JP2817230B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2817230B2
JP2817230B2 JP18941289A JP18941289A JP2817230B2 JP 2817230 B2 JP2817230 B2 JP 2817230B2 JP 18941289 A JP18941289 A JP 18941289A JP 18941289 A JP18941289 A JP 18941289A JP 2817230 B2 JP2817230 B2 JP 2817230B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
phosphorus
silicon film
contact hole
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP18941289A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0353519A (en
Inventor
信恭 北岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP18941289A priority Critical patent/JP2817230B2/en
Publication of JPH0353519A publication Critical patent/JPH0353519A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2817230B2 publication Critical patent/JP2817230B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【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、特にコンタク
トホールの埋込み方法に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for filling a contact hole.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

半導体装置を微細化する手段の一つとして、コンタク
トホールを多結晶シリコンあるいは高融点金属を用いて
埋込み平坦化するという方法がある。
As one of means for miniaturizing a semiconductor device, there is a method in which a contact hole is buried and flattened using polycrystalline silicon or a high melting point metal.

多結晶シリコンを用いた従来技術を第3図(a),
(b)を参照して説明する。
The conventional technology using polycrystalline silicon is shown in FIG.
This will be described with reference to FIG.

第3図(a)に示すように、P型半導体基板1(シリ
コン)にN+拡散層2を少なくとも選択的に形成する。気
相成長法によるシリコン酸化膜3を被着後、コンタクト
ホールを開ける。次に多結晶シリコンを被着し、熱拡散
によりリンを添加し導電性多結晶シリコン膜4を形成す
る。次にノンドープ多結晶シリコン膜5を被着する。
As shown in FIG. 3A, an N + diffusion layer 2 is at least selectively formed on a P-type semiconductor substrate 1 (silicon). After depositing the silicon oxide film 3 by the vapor growth method, a contact hole is opened. Next, polycrystalline silicon is applied, and phosphorus is added by thermal diffusion to form a conductive polycrystalline silicon film 4. Next, a non-doped polycrystalline silicon film 5 is deposited.

次に、第3図(b)に示すように、異方性ドライエッ
チング法により、コンタクトホール内の多結晶シリコン
膜4,5は残し、そ他の領域の多結晶シリコンを除去す
る。次にAl配線6を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, the polycrystalline silicon films 4 and 5 in the contact holes are left, and the polycrystalline silicon in the other regions is removed by an anisotropic dry etching method. Next, an Al wiring 6 is formed.

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

上述した従来のコンタクトホール埋込方法は異方性ド
ライエッチング法により多結晶シリコン膜をエッチング
するが、被着した多結晶シリコン膜の膜厚のばらつきや
異方性ドライエッチングのエッチング速度のばらつきに
より半導体基板内の場所によってはオーバーエッチにな
るところがある。そのような処ではコンタクトホール内
には埋込むべき多結晶シリコンが残らず、急峻な段差が
生じ、配線層を形成するとき、第4図に示すように、配
線の段切れが生じるという欠点がある。
The conventional contact hole filling method described above etches a polycrystalline silicon film by an anisotropic dry etching method, but due to variations in the thickness of the deposited polycrystalline silicon film and variations in the etching rate of anisotropic dry etching. Depending on the location in the semiconductor substrate, there is a place where overetching occurs. In such a place, polycrystalline silicon to be buried is not left in the contact hole, a steep step occurs, and when forming a wiring layer, there is a disadvantage that the wiring is disconnected as shown in FIG. is there.

本発明の目的は、多結晶シリコンでコンタクトホール
を再現性よく埋込むことの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 in which a contact hole can be filled with polycrystalline silicon with good reproducibility.

〔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の製造方法は、半導体基板の一主
面上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形成したの
ち、第1の多結晶シリコン膜を前記コンタクトホールを
埋込まない膜厚で被着する工程と、前記第1の多結晶シ
リコン膜にリンを添加する工程と、前記第1の多結晶シ
リコン膜上に第2の多結晶シリコン膜を前記コンタクト
ホールを埋込む膜厚で被着する工程と、前記コンタクト
ホール内部を除き前記第2の多結晶シリコン膜にリンを
添加する工程と、コンタクトホール内部以外のリン添加
された前記第1の多結晶シリコン膜とリン添加された前
記第2の多結晶シリコン膜とを除去する工程とを含むと
いうものである。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after forming an insulating film having a contact hole on one main surface of a semiconductor substrate, a first polycrystalline silicon film is deposited with a thickness not filling the contact hole. A step of adding phosphorus to the first polycrystalline silicon film, and a step of depositing a second polycrystalline silicon film on the first polycrystalline silicon film so as to fill the contact holes. Adding phosphorus to the second polycrystalline silicon film except for inside the contact hole; and adding the phosphorus-added first polycrystalline silicon film to the second polycrystalline silicon film other than inside the contact hole. And removing the polycrystalline silicon film.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)〜(c)は本発明の第1の実施例を説明
するための主な工程順に示した半導体チップの断面図で
ある。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of main steps for explaining a first embodiment of the present invention.

まず、第1図(a)に示すように、P型半導体基板11
にN+拡散層12を少なくとも選択的に形成する。気相酸化
膜成長法によりシリコン酸化膜13を1.0μm被着し、1.0
μm×1.0μmの開口径のコンタクトホールを開ける。
次に多結晶シリコン膜を厚さ200nm被着し、熱拡散によ
りリンを添加する。N+拡散層12と後工程で形成する配線
層とを低抵抗に接続するためである。このようにして形
成された導電性多結晶シリコン膜14は、前述のコンタク
トホールと下地のN+拡散層12の表面を覆うのみでコンタ
クトホールは埋込んでいない。
First, as shown in FIG. 1A, a P-type semiconductor substrate 11 is formed.
The N + diffusion layer 12 is formed at least selectively. A silicon oxide film 13 is deposited at 1.0 μm by a vapor-phase oxide film growth method,
A contact hole having an opening diameter of μm × 1.0 μm is opened.
Next, a polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of 200 nm, and phosphorus is added by thermal diffusion. This is for connecting the N + diffusion layer 12 and a wiring layer formed in a later step with low resistance. The conductive polycrystalline silicon film 14 thus formed only covers the above-mentioned contact hole and the surface of the underlying N + diffusion layer 12, but does not bury the contact hole.

次に、第1図(b)に示すように、ノンドープ多結晶
シリコン膜15を厚さ800nm被着してコンタクトホールを
埋込んだのち、イオン注入法より、リンがコンタクト内
の多結晶シリコンには添加されない条件、この場合は50
0keV,1×1016cm-2でリンを注入する。17はリンドープ多
結晶シリコン膜、18は熱拡散によりリンが添加された領
域(14)にさらに、イオン注入でリンが添加された高濃
度のリンドープ多結晶シリコン膜である。
Next, as shown in FIG. 1 (b), a non-doped polycrystalline silicon film 15 is deposited to a thickness of 800 nm to bury the contact hole, and then phosphorus is added to the polycrystalline silicon in the contact by ion implantation. Is the condition that is not added, in this case 50
Inject phosphorus at 0 keV, 1 × 10 16 cm −2 . Reference numeral 17 denotes a phosphorus-doped polysilicon film, and reference numeral 18 denotes a high-concentration phosphorus-doped polysilicon film in which phosphorus is added by ion implantation to a region (14) to which phosphorus has been added by thermal diffusion.

次に、第1図(c)に示すように、フッ酸と硝酸との
混合液を用いてコンタクトホール内の多結晶シリコン1
4,15は残し、それ以外の領域の多結晶シリコン17,18を
除去する。次に、Al配線層16を形成する。
Next, as shown in FIG. 1 (c), using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid,
4 and 15 are left, and the polycrystalline silicon 17 and 18 in other areas are removed. Next, the Al wiring layer 16 is formed.

リン濃度の高い多結晶シリコンはリン濃度の低い多結
晶シリコンよりもフッ酸と硝酸との混合液に対しエッチ
ング速度が速いので、ノンドープ多結晶シリコンをコン
タクトホール内に確実に残すことができ、多結晶シリコ
ンが埋込れたコンタクトホールを安定して製造できる。
Polycrystalline silicon with a high phosphorus concentration has a higher etching rate with respect to a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid than polycrystalline silicon with a low phosphorus concentration, so that non-doped polycrystalline silicon can be reliably left in the contact hole, and A contact hole in which crystalline silicon is embedded can be manufactured stably.

本発明の第2の実施例を第2図(a)〜(c)を参照
して説明する。
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (c).

まず、第2図(a)に示すように、P型半導体基板21
にN+拡散層22を形成する。気相酸化膜成長法により酸化
シリコン膜23を1.0μm被着し、1.0μm×1.0μmの開
口径のコンタクトホールを開ける。次に多結晶シリコン
を200nm被着し、熱拡散によりリンを添加する。次にノ
ンドープ多結晶シリコン膜25を800nm被着する。ここま
では第1の実施例と同様である。次にイオン注入法によ
り300keV,1×1016cm-2の条件でリンを注入する。27はリ
ンが通入された多結晶シリコン膜、25はリンが添加され
ていない多結晶シリコン膜である。
First, as shown in FIG.
Next, an N + diffusion layer 22 is formed. A 1.0 μm silicon oxide film 23 is deposited by a vapor phase oxide film growth method, and a contact hole having an opening diameter of 1.0 μm × 1.0 μm is opened. Next, 200 nm of polycrystalline silicon is deposited, and phosphorus is added by thermal diffusion. Next, a non-doped polycrystalline silicon film 25 is deposited to a thickness of 800 nm. The operation up to this point is the same as in the first embodiment. Next, phosphorus is implanted by ion implantation under the conditions of 300 keV and 1 × 10 16 cm −2 . 27 is a polycrystalline silicon film into which phosphorus has passed, and 25 is a polycrystalline silicon film to which phosphorus has not been added.

次に、第2図(b)に示すように、フッ酸と硝酸との
混合液でリン添加された多結晶シリコン膜27を除去す
る。さらにイオン注入法により、コンタクト内にはリン
が添加されない条件で、この場合は300keV,1×1016cm-2
でリンを注入する。28は熱拡散によりリンが添加された
領域にさらに、イオン注入でリンが添加された高濃度の
リンドープ多結晶シリコン膜である。
Next, as shown in FIG. 2 (b), the phosphorus-added polycrystalline silicon film 27 is removed with a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid. Further, by ion implantation, under the condition that phosphorus is not added into the contact, in this case, 300 keV, 1 × 10 16 cm −2
Inject phosphorus. Reference numeral 28 denotes a high-concentration phosphorus-doped polycrystalline silicon film in which phosphorus is added by ion implantation to a region to which phosphorus has been added by thermal diffusion.

次に、第2図(c)に示すように、フッ酸と硝酸との
混合液を用いてコンタクトホール内の多結晶シリコン膜
14,15は残し、それ以外の領域の多結晶シリコン膜27,28
を除去する。次にAl配線層26を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (c), a polycrystalline silicon film in the contact hole is formed using a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid.
14 and 15 are left, and the polycrystalline silicon films 27 and 28 in the other regions are left.
Is removed. Next, an Al wiring layer 26 is formed.

リン濃度の高い多結晶シリコンはリン濃度の低い多結
晶シリコンよりもフッ酸と硝酸との混合液に対し、エッ
チング速度が速いということを利用し、また、リン添加
する工程とリン添加された多結晶シリコンを除去する工
程とを複数回くり返すことにより多結晶シリコンが埋込
れたコンタクトホールをより安定して製造できる。
Polycrystalline silicon with a high phosphorus concentration utilizes the fact that the etching rate is higher for a mixed solution of hydrofluoric acid and nitric acid than polycrystalline silicon with a low phosphorus concentration. By repeating the step of removing crystalline silicon a plurality of times, a contact hole in which polycrystalline silicon is buried can be manufactured more stably.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように本発明は、コンタクトホールを導
電性多結晶シリコン膜とノンドープ多結晶シリコン膜と
で埋込んだのち、コンタクトホール内を除き前述のノン
ドープ多結晶シリコン膜にリンをドーピングしたのちエ
ッチングすることにより、リンが高濃度に添加された多
結晶シリコンは、リンが低濃度に添加された多結晶シリ
コンあるいは不純物が添加されていない多結晶シリコン
膜に比較し、化学薬品たとえば、フッ酸と硝酸との混合
液に対してエッチング速度が速いことを利用して、多結
晶シリコンが埋込れたコンタクトホールを有する半導体
装置を制御性よく製造できる効果がある。
As described above, according to the present invention, after the contact hole is filled with the conductive polycrystalline silicon film and the non-doped polycrystalline silicon film, the above-mentioned non-doped polycrystalline silicon film is doped with phosphorus except for the inside of the contact hole and then etched. By doing so, polycrystalline silicon doped with phosphorus at a high concentration is compared with polycrystalline silicon doped at a low concentration of phosphorus or a polycrystalline silicon film not doped with impurities. By utilizing the fact that the etching rate is high with respect to a mixed solution with nitric acid, there is an effect that a semiconductor device having a contact hole in which polycrystalline silicon is buried can be manufactured with good controllability.

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

第1図(a)〜(c)は本発明の第1の実施例を説明す
るための主な工程順に配置した半導体チップの断面図、
第2図(a)〜(c)は本発明の第2の実施例を説明す
るための主な工程順に配置した半導体チップの断面図、
第3図(a),(b)は従来の半導体装置の製造方法を
説明するための主な工程順に配置した半導体チップの断
面図、第4図は従来例の欠点を説明するための半導体チ
ップの断面図である。 1,11,21……P型半導体基板、2,12,22……N+拡散層、3,
13,23……シリコン酸化膜、4,14,24……導電性多結晶シ
リコン膜、5,15,25……ノンドープ多結晶シリコン膜、
6,16,26……Al配線、17,27,18,28,29……リンドープ多
結晶シリコン膜。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views of a semiconductor chip arranged in the order of main steps for explaining a first embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (c) are cross-sectional views of a semiconductor chip arranged in a main process order for explaining a second embodiment of the present invention.
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of a semiconductor chip arranged in the main process order for explaining a conventional method of manufacturing a semiconductor device, and FIG. 4 is a semiconductor chip for explaining a defect of the conventional example. FIG. 1,11,21 …… P-type semiconductor substrate, 2,12,22 …… N + diffusion layer,
13,23 ... silicon oxide film, 4, 14, 24 ... conductive polycrystalline silicon film, 5, 15, 25 ... non-doped polycrystalline silicon film,
6,16,26 ... Al wiring, 17,27,18,28,29 ... phosphorus-doped polycrystalline silicon film.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板の一主面上にコンタクトホール
を有する絶縁膜を形成したのち、第1の多結晶シリコン
膜を前記コンタクトホールを埋込まない膜厚で被着する
工程と、前記第1の多結晶シリコン膜にリンを添加する
工程と、前記第1の多結晶シリコン膜上に第2の多結晶
シリコン膜を前記コンタクトホールを埋込む膜厚で被着
する工程と、前記コンタクトホール内部を除き前記第2
の多結晶シリコン膜にリンを添加する工程と、コンタク
トホール内部以外のリン添加された前記第1の多結晶シ
リコン膜とリン添加された前記第2の多結晶シリコン膜
とを除去する工程とを含む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 having a contact hole on one main surface of the semiconductor substrate, and then applying a first polycrystalline silicon film to a thickness not filling the contact hole; Adding phosphorus to the first polycrystalline silicon film, applying a second polycrystalline silicon film on the first polycrystalline silicon film so as to fill the contact hole, The second except the inside
Adding phosphorus to the polycrystalline silicon film, and removing the phosphorus-added first polycrystalline silicon film and the phosphorus-added second polycrystalline silicon film other than inside the contact hole. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP18941289A 1989-07-21 1989-07-21 Method for manufacturing semiconductor device Expired - Fee Related JP2817230B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18941289A JP2817230B2 (en) 1989-07-21 1989-07-21 Method for manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18941289A JP2817230B2 (en) 1989-07-21 1989-07-21 Method for manufacturing semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0353519A JPH0353519A (en) 1991-03-07
JP2817230B2 true JP2817230B2 (en) 1998-10-30

Family

ID=16240837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18941289A Expired - Fee Related JP2817230B2 (en) 1989-07-21 1989-07-21 Method for manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2817230B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030001642A (en) * 2001-06-25 2003-01-08 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming the contact plug of semiconductor device
DE102007055018B4 (en) 2007-11-14 2021-05-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Method for joining a noble metal surface with a polymer

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0353519A (en) 1991-03-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2623812B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2699921B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH04280456A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2817230B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2812288B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH05849B2 (en)
JP2874234B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2982282B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2517751B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS6242522A (en) Manufacture of semiconductor device
US4679306A (en) Self-aligned process for forming dielectrically isolating regions formed in semiconductor device
JPH02267963A (en) Manufacture of semiconductor storage device
JP3190144B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit
JP2554339B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS59149030A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0793288B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2903191B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS60244036A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS5832432A (en) Manufacture of semiconductor device
JP2985218B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0620989A (en) Contact hole formation
JPH0682675B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH0221657A (en) Manufacture of semiconductor storage device
JPH03175676A (en) Semiconductor device
JPS63170922A (en) Wiring method

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees