JP2752457B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2752457B2 JP2752457B2 JP1250892A JP25089289A JP2752457B2 JP 2752457 B2 JP2752457 B2 JP 2752457B2 JP 1250892 A JP1250892 A JP 1250892A JP 25089289 A JP25089289 A JP 25089289A JP 2752457 B2 JP2752457 B2 JP 2752457B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- contact hole
- semiconductor substrate
- impurity
- temperature
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- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
る。
［従来技術］ 従来、半導体装置の製造の際の配線工程において、半
導体基板からコンタクトをとるために、第４図（ａ）に
示すように半導体基板１上に層間絶縁膜（BPSG,PSG等）
２が形成された状態から、第４図（ｂ）に示すように異
方性エッチングによりコンタクト穴３を形成し、配線材
料によりこのコンタクト穴３部分から半導体基板１のP+
層にコンタクトをとるようにしていた。ところが、この
とき、層間絶縁膜２の縁部の段差が垂直となり、配線材
料であるアルミニウム膜に段切れが発生し断線してしま
う。
導体基板からコンタクトをとるために、第４図（ａ）に
示すように半導体基板１上に層間絶縁膜（BPSG,PSG等）
２が形成された状態から、第４図（ｂ）に示すように異
方性エッチングによりコンタクト穴３を形成し、配線材
料によりこのコンタクト穴３部分から半導体基板１のP+
層にコンタクトをとるようにしていた。ところが、この
とき、層間絶縁膜２の縁部の段差が垂直となり、配線材
料であるアルミニウム膜に段切れが発生し断線してしま
う。
この配線材料の段切れ対策として、リフロー法があ
る。これは、第４図（ｃ）に示すように、異方性エッチ
ングにより層間絶縁膜２にコンタクト穴３を形成した後
に、層間絶縁膜２が流れる程度（変型可能な）の高温で
処理（リフロー）することによりコンタクト穴３の縁部
に丸みをつけ、第４図（ｄ）に示すように、配線材料４
の段切れを防止するものである。
る。これは、第４図（ｃ）に示すように、異方性エッチ
ングにより層間絶縁膜２にコンタクト穴３を形成した後
に、層間絶縁膜２が流れる程度（変型可能な）の高温で
処理（リフロー）することによりコンタクト穴３の縁部
に丸みをつけ、第４図（ｄ）に示すように、配線材料４
の段切れを防止するものである。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上述したリフロー法ではコンタクト穴３内
に半導体基板１が露出したまま高温処理を行なうため層
間絶縁膜２中の不純物（主に、リン）が気相拡散してコ
ンタクト穴３から半導体基板１に侵入してしまい、第４
図（ｃ）に示すようにP+層表面に薄いＮ層５が形成さ
れ、コンタクト抵抗が増大してしまうという問題があっ
た。
に半導体基板１が露出したまま高温処理を行なうため層
間絶縁膜２中の不純物（主に、リン）が気相拡散してコ
ンタクト穴３から半導体基板１に侵入してしまい、第４
図（ｃ）に示すようにP+層表面に薄いＮ層５が形成さ
れ、コンタクト抵抗が増大してしまうという問題があっ
た。
この発明の目的は、コンタクト抵抗の増大を抑制でき
る半導体装置を提供することにある。
る半導体装置を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、表面に一導電型の不純物領域が形成された
半導体基板上に、他方導電型の不純物を含む絶縁膜を形
成する第１工程と、高温雰囲気により前記絶縁膜表面の
前記他方導電型の不純物を気相拡散させる第２工程と、
前記半導体基板上の絶縁膜の一部をエッチング除去して
コンタクト穴を形成する第３工程と、前記第２工程にお
ける不純物気相拡散温度よりも低い温度での高温雰囲気
にて絶縁膜をリフローさせ、前記コンタクト穴の側壁で
ある絶縁膜に丸みをつける第４工程と、前記コンタクト
穴を含む絶縁膜上に配線材料を配置する第５工程とを備
えた半導体装置の製造方法をその要旨とするものであ
る。
半導体基板上に、他方導電型の不純物を含む絶縁膜を形
成する第１工程と、高温雰囲気により前記絶縁膜表面の
前記他方導電型の不純物を気相拡散させる第２工程と、
前記半導体基板上の絶縁膜の一部をエッチング除去して
コンタクト穴を形成する第３工程と、前記第２工程にお
ける不純物気相拡散温度よりも低い温度での高温雰囲気
にて絶縁膜をリフローさせ、前記コンタクト穴の側壁で
ある絶縁膜に丸みをつける第４工程と、前記コンタクト
穴を含む絶縁膜上に配線材料を配置する第５工程とを備
えた半導体装置の製造方法をその要旨とするものであ
る。
［作用］ 本発明は、第１工程により、例えば一導電型であるＰ
型領域の形成された半導体基板上に他方導電型となる例
えばリンを含んだ絶縁膜が形成され、第２工程により高
温雰囲気にて絶縁膜表面のリン等の不純物が気相拡散さ
れ、第３工程により半導体基板上の絶縁膜の一部がエッ
チング除去されてコンタクト穴が形成され、第４工程に
より第２工程における不純物気相拡散温度よりも低い温
度での高温雰囲気にて絶縁膜がリフローされ、コンタク
ト穴の側壁である絶縁膜に丸みがつけられる。このリフ
ローの際に、その雰囲気温度が不純物気相拡散温度より
も低く、又、既に絶縁膜の表面は不純物が拡散している
ので半導体基板への侵入が防止される。その後、第５工
程によりコンタクト穴を含む絶縁膜上に配線材料が配置
される。
型領域の形成された半導体基板上に他方導電型となる例
えばリンを含んだ絶縁膜が形成され、第２工程により高
温雰囲気にて絶縁膜表面のリン等の不純物が気相拡散さ
れ、第３工程により半導体基板上の絶縁膜の一部がエッ
チング除去されてコンタクト穴が形成され、第４工程に
より第２工程における不純物気相拡散温度よりも低い温
度での高温雰囲気にて絶縁膜がリフローされ、コンタク
ト穴の側壁である絶縁膜に丸みがつけられる。このリフ
ローの際に、その雰囲気温度が不純物気相拡散温度より
も低く、又、既に絶縁膜の表面は不純物が拡散している
ので半導体基板への侵入が防止される。その後、第５工
程によりコンタクト穴を含む絶縁膜上に配線材料が配置
される。
［実施例］ 以下、本発明に対応する実施例を説明する。
第１図（ａ）に示すように、予めトランジスタ等を形
成した半導体基板（ウエハ）17に対し、その表面の全面
に層間絶縁膜（BPSG,PSG等）18を形成する。第１図
（ａ）においては、半導体基板（ウエハ）17のＰチャネ
ルトランジスタのソース・ドレイン部分を示す。そし
て、第１図（ｂ）に示すように、半導体基板17を炉に入
れ、窒素（N2）の雰囲気中で930℃の高温にする。この9
30℃での熱処理により、層間絶縁膜（BPSG,PSG等）18の
平坦化及び吸湿防止が行なわれるとともに、層間絶縁膜
（BPSG,PSG等）18の表面のリンの気相拡散が行なわれ
る。
成した半導体基板（ウエハ）17に対し、その表面の全面
に層間絶縁膜（BPSG,PSG等）18を形成する。第１図
（ａ）においては、半導体基板（ウエハ）17のＰチャネ
ルトランジスタのソース・ドレイン部分を示す。そし
て、第１図（ｂ）に示すように、半導体基板17を炉に入
れ、窒素（N2）の雰囲気中で930℃の高温にする。この9
30℃での熱処理により、層間絶縁膜（BPSG,PSG等）18の
平坦化及び吸湿防止が行なわれるとともに、層間絶縁膜
（BPSG,PSG等）18の表面のリンの気相拡散が行なわれ
る。
その後、層間絶縁膜18上にパターンニングしたレジス
ト19を形成する。そして、第１図（ｃ）に示すように、
このレジスト19をマスクとして異方性エッチングにより
層間絶縁膜18の一部をエッチング除去し、コンタクト穴
20を形成する。
ト19を形成する。そして、第１図（ｃ）に示すように、
このレジスト19をマスクとして異方性エッチングにより
層間絶縁膜18の一部をエッチング除去し、コンタクト穴
20を形成する。
引続き、半導体基板17を炉に入れ、窒素（N2）の雰囲
気中で炉の温度を900℃に上げ層間絶縁膜18に流動性を
もたせリフローする。その結果、第１図（ｄ）に示すよ
うに、コンタクト穴20の縁部に丸みがつけられる。この
際に、その雰囲気温度（900℃）が不純物気相拡散温度
（930℃）よりも低く、又、既に絶縁膜18の表面は不純
物が拡散しているので半導体基板17への侵入が防止され
る。
気中で炉の温度を900℃に上げ層間絶縁膜18に流動性を
もたせリフローする。その結果、第１図（ｄ）に示すよ
うに、コンタクト穴20の縁部に丸みがつけられる。この
際に、その雰囲気温度（900℃）が不純物気相拡散温度
（930℃）よりも低く、又、既に絶縁膜18の表面は不純
物が拡散しているので半導体基板17への侵入が防止され
る。
引続き、第１図（ｅ）に示すように、コンタクト穴20
を含む層間絶縁膜18上に配線材料としてのアルミニウム
21を積層する。このとき、コンタクト穴20の縁部に丸み
がつけられているのでアルミニウム21の段切れが防止さ
れる。
を含む層間絶縁膜18上に配線材料としてのアルミニウム
21を積層する。このとき、コンタクト穴20の縁部に丸み
がつけられているのでアルミニウム21の段切れが防止さ
れる。
第２図は、このようにしてコンタクトをとった場合
（本実施例）における、このコンタクト部分での電圧Va
を変化させたときの電流値Iaと微分抵抗ΔVa/ΔIaの測
定結果を示す。又、第３図は従来方式の電圧Vaを変化さ
せたときの電流値Iaと微分抵抗ΔVa/ΔIaの測定結果を
示す。
（本実施例）における、このコンタクト部分での電圧Va
を変化させたときの電流値Iaと微分抵抗ΔVa/ΔIaの測
定結果を示す。又、第３図は従来方式の電圧Vaを変化さ
せたときの電流値Iaと微分抵抗ΔVa/ΔIaの測定結果を
示す。
この第２図及び第３図から明らかなように、従来方式
に比べ本実施例は、微分抵抗ΔVa/ΔIaが低くなってい
る。
に比べ本実施例は、微分抵抗ΔVa/ΔIaが低くなってい
る。
又、従来方式では、リフローの際にP+領域にＮ層５が
形成されるために、ダイオード特性を示すことになる。
即ち、電圧VaとしてP+層に順方向の電圧（プラス）をか
けたときの電流値Iaの傾きが大きくなり、又、逆バイア
スをかけたとき電流値Iaの傾きが小さくなる。これに対
し本実施例（第２図）では電圧Vaに無関係に電流値Iaの
傾きが一定となり、リフローの際にP+領域にＮ層が形成
されていないことがわかる。さらに、従来方式では非オ
ーミック接触となっているのに対し、本実施例はオート
ミック接触となる。
形成されるために、ダイオード特性を示すことになる。
即ち、電圧VaとしてP+層に順方向の電圧（プラス）をか
けたときの電流値Iaの傾きが大きくなり、又、逆バイア
スをかけたとき電流値Iaの傾きが小さくなる。これに対
し本実施例（第２図）では電圧Vaに無関係に電流値Iaの
傾きが一定となり、リフローの際にP+領域にＮ層が形成
されていないことがわかる。さらに、従来方式では非オ
ーミック接触となっているのに対し、本実施例はオート
ミック接触となる。
このように本実施例は、半導体基板17上に層間絶縁膜
18を形成し（第１工程）、930℃の高温雰囲気により層
間絶縁膜18表面の不純物を気相拡散させ（第２工程）、
半導体基板17上の層間絶縁膜18の一部をエッチング除去
してコンタクト穴20を形成する（第３工程）。そして、
第２工程における不純物気相拡散温度よりも低い900℃
の温度での高温雰囲気にて層間絶縁膜18をリフローさ
せ、コンタクト穴20の側壁である層間絶縁膜18に丸みを
つけ（第４工程）、コンタクト穴20を含む絶縁膜上にア
ルミニウム（配線材料）を配置した（第５工程）。この
ように、コンタクト穴20を形成する前に、リフローする
際の温度（900℃）よりも高い温度（930℃）で熱処理を
行なったので、リフローの際には気相拡散は発生せず
に、コンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
18を形成し（第１工程）、930℃の高温雰囲気により層
間絶縁膜18表面の不純物を気相拡散させ（第２工程）、
半導体基板17上の層間絶縁膜18の一部をエッチング除去
してコンタクト穴20を形成する（第３工程）。そして、
第２工程における不純物気相拡散温度よりも低い900℃
の温度での高温雰囲気にて層間絶縁膜18をリフローさ
せ、コンタクト穴20の側壁である層間絶縁膜18に丸みを
つけ（第４工程）、コンタクト穴20を含む絶縁膜上にア
ルミニウム（配線材料）を配置した（第５工程）。この
ように、コンタクト穴20を形成する前に、リフローする
際の温度（900℃）よりも高い温度（930℃）で熱処理を
行なったので、リフローの際には気相拡散は発生せず
に、コンタクト抵抗の増大を抑制することができる。
又、本実施例においてコンタクト穴20内の半導体基板
17の露出部には除去すべき保護膜も形成されていないの
で、リフロー後にはプラズマエッチング等をする必要も
ない。従って、コンタクト穴20の穴径が広がったりする
おそれもなく、安定したコンタクト穴20を確実に得るこ
とができ、半導体装置の微細化を有利に行うことができ
る。
17の露出部には除去すべき保護膜も形成されていないの
で、リフロー後にはプラズマエッチング等をする必要も
ない。従って、コンタクト穴20の穴径が広がったりする
おそれもなく、安定したコンタクト穴20を確実に得るこ
とができ、半導体装置の微細化を有利に行うことができ
る。
［発明の効果］ 以上詳述したようにこの発明によれば、コンタクト穴
形成後のリフロー時の気相拡散により絶縁膜中の不純物
がコンタクト穴から半導体基板へ侵入するのを確実に防
止できるので、コンタクト抵抗の増大を抑制できるとと
もに、リフロー後の工程においてコンタクト穴が大きく
広がることもないので、穴径の安定したコンタクト穴を
得ることができ、半導体装置の微細化を有利に行うこと
ができるという優れた効果を発揮する。
形成後のリフロー時の気相拡散により絶縁膜中の不純物
がコンタクト穴から半導体基板へ侵入するのを確実に防
止できるので、コンタクト抵抗の増大を抑制できるとと
もに、リフロー後の工程においてコンタクト穴が大きく
広がることもないので、穴径の安定したコンタクト穴を
得ることができ、半導体装置の微細化を有利に行うこと
ができるという優れた効果を発揮する。
第１図（ａ）〜（ｅ）は一実施例の半導体装置の製造工
程を示す図、第２図は電圧変化に対する電流値及び微分
抵抗値を示す図、第３図は電圧変化に対する電流値及び
微分抵抗値を示す図、第４図（ａ）〜（ｄ）は従来の半
導体装置の製造工程を示す図である。
程を示す図、第２図は電圧変化に対する電流値及び微分
抵抗値を示す図、第３図は電圧変化に対する電流値及び
微分抵抗値を示す図、第４図（ａ）〜（ｄ）は従来の半
導体装置の製造工程を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】表面に一導電型の不純物領域が形成された
半導体基板上に、他方導電型の不純物を含む絶縁膜を形
成する第１工程と、 高温雰囲気により前記絶縁膜表面の前記他方導電型の不
純物を気相拡散させる第２工程と、 前記半導体基板上の絶縁膜の一部をエッチング除去して
前記不純物領域を露出させるコンタクト穴を形成する第
３工程と、 前記第２工程における不純物気相拡散温度よりも低い温
度での高温雰囲気にて絶縁膜をリフローさせ、前記コン
タクト穴の側壁である絶縁膜に丸みをつける第４工程
と、 前記コンタクト穴を含む絶縁膜上に配線材料を配置する
第５工程と を備えた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 |
|---|---|---|---|
| JP1250892A JP2752457B2 (ja) | 1988-11-21 | 1989-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29416788 | 1988-11-21 | ||
| JP63-294167 | 1988-11-21 | ||
| JP1250892A JP2752457B2 (ja) | 1988-11-21 | 1989-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02224226A JPH02224226A (ja) | 1990-09-06 |
| JP2752457B2 true JP2752457B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=26539974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1250892A Expired - Lifetime JP2752457B2 (ja) | 1988-11-21 | 1989-09-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752457B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5759869A (en) * | 1991-12-31 | 1998-06-02 | Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. | Method to imporve metal step coverage by contact reflow |
| JPH07273224A (ja) * | 1994-03-29 | 1995-10-20 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384467A (en) * | 1976-12-29 | 1978-07-25 | Fujitsu Ltd | Manufacture of semiconductor device |
| JPS6092615A (ja) * | 1983-10-27 | 1985-05-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6386522A (ja) * | 1986-09-30 | 1988-04-16 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1989
- 1989-09-27 JP JP1250892A patent/JP2752457B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02224226A (ja) | 1990-09-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100227 Year of fee payment: 12 |