JP2011040421A - 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】本発明の半導体装置の製造方法は半導体基板にピラー部を設ける工程と、前記ピラー部の基端部近傍に第1の不純物拡散領域を形成する工程と、ピラー部の側面を被覆する第1の絶縁膜を形成するとともに、第1の絶縁膜を介してピラー部の側面に対向する電極層を形成する工程と、ピラー部及び第1の絶縁膜の周囲を埋める第2の絶縁膜を形成する工程と、第1の層間膜を除去して前記ピラー部の先端面を露出させる工程と、ピラー部の先端部に第2の不純物拡散領域を形成する工程と、第1の絶縁膜をエッチングして前記ピラー部の先端部の側面を露出させる工程と、ピラー部の先端面及びピラー部の先端部の側面を覆うようにコンタクトプラグを形成する工程と、を具備してなる。
【選択図】図7
Description
また、特許文献2で提案された半導体装置では、ドレイン拡散層の上部とそれを覆うアルミニウム配線は自己整合的に配設されるものではないので、ドレイン拡散層の上部とアルミニウム配線との正確な位置合わせは困難であり、合わせズレのためにドレイン拡散層の上部とアルミニウム配線との接触面積の確保が図れないおそれがあった。特許文献3で提案された半導体装置においても、半導体凸部と埋め込み導体配線とは自己整合的に配設されるものではないのでそれらの接触面積の確保が図れないおそれがあった。
本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施形態について説明する。
まず、シリコン基板1を1000℃で15秒の条件で熱酸化して、図2に示すように、シリコン基板1の表面にシリコン酸化膜(第2の層間膜)2を形成する。
次に、本発明の半導体装置の製造方法の第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一の工程については同じ符号を付すると共に適宜説明を省略する。
この半導体装置は、ピラー部55の先端部に上部拡散層(第2の不純物拡散層)を有し、ピラー部の側面上に絶縁膜(第1の絶縁膜)54が備えられた縦型デバイスを含む半導体装置において、ピラー部の先端面55aとその側面55bの少なくとも一部とを被覆するコンタクトプラグ59と、ピラー部及び絶縁膜54の周囲を埋めると共に前記コンタクトプラグ59の側面59aに接して立設する第2の絶縁膜57と、備えている。
この半導体装置に含まれる縦型デバイスのピラー部の上部拡散層とそれに接続するコンタクトプラグ59とが、ピラー部の先端面55aだけではなく、その側面55bとも接触しているので、従来技術のようにコンタクトプラグがピラー部の先端面だけに接触した構成と比較して、その接触面積が増大し、その接触抵抗が低下している。
この半導体装置では、ピラー部の先端部に上部拡散層65を有し、ピラー部の側面上に絶縁膜(第1の絶縁膜)64が備えられた縦型MOSトランジスタを含む半導体装置において、ピラー部の先端面65aの全面とその側面65bの少なくとも一部とを被覆するコンタクトプラグ69と、ピラー部及び絶縁膜64を埋めると共に前記コンタクトプラグ69の側面69aに接して立設する第2の絶縁膜67と、備えた半導体装置である。符号75はゲート電極である。
この半導体装置に含まれる縦型MOSトランジスタのピラー部の上部拡散層65とそれに接続するコンタクトプラグ69とが、ピラー部の先端面65aだけではなく、その側面65bとも接触しているので、従来技術のようにコンタクトプラグがピラー部の先端面だけに接触した構成と比較して、その接触面積が増大し、その接触抵抗が低下している。
この半導体装置に含まれる縦型デバイスのピラー部の上部拡散層85とそれに接続するコンタクトプラグ89とが、ピラー部の先端面85aだけではなく、ピラー部の側面85bとも接触しているので、従来技術のようにコンタクトプラグがピラー部の先端面だけに接触した構成と比較して、その接触面積が増大し、その接触抵抗が低下している。
1A ピラー部
1Aa ピラー部の側面
2 酸化膜(第2の層間膜)
3 窒化膜(第1の層間膜)
4、44、64、84 絶縁膜(第1の絶縁膜)
4a 絶縁膜(第1の絶縁膜)の一端部
5、75 ゲート電極(電極層)
6、46、66、 下部拡散層(第1の不純物拡散層)
7、47、57、67、87 第2の絶縁膜
8、18 コンタクトホール
9、49、59、69、89 コンタクトプラグ
9a、49a、59a、69a、89a コンタクトプラグの側面
15、45、55、65、85 上部拡散層(第2の不純物拡散層)
15a、45a、55a、65a、85a ピラー部の先端面
15b、45b、55b、65b、85b ピラー部の先端部の側面
31 窒化膜
31a 窒化膜(第3の絶縁膜)
70 素子分離膜
90 キャパシタ
92 配線
Claims (9)
- 半導体基板上に第1の層間膜を形成してから前記第1の層間膜をマスクにして前記半導体基板にピラー部を設ける工程と、
前記ピラー部の基端部近傍に第1の不純物拡散領域を形成する工程と、
前記ピラー部の側面を被覆する第1の絶縁膜を形成するとともに、前記第1の絶縁膜を介して前記ピラー部の側面に対向する電極層を形成する工程と、
前記ピラー部及び前記第1の絶縁膜の周囲を埋める第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の層間膜を除去して前記ピラー部の先端面を露出させる工程と、
前記ピラー部の先端部に第2の不純物拡散領域を形成する工程と、
前記第1の絶縁膜をエッチングして前記ピラー部の先端部の側面を露出させる工程と、
前記ピラー部の先端面及び前記ピラー部の先端部の側面を覆うようにコンタクトプラグを形成する工程と、
を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体基板上に第1の層間膜を形成してから前記第1の層間膜をマスクにして前記半導体基板にピラー部を設ける工程と、
前記ピラー部の側面を被覆する第1の絶縁膜を形成する工程と、
前記ピラー部及び前記第1の絶縁膜の周囲を埋める第2の絶縁膜を形成する工程と、
前記第1の層間膜を除去した後、前記第1の絶縁膜のうち前記ピラー部の先端部に位置する部分をエッチングにより除去して前記ピラー部の先端部の側面を露出させる工程と、
前記ピラー部の先端面及び前記ピラー部の先端部の側面を覆うようにコンタクトプラグを形成する工程と、
を具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記半導体基板と前記第1の層間膜との間に第2の層間膜を形成し、前記第1の層間膜と前記第2の層間膜とをマスクにして前記ピラー部を形成し、
前記第1の絶縁膜を形成する際に、前記第2の層間膜の側端面を覆うように形成し、
前記第1の層間膜とともに前記第2の層間膜を除去することによって、前記第2の層間膜の側端面を覆っていた前記第1の絶縁膜の一端部を露出させ、
前記第1の絶縁膜の前記一端部を起点として、前記第1の絶縁膜をエッチングすることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第2の絶縁膜を形成する工程とその次の工程との間に、前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を形成し、前記第2の絶縁膜よりもエッチング速度が高い条件で前記第3の絶縁膜をエッチングして前記コンタクトプラグのパターンと同じパターンを残す工程を備え、
前記第1の層間膜の除去は前記第3の絶縁膜の前記エッチングに引き続き行われる請求項1から3のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。 - ピラー部を備え、前記ピラー部の側面上に第1の絶縁膜が備えられた縦型デバイス、を含む半導体装置において、
前記ピラー部の先端面及びその先端部の側面を覆うコンタクトプラグと、
前記ピラー部及び前記第1の絶縁膜の周囲を埋めると共に前記コンタクトプラグの側面に接して立設する第2の絶縁膜と、備えた半導体装置。 - 前記コンタクトプラグの前記先端部の側面を覆う部分の下面が前記第1の絶縁膜の先端部の上面に接触している請求項5に記載の半導体装置。
- 前記縦型デバイスは縦型トランジスタであり、前記第1の絶縁膜上に電極層を備えた請求項5又は6のいずれかに記載の半導体装置。
- 前記コンタクトプラグの上方に前記コンタクトプラグに接続するキャパシタを備えた請求項7に記載の半導体装置。
- 前記縦型デバイスは縦型ダイオードである請求項5又は6のいずれかに記載の半導体装置。
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