NL8800220A - Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht. - Google Patents

Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht. Download PDF

Info

Publication number
NL8800220A
NL8800220A NL8800220A NL8800220A NL8800220A NL 8800220 A NL8800220 A NL 8800220A NL 8800220 A NL8800220 A NL 8800220A NL 8800220 A NL8800220 A NL 8800220A NL 8800220 A NL8800220 A NL 8800220A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
layer
conductor track
metal
oxidation
top layer
Prior art date
Application number
NL8800220A
Other languages
English (en)
Original Assignee
Philips Nv
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Philips Nv filed Critical Philips Nv
Priority to NL8800220A priority Critical patent/NL8800220A/nl
Priority to EP89200134A priority patent/EP0326218A1/en
Priority to CN89100454A priority patent/CN1016297B/zh
Priority to KR1019890000785A priority patent/KR0158441B1/ko
Priority to JP1017836A priority patent/JP2664757B2/ja
Publication of NL8800220A publication Critical patent/NL8800220A/nl
Priority to US08/073,244 priority patent/US5366928A/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/28Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
    • H01L23/31Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
    • H01L23/3157Partial encapsulation or coating
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28518Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising silicides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76895Local interconnects; Local pads, as exemplified by patent document EP0896365
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/015Capping layer
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/902Capping layer

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

* * PHN 12.410 1 N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.
Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleidermrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt aangebracht.
De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderlichaam met een oppervlak waaraan een halfgeleidergebied en een dat gebied omgevend veldoxydegebied grenzen, op welk oppervlak een 5 metaallaag wordt aangebracht waarin een geleiderspoor wordt gevormd, . waarna over het geleiderspoor een isolerende laag siliciumoxyde op het oppervlak wordt gedeponeerd.
Het geleiderspoor kan zo worden aangebracht dat het zich zowel boven het halfgeleidergebied als boven het veldoxydegebied 10 uitstrekt en daarbij kontakt maakt met het halfgeleidergebied. Het geleiderspoor maakt dan bijvoorbeeld kontakt met een aan- of afvoerzone van een veldeffekttransistor die is aangebracht in het halfgeleidergebied. Het geleiderspoor kan dan verder, via een koRtaktvenster in de over het geleiderspoor gedeponeerde isolerende laag 15 siliciumoxyde, verbonden worden met een metalliseringslaag die wordt aangebracht op de isolerende laag siliciumoxyde. Ook kan het geleiderspoor verder verbonden worden met een geleiderspoor van polykristallijn silicium dat eveneens kan worden aangebracht op het oppervlak van het halfgeleiderlichaam. Beide geleidersporen kunnen dan 20 bedekt worden met de isolerende laag siliciumoxyde.. Aldus kan bijvoorbeeld een aan- of afvoerzone van een veldeffekttransistor die is aangebracht in het halfgeleidergebied worden verbonden met een poortelektrode van een andere in het halfgeleiderlichaam aan te brengen veldeffekttransistor. Het geleiderspoor kan echter ook zo worden 25 aangebracht dat het zich alleen boven het veldoxyde of alleen boven het halfgeleidergebied uitstrekt. Ook in deze gevallen kan het gebruikt worden om verschillende interconnecties tot stand te brengen.
Uit de Europese Octrooiaanvrage Nr. 190 070 is een werkwijze van de m de aanhef genoemde soort bekend, waarbij het 30 geleiderspoor wordt gevormd in een laag titaan, vanadium, chroom, zirconium, niobium, molybdeen, hafnium, tantaal of wolfraam. De isolerende laag siliciumoxyde kan over het geleiderspoor op het .8800220
V
Λ ΡΗΝ 12.410 2 oppervlak van het halfgeleiderlichaam gedeponeerd worden op een van de bekende manieren voor depositie van siliciumoxyde.
Het blijkt in de praktijk dat zich bij toepassing van de bekende werkwijze problemen kunnen voordoen. Zo kan het met 5 siliciumoxyde bedekte geleiderspoor een elektrische weerstand vertonen die veel groter is dan die welke men van een dergelijk metaalspoor op grond van zijn eigenschapppen zou verwachten. Ook blijkt in sommige gevallen dat het geleiderspoor dan geheel onderbroken is. Deze problemen doen zich vooral voor als de laag siliciumoxyde wordt gedeponeerd met 10 behulp van een depositieproces waarmee een goede stapbedekking kan worden gerealiseerd. Bij de fabrikage van halfgeleiderinrichtingen met schakelelementen, zoals veldeffekttransistoren, met sub-micron afmetingen is een dergelijk depositieproces echter zeer noodzakelijk.
Met de uitvinding wordt onder meer beoogd de in de aanhef 15 genoemde werkwijze zo te verbeteren, dat op een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam een laag siliciumoxyde kan worden gedeponeerd met behulp van een depositieproces waarmee een goede stapbedekking kan worden gerealiseerd, zonder dat daarbij het geleiderspoor de genoemde slechte elektrische eigenschappen krijgt.
20 Daartoe heeft de werkwijze volgens de uitvinding als kenmerk, dat voordat de laag siliciumoxyde wordt aangebracht over het geleiderspoor, dit spoor wordt voorzien van een toplaag van een oxydatieremmend materiaal.
De uitvinding berust op het inzicht, dat een 25 geleiderspoor van titaan, vanadium, chroom, zirconium, niobium, molybdeen, hafnium, tantaal of wolfraam tijdens depositie van een laag siliciumoxyde met behulp van een depositieproces waarmee een goede stapbedekking kan worden gerealiseerd gemakkelijk oxydeert. Tijdens een dergelijk proces wordt het halfgeleiderlichaam verhit op een temperatuur 30 die boven 650°C ligt terwijl over het halfgeleiderlichaam een siliciumhoudend gasmengsel wordt geleid, dat in de praktijk altijd oxyderende bestanddelen bevat; of in de vorm van een verontreiniging met zuurstof of in de vorm van een zuurstofverbinding zoals bijvoorbeeld in een gasmengsel met dichloorsilaan. Onder dergelijke omstandigheden 35 oxyderen de genoemde metalen gemakkelijk. Bij veel lagere temperaturen, die onder 450°C liggen, gebeurt dit praktisch niet, maar bij deze temperaturen kan geen laag siliciumoxyde met een goede stapbezetting . 8800220 ï ψ- PHN 12.410 3 worden gedeponeerd. Door genoemde oxydatie kan het geleiderspoor zodanig worden aangetast dat het een zeer hoge electrische weerstand of zelfs een totale onderbreking vertoont.
Door de maatregel volgens de uitvinding wordt genoemde 5 oxydatie van het geleiderspoor tijdens depositie van de isolerende laag siliciumoxyde tegengegaan.
De oxydatieremmende toplaag kan vervaardigd worden van siliciumnitride of siliciumoxyde. Om de hiervoor reeds genoemde redenen dienen deze lagen echter bij lage temperatuur te worden gedeponeerd.
10 Zoals bijvoorbeeld met behulp van een plasmadepositieproces. Dergelijke lagen vertonen echter een slechte stapbedekking.
Een voorkeursuitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat het geleiderspoor wordt voorzien van een toplaag van amorf silicium als oxydatieremmende toplaag. Een 15 dergelijke laag amorf silicium kan gemakkelijk, bij relatief lage temperatuur enmet een goede stapbedekking worden gedeponeerd met behulp van een sputterdepositieproces of met behulp van een depositieproees waarbij het amorfe silicium wordt neergeslagen vanuit een damp die monosilaan bevat. In het laatste geval fungeert het 20 metaaloppervlak als katalysator voor de ontladingsreaktie van monosilaan, die daardoor bij een temperatuur van minder dan 450° C verlopen kan. Deze processen worden in de praktijk uitgevoerd onder zulke omstandigheden, dat de hiervoor genoemde metalen daarbij niet oxyderen. Het blijkt verder, dat de toplaag van amorf silicium tijdens 25 de depositie van het siliciumoxyde over het geleiderspoor zelf praktisch niet oxydeert. Ook blijkt dat deze toplaag zo dicht is, dat een oxydatie van het onderliggende metaal in de praktijk niet valt waar te nemen.
Bij voorkeur wordt het geleiderspoor, volgens de uitvinding, voorzien van een toplaag van amorf silicium met een dikte 30 van tenminste 3 nm. Het blijkt dat een laag amorf silicium met genoemde minimale dikte de eronder liggende metaallaag afdoende tegen oxydatie beschermt.
Een werkwijze waarbij, volgens de uitvinding, het geleiderspoor op zeer praktische wijze wordt voorzien van zijn toplaag, 35 heeft als kenmerk, dat het geleiderspoor wordt voorzien van de toplaag, door op de, op het oppervlak aangebrachte metaallaag een laag van het oxydatieremmende materiaal aan te brengen en door daarna beide op elkaar 8800220 f PHN 12.410 4 liggende lagen in eenzelfde, met het geleiderspoor overeenkomend patroon te etsen. Zowel de laag metaal als de laag oxydatieremmend materiaal kunnen met behulp van een sputterdepositieproces worden gedeponeerd. Beide lagen kunnen eventueel in eenzelfde machine tijdens een enkele 5 processtap worden gedeponeerd.
Verder wordt bij voorkeur eerst de laag van het oxydatieremmende materiaal in patroon geëtst, waarna de eronder liggende metaallaag in hetzelfde patroon wordt geëtst onder maskering van het patroon in de laag oxydatieremmend materiaal. De toplaag vormt 10 dan een zeer dun masker met een dikte van bijvooarbeeld 5 nm, waardoor de onderliggende metaallaag door de openingen in dit masker goed bevochtigd kan worden door een vloeibaar etsmiddel. Hierdoor kunnen bijvoorbeeld relatief smalle geleidersporen worden gerealiseerd die op minder dan een pm van elkaar zijn gelegen. De laag metaal kan 15 bijvoorbeeld zeer selectief ten opzichte van een toplaag van amorf silicium worden geëtst in een oplossing van waterstofperoxyde.
Bij voorkeur wordt verder het geleiderspoor gevormd in een laag wolfraam waaraan titaan en stikstof worden toegevoegd. Door toevoeging van stikstof aan het mengsel van wolfraam en titaan 20 wordt laterale oxydatie van de metaallaag tijdens de depositie van de laag siliciumoxyde sterk tegengegaan. Zonder deze toevoeging zou het geleiderspoor aan zijn niet door de toplaag bedekte zijden veel sterker worden geoxydeerd dan met deze toevoeging. Het geleiderspoor zou dan ook een rafelige rand vertonen, hetgeen door de toevoeging van stikstof 25 eveneens vermeden is.
De uitvinding wordt in het navolgende, bij wijze van voorbeeld nader toegelicht aan de hand van een tekening. Hierin tonen:
Fig. 1 tot en met 8 schematisch en in dwarsdoorsnede enkele achtereenvolgende stadia van vervaardiging van een 30 halfgeleiderinrichting die wordt gemaakt met behulp van de werkwijze volgens de uitvinding.
De figuren 1 tot en met 8 tonen schematisch enkele achtereenvolgende stadia van vervaardiging van een halfgeleiderinrichting die wordt gemaakt met behulp van de werkwijze 35 volgens de uitvinding. Hierbij wordt uitgegaan van een halfgeleiderlichaam 1 met een oppervlak 2 waaraan een p-type-geleidend silicium halfgeleidergebied 3 en aan dat gebied omgevend veldoyxdegebied .8800220
V
f ΡΗΝ 12.410 5 4 grenzen. Het veldoxydegebied 4 kan op gebruikelijke wijze door locale oxydatie van silicum verkregen worden. Ook kan het worden gevormd door een in het lichaam geëtste groef te vullen met siliciumoxyde. Het oppervlak 2 kan zoals in dit voorbeeld boven het halfgeleidergebied 3 en 5 boven het veldoxydegebied 4 op eenzelfde niveau liggen, het kan echter boven het veldoxydegebied 4 ook hoger liggen dan boven het halfgleidergebied 3. In het eerste, getekende geval spreekt men wel van verzonken veldoxyde.
In de tekening is een enkel halfgeleidergebied 3 dat is 10 omgeven door een veldoxydegebied 4 getekend, in de praktijk echter kan een halfgeleiderlichaam zeer veel van dergelijke gebieden bevatten. Elk van deze gebieden kan dan bijvoorbeeld een schakelelement zoals een veldeffekttransistor bevatten. In het hier te geven voorbeeld wordt in het halfgeleidergebied 3 een veldeffekttransistor aangebracht.
15 Op het oppervlak 2 wordt, op gebruikelijke wijze, een door een laag poortoxyde 5, van het halfgeleidergebied 3 geïsoleerde poortelektrode 6 van polykristallijn silicium aangebracht. In de tekening is eveneens een geleiderspoor 7 van polykristallijn silicium weergegeven dat op het veldoxydegebied 4 ligt. Dit geleiderspoor 7 vormt 20 bijvoorbeeld de poortelektrode van een veldeffekttransistor die wordt aangebracht in een naburig halfgeleidergebied. Na het aanbrengen van de poortelektrode 6 en het geleiderspoor 7 worden door een gebruikelijke implantatie met BF2+-ionen met een energie van circa 55 keV en een dosis van circa 2,101^ ionen per cm^ halfgeleiderzones 8 en 9 25 gevormd. Hierbij dienen de poortelektrode 6 en het veldoxydegebied 4 als implantatiemasker. De halfgeleiderzones 8 en 9 kunnen nu worden gebruikt als aan- en afvoerzone van de veldeffekttransistor. Na de vorming van de halfgeleiderzones 8 en 9 worden de poortelektrode 6 en het geleiderspoor 7 van een randisolatie 10 voorzien door op het gehele lichaam 1 een laag 30 siliciumoxyde te deponeren en door deze laag vervolgens zo lang aan een anisotrope etsbehandeling te onderwerpen dat van deze laag nog slechts de randisolatie 10 resteert.
Om de halfgeleiderzones 8 en 9 met een lage elektrische weerstand te kunnen kontakteren worden deze zones 8 en 9 bij voorkeur 35 voorzien van een toplaag 12 van een metaalsilicide. Dit wordt gedaan door het gehele lichaam 1 te bedekken met een laag metaal 11 dat met silicium een silicide kan vormen, in dit voorbeeld met een circa 40 nm .8800220 •i ΐ PHN 12.410 6 dikke laag titaan, waarna het substraat 1 in een stikstofatmosfeer gedurende 10 sec. wordt verhit op 650°C. Daar waar de metaallaag 11 met silicium in aanraking is, wordt titaansilicide gevormd, daar waar de metaallaag 11 op siliciumoxyde ligt, wordt genitrideerd titaan 5 gevormd. In een oplossing van ammonia, waterstofperoxide in water wordt vervolgens het gevormde genitrïdeerde titaan verwijderd. Daarna wordt het substraat 1 in een stikstofatmosfeer nog 10 sec. verhit op 850°C. Daarna zijn de halfgeleiderzones 8 en 9, de poortelektrode 6 en de geleider van polykristallijn silicium 7 voorzien van een stabiele 10 toplaag 12 van titaansilicide met een weerstand van 2,5 - 3,5 ohm per vierkant. De randisolatie 10 van de poortelektrode 6 en van de geleider 7 en het veldoxydegebied 4 zijn vrij van titaansilicide.
Na de vorming van de toplaag 12 van titaansilicide wordt op het oppervlak 2 van het halfgeleiderlichaam, waaraan de in het 15 halfgeleidergebied 3 gevormde halfgeleiderzones 8 en 9 en het veldoxydegebied 4 grenzen en waarop in het voorbeeld al de poortelektrode 6 en de geleider van polykristallijn silicium 7 zijn aangebracht een metaal geleiderspoor 17, 18 aangebracht. Over het geleiderspoor 17,18 wordt een isolerende laag siliciumoxyde 19 op het 20 oppervlak 2 gedeponeerd. In de figuren 7 en 8 zijn twee metalen geleidersporen 17 en 18 aangegeven. Het geleiderspoor 17 strekt zich zowel boven de halfgeleiderzone 8, boven het veldoxydegebied 4 als boven de polykristallijne geleider 7 uit en verbindt de halfgeleiderzone 8 met de geleider 7. Het geleiderspoor 18 strekt zich uit boven de 25 halfgeleiderzone 8 en het veldoxydegebied 4 en is via een venster 20 in de laag siliciumoxyde 19 en een in het venster 20 aangebrachte metaalprop 21 verbonden met een op de laag siliciumoxyde 19 aangebrachte verdere geleider 22.
Het metalen geleiderspoor 17,18 wordt op het oppervlak 2 30 gevormd door op het oppervlak 2 een metaallaag 13 te deponeren en door deze daarna in een met het geleiderspoor 17, 18 overeenkomend patroon te etsen. Volgens de uitvinding wordt, voordat de laag siliciumoxyde 19 over het geleiderspoor 17, 18 wordt aangebracht, dit spoor 17, 18 voorzien van een toplaag 16 van een oxydatieremmend materiaal.
35 Voor het aanbrengen van de isolerende laag siliciumoxyde 19 moet een proces worden gebruikt waarmee een laag kan worden gedeponeerd die een zeer goede stapbedekking vertoont. Tijdens een <8800220 > PHN 12.410 7 dergelijk proces wordt het halfgeleidersubstraat 1 verhit tot een temperatuur die boven 650° ligt terwijl over het halfgeleiderlichaam een siliciumhoudend gasmengsel, zoals bijvoorbeeld tetraethoxysilaan, 31(002^)^, of een mengsel van dichloorsilaan, 5 SiH2Cl2, en zuurstof, wordt geleid. Een geleiderspoor 17, 18 van titaan, vanadium, chroom, zirconium, niobium, molybdeen, hafnium, tantaal of wolfraam of een legering daarvan oxydeert onder deze omstandigheden gemakkelijk. Zelfs in het eerste voorbeeld bevat het gasmengsel daartoe voldoende zuurstof. Een geleiderspoor van een 10 dergelijk metaal, dat, omdat het bestand is tegen hoge temperatuur, verder zeer geschikt is om onder een laag siliciumoxyde te worden aangebracht, zal dan een relatief hoge weerstand of mogelijk zelfs een elektrische onderbreking kunnen vertonen. Bij veel lagere temperaturen, die onder 450° liggen, oxyderen genoemde metalen, zelfs in een 15 oxyderend gasmengsel praktisch niet, maar bij zulke lage temperaturen kan geen laag siliciumoxyde met goede stapbedekking worden aangebracht.
Door de oxydatieremmende toplaag 16 wordt bereikt dat een laag siliciumoxyde over het geleiderspoor kan worden gedeponeerd met een zeer goede stapbedekking.
20 Bij voorkeur wordt het geleiderspoor 17, 18 volgens de uitvinding, voorzien van een toplaag 16 van amorf silicium als oxydatieremmende toplaag. Een dergelijke toplaag kan gemakkelijk worden gedeponeerd bij een temperatuur beneden 450° C met behulp van een gebruikelijk sputterdepositieproces of met behulp van een 25 depositieproces waarbij het amorfe silicium wordt neergeslagen vanuit een damp die monosilaan, SiH4, bevat. In het tweede geval fungeert het metaaloppervlak als katalysator voor de ontledingsreaktie van monosilaan, die daardoor bij een temperatuur van minder dan 450° C verlopen kan. Tijdens deze processen oxyderen de hiervoor genoemde 30 metalen niet. Het blijkt, dat de toplaag van amorf silicium tijdens de depositie van het siliciumoxyde, met behulp van een van de hiervoor genoemde processen die een goede stapbedekking vertonen, zelf praktisch niet oxydeert. Ook blijkt dat een dergelijke toplaag zo dicht is, dat een oxydatie van het eronder liggend metaal in de praktijk niet valt 35 waar te nemen.
Bij voorkeur heeft de oxydatieremmende toplaag van amorf silicium een dikte van tenminste 3 nm. Een laag met zo'n dikte beschermt .880 0220 PHN 12,410 8 het onderliggende metaal afdoende tegen oxydatie.
Het metalen geleiderspoor 17, 18 wordt voorzien van de oxydatieremmende toplaag 16, door op het oppervlak 2 van het lichaam 1 een metaallaag 13 van titaan, vanadium, chroom, zirconium, miobium, 5 molybdeen, hafnium, tantaal of wolfraam of een mengsel daarvan te deponderen bijvoorbeeld met een gebruikelijk sputterdepositieproces, waarna de metaallaag wordt bedekt met een laag 14 van het oxydatieremmende materiaal. Daarna worden beide lagen onder maskering van een op gebruikelijke wijze aangebracht fotolakmasker 15 in een met 10 het geleiderspoor 17 overeenkomend patroon geëtst. Bij voorkeur wordt daarbij eerst de laag van het oxydatieremmende materiaal 14 in dat patroon geëtst. Het dan resterende deel 16 van de laag oxydatieremmend materiaal wordt dan, na verwijdering van het fotolakmasker 15, gebruikt als maskering tijdens het etsen van de eronder liggende metaallaag 13 in 15 hetzelfde patroon. Aldus is het geleiderspoor 17 met oxydatieremmende toplaag 16 gevormd. De oxydatieremmende laag 14, die in dit voorbeeld een laag amorf silicium is, kan zeer selektief ten opzichte van de metaallaag 13 geëtst worden in een plasma dat is gevormd in een gasmengsel met tetrafluorkoolstof, CF4, en zuurstof. De laag metaal 20 13, die in dit voorbeeld een stikstof bevattende legering van titaan en wolfraam is, kan selektief ten opzichte van amorf silicium en de onder de metaallaag 13 liggende materialen metaalsilicide en siliciumoxyde geëtst worden in een oplossing van waterstofperoxyde. Omdat de laag 14 een zeer dun masker vormt, met een dikte die ligt tussen 3 en 50 nm, 25 wordt de metaallaag 13 op de onbedekte delen zeer goed bevochtigd.
Daarom kunnen geleidersporen op zeer geringe onderlinge afstanden -minder dan 1 pm - worden gerealiseerd.
De metaallaag 13 van het stikstofhoudende mengsel van titaan en wolfraam, dat titan en wolfraam in een verhouding 1:4 bevaten 30 dat verder 10 a 30 at% stikstof bevat, heeft bijvoorbeeld een dikte van 100 nm, de laag amorf silicium 14 een dikte van meer dan 3 nm. Deze laag wordt bijvoorbeeld gedeponeerd door sputteren van een target dat titaan en wolfraam in de verhouding 1:4 bevat bij een temperatuur van 150° C en een druk van mTorr in een gas met Argon en Stikstof dat 35 maximaal 25 voil.% stikstof bevat. Stikstof wordt dan voor maximaal 30 at\ in de laag ingebouwd. Door de toevoeging van stikstof in de laag 13 wordt tijdens de volgende deposities van een laag siliciumoxyde 19 over .8800220 PHN 12.410 9 het gehele substraat laterale oxydatie van de metaallaag sterk tegengegaan. Was de laterale oxydatie van de laag van het mengsel van titaan en wolfraam zonder stikstof 300 nm, dan was de laterale oxydatie van een even dikke laag van zo'n legering met stikstof slechts 140 nm.
5 De laag siliciumoxyde 19 wordt op het substraat 1 aangebracht, door dit te verhitten tot een temperatuur van circa 700°C in een gasatmosfeer van tetraethoxysilaan. Vervolgens wordt deze laag op een gebruikelijke wijze geplanariseerd. Tenslotte wordt de laag siliciumoxyde 19 voorzien van een kontaktvenster 20. Dit venster 20 ligt 10 geheel boven het geleiderspoor 18, met als bijkomend voordeel dat tijdens het etsen ervan het onderliggende veldoxyde 4 niet kan worden beschadigd omdat het geleiderspoor 18 dan als etsstop dienen kan.
Het kontaktvenster 20 wordt vervolgens op gebruikelijke wijze gevuld met metaal 21, bijvoorbeeld wolfraam, door dit selektief op 15 het geleiderspoor 18 te deponeren of door het substraat 1 geheel te bedekken met een dikke laag metaal en het daarna tot op de siliciumoxyde laag weer weg te etsen waarbij het kontaktvenster juist gevuld blijft.
Op de laag siliciumoxyde wordt een verdere metaallaag 22 van bijvoorbeeld aluminium aangebracht, die dan via het metaal 21 in het 20 kontaktvenster 20, de metaalgeleider 18 en de metaalsilicidelaag 12 elektrisch kontakt maakt met de halfgeleiderzone 9.
De metaallaag 13 waarin het geleiderspoor 17,18 wordt gevormd, wordt bij voorkeur aangebracht nadat de metaalsilicide toplaag 12 op de halfgeleiderzones 8,9 en op de polysilicium poortelektrode 6 en 25 het polysilicum geleiderspoor 7 is gevormd. De volgorde kan ook anders zijn. Zo kan bijvoorbeeld eerst, de metaallaag 13 op de metaalsilicide vormende metaalaag 11 worden aangebracht, waarna de silicidatiebehandeling wordt uitgevoerd. Deze behandeling dient dan zo te zijn, dat dè onderste metaallaag 11 een metaalsilicide vormt met 30 onderliggend silicium terwijl de bovenste metaallaag 13 daarbij niet verandert. Vervolgens kan dan het geleiderspoor gevormd worden in de bovenste metaallaag 13, waarna dan onbedekte delen van de onderliggende metaallaag 11 die niet in een metaalsilicide zijn omgezet verwijderd worden. Deze werkwijze heeft echter in tegenstelling tot de hiervoor 35 beschreven werkwijze als nadeel dat tijdens de silicidatiebehandeling silicium vanuit de halfgeleiderzones 8,9 door het reeds gevormde silicide diffundeert en met nog niet gereageerd metaal een silicide .8800220 ? PHN 12.410 10 vormt. Op deze wijze kan ook een metalsilicide gevormd worden boven siliciumoxyde, zoals bijvoorbeeld op de zij-isolaties 10 van de poortelektrode 6. Hierdoor kunnen ongewenste elektrische kortsluitingen gevormd worden. Een dergelijke overgroei van metaalsilicide is 5 voorkomen bij de werkwijze volgens de uitvinding. Daarbij wordt zoals beschreven metaalsilicide in zeer korte tijd in een stikstofatmosfeer gevormd. Op plaatsen waar geen silicium onder de metaallaag 11 aanwezig is, wordt deze omgezet in genitrideerd metaal. Dit vormt een zeer goede diffusiebarrière voor silicium, zodat de hiervoor beschreven overgroei 10 van metaalsilicide sterkt onderdrukt is. Het metaalsilicide wordt bij voorkeur gevormd met behulp van een warmtebehandeling op een temperatuur die ligt tussen 600 en 700°C gedurende een tijd tussen 5 en 20 sec. in een stikstofhoudende atmosfeer.
Het zal duidelijk zijn dat de werkwijze volgens de 15 uitvinding niet beperkt is tot het hier beschreven uitvoeringsvoorbeeld, maar dat binnen het kader van de uitvinding nog vele variaties mogelijk zijn. Zo is de vorming van een veldeffekttransistor in het halfgeleidergebied 3 beschreven, maar hier kan natuurlijk ook een ander schakelelement worden aangebracht zoals bijvoorbeeld een bipolaire 20 transistor.
. 880 0220

Claims (9)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting omvattende een halfgeleiderlichaam met een oppervlak waaraan een halfgeleidergebied en een dat gebied omgevend veldoxydegebied grenzen, op welk oppervlak een metaallaag wordt 5 aangebracht waarin een geleiderspoor wordt gevormd, waarna over het geleiderspoor een isolerende laag siliciumoxyde op het oppervlak wordt gedeponeerd, met het kenmerk, dat voordat de laag siliciumoxyde wordt aangebracht over het geleiderspoor, dit spoor wordt voorzien van een toplaag van een oxydatieremmend materiaal.
2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het geleiderspoor wordt voorzien van een toplaag van amorf silicium als oxydatieremmende toplaag.
3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het geleiderspoor wordt voorzien van een toplaag van amorf silicium met een 15 dikte van ten minste 3 nm.
4. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het geleiderspoor wordt voorzien van de toplaag, door op de, op het oppervlak aangebracht metaallaag een laag van het oxydatieremmende materiaal aan te brengen en door daarna beide op 20 elkaar liggende lagen in eenzelfde, met het geleiderspoor overeenkomend patroon te etsen.
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat eerst de laag van het oxydatieremmende materiaal in genoemd patroon wordt geëtst, waarna de eronder liggende metaallaag in hetzelfde patroon 25 wordt geëtst onder maskering van het patroon in de laag oxydatieremmend materiaal.
6. Werkwijze volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het geleiderspoor wordt gevormd in een laag van een mengsel van wolfraam en titaan waaraan stikstof wordt toegevoegd.
7. Werkwijze volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat aan het mengsel dat wolfraam en titaan in een verhouding van 1:4 bevat, 10 a30 at% stikstof wordt toegevoegd.
8. Werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat voordat de metaallaag, waarin het geleiderspoor wordt 35 gevormd, wordt aangebracht het halfgeleidergebied althans plaatselijk wordt voorzien van een toplaag van een metaalsilicide.
9. Werkwijze volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de -8800220 f % PHN 12.410 12 toplaag metaalsilicide wordt gevormd met behulp van een warmtebehandeling op een temperatuur die ligt tussen 600 en 700°C gedurende een tijd tussen 5 en 20 sec. in een stikstofhoudende atmosfeer. , 880 0220
NL8800220A 1988-01-29 1988-01-29 Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht. NL8800220A (nl)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8800220A NL8800220A (nl) 1988-01-29 1988-01-29 Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht.
EP89200134A EP0326218A1 (en) 1988-01-29 1989-01-24 Method of manufacturing a semiconductor device, in which a metal conductor track is provided on a surface of a semiconductor body
CN89100454A CN1016297B (zh) 1988-01-29 1989-01-26 半导体表面具有导线迹的半导体器件制造方法
KR1019890000785A KR0158441B1 (ko) 1988-01-29 1989-01-26 반도체 소자 제조 방법
JP1017836A JP2664757B2 (ja) 1988-01-29 1989-01-30 半導体装置の製造方法
US08/073,244 US5366928A (en) 1988-01-29 1993-06-04 Method of manufacturing a semiconductor device, in which a metal conductor track is provided on a surface of a semiconductor body

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL8800220 1988-01-29
NL8800220A NL8800220A (nl) 1988-01-29 1988-01-29 Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL8800220A true NL8800220A (nl) 1989-08-16

Family

ID=19851678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL8800220A NL8800220A (nl) 1988-01-29 1988-01-29 Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5366928A (nl)
EP (1) EP0326218A1 (nl)
JP (1) JP2664757B2 (nl)
KR (1) KR0158441B1 (nl)
CN (1) CN1016297B (nl)
NL (1) NL8800220A (nl)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5418179A (en) * 1988-05-31 1995-05-23 Yamaha Corporation Process of fabricating complementary inverter circuit having multi-level interconnection
JPH0758701B2 (ja) * 1989-06-08 1995-06-21 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US5500557A (en) * 1992-04-30 1996-03-19 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Structure and method for fabricating integrated circuits
US5444302A (en) * 1992-12-25 1995-08-22 Hitachi, Ltd. Semiconductor device including multi-layer conductive thin film of polycrystalline material
US5589417A (en) * 1993-01-12 1996-12-31 Texas Instruments, Incorporated TiSi2 /TiN clad interconnect technology
US5635426A (en) * 1993-08-26 1997-06-03 Fujitsu Limited Method of making a semiconductor device having a silicide local interconnect
WO1995023429A1 (en) * 1994-02-28 1995-08-31 National Semiconductor Corporation Providing a low resistance to integrated circuit devices
US5496750A (en) * 1994-09-19 1996-03-05 Texas Instruments Incorporated Elevated source/drain junction metal oxide semiconductor field-effect transistor using blanket silicon deposition
JP2692617B2 (ja) * 1994-12-06 1997-12-17 日本電気株式会社 半導体装置の製造方法
US5607879A (en) * 1995-06-28 1997-03-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Method for forming buried plug contacts on semiconductor integrated circuits
JP2001036080A (ja) * 1999-07-26 2001-02-09 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3859127A (en) * 1972-01-24 1975-01-07 Motorola Inc Method and material for passivating the junctions of mesa type semiconductor devices
US3806361A (en) * 1972-01-24 1974-04-23 Motorola Inc Method of making electrical contacts for and passivating a semiconductor device
US4106051A (en) * 1972-11-08 1978-08-08 Ferranti Limited Semiconductor devices
JPS5232270A (en) * 1975-09-05 1977-03-11 Hitachi Ltd Passivation film formaion by sputtering
FR2335951A1 (fr) * 1975-12-19 1977-07-15 Radiotechnique Compelec Dispositif semiconducteur a surface passivee et procede d'obtention de la structure de passivation
JPS5410668A (en) * 1977-06-25 1979-01-26 Fujitsu Ltd Production of semiconductor device
JPS5650533A (en) * 1979-10-01 1981-05-07 Hitachi Ltd Semiconductor device
US4267012A (en) * 1979-04-30 1981-05-12 Fairchild Camera & Instrument Corp. Process for patterning metal connections on a semiconductor structure by using a tungsten-titanium etch resistant layer
US4622735A (en) * 1980-12-12 1986-11-18 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Method for manufacturing a semiconductor device utilizing self-aligned silicide regions
JPS5846644A (ja) * 1981-09-14 1983-03-18 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子
JPS5877098A (ja) * 1981-10-28 1983-05-10 Toshiba Corp プログラマブル・リ−ド・オンリ・メモリ素子
JPS58119669A (ja) * 1982-01-08 1983-07-16 Seiko Epson Corp 薄膜半導体装置の製造方法
US4491860A (en) * 1982-04-23 1985-01-01 Signetics Corporation TiW2 N Fusible links in semiconductor integrated circuits
US4558507A (en) * 1982-11-12 1985-12-17 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device
JPS59111152A (ja) * 1982-12-16 1984-06-27 Sharp Corp 電子写真用感光体
US4570328A (en) * 1983-03-07 1986-02-18 Motorola, Inc. Method of producing titanium nitride MOS device gate electrode
JPS59198734A (ja) * 1983-04-25 1984-11-10 Mitsubishi Electric Corp 多層配線構造
US4567058A (en) * 1984-07-27 1986-01-28 Fairchild Camera & Instrument Corporation Method for controlling lateral diffusion of silicon in a self-aligned TiSi2 process
JPH0682839B2 (ja) * 1984-08-21 1994-10-19 セイコー電子工業株式会社 表示用パネルの製造方法
JPH063813B2 (ja) * 1984-10-08 1994-01-12 松下電器産業株式会社 薄膜トランジスタの製造方法
US4761386A (en) * 1984-10-22 1988-08-02 National Semiconductor Corporation Method of fabricating conductive non-metallic self-passivating non-corrodable IC bonding pads
EP0490877A3 (en) * 1985-01-22 1992-08-26 Fairchild Semiconductor Corporation Interconnection for an integrated circuit
US4965218A (en) * 1985-10-21 1990-10-23 Itt Corporation Self-aligned gate realignment employing planarizing overetch

Also Published As

Publication number Publication date
KR0158441B1 (ko) 1999-02-01
JPH02205343A (ja) 1990-08-15
CN1016297B (zh) 1992-04-15
CN1034826A (zh) 1989-08-16
US5366928A (en) 1994-11-22
KR890012361A (ko) 1989-08-26
JP2664757B2 (ja) 1997-10-22
EP0326218A1 (en) 1989-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0140379B1 (ko) 도전 구조체를 반도체 소자내에 선택적으로 인캡슐레이션하기 위한 방법
US4276557A (en) Integrated semiconductor circuit structure and method for making it
KR100530401B1 (ko) 저저항 게이트 전극을 구비하는 반도체 장치
US7042033B2 (en) ULSI MOS with high dielectric constant gate insulator
US6483154B1 (en) Nitrogen oxide plasma treatment for reduced nickel silicide bridging
US4332839A (en) Method for making integrated semiconductor circuit structure with formation of Ti or Ta silicide
US5170242A (en) Reaction barrier for a multilayer structure in an integrated circuit
JPH08502857A (ja) アンチヒューズ構造およびその形成方法
US5639678A (en) Method of making semiconductor device with metal silicide nitride layer and metal silicide
KR100281887B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
NL8800220A (nl) Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting, waarbij een metalen geleiderspoor op een oppervlak van een halfgeleiderlichaam wordt gebracht.
JPH04233230A (ja) 半導体基板上の隔置されたシリコン領域の相互接続方法
KR20010089242A (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
US5950108A (en) Method of fabricating a conductive plug
NL8903158A (nl) Werkwijze voor het contacteren van silicidesporen.
JP2004000006U (ja) 半導体装置
USRE32207E (en) Method for making integrated semiconductor circuit structure with formation of Ti or Ta silicide
KR100524965B1 (ko) 금속 플러그의 산화를 방지할 수 있는 캐패시터 및 그제조방법
JP4347479B2 (ja) 電界効果トランジスタ
US5750438A (en) Method for fabricating a local interconnection structure
JPH08255770A (ja) 半導体装置の製造方法
US20030006504A1 (en) Contact structure, method of forming the same, semiconductor device, and method of manufacturing the same
US10957644B2 (en) Integrated structures with conductive regions having at least one element from group 2 of the periodic table
KR100308369B1 (ko) 집적회로용 캐패시터구조 및 그 제조 방법
JPH02106971A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed