KR930011121A - 반도체 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관한 것으로, 특히 Ti/TiSi2구조의 콘택 장벽층의 형성방법에 관한 것으로, 종래의 금속공정에 있어서, 특히 Ti막을 이용한 실리사이드에 관련한 공정에 있어서, 하부 기판으로 쓰이는 확산된 실리콘층위에 콘택영역을 형성하여 금속공정을 수행할 때 Ti막을 RTA(Rapid Thermal Annealing)에서 N2분위기 또는 NH3분위기에서 1단계의 열처리를 실시하기 때문에 상기 공정에서 형성되는 TiN/TiSi2막 구조에 있어서 Ti막의 두께가 얇아지고, Ti막과 TiSi2막에서 Ti성분이 많아지는 상태(Ti-Rich)가 되어 배리어(Barrier)특성이 나빠지고, 하부기판과의 밀착성이 저하되며, 계면특성이 나빠지기 때문에 콘택 장벽층(Contact Barrier Layer)이나 밀착층(Glue Layer)으로 사용하기에는 많은 문제점을 가지고 있음에 따라, 이러한 문제점을 개선하기 위한 본 발명은 실리콘 웨이퍼인 기판위에 불순물 주입에 의한 확산영역을 형성하고, 상기 웨이퍼상에 통상적으로 CVD산화막으로 이루어지는 절연막을 선택적 식각에 의해 콘택영역을 형성하고, 상기에서 형성한 콘택영역의 하부기판, 콘택영역의 측면, 그리고 웨이퍼 전면에 증착된 CVD산화막 위에 통상적으로 가장 바람직한 방법으로 알려진 스퍼터링(Sputtering)으로 Ti막을 200℃, 7mTorr, 2KW, 120sccm에서 500Å 또는 700Å정도를 증착시키고, 상기 증착된 Ti막 및 하부기판에 제1단계 순간 열처리로서 RTA장치를 사용하여 600℃, 30초, NH3분위기에서 실시하여 Ti막 표면에는 Ti성분이 많아지는 상태(Ti-Rich)로 TiNx막을 형성하고, Ti막과 실리콘 기판 사이의 계면에는 Ti 성분이 많아지는 상태(Ti-Rich)로 TiNx막을 형성하고, 상기 제1단계에 이어서 제2단계 순간열처리를 역시 RTA를 이용하여 850℃, 20초 NH3분위기에서 실시하여 CVD산화막위에 증착된 Ti성분이 많은 상태(Ti-Rich)로 형성된 TiNx막을 TiSi2막으로 변화시키고, 상기 형성된 TiN막과 Six막(17)위에 Al합금막을 증착시켜 금속공정을 완성하여 Ti/TiSi2구조를 콘택장벽층으로 사용할수 있게 함을 특징으로 한다. 본 발명에 의하여 형성된 TiN/TiSi2이중구조막은 금속배선막의 콘택장벽층 또는 텅스텐막의 밀착층으로 사용될때 우수한 특성을 나타내며, 최근의 축소된 선폭으로 설계되어 이루어지는 금속공정에서 특히 문제점으로 부착되고 있는 스텝커버리지가 개선되며, 공정의 단순화가 실현되어 수율이 향상되어 생산성이 증가되며, 안정된 화학량론적 비율이 형성됨으로 인하여 기판과의 접촉성이 개선되어 전기적으로 저항이 줄어들 뿐 아니라, 깨끗한 계면을 형성시킬 수있다.
Description
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제2도는 본 발명에 의해 형성된 Ti/TiSi2구조의 콘택 장벽층을 이용한 금속 배선막을 도시한 단면도.
제3도는 본 발명에 의해 형성한 Ti/TiSi2구조를 텅스텐막의 밀착층으로 사용한 실시예를 도시한 단면도.
제4A도 내지 제4B도는 본 발명에 의한 Ti/TiSi2구조를 형성하기 위한 공정 단면도.
Claims (10)
- 반도체 기판과 금속 사이에 콘택 장벽층을 형성하여 낮은 콘택 저항으로 상기 두 물질을 전기적으로 연결하는 금속배선이 형성된 반도체 장치에 있어서, 제1도전형의 반도체 기판의 내부 방향으로 제2도전형의 확산영역이 형성되어 있고, 상기 확산영역 위에 절연막이 형성되어 있고, 상기 형성된 절연막을 통과하여 확산영역에까지 콘택홀이 열여져 콘택영역이 형성되어 있고, 상기 콘택영역의 하부인 확산영역상에 TiSi2막이 형성되어 있고,상기 절연막의 측면과 상부면에 TiN막이 형성되어 있고, 상기 TiSi2막 및 TiN막 표면에 Al합금막이 형성되어 있는것을 특징으로 하는 반도체장치.
- 반도체 기판과 금속 사이에 콘택 장벽층을 형성하여 낮은 콘택 저항으로 상기 두 물질을 전기적으로 연결하는 금속배선이 형성된 반도체 장치에 있어서, 제1도전형의 반도체 기판의 내부 방향으로 제2도전형의 확산영역이 형성하는 공정, 상기 확산영역 및 확산되지 않은 영역 위에 절연막을 형성하는 공정, 상기 절연막을 통과하여 확산영역에 이르는 콘택영역을 형성하는 공정, 상기 콘택영역 및 절연막 위해 Ti막을 증착하는 공정, 상기 Ti막을 RTA로 N2분위기 또는 NH3분위기에서 제1단계의 순간 열처리를 실시하여 TiN막을 두껍게 형성시키는 공정, 상기 TiN막을 RTA로 N2분위기 또는 NH3분위기에서 제2단계 순간 열처리를 통하여 TiN막 및 TiSi2막을 형성시키는공정, 그리고 상기 N막 및 TiSi2막 위에 Al합금막 또는 금속실리사이드막을 증착하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 RTA에 의한 제1단계의 열처리공정이 600℃이하에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2단계의 열처리공정이 850℃이상에서 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 RTA에 의한 제1단계의 열처리 공정이 30초 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 제2단계의 열처리 공정이 20초 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 형성된 TiSi2막이 Al합금막 또는 금속실리사이드막과 기판 사이에 콘택 장벽층을 이루는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 형성된 TiSi2막의 상부 및 콘택영역의 측면인 TiN막의 표면 즉 TiN/TiSi2구조에 텅스텐막을 콘택영역에 형성하고, 상기 텅스텐막위에 Al합금막을 형성하는 반도체 장치의 제조방법.
- 제8항에 있어서, 상기 TiN/TiSi3구조가 텅스텐막의 밀착층으로 사용하는 것을 특징으로 하는 반도제 장치의 제조방법.
- 제2항에 있어서, 상기 Ti막을 스피터링 방법에 의해 500Å 내지 700Å를 증착시키는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 제조방법.※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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