JP2007123415A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for lowering a contact resistance by enlarging a contact area with a contact even in the projected semiconductor layer having a small cross-sectional area. <P>SOLUTION: The semiconductor device comprises a projected semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, and a contact area which is in contact with a ceiling surface of the projected semiconductor layer and a part of the side wall thereof and is electrically connected to the projected semiconductor layer. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、半導体装置及びその製造方法に係り、特に半導体基板上に形成された凸状半導体層をメタル配線部と接続するコンタクト部に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a contact portion for connecting a convex semiconductor layer formed on a semiconductor substrate to a metal wiring portion.

半導体集積回路の構成要素として、抵抗素子、容量素子、トランジスタ等の回路素子が挙げられる。現在、これらの素子は半導体基板に対して平面的な構造、いわゆるプレーナー構造が主流である。プレーナー構造の素子の集積度はフォトリソグラフィー技術の解像限界によって制約される。フォトリソグラフィー技術の解像限界に依存することなく、次世代における集積度を達成させる技術として、半導体素子の3次元化技術が要望されている。   Examples of components of the semiconductor integrated circuit include circuit elements such as a resistance element, a capacitor element, and a transistor. At present, these elements mainly have a planar structure with respect to a semiconductor substrate, a so-called planar structure. The degree of integration of planar structure elements is limited by the resolution limit of photolithography technology. As a technique for achieving the next-generation integration without depending on the resolution limit of the photolithography technique, there is a demand for a three-dimensional semiconductor element technique.

半導体素子の3次元化技術の一例として、柱状構造をしたS−SGT(Stacked−Surround Gate Transistor)フラッシュメモリが提案されている(たとえば、特許文献1参照)。   As an example of a three-dimensional semiconductor element technology, an S-SGT (Stacked-Surround Gate Transistor) flash memory having a columnar structure has been proposed (for example, see Patent Document 1).

図16は、従来のS−SGTフラッシュメモリの構造の一例を示す説明図である。図16に示すS−SGTフラッシュメモリは、シリコン基板1上に形成された柱状の凸状半導体層の側壁に、2つのトランジスタと3つのメモリセルを有している。そして、前記柱状凸状半導体層の天面にn+型不純物導入層10を形成し、前記不純物導入層10とメタル配線部12を電気的に接続している。S−SGTフラッシュメモリのように凸状半導体層を利用した三次元構造素子では、凸状半導体層の天面とメタル配線部を接続するコンタクト部を有している。
特開平4−79369号公報
FIG. 16 is an explanatory diagram showing an example of the structure of a conventional S-SGT flash memory. The S-SGT flash memory shown in FIG. 16 has two transistors and three memory cells on the side wall of a columnar convex semiconductor layer formed on the silicon substrate 1. Then, an n + type impurity introduction layer 10 is formed on the top surface of the columnar convex semiconductor layer, and the impurity introduction layer 10 and the metal wiring portion 12 are electrically connected. A three-dimensional structure element using a convex semiconductor layer, such as an S-SGT flash memory, has a contact portion that connects the top surface of the convex semiconductor layer and a metal wiring portion.
JP-A-4-79369

前述のような、半導体基板上に凸状半導体層を形成してなる三次元構造素子の集積度を向上させるためには、前記凸状半導体層の断面積を小さくする事が望ましい。しかし、前記凸状半導体層の断面積を小さくすると、前記凸状半導体層の天面の面積も小さくなり、コンタクト部との接触面積が小さくなる。その結果、コンタクト抵抗が高くなり、半導体素子の動作特性の劣化、例えばトランジスタの駆動電流の低下を引き起こす。以上のことから、前記凸状半導体層の断面積を小さくしながらも、コンタクト抵抗を低くする事が望ましい。   In order to improve the integration degree of the three-dimensional structure element formed by forming the convex semiconductor layer on the semiconductor substrate as described above, it is desirable to reduce the cross-sectional area of the convex semiconductor layer. However, when the cross-sectional area of the convex semiconductor layer is reduced, the area of the top surface of the convex semiconductor layer is also reduced, and the contact area with the contact portion is reduced. As a result, the contact resistance is increased, which causes deterioration of the operating characteristics of the semiconductor element, for example, a decrease in the driving current of the transistor. From the above, it is desirable to reduce the contact resistance while reducing the cross-sectional area of the convex semiconductor layer.

この発明は、小さな断面積の凸状半導体層であってもコンタクト部との接触面積を大きくすることによってコンタクト抵抗を低く抑えることのできる手法を提供するものである。   The present invention provides a technique capable of suppressing contact resistance to a low level by increasing the contact area with a contact portion even with a convex semiconductor layer having a small cross-sectional area.

この発明は、半導体基板上に形成された凸状半導体層と、前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに接触し前記凸状半導体層と電気的に接続されるコンタクト部とを備えることを特徴とする半導体装置を提供する。   The present invention includes a convex semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, and a contact portion that contacts the top surface and a part of the side wall of the convex semiconductor layer and is electrically connected to the convex semiconductor layer. A semiconductor device is provided.

また、異なる観点から、この発明は、半導体基板上に凸状半導体層を形成する工程と、形成した凸状半導体層を天面まで埋め込み、その表面が平坦になるように絶縁膜を堆積させる工程と、埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。   Further, from a different point of view, the present invention includes a step of forming a convex semiconductor layer on a semiconductor substrate, and a step of embedding the formed convex semiconductor layer to the top surface and depositing an insulating film so that the surface is flattened. Forming a contact hole by selectively etching the insulating film by anisotropic etching so as to expose the top surface and part of the side wall of the embedded convex semiconductor layer, and the formed contact hole A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing a conductive film on the top surface of the convex semiconductor layer and bringing the conductive film into contact with a part of the side wall.

さらに、この発明は、半導体基板上に凸状半導体層を形成する工程と、形成した凸状半導体層を天面まで埋め込み、その表面が平坦になるように第1絶縁膜を堆積させる工程と、埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記第1絶縁膜をエッチバックする工程と、エッチバックした前記第1絶縁膜と露出した前記凸状半導体層の表面とに第2絶縁膜を堆積させる工程と、前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を堆積させることにより、前記凸状半導体層を天面まで埋め込んで表面を平坦にする工程と、埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記第3絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。   Furthermore, the present invention includes a step of forming a convex semiconductor layer on a semiconductor substrate, a step of embedding the formed convex semiconductor layer to the top surface, and depositing a first insulating film so that the surface is flattened; Etching back the first insulating film so as to expose the top surface and part of the side wall of the embedded convex semiconductor layer, and etching the back of the first insulating film and the exposed convex semiconductor layer. Depositing a second insulating film on the surface, depositing a third insulating film on the second insulating film, filling the convex semiconductor layer up to the top surface, and flattening the surface; and embedding Forming a contact hole by selectively etching the third insulating film by anisotropic etching so as to expose the top surface and part of the side wall of the protruding semiconductor layer. Contact To provide a method of manufacturing a semiconductor device characterized by comprising the steps of: Le in depositing a conductive film contacting the conductive film and a portion of the top surface and the side wall of the protruding semiconductor layer.

この発明の半導体装置は、前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに接触するコンタクト部を備えるので、小さな天面の面積の凸状半導体層であってもコンタクト部との大きな接触面積を確保してコンタクト抵抗を低く抑えることができる。   Since the semiconductor device of the present invention includes the contact portion that contacts the top surface of the convex semiconductor layer and a part of the side wall, even the convex semiconductor layer having a small top surface area has a large contact with the contact portion. The contact resistance can be kept low by securing the area.

ここで、凸状半導体層は、半導体基板の表面の少なくとも一部に形成された凸状の半導体層である。前記凸状半導体層の形状は、円柱状であってもよいがこれに限定されず、角柱などの形状を有していてもよい。また、凸状半導体層の鉛直方向の断面が台形状であってもよい。前記凸状半導体層の材質は、たとえばp型シリコンであってもよいが、これに限定されず、n型シリコンであってもよく、あるいはゲルマニウムやGaAsなどシリコン以外の半導体であってもよい。前記材質は、半導体基板と同じことが好ましいが、必ずしもそのように限定されることはない。   Here, the convex semiconductor layer is a convex semiconductor layer formed on at least a part of the surface of the semiconductor substrate. The shape of the convex semiconductor layer may be cylindrical, but is not limited thereto, and may have a shape such as a prism. Further, the vertical cross section of the convex semiconductor layer may be trapezoidal. The material of the convex semiconductor layer may be, for example, p-type silicon, but is not limited thereto, and may be n-type silicon, or a semiconductor other than silicon such as germanium or GaAs. The material is preferably the same as that of the semiconductor substrate, but is not necessarily limited thereto.

コンタクト部の断面形状は、円状であってもよいが、これに限定されず、たとえば、楕円状や矩形状あるいは多角形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the contact portion may be circular, but is not limited thereto, and may be, for example, elliptical, rectangular, or polygonal.

また、この発明の半導体装置は、前記凸状半導体層に接続されたコンタクト部の周囲を覆う絶縁層と、前記絶縁層の上に形成される配線部とをさらに備え、前記コンタクト部が、前記絶縁層を上下に貫きその一端部が前記凸状半導体層に接続され、他端部が前記配線部に接続されるように前記絶縁層に埋設されてもよい。
前記導電材料は、配線部に用いる材料と同じものが好ましいが、これに限定されるものではない。また、前記コンタクト部に用いる導電材料は、アルミニウムであってもよいがこれに限定されるものではなく、たとえば、銅、金あるいは銀などの金属であってもよい。あるいは、金属以外の導電材料であってもよい。
In addition, the semiconductor device of the present invention further includes an insulating layer that covers the periphery of the contact portion connected to the convex semiconductor layer, and a wiring portion formed on the insulating layer, and the contact portion includes The insulating layer may be embedded in the insulating layer so as to penetrate up and down and have one end connected to the convex semiconductor layer and the other end connected to the wiring portion.
The conductive material is preferably the same as the material used for the wiring portion, but is not limited thereto. The conductive material used for the contact portion may be aluminum, but is not limited thereto, and may be a metal such as copper, gold, or silver. Alternatively, a conductive material other than metal may be used.

さらにまた、前記凸状半導体層の側壁の周囲の一部または全部に、1以上の回路素子が形成されていてもよく、さらに、前記回路素子が、抵抗素子、容量素子、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、メモリセルのいずれかの素子またはそれらの組み合わせであってもよい。   Furthermore, one or more circuit elements may be formed on a part or all of the periphery of the side wall of the convex semiconductor layer, and the circuit elements further include a resistor element, a capacitor element, a diode, a transistor, and a thyristor. It may be any element of the memory cell or a combination thereof.

前記コンタクト部は、前記凸状半導体層との接触面積を前記凸状半導体層の天面の面積より大きくするようにその形状が決定されてもよい。このようにすれば、前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とを合わせたコンタクト部の接触面積の合計が、前記凸状半導体層との接触面積より大きいので、前記天面だけにコンタクト部が接触する従来の構造に比べてコンタクト抵抗の低い半導体装置を得ることができる。   The shape of the contact portion may be determined so that the contact area with the convex semiconductor layer is larger than the area of the top surface of the convex semiconductor layer. In this case, since the total contact area of the contact portion combining the top surface of the convex semiconductor layer and a part of the side wall is larger than the contact area with the convex semiconductor layer, only the top surface is provided. A semiconductor device having a low contact resistance can be obtained as compared with the conventional structure in which the contact portion contacts.

また、前記凸状半導体層の材質がシリコンの場合、その天面がシリサイド化されていてもよい。このようにすれば、コンタクト部との接触面をシリサイド化することによってコンタクト抵抗をさらに低くすることができる。シリサイド化に用いる金属は、たとえばコバルトであってもよいが、これに限定されず、たとえば、タングステン、モリブデン、タンタル、チタン、ニッケルあるいは白金であってもよい。   Further, when the material of the convex semiconductor layer is silicon, the top surface thereof may be silicided. In this way, the contact resistance can be further reduced by siliciding the contact surface with the contact portion. The metal used for silicidation may be, for example, cobalt, but is not limited thereto, and may be, for example, tungsten, molybdenum, tantalum, titanium, nickel, or platinum.

あるいは、前記コンタクト部が、前記凸状半導体層の天面を通る水平面での断面積が前記凸状半導体層の天面の面積よりも大きくなるように形成され、前記凸状半導体層側壁の上部の全周を囲むように接触するものであってもよい。このようにすれば、コンタクト部が前記凸状半導体層側壁の上部の全周を囲むように接触するので、コンタクト部と凸状半導体層との接触面積を凸状半導体層の天面の面積よりも大きくすることができ、低いコンタクト抵抗の半導体装置が得られる。さらに、コンタクトホールを形成する際に、凸状半導体層に対する位置合わせが多少ずれてもコンタクト部が前記凸状半導体層側壁の上部の全周を囲むように接触するので、厳密な位置合わせが要求されることがない。従って、低いコンタクト抵抗が安定して得られ、半導体装置の性能が安定し、歩留まりが向上する。前記コンタクト部と前記凸状半導体層との関係の一例は、前記コンタクト部と前記凸状半導体層がいずれも円柱状の場合、前記コンタクト部の径が、前記凸状半導体層の径の1.1〜1.3倍であることが望ましい。
ただし、コンタクト部の径は、コンタクトホール形成時の位置合わせのマージンによって決まるので、現実には使用する装置の性能によって制約される。
Alternatively, the contact portion is formed such that a cross-sectional area in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer is larger than an area of the top surface of the convex semiconductor layer, and an upper portion of the side wall of the convex semiconductor layer It may come into contact so as to surround the entire circumference. In this way, the contact portion contacts the entire periphery of the upper portion of the convex semiconductor layer side wall so that the contact area between the contact portion and the convex semiconductor layer is larger than the area of the top surface of the convex semiconductor layer. And a semiconductor device with low contact resistance can be obtained. Further, when forming the contact hole, even if the alignment with respect to the convex semiconductor layer is slightly deviated, the contact portion contacts so as to surround the entire circumference of the upper side of the convex semiconductor layer, so that exact alignment is required. It will not be done. Therefore, a low contact resistance can be stably obtained, the performance of the semiconductor device is stabilized, and the yield is improved. An example of the relationship between the contact portion and the convex semiconductor layer is that when the contact portion and the convex semiconductor layer are both cylindrical, the diameter of the contact portion is 1. It is desirable to be 1 to 1.3 times.
However, since the diameter of the contact portion is determined by the alignment margin when forming the contact hole, it is actually limited by the performance of the device used.

前記コンタクト部が、前記凸状半導体層の天面を通る水平面での前記コンタクト部の断面の面積が前記凸状半導体層の天面の面積と等しいかそれよりも小さく、かつ前記凸状半導体層側壁の上部の一部と接触するように形成されるものであってもよい。このようにすれば、前記断面積が前記凸状半導体層の天面の面積と等しいかそれより小さい場合であっても、当該コンタクト部を前記凸状半導体層側壁の上部の一部と接触させることにより前記凸状半導体層の天面の面積よりも大きい接触面積を確保し得る。   The area of the cross section of the contact portion in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer is equal to or smaller than the area of the top surface of the convex semiconductor layer, and the convex semiconductor layer It may be formed so as to be in contact with a part of the upper part of the side wall. In this way, even when the cross-sectional area is equal to or smaller than the area of the top surface of the convex semiconductor layer, the contact portion is brought into contact with a part of the upper portion of the side wall of the convex semiconductor layer. Thus, a contact area larger than the area of the top surface of the convex semiconductor layer can be ensured.

また、この発明の製造方法は、埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えるので、コンタクト部となる前記絶縁膜を前記凸状半導体層の天面だけでなく側壁にも接触させることができる。   Also, in the manufacturing method of the present invention, the insulating film is selectively etched by anisotropic etching so as to expose the top surface and part of the side wall of the embedded convex semiconductor layer, thereby forming a contact hole. And a step of depositing a conductive film in the formed contact hole and bringing the conductive film into contact with the top surface and a part of the side wall of the convex semiconductor layer. Not only the top surface of the convex semiconductor layer but also the side wall can be contacted.

さらに、この発明の製造方法は、第2絶縁膜上に第3絶縁膜を堆積させることにより、前記凸状半導体層を天面まで埋め込んで表面を平坦にする工程と、埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記第3絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えるので、第2絶縁膜をストッパーとして凸状半導体層の側壁の一部を所定の深さまで精度よく露出させてコンタクト部となる前記絶縁膜を前記凸状半導体層の天面だけでなく側壁にも接触させることができる。   Further, the manufacturing method of the present invention includes a step of depositing a third insulating film on the second insulating film to bury the convex semiconductor layer up to the top surface and flatten the surface, and the embedded convex semiconductor. A contact hole forming step of selectively etching the third insulating film by anisotropic etching so as to expose a top surface of the layer and a part of the side wall, and forming a contact hole in the formed contact hole; Depositing and contacting the conductive film with the top surface of the convex semiconductor layer and a part of the side wall, so that the second insulating film serves as a stopper and a part of the side wall of the convex semiconductor layer is predetermined. The insulating film that becomes a contact portion by accurately exposing to the depth can be brought into contact with not only the top surface of the convex semiconductor layer but also the side wall.

前記コンタクトホール形成工程が、前記第2絶縁膜をエッチングストッパーとして用いる工程であってもよい。   The contact hole forming step may be a step using the second insulating film as an etching stopper.

以上のことより、凸状半導体層の天面だけでなく側壁ともメタル配線部を電気的に接続することによって、コンタクト部の接触面積を十分に確保することが可能となり、その結果、コンタクト抵抗を低くすることが可能となる。   From the above, it is possible to sufficiently secure the contact area of the contact part by electrically connecting the metal wiring part not only to the top surface of the convex semiconductor layer but also to the side wall, and as a result, the contact resistance is reduced. It can be lowered.

以上述べたようにこの発明の半導体装置の製造法によれば、半導体基板に形成された凸状半導体層、例えばS−SGTフラッシュメモリ等において、凸状半導体層とメタル配線部を接続するコンタクト部の接触面積を大きくし、コンタクト抵抗を低くする事が可能となる。   As described above, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in a convex semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, for example, an S-SGT flash memory, a contact portion that connects the convex semiconductor layer and a metal wiring portion. The contact area can be increased and the contact resistance can be lowered.

なお、半導体基板上の凸状半導体層に関して、特に限定をしないが、例えばS−SGTフラッシュ等が挙げられる。しかし、必ずしもそれに限定されるものではなく、半導体基板上に配置された凸状半導体層であればその形状は問わない。   In addition, although it does not specifically limit regarding the convex semiconductor layer on a semiconductor substrate, For example, S-SGT flash etc. are mentioned. However, the shape is not necessarily limited thereto, and the shape is not limited as long as it is a convex semiconductor layer arranged on a semiconductor substrate.

以下、図面に基づき、この発明に係る半導体装置及びその製造方法の実施の形態について詳細に説明する。   Embodiments of a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

(第一実施形態)
図1は、第一実施形態に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の断面図と平面図である。図1(a)は平面図、図1(b)は、図1(a)のI−I’断面における断面図である。第一実施形態では、コンタクト部205の径を凸状半導体層300の径より大きくし、凸状半導体層300の天面だけでなく側壁の天面に近い領域をコンタクト部205の接触面とすることによって、コンタクト抵抗を低くする。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view of a contact portion 205 that connects the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion 201 according to the first embodiment. FIG. 1A is a plan view, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. In the first embodiment, the diameter of the contact portion 205 is made larger than the diameter of the convex semiconductor layer 300, and not only the top surface of the convex semiconductor layer 300 but also a region near the top surface of the side wall is used as the contact surface of the contact portion 205. As a result, the contact resistance is lowered.

図2〜図3は、図1に示すコンタクト部205の形成方法を示す工程断面図である。
まず、半導体基板100の上に凸状半導体層300を形成する。凸状半導体層300の形成には、公知の手法を適用することができる。その一例は、半導体基板100の一部表面をフォトリソグラフィー技術と反応性イオンエッチング法(以下RIEと称す)技術など既知の異方性エッチング手法を用いてエッチングし、半導体基板100を掘り下げて凸状半導体層300を形成する手法である。あるいは、選択エピタキシャル成長法により、半導体基板100上に凸状半導体層300を形成しても構わない。
そして、半導体基板100上に形成されている凸状半導体層300を完全に覆うように絶縁膜200、例えばシリコン酸化膜を堆積させる。さらに、CMP(化学的機械的研磨)等を用いて、シリコン酸化膜200表面の平坦化を行う(図2参照)。
2 to 3 are process sectional views showing a method of forming the contact portion 205 shown in FIG.
First, the convex semiconductor layer 300 is formed on the semiconductor substrate 100. A known method can be applied to the formation of the convex semiconductor layer 300. For example, a part of the surface of the semiconductor substrate 100 is etched using a known anisotropic etching method such as a photolithography technique and a reactive ion etching method (hereinafter referred to as RIE) technique, and the semiconductor substrate 100 is dug down to have a convex shape. This is a method for forming the semiconductor layer 300. Alternatively, the convex semiconductor layer 300 may be formed on the semiconductor substrate 100 by a selective epitaxial growth method.
Then, an insulating film 200 such as a silicon oxide film is deposited so as to completely cover the convex semiconductor layer 300 formed on the semiconductor substrate 100. Further, the surface of the silicon oxide film 200 is planarized using CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like (see FIG. 2).

次に、公知のフォトリソグラフィー技術によってパターニングされたレジスト202をマスクとして、凸状半導体層300の上部、言い換えると凸状半導体層300の天面だけでなく側壁が露出するように異方性エッチングを行い、コンタクトホール206を形成させる(図3参照)。
コンタクトホール206の加工寸法については以下の通りである。ホール径は、凸状半導体層300の径の1.1〜1.3倍程度が望ましいが、凸状半導体層300の径より大きければ必ずしもその範囲に限定されるものではない(図1(b)参照)。
Next, using the resist 202 patterned by a known photolithography technique as a mask, anisotropic etching is performed so that the upper part of the convex semiconductor layer 300, in other words, the side wall as well as the top surface of the convex semiconductor layer 300 is exposed. Then, contact holes 206 are formed (see FIG. 3).
The processing dimensions of the contact hole 206 are as follows. The hole diameter is desirably about 1.1 to 1.3 times the diameter of the convex semiconductor layer 300, but is not necessarily limited to that range as long as it is larger than the diameter of the convex semiconductor layer 300 (FIG. 1B). )reference).

ホール径を凸状半導体層300の径より大きくすることによる利点は二つある。一つ目はコンタクト部205の接触面積が大きくなること、二つ目はフォトリソグラフィー工程でコンタクトホールの位置がずれても接触面積が変わらない、言い換えるとフォトリソグラフィー工程の位置合わせのマージンが大きくなることである。   There are two advantages by making the hole diameter larger than the diameter of the convex semiconductor layer 300. The first is that the contact area of the contact portion 205 is increased, and the second is that the contact area does not change even if the position of the contact hole is shifted in the photolithography process, in other words, the alignment margin of the photolithography process is increased. That is.

図4は、コンタクト部205と凸状半導体層300との接触面積Sと凸状半導体層300の天面を通る水平面でのコンタクトホールの断面積Scとを示す説明図である。図4に示すように、コンタクト部205は、凸状半導体層300の天面から深さdのところにその底面があり、凸状半導体層300との接触面積Sは、凸状半導体層300の天面の面積Stと凸状半導体層の側壁の全周をコンタクト部205が深さdで包む面積Spとの和である。一方、凸状半導体層300の天面を通る水平面でのコンタクト部205の断面積はScである。コンタクト部205は、凸状半導体層300との接触面積S=St+Spが前記断面積Scよりも大きくなるように形成することが望ましいが、必ずしもその範囲に限定されるものではない。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing a contact area S between the contact portion 205 and the convex semiconductor layer 300 and a cross-sectional area Sc of the contact hole in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer 300. As shown in FIG. 4, the contact portion 205 has a bottom surface at a depth d from the top surface of the convex semiconductor layer 300, and the contact area S with the convex semiconductor layer 300 is equal to that of the convex semiconductor layer 300. This is the sum of the area St of the top surface and the area Sp of the contact portion 205 covering the entire circumference of the side wall of the convex semiconductor layer with the depth d. On the other hand, the cross-sectional area of the contact portion 205 in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer 300 is Sc. The contact portion 205 is desirably formed so that the contact area S = St + Sp with the convex semiconductor layer 300 is larger than the cross-sectional area Sc, but is not necessarily limited to that range.

また、前述のように、コンタクト部205を形成するために、シリコン酸化膜200を異方性エッチングにより選択的に除去してコンタクトホールを形成し、凸状半導体層300の天面と側壁の上部とを露出させる。露出した凸状半導体層300上部がコンタクト部205の接触面積となるので、接触抵抗を低減する観点から、前記コンタクトホールの深さdは深いほど望ましい。ただし、凸状半導体層300の高さは、エッチングの異方性や工程の所要時間、即ちコストによる制約があるので、凸状半導体層300の側壁に形成する素子の大きさとの兼ね合いから決定されるべきものである。   Further, as described above, in order to form the contact portion 205, the silicon oxide film 200 is selectively removed by anisotropic etching to form a contact hole, and the top surface and the upper portion of the sidewall of the convex semiconductor layer 300 are formed. And expose. Since the exposed upper portion of the convex semiconductor layer 300 becomes a contact area of the contact portion 205, the depth d of the contact hole is preferably as deep as possible from the viewpoint of reducing contact resistance. However, the height of the convex semiconductor layer 300 is determined based on a balance with the size of the element formed on the side wall of the convex semiconductor layer 300 because there are restrictions due to etching anisotropy and the time required for the process, that is, cost. It should be.

次に、コンタクト部205として利用する凸状半導体層300の上部をコバルト等でシリサイド化した後、コンタクト部205を形成し、メタル配線部201を形成すると、図1に示すコンタクト部が形成される。なお、第一実施形態では円柱状の凸状半導体層を例に挙げて説明したが、凸状半導体層であればその形状は限定しない。   Next, after siliciding the upper part of the convex semiconductor layer 300 used as the contact part 205 with cobalt or the like, the contact part 205 is formed, and the metal wiring part 201 is formed, whereby the contact part shown in FIG. 1 is formed. . In the first embodiment, the cylindrical convex semiconductor layer has been described as an example, but the shape is not limited as long as it is a convex semiconductor layer.

(第二実施形態)
図5はこの発明の第二実施形態に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の断面図と平面図である。図5(a)は平面図、図5(b)は、図5(a)のI−I’断面における断面図である。
第二実施形態では、コンタクト部205の径を凸状半導体層300の径より大きくし、凸状半導体層300上部の天面だけでなく側壁をコンタクト部205の接触面とすることによって、コンタクト抵抗を低くする。
(Second embodiment)
FIG. 5 is a cross-sectional view and a plan view of a contact portion 205 that connects the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion 201 according to the second embodiment of the present invention. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 5A.
In the second embodiment, the contact portion 205 has a diameter larger than that of the convex semiconductor layer 300, and not only the top surface of the convex semiconductor layer 300 but also the side wall is used as the contact surface of the contact portion 205, thereby improving the contact resistance. Lower.

さらに、コンタクトホールを形成する工程でエッチングストッパーを用いることによって、コンタクト部の接触面として利用する凸状半導体層300上部のプロセスダメージを軽減し、また、コンタクトホールの深さを精度良く加工することが可能になる。   Furthermore, by using an etching stopper in the process of forming the contact hole, process damage on the convex semiconductor layer 300 used as a contact surface of the contact portion is reduced, and the depth of the contact hole is processed with high accuracy. Is possible.

図6〜図11は図5に示すコンタクト部205の形成方法を示す工程断面図である。
まず、半導体基板100上に形成されている凸状半導体層300を完全に覆うように第一の絶縁膜200、例えばシリコン酸化膜を堆積させる。
さらに、CMP(化学的機械的研磨)等を用いて、シリコン酸化膜200表面の平坦化を行い(図6参照)、凸状半導体層300の上部、言い換えると凸状半導体層300の天面だけでなく側壁が露出するようにエッチバックを行う(図7参照)。
6 to 11 are process sectional views showing a method of forming the contact portion 205 shown in FIG.
First, a first insulating film 200, for example, a silicon oxide film is deposited so as to completely cover the convex semiconductor layer 300 formed on the semiconductor substrate 100.
Further, the surface of the silicon oxide film 200 is planarized using CMP (Chemical Mechanical Polishing) or the like (see FIG. 6), and only the top of the convex semiconductor layer 300, in other words, the top surface of the convex semiconductor layer 300 is used. Etchback is performed so that the side wall is exposed instead (see FIG. 7).

なお、シリコン酸化膜200のエッチング量は、コンタクトホールの水平方向の断面積Scよりコンタクト部205の接触面積Sが大きくなる深さまでエッチングすることが望ましい。しかし、必ずしもその範囲に限定されるものではない(図4参照)。また、露出した凸状半導体層300上部がコンタクト部205の接触面積となるので、エッチング量は多いほど望ましい。   Note that the etching amount of the silicon oxide film 200 is desirably etched to a depth at which the contact area S of the contact portion 205 becomes larger than the horizontal sectional area Sc of the contact hole. However, the range is not necessarily limited (see FIG. 4). Further, since the exposed upper portion of the convex semiconductor layer 300 is a contact area of the contact portion 205, it is desirable that the etching amount is larger.

次に、第二の絶縁膜203、例えばシリコン窒化膜を10〜200nm程度堆積させる(図8参照)。なお、シリコン窒化膜203は設定した位置で後工程のコンタクトホールエッチングを止めるための絶縁膜、いわゆるエッチストッパーである。   Next, a second insulating film 203, for example, a silicon nitride film is deposited to a thickness of about 10 to 200 nm (see FIG. 8). The silicon nitride film 203 is an insulating film for stopping contact hole etching in a later process at a set position, a so-called etch stopper.

次に、凸状半導体層部を完全に覆うように第三の絶縁膜204、例えばシリコン酸化膜を堆積させ、CMP(化学的機械的研磨)等を用いて、シリコン酸化膜204表面の平坦化を行う(図9参照)。公知のフォトリソグラフィー技術によってパターニングされたレジスト202をマスクとして、異方性エッチングによってシリコン酸化膜204をエッチングする(図10参照)。   Next, a third insulating film 204, for example, a silicon oxide film is deposited so as to completely cover the convex semiconductor layer portion, and the surface of the silicon oxide film 204 is planarized using CMP (chemical mechanical polishing) or the like. (See FIG. 9). Using the resist 202 patterned by a known photolithography technique as a mask, the silicon oxide film 204 is etched by anisotropic etching (see FIG. 10).

なお、コンタクトホール径は凸状半導体層300の径の1.1〜1.3倍程度が望ましいが、凸状半導体層300の径より大きければ必ずしもその範囲に限定されるものではない(図5(b)参照)。   The contact hole diameter is preferably about 1.1 to 1.3 times the diameter of the convex semiconductor layer 300, but is not necessarily limited to that range as long as it is larger than the diameter of the convex semiconductor layer 300 (FIG. 5). (See (b)).

ホール径を凸状半導体層300の径より大きくすることによる利点は二つある。一つ目はコンタクト部205の接触面積が大きくなること、二つ目はフォトリソグラフィー工程の位置合わせのマージンが大きくなることである。次に、シリコン酸化膜200、204と選択比の高いエッチング、例えばウェットエッチングによってシリコン窒化膜203をエッチングする(図11参照)。   There are two advantages by making the hole diameter larger than the diameter of the convex semiconductor layer 300. The first is that the contact area of the contact portion 205 is increased, and the second is that the alignment margin of the photolithography process is increased. Next, the silicon nitride film 203 is etched by etching having a high selection ratio with the silicon oxide films 200 and 204, for example, wet etching (see FIG. 11).

なお、ウェットエッチング等の選択比の高いエッチングを用いるため、凸状半導体層300に対するエッチングダメージが小さくできる。
次に、コンタクト部205として利用する凸状半導体層300の上部をコバルト等でシリサイド化した後、コンタクト部205を形成し、メタル配線部201を形成すると、図5に示すコンタクト部が形成される。なお、第二実施形態では円柱状の凸状半導体層を例に挙げて説明したが、凸状半導体層であればその形状は限定しない。
Note that etching damage to the convex semiconductor layer 300 can be reduced because etching with high selectivity such as wet etching is used.
Next, after the upper portion of the convex semiconductor layer 300 used as the contact portion 205 is silicided with cobalt or the like, the contact portion 205 is formed, and the metal wiring portion 201 is formed, whereby the contact portion shown in FIG. 5 is formed. . In the second embodiment, a cylindrical convex semiconductor layer has been described as an example, but the shape is not limited as long as it is a convex semiconductor layer.

(第三実施形態)
図12ならびに図13はこの発明の第三実施形態に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の断面図と平面図である。図13は、図12に対して、シリコン膣化膜203とシリコン酸化膜204がある点が異なっており、これは図5(第二実施形態参照)の図1(第一実施形態参照)に対する差異に対応する。図12(a)は平面図、図12(b)は、図12(a)のB−B’断面における断面図である。また、図13(a)は平面図、図13(b)は、図13(a)のB−B’断面における断面図である。
(Third embodiment)
12 and 13 are a cross-sectional view and a plan view of a contact portion 205 connecting the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion 201 according to the third embodiment of the present invention. FIG. 13 differs from FIG. 12 in that there is a silicon vagina film 203 and a silicon oxide film 204, which corresponds to FIG. 1 (see the first embodiment) in FIG. 5 (see the second embodiment). Respond to differences. 12A is a plan view, and FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 12A. 13A is a plan view, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG. 13A.

図12、図13で示すように、この実施形態では、凸状半導体層300の径と同等、またはそれよりも小さいコンタクトホール205の径で、凸状半導体層300の側壁の一部とメタル配線部201を電気的に接続している。図12(b)、図13(b)に示すように、凸状半導体層300とコンタクトホール205の中心をずらし、凸状半導体層300の側壁の一部をコンタクト部205の接触面として利用することによって、天面だけを接触面とする場合に比べて広い接触面積を確保してコンタクト抵抗を低くする。図12の基本的な構造、製造工程は第一実施形態と同じであり、図13の基本的な構造、製造工程は第二実施形態と同じである。   As shown in FIGS. 12 and 13, in this embodiment, a part of the side wall of the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring have the same diameter as that of the convex semiconductor layer 300 or smaller than that of the convex semiconductor layer 300. The part 201 is electrically connected. As shown in FIGS. 12B and 13B, the centers of the convex semiconductor layer 300 and the contact hole 205 are shifted, and a part of the side wall of the convex semiconductor layer 300 is used as a contact surface of the contact portion 205. As a result, compared with the case where only the top surface is used as the contact surface, a wide contact area is secured and the contact resistance is lowered. The basic structure and manufacturing process of FIG. 12 are the same as those of the first embodiment, and the basic structure and manufacturing process of FIG. 13 are the same as those of the second embodiment.

ここまでの実施形態では、半導体基板上の凸状半導体層を例に挙げて説明した。次に、凸状半導体層を利用した三次元構造素子として、S−SGTフラッシュメモリ、FinFETを例に挙げた実施例を示す。   In the embodiments so far, the convex semiconductor layer on the semiconductor substrate has been described as an example. Next, an example in which an S-SGT flash memory and a FinFET are taken as examples of a three-dimensional structure element using a convex semiconductor layer will be described.

(第四実施形態)
図14は、この発明に係る半導体装置の凸状半導体層にS−SGTフラッシュメモリが形成された例を示す説明図である。柱状凸状半導体層300のメモリセル部には、ゲート酸化膜207、フローティングゲート208、ONO(Oxide Nitride Oxide)膜209、コントロールゲート210が形成され、柱状凸状半導体層300のトランジスタ部にはゲート酸化膜207、ゲート電極213が形成されている。
(Fourth embodiment)
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example in which an S-SGT flash memory is formed on the convex semiconductor layer of the semiconductor device according to the present invention. A gate oxide film 207, a floating gate 208, an ONO (Oxide Nitride Oxide) film 209, and a control gate 210 are formed in the memory cell portion of the columnar convex semiconductor layer 300, and a gate is formed in the transistor portion of the columnar convex semiconductor layer 300. An oxide film 207 and a gate electrode 213 are formed.

柱状凸状半導体層300の底部にはソース拡散層211、柱状凸状半導体層300の天面にはドレイン拡散層212が形成されている。S−SGTフラッシュメモリのコンタクト部205は、図13で示したように柱状凸状半導体層300の側壁の一部を接触面として利用している。
なお、図14では柱状凸状半導体層300の径と同等、またはそれよりも小さいコンタクトホールの径で、柱状凸状半導体層300の側壁の一部とメタル配線部201を接続する場合(第三実施形態参照)を示した。
A source diffusion layer 211 is formed on the bottom of the columnar convex semiconductor layer 300, and a drain diffusion layer 212 is formed on the top surface of the columnar convex semiconductor layer 300. As shown in FIG. 13, the contact portion 205 of the S-SGT flash memory uses a part of the side wall of the columnar convex semiconductor layer 300 as a contact surface.
In FIG. 14, a part of the side wall of the columnar convex semiconductor layer 300 is connected to the metal wiring part 201 with a contact hole diameter equal to or smaller than the diameter of the columnar convex semiconductor layer 300 (third). (See the embodiment).

なお、S−SGTフラッシュメモリのコンタクト部は前記の場合に限定されるものではなく、柱状凸状半導体層300の径よりも大きいコンタクトホールの径で、柱状凸状半導体層300上部とメタル配線部201を接続してもよい(第一、第二実施形態参照)。また、図14では凸状半導体層300の側壁に2つのトランジスタと2つのメモリセルが形成されているが、トランジスタ、メモリセルの数は限定されるものではない。   The contact portion of the S-SGT flash memory is not limited to the above case, and the contact hole diameter is larger than the diameter of the columnar convex semiconductor layer 300 and the upper portion of the columnar convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion. 201 may be connected (see the first and second embodiments). In FIG. 14, two transistors and two memory cells are formed on the sidewall of the convex semiconductor layer 300, but the number of transistors and memory cells is not limited.

(第五実施形態)
図15は、この発明に係る半導体装置の凸状半導体層にFinFET(Fin Field Effect Transistor)が形成された例を示す説明図である。図15(a)は平面図、図15(b)は、図15(a)のA−A’断面における断面図である。図15(a)に示すように、ゲート電極213と半導体基板上の凸状半導体層214が交差したところにFinFET 215がある。FinFETのゲートコンタクト216、ソースコンタクト217、ドレインコンタクト218にこの発明を用いる。
(Fifth embodiment)
FIG. 15 is an explanatory view showing an example in which a FinFET (Fin Field Effect Transistor) is formed on the convex semiconductor layer of the semiconductor device according to the present invention. 15A is a plan view, and FIG. 15B is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 15A. As shown in FIG. 15A, there is a FinFET 215 where the gate electrode 213 and the convex semiconductor layer 214 on the semiconductor substrate intersect. The present invention is used for the gate contact 216, the source contact 217, and the drain contact 218 of the FinFET.

図15(a)は、凸状半導体層214の幅と同等、またはそれよりも小さいコンタクトホールの幅で、凸状半導体層214の側壁の一部とメタル配線部201を接続する場合(第三実施形態参照)を示した。なお、FinFETのソースコンタクト部217は前記の場合に限定されるものではなく、凸状半導体層214の幅よりも大きいコンタクトホールの幅で、凸状半導体層214上部とメタル配線部201を接続してもよい(第一、第二実施形態参照)。   FIG. 15A shows a case in which a part of the side wall of the convex semiconductor layer 214 is connected to the metal wiring part 201 with a contact hole width equal to or smaller than the width of the convex semiconductor layer 214 (third). (See the embodiment). Note that the source contact portion 217 of the FinFET is not limited to the above case, and the upper portion of the convex semiconductor layer 214 is connected to the metal wiring portion 201 with a contact hole width larger than the width of the convex semiconductor layer 214. (Refer to the first and second embodiments).

この発明に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の断面図と平面図である。(第一実施形態)FIG. 4 is a cross-sectional view and a plan view of a contact portion 205 that connects a convex semiconductor layer 300 and a metal wiring portion 201 according to the present invention. (First embodiment) 図1に示すコンタクト部205の形成方法に係る工程を示す工程断面図である。(第一実施形態)FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a process according to a method for forming contact portion 205 shown in FIG. (First embodiment) 図1に示すコンタクト部205の形成方法に係る異なる工程を示す工程断面図である。(第一実施形態)FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating different processes according to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 1. (First embodiment) コンタクト部205と凸状半導体層300との接触面積Sと凸状半導体層300の天面(断面積St)を通る水平面でのコンタクトホールの断面積Scとを示す説明図である。(第一実施形態)4 is an explanatory diagram showing a contact area S between a contact portion 205 and a convex semiconductor layer 300 and a cross-sectional area Sc of a contact hole in a horizontal plane passing through the top surface (cross-sectional area St) of the convex semiconductor layer 300. FIG. (First embodiment) この発明に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の断面図と平面図である。(第二実施形態)FIG. 4 is a cross-sectional view and a plan view of a contact portion 205 that connects a convex semiconductor layer 300 and a metal wiring portion 201 according to the present invention. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係る工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating a process according to a method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係る異なる工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating different processes according to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係るさらに異なる工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating still another process related to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係るさらに異なる工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating still another process related to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係るさらに異なる工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating still another process related to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) 図5に示すコンタクト部205の形成方法に係るさらに異なる工程を示す工程断面図である。(第二実施形態)FIG. 6 is a process cross-sectional view illustrating still another process related to the method for forming the contact portion 205 illustrated in FIG. 5. (Second embodiment) この発明に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の一例の断面図と平面図である。(第三実施形態)FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view of an example of a contact portion 205 that connects the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion 201 according to the present invention. (Third embodiment) この発明に係る凸状半導体層300とメタル配線部201を接続するコンタクト部205の異なる一例の断面図と平面図である。(第三実施形態)FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view of another example of a contact portion 205 that connects the convex semiconductor layer 300 and the metal wiring portion 201 according to the present invention. (Third embodiment) この発明に係る半導体装置の凸状半導体層にS−SGTフラッシュメモリが形成された例を示す説明図である。(第四実施形態)It is explanatory drawing which shows the example in which the S-SGT flash memory was formed in the convex-shaped semiconductor layer of the semiconductor device based on this invention. (Fourth embodiment) この発明に係る半導体装置の凸状半導体層にFinFETが形成された例を示す説明図である。(第五実施形態)It is explanatory drawing which shows the example by which FinFET was formed in the convex-shaped semiconductor layer of the semiconductor device based on this invention. (Fifth embodiment) 従来のS−SGTフラッシュメモリの構造の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the structure of the conventional S-SGT flash memory.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体基板
200 第一の絶縁膜、シリコン酸化膜
201 メタル配線部
202 レジスト
203 第二の絶縁膜、シリコン膣化膜
204 第三の絶縁膜、シリコン酸化膜
205 コンタクト部
206 コンタクトホール
207 ゲート酸化膜
208 フローティングゲート
209 ONO膜
210 コントロールゲート
211 ソース拡散層
212 ドレイン拡散層
213 ゲート電極
214 凸状半導体
215 FinFET
216 ゲートコンタクト
217 ソースコンタクト
218 ドレインコンタクト
300 凸状半導体層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor substrate 200 1st insulating film, silicon oxide film 201 Metal wiring part 202 Resist 203 Second insulating film, silicon vagina film 204 Third insulating film, silicon oxide film 205 Contact part 206 Contact hole 207 Gate oxide film 208 floating gate 209 ONO film 210 control gate 211 source diffusion layer 212 drain diffusion layer 213 gate electrode 214 convex semiconductor 215 FinFET
216 Gate contact 217 Source contact 218 Drain contact 300 Convex semiconductor layer

Claims (11)

半導体基板上に形成された凸状半導体層と、
前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに接触し前記凸状半導体層と電気的に接続されるコンタクト部とを備えることを特徴とする半導体装置。
A convex semiconductor layer formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor device comprising: a contact portion that is in contact with a top surface of the convex semiconductor layer and part of a side wall and is electrically connected to the convex semiconductor layer.
前記凸状半導体層に接続されたコンタクト部の周囲を覆う絶縁層と、
前記絶縁層の上に形成される配線部とをさらに備え、
前記コンタクト部が、前記絶縁層を上下に貫きその一端部が前記凸状半導体層に接続され、他端部が前記配線部に接続されるように前記絶縁層に埋設される請求項1に記載の半導体装置。
An insulating layer covering the periphery of the contact portion connected to the convex semiconductor layer;
A wiring portion formed on the insulating layer;
The contact portion is embedded in the insulating layer so as to penetrate the insulating layer vertically and have one end connected to the convex semiconductor layer and the other end connected to the wiring portion. Semiconductor device.
前記凸状半導体層の側壁の周囲の一部または全部に、1以上の回路素子が形成される請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein one or more circuit elements are formed in part or all of the periphery of the side wall of the convex semiconductor layer. 前記回路素子が、抵抗素子、容量素子、ダイオード、トランジスタ、サイリスタ、メモリセルのいずれかの素子またはそれらの組み合わせである請求項3記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 3, wherein the circuit element is any one of a resistor element, a capacitor element, a diode, a transistor, a thyristor, and a memory cell, or a combination thereof. 前記コンタクト部は、前記凸状半導体層との接触面積を前記凸状半導体層の天面の面積より大きくするようにその形状が決定される請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a shape of the contact portion is determined so that a contact area with the convex semiconductor layer is larger than an area of a top surface of the convex semiconductor layer. 前記凸状半導体層の天面がシリサイド化されている請求項1記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein a top surface of the convex semiconductor layer is silicided. 前記コンタクト部が、前記凸状半導体層の天面を通る水平面での断面積が前記凸状半導体層の天面の面積よりも大きくなるように形成され、前記凸状半導体層側壁の上部の全周を囲むように接触する請求項2記載の半導体装置。   The contact portion is formed such that a cross-sectional area in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer is larger than an area of the top surface of the convex semiconductor layer, and the entire upper portion of the side wall of the convex semiconductor layer is formed. The semiconductor device according to claim 2, which makes contact so as to surround the circumference. 前記コンタクト部が、前記凸状半導体層の天面を通る水平面での前記コンタクト部の断面積が前記凸状半導体層の天面の面積と等しいかそれよりも小さく、かつ前記凸状半導体層側壁の上部の一部と接触するように形成される請求項2記載の半導体装置。   A cross-sectional area of the contact portion in a horizontal plane passing through the top surface of the convex semiconductor layer is equal to or smaller than an area of the top surface of the convex semiconductor layer, and the side wall of the convex semiconductor layer 3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the semiconductor device is formed so as to be in contact with a part of an upper portion of the semiconductor device. 半導体基板上に凸状半導体層を形成する工程と、
形成した凸状半導体層を天面まで埋め込み、その表面が平坦になるように絶縁膜を堆積させる工程と、
埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成する工程と、
形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a convex semiconductor layer on a semiconductor substrate;
Burying the formed convex semiconductor layer to the top surface and depositing an insulating film so that the surface is flat; and
Forming the contact hole by selectively etching the insulating film by anisotropic etching so as to expose the top surface and part of the side wall of the embedded convex semiconductor layer;
And a step of depositing a conductive film in the formed contact hole and bringing the conductive film into contact with a top surface and a part of the side wall of the convex semiconductor layer.
半導体基板上に凸状半導体層を形成する工程と、
形成した凸状半導体層を天面まで埋め込み、その表面が平坦になるように第1絶縁膜を堆積させる工程と、
埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記第1絶縁膜をエッチバックする工程と、
エッチバックした前記第1絶縁膜と露出した前記凸状半導体層の表面とに第2絶縁膜を堆積させる工程と、
前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を堆積させることにより、前記凸状半導体層を天面まで埋め込んで表面を平坦にする工程と、
埋め込まれた凸状半導体層の天面と側壁の一部とを露出させるように前記第3絶縁膜を異方性エッチングにより選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
形成したコンタクトホールに導電膜を堆積させて前記凸状半導体層の天面と側壁の一部とに前記導電膜を接触させる工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a convex semiconductor layer on a semiconductor substrate;
Burying the formed convex semiconductor layer to the top surface and depositing a first insulating film so that the surface is flat; and
Etching back the first insulating film so as to expose the top surface and part of the sidewall of the embedded convex semiconductor layer;
Depositing a second insulating film on the etched back first insulating film and the exposed surface of the convex semiconductor layer;
Depositing a third insulating film on the second insulating film to bury the convex semiconductor layer up to the top surface to flatten the surface;
A contact hole forming step of forming a contact hole by selectively etching the third insulating film by anisotropic etching so as to expose a top surface and a part of the side wall of the embedded convex semiconductor layer;
And a step of depositing a conductive film in the formed contact hole and bringing the conductive film into contact with a top surface and a part of the side wall of the convex semiconductor layer.
前記コンタクトホール形成工程が、前記第2絶縁膜をエッチングストッパーとして用いる工程である請求項10記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 10, wherein the contact hole forming step is a step of using the second insulating film as an etching stopper.
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