JPS58101454A - 半導体装置の電極 - Google Patents
半導体装置の電極Info
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- JPS58101454A JPS58101454A JP56199489A JP19948981A JPS58101454A JP S58101454 A JPS58101454 A JP S58101454A JP 56199489 A JP56199489 A JP 56199489A JP 19948981 A JP19948981 A JP 19948981A JP S58101454 A JPS58101454 A JP S58101454A
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- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/532—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
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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】
4−、#51#0%千尋体装置ycおいて、筒い耐熱性
會南し、大嵐流省展に鮒えるオーミック接触または7ヨ
ツト一?振合會提供する電極vc圓するものである0 健米、尚い−I熱性t−有し、大電流省度に耐えるオー
ミンク熾雁1次にショットキ振合としては。
會南し、大嵐流省展に鮒えるオーミック接触または7ヨ
ツト一?振合會提供する電極vc圓するものである0 健米、尚い−I熱性t−有し、大電流省度に耐えるオー
ミンク熾雁1次にショットキ振合としては。
第11rこ不すように、拡散層8を設けたシリコン千尋
体基板(Si趣板)1とのコンタクトに、ナタ7 (’
l”i )ま7jは白金シリサイド(PtSi)を第1
層3と(7て用イ、第2HIkVC−化fJlン(T>
N)4、第3層にアルミニウム(At)5を用いるよう
・に栴成嘔れていた。図中2は杷鍼層(Bias) t
−不丁〇しかし、このような1ih成を行りても、大−
6tm度の電*’r辿電すると、電流が流れ込む十−(
図示の場合は上ll11)フンタクトの電極において、
第3層アルミニウム5かエレクトロマイクレージョン【
起し、第2図に示すようK s第3階のアルミニウムの
矢先したボイド6が形成される。このようなホイド杉成
によって、抵抗体となる拡散層8が実効的rC延ひるこ
と、実効的なコンタクト向槙か縮小することによって、
コンタクト部分の抵抗が増大し%経時変動か赳きる。
体基板(Si趣板)1とのコンタクトに、ナタ7 (’
l”i )ま7jは白金シリサイド(PtSi)を第1
層3と(7て用イ、第2HIkVC−化fJlン(T>
N)4、第3層にアルミニウム(At)5を用いるよう
・に栴成嘔れていた。図中2は杷鍼層(Bias) t
−不丁〇しかし、このような1ih成を行りても、大−
6tm度の電*’r辿電すると、電流が流れ込む十−(
図示の場合は上ll11)フンタクトの電極において、
第3層アルミニウム5かエレクトロマイクレージョン【
起し、第2図に示すようK s第3階のアルミニウムの
矢先したボイド6が形成される。このようなホイド杉成
によって、抵抗体となる拡散層8が実効的rC延ひるこ
と、実効的なコンタクト向槙か縮小することによって、
コンタクト部分の抵抗が増大し%経時変動か赳きる。
このLうvc、第319IIVCエレクトロマイクレー
ジヨン耐蓋の小さいアルミニウムを用いた榊敗でに、エ
レクトロマ1クレーショ/Vcよるボイド°形敗C(よ
ってコンタクト部分の抵抗が社時[11起こ)不安定f
!1:′に壱する欠点がおった。
ジヨン耐蓋の小さいアルミニウムを用いた榊敗でに、エ
レクトロマ1クレーショ/Vcよるボイド°形敗C(よ
ってコンタクト部分の抵抗が社時[11起こ)不安定f
!1:′に壱する欠点がおった。
17t、他の一つの方法としては、第3凶?こ示すよう
に、拡tk層8會設り゛たS1基板1に鯖入リアルミニ
クム(Cu入りA/、、)7N−麹嫉做触させ、安定化
を図るように構成されていたが、MとSi基板の反応お
よびエレクトロマイクレージョンによって第4凶にホj
ようKhCu人9M電憔7電他i基板のコ/タクト■W
仁ホイド9が形成場れ、このボイド9を(よって上配嵐
極栴奄と同様の社時賀動會匙丁欠点かめった。
に、拡tk層8會設り゛たS1基板1に鯖入リアルミニ
クム(Cu入りA/、、)7N−麹嫉做触させ、安定化
を図るように構成されていたが、MとSi基板の反応お
よびエレクトロマイクレージョンによって第4凶にホj
ようKhCu人9M電憔7電他i基板のコ/タクト■W
仁ホイド9が形成場れ、このボイド9を(よって上配嵐
極栴奄と同様の社時賀動會匙丁欠点かめった。
1九に未第5凶に不すようV(拡散層8を弔するSi丞
ml上にSi人9AL電憔lOをl扶接触させて一敗名
7L’tいたものがめるが、大電流を流子と、1ラス1
1L+jlL、l1lIllのコンタクト向にボイド1
1が池数されBIA敏抵抗抵失効的の置場が魅ひること
が餡められ。
ml上にSi人9AL電憔lOをl扶接触させて一敗名
7L’tいたものがめるが、大電流を流子と、1ラス1
1L+jlL、l1lIllのコンタクト向にボイド1
1が池数されBIA敏抵抗抵失効的の置場が魅ひること
が餡められ。
このため峠#f雀動を匙こ丁欠点かわった0向図中12
はSi粒をボテ。
はSi粒をボテ。
本宛明龜、これらの欠点金除去するために、第3%のM
の代vvこ、エレクトロマイクレージョン−1朧に丁ぐ
jしたCu入9 AL f用い、エレクトロマイクレー
ジョンVCよ心ホ゛イド形成*U*コンタクト帥分の抵
抗の鮭時変(転)の安定化を図ること金目的とする。
の代vvこ、エレクトロマイクレージョン−1朧に丁ぐ
jしたCu入9 AL f用い、エレクトロマイクレー
ジョンVCよ心ホ゛イド形成*U*コンタクト帥分の抵
抗の鮭時変(転)の安定化を図ること金目的とする。
前記の目的伊達欲するため5不発vAはオーミック接触
層又はショットキ嵌合mk含む半導体基板と、前記のオ
ーミック接触層又はショットキ修合増上VC形成さrし
た線化チタン鳩と%#配の電化ナタン鳩上に形成された
銅入りアルミニウム鳩と倉惜えることt−%徴とする半
導体装置の嵐惚を発明の資旨とするものである。
層又はショットキ嵌合mk含む半導体基板と、前記のオ
ーミック接触層又はショットキ修合増上VC形成さrし
た線化チタン鳩と%#配の電化ナタン鳩上に形成された
銅入りアルミニウム鳩と倉惜えることt−%徴とする半
導体装置の嵐惚を発明の資旨とするものである。
次に本祐稠の実施?IJを硝附図面Vこついて説明する
。なお実施例は一つの例示でわって1本発明の精神會逸
脱しない範囲内で%柚々の変史多るいU改良を行いうる
ことは云うまでもない。
。なお実施例は一つの例示でわって1本発明の精神會逸
脱しない範囲内で%柚々の変史多るいU改良を行いうる
ことは云うまでもない。
第6図は本発明の半導体装置の電極の寮hガであって1
図yc寂いて、1にSi基板、2はIi8縁課。
図yc寂いて、1にSi基板、2はIi8縁課。
3にTiまたはPt Si% 4に’I’s N h
fは0人9M、8は拡散層でめる0 このように構成すると、入電tILvf展の電流を通−
して%Cu人!JAL’lとbi & * 1との反%
n、TiN/#に4で紺止δiL%Cu人9M自身にエ
レクトロマイクレージョン耐蓋にすぐれているため、第
2図に示すようlホイド杉成%防止される0したかつて
1コンタクト跡分の抵抗が経時変動しない安定な電4k
k倚るCとができる0 ここでTi 3は熱処理により、Siと反応し、硅化チ
タンを形成する。この反応層かオーミック黴触層又はシ
ョットキ黴合層として働くo拡散層の鎖良の鎖度が為い
場合は、オーミック接触になり、績度が低い場合に、シ
ョットキ振合となるO仄に不発明の電極の袈造方法會第
7図−)〜(f)について&川する0 (1)図に示すようK 8i基板IK拡歓層8を形成せ
(2め、ついで(b)図に示すように上面に絶縁II
8i 0x2を杉敗し、公知の方法によpii!、縁膜
2にコンタクトホール13i形敗する(C幽参照)0次
に(d)図に示すように上山にス/1ツタ法によりTi
層3を池数する0これにアルゴン雰囲気内で圧力16.
8 wa Torr (/J ”’Fで、RFF力40
0Wで竹なわれ、厚δ約50OAのTi層が形成された
0次Vこ(e)凶1c示すように2反応性スノくツタ法
により’llI+3上にTiN層4を形成するOこれi
j Ar : 拠=5 : 1 (分圧比)の#囲気で
圧力16.8 vm Torrの)で、RF亀方力40
0W行われ、厚さ約500^のTiN鳩4が池数された
0ついでN、雰囲気内で450C、10分間焼鈍し 8
1とTiとの界面にチタンシリサイドを形成し、オーミ
ックコンタクトとする0次K(f)図に示すようにTi
N層4上にスパッタ法によpCu入9紅層7を形成する
0 この場合%Cu入りM中の伽のiiは重量Sで表わ丁と
、0.5N−16XかmtしvhOこの場合、龜の含有
蓋が0.5X以下ではエレクトロマイクレージョンがお
こり中子<、m他たる伽入りのM中にボイドが発生し、
このため、コンタクト部分の抵抗の経時変動tおこしや
すい0また伽が16%以上ではボンティングする際にボ
ンティング部分で電他材料とボンティングワイヤ材料の
相互拡散がおこりrc<<なり、ボンティング部分の頚
層性が急くなる欠点かめるからである。
fは0人9M、8は拡散層でめる0 このように構成すると、入電tILvf展の電流を通−
して%Cu人!JAL’lとbi & * 1との反%
n、TiN/#に4で紺止δiL%Cu人9M自身にエ
レクトロマイクレージョン耐蓋にすぐれているため、第
2図に示すようlホイド杉成%防止される0したかつて
1コンタクト跡分の抵抗が経時変動しない安定な電4k
k倚るCとができる0 ここでTi 3は熱処理により、Siと反応し、硅化チ
タンを形成する。この反応層かオーミック黴触層又はシ
ョットキ黴合層として働くo拡散層の鎖良の鎖度が為い
場合は、オーミック接触になり、績度が低い場合に、シ
ョットキ振合となるO仄に不発明の電極の袈造方法會第
7図−)〜(f)について&川する0 (1)図に示すようK 8i基板IK拡歓層8を形成せ
(2め、ついで(b)図に示すように上面に絶縁II
8i 0x2を杉敗し、公知の方法によpii!、縁膜
2にコンタクトホール13i形敗する(C幽参照)0次
に(d)図に示すように上山にス/1ツタ法によりTi
層3を池数する0これにアルゴン雰囲気内で圧力16.
8 wa Torr (/J ”’Fで、RFF力40
0Wで竹なわれ、厚δ約50OAのTi層が形成された
0次Vこ(e)凶1c示すように2反応性スノくツタ法
により’llI+3上にTiN層4を形成するOこれi
j Ar : 拠=5 : 1 (分圧比)の#囲気で
圧力16.8 vm Torrの)で、RF亀方力40
0W行われ、厚さ約500^のTiN鳩4が池数された
0ついでN、雰囲気内で450C、10分間焼鈍し 8
1とTiとの界面にチタンシリサイドを形成し、オーミ
ックコンタクトとする0次K(f)図に示すようにTi
N層4上にスパッタ法によpCu入9紅層7を形成する
0 この場合%Cu入りM中の伽のiiは重量Sで表わ丁と
、0.5N−16XかmtしvhOこの場合、龜の含有
蓋が0.5X以下ではエレクトロマイクレージョンがお
こり中子<、m他たる伽入りのM中にボイドが発生し、
このため、コンタクト部分の抵抗の経時変動tおこしや
すい0また伽が16%以上ではボンティングする際にボ
ンティング部分で電他材料とボンティングワイヤ材料の
相互拡散がおこりrc<<なり、ボンティング部分の頚
層性が急くなる欠点かめるからである。
本発明の電極fC寂いて、電極構成として、TiN/
Ti kはさんたCu入りのMとする理由は次のような
根拠にもと丁くtのでわる0 (IJ ALfSl入9M咎の電他では1Mの粒界に
沿うてエレクトロマイグレーションをおこすか、1人9
のMではMの粒界に(1が偏析し1粒界に沿ったエレク
トロマイグレーションを抑制するため−ボイドの発生t
−防止できコンタクト部分の抵抗の経時変動を少くする
ことかできる。
Ti kはさんたCu入りのMとする理由は次のような
根拠にもと丁くtのでわる0 (IJ ALfSl入9M咎の電他では1Mの粒界に
沿うてエレクトロマイグレーションをおこすか、1人9
のMではMの粒界に(1が偏析し1粒界に沿ったエレク
トロマイグレーションを抑制するため−ボイドの発生t
−防止できコンタクト部分の抵抗の経時変動を少くする
ことかできる。
(IIJ Cu入9A1.と81か直嵌振触しておら
す、TiNがSi基板〃≧らCu入りの)−1m物への
Siの拡散を防ぐ役割を釆た丁ので81中でのボイドの
発生音防止できる。
す、TiNがSi基板〃≧らCu入りの)−1m物への
Siの拡散を防ぐ役割を釆た丁ので81中でのボイドの
発生音防止できる。
(Ill) 又Ti Bオーミックコンタクトをと9
やすくするための役割t−米たす。
やすくするための役割t−米たす。
以上の塩山によるものである。
第8凶yc亀健として、従来糸のM/慣N/Ti電極お
よびへ入9AL@他と本発明の一例であるCu入9 A
L/ Ti N / Ti電極を用いた約lOΩの拡散
抵抗について、入電a@度の亀ILky&電した場合の
経時tmk比較して示す。この場合本発明品に、M中1
の宮4g鎗は4重重九でるり、各階の厚さはCu人9A
L層Ja 1.5 p 、TiN層fi 500 A、
a層$j 500^でめる0区験粂杆はコンタクトの電
流智度4 X 10’A / ct、抵抗体のに度30
0℃でるる。
よびへ入9AL@他と本発明の一例であるCu入9 A
L/ Ti N / Ti電極を用いた約lOΩの拡散
抵抗について、入電a@度の亀ILky&電した場合の
経時tmk比較して示す。この場合本発明品に、M中1
の宮4g鎗は4重重九でるり、各階の厚さはCu人9A
L層Ja 1.5 p 、TiN層fi 500 A、
a層$j 500^でめる0区験粂杆はコンタクトの電
流智度4 X 10’A / ct、抵抗体のに度30
0℃でるる。
この図〃為ら、明らかなように、従来技術で娶る@l−
の第3層のALfエレクトロマイクレージョン耐量の丁
ぐれた0人9klに代えることによって、きわめて安定
な電極になることがわかる。
の第3層のALfエレクトロマイクレージョン耐量の丁
ぐれた0人9klに代えることによって、きわめて安定
な電極になることがわかる。
以上vt明したように、不発#!Aによればコンタクト
部分の抵抗が安定な電極であるため、大1に流會過篭す
るハイパワートランジスタ、ハイパワーICの電極とし
て利用できるほか、局密匿化、機軸化によるai6亀流
密流密度るLSIの^安定な電離として利用できる利点
がるる。特に、従来1lib′!pI度のために個別部
品の抵抗で代用嘔れてぃたアナログLSIの入電R通電
下で篇稽度が資求される高相度拡散抵抗の安定なIK憾
として用いることができる利点かある。
部分の抵抗が安定な電極であるため、大1に流會過篭す
るハイパワートランジスタ、ハイパワーICの電極とし
て利用できるほか、局密匿化、機軸化によるai6亀流
密流密度るLSIの^安定な電離として利用できる利点
がるる。特に、従来1lib′!pI度のために個別部
品の抵抗で代用嘔れてぃたアナログLSIの入電R通電
下で篇稽度が資求される高相度拡散抵抗の安定なIK憾
として用いることができる利点かある。
第1図は梃米の電極、帛2−はボイド発生状態、@3図
は同じ〈従来の電極、第4−はボイド発生電極%第5図
は同じく従来の電極を示す。第6図は本@明の電極を示
し、第7゛図(a)〜(f)はその皺造工根を示し、第
8図は、従来の11に徳と本発明の電極を用いたlOΩ
拡散抵抗の通電試験における経時変imt示し7′cも
のである。 1・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・絶一層、
3・・・・・・チタン層、4・・・・・・富化チタン、
5・・・・・・アルミニウム電極、6・・・・・・ボイ
ド、7・・・・・・銅入9AL、8・・・・・・拡散層
、9 ・・・ボイド、lO・・・・・・Sl入9 AL
、11−−ボイド、 12・・・・・・Si′B%13
・・・・・・コンタクトホール特許出願人 日不電傷電
鮎公社 第111 第2図 第3図 第4図 第6図
は同じ〈従来の電極、第4−はボイド発生電極%第5図
は同じく従来の電極を示す。第6図は本@明の電極を示
し、第7゛図(a)〜(f)はその皺造工根を示し、第
8図は、従来の11に徳と本発明の電極を用いたlOΩ
拡散抵抗の通電試験における経時変imt示し7′cも
のである。 1・・・・・・シリコン基板、2・・・・・・絶一層、
3・・・・・・チタン層、4・・・・・・富化チタン、
5・・・・・・アルミニウム電極、6・・・・・・ボイ
ド、7・・・・・・銅入9AL、8・・・・・・拡散層
、9 ・・・ボイド、lO・・・・・・Sl入9 AL
、11−−ボイド、 12・・・・・・Si′B%13
・・・・・・コンタクトホール特許出願人 日不電傷電
鮎公社 第111 第2図 第3図 第4図 第6図
Claims (1)
- オーミンク候M鳩又にショットキ接谷層會含む′p碑捧
#板と1削配のオーミック像触層又にショットキ嵌合階
上に形成された窒化チタン層と、割礼の迩化ナタン層上
に杉成塾nた勤人リアルミニウム増とt−匍χることを
物音とする半導体装置の亀4110
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56199489A JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56199489A JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58101454A true JPS58101454A (ja) | 1983-06-16 |
JPH033395B2 JPH033395B2 (ja) | 1991-01-18 |
Family
ID=16408655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56199489A Granted JPS58101454A (ja) | 1981-12-12 | 1981-12-12 | 半導体装置の電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58101454A (ja) |
Cited By (13)
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---|---|---|---|---|
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JPS61224435A (ja) * | 1985-03-29 | 1986-10-06 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
JPS61263159A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-11-21 | フエアチヤイルド セミコンダクタ コ−ポレ−シヨン | 集積回路用の高温相互接続方式 |
EP0209654A2 (en) * | 1985-05-13 | 1987-01-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device having wiring electrodes |
JPS6255929A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-11 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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-
1981
- 1981-12-12 JP JP56199489A patent/JPS58101454A/ja active Granted
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