JP2015128173A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上方に平面状半導体層及び該平面状半導体層上の柱状半導体層が形成された基板に対して、柱状半導体層の上部に第2のドレイン/ソース領域を形成し、コンタクトストッパー膜を成膜し、コンタクト層間膜を成膜し、第2のドレイン/ソース領域上にコンタクトを形成し、ここでコンタクトの形成は、コンタクトのパターンを形成し、コンタクトのパターンを用いてコンタクト層間膜をコンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、コンタクト用のコンタクト孔を形成し、コンタクト用のコンタクト孔の底部に残存するコンタクトストッパー膜をエッチングにより除去することを含み、コンタクト用のコンタクト孔の底面の基板への投影面は、柱状半導体層の上面及び側面に形成されたコンタクトストッパー膜の基板への投影形状の外周内に位置する。
【選択図】図43
Description
112.平面状シリコン層
113.柱状シリコン層
120.酸化膜
121.酸化膜
123.酸化膜
124.ゲート絶縁膜
125.酸化膜
126.コンタクト層間膜
130.窒化膜
131.窒化膜
132.絶縁膜
133.第2の絶縁膜サイドウォール
134.第1の絶縁膜サイドウォール
135..コンタクトストッパー膜
135a.柱状半導体層の上面及び側面に形成されたコンタクトストッパー膜の基板への投影形状の外周
140.第1のアモルファスシリコンもしくはポリシリコン
141.第2のアモルファスシリコンもしくはポリシリコン(ゲート導電膜)
141a.ゲート電極
141b.ゲート配線
150.第2のレジスト
151.金属と半導体の化合物
152.金属と半導体の化合物
153.金属と半導体の化合物
160.第3のレジスト
161.反射防止膜層(BARC層)
170.金属
171.バリアメタル
172.コンタクト
173.コンタクト
174.コンタクト
175.バリアメタル
176.金属
177.第1層配線
178.第1層配線
179.第1層配線
180.第4のレジスト
181.柱状シリコン層上コンタクト孔
181a.第1のコンタクトの底面の前記基板への投影面
182.第5のレジスト
183.平面状シリコン層上コンタクト孔
184.ゲート配線上コンタクト孔
200.ソース拡散層
201.ドレイン拡散層
301.レジスト
303.第1の絶縁膜
305.第4の酸化膜
306.絶縁膜
307.オフセットスペーサ
309.ボディ
Claims (12)
- 上方に平面状半導体層及び該平面状半導体層上の柱状半導体層が形成された基板を用意する工程と、
前記柱状半導体層の下部と前記平面状半導体層に第1のソース又はドレイン領域を形成する工程と、
前記柱状半導体層の周囲にゲート絶縁膜およびゲート電極を形成する工程と、
前記柱状半導体層の上部に第2のドレイン又はソース領域を形成する工程と、
その後に表面にコンタクトストッパー膜を成膜する工程と、
その後に表面にコンタクト層間膜を成膜する工程と
前記第2のドレイン又はソース領域上に第1のコンタクトを形成する工程と、
を含み、
前記第1のコンタクトを形成する工程は、前記第1のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第1のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第1のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の底面の前記基板への投影面は、前記柱状半導体層の上面及び側面に形成された前記コンタクトストッパー膜の前記基板への投影形状の外周内に位置することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記第1のソース又はドレイン領域上に第2のコンタクトを形成する工程をさらに含み、
前記第2のコンタクトを形成する工程は、前記第2のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第2のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第2のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第2のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面が前記基板にほぼ垂直となるように形成され、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第1のソース又はドレイン領域上に第2のコンタクトを形成する工程と、前記ゲート電極から延在するゲート配線上に第3のコンタクトを形成する工程をさらに含み、
前記第2のコンタクトを形成する工程は、前記第2のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第2のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第2のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第3のコンタクトを形成する工程は、前記第3のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第3のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第3のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第2のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の側面が前記基板にほぼ垂直となるように形成され、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置の製造方法。 - 前記第1のソース又はドレイン領域上に第2のコンタクトを形成する工程と、前記ゲート電極から延在するゲート配線上に第3のコンタクトを形成する工程をさらに含み、
前記第2のコンタクトを形成する工程は、前記第2のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第2のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第2のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第3のコンタクトを形成する工程は、前記第3のコンタクトのパターンを形成する工程と、前記第3のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第3のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存する前記コンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第2のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面が前記基板にほぼ垂直となるように形成され、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置の製造方法。 - 前記第1のソース又はドレイン領域上に第2のコンタクトを形成する工程と、前記ゲート電極から延在するゲート配線上に第3のコンタクトを形成する工程をさらに含み、
前記第1のコンタクトを形成する工程、前記第2のコンタクトを形成する工程及び前記第3のコンタクトを形成する工程は、
第1のレジストを塗布し、リソグラフィーを用いて第1のレジストにより前記第1のコンタクト及び前記第3のコンタクトのパターンを形成する工程と、
前記第1のコンタクト及び前記第3のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔及び第3のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、
第2のレジストを塗布し、リソグラフィーを用いて第2のレジストにより前記第2のコンタクトのパターンを形成する工程と、
前記第2のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第2のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、
前記第1のコンタクト用のコンタクト孔、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存するコンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第2のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面が前記基板にほぼ垂直となるように形成され、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置の製造方法。 - 前記第1のソース又はドレイン領域上に第2のコンタクトを形成する工程と、前記ゲート電極から延在するゲート配線上に第3のコンタクトを形成する工程をさらに含み、
前記第1のコンタクトを形成する工程、前記第2のコンタクトを形成する工程及び前記第3のコンタクトを形成する工程は、第1のレジストを塗布し、リソグラフィーを用いて第1のレジストにより前記第1のコンタクトのパターンを形成する工程と、
前記第1のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、
第2のレジストを塗布し、リソグラフィーを用いて第2のレジストにより前記第2のコンタクトのパターン及び前記第3のコンタクトのパターンを形成する工程と、
前記第2のコンタクトのパターンを用いて前記コンタクト層間膜を前記コンタクトストッパー膜までエッチングすることにより、第2のコンタクト用のコンタクト孔及び第3のコンタクト用のコンタクト孔を形成する工程と、
前記第1のコンタクト用のコンタクト孔、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の底部に残存するコンタクトストッパー膜をエッチングにより除去する工程を含み、
前記第2のコンタクト用のコンタクト孔及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔が前記基板にほぼ垂直となるように形成され、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔は、前記第1のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均及び前記第3のコンタクト用のコンタクト孔の側面の傾きの平均よりも大きくなるように形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体製造装置の製造方法。 - 前記柱状半導体層の上部側壁にサイドウォール状に酸化膜を形成する工程と、
前記コンタクトストッパー膜としてシリコン窒化膜を成膜する工程と、
を含むことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板と、
前記基板上に形成された平面状半導体層と、
前記平面状半導体層上に形成された柱状半導体層と、
前記柱状半導体層の底部に形成された第1のソース又はドレイン領域と、
前記柱状半導体層の上部に形成された第2のドレイン又はソース領域と、
前記柱状半導体層の周囲に形成されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、
前記第2のドレイン又はソース領域上に形成した第1のコンタクトと、
前記第1のソース又はドレイン領域上に形成した第2のコンタクトと、
前記ゲート電極から延在するゲート配線上に形成した第3のコンタクトと、
を含み、
前記第2のコンタクトの側面が前記基板にほぼ垂直であり、前記第1のコンタクトの側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクトの側面の傾きの平均よりも大きいことを特徴とする半導体装置。 - 前記第1のコンタクトの側面の傾きの平均が、前記第2のコンタクトの側面の傾きの平均よりも大きいことに加えて、前記第3のコンタクトの側面の傾きの平均も前記第2のコンタクトの側面の傾きの平均よりも大きいことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 前記第2のコンタクトの側面が前記基板にほぼ垂直であることに加えて、前記第3のコンタクトの側面も前記基板にほぼ垂直であり、かつ前記第1のコンタクトの側面の傾きの平均が前記第2のコンタクトの側面の傾きの平均よりも大きいことに加えて、前記第1のコンタクトの側面の傾きの平均が前記第3のコンタクトの側面の傾きよりも大きいことを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
- 基板と、
前記基板の上方に形成された柱状半導体層と、
前記柱状半導体層の底部に形成された第1のソース又はドレイン領域と、
前記柱状半導体層の上部に形成された第2のドレイン又はソース領域と、
前記柱状半導体層の周囲に形成されたゲート絶縁膜およびゲート電極と、
前記第2のドレイン又はソース領域上に形成した第1のコンタクトと、
前記第1のソース又はドレイン領域上に形成した第2のコンタクトと、
前記ゲート電極から延在するゲート配線上に形成した第3のコンタクトと、
を含み、
前記柱状半導体層の上部側壁に第1の絶縁膜サイドウォールが形成されており、前記第1のコンタクトの底面の前記基板への投影面が、前記第1の絶縁膜サイドウォールの前記基板への投影形状の外周内に位置していることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1の絶縁膜サイドウォール上にコンタクトストッパー膜が形成されており、
前記第1の絶縁膜サイドウォールはシリコン酸化膜で形成され、
前記コンタクトストッパー膜がシリコン窒化膜であることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置。
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