일반기술

초고집적 기억소자 및 비기억소자를 위한 WBXNY확산방지막제조방법 및 그를 이용한 다층 금속연결 배선방법

본 발명은 기억소자 및 비기억소자의 다층구조 금속 연결배선에 관한 것으로, 특히, 그에 사용되는 새로운 구조의 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다. 소자 제조시 실리콘(Si) 및 화합물반도체(GaAs, GaN, InP)와 저항성접합공정 및 개별소자간의 상호연결을 위한 다층구조 금속배선 공정에서 반도체/금속, 금속/금속, 층간절연층/금속 사이에 상호확산을 막을 수 있는 확산방지막으로서, 본 발명에서 제안된 삼원소계 확산방지막인 텅스텐보론나이트라이드 (WBxNy)를 사용하므로써, 종래의 이원소계 확산방지막이 열처리온도 500∼700℃에서 확산방지 기능이 상실되어서 높은 밀도의 결함 및 전기적특성의 열화를 막을 수 없느데 반하여, 850℃이상의 고온에서 후속열처리하여도 반도체 및 구리금속의 확산을 방지하였으며, 전기적 특성의 열화 및 결함이 전혀 발생하지 않는다. 따라서 본 발명은 기억소자 및 비기억소자의 제조 방법에서 새로운 다층금속배선 구조중의 확산방지막으로 텅스텐보론나이트라이드를 사용하므로써, 기존의 확산방지막을 사용한 경우보다 월등히 우수한 전기적특성을 가지는 다층금속배선을 제공한다.1. WF6(육불화텅스텐)의 유량을 2~10sccm, H2(수소)의 유량을 50~300sccm로 하고 B10H14(데가보레인)/NH3(암모니아)가스의 유량비를 2~5까지 변화시키면서, 이 원료기체를 진공반응기에 넣고 압력 1~10/(1)Torr하에서 기판온도를 40~300℃범위에서 가열하는 것으로 이루어지는 텅스텐보론나이트라이드(WB(x)N(y))제조 방법.2. 제 1항에 있어서, 상기 데가보레인과 암모니아 가스의 유량비를 조절하므로써, 상기 텅스텐보론나이트라이드 박막의 비저항을 200μΩcm이하로 조절하는 것을 특징으로 하는 텅스텐보론나이트라이드박막 제조방법.5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한항에 의한 방법으로 제조된 두께 500-2000Å의 텅스텐보론나이트라이드 박막을, 실리콘(Si),갈륨비소(GaAs),갈륨나이트라이드(GaN), 및 인듐인(InP)중 하나와 저항성 접합하기 위한 접합금속으로 사용하는 방법.6. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 의한 방법으로 제조되는 텅스텐보론나이트라이드박막이, 반도체소자의 소스 및 드레인 접촉접합의 반도체 및 주배선금속 사이에 확산방지막으로 사용되는 것을 특징으로 하는 집적 반도체 소자.7. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 의한 방법으로 제조된 텅스텐보론나이트라이드박막이, 반도체소자중의 층간절연층 및 하부금속 사이에 확산 방지막으로 사용되고, 상기 층간절연층/텅스텐보론나이트라이드 확산방지막/주배선금속으로 이루어진 금속배선이 2층 내지 10층으로 되어 있는 다층 금속 배선을 가지는 집적 반도체 소자.8.제 1항 내지 제 4항 중 어느 하나의 항에 의한 방법으로 제조된 텅스텐보론나이트라이드 확산방지막을 이용한 반도체 소자의 접합배선 방법으로서, 반도체 기판상에 분리 산화막을 형성하고, 소스 및 드레인의 접촉창을 식각한 후, 불순물을 주입하여 소스 및 드레인을 형성하고, 상기 소스 및 드레인 접촉창을 일산화막으로 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 상기 텅스텐보론나이트라이드 확산 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.9. 제 1항 내지 제 4항중 어느 하나의 항에 의한 방법으로 제조되는 텅스텐보론나이트라이드 확산 방지막을 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 일산화막으로 덮는 제 1단계와, 게이트부분을 다시 식각하고, 게이트 산화막을 형성하는 제 2단계와, 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 상기 텅스텐보론나이트라이드 확산방지막을 도포하는 제 4단계와, 상기 소스부분에 구리, 알루미늄, 은 및 텅스텐중 하나로 구성되는 주금속 배선을 도포하는 제 5단계와, 상기 전 기판면에 층간절연박막을 도포하는 제 6단계와, 상기 드레인 축의 상기 층간절연박막을 다시 식각하고, 전면에 상기 텅스텐보론나이트라이드 확산방지막을 도포하는 제 7단계와, 상기 확산방지막상에 주금속배선을 도포하는 제 8단계 및 층간절연막/텅스텐보론나이트라이瀁源姸嗤주배선금속층이 2내지 10층이 되도록, 상기 6내지 8단계를 2회 내지 10회 반복한 후, 그 위에 보호막을 형성시키는 제 9단게로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집적 반도체 소자의 다층 금속배선 방법.