JP3505191B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関する。 【０００２】 【従来の技術】図２９には従来の製造方法により得られ
たコンタクトホールの形状断面図が示されている。これ
を製造工程に従い説明すると、最初、シリコン基板１５
１上に素子分離のために絶縁膜１５２を形成する。次に
素子形成領域に不純物拡散層１５３を形成し、全面に絶
縁膜１５４を堆積した後、フォトリソグラフィ工程とエ
ッチング工程とによりコンタクトホ−ル１５５を形成す
る。次いで上記工程で用いたフォトレジストを剥離した
後、アルミニウム膜１５６をスパッタリング法を用いて
堆積する。 【０００３】このような方法では、コンタクトホ−ル１
５５の側部におけるアルミニウム膜１５６が非常に薄く
なるので断線が起こり易くなり、微細な素子には向かな
いという問題があった。更に、コンタクトホ−ル１５５
上部でのアルミニウム膜１５６のオーバハング形状も問
題となる。即ち、このようなオ−バ−ハング部は、後工
程の絶縁膜の堆積時に、絶縁膜中にボイドが発生する原
因となり、信頼性上の問題をひきおこす。 【０００４】そこで、このような問題を解決するため
に、コンタクトホ−ルに導電性材料を埋め込むという方
法が提案された。具体的には、選択ＣＶＤ法を用いてア
ルミニウムやタングステンなどの金属でコンタクトホ−
ルを充填したり、ＬＰＣＶＤ法を用いてポリシリコンを
堆積した後、その全面をエッチバックし、コンタクトホ
−ルにポリシリコンで埋め込むという方法がある。 【０００５】しかしながら、金属を用いた場合には、半
導体と金属との界面の制御が難しく、しかも加工が困難
なことから良好な埋め込み形状を得るのが困難であると
いう問題があった。また、選択ＣＶＤ法では、深さの違
うコンタクトホ−ルを同時に埋め込むのが難しいという
問題がった。また、ポリシリコンを用いた場合には、良
好な埋め込み形状は得られるが、電気抵抗が高くなると
いう問題があった。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】上述の如く従来の技術
では、素子の微細化に伴ない発生し易くなるコンタクト
ホ−ルでの断線を防止するために、コンタクトホ−ルを
導電材料で埋め込んでいたが、良好な形状と低抵抗とを
同時に満たすことができなかった。 【０００７】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、コンタクトホ−ルが良
形な形状の導電材料で充填され、素子と配線とが低いコ
ンタクト抵抗で接続できるコンタクトホ−ルを有する半
導体装置とその製造方法を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上
に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜上に接続孔を形
成する工程と、前記接続孔の側面および底面、ならびに
前記溝の外部の前記絶縁膜上に反応防止膜を形成する工
程と、前記反応防止膜上に第１の金属膜を形成する工程
と、前記反応防止膜および前記第１の金属膜を介して接
続孔の内部を充填し、かつ前記接続孔の内部から溢れる
ように、前記半導体基板と同一の半導体元素からなる半
導体膜を前記第１の金属膜上に形成する工程と、前記半
導体膜上に第２の金属膜を形成する工程と、熱処理によ
り前記半導体膜と前記第１および第２の金属膜とを反応
させることにより、半導体・金属化合物膜を形成する工
程と、前記溝の外部の前記半導体・金属化合物膜を除去
する工程とを有することを特徴とする。 【０００９】 【００１０】 【００１１】 【００１２】 【００１３】 【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、反応防止
膜を形成するので、ｎ形不純物拡散層、ｐ形不純物層の
区別をなく後の工程を行なうことができる。 【００１４】 【００１５】 【実施例】以下、図面を参照しながら実施例を説明す
る。図１は本発明の第１の実施例に係るコンタクトホ−
ルの形状断面図である。 【００１６】半導体基板１の表面には、絶縁膜２で他の
素子と分離された不純物拡散層３が設けられている。半
導体基板１は、不純物拡散層３上にコンタクトホ−ル５
が形成された絶縁膜４で被覆されている。このコンタク
トホール５の側部及び底部には、反応防止膜としてチタ
ンナイトライド膜６が形成されている。また、コンタク
トホール５の上部にはシリサイド膜７、そして下部には
シリコン膜８が形成されている。このような構造では良
好なコンタクト埋め込み形状が得やすい他に、シリサイ
ド膜７が抵抗を下げるので、低いコンタクト抵抗が得ら
れる。図２は本発明の第２の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図である。 【００１７】先ず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板１１上を絶縁膜１２で素子分離し、不純物拡散層１３
を形成する。次いで厚さ約１μｍの絶縁膜１４を半導体
基板１１上に堆積した後、フォトリソグラフィ工程とエ
ッチング工程とを用いて、不純物拡散層１３上の絶縁膜
１４に、幅が１μｍのコンタクトホール１５を開孔す
る。次いで上記フォトリソグラフィ工程で塗布したフォ
トレジストを除去した後、反応防止膜１６として厚さ約
５０ｎｍのチタンナイトライド膜を、ＣＶＤ法或いはス
パッタ法を用いて基板１１上に堆積する。反応防止膜と
しては、チタンナイトライド膜の他にタングステンナイ
トライド膜などを用いてもよい。 【００１８】次に図２（ｂ）に示すように、コンタクト
ホール１５の深さより厚いシリサイド膜、例えば、厚さ
約６００ｎｍのチタンシリサイド膜１７をＣＶＤ法を用
いて基板１１上に堆積する。この場合、良好な埋め込み
形状が得られる。 【００１９】次に図２（ｂ）に示すように、フォトレジ
スト（不図示）を塗布し、全面に異方性エッチングを反
応防止膜１６が露出するまで行なう。この結果、コンタ
クトホ−ル１５はチタンシリサイド膜１７で充填され、
コンタクトホ−ル１５以外の部分のチタンシリサイド膜
１７は除去される。 【００２０】以上の方法では、コンタクトホ−ル１５は
チタンシリサイド膜１７で充填されているので断線シリ
サイドが起こり難くなる。更に、チタンシリサイド膜１
７ははポリシリコン膜より低抵抗なので、反応防止膜１
６を介して不純物拡散１３と接続している低抵抗なチタ
ンシリサイド領域を実現できる。また、反応防止膜１６
を設けたので、ｎ型不純物拡散層，ｐ型不純物拡散層の
区別なくコンタクトホ−ルを導電材料で充填できる。図
３，図４は本発明の第３の実施例に係るコンタクトホ−
ルの埋め込み方法を示す工程図である。先ず、図３
（ａ）に示すように、即ち、図２（ａ）と同様にして、
半導体基板２１に絶縁膜２２，２４、不純物拡散層２
３，反応防止膜２６を形成する。 【００２１】次に図３（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法を
用いて厚さ約６００ｎｍの多結晶又はアモルファス状の
シリコン膜２７を全面に堆積する。なお、堆積中あるい
は堆積後に不純物をシリコン膜２７に導入しても良い。
次いでスパッタ法を用いて厚さ約４００ｎｍのチタン膜
２８をシリコン膜２７上に堆積する。 【００２２】次に図３（ｃ）に示すように、７００℃の
窒素雰囲気でアニールすることで、シリコン膜２７をシ
リサイド化し、チタンシリサイド膜２９を形成する。こ
のとき、コンタクトホール２５以外の部分のシリコン膜
２７は完全にシリサイド化される。また、コンタクトホ
ール２５内のシリコン膜２７は上部がシリサイド化さ
れ、反応防止膜２６の近傍に未反応のシリコン膜２７が
残る。この未反応のシリコン膜２７は、シリサイド化反
応にともなうアドヒージョンの変化を防止し、埋め込ま
れたチタンシリサイド膜２９の剥がれを防止する効果が
ある。 【００２３】そして図４に示すように、エッチバック法
を用いて、コンタクトホール２５以外の部分のチタンシ
リサイド膜２９を除去する。このとき、反応防止膜２６
が同時にエッチングされてもかまわない。以上の方法で
も先に説明した実施例と同様な効果が得られる。図５，
図６は本発明の第４の実施例に係るコンタクトホ−ルの
埋め込み方法を示す工程図である。 【００２４】先んず、図５（ａ）に示すように、即ち、
図２（ａ）と同様にして、半導体基板３１に絶縁膜３
２，３４、不純物拡散層３３，コンタクトホ−ル３５，
反応防止膜３６を形成する。 【００２５】次に図５（ｂ）に示すように、ＣＶＤ法を
用いて厚さ約６００ｎｍのポリシリコン膜３７を反応防
止膜３６上に堆積する。この状態ではポリシリコン膜３
７はコンタクトホール３５上に良好に埋め込まれる。 【００２６】次に図５（ｃ）に示すように、ケミカル・
ドライエッチング（ＣＤＥ）法を用いてポリシリコン膜
３７の全面をエッチングし、コンタクトホール３５上以
外の部分のポリシリコン膜３７を除去し、反応防止膜３
６を露出せしめる。このとき若干のポリシリコン膜３７
が残っても、後工程のシリサイデーション工程でシリサ
イド化され除去されるのでかまわない。この後、スパッ
タ法を用いて全面に厚さ約４００ｎｍのチタン３８膜を
堆積する。 【００２７】次に図６に示すように、第３の実施例で示
したのと同様のアニールを行なって、チタンシリサイド
膜３９を形成する。このとき、コンタクトホール３５上
のチタン膜３８はシリサイド化されるが、コンタクトホ
ール３５以外の部分のチタン膜３８はそのまま残る。次
いで過酸化水素水を含んだ液を用いて、この未反応のチ
タン膜３８を選択的に除去する。このような方法でも先
に説明した実施例と同様な効果が期待できる。図７，図
８は本発明の第５の実施例に係るコンタクトホ−ルの埋
め込み方法を示す工程図である。 【００２８】先ず、図７（ａ）に示すように、即ち、図
２（ａ）と同様にして、半導体基板４１に絶縁膜４２，
４４、不純物拡散層４３，コンタクトホ−ル４５，反応
防止膜４６を形成する。 【００２９】次に図７（ｂ）に示すように、スパッタ法
を用いて厚さ１００ｎｍのチタン膜４７を形成し、引き
続き、ＣＶＤ法を用いて厚さ５００ｎｍのポリシリコン
膜４８を形成する。 【００３０】次に図７（ｃ）に示すように、シリサイド
化工程によりチタン膜４７とポリシリコン膜４８とを反
応させ、チタンシリサイド膜４９を形成する。このと
き、チタン膜４７と不純物拡散層４３との反応は、反応
防止膜４６により防止される。また、チタン膜４７がコ
ンタクトホ−ル４５の側部にも存在しているため、この
部分にもチタンシリサイド膜４９が形成される。したが
って、コンタクトホ−ル４５中のチタンシリサイド膜４
９の量が大きくなり、より低抵抗化が図れる。 【００３１】そして図８に示すように、エッチバック法
又はＣＤＥ法を用いて余剰のポリシリコン膜４８とコン
タクトホ−ル４５以外の部分のチタンシリサイド膜４９
を除去することで、良好なコンタクト埋め込み形状が得
られる。 【００３２】以上の方法によれば、コンタクトホ−ル４
５の側壁にもチタンシリサイド膜４９が形成されるた
め、コンタクトホ−ル４５内の全体のチタンシリサイド
膜４９が多くなり、より低抵抗のコンタクト抵抗が実現
できる。図９は本発明の第６の実施例に係るコンタクト
ホ−ルの埋め込み方法を示す工程図である。 【００３３】先ず、図９（ａ）に示すように、即ち、図
７（ａ），７（ｂ）と同様にして、半導体基板５１に絶
縁膜５２，５４、不純物拡散層５３，コンタクトホ−ル
５５，反応防止膜５６，チタン膜５７，ポリシリコン膜
５８を形成する。 【００３４】次に図９（ｂ）に示すように、エッチバッ
ク法を用いてコンタクトホ−ル５５以外の部分のポリシ
リコン膜５８とチタン膜５７を除去する。この段階で
は、コンタクトホ−ル５５はチタン膜５７とポリシリコ
ン膜５８とで充填される。そして図９（ｃ）に示すよう
に、熱処理工程を行なってコンタクトホ−ル５７中にチ
タンシリサイド膜５９を形成する。 【００３５】以上の方法よれば、第５の実施例に比べて
シリサイド化される面積が小さいので、シリサイド化に
ともなうストレスの影響を小さくできるという利点があ
る。図１０は本発明の第７の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図である。 【００３６】先ず、図１０（ａ）に示すように、即ち、
図９（ａ）と同様にして、半導体基板６１に絶縁膜６
２，６４、不純物拡散層６３，コンタクトホ−ル６５，
反応防止膜６６，第１のチタン膜６７ａ，ポリシリコン
膜６８を形成した後、スパッタ法を用いて厚さ約２００
ｎｍの第２のチタン膜６７ｂをポリシリコン膜６８上に
堆積する。 【００３７】次に図１０（ｂ）に示すように、シリサイ
ド化工程により、ポリシリコン膜６８とチタン膜６７
ａ，６７ｂとを反応させ、チタンシリサイド膜６９を形
成する。このとき、コンタクトホ−ル８５中のポリシリ
コン膜６８は、全てがチタンシリサイド化するか、ある
いは若干のポリシリコン膜６８が残る。 【００３８】そして図１０（ｃ）に示すように、余剰の
チタンシリサイド膜６９をエッチバック法を用いて除去
することで、良好なチタンシリサイド膜６９の埋め込み
形状が得られる。 【００３９】本実施例では、第５，６の実施例に比べ、
コンタクトホ−ル孔に埋め込まれるチタンシリサイド膜
６９の量が増大するため、より低抵抗のコンタクト抵抗
が得られる。図１１は本発明の第８の実施例に係るコン
タクトホ−ルの埋め込み方法を示す工程図である。 【００４０】先ず、図１１（ａ）に示すように、即ち、
図９（ａ），（ｂ）と同様の工程により、半導体基板７
１に絶縁膜７２，７４、不純物拡散層７３，コンタクト
ホ−ル７５，反応防止膜７６，チタン膜７７ａ，ポリシ
リコン膜７８を形成した後、スパッタ法を用いてチタン
膜７７ｂを全面に堆積する。 【００４１】次に図１１（ｂ）に示すように、シリサイ
ド化工程を行なうことによって、コンタクトホ−ル孔７
５内にチタンシリサイド膜７９を形成する。このとき、
コンタクトホ−ル７５以外の部分には未反応のチタン膜
７７ｂが残る。 【００４２】次に図１１（ｃ）に示すように、過酸化水
素水を含む溶液中の処理を施して、未反応のチタン膜７
７ｂを除去することで、コンタクトホ−ル７５に良好な
チタンシリサイド膜７９を埋め込みができる。図１２は
本発明の第９の実施例に係るコンタクトホ−ルの埋め込
み方法を示す工程図である。 【００４３】上記第１〜第８の実施例では、反応防止膜
はコンタクトホ−ルの側部及び底部に形成されていた
が、反応防止膜は少なくともコンタクト孔底部に形成さ
れていればよい。以下、コンタクト底部にのみ反応防止
膜を形成する一方法を示す。 【００４４】先ず、図１２（ａ）に示すように、即ち、
図２（ａ）の工程と同様にして、半導体基板８１に絶縁
膜８２，８４，不純物拡散層８３，コンタクトホ−ル８
５，そしてスパッタ法により厚さ５０ｎｍのチタン膜８
６を形成する。次いでシリサイド化工程を行ない、不純
物拡散層８３と接している部分、即ち、コンタクトホ−
ル８５の底部のみにチタンシリサイド膜８７を形成す
る。次に図１２（ｂ）に示すように、過酸化水素水を含
んだ溶液中での処理を行ない、未反応のチタン膜８６を
選択的に除去する。 【００４５】次に図１２（ｃ）に示すように、Ｎ₂ プラ
ズマ雰囲気でアニールを行なうことで、チタンシリサイ
ド膜８７の表面に、反応防止膜となるチタンナイトライ
ド膜８８を形成できる。以下、実施例第３〜８のいずれ
かの工程を行ない、コンタクトホ−ル８５をチタンシリ
サイド膜で充填すれば良い。 【００４６】なお、上記第２〜９の実施例では、充填物
がチタンシリサイド膜の場合について説明したが、他の
シリサイド膜、例えば、モリブデンシリサイド膜、タン
グステンシリサイド膜、コバルトシリサイド膜、ニッケ
ルシリサイド膜、バナジウムシリサイド膜、パラジウム
シリサイド膜、白金シリサイド膜の場合でも同様な効果
が得られる。図１３〜図１５は本発明の第１０の実施例
に係るコンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す工程図で
ある。 【００４７】先ず、図１３（ａ）に示すように、シリコ
ン基板９１上に絶縁膜９２を形成して素子分離領域を形
成した後、不純物拡散層９３，電極及び配線となる所定
形状のポリシリコン膜９４を形成する。 【００４８】次に図１３（ｂ）に示すように、従来の技
術を用いて、不純物拡散層９３上及びポリシリコン膜９
４上のみに、チタンシリサイド膜（ＴｉＳｉ₂ 膜）９５
を形成する。 【００４９】次に図１３（ｃ）に示すように、絶縁膜９
７を堆積した後、この絶縁膜９７をエッチングしてポリ
シリコン膜９４及び不純物拡散層９３上にそれぞれコン
タクトホール９８ａ，９８ｂを形成する。このときチタ
ンシリサイド膜９５はエッチングストッパとして働く。 【００５０】次に図１４（ａ）に示すように、ポリシリ
コン膜９９を全面に堆積する。このとき、径が小さくて
も、浅いコンタクトホ−ル９８ａ，深いコンタクトホ−
ル９８ｂはともにポリシリコン膜９９で充填され、ポリ
シリコン膜９９の表面の形状は平坦になる。 【００５１】次に図１４（ｂ）に示すように、ポリシリ
コン膜９９の全面をエッチングし、コンタクトホ−ル９
８ａ，９８ｂ内のみにポリシリコン膜９９を残存せしめ
る。次いでスパッタ法を用いてニッケル膜１００を全面
に堆積する。 【００５２】次に図１４（ｃ）に示すように、６００℃
のＮ₂ 雰囲気でアニールを行なうことにより、ニッケル
膜１００中のＮｉ原子がポリシリコン膜９９中に拡散し
ながら反応し、ニッケルシリサイド膜（ＮｉＳｉ膜）１
０１が上から形成されていく。次いで未反応のニッケル
膜１００を、例えば、Ｈ₂Ｏ₂ とＨＣｌとの混合液など
を用いて、選択的に除去する。 【００５３】この工程でのシリサイド化は、チタンシリ
サイド膜９５の表面で止まり、ポリシリコン膜９４や不
純物拡散層９３は反応しない。このため、浅いコンタク
トホール９８ａで先に全部のポリシリコン膜９９がシリ
サイド化してしても、深いコンタクトホ−ル９８ｂ中で
のシリサイド化が終了するまで、浅いコンタクトホール
９８ａでは反応はそれ以上進行しない。しかもこのシリ
サイド化は十分低温で反応がおこるので、下地の不純物
が再分布することはない。また、自己整合的に、即ち、
フォトリソグラフィを用いずに選択的に深さの異なるコ
ンタクトホール９８ａ，９８ｂを完全に低抵抗材料で埋
め込めるので、平坦で低抵抗なコンタクトが実現でき
る。更に、チタンシリサイド膜９５が、ポリシリコン膜
９４とニッケルシリサイド膜１０１と間に存在するの
で、熱的に安定で信頼性の高いコンタクトが得られる。 【００５４】次に図１５に示すように、基板９１に配線
となるアルミニウム膜１０２を堆積する。アルミニウム
膜１０２の下地は平坦なので、断線などの不良は生じな
い。また、アルミニウム膜１０２の上に堆積する絶縁膜
にもボイドは発生しない。 【００５５】かくして本実施例では、チタンシリサイド
膜９５を設けたので、異なる深さのコンタクトホ−ル９
８ａ，９８ｂ中のポリシリコン膜９９を同時且つ選択的
にチタンシリサイド膜で充填でき、低抵抗で信頼性の高
いコンタクトが上層配線と取れる。 【００５６】図１６は本発明の第１１の実施例に係るコ
ンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す図である。なお、
図１３と対応する部分には図１３と同一符号を付してあ
り、詳細な説明は省略する。 【００５７】この実施例が第１０の実施例と異なる点
は、図１３（ｂ）の工程後、チタンシリサイド膜９５の
窒化してＴｉＮ膜１０３を形成したことにある。チタン
シリサイド膜９５の表面を窒化するには、窒素のイオン
注入、窒素雰囲気或いはアンモニア雰囲気でアニールを
行なえばできる。また。ＣＶＤ法やメッキ法などによっ
て自己整合的に形成しても良い。の後の工程は第１０の
実施例のそれと同様である。 【００５８】以上述べた方法でも、先に説明した実施例
の場合と同様な効果が得られるのは勿論のこと、ＴｉＮ
膜１０３は、チタンシリサイド膜９５に比べて、熱的に
より安定なので更に信頼性の高いコンタクトが得られ
る。 【００５９】図１７は本発明の第１２の実施例に係るコ
ンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す図である。なお、
図１３と対応する部分には図１３同一符号を付してあ
り、詳細な説明は省略する。 【００６０】この実施例が第１１の実施例と異なる点
は、図１３（ｃ）の工程後、チタンシリサイド膜９５の
窒化してＴｉＮ膜１０３を形成したことにある。この後
の工程は第１０の実施例と同様に行なえば良い。 【００６１】以上の述べた方法でも、先に説明した実施
例の場合と同様な効果が得られるのは勿論のこと、Ｔｉ
Ｎ膜１０３の形成後に絶縁膜９７を堆積する必要がない
で、ＴｉＮ膜１０３の表面が酸化され難いという利点が
ある。 【００６２】図１８は本発明の第１３の実施例に係るコ
ンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す工程図である。な
お、図１３，図１４と対応する部分には図１３，図１４
と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略する。 【００６３】先ず、図１８（ａ）に示すように、即ち、
図１３（ｃ）までと同様な工程により、コンタクトホ−
ル９８ａ，９８ｂを形成する。但し、ここでは、図１３
（ｂ）に示すシリサイド膜９５は形成しない。次いでス
パッタ法或いはＣＶＤ法を用いて全面に薄いＴｉＮ膜１
０４を堆積する。 【００６４】次に図１８（ｂ）に示すように、ポリシリ
コン膜１０５を全面に厚く堆積し、これをＲＩＥ法によ
りエッチバックする。このとき絶縁膜９７の表面のＴｉ
Ｎ膜１０４は除去される。また、ＣＤＥ法を用いてエッ
チバックを行なうと図１９に示すように、絶縁膜９７上
にもＴｉＮ膜１０４を残存せしめることができる。この
場合、ポリシリコン膜１０４の表面をＨＦ処理できるの
で、自然酸化膜の除去が容易になり、良好な状態で次の
金属膜を堆積できる。この後に工程は第１０の実施例と
同様である。なお、本実施例ではチタンシリサイド膜９
５を設けなかったが、勿論、チタンシリサイド膜９５を
設けてあっても良い。また、図１９に示すようにＴｉＮ
膜１０４を絶縁膜９７上に残すようにしても良い。以上
の方法でも先に説明した実施例と同様な効果が得られ
る。 【００６５】図２０は本発明の第１４の実施例に係るコ
ンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す図である。なお、
図１８と対応する部分には図１８と同一符号を付してあ
り、詳細な説明は省略する。 【００６６】この実施例が第１３の実施例と異なる点
は、ＴｉＮ膜１０４の代わりにＴｉ膜を堆積したことに
ある。即ち、Ｔｉ膜を堆積した後、６００〜８００℃程
度の温度でアニールを行ない、ポリシリコン膜９４と接
している部分のＴｉ膜をチタンシリサイド膜９５に変え
る。未反応のＴｉ膜は、例えば、Ｈ₂ Ｏ₂ とＨ₂ ＳＯ₄
との混合液で選択的にエッチング除去できる。以上のよ
うにしてコンタクトホ−ル９８ａ，９８ｂの底部に選択
的にチタンシリサイド膜９５を形成できる。図２１は本
発明の第１５の実施例に係るコンタクトホ−ルの埋め込
み方法を示す図である。 【００６７】これを製造工程順に説明すると、第１０の
実施例と同様にしてチタンシリサイド膜９５まで形成し
た（図１３（ｃ））後、このチタンシリサイド膜９５の
表面をＴｉＮ膜１０３に変え、引き続き、絶縁膜９７を
堆積する。次いでコンタクトホ−ル９８ａ，９８ｂを形
成し、これらコンタクトホ−ル９８ａ，９８ｂにポリシ
リコン膜を埋め込んでシリサイド化し、チタンシリサイ
ド膜１０５ａを形成する。次いで窒化処理を行なってチ
タンシリサイド膜１０５ａの表面にＴｉＮ膜１０６を形
成する。 【００６８】以上述べた方法では、ＴｉＮ膜１０６を介
してチタンシリサイド膜１０５ａと上記工程の後に形成
される上層Ａｌ配線とが接続するため、チタンシリサイ
ド膜１０５ａと上層Ａｌ配線との反応を防止できるとい
う利点がある。図２２は本発明の第１６の実施例に係る
コンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す図である。 【００６９】これを製造工程順に説明すると、第１０の
実施例と同様にしてニッケルシリサイド膜１０１まで形
成した（図１４（ｃ））後、全面にＴｉＮ膜１０６を堆
積する。このにより後工程で形成する上層Ａｌ配線とニ
ッケルシリサイド膜１０１との反応を防止でき、上層Ａ
ｌ配線の信頼性を向上させることができる。 【００７０】なお、以上述べたような第１０〜１６の実
施例の方法を適宜組み合わせても良い。また、シリサイ
ド材料としてはＴｉやＮｉの他にＣｏ，Ｐｂ，Ｖ，Ｗ，
Ｐｄ等の金属を用いることができる。反応防止膜として
はＴｉＮの他に金属窒化膜が使用できる。図２３〜図２
５は本発明の第１７の実施例に係るコンタクトホ−ルの
埋め込み方法を示す工程図である。 【００７１】先ず、図２３（ａ）に示すように、即ち、
第１０の実施例の図１３（ｃ）までの工程と同様にし
て、ｐ型のシリコン基板１１１に絶縁膜１１２，ｎ⁺ 不
純物拡散層１１３，ゲ−トとなるポリシリコン膜１１
４，絶縁膜１１５，コンタクトホ−ル１１６ａ，１１６
ｂを形成する。ここでは反応性イオンエッチングを用い
てポリシリコン膜１１４やコンタクトホ−ル１１６ａ，
１１６ｂを形成した。なお、深いコンタクトホ−ル１１
６ｂの深さは１μｍである。 【００７２】次に図２３（ｂ）に示すように、全面に厚
さ約２０ｎｍのＴｉ膜，厚さ約９０ｎｍのＴｉＮ膜を同
一真空中で順次堆積し、高融点金属の積層膜１１７を形
成する。次いで８００℃のＮ₂ 雰囲気中で３０分のアニ
ールを行ない、積層膜１１７を固める。次に図２３
（ｃ）に示すように、ＬＰＣＶＤを用いて厚さ約１μｍ
のノンドープのポリシリコン膜１１８を全面に堆積す
る。 【００７３】次に図２４（ａ）に示すように、全面を反
応性イオンエッチングによりエッチングし、コンタクト
ホ−ル１１６ａ，１１６ｂ中にのみにポリシリコン膜１
１８を残す。次に図２４（ｂ）に示すように、スパッタ
法を用いて厚さ５００ｎｍのニッケル膜１１９を全面に
堆積する。 【００７４】次に図２４（ｃ）に示すように、Ａｒ雰囲
気中で８００℃，２分のアニールを行ない、コンタクト
ホ−ル１１６ａ，１１６ｂ内のポリシリコン膜１１８と
ニッケル膜１１９とを反応させＮｉＳｉ₂ 膜１２０を形
成する。このとき、形成されるＮｉＳｉ₂ 膜１２０の体
積は、ポリシリコン膜１１８の体積と同じになるので、
ＮｉＳｉ₂ 膜１２０がコンタクトホ−ル１１６ａ，１１
６ｂからはみ出すとことはない。 【００７５】次に図２５（ａ）に示すように、ＨＣｌと
Ｈ₂ Ｏ₂と＋Ｈ₂ Ｏとの混合液中で処理することで、未
反応のニッケル膜１１７を選択的に除去する。この結
果、平坦な表面が得られる。 【００７６】そして図２５（ｂ）に示すように、配線材
としてＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜１２１を全面にスパッタ
堆積した後、配線形状にパターニングする。このとき下
地が平坦なので合金膜１２１も平坦になる。 【００７７】かくして本実施例では、コンタクトホ−ル
１１６ａ，１１６ｂからＮｉＳｉ₂膜１２０がはみ出さ
ないので、平坦な下地上に合金膜１２１を形成でき、凸
部の無い配線を得ることができる。なお、コンタクト抵
抗が低くなるなど、先の実施例で説明した効果が得られ
るのはいうまでもない。 【００７８】また、本実施例では、ＮｉＳｉ₂ 膜１２０
を形成するために、８００℃のアニール１回だけ行なっ
たが、複数回、例えば、一旦６００℃のアニールを行な
い、ＮｉＳｉ膜を形成した後、続けて８００℃のアニー
ルを行なっても良い。また、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜１
２１の下にＴｉＮ膜をはじめとする、反応防止膜をもう
一度設置しても良い。 【００７９】図２６は本発明の第１８の実施例に係るコ
ンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す工程図である。な
お、図２５と対応する部分には図２５と同一符号を付し
てあり、詳細な説明は省略する。 【００８０】先ず、図２６（ａ）に示すように、図２３
（ｂ）の状態からコンタクトホ−ルに多結晶シリコン膜
を埋め込む。次に全面にＮｉ膜を堆積し、５００〜６０
０℃程度のアニ−ルを行ない、コンタクトホ−ル内の多
結晶シリコン膜をＮｉＳｉ膜１２２に変換する。続いて
未反応のＮｉを塩酸と過酸化水素水との混合液を用いて
除去する。ただし、積層膜１１７は、第１７の実施例と
同様に８００℃，３０分の窒素雰囲気中でのアニールが
予め施されている。 【００８１】次に図２６（ｂ）に示すように、８００℃
のＡｒ雰囲気中で２分のアニールを行ない、ＮｉＳｉ膜
１２２をＮｉＳｉ₂ 膜１２３に変える。このときＮｉ膜
１２２ａも形成される。 【００８２】そして図２６（ｃ）に示すように、コンタ
クト表面にはきだされた余分なＮｉ膜１２２ａを、ＨＣ
ｌ＋Ｈ₂ Ｏ₂ ＋Ｈ₂ Ｏの混合液中で選択的にエッチング
除去する。 【００８３】なお、上記第１７，第１８の実施例では、
シリコン基板１１とＮｉとの反応防止膜として高融点金
属のＴｉＮ／Ｔｉからなる積層膜１１７を用いたが、そ
の代わりに、ＴｉＮ，ＴｉＣ及びその他の遷移金属の窒
化物、例えば、ＺｒＮ，ＷＮ，ＨｆＮ等を用いても良
い。ただし、これらの金属は全てポリシリコン膜を堆積
する前に少くとも１回、８００℃程度、つまり、シリサ
イド形成用アニ−ルの最高温度で窒素雰囲気中でアニー
ルする必要がある。 【００８４】また、上記実施例ではシリサイド膜として
ＮｉＳｉ₂ 膜の場合について説明したが、シリサイド膜
の種類はこれに限定されるものではなく、Ｓｉの体積と
ほぼ同じ体積、即ち、シリサイド膜の体積は、反応に消
費されるＳｉの体積の±１０％の範囲であれば、他のシ
リサイド膜、例えば、ＴｉＳｉ₂ ，ＮｂＳｉ₂ ，ＣｒＳ
ｉ₂ ，ＣｏＳｉ₂ ，ＭｏＳｉ₂ ，ＦｅＳｉ₂ ，ＷＳｉ₂
等でコンタクトホ−ルを充填しても良い。 【００８５】また、上記実施例ではＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合
金膜をＮｉＳｉ₂ 上に直接堆積したが、ＴｉＮ膜を介し
てＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜とＴｉＮ膜とを接続しても良
い。なお、上記配線材の堆積前にＡｒでＮｉＳｉ₂ 膜の
表面を逆スパッタしてやることがコンタクト抵抗の安定
化のためには望ましい。 【００８６】また、ＮｉＳｉ₂ 膜の形成方法は上記実施
例の方法に限定されるものではなく、ニッケル膜とコン
タクトホ−ル１１６ａ，１１６ｂ中のポリシリコン膜１
１８とを少くとも１回、７５０℃以上の温度でアニ−ル
すれば他の方法でも良い。図２７は本発明の第１９の実
施例に係るコンタクトホ−ルの埋め込み方法を示す工程
図である。 【００８７】先ず、図２７（ａ）に示すように、半導体
膜１３１、例えば、ポリシリコン膜上に絶縁膜１３２を
形成した後、絶縁膜１３２をエッチングし、コンタクト
ホ−ル１３４を形成する。次いで反応防止膜１３３を形
成した後、アニ−ルを行ない膜を密にする。次いでコン
タクトホ−ル１３４にポリシリコン膜１３５を埋め込み
表面を平坦にする。このとき、ボイド１３６が形成され
る。 【００８８】次に図２７（ｂ）に示すように、シリサイ
ド材料となる膜としてＮｉ膜を堆積した後、シリサイド
膜が体積膨脹する温度でアニ−ルを行ないニッケルシリ
サイド膜１３７を形成し、未反応のＮｉ膜を除去する。 【００８９】アニ−ル温度を６００℃とすると、ＮｉＳ
ｉのニッケルシリサイド膜１３７が形成される。なお、
Ｎｉ₂ Ｓｉは収縮するため、４００℃近傍のアニ−ルは
避ける。また、未反応のＮｉ膜の除去は、例えば、Ｎｉ
ＳｉとＮｉの場合には、Ｈ₂Ｏ₂ ：ＨＣｌ＝１：１の混
合溶液を用いれば、選択的にＮｉ膜を除去できる。 【００９０】以上述べた方法では、ＮｉＳｉ等のニッケ
ルシリサイド膜１３７の体積の方が、ポリシリコン膜１
３５の体積より大きくなるので、コンタクトホ−ル１３
４にポリシリコン膜１３５を埋め込む工程で生じたボイ
ド１３６やへこみが無くなる。この結果、後工程で形成
する上層Ａｌ配線に断線が生じたり、配線の一部が細く
なったりするという問題は生じない。 【００９１】なお、本実施例では、逆テ−パ状のコンタ
クトホ−ル１３４の場合について説明したが、樽状や垂
直壁を有するコンタクトホ−ルにも適用できる。例え
ば、垂直壁を有するコンタクトホ−ルの場合には、第１
７の実施例において、ニッケル膜１１９に６００℃のア
ニ−ルを行ないＮｉＳｉを形成すれば、ポリシリコン膜
１１８に生じたボイドを無くすことができる。図２８は
本発明の第２０の実施例に係るコンタクトホ−ルの埋め
込み方法を示す工程図である。 【００９２】先ず、図２８（ａ）に示すように、即ち、
第１７の実施例の図２３（ｂ）の工程までと同様な方法
で、半導体基板１４１にポリシリコン膜１４２，絶縁膜
１４３，反応防止膜１４４，コンタクトホ−ル１４５
ａ，１４５ｂを形成する。このとき深いコンタクトホ−
ル１４５ｂの直径が、浅いコンタクトホ−ル１４５ａの
それより大きくなるようにコンタクトホ−ル１４５ａ，
１４５ｂを形成する。次いで全面にポリシリコン膜１４
６を堆積した後、エッチバック法を用いてコンタクトホ
−ル１４５ａ，１４５ｂのみにポリシリコン膜１４６を
残す。このとき直径が大きいコンタクトホ−ル１４５ｂ
の方がよりへこみが大きくなる。 【００９３】次に図２８（ｂ）に示すように、シリサイ
ド材料となる金属膜、例えば、Ｎｉ膜をスパッタ堆積し
た後、体積膨脹する温度でアニ−ルを行ない、シリサイ
ド膜１４７を形成し、未反応の金属膜を除去する。 【００９４】以上述べた方法では、先の実施例と同様
に、シリサイド膜１４７膜の体積の方が、ポリシリコン
膜１４６の体積より大きくなるので、コンタクトホ−ル
１４５ａ，１４５ｂにポリシリコン膜１４３６を埋め込
む工程で生じたボイドが無くなる。しかも、コンタクト
ホ−ル１４５ａ，１４５ｂにポリシリコン膜１４６を埋
め込む工程で生じた発生したへこみもコンタクトホ−ル
１４５ａ，１４５ｂからはみだすこと無く修復でき、平
坦な表面が得られる。これは、コンタクトホ−ル１４５
ｂ中のポリシリコン膜１４６の方が体積が大きいので、
より体積が大きいシリサイド膜１４７が形成され、たと
えへこみが大きくても、コンタクトホ−ル１４５ｂの場
合と同定度の修復が行われるからである。かくしても本
実施例でも先に説明した実施例と同様な効果が得られ
る。 【００９５】なお、本実施例では、同一ウエハ内に垂直
壁を有する深さの異なるコンタクトホ−ル１４５ａ，１
４５ｂの場合について説明したが、逆テ−パ状や樽状の
コンタクトホ−ルの場合でも同様な効果が得られる。 【００９６】なお、上記第２０，第２１の実施例では、
シリサイド材料として、ＮｉＳｉ膜を例にあげたが、他
の体積膨脹を起こすシリサイド材料を用いても良い。こ
のときアニ−ル温度はシリサイド膜が体積膨脹する温度
を選ぶ。 【００９７】 【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、コ
ンタクトホ−ルを良形な形状の導電材料で充填でき、も
って高い信頼性で素子と配線及び配線同志を低いコンタ
クト抵抗で接続できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor device.Production method
About. [0002] 2. Description of the Prior Art FIG.
A sectional view of the shape of the contact hole is shown. this
According to the manufacturing process, first, the silicon substrate 15
An insulating film 152 is formed on the substrate 1 for element isolation. next
An impurity diffusion layer 153 is formed in the element formation region,
After depositing the edge film 154, a photolithography process and
The contact hole 155 is formed by the etching process.
You. Next, the photoresist used in the above steps was removed.
Then, the aluminum film 156 is formed using a sputtering method.
accumulate. In such a method, a contact hole 1 is used.
55 is very thin on the aluminum film 156
Disconnection is likely to occur, and it is suitable for fine elements.
There was a problem that. Further, contact holes 155
The overhang shape of the aluminum film 156 at the top
It becomes a title. That is, such an overhanging portion is
Of voids in the insulating film during the deposition of the insulating film
Cause reliability problems. In order to solve such a problem,
In addition, those who embed conductive materials in contact holes
A law was proposed. Specifically, using selective CVD,
Contact metal with metal such as luminium or tungsten
Or fill the polysilicon using LPCVD.
After deposition, etch back the entire surface and contact
There is a method of embedding polysilicon in polysilicon. However, when a metal is used, a half
It is difficult to control the interface between conductor and metal, and it is difficult to process
That it is difficult to obtain a good embedded shape
There was a problem. In the selective CVD method, the difference in
It is difficult to embed contact holes at the same time
I had a problem. Also, when polysilicon is used,
A good embedded shape can be obtained, but when the electrical resistance increases
There was a problem. [0006] SUMMARY OF THE INVENTION As described above, the prior art
Then, the contacts that are likely to occur with the miniaturization of elements
In order to prevent disconnection at the hole, use a contact hole
Although it was embedded with a conductive material, a good shape and low resistance
Could not meet at the same time. The present invention has been made in view of the above circumstances.
Therefore, the purpose is to use a good contact hole.
Filled with an electrically conductive material with a low profile, the device and wiring are low
Half with contact hole that can be connected with contact resistance
An object is to provide a conductor device and a method for manufacturing the same. [0008] SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object,
First, the semiconductor device of the present inventionManufacturing methodIsOn semiconductor substrate
Forming an insulating film on the substrate, and forming a connection hole on the insulating film.
Forming, and side and bottom surfaces of the connection hole, and
Forming a reaction prevention film on the insulating film outside the groove;
Forming a first metal film on the reaction preventing film
Through the reaction prevention film and the first metal film.
Fills the inside of the connection hole and overflows from inside the connection hole
As described above, a half of the same semiconductor element as the semiconductor substrate is used.
Forming a conductive film on the first metal film;
Forming a second metal film on the conductor film;
Reacting the semiconductor film with the first and second metal films.
To form a semiconductor / metal compound film.
Removing the semiconductor / metal compound film outside the trench
Having a step ofIt is characterized by the following. [0009] [0010] [0011] [0012] [0013] In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the reaction is prevented.
Since a film is formed, an n-type impurity diffusion layer and a p-type impurity layer
The subsequent process can be performed without distinctionYou. [0014] [0015] Embodiments will be described below with reference to the drawings.
You. FIG. 1 shows a contact hole according to a first embodiment of the present invention.
FIG. On the surface of the semiconductor substrate 1, another insulating film 2 is formed.
An impurity diffusion layer 3 separated from the element is provided. Half
The conductive substrate 1 has a contact hole 5 on the impurity diffusion layer 3.
Is covered with the insulating film 4 on which is formed. This contact
On the side and bottom of the tohole 5, a titanium film is formed as a reaction prevention film.
A nitride film 6 is formed. Also contact
A silicide film 7 is formed on the upper portion of the
A silicon film 8 is formed. Good for such a structure
In addition to obtaining a good contact embedding shape,
Since the contact film 7 lowers the resistance, a low contact resistance is obtained.
It is. FIG. 2 shows a contact housing according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method of embedding a rule. First, as shown in FIG.
The element on the plate 11 is separated by an insulating film 12, and an impurity diffusion layer 13 is formed.
To form Next, an insulating film 14 having a thickness of about 1 μm is formed on a semiconductor.
After being deposited on the substrate 11, a photolithography step
Insulating film on the impurity diffusion layer 13 by using the
14, a contact hole 15 having a width of 1 μm is formed.
You. Next, the photoresist applied in the photolithography process is used.
After removing the photoresist, a thickness of about
A 50 nm titanium nitride film is deposited by CVD or
It is deposited on the substrate 11 using a putter method. Reaction prevention film and
In addition to the titanium nitride film,
A toride film or the like may be used. Next, as shown in FIG.
A silicide film thicker than the depth of the hole 15, for example,
About 600 nm titanium silicide film 17 is formed by CVD
And is deposited on the substrate 11. In this case, good embedding
The shape is obtained. Next, as shown in FIG.
And apply anisotropic etching to the entire surface.
The process is performed until the reaction prevention film 16 is exposed. As a result,
The contact hole 15 is filled with a titanium silicide film 17,
Titanium silicide film other than contact hole 15
17 is removed. In the above method, the contact hole 15 is
Since the silicon silicide film 17 is filled,
Sides are less likely to occur. Further, the titanium silicide film 1
7 has a lower resistance than that of the polysilicon film,
Low resistance titanium connected to impurity diffusion 13 through
A silicide region can be realized. In addition, the reaction prevention film 16
Is provided, the n-type impurity diffusion layer and the p-type impurity diffusion layer
The contact hole can be filled with a conductive material without distinction. Figure
3 and 4 show a contact hole according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method of embedding a file. First, FIG.
As shown in FIG. 2A, that is, as in FIG.
Insulating films 22 and 24, impurity diffusion layer 2 on semiconductor substrate 21
3. A reaction prevention film 26 is formed. Next, as shown in FIG.
About 600nm thick polycrystalline or amorphous
A silicon film 27 is deposited on the entire surface. In addition, during deposition
After the deposition, an impurity may be introduced into the silicon film 27.
Next, a titanium film having a thickness of about 400 nm is formed by sputtering.
28 is deposited on the silicon film 27. Next, as shown in FIG.
By annealing in a nitrogen atmosphere, the silicon film 27 is etched.
Then, a titanium silicide film 29 is formed. This
In this case, the silicon film in a portion other than the contact hole 25
27 is completely silicided. In addition, contact
The upper part of the silicon film 27 in the tool 25 is silicided.
And an unreacted silicon film 27 is formed near the reaction prevention film 26.
Remains. This unreacted silicon film 27 is
Prevents changes in adhesion due to response and embeds
The effect of preventing the peeled titanium silicide film 29 from peeling off
is there. Then, as shown in FIG.
Using the titanium, the part of the titanium
The reside film 29 is removed. At this time, the reaction prevention film 26
May be simultaneously etched. With the above method
The same effects as those of the embodiment described above can be obtained. Figure 5,
FIG. 6 shows a contact hole according to a fourth embodiment of the present invention.
It is a flowchart showing an embedding method. First, as shown in FIG. 5A,
2A, the insulating film 3 is formed on the semiconductor substrate 31.
2, 34; an impurity diffusion layer 33; a contact hole 35;
A reaction prevention film 36 is formed. Next, as shown in FIG.
A polysilicon film 37 having a thickness of about 600 nm is used for reaction prevention.
It is deposited on the stop film 36. In this state, the polysilicon film 3
7 is satisfactorily buried on the contact hole 35. Next, as shown in FIG.
Polysilicon film using dry etching (CDE) method
Etch the entire surface of the contact hole 35
The outer portion of the polysilicon film 37 is removed, and the reaction preventing film 3 is removed.
Expose 6. At this time, some polysilicon film 37 is formed.
Still remains in the subsequent silicidation process.
It does not matter because it is converted into an id and removed. After this,
Titanium 38 film with a thickness of about 400 nm
accumulate. Next, as shown in FIG.
Perform the same anneal as
A film 39 is formed. At this time, on the contact hole 35
Although the titanium film 38 is silicided,
The portion of the titanium film 38 other than the rule 35 remains. Next
Then, using a solution containing aqueous hydrogen peroxide,
The tan film 38 is selectively removed. Even with such a method
The same effects as those of the embodiment described above can be expected. Figure 7, Figure
Reference numeral 8 denotes a contact hole embedding according to a fifth embodiment of the present invention.
It is a process drawing showing an embedding method. First, as shown in FIG.
2A, the insulating film 42 is formed on the semiconductor substrate 41.
44, impurity diffusion layer 43, contact hole 45, reaction
The prevention film 46 is formed. Next, as shown in FIG.
A titanium film 47 having a thickness of 100 nm is formed by using
Then, using a CVD method, a 500 nm thick polysilicon
A film 48 is formed. Next, as shown in FIG.
The titanium film 47 and the polysilicon film 48 are
In response, a titanium silicide film 49 is formed. This and
The reaction between the titanium film 47 and the impurity diffusion layer 43
It is prevented by the prevention film 46. Also, the titanium film 47
Since it is also present on the side of the contact hole 45,
A titanium silicide film 49 is also formed in the portion. But
That is, the titanium silicide film 4 in the contact hole 45
9, the resistance can be further reduced. Then, as shown in FIG.
Alternatively, the excess polysilicon film 48 and the
Titanium silicide film 49 other than tact hole 45
By removing, a good contact embedded shape is obtained
Can be According to the above method, the contact hole 4
5, a titanium silicide film 49 was also formed on the side wall.
The entire titanium silicide in the contact hole 45
Film 49 increases, lower contact resistance is realized
it can. FIG. 9 shows a contact according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method of embedding a hole. First, as shown in FIG.
7 (a) and 7 (b), the semiconductor substrate 51 is isolated.
Edge films 52 and 54, impurity diffusion layer 53, contact hole
55, reaction prevention film 56, titanium film 57, polysilicon film
58 is formed. Next, as shown in FIG.
Policy other than the contact hole 55 by using the
The silicon film 58 and the titanium film 57 are removed. At this stage
The contact hole 55 is made of titanium film 57 and polysilicon.
And the filling film 58. And as shown in FIG.
Then, a heat treatment step is performed to
A tan silicide film 59 is formed. According to the above method, compared to the fifth embodiment,
Since the area to be silicided is small,
The advantage is that the effect of the accompanying stress can be reduced.
You. FIG. 10 shows a contact hole according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method of embedding a rule. First, as shown in FIG.
9A, the insulating film 6 is formed on the semiconductor substrate 61.
2, 64; an impurity diffusion layer 63; a contact hole 65;
Reaction prevention film 66, first titanium film 67a, polysilicon
After forming the film 68, a thickness of about 200
nm of the second titanium film 67b on the polysilicon film 68.
accumulate. Next, as shown in FIG.
The polysilicon film 68 and the titanium film 67
a and 67b to form a titanium silicide film 69.
To achieve. At this time, the polysilicon in the contact hole 85 is
All of the CON film 68 is made of titanium silicide or is
Otherwise, some polysilicon film 68 remains. Then, as shown in FIG.
The titanium silicide film 69 is removed by using an etch back method.
By doing so, a good embedding of the titanium silicide film 69 is achieved.
The shape is obtained. In this embodiment, compared to the fifth and sixth embodiments,
Titanium silicide film embedded in contact hole
Lower contact resistance due to increased amount of 69
Is obtained. FIG. 11 shows a controller according to the eighth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a method of embedding a tact hole. First, as shown in FIG.
9A and 9B, the semiconductor substrate 7 is formed.
1. Insulating films 72 and 74, impurity diffusion layer 73, contact
Hall 75, reaction preventing film 76, titanium film 77a, policy
After the recon film 78 is formed, titanium is formed by sputtering.
A film 77b is deposited on the entire surface. Next, as shown in FIG.
By performing the doping step, the contact hole hole 7 is formed.
5, a titanium silicide film 79 is formed. At this time,
The unreacted titanium film is applied to portions other than the contact hole 75
77b remains. Next, as shown in FIG.
The unreacted titanium film 7 is treated by performing a treatment in a solution containing deionized water.
By removing 7b, a good contact hole 75 can be obtained.
The titanium silicide film 79 can be embedded. FIG.
Embedding a contact hole according to the ninth embodiment of the present invention
FIG. 4 is a process chart showing a method for performing the method. In the first to eighth embodiments, the reaction preventing film is used.
Were formed on the side and bottom of the contact hole
However, the reaction prevention film is formed at least at the bottom of the contact hole.
It just needs to be. Hereafter, reaction is prevented only at the bottom of the contact
1 shows one method of forming a film. First, as shown in FIG.
As in the process of FIG. 2A, the semiconductor substrate 81 is insulated.
Films 82 and 84, impurity diffusion layer 83, contact hole 8
5, and a titanium film 8 having a thickness of 50 nm by sputtering.
6 is formed. Next, a silicidation process is performed to
A portion in contact with the substance diffusion layer 83, that is, a contact hole
A titanium silicide film 87 is formed only at the bottom of
You. Next, as shown in FIG.
The unreacted titanium film 86 is processed in
Selectively remove. Next, as shown in FIG._TwoPlastic
By performing annealing in a zuma atmosphere, the titanium silicide
Titanium nitride, which serves as a reaction prevention film,
The doped film 88 can be formed. Hereinafter, any of Examples 3 to 8
After that, the contact hole 85 is
What is necessary is just to fill with a side film. In the second to ninth embodiments, the filler
Has been described as a titanium silicide film.
Silicide film, for example, molybdenum silicide film,
Gusten silicide film, cobalt silicide film, nickel
Lucicide film, vanadium silicide film, palladium
Similar effect with silicide film and platinum silicide film
Is obtained. 13 to 15 show a tenth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a process chart showing a contact hole embedding method according to the first embodiment.
is there. First, as shown in FIG.
An insulating film 92 is formed on a substrate 91 to form an element isolation region.
After the formation, the impurity diffusion layer 93, electrodes and wiring
A polysilicon film 94 having a shape is formed. Next, as shown in FIG.
The impurity diffusion layer 93 and the polysilicon film 9 are
4 only on the titanium silicide film (TiSi_TwoMembrane) 95
To form Next, as shown in FIG.
7 is deposited, the insulating film 97 is etched to remove poly.
A capacitor is formed on the silicon film 94 and the impurity diffusion layer 93, respectively.
Tact holes 98a and 98b are formed. At this time
The silicide film 95 functions as an etching stopper. Next, as shown in FIG.
A capacitor film 99 is deposited on the entire surface. At this time, the diameter is small
Also shallow contact hole 98a, deep contact hole
98b are filled with a polysilicon film 99,
The surface shape of the silicon film 99 becomes flat. Next, as shown in FIG.
The entire surface of the contact film 99 is etched and the contact holes 9 are etched.
Polysilicon film 99 is left only in 8a and 98b
You. Next, the nickel film 100 is entirely covered with the sputtering method.
Deposited on Next, as shown in FIG.
N_TwoBy annealing in an atmosphere, nickel
Ni atoms in the film 100 diffuse into the polysilicon film 99.
While reacting, nickel silicide film (NiSi film) 1
01 is formed from above. Then unreacted nickel
The film 100 is, for example, H_TwoO_TwoOf HCl and HCl
To remove selectively. The silicidation in this step is performed by using titanium silicide.
Stops at the surface of the side film 95, and the polysilicon film 94
The pure substance diffusion layer 93 does not react. For this reason, shallow contacts
The entire polysilicon film 99 is firstly
Even if it is made into a side, in the deep contact hole 98b
Shallow contact holes until silicidation of
At 98a, the reaction does not proceed any further. And this series
Since the side formation takes place at a sufficiently low temperature, the impurities
Are not redistributed. Also, in a self-aligned manner,
Select a core with different depth selectively without using photolithography.
Contact holes 98a and 98b are completely filled with low resistance material
Can achieve a flat, low-resistance contact
You. Further, the titanium silicide film 95 is made of a polysilicon film.
94 and between the nickel silicide film 101
Thus, a thermally stable and highly reliable contact can be obtained. Next, as shown in FIG.
An aluminum film 102 to be deposited. aluminum
Since the base of the film 102 is flat, no defect such as disconnection occurs.
No. Also, an insulating film deposited on the aluminum film 102
No voids occur. Thus, in this embodiment, titanium silicide
Since the film 95 is provided, the contact holes 9 having different depths are provided.
Simultaneous and selective polysilicon film 99 in 8a and 98b
With titanium silicide film, low resistance and high reliability
Contact with the upper layer wiring. FIG. 16 is a perspective view of a core according to the eleventh embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method for embedding a contact hole. In addition,
13 are assigned the same reference numerals as in FIG.
Therefore, detailed description is omitted. This embodiment differs from the tenth embodiment.
FIG. 13B shows that after the step of FIG.
That is, the TiN film 103 is formed by nitriding. Titanium
To nitride the surface of the silicide film 95, nitrogen ions
Implantation, annealing in nitrogen atmosphere or ammonia atmosphere
You can do it. Also. CVD or plating methods
May be formed in a self-aligned manner. The process after the tenth
It is similar to that of the embodiment. According to the above-described method, the embodiment described above can be used.
Of course, the same effect as in the case of
The film 103 is thermally larger than the titanium silicide film 95.
More stable, more reliable contact
You. FIG. 17 is a block diagram of a twelfth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method for embedding a contact hole. In addition,
13 are given the same reference numerals as in FIG.
Therefore, detailed description is omitted. This embodiment is different from the eleventh embodiment.
FIG. 13C shows that the titanium silicide film 95 is formed after the step of FIG.
That is, the TiN film 103 is formed by nitriding. After this
May be performed in the same manner as in the tenth embodiment. In the method described above, the above-described implementation
The same effect as in the example can be obtained, of course, Ti
There is no need to deposit the insulating film 97 after the formation of the N film 103
Therefore, there is an advantage that the surface of the TiN film 103 is hardly oxidized.
is there. FIG. 18 is a perspective view showing a core according to a thirteenth embodiment of the present invention.
It is a flowchart showing a method of embedding a contact hole. What
The parts corresponding to FIGS. 13 and 14 are shown in FIGS.
The same reference numerals are used as in the above, and the detailed description is omitted. First, as shown in FIG. 18A,
By the same process as that shown in FIG.
Forming the holes 98a and 98b. However, here, FIG.
The silicide film 95 shown in FIG. Then
A thin TiN film 1 over the entire surface by using a sputtering method or a CVD method.
04 is deposited. Next, as shown in FIG.
A thick film 105 is deposited on the entire surface, and this is deposited by RIE.
To etch back. At this time, the Ti on the surface of the insulating film 97 is
The N film 104 is removed. Also, using CDE method,
When chip back is performed, as shown in FIG.
Also, the TiN film 104 can be left. this
In this case, the surface of the polysilicon film 104 can be HF treated.
The removal of the natural oxide film becomes easy, and the next
A metal film can be deposited. After this, the process is the same as in the tenth embodiment.
The same is true. In this embodiment, the titanium silicide film 9 is used.
5 was not provided, but, of course, the titanium silicide film 95 was
It may be provided. In addition, as shown in FIG.
The film 104 may be left on the insulating film 97. that's all
With the method described above, the same effect as in the above-described embodiment can be obtained.
You. FIG. 20 is a block diagram of a fourteenth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a method for embedding a contact hole. In addition,
Parts corresponding to those in FIG. 18 are given the same reference numerals as in FIG.
Therefore, detailed description is omitted. This embodiment is different from the thirteenth embodiment.
Describes that a Ti film was deposited instead of the TiN film 104.
is there. That is, after depositing the Ti film, about 600 to 800 ° C.
Annealing is performed at a temperature of
The part of the Ti film that has been changed to a titanium silicide film 95
You. The unreacted Ti film is, for example, H_TwoO_TwoAnd H_TwoSO_Four
And can be selectively removed by etching. That's all
Select at the bottom of contact holes 98a and 98b
Thus, the titanium silicide film 95 can be formed. Figure 21 is a book
Embedding of contact hole according to the fifteenth embodiment of the invention
FIG. 4 is a diagram showing a method of performing the above. This will be described in the order of manufacturing steps.
A titanium silicide film 95 is formed in the same manner as in the embodiment.
After that (FIG. 13C), the titanium silicide film 95 is
The surface is changed to a TiN film 103, and then the insulating film 97 is formed.
accumulate. Next, contact holes 98a and 98b are formed.
To the contact holes 98a and 98b.
By embedding the silicon film into silicide, titanium silicide
A doped film 105a is formed. Next, a nitriding treatment is performed to
A TiN film 106 is formed on the surface of the tan silicide film 105a.
To achieve. In the method described above, the TiN film 106
Formed after forming the titanium silicide film 105a
To be connected to the upper Al wiring
That the reaction between the doped film 105a and the upper Al wiring can be prevented.
There are advantages. FIG. 22 shows a sixteenth embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a method of embedding a contact hole. This will be described in the order of the manufacturing process.
The nickel silicide film 101 is formed in the same manner as in the embodiment.
After the formation (FIG. 14C), a TiN film 106 is deposited on the entire surface.
Stack. As a result, the upper Al wiring and the two
The reaction with the nickel silicide film 101 can be prevented, and the upper layer A
The reliability of the l wiring can be improved. The tenth to sixteenth examples as described above
The methods of the embodiments may be appropriately combined. In addition,
In addition to Ti and Ni, Co, Pb, V, W,
A metal such as Pd can be used. As a reaction prevention film
In addition to TiN, a metal nitride film can be used in addition to TiN. 23 to 2
Reference numeral 5 denotes a contact hole according to the seventeenth embodiment of the present invention.
It is a flowchart showing an embedding method. First, as shown in FIG.
In the same manner as in the steps up to FIG.
Then, an insulating film 112, n is formed on the p-type silicon substrate 111.⁺ Unfortunate
Pure substance diffusion layer 113, polysilicon film 11 serving as a gate
4, insulating film 115, contact holes 116a, 116
b is formed. Here we use reactive ion etching
The polysilicon film 114, the contact hole 116a,
116b was formed. The deep contact hole 11
The depth of 6b is 1 μm. Next, as shown in FIG.
A Ti film with a thickness of about 20 nm and a TiN film with a thickness of about 90 nm
Deposited sequentially in one vacuum to form a high-melting-point metal laminated film 117
To achieve. Then N at 800 ° C_TwoAni in the atmosphere for 30 minutes
Is performed to harden the laminated film 117. Next, FIG.
(C) As shown in FIG.
Non-doped polysilicon film 118 is deposited on the entire surface.
You. Next, as shown in FIG.
Etching by reactive ion etching, contact
Polysilicon film 1 only in holes 116a and 116b
Leave 18. Next, as shown in FIG.
500 nm thick nickel film 119 on the entire surface
accumulate. Next, as shown in FIG.
Anneal at 800 ° C for 2 minutes in air to make contact
The polysilicon film 118 in the holes 116a and 116b;
NiSi by reacting with nickel film 119_TwoShape the membrane 120
To achieve. At this time, the NiSi_TwoBody of membrane 120
Since the product is equal to the volume of the polysilicon film 118,
NiSi_TwoThe film 120 is made of the contact holes 116a, 11
It does not extend beyond 6b. Next, as shown in FIG.
H_TwoO_TwoAnd + H_TwoBy treating in a mixture with O,
The nickel film 117 of the reaction is selectively removed. This result
As a result, a flat surface is obtained. Then, as shown in FIG.
Al-Si-Cu alloy film 121 is sputtered on the entire surface
After the deposition, it is patterned into a wiring shape. At this time
Since the ground is flat, the alloy film 121 is also flat. Thus, in this embodiment, the contact hole
NiSi from 116a and 116b_TwoThe membrane 120 protrudes
Therefore, the alloy film 121 can be formed on a flat base,
Wiring without parts can be obtained. Note that contact resistance
The effects described in the previous embodiment, such as lower resistance, are obtained.
Needless to say. In this embodiment, NiSi_TwoMembrane 120
Is performed only once at 800 ° C. to form
However, annealing at, for example, 600 ° C. is performed several times.
After the formation of the NiSi film,
May be performed. Further, the Al—Si—Cu alloy film 1
A reaction prevention film such as a TiN film is
It may be installed once. FIG. 26 is a perspective view of a core according to an eighteenth embodiment of the present invention.
It is a flowchart showing a method of embedding a contact hole. What
25, the parts corresponding to those in FIG.
The detailed description is omitted. First, as shown in FIG.
A polycrystalline silicon film is applied to the contact hole from the state of FIG.
Embed Next, a Ni film is deposited on the entire surface,
Perform annealing at about 0 ° C, and remove
The crystalline silicon film is converted into a NiSi film 122. continue
Unreacted Ni is removed using a mixture of hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide.
Remove. However, the laminated film 117 is the same as that of the seventeenth embodiment.
Similarly, annealing at 800 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere
It has been applied in advance. Next, as shown in FIG.
Anneal for 2 minutes in Ar atmosphere of NiSi film
122 to NiSi_TwoChange to film 123. At this time, Ni film
122a is also formed. Then, as shown in FIG.
The extra Ni film 122a exfoliated on the
l + H_TwoO_Two+ H_TwoSelective etching in O mixture
Remove. In the seventeenth and eighteenth embodiments,
High melting point gold as a reaction preventing film between the silicon substrate 11 and Ni
Although the laminated film 117 made of TiN / Ti belonging to the group
Instead of TiN, TiC and other transition metals
Compound, for example, ZrN, WN, HfN, etc.
No. However, all of these metals have deposited polysilicon films
At least once at about 800 ° C,
Anneal in a nitrogen atmosphere at the maximum temperature of the
Need to be In the above embodiment, the silicide film is used.
NiSi_TwoThe case of the film was explained, but the silicide film
The type of is not limited to this, and the volume of Si and
Approximately the same volume, that is, the volume of the silicide film
If it is within ± 10% of the volume of Si consumed,
Reside film, for example, TiSi_Two, NbSi_Two, CrS
i_Two, CoSi_Two, MoSi_Two, FeSi_Two, WSi_Two
Alternatively, the contact hole may be filled. In the above embodiment, the Al-Si-Cu alloy
Gold film is NiSi_TwoDeposited directly on top, but through a TiN film
May be used to connect the Al-Si-Cu alloy film and the TiN film.
No. Prior to the deposition of the wiring material, NiSi_TwoMembrane
Reverse sputtering of the surface stabilizes the contact resistance
Is desirable for In addition, NiSi_TwoThe method of forming the film is as described above.
The method is not limited to the example, and the nickel film
Polysilicon film 1 in contact holes 116a and 116b
At least once at a temperature of at least 750 ° C.
Other methods may be used. FIG. 27 shows a nineteenth embodiment of the present invention.
Steps showing a method for embedding a contact hole according to an embodiment
FIG. First, as shown in FIG.
An insulating film 132 is formed on a film 131, for example, a polysilicon film.
After the formation, the insulating film 132 is etched,
A hole 134 is formed. Next, the reaction prevention film 133 is formed.
After the formation, annealing is performed to make the film dense. Then the con
A polysilicon film 135 is embedded in the contact hole 134.
Flatten the surface. At this time, a void 136 is formed.
You. Next, as shown in FIG.
After depositing a Ni film as a film that becomes a silicide material,
Annealing is performed at a temperature at which the film expands in volume and the nickel silicon
The side film 137 is formed, and the unreacted Ni film is removed. Assuming that the annealing temperature is 600 ° C., NiS
A nickel silicide film 137 of i is formed. In addition,
Ni_TwoSince Si shrinks, annealing at around 400 ° C.
avoid. The removal of the unreacted Ni film is performed, for example, by removing Ni film.
In the case of Si and Ni, H_TwoO_Two: Mixture of HCl = 1: 1
If the combined solution is used, the Ni film can be selectively removed. According to the method described above, nickel such as NiSi is used.
The volume of the silicide film 137 is larger than that of the polysilicon film 1.
35, the contact hole 13
4 caused by the process of embedding the polysilicon film 135
136 and dents are eliminated. As a result, later
Disconnection occurs in the upper Al wiring, or a part of the wiring is thin
There is no problem of becoming distorted. In this embodiment, the tapered contour is used.
Although the description has been made with respect to the case of
The present invention can also be applied to a contact hole having a straight wall. example
For example, in the case of a contact hole having a vertical wall, the first
In the embodiment of FIG.
If NiSi is formed by annealing, a polysilicon film can be formed.
The void generated in 118 can be eliminated. FIG.
Filling of contact hole according to the twentieth embodiment of the present invention
FIG. 4 is a process chart showing an embedding method. First, as shown in FIG. 28A,
A method similar to that of the seventeenth embodiment up to the step of FIG.
Then, a polysilicon film 142 and an insulating film are formed on the semiconductor substrate 141.
143, reaction prevention film 144, contact hole 145
a, 145b are formed. At this time, the deep contact hole
Diameter of the contact hole 145b is smaller than that of the contact hole 145a.
Contact holes 145a,
145b is formed. Next, a polysilicon film 14 is formed on the entire surface.
6 is deposited, and the contact hole is
-Polysilicon film 146 is applied only to rules 145a and 145b.
leave. At this time, the contact hole 145b having a large diameter is used.
Has more dents. Next, as shown in FIG.
Metal film as a metal material, for example, a Ni film by sputtering deposition.
After that, annealing is performed at the temperature at which the volume expands,
Then, an unreacted metal film is removed. The method described above is the same as in the previous embodiment.
In addition, the volume of the silicide film 147 is
The contact hole is larger than the volume of the film 146.
A polysilicon film 1436 is embedded in 145a and 145b.
Voids generated in the process are eliminated. Moreover, contacts
A polysilicon film 146 is embedded in the holes 145a and 145b.
The dents generated during the embedding process are also contact holes.
145a, 145b can be restored without protruding
A flat surface is obtained. This is the contact hole 145
Since the polysilicon film 146 in b has a larger volume,
A silicide film 147 having a larger volume is formed.
Even if the recess is large, the contact hole 145b
This is because the matching and the degree of identification are repaired. Book
In the embodiment, the same effects as those of the embodiment described above can be obtained.
You. Note that, in this embodiment, the vertical
Contact holes 145a, 1 having different depths having walls
The case of 45b has been described.
Similar effects can be obtained in the case of a contact hole. In the twentieth and twenty-first embodiments,
As an example of the silicide material, NiSi film was used.
May be used. This
In this case, the annealing temperature is the temperature at which the silicide film expands in volume.
Choose [0097] As described in detail above, according to the present invention,
Contact hole can be filled with conductive material of good shape.
High reliability and low wiring
It can be connected with an external resistor.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１の実施例に係るコンタクトホ−ル
の形状断面図。 【図２】本発明の第２の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図３】本発明の第３の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図４】本発明の第３の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図５】本発明の第４の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図６】本発明の第４の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図７】本発明の第５の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図８】本発明の第５の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図９】本発明の第６の実施例に係るコンタクトホ−ル
の埋め込み方法を示す工程図。 【図１０】本発明の第７の実施例に係るコンタクトホ−
ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１１】本発明の第８の実施例に係るコンタクトホ−
ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１２】本発明の第９の実施例に係るコンタクトホ−
ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１３】本発明の第１０の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１４】本発明の第１０の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１５】本発明の第１０の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１６】本発明の第１１の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す図。 【図１７】本発明の第１２の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す図。 【図１８】本発明の第１３の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図１９】ＣＤＥ法を用いた場合のコンタクトホ−ル部
の形状を示す図。 【図２０】本発明の第１４の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す図。 【図２１】本発明の第１５の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す図。 【図２２】本発明の第１６の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す図。 【図２３】本発明の第１７の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２４】本発明の第１７の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２５】本発明の第１７の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２６】本発明の第１８の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２７】本発明の第１９の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２８】本発明の第２０の実施例に係るコンタクトホ
−ルの埋め込み方法を示す工程図。 【図２９】従来法で得られたコンタクトホールの形状断
面図。 【符号の説明】 １，１１，２１，３１，４１，５１，６１，７１，８
１，９１，１１１，１３１，１４１…半導体基板、２，
４，１２，１４，２２，２４，３２，３４，４２，４
３，５２，５４，６２，６４，７２，７４，８２，８
４，９２，１１２，１１５，１３２，１４３…絶縁膜、
３，１３，２３，３３，４３，５３，６３，７３，８
３，９３，１１３…不純物拡散層、５，１５，２５，３
５，４５，５５，６５，７５，８５，９８ａ，９８ｂ，
１１６ａ，１１６ｂ，１３４，１４５ａ，１４５ｂ…コ
ンタクトホール、６，１６，２６，３６，４６，５６，
６６，７６，１３３，１４４…反応防止膜、７，１４７
…シリサイド膜、８，２７…シリコン膜、２８，３８，
４７，５７，６７ａ，６７ｂ，７７ａ，７７ｂ，８６…
チタン膜、１７，２９，３９，４９，５９，６９，７
９，８７，９５…チタンシリサイド膜、１０…、１８
…、１９…、３７，４８，５８，６８，７８，９４，９
９，１１４，１１８，１３５，１４２，１４６…ポリシ
リコン膜、１００，１１９…ニッケル膜、１０１，１３
７…ニッケルシリサイド膜、１０２…アルミニウム膜、
１０３，１０４，１０６…ＴｉＮ膜、１１７…ＴｉＮ／
Ｎ積層膜、１２０，１２３…ＮｉＳｉ₂ 膜、１２１…Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｃｕ合金膜，１３６…ボイド。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a sectional view showing the shape of a contact hole according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a third embodiment of the present invention. FIG. 5 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 6 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 7 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 8 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 9 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a sixth embodiment of the present invention. FIG. 10 shows a contact hole according to a seventh embodiment of the present invention.
4 is a process chart showing a method of embedding a file. FIG. 11 shows a contact hole according to an eighth embodiment of the present invention.
4 is a process chart showing a method of embedding a file. FIG. 12 shows a contact hole according to a ninth embodiment of the present invention.
4 is a process chart showing a method of embedding a file. FIG. 13 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 14 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 15 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a tenth embodiment of the present invention. FIG. 16 is a view showing a contact hole embedding method according to an eleventh embodiment of the present invention. FIG. 17 is a view showing a contact hole embedding method according to a twelfth embodiment of the present invention. FIG. 18 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a thirteenth embodiment of the present invention. FIG. 19 is a view showing the shape of a contact hole portion when the CDE method is used. FIG. 20 is a view showing a method for embedding a contact hole according to a fourteenth embodiment of the present invention. FIG. 21 is a view showing a contact hole embedding method according to a fifteenth embodiment of the present invention. FIG. 22 is a view showing a contact hole embedding method according to a sixteenth embodiment of the present invention. FIG. 23 is a process chart showing a method of embedding a contact hole according to a seventeenth embodiment of the present invention. FIG. 24 is a process chart showing a method for embedding a contact hole according to a seventeenth embodiment of the present invention. FIG. 25 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a seventeenth embodiment of the present invention. FIG. 26 is a process chart showing a contact hole embedding method according to an eighteenth embodiment of the present invention. FIG. 27 is a process diagram showing a contact hole embedding method according to a nineteenth embodiment of the present invention. FIG. 28 is a process chart showing a contact hole embedding method according to a twentieth embodiment of the present invention. FIG. 29 is a sectional view showing the shape of a contact hole obtained by a conventional method. [Description of Signs] 1,11,21,31,41,51,61,71,8
1, 91, 111, 131, 141 ... semiconductor substrate, 2,
4,12,14,22,24,32,34,42,4
3,52,54,62,64,72,74,82,8
4, 92, 112, 115, 132, 143 ... insulating film,
3,13,23,33,43,53,63,73,8
3, 93, 113 ... impurity diffusion layers, 5, 15, 25, 3
5, 45, 55, 65, 75, 85, 98a, 98b,
116a, 116b, 134, 145a, 145b ... contact holes, 6, 16, 26, 36, 46, 56,
66, 76, 133, 144 ... reaction preventing film, 7, 147
... silicide film, 8,27 ... silicon film, 28,38,
47, 57, 67a, 67b, 77a, 77b, 86 ...
Titanium film, 17, 29, 39, 49, 59, 69, 7
9, 87, 95 ... titanium silicide film, 10 ..., 18
..., 19 ..., 37, 48, 58, 68, 78, 94, 9
9, 114, 118, 135, 142, 146: polysilicon film, 100, 119: nickel film, 101, 13
7: nickel silicide film, 102: aluminum film,
103, 104, 106 ... TiN film, 117 ... TiN /
N multilayer film, 120, 123 ... NiSi ₂ film, 121 ... A
1-Si-Cu alloy film, 136 ... void.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯島 匡 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 平２−40913（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−200653（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−259469（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−181920（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90610（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−15620（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−34957（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−90518（ＪＰ，Ａ) 特表 平１−501588（ＪＰ，Ａ)   ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Tadashi Iijima               1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa               Toshiba Research Institute, Inc.                (56) References JP-A-2-40913 (JP, A)                 JP-A-1-200653 (JP, A)                 JP-A-62-259469 (JP, A)                 JP-A-2-181920 (JP, A)                 JP-A-2-90610 (JP, A)                 JP-A-2-15620 (JP, A)                 JP-A-2-34957 (JP, A)                 JP-A-2-90518 (JP, A)                 Special Table Hei 1-501588 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、 この絶縁膜上に接続孔を形成する工程と、 前記接続孔の側面および底面、ならびに前記溝の外部の
前記絶縁膜上に反応防止膜を形成する工程と、前記反応防止膜上に第１の金属膜を形成する工程と、 前記反応防止膜および前記第１の金属膜 を介して接続孔
の内部を充填し、かつ前記接続孔の内部から溢れるよう
に、前記半導体基板と同一の半導体元素からなる半導体
膜を前記第１の金属膜上に形成する工程と、 前記半導体膜上に第２の金属膜を形成する工程と、 熱処理 により前記半導体膜と前記第１および第２の金属
膜とを反応させることにより、半導体・金属化合物膜を
形成する工程と、 前記溝の外部の前記半導体・金属化合物膜を除去する工
程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。(57) Claims 1. A step of forming an insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a connection hole on the insulating film, a side surface and a bottom surface of the connection hole, and the groove. Forming a reaction prevention film on the insulating film outside the device, forming a first metal film on the reaction prevention film, and forming a connection hole through the reaction prevention film and the first metal film. internal was charged, and as overflow from the interior of the connection hole, forming a semiconductor film made of the same semiconductor element and the semiconductor substrate on the first metal film, the second on the semiconductor film forming a metal film, by reacting the semiconductor film and the first and second metal film by a heat treatment, and forming a semiconductor-metal compound layer, the outside of the semiconductor-of the groove It is possessed and removing the metal compound film The method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that.