JPS59186365A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の配線層、絶縁層の構造およびそ
の製造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来半導体基板上の配線層として、アルミニウム、チタ
ン、モリブデンなどの金属膜あるいは不純物を拡散した
多結晶半導体膜（以下導体膜と略す）などが用いられて
いる。

通常第１図に示すように半導体基板１の不純物拡散層１
ａ部分に開孔部を有する絶縁膜２上に導体膜４を全面に
形成した後、通常の写真食刻法により第１の配線層４の
パターンを形成する。かかる方法では、配線層４のパタ
ーン上にさらに層間絶縁膜５および他の第２の配線層６
のパターンを形成した場合、第１の配線層４のパターン
端部７で第２の配線層６のパターンが断線するかあるい
は、凹部（図示せず）の第２の配線層パターン間で、短
絡しやすいという問題があった。

捷だ上記欠点を改良し、配線層４のパターンの端部段差
７を軽減するために、第２図に示すように配線層４以外
の領域を絶縁膜１ｏに変換する方法がある。たとえば配
線層４が金属の場合、配線層」二に感光性樹脂膜などの
陽極酸化防止膜９を形成し、他の領域を金属の陽極酸化
膜１０に変換してしまう６、かかる方法では、配線層４
のパターン端部での段差は軽減され、かつ低温で絶縁膜
である陽極酸化膜１０を形成することができるが、陽極
酸化中において、陽極酸化膜１０の下部の金属膜が薄く
なると均一に陽極酸化電流が流れず、陽極酸化膜１０の
下部に金属の残渣１１が残り配線パターン間の短絡が生
じやすいという欠点かぁ−〕だ。寸だ、配線層が多結晶
硅素膜の場合、配線層パターン上に窒化硅素膜などの４
酸化性被膜９を形成し、高温酸素雰囲気中で熱酸化膜１
０を形成する方法では、高温熱処理を必要とするため、
半導体基板１中の不純物拡散層１ａの不純物拡散プロフ
ァイルが変化するなど素子特性に悪影響を及ばすという
問題があった。

また上記いずれの従来例においても配線層４のパターン
あるいは導体膜の酸化防止膜９のパターン形成のだめの
写真食刻工程が必要であった。

発明の目的 本発明はこのような従来の問題に鑑み、低温で形成でき
かつ配線層パターン端部での段差が生じない配線層パタ
ーンの形成方法を提供することを目的とする。

発明の構成 本発明は半導体基板上に形成した有機金属ポリマーに選
択的に不純物ドープして低抵抗化し、低抵抗領域を半導
体装置の配線層、他の領域を絶縁層として用いることに
より、低温による配線層の形成と配線層パターン端部で
の段差軽減を可能とし、低抵抗化をたとえばハロゲンイ
オンビームあるいはハロゲンガス雰囲気で有機金属ポリ
マーに選択的に放射線を照射して低抵抗領域を形成する
ことにより、写真食刻することなく選択的に配線パタ−
ンの形成を可能とするものである。

実施例の説明 第３図Ｂは本発明の第一の実施例における半導体装置の
構造を示し、１２は半導体基板、１３は二酸化硅素膜、
１４は基板と反対導電型の不純物層、１５は有機金属ポ
リマー、１８は不純物たとえはハロケンドープした有機
金属ポリマ　の低抵抗領域である０図かられかるように
半導体基板１２の不純物拡散層１４から他の領域（図示
せず）への配線層として、有機金属ポリマーの前記低抵
抗領域１８を用いる。配線層以外の有機金属ポリマー１
５は配１ｆｋＡ層間の絶縁層として用いるため、配線層
バタ　ン１８の端部で段差か生じることがない○ 第４１％ｉ　Ｃは本発明の第２の実施例における半導体
装置の構造を示し、１２は半導体基板、１４は半導体基
板と反対導電型の不純物層、２２．２４は有機金属ポリ
マーの非トープ領域、２３．２６は有機金属ポリマーの
低抵抗領域である。図かられかるように半導体基板１２
に形成した不純物層１４と配線層２６の接続領域に低抵
抗の有機金属ポリマー２３を形成し、配線層２４と半導
体基板１２の間の層間絶縁膜として、−非ドープ有機金
属ポリマー２２を用いるだめ、配線層２６は有機金属ポ
リマー２２および２３からなる平坦な面上に形成できる
。したがって断線およびパターン形成不良などの問題が
なく、かつ配線層２６のパターン間絶縁膜としても非ド
ープの有機金属ポリマー膜を用いるだめ、表面が平坦で
あり、さらに重ねて、他の配線層（図示せず）を形成し
ても断線およびパターン形成不良などの問題が生じない
。

第５図は本発明の第３の実施例における半導体装置の構
造を示し、１２は一導電型半導体基板、１４は反対導電
型不純物層、２７は非トープの有機金属ポリマーからな
る領域、２８は有機金属ポリマーの不純物ドープ領域、
２９は金属配線層である。本実施例は、半導体の不純物
層１４と金属配線層２９の接続部に形成した有機金属ポ
リマーの不純物ドープ領域２８を半導体装置の抵抗体と
して用い、非ドープ領域を金属配線層と半導体基板間の
絶縁材として用いる。したがって、抵抗体形成後の表面
が平坦であり、また半導体基板１２と金属配線層２９の
接続領域に抵抗体領域を形成するため、抵抗体形成のだ
めの面積が必要でなく、高密度外半導体装置の製造が可
能である。

なお抵抗体の抵抗値は不純物ドープ量を制御することに
より、任意の値に制御することかできる。

第３図にもとすいて本発明の第１の実施例の製造工程を
説明する。−導電型半導体基鈑１２上に選択的に形成し
た二酸化硅素膜１３の開孔部１６より不純物拡散層１４
を形成する。次に全面に有機金属ポリマ　、たとえはフ
タロシアニンクロムフルオリドなどの一次元ポリマー１
５を全面に形成する　　（第３図Ａ）。次に不純物たと
えばヨウ素イオンなどのハロゲンイオンビーム１７ある
いはハロゲンガス雰囲気でレーザービーム又は電子ビー
ム１７を、有機金属ポリマー１５上に選択的に照射して
ハロゲンをドープし照射領域の有機金属ポリマーを低抵
抗化し配線層１８とする（第３図Ｂ）。

かかる方法では形成後の有機金属ポリマーの導電率は１
Ｑ−９０−１砿−１以下でほとんど絶縁体であり、照射
してハロゲンドープした領域は数Ω−ｃｍ　　’以上と
なり、それぞれ、配線層間絶縁膜および配線として使用
可能である。

第４図にもとすいて本発明の第２の実施例の製造工程を
説明する。半導体基板１２内に選択的に不純物層１４を
形成する。次に半導体基板１２全面に第１の実施例と同
様に第１の有機金属ポリマー２２を形成した後、不純物
層１４上の第１の有機金属ポリマー２２に選択的にハロ
ゲンイオンビーム１７などを照射し低抵抗領域２３を形
成する。

次に第１の有機金属ポリマー上に重ねて第２の有機金属
ポリマー２４を形成し、前記と同様の・・ロゲンイオ／
ビーム１７等を照射し、低抵抗の配線パターン２６を形
成する。

」二記実施例において配線層２６と半導体基板の絶縁特
性を良くするため、半導体基板１２と配線層間たとえば
半導体基板１２土に薄い二酸化硅素膜なとの絶縁膜を形
成しておいてもよい。

発明の効果 本発明の構造によれば層間絶縁膜間に配線層を形成でき
、表向か平坦な構造かできるため、多層に配線しても従
来のような断線および短絡が生じるということはない。

また本発明の方法によれは低温で配線層および絶縁層を
形成することができるため、素子特性を劣化させること
がないというすぐれた効果を詑揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の半導体装置の要部（１４造断面
図、第３図（Ａ）、　（Ｂ）、第４図（Ａ”ｌ〜（Ｃ）
は本発明の実施例の半導体装置の要部製造工程断面図、
第５図は本発明の他の実施例の半導体装置の要部断面図
である。 １２　　半導体基板、１５，２２，２４．２７翁機金属
ポリマーの非１・−プ領域、１８，２３゜２６　　ドー
プした有機金属ポリマーの配線層、２８抵抗領域い 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 １の 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に形成した有機金属ポリマーに選択
   的に不純物ドープした低抵抗領域を配線層、他の領域を
   絶縁層として用いたことを特徴とする半導体装置。 （に）不純物ドープ領域を抵抗体として用いたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 （鴻　低抵抗領域を半導体基板と金属配線層との接続部
   に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の半導体装置。 （→　半導体基板−Ｈに有機金属ポリマーを形成し、選
   択的にハロゲンイオンビームを照射し、前記照射部の有
   機金属ポリマーを選択的に低抵抗化することを特徴とす
   る半導体装置の製造方法。 （句　半導体、ｌｉ￥板上に有機金属ポリマーを形成し
   、ハロゲンガス雰囲気で前記有機金属ポリマーに選択的
   に放射線を照射し、前記照射部の有機金属ポリマーを低
   抵抗化することを特徴とする半導体装置の製造方法。