JPH05226269A - 半導体ウエーハにチタンケイ化物を蒸着させるための化学蒸着技術 - Google Patents
半導体ウエーハにチタンケイ化物を蒸着させるための化学蒸着技術Info
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- JPH05226269A JPH05226269A JP4298848A JP29884892A JPH05226269A JP H05226269 A JPH05226269 A JP H05226269A JP 4298848 A JP4298848 A JP 4298848A JP 29884892 A JP29884892 A JP 29884892A JP H05226269 A JPH05226269 A JP H05226269A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 アクティブ領域の上にＴｉＳｉx領域を確実
に形成する。 【構成】 ウエーハ５０を反応器の中に設け、選択した
量のガス状のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体、ガス状のシラン及
び少なくとも１種の貴ガスを含むキャリアガスをその中
に好ましくは約５０〜２０００ｓｃｃｍの割合で注入
し、Ｔｉ（ＮＲ2）4（ここで、ＲはＨと炭素含有基とか
らなる群から選択する）のシランに対する体積比が１：
３００から１：１０となる量のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体及
びシランを供給し、ＴｉＳｉx及びＴｉＮの混合物から
成る膜を上記ウエーハに蒸着させるに効果的な選択され
た圧力、好ましくは約１５０〜１００トルと温度、好ま
しくは約１００〜５００℃に上記反応器を維持して、上
記前駆体とシランとを反応させる。
に形成する。 【構成】 ウエーハ５０を反応器の中に設け、選択した
量のガス状のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体、ガス状のシラン及
び少なくとも１種の貴ガスを含むキャリアガスをその中
に好ましくは約５０〜２０００ｓｃｃｍの割合で注入
し、Ｔｉ（ＮＲ2）4（ここで、ＲはＨと炭素含有基とか
らなる群から選択する）のシランに対する体積比が１：
３００から１：１０となる量のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体及
びシランを供給し、ＴｉＳｉx及びＴｉＮの混合物から
成る膜を上記ウエーハに蒸着させるに効果的な選択され
た圧力、好ましくは約１５０〜１００トルと温度、好ま
しくは約１００〜５００℃に上記反応器を維持して、上
記前駆体とシランとを反応させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は一般に、半導体ウエーハ
処理における接触技術に関し、より詳細には、コンタク
トオープニング（contact opening）の中にケイ化物の
層を設けて接触抵抗を減少させる技術に関する。
処理における接触技術に関し、より詳細には、コンタク
トオープニング（contact opening）の中にケイ化物の
層を設けて接触抵抗を減少させる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】集積回路の処理においては、ウエーハ／
基板の中に形成されかつ隔離されたアクティブ・デバイ
ス領域に電気的な接触を形成することが必要である。ア
クティブ・デバイス領域は、高い導電性を有するパスす
なわち線によって接続され、これらパスすなわち線は、
基板の表面を覆う絶縁材料の上に形成される。導電性の
パスとアクティブ・デバイス領域との間の電気的な接続
を行うために、絶縁体に開口を設け、導電性の膜が所望
の領域に接触できるようにする。そのような開口は一般
に、コンタクトオープニング又は単に「コンタクト」と
呼ばれている。
基板の中に形成されかつ隔離されたアクティブ・デバイ
ス領域に電気的な接触を形成することが必要である。ア
クティブ・デバイス領域は、高い導電性を有するパスす
なわち線によって接続され、これらパスすなわち線は、
基板の表面を覆う絶縁材料の上に形成される。導電性の
パスとアクティブ・デバイス領域との間の電気的な接続
を行うために、絶縁体に開口を設け、導電性の膜が所望
の領域に接触できるようにする。そのような開口は一般
に、コンタクトオープニング又は単に「コンタクト」と
呼ばれている。
【０００３】トランジスタのアクティブ領域の直径が１
ミクロンに近づくに従って、通常のプロセスパラメータ
は、アクティブ領域すなわちエリアと導電層との間の大
きな抵抗に耐えられなくなっている。そのような接触抵
抗を減少させるための主要な方法は、導電性の膜を施し
て導電性のランナを形成する前に、アクティブ領域の上
に金属ケイ化物を形成することである。形成される一般
的な金属ケイ化物材料はＴｉＳｉxであり、多くの場合
においてｘは「２」である。ＴｉＳｉx材料は、コンタ
クトオープニングの中のアクティブ領域に接触するウエ
ーハの上にチタンの薄層を最初に施すことにより形成さ
れる。その後、ウエーハを高温で焼きなます。これによ
り、チタンがアクティブ領域のケイ素と反応し、ＴｉＳ
ｉxを形成する。そのようなプロセスは、チタン金属が
ケイ素のアクティブ領域に接触する箇所でのみＴｉＳｉ
xが形成されるので、自己整合すなわちセルフ・アライ
ニングと呼ばれる。施されたチタン膜は、絶縁性でかつ
実質的に無反応性の総てのＳｉＯ2層の上に延在する。
ミクロンに近づくに従って、通常のプロセスパラメータ
は、アクティブ領域すなわちエリアと導電層との間の大
きな抵抗に耐えられなくなっている。そのような接触抵
抗を減少させるための主要な方法は、導電性の膜を施し
て導電性のランナを形成する前に、アクティブ領域の上
に金属ケイ化物を形成することである。形成される一般
的な金属ケイ化物材料はＴｉＳｉxであり、多くの場合
においてｘは「２」である。ＴｉＳｉx材料は、コンタ
クトオープニングの中のアクティブ領域に接触するウエ
ーハの上にチタンの薄層を最初に施すことにより形成さ
れる。その後、ウエーハを高温で焼きなます。これによ
り、チタンがアクティブ領域のケイ素と反応し、ＴｉＳ
ｉxを形成する。そのようなプロセスは、チタン金属が
ケイ素のアクティブ領域に接触する箇所でのみＴｉＳｉ
xが形成されるので、自己整合すなわちセルフ・アライ
ニングと呼ばれる。施されたチタン膜は、絶縁性でかつ
実質的に無反応性の総てのＳｉＯ2層の上に延在する。
【０００４】上述の状態は図１に示されている。半導体
ウエーハ１０が図示されており、この半導体ウエーハ１
０はバルク基板１２を備え、該バルク基板はこのバルク
基板に形成されたアクティブ領域１４を有している。多
くの場合においてはＢＰＳＧの形態のＳｉＯ2である絶
縁材料から成る上側層１６が、基板１２の上に設けら
れ、かつ適宜にエッチングアクティブ領域１４に対する
コンタクトオープニング１８を形成している。チタンの
薄層２０が、絶縁層１６の上に施されてアクティブ領域
１４に接触している。高温のアニールの工程をアルゴン
等の不活性雰囲気中で行い、チタン金属に接触するアク
ティブ領域１４を反応させてＴｉＳｉxを形成し、これ
により、図示のＴｉＳｉx領域２２を形成する。領域１
４に接触していない層２０の残りの部分は、下側のＳｉ
Ｏ2絶縁層１６とは実質的に反応せず、従ってチタン金
属元素の状態のままである。
ウエーハ１０が図示されており、この半導体ウエーハ１
０はバルク基板１２を備え、該バルク基板はこのバルク
基板に形成されたアクティブ領域１４を有している。多
くの場合においてはＢＰＳＧの形態のＳｉＯ2である絶
縁材料から成る上側層１６が、基板１２の上に設けら
れ、かつ適宜にエッチングアクティブ領域１４に対する
コンタクトオープニング１８を形成している。チタンの
薄層２０が、絶縁層１６の上に施されてアクティブ領域
１４に接触している。高温のアニールの工程をアルゴン
等の不活性雰囲気中で行い、チタン金属に接触するアク
ティブ領域１４を反応させてＴｉＳｉxを形成し、これ
により、図示のＴｉＳｉx領域２２を形成する。領域１
４に接触していない層２０の残りの部分は、下側のＳｉ
Ｏ2絶縁層１６とは実質的に反応せず、従ってチタン金
属元素の状態のままである。
【０００５】一般に、タングステン等の接触充填材料が
ケイ化物領域２２の上に施される。ＴｉＳｉxに対する
タングステンの接着力は小さい。この問題を解消するた
めに、一般にはＴｉＮから形成される中間層が、ケイ化
物領域２２とタングステンの上側層との間に介挿され
る。ＴｉＮは、金属タングステン層に対する「糊付け
（glue）層」と一般に呼ばれている。そのような層は、
窒素が支配的である雰囲気中でチタン層２０と共にウエ
ーハをアニールすることにより形成される。そのような
条件の下では、アクティブ領域１４の上にある層２０の
下側の部分がケイ素と反応してＴｉＳｉxを形成し、一
方接触領域１４の上のチタン層の上側の部分並びに絶縁
材料１６の上の層２０の残りの部分は雰囲気中の窒素と
反応してＴｉＮを形成する。この時点から、形成される
べきランナの支配的な導電材料が施される。形成される
ケイ化物領域２２は高い導電性を有し、ケイ化物領域２
２が存在しない場合に比較して、ランナとアクティブ領
域１４との間に低い電気抵抗を与える。上述の如きケイ
化物特にチタンケイ化物の形成は、「Silicon Processi
ng For TheVLSI Era, Vol.2-Process Integration」の
１４３−１５０ページにＷｏｌｆ外により述べられてい
る。
ケイ化物領域２２の上に施される。ＴｉＳｉxに対する
タングステンの接着力は小さい。この問題を解消するた
めに、一般にはＴｉＮから形成される中間層が、ケイ化
物領域２２とタングステンの上側層との間に介挿され
る。ＴｉＮは、金属タングステン層に対する「糊付け
（glue）層」と一般に呼ばれている。そのような層は、
窒素が支配的である雰囲気中でチタン層２０と共にウエ
ーハをアニールすることにより形成される。そのような
条件の下では、アクティブ領域１４の上にある層２０の
下側の部分がケイ素と反応してＴｉＳｉxを形成し、一
方接触領域１４の上のチタン層の上側の部分並びに絶縁
材料１６の上の層２０の残りの部分は雰囲気中の窒素と
反応してＴｉＮを形成する。この時点から、形成される
べきランナの支配的な導電材料が施される。形成される
ケイ化物領域２２は高い導電性を有し、ケイ化物領域２
２が存在しない場合に比較して、ランナとアクティブ領
域１４との間に低い電気抵抗を与える。上述の如きケイ
化物特にチタンケイ化物の形成は、「Silicon Processi
ng For TheVLSI Era, Vol.2-Process Integration」の
１４３−１５０ページにＷｏｌｆ外により述べられてい
る。
【０００６】デバイスの寸法が引き続き小さくなり、コ
ンタクトオープニングがより深くかつ狭くなるに連れ
て、接触壁は垂直になり、大部分の金属堆積技術は、ア
クティブ領域１４との適正な接触を形成する必要な工程
をカバーしきれなくなっている。そのような状態を図２
に示す。図２においては、基板１２ａのアクティブ領域
１４ａは、図１のアクティブ領域１４よりもかなり小さ
く示されている。これに対応して、アクティブ領域１４
ａに対するかなり狭いコンタクトオープニング１８ａが
設けられ、これにより回路密度を極力大きくしている。
明らかなように、コンタクトオープニング１８ａのその
幅に対する深さの比は、図１のコンタクトオープニング
１８の幅に対する深さの比よりも大きい。このような狭
くかつ高いアスペクト比（縦横比）のコンタクトオープ
ニング１８ａは、図示のように、層２０ａが領域１４ａ
と十分に接触することができないようにする。従って、
望ましいＴｉＳｉx及び電気的な接触が形成されない。
ンタクトオープニングがより深くかつ狭くなるに連れ
て、接触壁は垂直になり、大部分の金属堆積技術は、ア
クティブ領域１４との適正な接触を形成する必要な工程
をカバーしきれなくなっている。そのような状態を図２
に示す。図２においては、基板１２ａのアクティブ領域
１４ａは、図１のアクティブ領域１４よりもかなり小さ
く示されている。これに対応して、アクティブ領域１４
ａに対するかなり狭いコンタクトオープニング１８ａが
設けられ、これにより回路密度を極力大きくしている。
明らかなように、コンタクトオープニング１８ａのその
幅に対する深さの比は、図１のコンタクトオープニング
１８の幅に対する深さの比よりも大きい。このような狭
くかつ高いアスペクト比（縦横比）のコンタクトオープ
ニング１８ａは、図示のように、層２０ａが領域１４ａ
と十分に接触することができないようにする。従って、
望ましいＴｉＳｉx及び電気的な接触が形成されない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来技術の
欠点を解消し、アクティブ領域１４及び１４ａの上にＴ
ｉＳｉxの領域を確実に形成することが望まれる。
欠点を解消し、アクティブ領域１４及び１４ａの上にＴ
ｉＳｉxの領域を確実に形成することが望まれる。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、化学蒸着反応
器の中で半導体ウエーハの上に合致するＴｉＳｉx相を
形成するための化学蒸着法において、ウエーハを反応器
の中に設ける段階と、選択した量のガス状のチタン有機
金属前駆体、ガス状のシラン及びキャリアガスを前記反
応器の中に注入する段階と、前記前駆体及びシランを反
応させ、ＴｉＳｉxから成る膜を前記ウエーハに蒸着さ
せるに効果的な選択された圧力及び選択された温度に前
記反応器を維持する段階とを備えることを特徴とする方
法を提供する。
器の中で半導体ウエーハの上に合致するＴｉＳｉx相を
形成するための化学蒸着法において、ウエーハを反応器
の中に設ける段階と、選択した量のガス状のチタン有機
金属前駆体、ガス状のシラン及びキャリアガスを前記反
応器の中に注入する段階と、前記前駆体及びシランを反
応させ、ＴｉＳｉxから成る膜を前記ウエーハに蒸着さ
せるに効果的な選択された圧力及び選択された温度に前
記反応器を維持する段階とを備えることを特徴とする方
法を提供する。
【０００９】また、化学蒸着反応器の中で半導体ウエー
ハの上に合致するＴｉＳｉx相を形成するための化学蒸
着法において、ウエーハを反応器の中に設ける段階と、
選択した量のガス状のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体、ガス状の
シラン及びキャリアガスを前記反応器の中に注入し、前
記ＲをＨと炭素含有基（radical）とから成る群から選
択し、Ｔｉ（ＮＲ2）4のシランに対する体積比が１：３
００から１：１０となる量のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体及び
シランを供給し、前記キャリアガスの量を約５０ｓｃｃ
ｍから約２０００ｓｃｃｍとし、前記キャリアガスを少
なくとも１つの貴ガスから構成する段階と、前記前駆体
及びシランを反応させ、ＴｉＳｉx及びＴｉＮの混合物
から成る膜を前記ウエーハに蒸着させるに効果的な選択
された圧力及び選択された温度に前記反応器を維持し、
前記記選択された温度を約１００°Ｃから約５００°Ｃ
とし、また前記選択された圧力を約１５０ミリトルから
約１００トルとする段階とを備えることを特徴する化学
蒸着法も提供する。
ハの上に合致するＴｉＳｉx相を形成するための化学蒸
着法において、ウエーハを反応器の中に設ける段階と、
選択した量のガス状のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体、ガス状の
シラン及びキャリアガスを前記反応器の中に注入し、前
記ＲをＨと炭素含有基（radical）とから成る群から選
択し、Ｔｉ（ＮＲ2）4のシランに対する体積比が１：３
００から１：１０となる量のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体及び
シランを供給し、前記キャリアガスの量を約５０ｓｃｃ
ｍから約２０００ｓｃｃｍとし、前記キャリアガスを少
なくとも１つの貴ガスから構成する段階と、前記前駆体
及びシランを反応させ、ＴｉＳｉx及びＴｉＮの混合物
から成る膜を前記ウエーハに蒸着させるに効果的な選択
された圧力及び選択された温度に前記反応器を維持し、
前記記選択された温度を約１００°Ｃから約５００°Ｃ
とし、また前記選択された圧力を約１５０ミリトルから
約１００トルとする段階とを備えることを特徴する化学
蒸着法も提供する。
【００１０】
【実施例】以下の添付図面を参照して本発明の好ましい
実施例を説明する。
実施例を説明する。
【００１１】本発明によれば、化学蒸着反応器中で半導
体ウエーハの上になじみやすいＴｉＳｉx層を形成する
ための化学蒸着（ＣＶＤ）方法が開示される。本方法
は、（ａ）ウエーハをＣＶＤ反応器の中に設ける段階
と、（ｂ）選択した量のガス状チタン有機金属の前駆
体、ガス状シラン（ＳｉＨ4）及びキャリアガスを反応
器に注入する段階と、（ｃ）上記前駆体及びシランを反
応させウエーハ上にＴｉＳｉxから成る蒸着膜を形成す
るために効果的な選択された圧力及び選択された温度に
上記反応器を維持する段階とを備える。
体ウエーハの上になじみやすいＴｉＳｉx層を形成する
ための化学蒸着（ＣＶＤ）方法が開示される。本方法
は、（ａ）ウエーハをＣＶＤ反応器の中に設ける段階
と、（ｂ）選択した量のガス状チタン有機金属の前駆
体、ガス状シラン（ＳｉＨ4）及びキャリアガスを反応
器に注入する段階と、（ｃ）上記前駆体及びシランを反
応させウエーハ上にＴｉＳｉxから成る蒸着膜を形成す
るために効果的な選択された圧力及び選択された温度に
上記反応器を維持する段階とを備える。
【００１２】好ましいチタン有機金属前駆体は、Ｔｉ
（ＮＲ2）4から本質的になり、ここにおいて、Ｒは、水
素（Ｈ）と、炭素を含む基とから成る群から選択され
る。その例としては、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4及びＴｉ
（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4がある。テトラジメチルアミド・チ
タンの略称であるＴＭＡＴと一般に呼称されるＴｉ（Ｎ
（ＣＨ3）2）4は、最も好ましいチタン有機金属前駆体
であると理解されている。
（ＮＲ2）4から本質的になり、ここにおいて、Ｒは、水
素（Ｈ）と、炭素を含む基とから成る群から選択され
る。その例としては、Ｔｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4及びＴｉ
（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4がある。テトラジメチルアミド・チ
タンの略称であるＴＭＡＴと一般に呼称されるＴｉ（Ｎ
（ＣＨ3）2）4は、最も好ましいチタン有機金属前駆体
であると理解されている。
【００１３】Ｔｉ（ＮＲ2）4は、チタンが窒素（Ｎ）に
結合している有機金属前駆体の例である。そのような状
況において、前駆体の一部を転化してチタン窒化物を形
成し、これにより、蒸着された膜をチタン窒化物相及び
ＴｉＳｉ2相のほぼ均質な混合物とする。そのような状
況においては、蒸着された膜が、約８０％のＴｉＳｉx
及び２０％のチタン窒化物を含むことが予期される。チ
タン窒化物は公知の拡散バリア材料であるので、そのよ
うな膜は、接触抵抗を減少させまた良好な拡散バリア特
性を維持するという両方の意味でより明確な利点をもた
らす。従って、別個のバリア層を必要とせず、従って時
間及び材料を節約できることが予想される。
結合している有機金属前駆体の例である。そのような状
況において、前駆体の一部を転化してチタン窒化物を形
成し、これにより、蒸着された膜をチタン窒化物相及び
ＴｉＳｉ2相のほぼ均質な混合物とする。そのような状
況においては、蒸着された膜が、約８０％のＴｉＳｉx
及び２０％のチタン窒化物を含むことが予期される。チ
タン窒化物は公知の拡散バリア材料であるので、そのよ
うな膜は、接触抵抗を減少させまた良好な拡散バリア特
性を維持するという両方の意味でより明確な利点をもた
らす。従って、別個のバリア層を必要とせず、従って時
間及び材料を節約できることが予想される。
【００１４】上の反応は以下のように示される。
【００１５】Ｔｉ（ＮＲ2）4 ＋ ＳｉＨ4 →ＴｉＳｉx
＋ ＴｉＳｉyＮ1-y ＋ 有機副生物 上式中、ｘは多くの場合において２であり、ｙは０から
１である。有機副生物は、キャリアガス及び未反応ガス
と共にほとんど排出され、蒸着された膜の問題となる程
の割合を構成しないものと予想される。
＋ ＴｉＳｉyＮ1-y ＋ 有機副生物 上式中、ｘは多くの場合において２であり、ｙは０から
１である。有機副生物は、キャリアガス及び未反応ガス
と共にほとんど排出され、蒸着された膜の問題となる程
の割合を構成しないものと予想される。
【００１６】化学蒸着反応器に供給される気体の量は、
チタン有機金属前駆体のシランに対する体積比が１：３
００から１：１０となるように選択されるのが好まし
く、約１：８０であるのが最も好ましい。
チタン有機金属前駆体のシランに対する体積比が１：３
００から１：１０となるように選択されるのが好まし
く、約１：８０であるのが最も好ましい。
【００１７】キャリアガスの流れを用いてウエーハ表面
の上の気体の分布を制御し、ウエーハ上に蒸着される膜
の良好な均一性を維持する。好ましいキャリアガスは、
ヘリウムあるいはアルゴン等の貴ガスであり、そのよう
なガスの好ましい流量は、約５０ｓｃｃｍ（１分間当た
りの標準状態における立方センチメートル）から約２，
０００ｓｃｃｍである。
の上の気体の分布を制御し、ウエーハ上に蒸着される膜
の良好な均一性を維持する。好ましいキャリアガスは、
ヘリウムあるいはアルゴン等の貴ガスであり、そのよう
なガスの好ましい流量は、約５０ｓｃｃｍ（１分間当た
りの標準状態における立方センチメートル）から約２，
０００ｓｃｃｍである。
【００１８】選択される圧力は約１５０ミリトルから約
１００トルであるのが好ましく、４００ミリトルが最も
好ましい。そのような条件は一般に、低圧化学蒸着（Ｌ
ＰＣＶＤ）と呼ばれている。選択される温度は、約１０
０°Ｃから約５００°Ｃであるのが好ましく、４００°
Ｃであるのが最も好ましい。
１００トルであるのが好ましく、４００ミリトルが最も
好ましい。そのような条件は一般に、低圧化学蒸着（Ｌ
ＰＣＶＤ）と呼ばれている。選択される温度は、約１０
０°Ｃから約５００°Ｃであるのが好ましく、４００°
Ｃであるのが最も好ましい。
【００１９】約６リットルのＣＶＤ反応器を用いる場合
には、チタン有機金属前駆体の好ましい流量は約２ｓｃ
ｃｍから約５０ｓｃｃｍであり、ＳｉＨ4の好ましい流
量は約１００ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍである。
約５ｓｃｃｍのチタン有機金属前駆体の流量、及び約４
００ｓｃｃｍのＳｉＨ4の流量が最も好ましい。上述の
如き条件におけるヘリウムあるいはアルゴンの流量は１
５０ｓｃｃｍであるのが好ましく、温度及び圧力は４０
０°Ｃ及び４００ミリトルにそれぞれ維持される。その
ような条件においては、所望の膜は概算で、１分間当た
り約５０オングストロームから約１００オングストロー
ムの割合で蒸着される。蒸着された膜の好ましい厚み
は、約２００オングストロームから約１０００オングス
トロームである。
には、チタン有機金属前駆体の好ましい流量は約２ｓｃ
ｃｍから約５０ｓｃｃｍであり、ＳｉＨ4の好ましい流
量は約１００ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍである。
約５ｓｃｃｍのチタン有機金属前駆体の流量、及び約４
００ｓｃｃｍのＳｉＨ4の流量が最も好ましい。上述の
如き条件におけるヘリウムあるいはアルゴンの流量は１
５０ｓｃｃｍであるのが好ましく、温度及び圧力は４０
０°Ｃ及び４００ミリトルにそれぞれ維持される。その
ような条件においては、所望の膜は概算で、１分間当た
り約５０オングストロームから約１００オングストロー
ムの割合で蒸着される。蒸着された膜の好ましい厚み
は、約２００オングストロームから約１０００オングス
トロームである。
【００２０】図３は、本発明に従って処理されたウエー
ハ５０を示している。ウエーハ５０はバルク基板５２を
備えており、該バルク基板にはアクティブ領域５４が形
成されている。ＢＰＳＧが支配的である絶縁層５６が設
けられ、かつエッチングされてコンタクトオープニング
５８を形成している。上述の技術によって、ＴｉＳｉx
の層６０が輪郭に合致して設けられ、領域５４と極めて
良好に接触している。チタン有機金属前駆体がＮに結合
している場合には、領域６０もＴｉＮ型の相を備える。
ハ５０を示している。ウエーハ５０はバルク基板５２を
備えており、該バルク基板にはアクティブ領域５４が形
成されている。ＢＰＳＧが支配的である絶縁層５６が設
けられ、かつエッチングされてコンタクトオープニング
５８を形成している。上述の技術によって、ＴｉＳｉx
の層６０が輪郭に合致して設けられ、領域５４と極めて
良好に接触している。チタン有機金属前駆体がＮに結合
している場合には、領域６０もＴｉＮ型の相を備える。
【００２１】この時点において、蒸着されたＴｉＳｉx
膜をアニールし、アクティブ領域５４からケイ素を膜に
導入し、これにより、より良好な相互接続を行わせて接
触抵抗を低下させるのが望ましい。そのようなアニール
を行うための好ましい雰囲気は、Ｎ2又はＮＨ3等の窒素
を含む雰囲気である。その後導電層を施してエッチング
を行うことができる。
膜をアニールし、アクティブ領域５４からケイ素を膜に
導入し、これにより、より良好な相互接続を行わせて接
触抵抗を低下させるのが望ましい。そのようなアニール
を行うための好ましい雰囲気は、Ｎ2又はＮＨ3等の窒素
を含む雰囲気である。その後導電層を施してエッチング
を行うことができる。
【図１】上の「従来の技術」の項で議論した従来技術の
ウエーハの概略的な断面図である。
ウエーハの概略的な断面図である。
【図２】上の「従来の技術」の項で議論した従来技術の
別のウエーハの概略的な断面図である。
別のウエーハの概略的な断面図である。
【図３】本発明に従って処理された半導体ウエーハの概
略的な断面図である。
略的な断面図である。
１０ 半導体ウエーハ １２ バルク基板 １２ａ 基板 １４ アクティブ領域 １４ａ アクティブ領域 １６ 絶縁層 １８ コンタクトオープニング １８ａ コンタクトオープニング ２０ チタンの薄層 ２２ ＴｉＳｉx領域 ５０ ウエーハ ５２ バルク基板 ５４ アクティブ領域 ５６ 絶縁層 ５８ コンタクトオープニング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グルテジ・エス・サンデュー アメリカ合衆国アイダホ州83706，ボイス, イースト・グローススター・ストリート 2439
Claims (28)
- 【請求項１】 化学蒸着反応器の中で半導体ウエーハの
上に合致するＴｉＳｉx相を形成するための化学蒸着法
において、 ウエーハを反応器の中に設ける段階と、 選択した量のガス状のチタン有機金属前駆体、ガス状の
シラン及びキャリアガスを前記反応器の中に注入する段
階と、 前記前駆体及びシランを反応させ、ＴｉＳｉxから成る
膜を前記ウエーハに蒸着させるに効果的な選択された圧
力及び選択された温度に前記反応器を維持する段階とを
備える化学蒸着法。 - 【請求項２】 請求項１の化学蒸着法において、チタン
有機金属前駆体のシランに対する容積比が１：３００か
ら１：１０になるように、前記気体の量を選択すること
を特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項３】 請求項２の化学蒸着法において、チタン
有機金属前駆体のシランに対する容積比が１：８０にな
るように、前記気体の量を選択することを特徴とする化
学蒸着法。 - 【請求項４】 請求項１の化学蒸着法において、前記選
択された温度が約１００°Ｃから約５００°Ｃであり、
また前記選択された圧力が約１５０ミリトルから約１０
０トルであることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項５】 請求項４の化学蒸着法において、前記選
択された温度が約４００°Ｃであり、また前記選択され
た圧力が約４００ミリトルであることを特徴とする化学
蒸着法。 - 【請求項６】 請求項１の化学蒸着法において、前記キ
ャリアガスが、少なくとも１つの貴ガスを含み、前記キ
ャリアガスの量が約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃ
ｍであることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項７】 請求項１の化学蒸着法において、前記気
体の量は、チタン有機金属前駆体のシランに対する体積
比が１：３００から１：１０になるように選択され、前
記キャリアガスは、約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓｃ
ｃｍの流量で供給され、 前記選択された温度が約１００°Ｃから約５００°Ｃで
あり、前記選択された圧力が約１５０ミリトルから約１
００トルであることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項８】 請求項１の化学蒸着法において、前記反
応器の中の気体が反応し、前記ウエーハにＴｉＳｉx及
びＴｉＮの混合物から成る膜を蒸着させることを特徴と
する化学蒸着法。 - 【請求項９】 請求項１の化学蒸着法において、前記蒸
着されたＴｉＳｉxの膜をアニールして前記ウエーハか
らケイ素を取り込み、これにより接触抵抗を低下させる
段階を更に備えることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１０】 請求項９の化学蒸着法において、前記
アニールを、Ｎ2又はＮＨ3を支配的に含む雰囲気中で実
行することを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１１】 請求項１の化学蒸着法において、前記
チタン有機金属前駆体がＴｉ（ＮＲ2）4から本質的にな
り、Ｒが、Ｈと炭素含有基とから成る群から選択される
ことを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１２】 請求項１１の化学蒸着法において、チ
タン有機金属前駆体のシランに対する体積比が１：３０
０から１：１０になるように、前記気体の量を選択する
ことを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１３】 請求項１１の化学蒸着法において、前
記選択された温度が約４００°Ｃであり、また前記選択
された圧力が約４００ミリトルであることを特徴とする
化学蒸着法。 - 【請求項１４】 請求項１１の化学蒸着法において、チ
タン有機金属前駆体のシランに対する体積比が１：３０
０から１：１０になるように、前記気体の量が選択さ
れ、前記選択された温度が約４００°Ｃであり、また前
記選択された圧力が約４００ミリトルであることを特徴
とする化学蒸着法。 - 【請求項１５】 請求項１１の化学蒸着法において、前
記キャリアガスが、少なくとも１つの貴ガスを含み、前
記キャリアガスの量が約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓ
ｃｃｍであることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１６】 請求項１１の化学蒸着法において、前
記チタン有機金属前駆体がＴｉ（Ｎ（Ｃ2Ｈ5）2）4から
成ることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１７】 請求項１１の化学蒸着法において、前
記蒸着されたＴｉＳｉxの膜をアニールして前記ウエー
ハからケイ素を取り込み、これにより接触抵抗を低下さ
せる段階を更に備えることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１８】 請求項１の化学蒸着法において、前記
チタン有機金属前駆体がＴｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4から成
ることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項１９】 請求項１８の化学蒸着法において、チ
タン有機金属前駆体のシランに対する容積比が１：３０
０から１：１０になるように、前記気体の量を選択する
ことを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２０】 請求項１８の化学蒸着法において、前
記選択された温度が約４００°Ｃであり、また前記選択
された圧力が約４００ミリトルであることを特徴とする
化学蒸着法。 - 【請求項２１】 請求項１８の化学蒸着法において、チ
タン有機金属前駆体のシランに対する体積比が１：３０
０から１：１０になるように、前記気体の量が選択さ
れ、前記選択された温度が約４００°Ｃであり、また前
記選択された圧力が約４００ミリトルであることを特徴
とする化学蒸着法。 - 【請求項２２】 請求項１８の化学蒸着法において、前
記キャリアガスが、少なくとも１つの貴ガスを含み、前
記キャリアガスの量が約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓ
ｃｃｍであることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２３】 請求項１８の化学蒸着法において、前
記蒸着されたＴｉＳｉxの膜をアニールして前記ウエー
ハからケイ素を取り込み、これにより接触抵抗を低下さ
せる段階を更に備えることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２４】 化学蒸着反応器の中で半導体ウエーハ
の上に合致するＴｉＳｉx相を形成するための化学蒸着
法において、 ウエーハを反応器の中に設ける段階と、 選択した量のガス状のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体、ガス状の
シラン及びキャリアガスを前記反応器の中に注入し、前
記ＲをＨと炭素含有基とから成る群から選択し、Ｔｉ
（ＮＲ2）4のシランに対する体積比が１：３００から
１：１０となる量のＴｉ（ＮＲ2）4前駆体及びシランを
供給し、前記キャリアガスの量を約５０ｓｃｃｍから約
２０００ｓｃｃｍとし、前記キャリアガスを少なくとも
１つの貴ガスを含む段階と、 前記前駆体及びシランを反応させ、ＴｉＳｉx及びＴｉ
Ｎの混合物から成る膜を前記ウエーハに蒸着させるに効
果的な選択された圧力及び選択された温度に前記反応器
を維持し、前記記選択された温度を約１００°Ｃから約
５００°Ｃとし、また前記選択された圧力を約１５０ミ
リトルから約１００トルとする段階とを備える化学蒸着
法。 - 【請求項２５】 請求項２４の化学蒸着法において、Ｔ
ｉ（ＮＲ2）4前駆体のシランに対する体積比が１：８０
になるように前記気体の量を選択し、前記キャリアガス
の量が約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍとするこ
とを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２６】 請求項２４の化学蒸着法において、前
記蒸着されたＴｉＳｉxの膜をアニールして前記ウエー
ハからケイ素を取り込み、これにより接触抵抗を低下さ
せる段階を更に備えることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２７】 請求項２４の化学蒸着法において、前
記Ｔｉ（ＮＲ2）4前駆体がＴｉ（Ｎ（ＣＨ3）2）4から
本質的に成ることを特徴とする化学蒸着法。 - 【請求項２８】 請求項２７の化学蒸着法において、Ｔ
ｉ（ＮＲ2）4前駆体のシランに対する体積比が１：８０
になるように前記気体の量を選択し、前記キャリアガス
の量が約５０ｓｃｃｍから約２０００ｓｃｃｍとするこ
とを特徴とする化学蒸着法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/789,585 US5278100A (en) | 1991-11-08 | 1991-11-08 | Chemical vapor deposition technique for depositing titanium silicide on semiconductor wafers |
| US789585 | 1991-11-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05226269A true JPH05226269A (ja) | 1993-09-03 |
| JPH0773102B2 JPH0773102B2 (ja) | 1995-08-02 |
Family
ID=25148080
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4298848A Expired - Fee Related JPH0773102B2 (ja) | 1991-11-08 | 1992-11-09 | 半導体ウエーハにチタンケイ化物を蒸着させるための化学蒸着技術 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5278100A (ja) |
| JP (1) | JPH0773102B2 (ja) |
| DE (1) | DE4237587C2 (ja) |
Families Citing this family (513)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5384289A (en) * | 1993-06-17 | 1995-01-24 | Micron Semiconductor, Inc. | Reductive elimination chemical vapor deposition processes utilizing organometallic precursor compounds in semiconductor wafer processing |
| ZA956968B (en) * | 1994-08-22 | 1996-03-29 | Kinetic Concepts Inc | Wound drainage equipment |
| EP0732731A3 (en) * | 1995-03-13 | 1997-10-08 | Applied Materials Inc | Treatment of a layer of titanium nitride to improve resistance to high temperatures |
| GB9523253D0 (en) * | 1995-11-14 | 1996-01-17 | Mediscus Prod Ltd | Portable wound treatment apparatus |
| US5846881A (en) * | 1995-12-28 | 1998-12-08 | Micron Technology, Inc. | Low cost DRAM metallization |
| US5730835A (en) * | 1996-01-31 | 1998-03-24 | Micron Technology, Inc. | Facet etch for improved step coverage of integrated circuit contacts |
| US5728619A (en) * | 1996-03-20 | 1998-03-17 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Selective reactive Ion etch (RIE) method for forming a narrow line-width high aspect ratio via through an integrated circuit layer |
| US5760434A (en) * | 1996-05-07 | 1998-06-02 | Micron Technology, Inc. | Increased interior volume for integrated memory cell |
| US6313035B1 (en) | 1996-05-31 | 2001-11-06 | Micron Technology, Inc. | Chemical vapor deposition using organometallic precursors |
| US5856236A (en) | 1996-06-14 | 1999-01-05 | Micron Technology, Inc. | Method of depositing a smooth conformal aluminum film on a refractory metal nitride layer |
| US5916634A (en) * | 1996-10-01 | 1999-06-29 | Sandia Corporation | Chemical vapor deposition of W-Si-N and W-B-N |
| KR19980060611A (ko) * | 1996-12-31 | 1998-10-07 | 김영환 | 티타늄 실리사이드 제조방법 |
| KR100229439B1 (ko) * | 1997-01-15 | 1999-11-01 | 정명식 | 반도체 소자용 확산방지막 제조 방법 |
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| US5911113A (en) | 1997-03-18 | 1999-06-08 | Applied Materials, Inc. | Silicon-doped titanium wetting layer for aluminum plug |
| US7759538B2 (en) * | 1997-05-27 | 2010-07-20 | Wilhelm Fleischmann | Process and device for application of active substances to a wound surface |
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