JPH03192768A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH03192768A JPH03192768A JP33212889A JP33212889A JPH03192768A JP H03192768 A JPH03192768 A JP H03192768A JP 33212889 A JP33212889 A JP 33212889A JP 33212889 A JP33212889 A JP 33212889A JP H03192768 A JPH03192768 A JP H03192768A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(概 要〕
半導体基板と配線金属とのコンタクトに関しバリヤメタ
ルのバリヤ性を向上させることを目的とし 半導体基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホール内
に埋め込まれた配線金属と半導体基板とのコンタクトに
おいて、配線金属と半導体基板との間に、窒化高融点金
属、窒化高融点金属酸化物および窒化高融点金属の3層
構造から成るバリヤメタルを介在させるように構成する
。
ルのバリヤ性を向上させることを目的とし 半導体基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホール内
に埋め込まれた配線金属と半導体基板とのコンタクトに
おいて、配線金属と半導体基板との間に、窒化高融点金
属、窒化高融点金属酸化物および窒化高融点金属の3層
構造から成るバリヤメタルを介在させるように構成する
。
本発明は、半導体装置、特に半導体基板と配線金属との
コンタクトに関する。
コンタクトに関する。
Sil板上にAI系配線をコンタクトした場合、その後
のプロセスにおける熱処理により、配線中のAtがSi
基板にスパイク状に侵入する。この現象はAIスパイク
と呼ばれており、コンタクトの下の浅い拡散層を突き抜
け、短絡の原因となる。
のプロセスにおける熱処理により、配線中のAtがSi
基板にスパイク状に侵入する。この現象はAIスパイク
と呼ばれており、コンタクトの下の浅い拡散層を突き抜
け、短絡の原因となる。
A1スパイクは、SiがAl系配線層中に拡散するため
に起きると考えられている。Al系配線層中へのSiの
拡散を抑えてAIスパイクの発生を防止する方法の1つ
にSi基板とAI系配線層との間にバリャメタルを介在
させる方法がある。
に起きると考えられている。Al系配線層中へのSiの
拡散を抑えてAIスパイクの発生を防止する方法の1つ
にSi基板とAI系配線層との間にバリャメタルを介在
させる方法がある。
この方法の1例を第8図に従来例として示す。
第8図において、21はSi基板、22はSin、膜。
23はSiO□膜22膜形2されたコンタクトホール。
24はコンタクトメタルとしてのAI、25はバリヤメ
タルとしてのTiN、26はAI配線である。
タルとしてのTiN、26はAI配線である。
バリヤメタルとしてのTiN25は、si基板21中の
SiがAI配線26中へ拡散するのを防止する。
SiがAI配線26中へ拡散するのを防止する。
その結果、Sil仮21中へのAIスパイクの発生が防
止される。
止される。
LSIの高集積化すなわち微細化、複雑化に伴って第8
図に示した従来例のTiN25単層のバリヤメタルでは
、バリヤ性が完全ではなくなってきた。すなわち、 S
i基板21中ノSiがTiN25を突き抜けてA1配線
26中に拡散して析出する現象が生ずるようになった。
図に示した従来例のTiN25単層のバリヤメタルでは
、バリヤ性が完全ではなくなってきた。すなわち、 S
i基板21中ノSiがTiN25を突き抜けてA1配線
26中に拡散して析出する現象が生ずるようになった。
その結果、TiN25はバリヤメタルとしての役割を充
分に果たすことができなくなり、 AI配線26中に析
出したStによりAI配線26の電気的導通が悪化する
。という問題があった。
分に果たすことができなくなり、 AI配線26中に析
出したStによりAI配線26の電気的導通が悪化する
。という問題があった。
本発明は、この問題点を解決して、バリヤメタルのバリ
ヤ性を向上させた半導体装置、特に半導体基板と配線金
属とのコンタクトを提供することを目的とする。
ヤ性を向上させた半導体装置、特に半導体基板と配線金
属とのコンタクトを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために9本発明に係る半導体装置
は、半導体基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホー
ル内に埋め込まれた配線金属と半導体基板とのコンタク
トにおいて、配線金属と半導体基板との間に、窒化高融
点金属、窒化高融点金属酸化物および窒化高融点金属の
3層構造から成るバリヤメタルを介在させるように構成
する。
は、半導体基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホー
ル内に埋め込まれた配線金属と半導体基板とのコンタク
トにおいて、配線金属と半導体基板との間に、窒化高融
点金属、窒化高融点金属酸化物および窒化高融点金属の
3層構造から成るバリヤメタルを介在させるように構成
する。
本発明では、バリヤメタルを窒化高融点金属。
窒化高融点金属酸化物および窒化高融点金属の3層構造
で構成している。
で構成している。
中間層の窒化高融点金属酸化物は1本発明の中心となる
ものであり、窒化高融点金属よりもバリヤ効果が大きい
ので9本発明のバリヤ性の向上に寄与する。
ものであり、窒化高融点金属よりもバリヤ効果が大きい
ので9本発明のバリヤ性の向上に寄与する。
下層の窒化高融点金属は、半導体基板上のコンタクトメ
タルと中間層の窒化高融点金属酸化物中の酸素とが反応
するのを防止する。
タルと中間層の窒化高融点金属酸化物中の酸素とが反応
するのを防止する。
上層の窒化高融点金属は、中間層の窒化高融点金属酸化
物の作用で配線金属の結晶粒が小さくなるのを防止する
。
物の作用で配線金属の結晶粒が小さくなるのを防止する
。
第1図は4本発明の一実施例を示す図である。
同図において、11はSi基板、12はSiO□膜。
13はSiO□膜に形成されたコンタクトホール、14
はコンタクトメタルとしてのAI、15は下層窒化高融
点金属としてのTiN、16は中間層窒化高融点金属酸
化物としてのTiN(O□)、17は上層窒化高融点金
属としてのTiN、1Bは第1層AI配線である。
はコンタクトメタルとしてのAI、15は下層窒化高融
点金属としてのTiN、16は中間層窒化高融点金属酸
化物としてのTiN(O□)、17は上層窒化高融点金
属としてのTiN、1Bは第1層AI配線である。
本実施例のバリヤメタルは、下層TiN15.中間層T
iN(0□)16および上層TiN 17から成る3層
構造をもつ。
iN(0□)16および上層TiN 17から成る3層
構造をもつ。
中間層TiN(0□)16は、TtNよりもバリヤ効果
が大きいので、バリヤ性の向上に寄与する。
が大きいので、バリヤ性の向上に寄与する。
下層TiN15は、半導体基板上のコンタクトメタルと
しての八114と中間層Ti N (Ox) 16中の
酸素とが反応するのを防止する。
しての八114と中間層Ti N (Ox) 16中の
酸素とが反応するのを防止する。
上NTiN17は、中間層Ti N (O□)16の作
用で第1層AI配線18中の^lの結晶粒が小さくなる
のを防止する。
用で第1層AI配線18中の^lの結晶粒が小さくなる
のを防止する。
次に1本実施例に係るコンタクトの形成方法を説明する
。
。
■ 工程l(第2図参照)
Si基板11表面にSiO□膜12膜形2し、フォトリ
ソグラフィ技術により所定の位置に所定の大きさのコン
タクトホール13を形成する。
ソグラフィ技術により所定の位置に所定の大きさのコン
タクトホール13を形成する。
■ 工程2(第3図参照)
表面にスバンタ法により、コンタクトメタルとしてのA
114を150人成膜する。
114を150人成膜する。
■ 工程3(第4図参照)
表面にN2雰囲気中で反応性スパッタ法により下NTi
N15を500人成膜する。
N15を500人成膜する。
■ 工程4(第5図参照)
チャンバ内にOzガスを導入し5表面にTiN(Ox)
16を1000人成膜する。
16を1000人成膜する。
■ 工程5(第6図参照)
チャンバ内への0□ガスの導入を止め1表面にNt雰囲
気中で反応性スパッタ法により上層TiN17を500
人成膜する。
気中で反応性スパッタ法により上層TiN17を500
人成膜する。
以上の工程で、下層TiN15.中間層TiN(Ox)
16および上層TiN 17の3層構造から成るバリヤ
メタルが形成される。
16および上層TiN 17の3層構造から成るバリヤ
メタルが形成される。
■ 工程6(第7図参照)
表面にスパッタ法によりAIを所定の厚さにA118を
成膜する。
成膜する。
■ 工程7(第1図参照)
フォトリソグラフィ技術によりAIをパターニングして
第1層配線を形成する。
第1層配線を形成する。
以上述べた実施例では、高融点金属としてTiを用いた
場合を説明したが、高融点金属としてTiに限らず、
Mo+ W、 Taなどを用いることができる。
場合を説明したが、高融点金属としてTiに限らず、
Mo+ W、 Taなどを用いることができる。
また、半導体基板としては、 Si以外の半導体を用い
ることができる。さらに、配線金属として、 AIのほ
かに、 Al−3i、 AI −5t−CuなどのAI
系合金やその他の配線材料を用いることができる。
ることができる。さらに、配線金属として、 AIのほ
かに、 Al−3i、 AI −5t−CuなどのAI
系合金やその他の配線材料を用いることができる。
本発明によれば、バリヤメタルのバリヤ性が著しく向上
するので、LSIが高密度化し、その構造が微細化・複
雑化しても、半導体基板と配線との接合不良が生じない
から、配線の電気的導通の悪化を効果的に防止すること
が可能になる。
するので、LSIが高密度化し、その構造が微細化・複
雑化しても、半導体基板と配線との接合不良が生じない
から、配線の電気的導通の悪化を効果的に防止すること
が可能になる。
その結果、半導体装置の信転性が大幅に向上する。
第1図は本発明の一実施例を示す図。
第2図〜第7図は本発明に係るコンタクトの形成方法の
各工程を示す図。 第8図は従来例を示す図 である。 第1図において。 11:半導体基板 12:絶縁膜 13:コンタクトホール 14:コンタクトメタル 15:下層窒化高融点金属 16:中間層窒化高融点金属酸化物 17:上層窒化高融点金属 18:配線金属 二 才L1 茶2 凶
各工程を示す図。 第8図は従来例を示す図 である。 第1図において。 11:半導体基板 12:絶縁膜 13:コンタクトホール 14:コンタクトメタル 15:下層窒化高融点金属 16:中間層窒化高融点金属酸化物 17:上層窒化高融点金属 18:配線金属 二 才L1 茶2 凶
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上の絶縁膜に形成されたコンタクトホール内
に埋め込まれた配線金属と半導体基板とのコンタクトに
おいて、 配線金属と半導体基板との間に、窒化高融点金属、窒化
高融点金属酸化物および窒化高融点金属の3層構造から
成るバリヤメタルを介在させたことを特徴とする半導体
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33212889A JPH03192768A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33212889A JPH03192768A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03192768A true JPH03192768A (ja) | 1991-08-22 |
Family
ID=18251468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33212889A Pending JPH03192768A (ja) | 1989-12-21 | 1989-12-21 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03192768A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5534730A (en) * | 1991-11-11 | 1996-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Conductive layer connection structure of a semiconductor device and a method of manufacturing thereof |
US5561326A (en) * | 1992-01-08 | 1996-10-01 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Large scale integrated circuit device |
US5763948A (en) * | 1994-09-22 | 1998-06-09 | Sony Corporation | Semiconductor apparatus including a tin barrier layer having a (III) crystal lattice direction |
US5972786A (en) * | 1992-01-21 | 1999-10-26 | Sony Corporation | Contact hole structure in a semiconductor and formation method therefor |
US6882017B2 (en) | 1998-08-21 | 2005-04-19 | Micron Technology, Inc. | Field effect transistors and integrated circuitry |
JP2010135603A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 配線構造 |
-
1989
- 1989-12-21 JP JP33212889A patent/JPH03192768A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5534730A (en) * | 1991-11-11 | 1996-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Conductive layer connection structure of a semiconductor device and a method of manufacturing thereof |
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US6939799B2 (en) | 1998-08-21 | 2005-09-06 | Micron Technology, Inc. | Method of forming a field effect transistor and methods of forming integrated circuitry |
JP2010135603A (ja) * | 2008-12-05 | 2010-06-17 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 配線構造 |
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