JP2765059B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2765059B2
JP2765059B2 JP1153676A JP15367689A JP2765059B2 JP 2765059 B2 JP2765059 B2 JP 2765059B2 JP 1153676 A JP1153676 A JP 1153676A JP 15367689 A JP15367689 A JP 15367689A JP 2765059 B2 JP2765059 B2 JP 2765059B2
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forming
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、高集
積の半導体集積回路装置の製造に適用して好適なもので
ある。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and is particularly suitable for application to the manufacture of a highly integrated semiconductor integrated circuit device.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、半導体装置の製造方法において、第1導電
型の半導体領域及び第2導電型の半導体領域が形成され
た半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、上記絶縁膜
のうちの上記第1導電型の半導体領域に対応する部分に
第1の開口を形成する工程と、第1導電型の半導体膜を
形成する工程と、上記第1導電型の半導体膜及び上記絶
縁膜のうちの上記第2導電型の半導体領域に対応する部
分に第2の開口を形成する工程と、第2導電型の半導体
膜を形成する工程と、少なくとも上記第1導電型の半導
体膜が露出するまで上記第2導電型の半導体膜をエッチ
バックする工程と、導体膜を形成する工程と、上記導体
膜及び上記第1導電型の半導体膜を少なくとも上記絶縁
膜を露出するまでエッチングすることによりパターンニ
ングを行う工程とを具備する。これによって、製造プロ
セスの簡略化を図ることができるとともに、配線の信頼
性の向上を図ることができる。
The present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming an insulating film on a semiconductor substrate on which a first conductive type semiconductor region and a second conductive type semiconductor region are formed; Forming a first opening in a portion corresponding to the one conductivity type semiconductor region, forming a first conductivity type semiconductor film, and forming the first conductivity type semiconductor film and the insulating film in the first conductivity type semiconductor film and the insulating film; Forming a second opening in a portion corresponding to the semiconductor region of the second conductivity type; forming a semiconductor film of the second conductivity type; and forming the second opening at least until the semiconductor film of the first conductivity type is exposed. Patterning by etching back the two-conductivity-type semiconductor film, forming the conductor film, and etching the conductor film and the first-conductivity-type semiconductor film at least until the insulating film is exposed; Process and To Bei. Thus, the manufacturing process can be simplified, and the reliability of the wiring can be improved.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体集積回路装置においては、アルミニウム(Al)
などの配線と下地の半導体領域(拡散層)とを導通さる
場合、層間絶縁膜に形成したコンタクトホールを通じて
この半導体領域に配線をコンタクトさせる。ところが、
素子の微細化に伴いコンタクトホールの径が微細となっ
たために、従来より用いられているスパッタ法のみでこ
のコンタクトホールの内部に配線を埋め込むことは困難
となってきた。そこで、近年、このコンタクトホールの
内部にCVD法により形成された金属を埋め込み、その上
にAlなどの配線を形成する方法が注目されている。その
一つの方法として、タングステン(W)の選択CVD法に
よりコンタクトホールの内部にW膜を埋め込む方法が知
られている。しかし、このWの選択CVD法は、絶縁膜上
でのWの核成長を抑えるのが難しいために十分な選択性
が得られないなど、技術的に困難な面が多く、現状では
確立された技術とは言えない。
Aluminum (Al) in semiconductor integrated circuit devices
For example, when the wiring such as the wiring and the underlying semiconductor region (diffusion layer) are conducted, the wiring is brought into contact with the semiconductor region through a contact hole formed in the interlayer insulating film. However,
Since the diameter of the contact hole has become finer with the miniaturization of the element, it has become difficult to embed the wiring inside the contact hole by only the conventionally used sputtering method. Therefore, in recent years, attention has been paid to a method of burying a metal formed by a CVD method inside the contact hole and forming a wiring such as Al thereon. As one of the methods, a method of embedding a W film in a contact hole by a selective CVD method of tungsten (W) is known. However, this W selective CVD method has many technical difficulties, such as insufficient selectivity due to the difficulty in suppressing the nucleus growth of W on the insulating film, and is currently established. Not a technology.

そこで、最近では、Wよりは抵抗が高いのが膜の密着
性や成長の容易さの面で優れている多結晶シリコン(S
i)膜によるコンタクトホールの埋め込み法が注目され
ている。
Therefore, recently, polycrystalline silicon (S) which has higher resistance than W in terms of film adhesion and easy growth is excellent.
i) A method of filling a contact hole with a film has attracted attention.

なお、特開昭60−103646号公報には、半導体領域上に
形成されたコンタクトホールの内部に気相成長法により
半導体結晶を選択的に成長させ、この気相成長時に半導
体領域中の不純物をこの半導体結晶中に拡散させること
によりこの半導体結晶を半導体領域と同一導電型にする
ようにした半導体装置の製造方法が開示されている。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-103646 discloses that a semiconductor crystal is selectively grown inside a contact hole formed on a semiconductor region by a vapor phase growth method, and impurities in the semiconductor region are removed during the vapor phase growth. A method of manufacturing a semiconductor device in which the semiconductor crystal is made to have the same conductivity type as that of the semiconductor region by diffusing the semiconductor crystal into the semiconductor crystal is disclosed.

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

上述の従来の多結晶Si膜によるコンタクトホールの埋
め込み法は、多結晶Si膜の抵抗がかなり高いため、コン
タクトホールの内部に多結晶Si膜を埋め込んだ後にこの
多結晶Si膜に不純物をイオン注入して低抵抗化する必要
がある。このため、例えばCMOSLSIのように、半導体基
板中に導電型の異なる半導体領域、例えばn+型の半導体
領域とp+型の半導体領域とが存在し、これらの半導体領
域にコンタクトホールを通じて配線をコンタクトさせる
必要がある場合には、これらのコンタクトホールの内部
に多結晶Si膜を埋め込んだ後、n+型の半導体領域上のコ
ンタクトホールの内部に埋め込まれた多結晶Si膜にはn
型不純物を、またp+型の半導体領域上のコンタクトホー
ルの内部に埋め込まれた多結晶Si膜にはp型不純物をそ
れぞれ選択的にイオンに注入する必要がある。従って、
この場合には、二回のイオン注入と、n型不純物及びp
型不純物をそれぞれ選択的にイオン注入するためのレジ
ストパターンを形成するための2回のリソグラフィーと
が必要である。このような理由により、従来の多結晶Si
膜によるコンタクトホールの埋め込み法は、半導体装置
の製造プロセスを複雑化させるという問題があった。
In the conventional method of filling a contact hole with a polycrystalline Si film as described above, since the resistance of the polycrystalline Si film is considerably high, impurities are ion-implanted into the polycrystalline Si film after the polycrystalline Si film is buried inside the contact hole. It is necessary to reduce the resistance. For this reason, semiconductor regions having different conductivity types, for example, n + -type semiconductor regions and p + -type semiconductor regions exist in a semiconductor substrate, such as a CMOS LSI, and wiring is contacted to these semiconductor regions through contact holes. If necessary, after the polycrystalline Si film is buried inside these contact holes, n is added to the polycrystalline Si film buried inside the contact holes on the n + type semiconductor region.
It is necessary to selectively implant a p-type impurity and ions into the polycrystalline Si film embedded in the contact hole on the p + -type semiconductor region. Therefore,
In this case, two ion implantations, an n-type impurity and p
Two times of lithography are required to form a resist pattern for selectively ion-implanting a mold impurity. For this reason, conventional polycrystalline Si
The method of filling the contact holes with the film has a problem that the manufacturing process of the semiconductor device is complicated.

一方、配線としては、Al膜だけで構成したものや、バ
リアメタルとして例えば窒化チタン(TiN)膜及びチタ
ン(Ti)膜を用いたAl/TiN/Tiの三層構造のものなどが
用いられている。ところが、Al膜だけで構成した配線
は、エレクトロマイグレーションなどにより断線しやす
いという問題があった。また、上述のバリアメタルを用
いた配線は、Al膜が断線しても下層のTiN/Ti膜の部分は
電気的接続が保たれる場合もあるが、通常このTiN/Ti膜
の膜厚は小さく、しかもTiNは高抵抗であるために、こ
のTiN/Ti膜の部分を電流が流れたときにはジュール熱の
発生が著しく、遂にはこの熱でこのTiN/Ti膜も断線し、
配線は完全な断線に至ってしまうという問題があった。
On the other hand, as the wiring, a wiring composed of only an Al film or a three-layer structure of Al / TiN / Ti using a titanium nitride (TiN) film and a titanium (Ti) film as a barrier metal is used. I have. However, there has been a problem that a wiring composed of only an Al film is easily broken by electromigration or the like. Further, in the wiring using the above-described barrier metal, even if the Al film is disconnected, the underlying TiN / Ti film portion may maintain electrical connection in some cases, but the thickness of the TiN / Ti film is usually Due to the small size and high resistance of TiN, Joule heat is remarkably generated when a current flows through the TiN / Ti film, and finally the TiN / Ti film is broken by this heat,
There is a problem that the wiring is completely disconnected.

本発明の目的は、導電型の異なる半導体領域上に形成
された開口の内部に多結晶Si膜などの半導体膜を埋め込
む場合において、製造プロセスの簡略化を図ることがで
きる半導体装置の製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of simplifying a manufacturing process when a semiconductor film such as a polycrystalline Si film is embedded in an opening formed on a semiconductor region having a different conductivity type. To provide.

本発明の他の目的は、導電型の異なる半導体領域上に
形成された開口の内部に多結晶Si膜などの半導体膜を埋
め込む場合において、配線の信頼性の向上を図ることが
できる半導体装置の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving the reliability of wiring when a semiconductor film such as a polycrystalline Si film is buried inside an opening formed on a semiconductor region having a different conductivity type. It is to provide a manufacturing method.

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

上記目的を達成するために、本発明は、半導体装置の
製造方法において、第1導電型の半導体領域(4)及び
第2導電型の半導体領域(5)が形成された半導体基板
(1)上に絶縁膜(6)を形成する工程と、絶縁膜
(6)のうちの第1導電型の半導体領域(4)に対応す
る部分に第1の開口(C1)を形成する工程と、第1導電
型の半導体膜(7)を形成する工程と、第1導電型の半
導体膜(7)及び絶縁膜(6)のうちの第2導電型の半
導体領域(5)に対応する部分に第2の開口(C2)を形
成する工程と、第2導電型の半導体膜(8)を形成する
工程と、少なくとも第1導電型の半導体膜(7)が露出
するまで第2導電型の半導体膜(8)をエッチバックす
る工程と、導体膜(10)を形成する工程と、導体膜(1
0)及び第1導電型の半導体膜(7)を少なくとも絶縁
膜(6)が露出するまでエッチングすることによりパタ
ーンニングを行う工程とを具備する。
In order to achieve the above object, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a semiconductor substrate (1) on which a first conductivity type semiconductor region (4) and a second conductivity type semiconductor region (5) are formed. Forming a first opening (C 1 ) in a portion of the insulating film (6) corresponding to the semiconductor region (4) of the first conductivity type; Forming a one-conductivity-type semiconductor film (7), and forming a first-conductivity-type semiconductor film (7) and an insulating film (6) on portions corresponding to the second-conductivity-type semiconductor region (5). Forming a second opening (C 2 ), forming a second conductive type semiconductor film (8), and forming a second conductive type semiconductor film (7) at least until the first conductive type semiconductor film (7) is exposed. A step of etching back the film (8); a step of forming the conductor film (10);
0) and a step of patterning by etching the first conductive type semiconductor film (7) at least until the insulating film (6) is exposed.

〔作用〕[Action]

上記した手段によれば、第1の開口(C1)及び第2の
開口(C2)の内部にそれぞれ第1導電型の半導体膜
(7)及び第2導電型の半導体膜(8)を直接埋め込む
ことができるので、従来のようにこれらの第1の開口
(C1)及び第2の開口(C2)の内部に半導体膜を埋め込
んだ後にこの半導体膜の抵抗を下げるためにこの半導体
膜に不純物をイオン注入する必要がなくなるとともに、
第1の開口(C1)及び第2の開口(C2)の内部に埋め込
まれた半導体膜にそれぞれ第1導電型の不純物及び第2
導電型の不純物を選択的にイオン注入するためのレジス
トパターンを形成する必要もなくなる。従って、従来必
要であった二回のイオン注入と二回のリソグラフィーと
が不要となるので、その分だけ半導体装置の製造プロセ
スの簡略化を図ることができる。
According to the above-described means, the first conductive type semiconductor film (7) and the second conductive type semiconductor film (8) are respectively provided inside the first opening (C 1 ) and the second opening (C 2 ). Since the semiconductor film can be directly buried, the semiconductor film is buried in the first opening (C 1 ) and the second opening (C 2 ) as in the prior art, and then the semiconductor film is formed in order to reduce the resistance of the semiconductor film. This eliminates the need for ion implantation of impurities into the film,
The semiconductor film embedded in the first opening (C 1 ) and the second opening (C 2 ) has a first conductivity type impurity and a second conductivity type impurity, respectively.
There is no need to form a resist pattern for selectively ion-implanting conductive impurities. This eliminates the need for two ion implantations and two lithography operations, which are conventionally required, thereby simplifying the semiconductor device manufacturing process.

また、導体膜(10)及び第1導電型の半導体膜(7)
を少なくとも絶縁膜(6)が露出するまでエッチングす
ることにより、導体膜(10)及び第1導電型の半導体膜
(7)から成る配線(11,12)が形成される。この場
合、この配線(11,12)を構成する導体膜(10)がエレ
クトロマイグレーションやストレスマイグレーションな
どにより断線したとしても、下層の第1導電型の半導体
膜(7)が断線しない限り、この第1導電型の半導体膜
(7)を通って電流が流れることができることから、導
体膜(10)が断線したとしても結果的に配線(11,12)
は断線しないことになる。従って、この配線(11,12)
は優れた耐エレクトロマイグレーション性及び耐ストレ
スマイグレーション性を有することになる。これによっ
て、配線の信頼性の向上を図ることができる。
Further, the conductor film (10) and the first conductivity type semiconductor film (7)
Is etched until at least the insulating film (6) is exposed, thereby forming wirings (11, 12) including the conductor film (10) and the semiconductor film (7) of the first conductivity type. In this case, even if the conductor film (10) constituting the wirings (11, 12) is broken due to electromigration or stress migration, the first conductive type semiconductor film (7) as the lower layer does not break. Since current can flow through the one-conductivity type semiconductor film (7), even if the conductor film (10) is disconnected, the wiring (11, 12)
Will not break. Therefore, this wiring (11,12)
Has excellent electromigration resistance and stress migration resistance. Thereby, the reliability of the wiring can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら
説明する。この実施例は、本発明をCMOSLSIの製造に適
用した実施例である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment in which the present invention is applied to the manufacture of a CMOS LSI.

第1図A〜第1図Iは本発明の一実施例によるCMOSLS
Iの製造方法を示す。
1A to 1I show a CMOS LS according to an embodiment of the present invention.
The manufacturing method of I is shown.

この実施例においては、第1図Aに示すように、まず
例えばn型Si基板のような半導体基板1中に例えばホウ
素(B)のようなp型不純物をイオン注入することによ
りpウエル2を形成する。次に、この半導体基板1の表
面を選択的に熱酸化することにより例えばSiO2膜のよう
なフィールド絶縁膜3を形成して素子間分離を行う。次
に、このフィールド絶縁膜3で囲まれた活性領域の表面
に例えば熱酸化により例えばSiO2膜のようなゲート絶縁
膜(図示せず)を形成する。次に、例えばCVD法により
例えば多結晶Si膜を全面に形成し、この多結晶Si膜に例
えばリン(P)のようなn型不純物をイオン注入法など
によりドーピングして低抵抗化した後、この多結晶Si膜
をエッチングにより所定形状にパターニングしてゲート
電極(図示せず)を形成する。なお、このゲート電極を
ポリサイド膜により構成する場合には、多結晶Si膜上に
例えばモリブデンシリサイド(MoSi2)膜のような高融
点金属シリサイド膜を形成した後にパターンニングを行
う。次に、例えばまずpウエル2以外の部分の表面を例
えばフォトレジスト(図示せず)で覆った状態でゲート
電極をマスクとしてこのpウエル2中に例えばAsのよう
なn型不純物をイオン注入することにより、このゲート
電極に対して自己整合的に例えばn+型の半導体領域4及
びゲート電極に関してこの半導体領域4と反対側に位置
するn+型の半導体領域(図示せず)を形成する。この
後、このフォトレジストを除去する。上記ゲート電極、
半導体領域4及びゲート電極に関してこの半導体領域4
と反対側に位置する半導体領域によりnチャネルMOSFET
が構成されている。次に、pウエル2の部分の表面を例
えばフォトレジスト(図示せず)により覆った状態でゲ
ート電極をマスクとして半導体基板1中に例えばBのよ
うなp型不純物をイオン注入することにより、例えばp+
型の半導体領域5及びゲート電極に関してこの半導体領
域5と反対側に位置するp+型の半導体領域(図示せず)
を形成する。この後、このフォトレジストを除去する。
上記ゲート電極、半導体領域5及びゲート電極に関して
この半導体領域5と反対側に位置する半導体領域により
pチャネルMOSFETが構成されている。そして、このpチ
ャネルMOSFETと上述のnチャネルMOSFETとによりCMOSが
構成される。
In this embodiment, as shown in FIG. 1A, a p-well 2 is first formed by ion-implanting a p-type impurity such as boron (B) into a semiconductor substrate 1 such as an n-type Si substrate. Form. Next, the surface of the semiconductor substrate 1 is selectively thermally oxidized to form a field insulating film 3 such as an SiO 2 film, thereby performing isolation between elements. Next, a gate insulating film (not shown) such as an SiO 2 film is formed on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 3 by, for example, thermal oxidation. Next, for example, a polycrystalline Si film is formed on the entire surface by, for example, a CVD method, and an n-type impurity such as, for example, phosphorus (P) is doped into the polycrystalline Si film by an ion implantation method or the like to reduce the resistance. The polycrystalline Si film is patterned into a predetermined shape by etching to form a gate electrode (not shown). When the gate electrode is formed of a polycide film, patterning is performed after forming a high melting point metal silicide film such as a molybdenum silicide (MoSi 2 ) film on the polycrystalline Si film. Next, for example, an n-type impurity such as As is ion-implanted into the p-well 2 using the gate electrode as a mask while the surface of the portion other than the p-well 2 is covered with, for example, a photoresist (not shown). Thus, for example, an n + -type semiconductor region 4 and an n + -type semiconductor region (not shown) located on the side opposite to the semiconductor region 4 with respect to the gate electrode are formed in self-alignment with the gate electrode. Thereafter, the photoresist is removed. The gate electrode,
With respect to the semiconductor region 4 and the gate electrode,
N-channel MOSFET
Is configured. Next, a p-type impurity such as B is ion-implanted into the semiconductor substrate 1 using the gate electrode as a mask while the surface of the p-well 2 is covered with, for example, a photoresist (not shown). p +
Semiconductor region 5 and ap + type semiconductor region (not shown) located on the opposite side of semiconductor region 5 with respect to gate electrode
To form Thereafter, the photoresist is removed.
The p-channel MOSFET is constituted by the gate electrode, the semiconductor region 5 and the semiconductor region located on the opposite side of the semiconductor region 5 with respect to the gate electrode. The p-channel MOSFET and the above-mentioned n-channel MOSFET constitute a CMOS.

次に第1図Bに示すように、例えばCVD法により全面
に例えばSiO2膜のような層間絶縁膜6を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, an interlayer insulating film 6 such as a SiO 2 film is formed on the entire surface by, eg, CVD.

次に第1図Cに示すように、この層間絶縁膜6のうち
の半導体領域4に対応する部分を例えば反応性イオンエ
ッチング(RIE)法により選択的にエッチング除去する
ことによりコンタクトホールC1を形成する。
Next, as shown in FIG. 1 C, and contact holes C 1 By selectively etched by a portion corresponding to the semiconductor region 4 for example, reactive ion etching (RIE) method of the interlayer insulating film 6 Form.

次に第1図Dに示すように、例えばCVD法により全面
に例えばn型の多結晶Si膜7を形成する。この場合、コ
ンタクトホールC1の内部はこのn型多結晶Si膜7で埋め
られる。
Next, as shown in FIG. 1D, for example, an n-type polycrystalline Si film 7 is formed on the entire surface by, for example, a CVD method. In this case, the inside of the contact hole C 1 is filled with the n-type polycrystalline Si film 7.

次に第1図Eに示すように、このn型多結晶Si膜7及
び層間絶縁膜6のうちの半導体領域5に対応する部分を
例えばRIE法により選択的にエッチング除去することに
よりコンタクトホールC2を形成する。
Next, as shown in FIG. 1E, a portion of the n-type polycrystalline Si film 7 and the interlayer insulating film 6 corresponding to the semiconductor region 5 is selectively etched away by, for example, RIE to form a contact hole C. Form 2 .

次に第1図Fに示すように、例えばCVD法により全面
に例えばp型の多結晶Si膜8を形成する。この場合、コ
ンタクトホールC2の内部はこのp型多結晶Si膜8で埋め
られる。
Next, as shown in FIG. 1F, for example, a p-type polycrystalline Si film 8 is formed on the entire surface by, for example, a CVD method. In this case, the contact hole C 2 is filled with the p-type polycrystalline Si film 8.

次に、例えばRIE法によりp型多結晶Si膜8を少なく
ともn型多結晶Si膜7が露出するまでエッチバックす
る。これによって、第1図Gに示すように、n型多結晶
Si膜7上のp型多結晶Si膜8が除去され、コンタクトホ
ールC2の内部にのみこのp型多結晶Si膜8が残された状
態となる。この後、半導体領域4,5や図示されていない
その他の半導体領域中に不純物の電気的活性化を行うた
めの熱処理を行う。
Next, the p-type polycrystalline Si film 8 is etched back by, for example, RIE until at least the n-type polycrystalline Si film 7 is exposed. As a result, as shown in FIG.
Si p-type polycrystalline Si film 8 on the film 7 is removed, p-type polycrystalline Si film 8 inside of this only the contact hole C 2 is in a state of being left. Thereafter, a heat treatment for electrically activating impurities is performed in the semiconductor regions 4 and 5 and other semiconductor regions (not shown).

次に第1図Hに示すように、例えば蒸着法やスパッタ
法により全面に例えばTiN膜9及びAl膜10を順次形成す
る。ここで、TiN膜9は、Al膜10と下地のn型多結晶Si
膜7及びp型多結晶Si膜8との反応を防止するためのバ
リアメタルとして用いられる。
Next, as shown in FIG. 1H, for example, a TiN film 9 and an Al film 10 are sequentially formed on the entire surface by, for example, an evaporation method or a sputtering method. Here, the TiN film 9 is composed of the Al film 10 and the underlying n-type polycrystalline Si.
It is used as a barrier metal for preventing a reaction between the film 7 and the p-type polycrystalline Si film 8.

次に、Al膜10、TiN膜9及びn型多結晶Si膜7を例え
ばRIE法により少なくとも層間絶縁膜6が露出するまで
順次異方性エッチングすることにより所定形状にパター
ンニングする。これによって、第1図Iに示すように、
Al膜10、TiN膜9及びn型多結晶Si膜7から成り、n+
の半導体領域4に接続された配線11と、Al膜10、TiN膜
9及びn型多結晶Si膜7から成り、p+型の半導体領域5
に接続された配線12とが形成される。なお、これらの配
線11,12を形成するための上記RIEの反応ガスとしては、
Al膜10及びTiN膜9のエッチングの際には例えばBCl3
ガスを用い、多結晶Si膜7のエッチングの際には例えば
CHF3系ガスを用いる。
Next, the Al film 10, the TiN film 9, and the n-type polycrystalline Si film 7 are patterned into a predetermined shape by sequentially performing anisotropic etching at least until the interlayer insulating film 6 is exposed, for example, by RIE. Thereby, as shown in FIG. 1 I,
It is composed of an Al film 10, a TiN film 9, and an n-type polycrystalline Si film 7, and composed of a wiring 11 connected to the n + type semiconductor region 4, and an Al film 10, a TiN film 9, and an n-type polycrystalline Si film 7. , P + type semiconductor region 5
Is formed. The RIE reaction gas for forming these wirings 11 and 12 includes:
When etching the Al film 10 and the TiN film 9, for example, a BCl 3 -based gas is used, and when etching the polycrystalline Si film 7, for example,
CHF 3- based gas is used.

以上のように、この実施例によれば、n+型の半導体領
域4上のコンタクトホールC1及びp+型の半導体領域5上
のコンタクトホールC2の内部にそれぞれCVD法により形
成されたn型多結晶Si膜7及びp型多結晶Si膜8を埋め
込んでいるので、従来のようにコンタクトホールの内部
に多結晶Si膜を埋め込んだ後にこの多結晶Si膜にレジス
トパターンをマスクして不純物を選択的にイオン注入す
ることによりn型化またはp型化する必要がなくなる。
これによって、このレジストパターンを形成するための
リソグラフィーやイオン注入が不要となり、その分だけ
製造プロセスが簡略化される。
As described above, according to this embodiment, n + -type n formed inside by CVD respective semiconductor regions 4 of the contact holes C 1 and p + -type on the semiconductor region 5 of the contact hole C 2 Since the polycrystalline Si film 7 and the p-type polycrystalline Si film 8 are buried, the polycrystalline Si film is buried in the inside of the contact hole as in the prior art, and a resist pattern is masked on the polycrystalline Si film to remove impurities. Does not need to be made n-type or p-type.
This eliminates the need for lithography and ion implantation for forming the resist pattern, and simplifies the manufacturing process accordingly.

さらに、この実施例によれば、配線11,12はAl膜10、T
iN膜9及びn型多結晶Si膜7から成る三層構造を有する
ので、次のような利点がある。第2図はAl膜10がエレク
トロマイグレーションやストレスマイグレーションなど
により断線した状態を示し、第3図はその状態における
配線12の平面形状を示す。第2図及び第3図に示すよう
に、Al膜10が断線した場合においても、さらにはAl膜10
ばかりでなくTiN膜9も同様に断線した場合において
も、下層のn型多結晶Si膜7を通って図中矢印で示すよ
うに電流が流れることができるので、結果的に配線12は
断線に至らないことがわかる。これは配線11についても
同様である。これによって、これらの配線11,12は、耐
エレクトロマイグレーション性や耐ストレスマイグレー
ション性に優れた高い信頼性を有し、結果としてLSIの
信頼性の向上を図ることができる。なお、Al膜10の耐ス
トレスマイグレーション性は、このAl膜10が多結晶Si膜
7,8の上に形成されているためにこのAl膜10に生じるス
トレスが緩和されることによっても向上する。
Further, according to this embodiment, the wirings 11 and 12 are made of the Al film 10 and the T film.
Since it has a three-layer structure composed of the iN film 9 and the n-type polycrystalline Si film 7, it has the following advantages. FIG. 2 shows a state in which the Al film 10 is disconnected due to electromigration or stress migration, and FIG. 3 shows a plan shape of the wiring 12 in that state. As shown in FIGS. 2 and 3, even when the Al film 10 is disconnected,
In addition, even when the TiN film 9 is disconnected in the same manner, a current can flow through the lower n-type polycrystalline Si film 7 as shown by the arrow in the figure, and as a result, the wiring 12 is disconnected. It turns out that it does not reach. This is the same for the wiring 11. As a result, these wirings 11 and 12 have high reliability with excellent electromigration resistance and stress migration resistance, and as a result, the reliability of the LSI can be improved. The stress migration resistance of the Al film 10 is such that the Al film 10 is a polycrystalline Si film.
Since the Al film 10 is formed on the layers 7 and 8, the stress generated in the Al film 10 is also reduced.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本
発明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発
明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

例えば、上述の実施例においては、本発明をCMOSLSI
の製造に適用した場合について説明したが、本発明は、
例えばバイポーラーCMOSLSIの製造に適用することが可
能であることは勿論、より一般的には導電型の異なる半
導体領域上に形成されたコンタクトホールの内部に半導
体膜を埋め込む全ての場合に適用することが可能であ
る。
For example, in the above embodiment, the present invention
Although the description has been given of the case where the present invention is applied to the production of
For example, it can be applied to the manufacture of a bipolar CMOS LSI, of course, and more generally, it can be applied to all cases where a semiconductor film is embedded in a contact hole formed on a semiconductor region of a different conductivity type. Is possible.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によれば、製造プロセス
の簡略化を図ることができるとともに、配線の信頼性の
向上を図ることができる。
As described above, according to the present invention, the manufacturing process can be simplified and the reliability of the wiring can be improved.

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

第1図A〜第1図Iは本発明の一実施例によるCMOSLSI
の製造方法を工程順に説明するための断面図、第2図は
配線を構成するAl膜の断線が生じた状態を示す断面図、
第3図は第2図に示す状態における配線の平面図であ
る。 図面における主要な符号の説明 1:半導体基板、2:pウエル、3:フィールド絶縁膜、4,5:
半導体領域、6:層間絶縁膜、7:n型多結晶Si膜、8:p型多
結晶Si膜、9:TiN膜、10:Al膜、11,12:配線。
1A to 1I are CMOS LSIs according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a manufacturing method in the order of steps, FIG.
FIG. 3 is a plan view of the wiring in the state shown in FIG. Explanation of main reference numerals in the drawings 1: semiconductor substrate, 2: p well, 3: field insulating film, 4, 5:
Semiconductor region, 6: interlayer insulating film, 7: n-type polycrystalline Si film, 8: p-type polycrystalline Si film, 9: TiN film, 10: Al film, 11, 12: wiring.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1導電型の半導体領域及び第2導電型の
半導体領域が形成された半導体基板上に絶縁膜を形成す
る工程と、 上記絶縁膜のうちの上記第1導電型の半導体領域に対応
する部分に第1の開口を形成する工程と、 第1導電型の半導体膜を形成する工程と、 上記第1導電型の半導体膜及び上記絶縁膜のうちの上記
第2導電型の半導体領域に対応する部分に第2の開口を
形成する工程と、 第2導電型の半導体膜を形成する工程と、 少なくとも上記第1導電型の半導体膜が露出するまで上
記第2導電型の半導体膜をエッチバックする工程と、 導体膜を形成する工程と、 上記導体膜及び上記第1導電型の半導体膜を少なくとも
上記絶縁膜が露出するまでエッチングすることによりパ
ターンニングを行う工程とを具備することを特徴とする
半導体装置の製造方法。
A step of forming an insulating film on a semiconductor substrate on which a first conductive type semiconductor region and a second conductive type semiconductor region are formed; and the first conductive type semiconductor region of the insulating film. Forming a first opening in a portion corresponding to the following; forming a first conductive type semiconductor film; and forming the second conductive type semiconductor of the first conductive type semiconductor film and the insulating film. Forming a second opening in a portion corresponding to the region; forming a second conductive type semiconductor film; and forming the second conductive type semiconductor film at least until the first conductive type semiconductor film is exposed. Etching back the semiconductor film; forming a conductive film; and patterning the conductive film and the semiconductor film of the first conductivity type by etching at least until the insulating film is exposed. Characterized by A method for manufacturing a semiconductor device.
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