JP2007150249A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板と、素子分離絶縁膜と、活性領域と、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、層間絶縁膜と、層間絶縁膜に形成された開孔に充填されたプラグを有する半導体装置であって、素子分離絶縁膜に囲まれたコンタクト形成用領域と、このコンタクト形成用領域に形成された導電層をさらに有し、ゲート電極は、コンタクト形成用領域の一部に重なるように延在し、この重なり部分で前記導電層と接続され、前記プラグは、コンタクト形成用領域の他の部分で前記導電層に接触し、この導電層を介してゲート電極と電気的に接続されている半導体装置。
【選択図】図4
Description
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された開孔に充填されたプラグを有する半導体装置であって、
前記素子分離絶縁膜に囲まれたコンタクト形成用領域と、このコンタクト形成用領域に形成された導電層をさらに有し、
前記ゲート電極は、前記コンタクト形成用領域の一部に重なるように延在し、この重なり部分で前記導電層と接続され、
前記プラグは、前記コンタクト形成用領域の他の部分で前記導電層に接触し、この導電層を介して前記ゲート電極と電気的に接続されている半導体装置。
前記導電層は、金属シリサイド層であり、この金属シリサイド層がゲート電極の前記ポリシリコン層と接続されている上記1項に記載の半導体装置。
前記プラグは、前記開孔を、上部絶縁膜および側壁絶縁膜で覆われたゲート電極の延在部とコンタクト形成用領域が露出するように形成し、その開孔に導電性材料を充填して形成されたものである、上記4項に記載の半導体装置。
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられた、下層側にポリシリコン層および上層側に金属層を含む積層構造を有するゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された第1の開孔に充填され、前記ゲート電極と電気的に接続する第1のプラグと、
前記層間絶縁膜に形成された第2の開孔に充填され、前記拡散層に電気的に接続する第2のプラグを有する半導体装置の製造方法であって、
素子分離領域、活性領域およびコンタクト形成用領域を有するシリコン基板を用意する工程と、
前記活性領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ、前記コンタクト形成用領域の一部に絶縁膜を介して重なるように延在するゲート電極を形成する工程と、
前記活性領域に不純物を導入して拡散層を形成する工程と、
層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記コンタクト形成用領域の他の部分に達する第1の開孔、および前記拡散層に達する第2の開孔を形成する工程と、
少なくとも第1の開孔および第2の開孔の底部のシリコン基板露出面に金属膜を形成する工程と、
加熱を行って、前記金属膜とシリコン基板とを反応させて、前記コンタクト形成用領域上および拡散層上に金属シリサイド層を形成し、コンタクト形成用領域上に形成された前記金属シリサイド層を、このコンタクト形成用領域の一部に重なるゲート電極延在部のポリシリコン層下面側に接続させる工程と、
第1の開孔および第2の開孔に導電性材料を充填して、前記コンタクト形成用領域上の金属シリサイド層に接触する第1のプラグ、及び前記拡散層上の金属シリサイドに接触する第2のプラグを形成する工程を有する半導体装置の製造方法。
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられた、下層側にポリシリコン層および上層側に金属層を含む積層構造を有するゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された第1の開孔に充填され、前記ゲート電極と電気的に接続する第1のプラグと、
前記層間絶縁膜に形成された第2の開孔に充填され、前記拡散層に電気的に接続する第2のプラグを有する半導体装置の製造方法であって、
素子分離領域、活性領域およびコンタクト形成用領域を有するシリコン基板を用意する工程と、
前記活性領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ、前記コンタクト形成用領域の一部に絶縁膜を介して重なるように延在するゲート電極を形成する工程と、
前記活性領域に不純物を導入して拡散層を形成する工程と、
層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記コンタクト形成用領域の他の部分に達する第1の開孔、および前記拡散層に達する第2の開孔を形成する工程と、
少なくとも第1の開孔および第2の開孔の底部のシリコン基板露出面に金属膜を形成する工程と、
第1の加熱を行って、前記金属膜とシリコン基板とを反応させて、前記コンタクト形成用領域上および拡散層上に金属シリサイド層を形成する工程と、
第1の開孔および第2の開孔に導電性材料を充填して、前記コンタクト形成用領域上の金属シリサイド層に接触する第1のプラグ、及び前記拡散層上の金属シリサイドに接触する第2のプラグを形成する工程と、
第2の加熱を行って、前記コンタクト形成用領域に形成された金属シリサイド層を、このコンタクト形成用領域の一部に重なるゲート電極延在部のポリシリコン層下面側に接続させる工程を有する半導体装置の製造方法。
第1の開孔および第2の開孔の形成後に、ケミカルドライエッチングを行って、第1の開孔の底部にエッチングダメージ層を残し、第2の開孔の底部のエッチングダメージ層を除去する工程をさらに有する上記6項から8項のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
2 拡散層領域(ソース・ドレイン領域)
3 ゲート電極
4 ソース・ドレインコンタクト
5 ゲートコンタクト
6 コンタクト形成用領域
10 シリコン基板
11 拡散層(ソース・ドレイン領域)
12 素子分離絶縁膜
13 ゲート絶縁膜
14 ポリシリコン層
15 金属層
16 上部絶縁膜(エッチング保護層)
17 側壁絶縁膜
18 層間絶縁膜
19、19a 開孔
20 高融点金属膜(コバルト膜)
21 Ti膜
22、22a 金属シリサイド層(コバルトシリサイド層)
23 開孔
24 窒化チタン膜
25 タングステン膜
26、26a コンタクトプラグ
Claims (11)
- シリコン基板と、
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられたゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された開孔に充填されたプラグを有する半導体装置であって、
前記素子分離絶縁膜に囲まれたコンタクト形成用領域と、このコンタクト形成用領域に形成された導電層をさらに有し、
前記ゲート電極は、前記コンタクト形成用領域の一部に重なるように延在し、この重なり部分で前記導電層と接続され、
前記プラグは、前記コンタクト形成用領域の他の部分で前記導電層に接触し、この導電層を介して前記ゲート電極と電気的に接続されている半導体装置。 - 前記ゲート電極は、下層側にポリシリコン層および上層側に金属層を含む積層構造を有し、
前記導電層は、金属シリサイド層であり、この金属シリサイド層がゲート電極の前記ポリシリコン層と接続されている請求項1に記載の半導体装置。 - 前記導電層がコバルトシリサイド層である請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 前記コンタクト形成用領域は、その全体が、前記ゲート電極の延在部と前記プラグで覆われている請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記ゲート電極は、その上部および側壁を覆うエッチング防止用の上部絶縁膜および側壁絶縁膜を有し、
前記プラグは、前記開孔を、上部絶縁膜および側壁絶縁膜で覆われたゲート電極の延在部とコンタクト形成用領域が露出するように形成し、その開孔に導電性材料を充填して形成されたものである、請求項4に記載の半導体装置。 - シリコン基板と、
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられた、下層側にポリシリコン層および上層側に金属層を含む積層構造を有するゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された第1の開孔に充填され、前記ゲート電極と電気的に接続する第1のプラグと、
前記層間絶縁膜に形成された第2の開孔に充填され、前記拡散層に電気的に接続する第2のプラグを有する半導体装置の製造方法であって、
素子分離領域、活性領域およびコンタクト形成用領域を有するシリコン基板を用意する工程と、
前記活性領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ、前記コンタクト形成用領域の一部に絶縁膜を介して重なるように延在するゲート電極を形成する工程と、
前記活性領域に不純物を導入して拡散層を形成する工程と、
層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記コンタクト形成用領域の他の部分に達する第1の開孔、および前記拡散層に達する第2の開孔を形成する工程と、
少なくとも第1の開孔および第2の開孔の底部のシリコン基板露出面に金属膜を形成する工程と、
加熱を行って、前記金属膜とシリコン基板とを反応させて、前記コンタクト形成用領域上および拡散層上に金属シリサイド層を形成し、コンタクト形成用領域上に形成された前記金属シリサイド層を、このコンタクト形成用領域の一部に重なるゲート電極延在部のポリシリコン層下面側に接続させる工程と、
第1の開孔および第2の開孔に導電性材料を充填して、前記コンタクト形成用領域上の金属シリサイド層に接触する第1のプラグ、及び前記拡散層上の金属シリサイドに接触する第2のプラグを形成する工程を有する半導体装置の製造方法。 - シリコン基板と、
前記シリコン基板に設けられた素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜に囲まれた活性領域と、
前記活性領域に、ゲート絶縁膜を介して設けられた、下層側にポリシリコン層および上層側に金属層を含む積層構造を有するゲート電極と、
前記ゲート電極両側の活性領域に設けられた拡散層と、
前記シリコン基板を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜に形成された第1の開孔に充填され、前記ゲート電極と電気的に接続する第1のプラグと、
前記層間絶縁膜に形成された第2の開孔に充填され、前記拡散層に電気的に接続する第2のプラグを有する半導体装置の製造方法であって、
素子分離領域、活性領域およびコンタクト形成用領域を有するシリコン基板を用意する工程と、
前記活性領域上にゲート絶縁膜を介して設けられ、前記コンタクト形成用領域の一部に絶縁膜を介して重なるように延在するゲート電極を形成する工程と、
前記活性領域に不純物を導入して拡散層を形成する工程と、
層間絶縁膜を形成する工程と、
前記層間絶縁膜に、前記コンタクト形成用領域の他の部分に達する第1の開孔、および前記拡散層に達する第2の開孔を形成する工程と、
少なくとも第1の開孔および第2の開孔の底部のシリコン基板露出面に金属膜を形成する工程と、
第1の加熱を行って、前記金属膜とシリコン基板とを反応させて、前記コンタクト形成用領域上および拡散層上に金属シリサイド層を形成する工程と、
第1の開孔および第2の開孔に導電性材料を充填して、前記コンタクト形成用領域上の金属シリサイド層に接触する第1のプラグ、及び前記拡散層上の金属シリサイドに接触する第2のプラグを形成する工程と、
第2の加熱を行って、前記コンタクト形成用領域に形成された金属シリサイド層を、このコンタクト形成用領域の一部に重なるゲート電極延在部のポリシリコン層下面側に接続させる工程を有する半導体装置の製造方法。 - 前記金属膜がコバルト膜であり、前記金属シリサイド層がコバルトシリサイド層である請求項6又は7に記載の半導体装置の製造方法。
- 第1の開孔および第2の開孔を形成する工程は、後に実施するケミカルドライエッチング工程において第1の開孔の底部に当該開孔形成時に生じたエッチングダメージ層が残り、第2の開孔の底部の当該開孔形成時に生じたエッチングダメージ層が除去されるように、第1の開孔の内径を第2の開孔の内径より小さくし、
第1の開孔および第2の開孔の形成後に、ケミカルドライエッチングを行って、第1の開孔の底部にエッチングダメージ層を残し、第2の開孔の底部のエッチングダメージ層を除去する工程をさらに有する請求項6から8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート絶縁膜を活性領域に形成すると同時に前記コンタクト形成用領域にも絶縁膜を形成し、この絶縁膜を介してコンタクト形成用領域の一部に重なるように延在するゲート電極を形成する、請求項6から9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記活性領域上に形成されるゲート絶縁膜より薄い絶縁膜を前記コンタクト形成用領域に形成し、この薄い絶縁膜を介してコンタクト形成用領域の一部に重なるように延在するゲート電極を形成する、請求項6から9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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