JPS63260051A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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Landscapes
- 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〕
本発明は半導体装置に係り、特にビアホールへ金属導体
膜を選択的に埋込んだ半導体素子に関する。
膜を選択的に埋込んだ半導体素子に関する。
半導体装置における配線は、一般に表面又は層間に設け
た絶縁膜に形成したコンタクトホールやスルーホール等
のビアホールを介して、上下の半導体や金輌層を金属に
よって接続してなされる。
た絶縁膜に形成したコンタクトホールやスルーホール等
のビアホールを介して、上下の半導体や金輌層を金属に
よって接続してなされる。
最近のＬＳＩ等のビアホールは、露光技術やドライエツ
チング技術の進歩により縮小化が進められ、１μｍ内外
の大きさのものか形成される様になった。これにより、
ビアホールのアスペクト比も１に近いものが用いられる
様になってきた。この様な深いビアホールは著しい表面
段差を生じ、露光技術の分解能を低下させたり、配線の
信頼性を低下させる。更には、高集積化・高速化の要請
により、配線の多層化が不可欠であり、下地段差は増増
厳しくなる。この点の解決方法としては、眉間膜の平坦
化が有効である。現在、層間膜のリフローや有機膜を用
いたエッチバック法あるいはバイアススパッタによる層
間膜の平坦化等が行われている。しかしながら、リフロ
ーのための高温プロセスが必要で今ったり、イオンダメ
ージの導入等の問題点がある。最近、この点の解決を狙
って、ビアホールへの選択的な金属埋込みによる平坦化
の検討が進められている。この種の従来技術としては、
ビアホール内へＷシリサイドを選択的に埋込む方法及び
アルミニウム（ｉ ） ｔ−選択的に埋込む方法がある
。
チング技術の進歩により縮小化が進められ、１μｍ内外
の大きさのものか形成される様になった。これにより、
ビアホールのアスペクト比も１に近いものが用いられる
様になってきた。この様な深いビアホールは著しい表面
段差を生じ、露光技術の分解能を低下させたり、配線の
信頼性を低下させる。更には、高集積化・高速化の要請
により、配線の多層化が不可欠であり、下地段差は増増
厳しくなる。この点の解決方法としては、眉間膜の平坦
化が有効である。現在、層間膜のリフローや有機膜を用
いたエッチバック法あるいはバイアススパッタによる層
間膜の平坦化等が行われている。しかしながら、リフロ
ーのための高温プロセスが必要で今ったり、イオンダメ
ージの導入等の問題点がある。最近、この点の解決を狙
って、ビアホールへの選択的な金属埋込みによる平坦化
の検討が進められている。この種の従来技術としては、
ビアホール内へＷシリサイドを選択的に埋込む方法及び
アルミニウム（ｉ ） ｔ−選択的に埋込む方法がある
。
しかしながら、前者においては、シリコン（Ｓｉ）基板
表面へ選択堆積されるＷ膜の上限が約３０００Ｘ乃至５
ｏｏｏＸであるため、深いビアホールへの適用は不可能
である。また、Ｗ膜の比抵抗もＡｌの約３倍程度と高い
ために、応用範囲が限定される。これに対して、ＡＪは
約１μｍまで選択形成が可能であることが、天沢氏等に
よって第６回国際固体素子材料コンファレンス予稿集７
５５ページに記載されている。しかしながら、記載され
たＡｌの埋込み方法では、第３図（ａ）に示す様に、Ｓ
五基板３１上に設けられたシリコン酸化膜３２上にビア
ホール３５を形成して、Ａｌの選択形成が行われている
。このため、ビアホール側壁において、アルミニウム膜
３３の選択形成の特徴により、アルミニウム膜形成が生
ぜず、空隙３４が形成されてしまうといの問題点がある
。この様な空隙３４は、配線の信頼性上大きな問題とな
る。更には、第３図の）に示した様に、微細ビアホール
３５′の場合は、ビアホール３５′シか形成されず、も
はや配線として使用は不可能となる。
表面へ選択堆積されるＷ膜の上限が約３０００Ｘ乃至５
ｏｏｏＸであるため、深いビアホールへの適用は不可能
である。また、Ｗ膜の比抵抗もＡｌの約３倍程度と高い
ために、応用範囲が限定される。これに対して、ＡＪは
約１μｍまで選択形成が可能であることが、天沢氏等に
よって第６回国際固体素子材料コンファレンス予稿集７
５５ページに記載されている。しかしながら、記載され
たＡｌの埋込み方法では、第３図（ａ）に示す様に、Ｓ
五基板３１上に設けられたシリコン酸化膜３２上にビア
ホール３５を形成して、Ａｌの選択形成が行われている
。このため、ビアホール側壁において、アルミニウム膜
３３の選択形成の特徴により、アルミニウム膜形成が生
ぜず、空隙３４が形成されてしまうといの問題点がある
。この様な空隙３４は、配線の信頼性上大きな問題とな
る。更には、第３図の）に示した様に、微細ビアホール
３５′の場合は、ビアホール３５′シか形成されず、も
はや配線として使用は不可能となる。
本発明の目的は、前記問題点が解決され、導体膜がビア
ホール内に良好に埋込まれるようにした半導体装置を提
供することにある。
ホール内に良好に埋込まれるようにした半導体装置を提
供することにある。
本発明の構成は、主表面に堆積さｉた絶縁膜にとア。
ホールが形成された半導体装置において、前記ビアホー
ル内に密着して金属膜が埋込まれるように、ビアホール
内の側壁部にも基板表面と同様に金属の選択形成が可能
な材料からなる薄膜を形成したことを特徴とする。
ル内に密着して金属膜が埋込まれるように、ビアホール
内の側壁部にも基板表面と同様に金属の選択形成が可能
な材料からなる薄膜を形成したことを特徴とする。
本発明においては、ビアホール側壁に金属膜の選択形成
が可能な薄膜が、あらかじめ形成されているために、ビ
アホール内における金属膜形成を、底面のみならず側面
からも行うことができる。この結果、特に従来法で問題
となった側壁部での金属膜の密着性の悪さ及び空隙を完
全になくすことができる。
が可能な薄膜が、あらかじめ形成されているために、ビ
アホール内における金属膜形成を、底面のみならず側面
からも行うことができる。この結果、特に従来法で問題
となった側壁部での金属膜の密着性の悪さ及び空隙を完
全になくすことができる。
次に本発明を図面を参照して詳細に説明する。
第１図（ａ）、第１図中）は本発明の第１の実施例の半
導体装置を工程を追って順次示した断面図である。
導体装置を工程を追って順次示した断面図である。
まず、第１図（ａ）において、シリコｙ（Ｓｉ）基板ｌ
ｌ上に、シリカン酸化膜１２を約１μｍ堆積し、通常の
ドライエツチング法により、ビアホール１５を形成した
。次に、ＣＶＤ法により、０．０５μｍの多結晶のシリ
コン膜を堆積した後、リアクティブ・イオンエツチング
にてシリコン酸化膜１２上の多結晶シリコンを除去し、
シリコン酸化ｆｉ１２の側壁にのみシリコン側壁膜１３
を形成する。次に、トリイソブチル・アルミニウムをン
ースガスとして用いて、基板温度ｔ−２５０℃として真
空度０．６Ｔｏｒｒで、フルミニラム膜１４’１ＣＶＤ
法にて約１μｍ堆積した。
ｌ上に、シリカン酸化膜１２を約１μｍ堆積し、通常の
ドライエツチング法により、ビアホール１５を形成した
。次に、ＣＶＤ法により、０．０５μｍの多結晶のシリ
コン膜を堆積した後、リアクティブ・イオンエツチング
にてシリコン酸化膜１２上の多結晶シリコンを除去し、
シリコン酸化ｆｉ１２の側壁にのみシリコン側壁膜１３
を形成する。次に、トリイソブチル・アルミニウムをン
ースガスとして用いて、基板温度ｔ−２５０℃として真
空度０．６Ｔｏｒｒで、フルミニラム膜１４’１ＣＶＤ
法にて約１μｍ堆積した。
第１図（ｂ）に示される様に、アルミニウムがビアホー
ル１５内へ完全に埋込まれている。
ル１５内へ完全に埋込まれている。
第２図（ａ）、第２図（ｂ）ｔｒｉ本発明の第２の実施
例の半導体装置を工程を追って順次示した断面図である
。
例の半導体装置を工程を追って順次示した断面図である
。
まず第２図（ａ）に示されているごとく、Ｓｉ基板２１
の表面の一部に、Ｗシリサイド膜２３をイオン注入によ
る界面混合効果を利用して形成した後、通常のＣＶＤ法
によりシリコン酸化膜２２を形成し、ビアホールをＷシ
リサイド膜２３表面の一部に形成した。次に、ＣＶＤ法
により、Ｏ，ＯＳμｍのＷシリサイドを形成した後、リ
アクティブ・イオンエツチング法にてシリコン酸化膜２
２上のＷシリサイド膜をエツチングし、ビアホールの側
壁にＷシリサイド側壁膜２４を形成した。次に、前記第
１の実施例と同様な方法にて、アルミニウム（ｉ）の選
択埋込みを行ってアルミニウム膜２５を形成し、第２図
（ｂ）の構造を得た。
の表面の一部に、Ｗシリサイド膜２３をイオン注入によ
る界面混合効果を利用して形成した後、通常のＣＶＤ法
によりシリコン酸化膜２２を形成し、ビアホールをＷシ
リサイド膜２３表面の一部に形成した。次に、ＣＶＤ法
により、Ｏ，ＯＳμｍのＷシリサイドを形成した後、リ
アクティブ・イオンエツチング法にてシリコン酸化膜２
２上のＷシリサイド膜をエツチングし、ビアホールの側
壁にＷシリサイド側壁膜２４を形成した。次に、前記第
１の実施例と同様な方法にて、アルミニウム（ｉ）の選
択埋込みを行ってアルミニウム膜２５を形成し、第２図
（ｂ）の構造を得た。
以上説明した様に、本発明によれば、金属をビアホール
内へ選択的に埋込む際に、ビアホールの側壁にも選択膜
形成が可能な薄膜を形成した後に金属層の形成を行うこ
とにより、金属Ｈ！Ａ１ｆｔ：側壁に密着性良く形成す
ることができ、更に微細ビアホールの場合においても、
金屑膜をビアホール内に密に埋込むことができるという
効果が得られる。
内へ選択的に埋込む際に、ビアホールの側壁にも選択膜
形成が可能な薄膜を形成した後に金属層の形成を行うこ
とにより、金属Ｈ！Ａ１ｆｔ：側壁に密着性良く形成す
ることができ、更に微細ビアホールの場合においても、
金屑膜をビアホール内に密に埋込むことができるという
効果が得られる。
第１図（ａ）、第１図（ｂ）は本発明の第１の実施例の
半導体装置を工程順に示す断面図、第２図（ａ）、第２
図（ｂ）ｆｉ本発明の第２の実施例の半導体装置を工程
順に示す断面図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は従来の
半導体装ｔを工程順に示す断面図である。 １１．２１．３１・・・・・・シリコン基板、１２゜２
２．３２・・・・・・シリコン酸化膜、１３・・・・・
・シリコン側壁膜、１５．２６．３５・・・・・・ビア
ホール、２３・・・・・・Ｗシリサイド膜、２４・・・
・・・Ｗシリサイド側壁膜、１４．２５．３３・・・・
・・アルミニウム、掃Ｉ阿（樽 ↓拐 ／ ｒＭＣｂン ジ呵シ ２ ’ｆ！ｌ（とＬ〕 茅２図（ｂ） 斗オ＝ ３ 程ｑ（Ｌ）
半導体装置を工程順に示す断面図、第２図（ａ）、第２
図（ｂ）ｆｉ本発明の第２の実施例の半導体装置を工程
順に示す断面図、第３図（ａ）、第３図（ｂ）は従来の
半導体装ｔを工程順に示す断面図である。 １１．２１．３１・・・・・・シリコン基板、１２゜２
２．３２・・・・・・シリコン酸化膜、１３・・・・・
・シリコン側壁膜、１５．２６．３５・・・・・・ビア
ホール、２３・・・・・・Ｗシリサイド膜、２４・・・
・・・Ｗシリサイド側壁膜、１４．２５．３３・・・・
・・アルミニウム、掃Ｉ阿（樽 ↓拐 ／ ｒＭＣｂン ジ呵シ ２ ’ｆ！ｌ（とＬ〕 茅２図（ｂ） 斗オ＝ ３ 程ｑ（Ｌ）
Claims (1)
- 主表面に堆積された絶縁膜にビアホールが形成され、
このビアホール内に導体膜が埋込まれた半導体装置にお
いて、前記ビアホール内の側壁にも前記導体膜が密着し
て埋込まれるように、選択形成可能な材料からなる薄膜
が、前記側壁に形成されていることを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9437487A JPS63260051A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9437487A JPS63260051A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63260051A true JPS63260051A (ja) | 1988-10-27 |
Family
ID=14108542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9437487A Pending JPS63260051A (ja) | 1987-04-16 | 1987-04-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63260051A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5168078A (en) * | 1988-11-29 | 1992-12-01 | Mcnc | Method of making high density semiconductor structure |
| US5486492A (en) * | 1992-10-30 | 1996-01-23 | Kawasaki Steel Corporation | Method of forming multilayered wiring structure in semiconductor device |
| US5726499A (en) * | 1995-07-22 | 1998-03-10 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor device having a minute contact hole |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5893255A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-02 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6197826A (ja) * | 1984-10-18 | 1986-05-16 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61102755A (ja) * | 1984-10-26 | 1986-05-21 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61137344A (ja) * | 1984-12-07 | 1986-06-25 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS61214449A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子の製造方法 |
-
1987
- 1987-04-16 JP JP9437487A patent/JPS63260051A/ja active Pending
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| US6187671B1 (en) | 1995-07-22 | 2001-02-13 | Ricoh Company, Ltd. | Method of forming semiconductor device having minute contact hole |
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