JPH0715990B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0715990B2 JPH0715990B2 JP60201009A JP20100985A JPH0715990B2 JP H0715990 B2 JPH0715990 B2 JP H0715990B2 JP 60201009 A JP60201009 A JP 60201009A JP 20100985 A JP20100985 A JP 20100985A JP H0715990 B2 JPH0715990 B2 JP H0715990B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の構造に関係し、特に大規模集積
回路(VLSI)装置において、絶縁膜にBPSG膜を用いた際
の金属電極の構造に関するものである。
回路(VLSI)装置において、絶縁膜にBPSG膜を用いた際
の金属電極の構造に関するものである。
第2図は絶縁膜にシリコンの熱酸化膜とリン(P)を含
むシリコン酸化膜(PSG)を、配線用金属膜としてシリ
コンを含むアルミを用いた従来の金属電極配線構造の断
面図を示し、以下これを用いて従来の方法を説明する。
むシリコン酸化膜(PSG)を、配線用金属膜としてシリ
コンを含むアルミを用いた従来の金属電極配線構造の断
面図を示し、以下これを用いて従来の方法を説明する。
まず図に示す様に、シリコン基板(1)の主面上にシリ
コン酸化膜(3)及びPSG膜(8)を形成した後、写真
製版・エッチング法によって選択的にコンタクト穴
(7)を形成する。続いてイオン注入法・熱拡散法を用
いてシリコン基板の表面付近に不純物層(2)を形成す
る。
コン酸化膜(3)及びPSG膜(8)を形成した後、写真
製版・エッチング法によって選択的にコンタクト穴
(7)を形成する。続いてイオン注入法・熱拡散法を用
いてシリコン基板の表面付近に不純物層(2)を形成す
る。
最後にスパッタ法・CVD法等を用いてシリコンを含むア
ルミニウム膜(6)を形成し、熱処理を行ってこのアル
ミニウム膜(6)のシンタを行う。
ルミニウム膜(6)を形成し、熱処理を行ってこのアル
ミニウム膜(6)のシンタを行う。
絶縁膜にPSG膜が用いられる従来の半導体装置では、第
4図に示す様に素子の微細化に伴う回路パターンのアス
ペクト比(パターンニングピッチに対する膜厚の比)が
増加するに従い、良好な平坦化を行う為には熱処理温度
を上げるかリンの含有量をふやす必要が生じるが、前者
は素子内の不純物分布に影響を与え、後者は耐湿性を劣
化させるという問題がある。この為従来の処理温度にお
いてより粘性の低いBPSGが次材料として注目されて来た
が、BPSGを絶縁膜に用いて第2図に示す様な従来の構造
をとると、第3図に示す様にBPSG中のボロンがコンタク
ト穴底部のシリコン基板表面付近またはシリコンを含む
アルミ膜(6)中に拡散しアルミ中のシリコンの動きを
助長する為に、熱処理後シリコン基板と電極の界面に多
量のシリコン(9)が、固相エピタキシャル成長により
析出し、接触抵抗が1〜2桁程度大きくなるという問題
があった。
4図に示す様に素子の微細化に伴う回路パターンのアス
ペクト比(パターンニングピッチに対する膜厚の比)が
増加するに従い、良好な平坦化を行う為には熱処理温度
を上げるかリンの含有量をふやす必要が生じるが、前者
は素子内の不純物分布に影響を与え、後者は耐湿性を劣
化させるという問題がある。この為従来の処理温度にお
いてより粘性の低いBPSGが次材料として注目されて来た
が、BPSGを絶縁膜に用いて第2図に示す様な従来の構造
をとると、第3図に示す様にBPSG中のボロンがコンタク
ト穴底部のシリコン基板表面付近またはシリコンを含む
アルミ膜(6)中に拡散しアルミ中のシリコンの動きを
助長する為に、熱処理後シリコン基板と電極の界面に多
量のシリコン(9)が、固相エピタキシャル成長により
析出し、接触抵抗が1〜2桁程度大きくなるという問題
があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、大規模集積回路における回路パターンの良好
な平坦化を行うとともに、低抵抗のすぐれたオーミック
接合を得る事を目的とする。
たもので、大規模集積回路における回路パターンの良好
な平坦化を行うとともに、低抵抗のすぐれたオーミック
接合を得る事を目的とする。
この発明に係わる半導体装置の構造は、第2の絶縁膜と
して特にBPSG膜を用いた素子において、バリアーメタル
として第1の金属膜を形成した後、シリコンを含むアル
ミを第2の配線用金属膜として用いる事により、シリコ
ン基板と電極間界面へのシリコン析出を防ぐようにした
ものである。
して特にBPSG膜を用いた素子において、バリアーメタル
として第1の金属膜を形成した後、シリコンを含むアル
ミを第2の配線用金属膜として用いる事により、シリコ
ン基板と電極間界面へのシリコン析出を防ぐようにした
ものである。
この発明におけるBPSG膜はアスペクト比の大きな回路パ
ターン上の凹凸を平坦化するのに有効であり、またこの
時第1の金属膜はBPSG膜中のボロンの第2の金属膜中へ
の拡散を抑制し、また第2の金属膜とシリコン基板との
間に第1の金属膜をはさむ事により、第2の金属膜中の
シリコンがコンタクト穴底部のシリコン基板表面に選択
的に固相エピタキシャル成長する現象を防止する。
ターン上の凹凸を平坦化するのに有効であり、またこの
時第1の金属膜はBPSG膜中のボロンの第2の金属膜中へ
の拡散を抑制し、また第2の金属膜とシリコン基板との
間に第1の金属膜をはさむ事により、第2の金属膜中の
シリコンがコンタクト穴底部のシリコン基板表面に選択
的に固相エピタキシャル成長する現象を防止する。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図は本発明の一実施例による半導体装置の断面図を示
す。
図は本発明の一実施例による半導体装置の断面図を示
す。
まず図に示す様に、シリコン基板(1)の主面上にシリ
コン酸化膜約1000Å(3)を熱酸化によって形成し、そ
の上部にリン5〜10%とボロン2〜5%を含むシリコン
酸化膜BPSG(4)を形成した後、写真製版・エッチング
法によって選択的にコンタクト穴(7)を形成する。次
にイオン注入法または熱拡散法を用いてシリコン基板の
表面付近に不純物拡散層(2)を形成する。
コン酸化膜約1000Å(3)を熱酸化によって形成し、そ
の上部にリン5〜10%とボロン2〜5%を含むシリコン
酸化膜BPSG(4)を形成した後、写真製版・エッチング
法によって選択的にコンタクト穴(7)を形成する。次
にイオン注入法または熱拡散法を用いてシリコン基板の
表面付近に不純物拡散層(2)を形成する。
続いて第1の金属膜(5)としてチタン−タングステン
合金、タングステン、チタン窒化物、タンタル窒化物、
モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド、チタ
ンシリサイド、タンタルシリサイド、Poly−Si膜のいず
れかをスパッタ法、CVD法などを用いて形成する。これ
らの金属はシリコン基板との接合面においてアロイ・ス
パイク現象を起こさず、低抵抗のオーミック接合が得ら
れる事、またアルミとシリコン間の良好な拡散バリアと
なる物として選ばれた。
合金、タングステン、チタン窒化物、タンタル窒化物、
モリブデンシリサイド、タングステンシリサイド、チタ
ンシリサイド、タンタルシリサイド、Poly−Si膜のいず
れかをスパッタ法、CVD法などを用いて形成する。これ
らの金属はシリコン基板との接合面においてアロイ・ス
パイク現象を起こさず、低抵抗のオーミック接合が得ら
れる事、またアルミとシリコン間の良好な拡散バリアと
なる物として選ばれた。
最後に、第2の金属膜(6)としてシリコンを含むアル
ミ、アルミ・シリコン・銅の合金の膜をスパッタ法・CV
D法などを用いて形成し、熱処理を行って金属膜のシン
タを行う。
ミ、アルミ・シリコン・銅の合金の膜をスパッタ法・CV
D法などを用いて形成し、熱処理を行って金属膜のシン
タを行う。
大規模集積回路において、パターン面上の平坦化を兼ね
た絶縁膜としてBPSG膜を用いる場合、第1図に示す構造
をとる事により、BPSG中のボロンがシリコンを含むアル
ミによって形成された第2の金属膜中へ拡散を防止し、
かつシリコン基板と金属電極界面へのシリコンの固層エ
ピタキシャル成長に起因した析出を防ぐ事が出来、具体
的には1×1μm2形状のコンタクト穴の場合でも10Ω以
下のオーミック接合を得る事が出来る。
た絶縁膜としてBPSG膜を用いる場合、第1図に示す構造
をとる事により、BPSG中のボロンがシリコンを含むアル
ミによって形成された第2の金属膜中へ拡散を防止し、
かつシリコン基板と金属電極界面へのシリコンの固層エ
ピタキシャル成長に起因した析出を防ぐ事が出来、具体
的には1×1μm2形状のコンタクト穴の場合でも10Ω以
下のオーミック接合を得る事が出来る。
以上の様に、この発明によればBPSG絶縁膜とバリアーメ
タルを組み合わせる事によって大規模集積回路における
回路パターンの微細化にもかかわらず、回路面の平坦化
を行いながらすぐれたオーミックコンタクが得られる効
果がある。
タルを組み合わせる事によって大規模集積回路における
回路パターンの微細化にもかかわらず、回路面の平坦化
を行いながらすぐれたオーミックコンタクが得られる効
果がある。
第1図はこの発明の一実施例による半導体装置の構造を
示す断面図、第2図は従来の半導体装置の断面図、第3
図は金属膜とシリコン基板界面へのシリコン析出の状態
を示す図、第4図は素子の微細化に伴う回路パターンの
スペクト比の増加を示す図である。 1……シリコン基板、2……不純物拡散層、3……酸化
膜、4……BPSG膜、5……バリアーメタル膜、6……金
属膜、7……コンタクト穴、8……PSG膜、9……析出
シリコン。
示す断面図、第2図は従来の半導体装置の断面図、第3
図は金属膜とシリコン基板界面へのシリコン析出の状態
を示す図、第4図は素子の微細化に伴う回路パターンの
スペクト比の増加を示す図である。 1……シリコン基板、2……不純物拡散層、3……酸化
膜、4……BPSG膜、5……バリアーメタル膜、6……金
属膜、7……コンタクト穴、8……PSG膜、9……析出
シリコン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 7376−4M S
Claims (1)
- 【請求項1】表面に不純物拡散層が形成されたシリコン
基板上に、上記不純物拡散層上にコンタクト穴を有する
絶縁膜として配置されたボロンとリンを含むシリコン酸
化膜と、 上記絶縁膜及びコンタクト穴にて露出された不純物拡散
層の上に配置された、チタンとタングステンとの合金、
チタン窒化膜、チタンシリサイド、タングステンシリサ
イド、タンタル窒化膜、タンタルシリサイド、モリブデ
ンシリサイド、タングステン、あるいはポリシリコンか
らなる第1の金属膜と、 上記第1の金属膜の上に配置されたシリコンを含むアル
ミまたはシリコンを含むアルミ合金からなる第2の金属
膜とを備え、 上記絶縁膜に形成されたコンタクト穴を通して上記第
1、第2の金属膜と上記シリコン基板に形成された不純
物拡散層とが電気的に接続され、上記第1の金属膜が上
記シリコン基板と上記第2の金属膜との間の相互拡散を
防ぐ拡散バリアとなるようにした事を特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60201009A JPH0715990B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 半導体装置 |
KR1019860001469A KR900001247B1 (ko) | 1985-09-11 | 1986-03-03 | 반도체 장치 |
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JP4311593A JPH06105706B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311594A JPH06105707B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311592A JPH06105705B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311595A JPH06105708B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60201009A JPH0715990B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 半導体装置 |
JP4311593A JPH06105706B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311594A JPH06105707B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311592A JPH06105705B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311595A JPH06105708B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
Related Child Applications (6)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4311594A Division JPH06105707B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP31159792A Division JPH05198790A (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311592A Division JPH06105705B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311595A Division JPH06105708B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311596A Division JPH0682829B2 (ja) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | 半導体装置の製造方法 |
JP4311593A Division JPH06105706B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
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---|---|
JPS6261358A JPS6261358A (ja) | 1987-03-18 |
JPH0715990B2 true JPH0715990B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=27529274
Family Applications (5)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60201009A Expired - Lifetime JPH0715990B2 (ja) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | 半導体装置 |
JP4311594A Expired - Lifetime JPH06105707B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311595A Expired - Lifetime JPH06105708B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311592A Expired - Fee Related JPH06105705B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
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Family Applications After (4)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP4311594A Expired - Lifetime JPH06105707B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311595A Expired - Lifetime JPH06105708B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311592A Expired - Fee Related JPH06105705B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
JP4311593A Expired - Lifetime JPH06105706B2 (ja) | 1985-09-11 | 1992-11-20 | 半導体装置 |
Country Status (2)
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---|---|
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JP (5) | JPH0715990B2 (ja) |
Families Citing this family (19)
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---|---|---|---|---|
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JP2857170B2 (ja) * | 1989-06-19 | 1999-02-10 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
EP0430702B1 (en) * | 1989-11-30 | 1999-01-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Line material, electronic device using the line material and liquid crystal display |
US5094984A (en) * | 1990-10-12 | 1992-03-10 | Hewlett-Packard Company | Suppression of water vapor absorption in glass encapsulation |
US5268333A (en) * | 1990-12-19 | 1993-12-07 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of reflowing a semiconductor device |
JP2856562B2 (ja) * | 1991-03-23 | 1999-02-10 | 山口日本電気株式会社 | 絶縁膜の検査方法 |
JP3022637B2 (ja) * | 1991-08-07 | 2000-03-21 | 日本電気株式会社 | 固体撮像装置 |
IT1252056B (it) * | 1991-11-22 | 1995-05-29 | St Microelectronics Srl | Procedimento per la realizzazione di contatti metallici ad alta stabilita' in un circuito integrato ad uno o piu' livelli di metallizzazione |
JPH05198790A (ja) * | 1992-11-20 | 1993-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
JP2684978B2 (ja) * | 1993-11-25 | 1997-12-03 | 日本電気株式会社 | 半導体装置 |
JP3583633B2 (ja) | 1998-12-21 | 2004-11-04 | シャープ株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
US6096651A (en) * | 1999-01-11 | 2000-08-01 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Key-hole reduction during tungsten plug formation |
JP3582437B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2004-10-27 | 株式会社村田製作所 | 薄膜製造方法及びそれに用いる薄膜製造装置 |
AU2001275184A1 (en) * | 2000-08-15 | 2002-02-25 | Honeywell International, Inc. | Sputtering target |
US20030227068A1 (en) * | 2001-05-31 | 2003-12-11 | Jianxing Li | Sputtering target |
US6833058B1 (en) | 2000-10-24 | 2004-12-21 | Honeywell International Inc. | Titanium-based and zirconium-based mixed materials and sputtering targets |
US20040123920A1 (en) * | 2002-10-08 | 2004-07-01 | Thomas Michael E. | Homogenous solid solution alloys for sputter-deposited thin films |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JPS543480A (en) * | 1977-06-09 | 1979-01-11 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS55108763A (en) * | 1979-01-24 | 1980-08-21 | Toshiba Corp | Schottky barrier compound semiconductor device |
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JPS6063926A (ja) * | 1983-08-31 | 1985-04-12 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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JP2992920B2 (ja) * | 1993-06-29 | 1999-12-20 | 三菱電機株式会社 | 産業用ロボットの制御装置 |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP60201009A patent/JPH0715990B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-06-07 US US07/203,445 patent/US4903117A/en not_active Expired - Lifetime
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1992
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