。
チタン（ＴｉＮ）等の窒化膜が極めて有効であるが、窒
化膜を直接Ｓｉにコンタクトさせるとコンタクト抵抗が
高くなる。
従って、Ｓｉの表面には高融点金属またはそのシリサイ
ド層等の低コンタクト抵抗を得る層を形成し、その上に
窒化膜層を形成する方法が効果的である。
ド層等の低コンタクト抵抗を得る層を形成し、その上に
窒化膜層を形成する方法が効果的である。
本発明は、簡易にしてかつ基板の変形等のない窒化膜形
成法を提供しようとするものである。
成法を提供しようとするものである。
第２図（ａ） 〜（ｃ）は従来例（１）におけるＴｉＮ
層形成工程を説明するための断面図である。
層形成工程を説明するための断面図である。
第２図（ａ）において、１はＳｉ基板でこの上に絶縁層
２として通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）により二酸化
シリコン（５ｉＯｚ）の被膜を被着する。
２として通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）により二酸化
シリコン（５ｉＯｚ）の被膜を被着する。
つぎに、Ｓｉ０２層２に通常のフォトプロセスを用いて
コンタクト孔３を開口する。
コンタクト孔３を開口する。
つぎに、コンタクト孔３を覆ってスパッタリング法によ
りコンタクト層として１１層４を被着する。
りコンタクト層として１１層４を被着する。
ＴｉとＳｉとの界面には加熱による両者の固相反応によ
りＴｉＳｉが形成される。
りＴｉＳｉが形成される。
第２図（ｂ）において、１１層４の上に、スパッタリン
グ法によりバリア層としてＴｉＮ層５を被着する。Ｔｉ
Ｎのスパッタリングは、リアクティブスパッタリング法
を用い窒素（Ｎ２）とアルゴン（Ａｒ）〔約５０％〕中
で堆積を行う。
グ法によりバリア層としてＴｉＮ層５を被着する。Ｔｉ
Ｎのスパッタリングは、リアクティブスパッタリング法
を用い窒素（Ｎ２）とアルゴン（Ａｒ）〔約５０％〕中
で堆積を行う。
第２図（Ｃ）において、ＴｉＮ層５を覆って配線層とし
てＡＩ層６を被着する。
てＡＩ層６を被着する。
つぎに、図示されないがＡＩ層６、ＴｉＮ層５、Ｔｉ層
４ａをパターニングして配線パターンの形成を行う。
４ａをパターニングして配線パターンの形成を行う。
以上の工程において、ＴｉＮを直接スパッタリング法で
被着したものは、ＴｉとＮの結合が不充分でポーラスな
膜質となるためバリア性が充分でなくなる欠点を有する
。特に開口の底隅部は膜厚が薄くなる傾向をもつので、
この部において特にバリア効果が充分でないという問題
が発生し易い。
被着したものは、ＴｉとＮの結合が不充分でポーラスな
膜質となるためバリア性が充分でなくなる欠点を有する
。特に開口の底隅部は膜厚が薄くなる傾向をもつので、
この部において特にバリア効果が充分でないという問題
が発生し易い。
第３図（ａ）、（ｂ）は従来例（２）におけるＴｉＮ層
形成工程を説明するための断面図である。
形成工程を説明するための断面図である。
第３図（ａ）における工程は、第２図（ａ）におけるも
のと全く同様である。
のと全く同様である。
第３図（ｂ）ニおイテ、Ｓｉ基板１をＮ２中テロｏＯ〜
９００℃に加熱してアニールを行い、１１層４の表面に
厚さ５００人のＴｉＮ層５を形成する。
９００℃に加熱してアニールを行い、１１層４の表面に
厚さ５００人のＴｉＮ層５を形成する。
この後は従来例（１）における第２図（ｃ）に示した方
法と同様にＡＩ層６の配線を形成する。
法と同様にＡＩ層６の配線を形成する。
この方法で形成されたＴｉＮ層５は緻密な良質な被膜で
バリア性は向上するが、基板加熱温度が高いため、基板
に変形、素子特性に悪影響を及ぼす等の欠点がある。
バリア性は向上するが、基板加熱温度が高いため、基板
に変形、素子特性に悪影響を及ぼす等の欠点がある。
従来例におけるバリアメタルの形成は膜質がよくないか
、形成温度が高く基板に悪影響を与える等の欠点を有す
る。
、形成温度が高く基板に悪影響を与える等の欠点を有す
る。
上記問題点の解決は、半導体基板（１）上に被着された
絶縁層 （２）にコンタクト孔（３）を形成し、該コン
タクト孔（３）を覆って被窒化材料層（４）を被着し、
窒素ガスまたは窒素化合物ガスを含む不純物中でのプラ
ズマ反応により、該被窒化材料層（４）の表面層または
全層を窒化膜（５）に変化せしめる工程を含む本発明に
よる半導体装置の電極の製造方法により達成される。
絶縁層 （２）にコンタクト孔（３）を形成し、該コン
タクト孔（３）を覆って被窒化材料層（４）を被着し、
窒素ガスまたは窒素化合物ガスを含む不純物中でのプラ
ズマ反応により、該被窒化材料層（４）の表面層または
全層を窒化膜（５）に変化せしめる工程を含む本発明に
よる半導体装置の電極の製造方法により達成される。
特に、前記被窒化材料層（４）をチタン、ジルコニウム
、ハフニウム、タングステン、アルミニウム、またはシ
リコンのうちの一つとすることにより本発明は容易に実
施することが出来る。
、ハフニウム、タングステン、アルミニウム、またはシ
リコンのうちの一つとすることにより本発明は容易に実
施することが出来る。
本発明は、バリアメタルとしての窒化膜をプラズマ反応
により形成するもので、良質のバリア層を比較的低温度
で形成することが出来る。
により形成するもので、良質のバリア層を比較的低温度
で形成することが出来る。
第１図（ａ） 、（ｂ）は本発明におけるＴｉＮ層形成
工程を説明するための断面図である。
工程を説明するための断面図である。
第１図（ａ）において、１は半導体基板のＳｉ基板でこ
の上に絶縁層２として通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）
により二酸化シリコン（ＳｉＯ□）の被膜を被着する。
の上に絶縁層２として通常の化学気相成長法（ＣＶＤ）
により二酸化シリコン（ＳｉＯ□）の被膜を被着する。
つぎに、ＳｉＯ□層２に通常のフォトプロセスを用いて
コンタクト孔３を開口する。
コンタクト孔３を開口する。
次ぎに、コンタクト孔３を含む全表面にスパッタリング
法によりコンタクト層と被窒化材料層を兼ねるＴｉ膜層
を約２０００人の厚さ被着する。 ＴｉとＳｉとの界面
には加熱による両者の固相反応によりＴｉＳｉが形成さ
れる。
法によりコンタクト層と被窒化材料層を兼ねるＴｉ膜層
を約２０００人の厚さ被着する。 ＴｉとＳｉとの界面
には加熱による両者の固相反応によりＴｉＳｉが形成さ
れる。
ＴｉＮ層に変化せしめバリアメタルを形成する。
このプラズマ反応は、平行電極ＲＦ発振方式の装置を使
用して、ガスはＮ２またはＮＨ，、圧力は約ｌ Ｔｏｒ
ｒｓ基板温度は４５０℃、周波数は１３．５６にＨｚ、
出力は３５匈 で行う。
用して、ガスはＮ２またはＮＨ，、圧力は約ｌ Ｔｏｒ
ｒｓ基板温度は４５０℃、周波数は１３．５６にＨｚ、
出力は３５匈 で行う。
つぎに、図示されないがＡ１層６、ＴｉＮ層５．７１層
４をパターニングして配線パターンの形成を行う。
４をパターニングして配線パターンの形成を行う。
以上の工程で形成したＴｉＮ層は従来例（２）のＴｉ膜
をＮ２中で加熱形成したＴｉＮ膜層と同じく緻密な膜質
を有し、且つ窒化温度が４５０℃と低いため基板の変形
も少なく、又ここに形成した素子に対しても悪影響を及
ぼすことが少ない。
をＮ２中で加熱形成したＴｉＮ膜層と同じく緻密な膜質
を有し、且つ窒化温度が４５０℃と低いため基板の変形
も少なく、又ここに形成した素子に対しても悪影響を及
ぼすことが少ない。
又、Ｓｉ基板ｌ上に被窒化材料層４を被着する前にコン
タクト層として別の膜層を形成した場合は、この被窒化
材料層４を全層窒化してもよい。
タクト層として別の膜層を形成した場合は、この被窒化
材料層４を全層窒化してもよい。
実施例ではＴｉ膜を窒化するものについて述べたが、被
窒化材料としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）
またはシリコン（Ｓｉ）を使用し、これを窒化しても良
好な結果を得ることが出来る。
窒化材料としては、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム
（Ｈｆ）、タングステン（Ｗ）、アルミニウム（Ａｌ）
またはシリコン（Ｓｉ）を使用し、これを窒化しても良
好な結果を得ることが出来る。
以上詳細に説明したように、バリアメタルをプラズマ反
応による窒化で形成することにより、簡易な工程で、緻
密な良質なバリア膜層を低温度で得ることが出来、バリ
ア効果充分で且つ基板変形が小さく、素子に対する悪影
響も少なくすることが出来る。
応による窒化で形成することにより、簡易な工程で、緻
密な良質なバリア膜層を低温度で得ることが出来、バリ
ア効果充分で且つ基板変形が小さく、素子に対する悪影
響も少なくすることが出来る。
第１図（ａ） 、（ｂ）は本発明におけるＴｉＮ層形成
工程を説明するための断面図、 第２図（ａ）〜（ｃ）は従来例（１）におけるＴｉＮ層
形成工程を説明するための断面図、 第３図（ａ）、（ｂ）は従来例（２）におけるＴｉＮ層
形成工程を説明するための断面図である。 この図において、 ■は半導体基板のＳｉ基板、 ２は絶縁層（Ｓｉ０２層）、 ３はコンタクト層、 ４は被窒化材料層（Ｔｉ）、 ５は窒化膜（ＴｉＮ）、 ６はＡ１層 である。 ！ （α） １４＼・発ｌｌ１月（＝ｊ炉する丁λＮし背形デ（ニオ
里と数日用σる声めの由工面（２） 亭 １ 図 （ａ） （シ〕 ＣＣ） （ａ） （ｌｌ１７） ４ｎ（１”＋（２）を二Ｌ−１’ｆｂ Ｔ、ｔＮ、ン１
４’＞’ｌ 工６ ’；：＄ｌｕ’Ａ（３Ｔ＝Ｉｆ）−
材面口 榮 ３ 圀
工程を説明するための断面図、 第２図（ａ）〜（ｃ）は従来例（１）におけるＴｉＮ層
形成工程を説明するための断面図、 第３図（ａ）、（ｂ）は従来例（２）におけるＴｉＮ層
形成工程を説明するための断面図である。 この図において、 ■は半導体基板のＳｉ基板、 ２は絶縁層（Ｓｉ０２層）、 ３はコンタクト層、 ４は被窒化材料層（Ｔｉ）、 ５は窒化膜（ＴｉＮ）、 ６はＡ１層 である。 ！ （α） １４＼・発ｌｌ１月（＝ｊ炉する丁λＮし背形デ（ニオ
里と数日用σる声めの由工面（２） 亭 １ 図 （ａ） （シ〕 ＣＣ） （ａ） （ｌｌ１７） ４ｎ（１”＋（２）を二Ｌ−１’ｆｂ Ｔ、ｔＮ、ン１
４’＞’ｌ 工６ ’；：＄ｌｕ’Ａ（３Ｔ＝Ｉｆ）−
材面口 榮 ３ 圀
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 〔１〕半導体基板（１）上に被着された絶縁層（２）に
コンタクト孔（３）を形成し、該コンタクト孔（３）を
覆って被窒化材料層（４）を被着し、 窒素ガスまたは窒素化合物ガスを含む不純物中でのプラ
ズマ反応により、該被窒化材料層（４）の表面層または
全層を窒化膜（５）に変化せしめる 工程を含むことを特徴とする半導体装置の電極の製造方
法。 〔２〕前記被窒化材料層（４）がチタン、ジルコニウム
、ハフニウム、タングステン、アルミニウム、またはシ
リコンのうちの一つよりな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電極の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12780186A JPS62283625A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 半導体装置の電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12780186A JPS62283625A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 半導体装置の電極の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62283625A true JPS62283625A (ja) | 1987-12-09 |
Family
ID=14969012
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12780186A Pending JPS62283625A (ja) | 1986-06-02 | 1986-06-02 | 半導体装置の電極の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62283625A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6384154A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-04-14 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH01187877A (ja) * | 1988-01-22 | 1989-07-27 | Toshiba Corp | 化合物半導体装置及びその製造方法 |
| JPH01239971A (ja) * | 1988-03-22 | 1989-09-25 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH02186626A (ja) * | 1989-01-13 | 1990-07-20 | Nec Corp | 半導体集積回路の製造方法 |
| JPH02238246A (ja) * | 1989-03-09 | 1990-09-20 | Tokyo Gas Co Ltd | 給湯システム |
| JPH08186173A (ja) * | 1994-12-28 | 1996-07-16 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
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| US6451691B2 (en) | 2000-06-28 | 2002-09-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of manufacturing a metal pattern of a semiconductor device which include forming nitride layer at exposed sidewalls of Ti layer of the pattern |
| KR20030001939A (ko) * | 2001-06-28 | 2003-01-08 | 동부전자 주식회사 | 반도체소자의 장벽층 형성 방법 및 장치 |
| US9437702B2 (en) | 2012-01-24 | 2016-09-06 | Canon Anelva Corporation | Electronic component manufacturing method and electrode structure |
-
1986
- 1986-06-02 JP JP12780186A patent/JPS62283625A/ja active Pending
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