일반기술

TASINX 확산 방지막의 제조방법과 그를 이용한 반도체 소자의 접촉접합 및 다층금속 배선

소자제조시 실리콘(Si) 및 화합물반도체(GaAs, GaN, InP)와의 저항성 접합공정 및 개별소자간의 상호연결을 위한 다층 구조 금속 배선 공정에서 반도체/금속, 금속/금속, 층간절연층/금속 사이에 탄탈륨실리나이트라이드 (TaSiNx)의 삼원소계 확산 방지막을 사용하므로써, 종래의 이원소계 확산 방지막이 열처리온도 500∼700℃에서 확방지 기능이 상실되어서 높은 밀도의 결함 및 전기적 특성의 열화를 막을 수 없는데 반하여 850℃이상의 고온에서 후속열처리하여도 반도체 및 구리금속의 확산을 방지할 수 있으며, 전기적 특성을 열화 및 결함이 전혀 발생하지 않는 특징이 있다. 따라서 본 발명은 기억소자 및 비기억 소자의 제조방법에서 새로운 다층 금속 배선 구조로써 기존의 확산 방지막을 사용한 다층 금속 배선보다 월등히 우수한 특성을 가진다.1. 탄탈륨실리사이드(Ta5Si3)타겟을 사용한 스파터링 방법으로, 질소 및 알곤 가스의 전체 유량에 대한 질소 가스의 유량을 0에서 10%까지 변화시키면서 탄탈륨실리나이트라이드(TaSiN(x))를 증착함으로써, 상기 탄탈륨실리나이트라이드 박막내의 질소 농도가 0내지 43원자농도%로 제어되는 것을 특징으로 하는 탄탈륨실리나이트라이드 박막 제조 방법.2. 제 1항에 의하여 제조되는 상기 탄탈륨실리나이트라이드 박막을 두께 500-2000Å로 증착하여, 실리콘(Si),갈륨비소(GaAs), 갈륨나이트라이드(GaN), 및 인듐인(InP)중 어느 하나와의 접합하기 위한 접합금속으로 사용하는 방법.3. 탄탈륨실리사이드(Ta5Si3)타겟을 사용한 스파터링 방법으로, 질소 및 알곤 가스의 전체 유량에 대한 질소 가스의 유량을 0에서 10%까지 변화시키면서 탄탈륨실리나이트라이드(TaSiN(x))를 증착함으로써, 상기 탄탈륨실리나이트라이드내의 질소 농도가 28원자농도%이하인 탄탈륨실리나이트라이드 박막이, 확산방지 및 접착력 향상을 위하여, 소스 및 드레인 접촉접합의 반도체 및 주배선금속 사이에 사용되는 것을 특징으로 하는 집적 반도체 소자.4. 탄탈륨실리사이드(Ta5Si3)타겟을 사용한 스파터링 방법으로, 질소 및 알곤 가스의 전체 유량에 대한 질소 가스의 유량을 0에서 10%까지 변화시키면서 탄탈륨실리나이트라이드(TaSiN(x))를 증착하여, 상기 탄탈륨실리나이트라이드내의 질소 농도가 0내지 43원자농도%가 되는 상기 탄탈륨실리나이트라이드 박막이, 반도체 소자중의 층간절연층 및 하부금속사이에 확산 방지막으로 사용되므로써, 층간절연층/탄탈확사낭지막/주배선금속으로 이루어진 금속배선이 2층이상으로 되어 있는 다층 금속 배선을 가지는 집적 반도체 소자.5.탄탈륨실리사이드(Ta5Si3)타겟을 사용한 스파터링 방법으로, 질소 및 알곤 가스의 전체 유량에 대한 질소 가스의 유량을 0에서 10%까지 변화시키면서 탄탈륨실리나이트라이드(TaSiN(x))를 증착하여, 상기 탄탈륨실리나이트라이드내의 질소 농도가 40원자농도%이상이 되는 상기 탄탈륨실리나이트라이드 박막이, 구리금속아래에 직접 접촉하는 금속 배선을 구비하는 집적 반도체 소자.6. 제 1항에 의하여 제조된 탄탈륨실리나이트라이드 확산방지막을 이용한 반도체 소자의 접합배선 방법으로서, 반도체 기판상에 분리산화막을 형성하고, 소스 및 드레인의 접촉창을 식각한 후, 불순물을 주입하여 소스 및 드레인을 형성하고, 상기 소스 및 드레인 접촉창을 열산화막으로 덮는 단계와, 게이트부분을 다시 식각하고, 게이트 산화막을 형성하는 단계와, 상기 게이트에 금속을 증착하고, 전 기판상에 게이트 금속보호막을 도포한 후, 상기 소스 및 드레인 접촉창 부분을 다시 식각하는 단계와, 상기 게이트 윗면을 제외한 전 기판상에 제 1항에 의하여 제조되는 탄탈확산 방지막을 도포하는 단계 및 상기 소스 및 드레인상에 구리, 알루미늄, 은 및 텅스텐 중 하나로 구성되는 주금속 배선을 도포하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적 반도체 소자의 소스 및 드레인 접촉공정.7. 제 1항에 의하여 제조되는 탄탈륨실리나이트라이드 확산방지막을 이용한 집적 반도체 소자의 다층 금속 배선방법으로서, 반도체 기판상에 분리산화막을 형성하고, 소스 및 드레인의 접촉창을 식각한 후, 불순물을 주입하여 소스 및 드레인을 형성하고, 상기 소스 및 드레인 접촉창을 열산화막으로 덮는 제 1단계와, 게이트부분을 다시 식각하고, 게이트 산화막을 형성하는 제 2단게와, 상기 게이트에 금속을 증착하고, 전 기판상에 게이트 금속보호막을 도포한 후, 상기 소스 및 드레인 접촉창 부분을 다시 식각하는 제 3단계와, 상기 게이트 윗면을 제외한 전 기판상에 제 1항에 의하여 제조되는 탄탈확산 방지막을 도포하는 제 4단계와, 상기 소스부분에 구리, 알루미늄, 은 및 텅스텐 중 하나로 구성되는 주금속 배선을 도포하는 제 5단계와, 상기 전 기판면에 층간절연박막을 도포하는 제 6단계와, 상기 드레인 측의 상기 층간절연박막을 다시 식각하고, 전면에 상기 탄탈확산방지막을 도포하는 제 7단계와, 상기 탄탈확산방지막상에 주금속배선을 도포하는 제 8단계 및 층간절연막/탄탈확산방지막/주배선금속층이 2층이상이 되도록, 상기 6내지 8단계를 2회鵑반복한 후, 그 위에 보호마ㅏㄱ을 형성시키는 제 9단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 다층 금속배선 방법.