JP3191477B2 - 配線構造およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に設ける配
線構造およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デバイスの高集積化にともない、半導体
プロセスの寸法ルールは微細化している。したがって、
コンタクトホール径も微細化している。このため、コン
タクト抵抗は、コンタクト面積に比例して上昇する。ま
たコンタクトホールの微細化でコンタクトホール内に形
成されるバリアメタル層のカバリッジも低下し、これに
よってバリア性の低下を来している。ここで、従来の配
線プロセスの一例を、図４の製造工程図により説明す
る。

【０００３】図４の（１）に示すように、半導体基板５
１の上面には絶縁膜５２が形成されている。この絶縁膜
５２には、上記半導体基板５１に達するコンタクトホー
ル５３が設けられている。またコンタクトホール５３の
底部側における半導体基板５１の上層には拡散層５４が
形成されている。このような構造の半導体基板５１に対
して、例えば通常のスパッタ法によって、上記コンタク
トホール５３の内壁と上記絶縁膜５２の上面とにチタン
膜５５と窒化チタン膜５６とを積層状態に形成する。

【０００４】さらに図４の（２）に示すように、通常の
プラグ形成方法として、例えばブランケットタングステ
ン法によって、コンタクトホール５３の内部にタングス
テンプラグ５７を形成する。このとき、２点鎖線で示す
部分のチタン膜５５と窒化チタン膜５６とが除去され
る。

【０００５】次いで図４の（３）に示すように、例えば
スパッタ法によって、前記タングステンプラグ５７に接
続する状態に絶縁膜５２上にチタン膜５８を成膜する。
さらにチタン膜５８の表面に窒化酸化チタン膜５９とア
ルミニウム合金膜（例えばアルミニウム−シリコン膜）
６０とを順に積層状態に成膜する。

【０００６】その後、図４の（４）に示すように、通常
のホトリソグラフィー技術とエッチングとによって、上
記チタン膜５８，窒化酸化チタン膜５９，アルミニウム
合金膜６０の各２点鎖線で示す部分を除去し、残した上
記チタン膜５８，窒化酸化チタン膜５９，アルミニウム
合金膜６０で上記タングステンプラグ５７に接続する配
線６１を形成する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記製造方法によって
形成される配線構造では、スパッタ法によってバリアメ
タルになる窒化チタン膜を形成したので、コンタクトホ
ール内のカバリッジが非常に悪い。このため、タングス
テンプラグをブランケットタングステン法のようなＣＶ
Ｄ法を用いて形成した場合には、窒化チタン膜の薄い部
分が突き破られ、成膜ガスに用いる六フッ化タングステ
ン（ＷＦ₆）ガスのフッ素によって半導体基板のシリコ
ンが腐食される。この結果、この部分に、例えば拡散層
を形成した場合には、接合リークが大きなものになる。

【０００８】またコンタクトホールを形成する際のエッ
チングによって、下地の半導体基板が掘られる。このた
め、窒化チタン膜は掘れた部分の側壁にも形成される。
このように半導体基板の掘られた部分の側壁に形成され
る窒化チタン膜の結晶性とコンタクトホールの底部側の
半導体基板に形成される窒化チタン膜の結晶性とは連続
した状態にならない。したがって、結晶と結晶との間に
空間ができ易くなるので、空間ができたものではその部
分のバリア性が非常に低下する。

【０００９】さらにチタン膜と窒化チタン膜とをＣＶＤ
法によって形成した場合には、コンタクトホール内にお
けるカバリッジ性は改善される。しかしながら、窒化チ
タン膜が多結晶状態で成膜されるために、例えば後の拡
散工程またはアニール処理工程等で高温状態に保持する
ような工程を行った場合には、窒化チタン膜の結晶粒界
より成膜ガス成分のフッ素が侵入して半導体基板の腐食
を招く、または上層の金属配線の拡散を生じさせる等の
課題を有する。このため、バリア性に優れた配線構造に
ならない。

【００１０】本発明は、バリア性に優れた配線構造およ
びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。すなわち、配線構造
としては、少なくとも単結晶シリコン基板と配線との接
続領域における当該単結晶シリコン基板と当該配線との
間に、当該単結晶シリコン基板の面方位と平行な面方位
の単結晶窒化チタン膜を設けたものである。

【００１２】また製造方法としては、第１の工程で、少
なくとも配線形成膜を成膜する部分における単結晶シリ
コン基板の表面を例えば水素プラズマにさらして清浄化
処理を行った後、第２の工程で、少なくとも上記清浄化
処理を行った部分の単結晶シリコン基板を非酸化性の雰
囲気に保持した状態で、当該単結晶シリコン基板の結晶
方位を基にして、当該単結晶シリコン基板上に当該単結
晶シリコン基板の面方位と平行な面方位の単結晶窒化チ
タン膜をエピタキシャル成長させるエピタキシャル成長
種を形成する。続く第３の工程では、第２工程よりも窒
化チタン形成のための成膜ガスの圧力を高めた雰囲気で
上記エピタキシャル成長腫を種にして窒化チタンをさら
にエピタキシャル成長させ、当該単結晶シリコン基板上
に単結晶窒化チタン膜を形成する。その後、第４工程
で、この単結晶窒化チタン膜を介して単結晶シリコン基
板に接続する配線を形成する。

【００１３】また上記第２の工程におけるエピタキシャ
ル成長種の生成を、７００℃以上１２５０℃以下の温度
雰囲気に設定して行うことが望ましい。さらに第１の工
程を行った後、第２の工程でエピタキシャル成長種の生
成を行うまでの間、前記単結晶シリコン基板をその表面
に自然酸化膜が生成されない圧力雰囲気内に保持するこ
とが望ましい。さらにまた第２の工程および第３の工程
におけるエピタキシャル成長時に、単結晶シリコン基板
に対してバイアスを印加しながらエピタキシャル成長を
行ってもよい。

【００１４】

【作用】上記配線構造では、単結晶シリコン基板と配線
との間に、当該単結晶シリコン基板の面方位と平行な面
方位の単結晶窒化チタン膜が設けられる。例えば、単結
晶シリコン基板１１の結晶方位が〈１００〉の場合、こ
の上面には結晶方位〈２００〉の単結晶窒化チタン膜が
設けられる。また単結晶シリコン基板１１の結晶方位が
〈１１１〉の場合、この上面には結晶方位〈１１１〉の
単結晶窒化チタン膜が設けられる。そして、互いの結晶
方位がこのような関係にある単結晶シリコン基板と単結
晶窒化チタン膜との接合は、電気的なオーミック接合と
なる。

【００１５】また上記製造方法では、先ず、第１工程に
おいて清浄化処理を行うことにより単結晶シリコン基板
の表面に形成されている自然酸化膜が除去される。そし
て第２工程においては、非酸化性の雰囲気に保った状態
で、単結晶窒化チタン膜をエピタキシャル成長させるエ
ピタキシャル成長種を生成するため、単結晶シリコン基
板上には、単結晶シリコン基板の結晶方位にそった所定
の結晶方位を有するエピタキシャル成長種が確実に形成
される。またこの様にしてエピタキシャル成長種を形成
した後、次の第３工程では、成膜ガス圧力を第２工程よ
りも高くした雰囲気においてエピタキシャル成長が行わ
れる。このため第２工程で一定の結晶方位を有するよう
に良好に形成されたエピタキシャル成長種を種にして、
第２工程よりも速い速度でエピタキシャル成長が進めら
れる。この際、一定の結晶方位を有するエピタキシャル
成長種を種にしてエピタキシャル成長が進むため、これ
によって得られる単結晶窒化チタン膜も所定の結晶方位
に保たれる。以上のように、単結晶窒化チタン膜のエピ
タキシャル成長を、エピタキシャル成長種の生成工程
（第２工程）とその成長工程（第３工程）の２段階に分
けたことで、配向性の良好な単結晶窒化チタン膜をより
速く成長させることができるのである。しかも、第１工
程で単結晶シリコン基板の表面を清浄化処理しているた
め、単結晶シリコン基板と単結晶窒化チタン膜との間に
不純物が介在することを防止できる。

【００１６】またエピタキシャル成長種の生成を、７０
０℃以上１２５０℃以下の温度雰囲気に設定して行うこ
とにより、エピタキシャル成長種は単結晶シリコン基板
の結晶方位にそって生成される。例えば生成温度が７０
０℃より低い場合には、多結晶になり、生成温度が１２
５０℃より高い場合には、単結晶シリコン基板が熱変形
し易くなる。したがって、上記温度範囲が好ましい。さ
らに第１の工程を行った後、次の第２の工程でエピタキ
シャル成長種の生成を行うまでの間、前記単結晶シリコ
ン基板をその表面に自然酸化膜が生成されない圧力雰囲
気内に保持することにより、エピタキシャル成長種は清
浄な単結晶シリコン基板の表面に生成される。したがっ
て、単結晶シリコン基板の結晶方位にそった結晶方位の
単結晶窒化チタンが良好に生成される。さらにまたエピ
タキシャル成長時に、単結晶シリコン基板に対してバイ
アスを印加しながらエピタキシャル成長を行うことによ
り、結晶方位がそろった単結晶窒化チタン膜が形成され
る。

【００１７】

【実施例】本発明の実施例を図１に示す概略構成断面図
により説明する。図に示すように、単結晶シリコン基板
１１の上面には絶縁膜１２が形成されている。この絶縁
膜１２は例えば酸化シリコンよりなる。この絶縁膜１２
には、上記単結晶シリコン基板１１に達するコンタクト
ホール１３が形成されている。このコンタクトホール１
３の底部側の単結晶シリコン基板１１には、拡散層１４
が形成されている。また少なくとも上記コンタクトホー
ル１３の底部における上記単結晶シリコン基板１１の上
面には、この単結晶シリコン基板１１の面方位と平行な
面方位の単結晶窒化チタン膜１５が形成されている。そ
してコンタクトホール１３の内部と上記絶縁膜１２上と
には、上記単結晶窒化チタン膜１５を介して当該単結晶
シリコン基板１１に接続する配線１６が設けられてい
る。この配線１６は、例えばアルミニウム−シリコンま
たはアルミニウム−シリコン−銅等のアルミニウム合金
またはアルミニウムで形成されている。

【００１８】上記説明した配線構造では、単結晶シリコ
ン基板１１と配線１６との接続が単結晶窒化チタン膜１
５を介して成されているので、当該単結晶窒化チタン膜
１５は、バリアメタルとして作用するとともに配線密着
層としても作用する。また同様にして、単結晶シリコン
基板１１を腐食する作用を有する成膜ガスとして、例え
ばフッ素を含む成膜ガスが単結晶シリコン基板１１に達
し、当該単結晶シリコン基板１１を腐食することも防止
される。

【００１９】次に上記第１の実施例で説明した配線構造
の製造方法を、図２，図３の製造工程図（その１），
（その２）により説明する。図２の（１）に示すよう
に、単結晶シリコン基板１１の上面には、例えば酸化シ
リコン系材料よりなる絶縁膜１２が成膜されている。こ
の絶縁膜１２には、上記単結晶シリコン基板１１に達す
るコンタクトホール１３が形成されている。このコンタ
クトホール１３の底部側の単結晶シリコン基板１１に
は、拡散層１４が形成されている。

【００２０】まず第１の工程では、清浄化処理を行う。
この清浄化処理では、例えば上記構造の単結晶シリコン
基板１１を水素プラズマにさらすことによって、単結晶
シリコン基板１１の表面に形成されている自然酸化膜３
１（２点鎖線で示す部分）を水素の還元反応によって除
去する。そしてコンタクトホール１３の底部における単
結晶シリコン基板１１の表面を清浄化する。

【００２１】上記清浄化処理の一例を具体的に説明す
る。清浄化処理を行う装置には、例えばＥＣＲ（Electr
on Cyclotron Resonance）プラズマＣＶＤ（Chemical
Vapor Deposition）装置を用いる。反応条件として
は、例えば反応ガスに、流量が２６ｓｃｃｍの水素（Ｈ
₂ ）と流量が６０ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）との混合
ガスを用い、例えば２．８ｋＷのマイクロ波パワーを印
加する。そして水素プラズマを発生させて、単結晶シリ
コン基板１１の表面に形成されている自然酸化膜（図示
せず）を水素プラズマによる還元反応によって除去す
る。

【００２２】その後、単結晶シリコン基板１１を非酸化
性の雰囲気に保持して、次工程に移行する。例えば、単
結晶シリコン基板１１の表面に自然酸化膜が生成されな
い圧力雰囲気（例えば２５℃の温度状態ではおよそ１．
３３×１０^-5Ｐａ以下の圧力状態）に保持した状態で、
次の工程に移行する。なお、この説明では、非酸化性の
雰囲気では、後述する単結晶窒化チタン膜が成膜される
間に、その部分に酸化膜が形成されない圧力状態をい
う。

【００２３】次いで図３の（２）に示す第２の工程を行
う。この工程では、上記非酸化性の雰囲気に保った状態
で、例えばＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用いたＣＶＤ法
によって、コンタクトホール１３の底部における単結晶
シリコン基板１１の表面に、当該単結晶シリコン基板１
１の結晶方位を基にして、単結晶窒化チタン膜を成長さ
せるためのエピタキシャル成長種１７を生成する。この
際の生成雰囲気の温度は、例えば７００℃以上１２５０
℃以下の温度に設定する。

【００２４】上記生成条件の一例を説明する。例えば反
応ガスに、流量が２ｓｃｃｍの四塩化チタン（ＴｉＣｌ
₄ ）と流量が２．６ｓｃｃｍの水素（Ｈ₂ ）と流量が
０．８ｓｃｃｍの窒素（Ｎ₂ ）との混合ガスを用い、反
応雰囲気の圧力を例えば１．３３×１０^-5Ｐａとし、ま
た成膜温度を７５０℃に設定する。そして例えば２．８
ｋＷのマイクロ波パワーを印加して、単結晶窒化チタン
膜のエピタキシャル成長種１７を生成する。このエピタ
キシャル成長は、単結晶窒化チタンが１０モノレイヤー
／分またはそれ以下の成長速度で行う。そしてエピタキ
シャル成長種１７を、例えば０．５ｎｍ程度の膜厚に形
成する。このとき、図示はしないが、絶縁膜１２の表面
にも窒化チタンが生成される。

【００２５】上記エピタキシャル成長反応では、単結晶
シリコン基板１１の結晶方位が、例えば〈１００〉の場
合には、生成される単結晶窒化チタン膜のエピタキシャ
ル成長種１７の結晶方位は〈２００〉になる。また単結
晶シリコン基板１１の結晶方位が〈１１１〉の場合に
は、生成される単結晶窒化チタン膜のエピタキシャル成
長種１７の結晶方位は〈１１１〉になる。つまり、単結
晶シリコン基板１１の面方位と平行な面方位のエピタキ
シャル成長種１７が得られるのである。

【００２６】続いて図３の（３）に示す第３の工程を行
う。この工程では、上記第２の工程に引き続いて、第２
の工程よりも成膜ガス圧力を高めた雰囲気内において、
エピタキシャル成長種１７を種にして単結晶窒化チタン
をエピタキシャル成長させて単結晶窒化チタン膜１５を
生成する。このとき、絶縁膜１２の表面にも窒化チタン
膜１８が形成される。

【００２７】上記生成条件の一例を説明する。例えば反
応ガスに、流量が２０ｓｃｃｍの四塩化チタン（ＴｉＣ
ｌ₄ ）と流量が２６ｓｃｃｍの水素（Ｈ₂ ）と流量が８
ｓｃｃｍの窒素（Ｎ₂ ）との混合ガスを用い、反応雰囲
気の圧力を例えば０．１２Ｐａとし、また成膜温度を７
５０℃に設定する。そして例えば２．８ｋＷのマイクロ
波パワーを印加して、上記エピタキシャル成長種１７を
種にして、単結晶窒化チタンを成長させて、例えば７０
ｎｍ程度の膜厚の単結晶窒化チタン膜１５を形成する。

【００２８】上記第２，第３の工程におけるエピタキシ
ャル成長では、ＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用いている
ので、エピタキシャル成長時に、前記単結晶シリコン基
板１１に対してバイアスを印加しながらエピタキシャル
成長が行われる。

【００２９】その後図３の（４）に示す第４の工程を行
う。この工程では、コンタクトホール１３の底部に形成
した上記単結晶窒化チタン膜１５を介して上記単結晶シ
リコン基板１１に接続する配線１６を形成する。

【００３０】上記配線１６を形成する方法の一例を説明
する。まず通常のブランケットタングステン法によっ
て、コンタクトホール１３の内部にタングステンプラグ
２１を形成する。このブランケットタングステン法で
は、例えば成膜ガスに、流量が９５ｓｃｃｍの六フッ化
タングステン（ＷＦ₆ ）と流量が５５０ｓｃｃｍの水素
（Ｈ₂ ）との混合ガスを用い、成膜温度を例えば４５０
℃、成膜雰囲気の圧力を例えば１０．６４ｋＰａに設定
して、上記コンタクトホール１３の内部を完全埋め込む
状態に、例えば４００ｎｍの膜厚にタングステン膜（図
示せず）を形成する。その後、上記タングステン膜をエ
ッチバックすることによって、コンタクトホール１３の
内部のみに上記タングステン膜でタングステンプラグ２
１を形成する。また上記タングステン膜は除去する際に
は、絶縁膜１２上の窒化チタン膜（１８）〔上記（３）
図を参照〕も除去される。このエッチバック条件として
は、例えばエッチングガスに流量が５０ｓｃｃｍの六フ
ッ化イオウ（ＳＦ₆ ）を用い、エッチング雰囲気の圧力
を１．３３Ｐａに設定する。またマイクロ波パワーを例
えば８５０Ｗ、ＲＦパワーを例えば１５０Ｗに設定す
る。

【００３１】次いで通常のスパッタ法によって、上記タ
ングステンプラグ２１に接続する状態に、膜厚が例えば
３０ｎｍのチタン膜２２と膜厚が例えば７０ｎｍの窒化
酸化チタン膜２３と膜厚が例えば３０ｎｍのチタン膜２
４とを順に成膜する。さらに通常のスパッタ法よって、
上記チタン膜２４の上面に、膜厚が例えば５００ｎｍの
アルミニウム−シリコン膜２５を成膜する。上記チタン
膜２２と窒化酸化チタン膜２３とチタン膜２４とアルミ
ニウム−シリコン膜２５とが配線形成膜２６になる。

【００３２】上記チタン膜２２，２４の成膜条件として
は、スパッタガスに、例えば流量が１００ｓｃｃｍのア
ルゴン（Ａｒ）ガスを用い、成膜温度を例えば１５０
℃、成膜雰囲気の圧力を例えば０．４７Ｐａ、パワーを
４ｋＷに設定する。そして、上記条件によって、チタン
膜２２，２４を例えば３０ｎｍの膜厚に形成する。また
窒化酸化チタン膜２３の成膜条件としては、スパッタガ
スに、例えば流量が６０ｓｃｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガ
スと流量が７０ｓｃｃｍであって例えば６％の酸素（Ｏ
₂ ）を含む窒素（Ｎ₂ ）とよりなる混合ガスを用い、成
膜温度を例えば１５０℃、成膜雰囲気の圧力を例えば
０．４７Ｐａ、パワーを５ｋＷに設定する。上記条件に
よって、窒化酸化チタン膜２３を例えば７０ｎｍの膜厚
に形成する。上記アルミニウム−シリコン膜２５の成膜
条件としては、スパッタガスに、例えば流量が４０ｓｃ
ｃｍのアルゴン（Ａｒ）ガスを用い、成膜温度を例えば
１５０℃、成膜雰囲気の圧力を例えば０．４７Ｐａ、パ
ワーを２２．５ｋＷに設定する。そして、上記条件によ
って、アルミニウム−シリコン膜２５を例えば５００ｎ
ｍの膜厚に形成する。

【００３３】その後図３の（５）に示すように、通常の
ホトリソグラフィー技術とドライエッチングによって、
２点鎖線で示す配線形成膜２６を除去して、残した上記
配線形成膜（２６）で配線１６を形成する。この際のド
ライエッチング条件としては、例えば、エッチングガス
を、流量が６０ｓｃｃｍの三塩化ホウ素（ＢＣｌ₃ ）と
流量が９０ｓｃｃｍの塩素（Ｃｌ₂ ）とよりなる混合ガ
スを用い、成膜雰囲気の圧力を０．０１６Ｐａに設定
し、マイクロ波パワーを１ｋＷ、ＲＦパワーを５０Ｗに
設定する。

【００３４】上記説明した配線形成に関する方法は、一
例であって、上記記載事項に限定されることはない。し
たがって、他の配線形成方法によって配線１６を形成す
ることも可能である。

【００３５】上記製造方法では、清浄化処理を行うこと
により単結晶シリコン基板１１の表面に形成されている
自然酸化膜（図示せず）が除去される。そして酸化性の
雰囲気にさらすことなく、単結晶窒化チタン膜１５をエ
ピタキシャル成長させるエピタキシャル成長種１７を生
成し、続いてそのエピタキシャル成長種１７を種にして
単結晶窒化チタン膜１５を形成することにより、単結晶
シリコン基板１１の結晶方位にそった単結晶窒化チタン
膜１５が速い成膜速度で形成される。また形成された単
結晶窒化チタン膜１５は、エピタキシャル成長種１７の
結晶方位を引き継いでエピタキシャル成長するため、単
結晶シリコン基板１１の面方位と平行な面方位となる。
したがって、形成された単結晶窒化チタン膜１５と単結
晶シリコン基板１１とは電気的なオーミック接合にな
る。

【００３６】またエピタキシャル成長種１７の生成を、
７００℃以上１２５０℃以下の温度雰囲気に設定して行
うことにより、単結晶シリコン基板１１の結晶方位にそ
ったエピタキシャル成長種１７が確実に生成される。な
お生成温度が７００℃より低い場合には、多結晶の窒化
チタン膜が生成される。一方生成温度が１２５０℃より
高い場合には、単結晶シリコン基板１１が熱変形し易く
なる。

【００３７】さらにエピタキシャル成長種１７の生成を
行う前の成膜雰囲気の圧力を自然酸化膜が生成されない
圧力に設定することにより、エピタキシャル成長種１７
が清浄な単結晶シリコン基板１１の表面に生成され、し
かも単結晶シリコン基板１１の結晶方位にそった結晶方
位の単結晶窒化チタン膜１５が形成される。

【００３８】さらにまたＥＣＲプラズマＣＶＤ装置を用
いることによって、エピタキシャル成長時に、単結晶シ
リコン基板１１に対してバイアスを印加しながらエピタ
キシャル成長を行うことにより、結晶方位がそろった単
結晶窒化チタン膜１５が形成される。

【００３９】

【発明の効果】以上、説明したように本発明の配線構造
によれば、単結晶シリコン基板と配線との間に、単結晶
シリコン基板の面方位と平行な面方位の単結晶窒化チタ
ン膜を設けたので、バリア膜として用いられる単結晶窒
化チタン膜と単結晶シリコン基板との間のオーミック接
合が得られる。

【００４０】また本発明の製造方法によれば、単結晶シ
リコン基板上に単結晶窒化チタン膜をエピタキシャル形
成する前に、単結晶シリコン基板の表面を清浄化処理す
るので、その面に形成される単結晶窒化チタン膜と単結
晶シリコン基板との間に不純物が介在することを防止で
き、単結晶窒化チタン膜と単結晶シリコン基板との間の
コンタクト抵抗を低減することができる。さらに単結晶
窒化チタン膜をエピタキシャル成長させるエピタキシャ
ル成長種を生成し、続いてそのエピタキシャル成長種を
種にして単結晶窒化チタン膜を形成することにより、単
結晶シリコン基板の結晶方位にそった単結晶窒化チタン
膜を速い成膜速度で形成することができる。

【００４１】またエピタキシャル成長種の生成を、７０
０℃以上１２５０℃以下の温度雰囲気で行うので、単結
晶シリコン基板が変形することなく、当該単結晶シリコ
ン基板の結晶方位にそったエピタキシャル成長種が確実
に生成できる。さらに単結晶シリコン基板の表面を清浄
化処理してからエピタキシャル成長種の生成を行うまで
の間単結晶シリコン基板をその表面に自然酸化膜が生成
されない圧力雰囲気内に保持することにより、清浄な単
結晶シリコン基板の表面にエピタキシャル成長種を生成
することができる。さらにまた単結晶シリコン基板に対
してバイアスを印加しながらエピタキシャル成長を行う
ことにより、結晶方位がそろった単結晶窒化チタン膜を
速く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の概略構成断面図である。

【図２】実施例の製造工程図（その１）である。

【図３】実施例の製造工程図（その２）である。

【図４】従来例の製造工程図である。

【符号の説明】

１１ 単結晶シリコン基板 １５ 単結晶窒化チタン膜 １６ 配線 １７ エピタキシャル成長種 ２６ 配線形成膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 H01L 29/872 C23C 16/00 - 16/56

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 単結晶シリコン基板に配線を接続した配
   線構造において、 少なくとも前記単結晶シリコン基板と前記配線との接続
   領域における当該単結晶シリコン基板と当該配線との間
   に、当該単結晶シリコン基板の面方位と平行な面方位の
   単結晶窒化チタン膜を設けたことを特徴とする配線構
   造。
2. 【請求項２】 配線構造の製造方法であって、 少なくとも配線形成膜を成膜する部分における単結晶シ
   リコン基板の表面を清浄化処理する第１の工程と、 少なくとも前記清浄化処理を行った部分の単結晶シリコ
   ン基板を非酸化性の雰囲気に保持した状態で、当該単結
   晶シリコン基板の結晶方位を基にして、当該単結晶シリ
   コン基板上に当該単結晶シリコン基板の面方位と平行な
   面方位の単結晶窒化チタン膜を成長させるためのエピタ
   キシャル成長種を生成する第２の工程と、 前記第２工程よりも窒化チタン形成のための成膜ガスの
   圧力を高めた雰囲気で、前記エピタキシャル成長腫を種
   にして窒化チタンをさらにエピタキシャル成長させ、当
   該単結晶シリコン基板上に単結晶窒化チタン膜を形成す
   る第３の工程と、 前記単結晶窒化チタン膜を介して前記単結晶シリコン基
   板に接続する配線を形成する第４の工程とよりなること
   を特徴とする配線構造の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の配線構造の製造方法にお
   いて、 前記第２の工程における前記エピタキシャル成長種の生
   成を７００℃以上１２５０℃以下の温度に設定して行う
   ことを特徴とする配線構造の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項２または請求項３記載の配線構造
   の製造方法において、 前記第１の工程を行った後、前記第２の工程でエピタキ
   シャル成長種の生成を行うまでの間、前記単結晶シリコ
   ン基板をその表面に自然酸化膜が生成されない圧力雰囲
   気内に保持することを特徴とする配線構造の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項２、請求項３および請求項４のう
   ちのいづれか1項記載の配線構造の製造方法において、 前記第１の工程を行った後、前記第２の工程および前記
   第３の工程におけるエピタキシャル成長時に、前記単結
   晶シリコン基板に対してバイアスを印加しながら当該エ
   ピタキシャル成長を行い、その後、第４の工程を行うこ
   とを特徴とする配線構造の製造方法。