JP2712450B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2712450B2 JP2712450B2 JP32676388A JP32676388A JP2712450B2 JP 2712450 B2 JP2712450 B2 JP 2712450B2 JP 32676388 A JP32676388 A JP 32676388A JP 32676388 A JP32676388 A JP 32676388A JP 2712450 B2 JP2712450 B2 JP 2712450B2
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- film
- diffusion region
- insulating film
- oxide film
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は耐水性にすぐれた半導体装置の製造方法に関
し、特に、コンタクトホール部の製造方法に関する。
し、特に、コンタクトホール部の製造方法に関する。
従来耐水性にすぐれた半導体装置としては、特公昭61
-050385号公報に示される通り、層間絶縁膜としてリン
を含んだ酸化シリコン膜間に窒化シリコン膜が形成され
た３層構造を有するものが効果的である。
-050385号公報に示される通り、層間絶縁膜としてリン
を含んだ酸化シリコン膜間に窒化シリコン膜が形成され
た３層構造を有するものが効果的である。
大規模集積回路（LSI）はC-MOS化、微細化への展開が
著しく、上述の層間絶縁膜を有する半導体装置を製造す
る上で問題点が発生してきた。
著しく、上述の層間絶縁膜を有する半導体装置を製造す
る上で問題点が発生してきた。
以下、第３図を用いて従来技術の問題点を指摘する。
半導体基板101に不純物を導入し、拡散領域102を形成し
た後、約2000Åの厚さのボロンと、リンを含んだ酸化シ
リコン膜（今後BPSG膜と称する）103と、約200Åの厚さ
の窒化シリコン膜104と約6000Åの厚さのBPSG膜とを順
次形成する。このBPSG膜は低温の熱処理で平坦化できる
特徴がある。その後、フォトレジスト106を選択的に形
成し、異方性のエッチング装置を用いて前述の３層構造
の層間絶縁膜103,104,105をエッチングして、第３図
（ａ）のようにコンタクトホールを開孔する。その後、
フォトレジスト106を除去し、コンタクトホール下の拡
散領域上に厚さ約100Åの熱酸化膜110を形成する。この
熱酸化膜110を形成する理由は以下の２つに大別され
る。第１にC-MOSの微細化に伴い、コンタクトホール下
の拡散層深さを深くする為にイオン注入を行う時の汚染
防止用である。第２、に層間絶縁膜中の不純物による拡
散（アウトディフュージョン）防止用である。その後、
900℃程度の窒素雰囲気中で熱処理し、第３図（ｂ）の
ようにコンタクトホール部の形状をなだらかにする。な
お、熱酸化膜110の形成と、コンタクトホール形状をな
だらかにする熱処理とを、同時あるいは連続的に行う場
合もある。その後、拡散領域102と、金属からなる配線
層との接続をとる為に、熱酸化膜110を通常フッ酸系の
エッチング液で除去する。その際フッ酸系のエッチング
液のエッチング速度はBPSG膜に対しては非常に高いので
コンタクトホール側面方向に後退し、結果的に第３図
（ｃ）に示すように窒化シリコン膜のとびだし114がで
きる。この窒化シリコン膜のとびだし114は、エッチン
グ条件に深く関係するが、通常コンタクトホールの一辺
の長さに対して10％近いとび出しを生じ、コンタクトホ
ール形状を大幅に悪化させ、上部金属配線の断線につな
がる。そのため、LSIの歩留り、および信頼性に重大な
影響を与えるという欠点があった。また現在のミクロン
ルールからさらに微細化の進んだサブミクロンルールの
LSIを製造する上では、致命的な欠陥となることは容易
に予想できる。
半導体基板101に不純物を導入し、拡散領域102を形成し
た後、約2000Åの厚さのボロンと、リンを含んだ酸化シ
リコン膜（今後BPSG膜と称する）103と、約200Åの厚さ
の窒化シリコン膜104と約6000Åの厚さのBPSG膜とを順
次形成する。このBPSG膜は低温の熱処理で平坦化できる
特徴がある。その後、フォトレジスト106を選択的に形
成し、異方性のエッチング装置を用いて前述の３層構造
の層間絶縁膜103,104,105をエッチングして、第３図
（ａ）のようにコンタクトホールを開孔する。その後、
フォトレジスト106を除去し、コンタクトホール下の拡
散領域上に厚さ約100Åの熱酸化膜110を形成する。この
熱酸化膜110を形成する理由は以下の２つに大別され
る。第１にC-MOSの微細化に伴い、コンタクトホール下
の拡散層深さを深くする為にイオン注入を行う時の汚染
防止用である。第２、に層間絶縁膜中の不純物による拡
散（アウトディフュージョン）防止用である。その後、
900℃程度の窒素雰囲気中で熱処理し、第３図（ｂ）の
ようにコンタクトホール部の形状をなだらかにする。な
お、熱酸化膜110の形成と、コンタクトホール形状をな
だらかにする熱処理とを、同時あるいは連続的に行う場
合もある。その後、拡散領域102と、金属からなる配線
層との接続をとる為に、熱酸化膜110を通常フッ酸系の
エッチング液で除去する。その際フッ酸系のエッチング
液のエッチング速度はBPSG膜に対しては非常に高いので
コンタクトホール側面方向に後退し、結果的に第３図
（ｃ）に示すように窒化シリコン膜のとびだし114がで
きる。この窒化シリコン膜のとびだし114は、エッチン
グ条件に深く関係するが、通常コンタクトホールの一辺
の長さに対して10％近いとび出しを生じ、コンタクトホ
ール形状を大幅に悪化させ、上部金属配線の断線につな
がる。そのため、LSIの歩留り、および信頼性に重大な
影響を与えるという欠点があった。また現在のミクロン
ルールからさらに微細化の進んだサブミクロンルールの
LSIを製造する上では、致命的な欠陥となることは容易
に予想できる。
本発明の目的は、上述した問題点を解決し、耐湿性に
優れた半導体装置において良好な形状のコンタクトホー
ルが得られる製造方法を提供するものである、 〔課題を解決するための手段〕 本発明のコンタクトホールの形成方法は、半導体基板
に拡散領域を形成する工程と、半導体基板上にリンを含
んだ酸化シリコン膜よりなる第１の絶縁膜と、窒化シリ
コン膜よりなる第２の絶縁膜とリンを含んだ酸化シリコ
ン膜よりなる第３の絶縁膜とを順次形成する工程と、拡
散領域上の３層構造の前記絶縁膜を選択的にエッチング
し、コンタクトホールを開孔する工程と熱処理を行い、
コンタクトホール部の拡散領域表面に酸化膜を形成する
工程と、同様に熱処理によりコンタクトホールの形状を
なだらかにする工程と、異方性エッチングによりコンタ
クトホール下の拡散領域表面をエッチングする工程と、
選択的に配線層を形成し、コンタクトホールを通じて拡
散領域と接続させる工程とを有している。
優れた半導体装置において良好な形状のコンタクトホー
ルが得られる製造方法を提供するものである、 〔課題を解決するための手段〕 本発明のコンタクトホールの形成方法は、半導体基板
に拡散領域を形成する工程と、半導体基板上にリンを含
んだ酸化シリコン膜よりなる第１の絶縁膜と、窒化シリ
コン膜よりなる第２の絶縁膜とリンを含んだ酸化シリコ
ン膜よりなる第３の絶縁膜とを順次形成する工程と、拡
散領域上の３層構造の前記絶縁膜を選択的にエッチング
し、コンタクトホールを開孔する工程と熱処理を行い、
コンタクトホール部の拡散領域表面に酸化膜を形成する
工程と、同様に熱処理によりコンタクトホールの形状を
なだらかにする工程と、異方性エッチングによりコンタ
クトホール下の拡散領域表面をエッチングする工程と、
選択的に配線層を形成し、コンタクトホールを通じて拡
散領域と接続させる工程とを有している。
このような製造方法によりコンタクトホール部におい
ては拡散領域表面のみがエッチングされるため、コンタ
クトホール部に窒化シリコン膜よりなる第２の絶縁膜が
とび出すことはない。
ては拡散領域表面のみがエッチングされるため、コンタ
クトホール部に窒化シリコン膜よりなる第２の絶縁膜が
とび出すことはない。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例の縦断面図である。第１図
（ａ）および（ｂ）までは従来技術と同様に形成され
る。その後、熱酸化膜10を除去する為に、たとえばリア
クティブ・イオン・エッチング装置を用い、異方性エッ
チングを行う。この時コンタクトホール形状は前工程で
熱処理した後と同様になだらかに保ったままとなってい
る。また、コンタクトホール部の拡散領域２表面のみが
良好にエッチングされ、熱酸化膜10が第１図（ｃ）のよ
うに除去される。このような異方性エッチングにより、
拡散領域表面の熱酸化膜を除去することにより、実質的
な開孔部も従来技術よりも小さく形成でき、今後の微細
なLSIの製造に有利となる。
（ａ）および（ｂ）までは従来技術と同様に形成され
る。その後、熱酸化膜10を除去する為に、たとえばリア
クティブ・イオン・エッチング装置を用い、異方性エッ
チングを行う。この時コンタクトホール形状は前工程で
熱処理した後と同様になだらかに保ったままとなってい
る。また、コンタクトホール部の拡散領域２表面のみが
良好にエッチングされ、熱酸化膜10が第１図（ｃ）のよ
うに除去される。このような異方性エッチングにより、
拡散領域表面の熱酸化膜を除去することにより、実質的
な開孔部も従来技術よりも小さく形成でき、今後の微細
なLSIの製造に有利となる。
第２図は本発明の実施例の縦断面図である。実施例１
との相違は、層間絶縁膜の第1BPSG膜第2BPSG膜の替りに
リンを含んだ酸化シリコン膜（以後PSG膜と称する）に
よる第1PSG膜13第2PSG膜15を使用している点である。こ
の場合、熱処理による絶縁膜の流動性がBPSG膜と、PSG
膜では異なり、PSG膜の方が流動しにくい。この欠点を
補う為にコンタクトホール開孔時は第２図（ａ）のよう
に初めにウェットエッチングなどの等方性エッチングを
行い、その後異方性エッチングを行う。次に第２図
（ｂ）のように熱酸化膜10を形成した後、熱処理を行い
コンタクトホール形状を改善する。その後、異方性エッ
チングを行ない、熱酸化膜10を除去して、第２図（ｃ）
のように所定のコンタクトホールを得る。この時、コン
タクトホール形状は、前工程で熱処理した後と同様に比
較的なだらかな状態が保たれる。
との相違は、層間絶縁膜の第1BPSG膜第2BPSG膜の替りに
リンを含んだ酸化シリコン膜（以後PSG膜と称する）に
よる第1PSG膜13第2PSG膜15を使用している点である。こ
の場合、熱処理による絶縁膜の流動性がBPSG膜と、PSG
膜では異なり、PSG膜の方が流動しにくい。この欠点を
補う為にコンタクトホール開孔時は第２図（ａ）のよう
に初めにウェットエッチングなどの等方性エッチングを
行い、その後異方性エッチングを行う。次に第２図
（ｂ）のように熱酸化膜10を形成した後、熱処理を行い
コンタクトホール形状を改善する。その後、異方性エッ
チングを行ない、熱酸化膜10を除去して、第２図（ｃ）
のように所定のコンタクトホールを得る。この時、コン
タクトホール形状は、前工程で熱処理した後と同様に比
較的なだらかな状態が保たれる。
以上説明したように、本発明は、層間絶縁膜がBPSG膜
−窒化シリコン膜−BPSG膜あるいはPSG膜−窒化シリコ
ン膜−PSG膜のような３層構造であるLSIのコンタクトホ
ール形状の改善が行われ、そのため、LSIの歩留り、お
よび信頼性を高めることができる効果がある。また副次
的な効果として、コンタクトホールの実質的な大きさは
ほぼ設計通り、製造できる効果があり、今後のサブミク
ロンルールのLSIの製造方法として有効である。
−窒化シリコン膜−BPSG膜あるいはPSG膜−窒化シリコ
ン膜−PSG膜のような３層構造であるLSIのコンタクトホ
ール形状の改善が行われ、そのため、LSIの歩留り、お
よび信頼性を高めることができる効果がある。また副次
的な効果として、コンタクトホールの実質的な大きさは
ほぼ設計通り、製造できる効果があり、今後のサブミク
ロンルールのLSIの製造方法として有効である。
第１図は本発明の第１の実施例の断面工程図、第２図は
本発明の第２の実施例の断面工程図、第３図は従来技術
の断面工程図。 1,101……半導体基板、2,102……拡散領域、3,103……
第1BPSG膜、4,104……窒化シリコン膜、5,105……第2BP
SG膜、6,106……フォトレジスト、10,110……熱酸化
膜、13……第1PSG膜、15……第2PSG膜、114……窒化シ
リコン膜のとびだし。
本発明の第２の実施例の断面工程図、第３図は従来技術
の断面工程図。 1,101……半導体基板、2,102……拡散領域、3,103……
第1BPSG膜、4,104……窒化シリコン膜、5,105……第2BP
SG膜、6,106……フォトレジスト、10,110……熱酸化
膜、13……第1PSG膜、15……第2PSG膜、114……窒化シ
リコン膜のとびだし。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板に拡散領域を形成する工程と該
半導体基板上に、リンを含んだ酸化シリコン膜よりなる
第１の絶縁膜と、窒化シリコン膜よりなる第２の絶縁膜
と、リンを含んだ酸化シリコン膜よりなる第３の絶縁膜
とを順次形成する工程と、前記拡散領域上の前記３層構
造の絶縁膜を選択的にエッチングし、コンタクトホール
を開孔する工程と、熱処理を行い、前記コンタクトホー
ルの形状をなだらかにする工程と、異方性エッチングに
より前記コンタクトホール部の拡散領域表面をエッチン
グする工程と、選択的に配線層を形成し、前記コンタク
トホールを介して前記拡散領域と接続させる工程とを有
することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32676388A JP2712450B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32676388A JP2712450B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02170526A JPH02170526A (ja) | 1990-07-02 |
| JP2712450B2 true JP2712450B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=18191418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32676388A Expired - Lifetime JP2712450B2 (ja) | 1988-12-23 | 1988-12-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712450B2 (ja) |
-
1988
- 1988-12-23 JP JP32676388A patent/JP2712450B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02170526A (ja) | 1990-07-02 |
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Legal Events
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