JP2676764B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2676764B2
JP2676764B2 JP63041253A JP4125388A JP2676764B2 JP 2676764 B2 JP2676764 B2 JP 2676764B2 JP 63041253 A JP63041253 A JP 63041253A JP 4125388 A JP4125388 A JP 4125388A JP 2676764 B2 JP2676764 B2 JP 2676764B2
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insulating film
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wiring
diffusion layer
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俊彦 近藤
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置特にLDD(Lightly Doped D
rain)構造を有するMOS型半導体装置の構造及びこれを
用いたマスクROM及びこのマスクROMを用いた集積回路に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device, particularly an LDD (Lightly Doped D).
The present invention relates to a structure of a MOS semiconductor device having a rain structure, a mask ROM using the same, and an integrated circuit using the mask ROM.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のMOS型半導体装置の構造及び構造工程を図を用
いて説明する。
The structure and structure steps of a conventional MOS semiconductor device will be described with reference to the drawings.

第6図及び第7図に、従来の構造及び接続部を示す。
図において、1は第一導電型の基板、2は第二導電型の
拡散層、2aは該拡散層の濃度の低い領域、2bは該拡散層
の濃度の高い領域、3はゲート電源(第1の配線層)、
4はゲート絶縁膜、10は層間絶縁膜、6はサイドウォー
ル、8は第二の配線層、9は接続部(コンタクト部)で
ある。
6 and 7 show a conventional structure and connecting portion.
In the figure, 1 is a substrate of the first conductivity type, 2 is a diffusion layer of the second conductivity type, 2a is a low concentration region of the diffusion layer, 2b is a high concentration region of the diffusion layer, 3 is a gate power source (first 1 wiring layer),
Reference numeral 4 is a gate insulating film, 10 is an interlayer insulating film, 6 is a sidewall, 8 is a second wiring layer, and 9 is a connecting portion (contact portion).

LDD構造とは、第4図に示すごとく、第二導電型から
なる拡散層2が濃度の低い領域2aと、濃度の高い領域2b
からなり、領域2aの濃度が低いためチャンネル領域すな
わちゲート絶縁膜4の下へ拡散が広がらずチャンネル長
が確保でき、またこの領域2aによりこの部分の抵抗が領
域2bより高くなるためドレイン近傍で生ずる電界を緩和
し、この電界によってドレイン近傍上のゲート絶縁膜中
にキャリアが注入し捕獲されることにより生ずる閾値等
のトランジスタ特性の劣化いわゆるホットキャリア現象
を抑制できるため微細化に適するものである。
As shown in FIG. 4, the LDD structure includes a low concentration region 2a and a high concentration region 2b in which the diffusion layer 2 of the second conductivity type has a low concentration.
Since the concentration of the region 2a is low, the diffusion does not spread below the channel region, that is, under the gate insulating film 4, so that the channel length can be secured. In addition, the resistance of this portion becomes higher than that of the region 2b due to the region 2a. This is suitable for miniaturization because the electric field can be alleviated, and deterioration of transistor characteristics such as threshold caused by injection and capture of carriers in the gate insulating film near the drain by the electric field, so-called hot carrier phenomenon, can be suppressed.

また製造方法を、第8図(a)図から第8(e)図に
示す。第8(a)図は、従来の方法によりゲート電極3
をゲート絶縁膜4上に形成し、次に第8(b)図のよう
に濃度の低い拡散領域2aを形成し、さらに第8(c)図
のようにサイドウォールを形成するための層間絶縁膜6a
を形成し、次いで異方性エッチングにより第8(d)図
のようにサイドウォール6を形成し、次に第8(e)図
のように濃度の高い拡散領域2bを形成するものであり、
以上がLDD構造の形成方法である。
The manufacturing method is shown in FIGS. 8 (a) to 8 (e). FIG. 8 (a) shows the gate electrode 3 formed by the conventional method.
Is formed on the gate insulating film 4, then a low-concentration diffusion region 2a is formed as shown in FIG. 8 (b), and further interlayer insulation for forming a side wall as shown in FIG. 8 (c). Membrane 6a
Is formed, and then the sidewalls 6 are formed by anisotropic etching as shown in FIG. 8 (d), and then the high-concentration diffusion region 2b is formed as shown in FIG. 8 (e).
The above is the method of forming the LDD structure.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

以上の如き従来のMOS型半導体装置の問題点として、
次の点が挙げられる。
As a problem of the conventional MOS type semiconductor device as described above,
The following points are mentioned.

(1)第7図に示す如く、2層間の接続部9は従来穴状
の開口部を形成していたが、そのため開口部9と1層目
配線層3の金属が短絡しないようにフォトリソグラフィ
ーの組み合わせ余裕aが必要であった。このことは高集
積化する上で、余裕aが露光装置の能力ので決定される
ため単純に小さく出来ず、ネックとなっていた。
(1) As shown in FIG. 7, the connecting portion 9 between the two layers has conventionally formed a hole-shaped opening. Therefore, photolithography is performed so that the opening 9 and the metal of the first wiring layer 3 are not short-circuited. The combination allowance a was required. This is a bottleneck in high integration because the margin a cannot be simply reduced because it is determined by the capability of the exposure apparatus.

(2)前項と同様の理由で、組合わせ余裕aのために、
2層目配線層8の長さが縮小出来ず、この抵抗による伝
搬遅延のため高速化が出来ない。
(2) For the same reason as in the previous section,
The length of the second wiring layer 8 cannot be reduced, and the speed cannot be increased due to the propagation delay due to this resistance.

(3)前記(1)項と同様の理由で、組合わせ余裕aに
より寄生拡散容量が小さくならず高速化が出来ない。
(3) For the same reason as in the above item (1), the parasitic diffusion capacitance is not reduced due to the combination allowance a, and the speed cannot be increased.

これらは、特に工程中でデーターが書き込まれる読み
出し専用メモリーいわゆるマスクROMやこれを内蔵する
集積回路に顕著で大容量化に伴ない集積化できない大き
な原因となっていた。
These are particularly remarkable in a read-only memory so-called mask ROM in which data is written in a process and an integrated circuit incorporating the read-only memory, which has been a major cause of unintegration accompanying the increase in capacity.

本発明はかかる課題を解決した半導体装置、マスクRO
M、およびマスクROMを内蔵する集積回路を提供すること
を目的とするものである。
The present invention is directed to a semiconductor device and a mask RO which solve the above problems.
It is an object of the present invention to provide an integrated circuit including M and a mask ROM.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の半導体装置は、第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板表面に設置された第2導電型の拡散層
と、前記半導体基板上に設置された多結晶シリコン、高
融点金属、シリサイド、及び多結晶シリコンと高融点金
属であるいはシリサイドとの組み合わせからなるポリサ
イドのいずれかから構成される第1の配線層と、前記第
1の配線層上に設置された絶縁膜と、前記第1の配線層
と前記絶縁膜との側壁に設置された側壁絶縁膜と、前記
第1の配線層と交差し、前記側壁絶縁膜に隣接して前記
拡散層と接続する第2の配線層と、少なくとも前記絶縁
膜上に設置され、前記第2の配線層と前記拡散層とが接
続するための開口部を有する層間絶縁膜と、とを有する
半導体装置であって、前記開口部の開口幅が、前記拡散
層と前記側壁絶縁膜との境界よりも大きく設置され、前
記拡散層上には、高融点金属、高融点金属シリサイド及
び高融点金属の窒化膜のうちいずれかあるいはこれらの
うちの2種類以上の組み合わせから構成される導体層が
設置され、前記第2の配線層は前記導体層を介して前記
拡散層に接続されることを特徴とする。
A semiconductor device of the present invention is a semiconductor substrate of a first conductivity type,
A second conductivity type diffusion layer provided on the surface of the semiconductor substrate, and polycrystalline silicon, a refractory metal, a silicide provided on the semiconductor substrate, or a combination of polycrystalline silicon and a refractory metal or a silicide. A first wiring layer made of any one of the following polycides, an insulating film provided on the first wiring layer, and sidewall insulation provided on a sidewall of the first wiring layer and the insulating film. A film, a second wiring layer that intersects with the first wiring layer and is adjacent to the sidewall insulating film and connected to the diffusion layer, and a second wiring layer that is provided at least on the insulating film, A semiconductor device having an interlayer insulating film having an opening for connecting to the diffusion layer, wherein an opening width of the opening is larger than a boundary between the diffusion layer and the sidewall insulating film. On the diffusion layer, A conductor layer made of any one of a point metal, a refractory metal silicide, and a nitride film of a refractory metal, or a combination of two or more kinds thereof is provided, and the second wiring layer is provided through the conductor layer. And is connected to the diffusion layer.

また、前記拡散層と前記第2の配線層が接続される箇
所において、前記拡散層の表面が、前記第2の配線層の
幅よりも大きいことを特徴とする。
Further, the surface of the diffusion layer is larger than the width of the second wiring layer at the location where the diffusion layer and the second wiring layer are connected.

〔作 用〕(Operation)

従来方法では、1層目配線間隔は第7図に示す如く、
l+2aとなる。ここで、 l:一層目配線層間の開口部の大きさ a:合わせ余裕 しかしながら、本発明方法では、合わせ余裕を取る必要
がなく、第2図に示す如く加工制限される最小の配線間
隔でよい。
In the conventional method, the wiring interval of the first layer is as shown in FIG.
It becomes 1 + 2a. Here, l: size of the opening between the first-layer wiring layers a: alignment margin However, in the method of the present invention, it is not necessary to provide an alignment margin, and the minimum wiring interval which is processing-limited as shown in FIG. 2 is sufficient. .

例えば、1層目の線幅及び間隔を夫々1.2μm、1.2μ
m、合わせ余裕aを1.0μm、lを1.2μmとすると、 従来方法:l+2a=(1.2+1.0×2)μm=3.2μm 本発明方法: 1.2μm となり、本発明の場合、従来法の約半分以下となる。
For example, the line width and spacing of the first layer are 1.2μm and 1.2μ, respectively.
m, the alignment margin a is 1.0 μm, and l is 1.2 μm, the conventional method: l + 2a = (1.2 + 1.0 × 2) μm = 3.2 μm The method of the present invention: 1.2 μm, which is about the same as the conventional method. Less than half.

本発明の半導体装置は以上の如く構成したので、チッ
プ面積が縮小出来、この分だけソース又はドレインの拡
散層の拡散面積が縮小され寄生容量が減少する。又同様
にこの分だけ2層目の配線長が短くなり、配線抵抗が小
さくなって、伝搬遅延が減少出来、高速化低コスト化に
対応出来る。
Since the semiconductor device of the present invention is configured as described above, the chip area can be reduced, and accordingly, the diffusion area of the source or drain diffusion layer is reduced, and the parasitic capacitance is reduced. Similarly, the wiring length of the second layer is shortened by this amount, the wiring resistance is reduced, the propagation delay can be reduced, and high speed and low cost can be accommodated.

〔実 施 例〕〔Example〕

本発明の実施例をNチャンネル型MOSFETに適用した例
について説明する。
An example in which the embodiment of the present invention is applied to an N-channel MOSFET will be described.

第1図および第2図はそれぞれ本発明の半導体装置お
よびその接続部分の説明図である。
FIG. 1 and FIG. 2 are explanatory views of a semiconductor device of the present invention and a connection portion thereof.

尚図に於いて、第6図〜第8図中の符号と同符号は同
一又は相当部分を示すので繰返しの説明を省略する。図
に於いて、5は第2の配線層3上に選択的に形成された
層間絶縁膜、11は開口部9内のゲート電極3の側壁絶縁
膜である。13は拡散層上及び第1と第2の配線層間に配
置された導体層である。
In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 6 to 8 indicate the same or corresponding portions, and thus the repetitive description will be omitted. In the figure, 5 is an interlayer insulating film selectively formed on the second wiring layer 3, and 11 is a sidewall insulating film of the gate electrode 3 in the opening 9. Reference numeral 13 is a conductor layer arranged on the diffusion layer and between the first and second wiring layers.

第1図に於いて1はシリコン単結晶からなるP型半導
体基板又はN-型半導体基板上に形成されたP-領域であ
り、2はN+型の拡散層で2aは濃度の低い拡散層で、2bは
濃度の高い拡散層である。3及び第2図の7は、第1の
配線層(ゲート電極)で、多結晶シリコン、Mo、W等の
高融点金属、モリブデンシリサイド、タングステンシリ
サイド、チタンシリサイド等のシリサイドが用いられ
る。4は主としてゲート絶縁膜として用いられる基板1
上に形成されるSiO2などの絶縁膜、5は第1の配線3上
に選択的の設けられたSiO2、Si3N4等の層間絶縁膜であ
り、これにより第1と第2の配線の分離しており、単に
従来技術のみで第2図に示す様な開口部を形成すれば2
つの配線層はゲート電極3上で短絡してしまう。ゆえに
この層間絶縁膜5の形成が本発明のポイントであり、こ
の点は後述する製造方法の実施例の中で説明する。また
この膜5は熱酸化やCVD法により形成されたSiO2又はCVD
法で形成されたSi3N4等の絶縁膜が用いられる。6は主
として第1の配線層3の両側面部に異方性エッチングに
より設けられたサイドウォールであり、ゲート電極部に
於いてはソースおよびドレインとして用いられる一対の
半導体領域をより隔離し実効チャネル長を十分確保する
ために用いられる。
1 In Figure 1 the P-type semiconductor substrate or N made of silicon single crystal - P formed -type semiconductor substrate - a region, 2 is N + -type low diffusion layer in the diffusion layer 2a concentrations of 2b is a high concentration diffusion layer. 3 and 7 in FIG. 2 are a first wiring layer (gate electrode), which is made of polycrystalline silicon, a refractory metal such as Mo or W, or a silicide such as molybdenum silicide, tungsten silicide or titanium silicide. 4 is a substrate 1 mainly used as a gate insulating film
An insulating film 5 made of SiO 2 or the like formed above is an interlayer insulating film made of SiO 2 , Si 3 N 4 or the like selectively provided on the first wiring 3, whereby the first and second insulating films are formed. If the wiring is separated and the opening as shown in FIG.
One wiring layer is short-circuited on the gate electrode 3. Therefore, the formation of the interlayer insulating film 5 is a point of the present invention, and this point will be described in an embodiment of a manufacturing method described later. This film 5 is made of SiO 2 or CVD formed by thermal oxidation or CVD.
An insulating film such as Si 3 N 4 formed by a method is used. Reference numeral 6 is a sidewall mainly provided on both side surfaces of the first wiring layer 3 by anisotropic etching. In the gate electrode portion, a pair of semiconductor regions used as a source and a drain are further isolated from each other, and an effective channel length is provided. It is used to secure enough.

また10は第一の配線層と第2の配線層との層間絶縁膜
であり、11は第1の配線層と第2の配線層8との接触を
とる開口部内にあるゲート電極3の側壁の絶縁膜でゲー
ト絶縁膜4の上部に異方性エッチングにより形成された
側壁絶縁膜であり、この側壁絶縁膜は第1としてLDD構
造のサイドウォール、第2としてこの再度フォールと層
間絶縁膜10を異方性エッチングで開口部(第2図に於い
ては9)を形成する際にサイドウォールと同様のメカニ
ズムにて形成される側壁絶縁膜との組み合わせによって
できる側壁絶縁膜であり、これらの違いが該開口部エッ
チングの際のオーバエッチングにより説明される。つま
りオーバエッチングが長いと層間絶縁膜10がゲート電極
3の側壁に於いても全てエッチングされ側壁絶縁膜11は
サイドウォールのみとなり逆にエッチングの量をへらす
と第2の状態となる。
Reference numeral 10 is an interlayer insulating film between the first wiring layer and the second wiring layer, and 11 is a side wall of the gate electrode 3 in the opening for contacting the first wiring layer and the second wiring layer 8. Is a side wall insulating film formed on the gate insulating film 4 by anisotropic etching. The first side wall insulating film is an LDD structure side wall, and the second side wall insulating film is the second fall and interlayer insulating film 10. Is a sidewall insulating film formed by a combination with a sidewall insulating film formed by a mechanism similar to that of the sidewall when forming the opening (9 in FIG. 2) by anisotropic etching. The difference is explained by overetching during the opening etching. That is, if the over-etching is long, the interlayer insulating film 10 is completely etched even on the side wall of the gate electrode 3, and the side wall insulating film 11 becomes only the side wall. Conversely, if the etching amount is reduced, the second state occurs.

また13は第一の配線と第2の配線との間に形成された
高融点金属またはそのシリサイド又はその窒化物のうち
1ないし2つの組み合わせからなる導体層で、これがな
いと、たとえば第4図の様に第2の配線層がAL等のSiと
低温で反応しやすい金属の場合、側壁絶縁膜11とSi表面
との境界近傍(図中矢印部)でAL等の金属が第2層目配
線層の熱処理により拡散層2a又は2aと2bとの境界部をつ
き抜けてしまう。ゆえに、これを防止するため導体層13
を形成する。この導体層はTi、W、Mo等の高融点金属又
はそのシリサイド、又は、窒化物が適し、これらのうち
一層でも良いし、2種以上の組み合わせでも良い。また
この導体層は第2の配線層化全体に形成しても良いし、
第1および第2の配線層間の接続部分のSi表面上のみに
形成しても良い。一方これにより、前記第一と第2の配
線層の接続部分の接続抵抗も下げることができる。
Further, 13 is a conductor layer formed between the first wiring and the second wiring, which is made of a combination of one or two of a refractory metal or its silicide or its nitride. When the second wiring layer is a metal such as AL that easily reacts with Si at low temperature, the metal such as AL is the second layer near the boundary between the sidewall insulating film 11 and the Si surface (the arrow in the figure). The heat treatment of the wiring layer causes the diffusion layer 2a or the boundary between 2a and 2b to pass through. Therefore, in order to prevent this, the conductor layer 13
To form This conductor layer is preferably made of a refractory metal such as Ti, W, or Mo, or a silicide thereof, or a nitride thereof, and may be a single layer or a combination of two or more thereof. This conductor layer may be formed over the entire second wiring layer,
It may be formed only on the Si surface of the connection portion between the first and second wiring layers. On the other hand, this can also reduce the connection resistance of the connection portion of the first and second wiring layers.

さらに導体層13は、第2の配線層とのエッチングの際
の選択比が大きいものを用いれば(たとえば第2配線層
がPoly−Siで導体層がMoSiなど)第5図(a)(b)の
様に第2の配線層8が開口部9に於いてそのSi表面よ
り、配線幅が小さいとき、第2配線層のエッチングの
際、Si表面がエッチングされて溝がでてきたり、これに
よりALが断線するなどの不具合が生じない。
Further, as the conductor layer 13, if one having a large selection ratio at the time of etching with the second wiring layer is used (for example, the second wiring layer is Poly-Si and the conductor layer is MoSi, etc.), FIG. When the wiring width of the second wiring layer 8 is smaller than that of the Si surface in the opening 9 as shown in), when the second wiring layer is etched, the Si surface is etched to form a groove. As a result, there will be no problems such as disconnection of the AL.

(尚、14は素子分離絶縁膜である。) 本発明の半導体装置は第一図に示すが如く、 (1)開口部9は第1図に示す様に、基板表面に於いて
拡散層領域とサイドウォール又は側壁絶縁膜11の境界よ
り大きく形成され、これによってデザインルール上の合
わせ余裕を全くとっていない。
(Note that 14 is an element isolation insulating film.) The semiconductor device of the present invention is as shown in FIG. 1. (1) The opening 9 is a diffusion layer region on the substrate surface as shown in FIG. Is formed to be larger than the boundary between the sidewall and the sidewall insulating film 11, so that there is no alignment margin in the design rule.

しかし、パターン上では、合わせ余裕aはなくすこと
ができるが、フォトリソグラフィーの第一の配線層7と
開口部9との合わせズレはまだ存在し、それにより第一
と第2の配線層の間の開口部9内の実質的な接触面積が
小さくなってしまい、接触抵抗が大きくなってしまう。
このため開口部9の1層目配線層7の上部まで至るよう
にすることによりこの合わせズレを回避できた。
However, on the pattern, the alignment margin a can be eliminated, but there is still a misalignment between the first wiring layer 7 and the opening 9 of the photolithography, so that the gap between the first and second wiring layers is reduced. The contact area in the opening 9 becomes small, and the contact resistance increases.
Therefore, the misalignment can be avoided by reaching the upper part of the first wiring layer 7 of the opening 9.

(2)上記(1)の様な構造を従来の工程に於いて導入
すると第一と第2の配線層が短絡してしまう。
(2) If the structure as described in (1) above is introduced in a conventional process, the first and second wiring layers will be short-circuited.

ゆえに第1の配線層上にのみ選択的に絶縁膜5を形成
することにより分離している。
Therefore, the insulating film 5 is selectively formed only on the first wiring layer for isolation.

(3)また第1の配線層の側面に於いては、サイドウォ
ールまたは側壁絶縁膜である11によって、第2の配線層
と自己整合的に分離している。
(3) On the side surface of the first wiring layer, it is separated from the second wiring layer in a self-aligned manner by the side wall or sidewall insulating film 11.

(4)また第二の配線層と拡散層との接続部で両者の間
に高融点金属、またはこれのシリサイド又はこれの窒化
物のうち1層ないし2層の組み合わせによる導体層を有
する。
(4) Further, at the connecting portion between the second wiring layer and the diffusion layer, a conductor layer made of a combination of one or two layers of refractory metal, silicide thereof or nitride thereof is provided between the two.

等、従来の装置と異なるものである。Etc. are different from the conventional device.

次に第3図(a)〜第3図(l)に基づいて、本発明
の半導体装置の製造方法の一実施例について述べる。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 (a) to 3 (l).

図において12はフォトレジストパターンである。 In the figure, 12 is a photoresist pattern.

本発明の半導体装置の製造方法は、 (1)先ず、第3図(a)に示す如く、p型の半導体基
板1の表面にゲート絶縁膜4を形成した後、多結晶シリ
コン層又は高融点金属層又はこの2つの組合せからなる
ポリサイド層のゲート電極層(1層目配線層7)を形成
する。
The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the following steps: (1) First, as shown in FIG. 3A, after forming a gate insulating film 4 on the surface of a p-type semiconductor substrate 1, a polycrystalline silicon layer or a high melting point A gate electrode layer (first wiring layer 7) of a metal layer or a polycide layer composed of a combination of the two is formed.

(2)次に第3図(b)に示す如く、ゲート電極層7上
にCVDにより絶縁膜5を形成する。(この場合、又はゲ
ート電極7層の酸化熱処理等によってもよく、膜として
はSiO2、Si3N4を用いる。) (3)第3図(c)に示す如く、絶縁膜5上にフォトレ
ジストパターン12を形成する。
(2) Next, as shown in FIG. 3B, an insulating film 5 is formed on the gate electrode layer 7 by CVD. (In this case, or by heat treatment for oxidizing the gate electrode 7 layer, SiO 2 or Si 3 N 4 is used as a film.) (3) As shown in FIG. A resist pattern 12 is formed.

(4)第3図(d)に示す如く、反応性エッチング(RI
E)により、絶縁膜5をエッチング除去する。次に、第
3図(e)に示す如く、同じく反応性エッチングにより
ゲート電極3を形成せしめ、フォトレジストパターン12
を除去する。
(4) As shown in FIG. 3 (d), reactive etching (RI
E), the insulating film 5 is removed by etching. Next, as shown in FIG. 3 (e), a gate electrode 3 is formed by the same reactive etching, and a photoresist pattern 12 is formed.
Is removed.

(5)第3図(f)に示す如く、ゲート電極3をマスク
として基板1に31P+又は75As+のイオン打込みにより、n
-層(濃度の低い拡散層2a)を形成する。
(5) As shown in FIG. 3 (f), by using the gate electrode 3 as a mask and implanting 31 P + or 75 As + ions into the substrate 1, n
-A layer (a low concentration diffusion layer 2a) is formed.

(6)第3図(g)に示す如く、CVDにより層間絶縁膜6
aをゲート電極3上全面に形成する。この絶縁膜はSiO2
又はSi3N4を用いる。
(6) As shown in FIG. 3 (g), the interlayer insulating film 6 is formed by CVD.
a is formed on the entire surface of the gate electrode 3. This insulating film is made of SiO 2
Alternatively, Si 3 N 4 is used.

(7)第3図(h)に示す如く、全面を反応性エッチン
グにより全面エッチング除去し、サイドウォール6をゲ
ート電極3の側壁に形成する。
(7) As shown in FIG. 3H, the entire surface is removed by reactive etching to form sidewalls 6 on the sidewalls of the gate electrode 3.

(8)次に、第3図(i)に示す如く、基板1に31P+
75As+のイオン打込みを用いてn+層(濃い拡散層2b)
を形成する。
(8) Next, as shown in FIG. 3 (i), an n + layer (dense diffusion layer 2b) is formed on the substrate 1 by ion implantation of 31 P + or 75 As +.
To form

(9)第3図(j)に示す如く、CVDにより層間絶縁膜1
0を形成する。この膜はSiO2、又はSi3N4を用いる。
(9) As shown in FIG. 3 (j), the interlayer insulating film 1 is formed by CVD.
Form a 0. This film uses SiO 2 or Si 3 N 4 .

(10)第3図(k)に示す如く、前記層間絶縁膜10の所
定部分の下の層間絶縁膜5及びサイドウォール6一部を
エッチングにより除去し、サイドウォール11及び接続部
の開口部9を形成する。
(10) As shown in FIG. 3 (k), a part of the interlayer insulating film 5 and a part of the side wall 6 below a predetermined part of the interlayer insulating film 10 are removed by etching, and the side wall 11 and the opening 9 of the connection part are removed. To form

尚、このとき層間絶縁膜5、サイドウォール6形成時
のオーバエッチング層、層間絶縁膜10と接続部の開口部
9とエッチング条件を最適化することにより1層目配線
層7と2層目配線層8間の絶縁膜5又は11が膜の最小で
500Å以上に調節することにより両者間のリークを防止
し、耐圧の確保をする。
At this time, by optimizing the interlayer insulating film 5, the over-etching layer at the time of forming the sidewall 6, the interlayer insulating film 10, the opening 9 of the connecting portion and the etching conditions, the first wiring layer 7 and the second wiring layer are formed. Insulating film 5 or 11 between layers 8 is the minimum of the film
By adjusting it to 500Å or more, leakage between the two is prevented and pressure resistance is secured.

(11)最後に、第3図(l)に示す如く、Mo、W、Ti等
の高融点金属、またはこれらのシリサイド、またはこれ
らの窒化物からなる導体層の一層または二層以上の組み
合わせからなる多層の導体層をスパッタリング、または
CVD法により形成し、さらにその上に第2の配線層を形
成する。この際、第二の配線層下全面にこの導体層を形
成するときには前記導体層の形成と第二の配線層の形成
を連続的に行い、レジストパターン形成後、第二の配線
層のエッチングと導体層のエッチングを一度に行うか、
又は2段階でエッチングしてこの構造が形成できる。こ
のとき同時にエレクトロマイグレーションの耐性の向上
も実現できる。
(11) Finally, as shown in FIG. 3 (l), one or a combination of two or more conductor layers made of refractory metals such as Mo, W, and Ti, their silicides, or their nitrides is used. Sputtering multiple conductive layers, or
It is formed by the CVD method, and the second wiring layer is further formed thereon. At this time, when this conductor layer is formed on the entire lower surface of the second wiring layer, the formation of the conductor layer and the formation of the second wiring layer are continuously performed, and after the resist pattern is formed, etching of the second wiring layer is performed. Etching the conductor layer at once,
Alternatively, the structure can be formed by etching in two steps. At the same time, the resistance to electromigration can be improved.

一方第二の配線層と拡散層のSi表面の間又はこの近傍
のみに導体層を形成をするときは第3図(k)状態で全
面に導体層を形成し、前者は熱処理によってSi表面のも
シリサイド化し、そののち選択エッチングにてSi表面上
にのみシリサイド膜を形成する方法であり、Tiなどを用
いると形成できる。また、後者は同様に導体層形成後必
要部分にのみレジストパターンを形成後その部分のエッ
チングをした後、従来方法により2層目配線8を形成す
ることにより、本発明の構造が実現でき、さらにこれを
用いたMASKROM、またこのMASKROMを内蔵する集積回路が
実現できた。
On the other hand, when forming a conductor layer between the second wiring layer and the Si surface of the diffusion layer or only in the vicinity thereof, the conductor layer is formed on the entire surface in the state of FIG. Is also a method of forming a silicide film only on the Si surface by silicidation, and then by selective etching, which can be formed by using Ti or the like. Similarly, in the latter case, after forming a resist pattern only on a necessary portion after forming a conductor layer and etching that portion, the second layer wiring 8 is formed by a conventional method, whereby the structure of the present invention can be realized. A MASKROM using this and an integrated circuit incorporating this MASKROM have been realized.

尚、本発明の実施例においては、P型基板又はN基板
上のP-領域に形成されるNチャンネルトランジスタの例
について述べたが当然N型基板又はP基板上に形成され
たN-領域上に形成されるPチャンネルトランジスタにも
適用できることはいうまでもない。
In the embodiment of the present invention, the example of the N-channel transistor formed in the P region on the P type substrate or the N substrate is described, but it goes without saying that on the N region formed on the N type substrate or the P substrate. It goes without saying that the present invention can also be applied to the P-channel transistor formed in the above.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明の半導体装置の構造を用いることにより、 (1)アライメント余裕を除くことができるため第1の
配線間の間隔が小さくなるため高密度化が実現できる。
By using the structure of the semiconductor device of the present invention, (1) the alignment margin can be eliminated and the interval between the first wirings is reduced, so that high density can be realized.

(2)2層目配線長を短く出来るため配線抵抗が低減で
き配線遅延が減少できた。
(2) Since the wiring length of the second layer can be reduced, the wiring resistance can be reduced and the wiring delay can be reduced.

(3)拡散層面積が減少できたため、これにより拡散層
容量の低減とこれによる2層目配線の寄生容量が低減出
来高速化が実現できた。
(3) Since the area of the diffusion layer can be reduced, the capacitance of the diffusion layer can be reduced, and the parasitic capacitance of the second-layer wiring can be reduced, thereby realizing high-speed operation.

(4)全体的にチップ面積が小さくなり同一ウェハー内
の有効チップ数が増加しコストが低減できた。
(4) The overall chip area is reduced, the number of effective chips in the same wafer is increased, and the cost can be reduced.

(5)前記拡散層上には、高融点金属、高融点金属シリ
サイド及び高融点金属の窒化膜のうちのいずれかあるい
はこれらのうちの2種以上の組み合わせから構成される
導体層が設置され、前記第2の配線層は前記導体層を介
して前記拡散層に接続されるため、接触部分の接続抵抗
を下げることができる。
(5) On the diffusion layer, a conductor layer formed of any one of refractory metal, refractory metal silicide, and nitride film of refractory metal, or a combination of two or more thereof is provided, Since the second wiring layer is connected to the diffusion layer via the conductor layer, the connection resistance of the contact portion can be reduced.

等、以上の様な特に高速化、低コスト化が金属のつき
抜けや加工上の不具合なしに可能となり、大きな効果が
あった。
As described above, particularly high speed and low cost can be achieved without metal sticking out and processing defects, which is a great effect.

特にチップ面積に関しては、〔作 用〕で述べた例を
用いると、1M bit MASK ROMにおいて、CELL部分で一
片方向が2.0μ×1000=2000μが縮小できた。
With regard to the chip area, using the example described in [Operation], in the 1M bit MASK ROM, the one-sided direction could be reduced to 2.0μ × 1000 = 2000μ in the CELL part.

また、この効果は同様にROMを内蔵する集積回路につ
いてもROM部分の面積の縮小を可能にした。
In addition, this effect also made it possible to reduce the area of the ROM part for an integrated circuit with a built-in ROM.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図および第2図は、本発明の半導体装置およびその
接続部の説明図、第3図(a)〜(l)は本発明の実施
例の説明図、第4図および第5図(a)(b)は本発明
の構造の必要性の説明図、第6図および第7図は従来の
半導体装置の構造および接続部の説明図、第8図(a)
〜(e)は、LDD構造の説明図である。 1……Si基板 2……拡散層 2a……濃度の低い拡散層 2b……濃度の高い拡散層 3……第1の配線層のゲート電極部 4……ゲート絶縁膜 5……第1の配線層上にのみ形成された絶縁膜 6……サイドウォール 6a……サイドウォールを形成するための絶縁膜 7……第1の配線層 8……第2の配線層 9……接続部 10……第1および第2の配線間の層間絶縁膜 11……側壁絶縁膜 12……フォトレジスト 13……導体層 14……素子分離絶縁膜 尚、図中同符号は同一又は相当部分を示す。
1 and 2 are explanatory views of a semiconductor device of the present invention and its connection portion, and FIGS. 3 (a) to (l) are explanatory views of an embodiment of the present invention, FIGS. 4 and 5 ( 8A and 8B are explanatory views of the necessity of the structure of the present invention, FIGS. 6 and 7 are explanatory views of a structure and a connecting portion of a conventional semiconductor device, and FIG. 8A.
(E) is explanatory drawing of LDD structure. 1 ... Si substrate 2 ... diffusion layer 2a ... low concentration diffusion layer 2b ... high concentration diffusion layer 3 ... first wiring layer gate electrode part 4 ... gate insulating film 5 ... first Insulating film formed only on the wiring layer 6 ... Sidewall 6a ... Insulating film for forming the sidewall 7 ... First wiring layer 8 ... Second wiring layer 9 ... Connection portion 10 ... ... Interlayer insulating film between first and second wirings 11 ... Sidewall insulating film 12 ... Photoresist 13 ... Conductor layer 14 ... Element isolation insulating film The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding portions.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体基板と、 前記半導体基板表面に設置された第2導電型の拡散層
と、 前記半導体基板上に設置された多結晶シリコン、高融点
金属、シリサイド、及び多結晶シリコンと高融点金属あ
るいはシリサイドとの組み合わせからなるポリサイドの
いずれかから構成される第1の配線層と、 前記第1の配線層上に設置された絶縁膜と、 前記第1の配線層と前記絶縁膜との側壁に設置された側
壁絶縁膜と、 前記第1の配線層と交差し、前記側壁絶縁膜に隣接して
前記拡散層と接続する第2の配線層と、 少なくとも前記絶縁膜上に設置され、前記第2の配線層
と前記拡散層とが接続するための開口部を有する層間絶
縁膜と、とを有する半導体装置であって、 前記開口部の開口幅が、前記拡散層と前記側壁絶縁膜と
の境界よりも大きく設置され、 前記拡散層上には、高融点金属、高融点金属シリサイド
及び高融点金属の窒化膜のうちのいずれかあるいはこれ
らのうちの2種以上の組み合わせから構成される導体層
が設置され、前記第2の配線層は前記導体層を介して前
記拡散層に接続されることを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type, a diffusion layer of a second conductivity type provided on the surface of the semiconductor substrate, polycrystalline silicon, a refractory metal, a silicide provided on the semiconductor substrate, A first wiring layer composed of either polycide made of a combination of polycrystalline silicon and a refractory metal or silicide; an insulating film provided on the first wiring layer; and a first wiring layer A side wall insulating film provided on a side wall of the insulating film and a second wiring layer that intersects the first wiring layer and is adjacent to the side wall insulating film and connected to the diffusion layer; A semiconductor device comprising: an interlayer insulating film provided on a film, the interlayer insulating film having an opening for connecting the second wiring layer and the diffusion layer, wherein the opening width of the opening is the diffusion layer. Layer and the sidewall insulation film. A conductive layer composed of any one of refractory metal, refractory metal silicide, and refractory metal nitride film, or a combination of two or more thereof is disposed on the diffusion layer. The semiconductor device is provided, and the second wiring layer is connected to the diffusion layer via the conductor layer.
【請求項2】前記拡散層と前記第2の配線層が接続され
る箇所において、前記拡散層の表面が、前記第2の配線
層の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。
2. The surface of the diffusion layer is larger than the width of the second wiring layer at a portion where the diffusion layer and the second wiring layer are connected to each other. Semiconductor device.
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