JP3112036B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3112036B2 JP03274837A JP27483791A JP3112036B2 JP 3112036 B2 JP3112036 B2 JP 3112036B2 JP 03274837 A JP03274837 A JP 03274837A JP 27483791 A JP27483791 A JP 27483791A JP 3112036 B2 JP3112036 B2 JP 3112036B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンタクト孔を介して
配線層とゲート電極とが電気的に接続された半導体装置
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】図9乃至図11は、従来の半導体装置の
製造方法を工程順に示す断面図である。
【0003】先ず、図9に示すように、半導体基板21
上にゲート酸化膜22を介してゲート電極23を例えば
約2000Åの厚さで形成し、このゲート電極23の側部に
サイドウォール24を例えば約2000Åの厚さで形成す
る。その後、半導体基板21の全面に、CVD(Chemic
al VaporDeposition )法を使用して、層間絶縁膜とし
て例えばシリコン酸化膜26を約1000Åの厚さに形成す
る。
【0004】次に、図10に示すように、シリコン酸化
膜26上にフォトレジスト27を選択的に形成し、この
フォトレジスト27をマスクとしシリコン酸化膜26を
エッチングして、コンタクト孔28を形成する。その
後、フォトレジスト27を除去する。
【0005】次に、図11に示すように、例えばスパッ
タ法により全面にアルミニウム膜を形成した後、このア
ルミニウム膜を所定の形状にパターニングして引き出し
電極30を得る。このようにして半導体装置が完成す
る。
【0006】ところで、図12に示すように、ゲート電
極23の幅とコンタクト孔28の幅とを同一にしようと
した場合に、図13に示すようにコンタクト孔28形成
時にマスクの位置ずれにより重ね合わせ誤差29が発生
すると、コンタクト孔28がゲート酸化膜22に到達し
てしまう。このため、引き出し電極30と半導体基板2
1とがコンタクト孔28を介して電気的に接続されてし
まう虞れがある。
【0007】これを回避するために、従来は、通常、図
14(a),(b)に夫々平面図及び断面図を示すよう
に、重ね合わせ誤差を考慮して、ゲート電極23の幅を
コンタクト孔28の開口部の幅よりも重ね合わせ誤差分
以上大きく形成している。これにより、重ね合わせ誤差
が発生してコンタクト孔28の位置がずれても、半導体
基板21と引き出し電極30とが電気的に接続されるこ
とを回避できる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の半導体装置の製造方法においては、コンタクト
孔形成時の重ね合わせ誤差を考慮して、ゲート電極の幅
をコンタクト孔の幅よりも少なくとも重ね合わせ誤差分
以上大きくする必要があるため、ゲート電極の面積が大
きくなって、半導体装置の高集積化を阻害するという欠
点がある。
【0009】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、コンタクト孔形成時に重ね合わせ誤差が発
生しても、引き出し電極と半導体基板とが電気的に接続
されることを回避できると共に、より一層の高集積化が
可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を介してゲ
ート電極及び第2の絶縁膜により構成される積層体を所
定のゲート電極パターンで形成する工程と、この積層体
の側部にサイドウォールを形成する工程と、前記第2の
絶縁膜を除去する工程と、全面に第3の絶縁膜を形成す
る工程と、フォトレジスト法を利用して前記第3の絶縁
膜の表面から前記ゲート電極の表面に到達するコンタク
ト孔を形成する工程とを有することを特徴とする。
【0011】
【作用】本発明においては、半導体基板上に第1の絶縁
膜を介してゲート電極及び第2の絶縁膜の積層体を所定
のゲート電極パターンで形成した後、この積層体の側部
にサイドウォールを形成する。その後、前記第2の絶縁
膜を除去し、全面に第3の絶縁膜を形成する。従って、
ゲート電極の側部には、絶縁膜(サイドウォール+第3
の絶縁膜)が厚く形成される。このため、コンタクト孔
形成時に重ね合わせ誤差が発生しても、エッチングマー
ジンが大きく、コンタクト孔が半導体基板表面に到達す
ることを回避できる。これにより、ゲート電極幅をコン
タクト孔の幅と同一寸法に設計することができて、半導
体装置のより一層の高集積化が可能になる。
【0012】
【実施例】次に、本発明の実施例について添付の図面を
参照して説明する。
【0013】図1乃至図4は本発明の第1の実施例に係
る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0014】先ず、図1に示すように、半導体基板1上
にゲート酸化膜2を例えば約 200Åの厚さで形成する。
そして、このゲート酸化膜2上に、ゲート電極3及びシ
リコン窒化膜4を例えばいずれも約2000Åの厚さで所定
のパターンに形成する。その後、このゲート電極3及び
シリコン窒化膜4の積層体の側部にシリコン酸化膜から
なるサイドウォール5を例えば約2000Åの厚さで形成す
る。なお、このサイドウォール5の高さは、ゲート電極
3及びシリコン窒化膜4の厚さがいずれも約2000Åであ
るとすると、約4000Åとなる。
【0015】次に、図2に示すように、シリコン窒化膜
4をエッチング除去し、その後CDV法により、基板の
全面に層間絶縁膜として例えばシリコン酸化膜6を約10
00Åの厚さで形成する。
【0016】次に、図3に示すように、シリコン酸化膜
6上にフォトレジスト7を所定のパターンで形成し、こ
のフォトレジスト7をマスクとしてシリコン酸化膜6に
対し異方性エッチングを施す。これにより、シリコン酸
化膜6の表面からゲート電極3に到達するコンタクト孔
8を形成する。その後、フォトレジスト7を除去する。
なお、図3において、コンタクト孔8は、重ね合わせ誤
差9だけずれている状態で図示している。また、コンタ
クト孔形成時のエッチング量は、シリコン酸化膜6の厚
さ(約1000Å)以上であり、且つ、シリコン酸化膜6の
厚さとサイドウォール5の高さとの和(即ち、約5000
Å)以下にする必要がある。
【0017】次いで、図4に示すように、スパッタ法に
より全面に例えばアルミニウム膜を形成し、このアルミ
ニウム膜をパターニングして引き出し電極10を得る。
このようにして、半導体装置が完成する。
【0018】本実施例によれば、サイドウォール5がゲ
ート電極3よりもシリコン窒化膜4の分だけ突出して形
成されているため、コンタクト孔8を形成する際に、重
ね合わせ誤差によりコンタクト孔がゲート電極からずれ
ても、縦方向のエッチングマージンが大きく、コンタク
ト孔が半導体基板表面に到達することを回避できる。従
って、本実施例においては、図12に示すように、ゲー
ト電極とコンタクト孔とを同一幅の設計寸法で設計する
ことができる。これにより、半導体装置を高集積化する
ことができる。
【0019】図5乃至図8は本発明の第2の実施例に係
る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0020】先ず、第1の実施例と同様にして、図3に
示す工程まで実施する。その後、図5に示すように、C
VD法により例えばポリシリコン膜を約1000Åの厚さで
全面に形成し、このポリシリコン膜をパターニングして
埋め込み引き出し電極11を形成する。この埋め込み引
き出し電極11は、ゲート電極3と電気的にオーミック
接続される。
【0021】次に、図6に示すように、CVD法によ
り、全面にシリコン酸化膜12を約1000Åの厚さで形成
した後、CVD法により層間平坦膜13としてのBPS
G膜を約5000Åの厚さで形成する。そして、リフロー処
理として、例えば窒素雰囲気中にて約 900℃の温度で例
えば30分間熱処理する。
【0022】次に、図7に示すように、層間平坦膜13
上にフォトレジスト7aを選択的に形成し、このフォト
レジスト7aをマスクとして層間平坦膜13及びシリコ
ン酸化膜12をエッチングする。これにより、層間平坦
膜13の表面から埋め込み引き出し電極11の表面に到
達するコンタクト孔14を形成する。その後、フォトレ
ジスト7aを除去する。なお、埋め込み引き出し電極1
1は、コンタクト孔14よりも少なくとも重ね合わせ誤
差分以上大きくパターニングされている必要がある。
【0023】次いで、図8に示すように、例えばスパッ
タ法によりアルミニウム膜を形成し、このアルミニウム
膜をパターニングして引き出し電極10aを得る。
【0024】本実施例においては、第1の実施例と同様
の効果を得ることができるのに加えて、埋め込み引き出
し電極11とゲート電極3とをオーミック接続できると
いう効果を得ることができる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
ゲート電極及び第2の絶縁膜により構成される積層体の
側部にサイドウォールを形成し、前記第2の絶縁膜を除
去した後、全面に第3の絶縁膜を形成するから、配線層
とゲート絶縁膜とを電気的に接続するためのコンタクト
孔形成時に重ね合わせ誤差が発生しても、配線層と半導
体基板とが電気的に接続されてしまうことを回避でき
る。従って、ゲート電極の幅をコンタクト孔の幅とを同
一寸法に設計することができて、半導体装置を従来に比
してより一層高集積化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例に係る半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
【図2】同じく第1の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図3】同じく第1の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図4】同じく第1の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図5】本発明の第2の実施例に係る半導体装置の製造
方法の一工程を示す断面図である。
【図6】同じく第2の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図7】同じく第2の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図8】同じく第2の実施例に係る半導体装置の製造方
法の一工程を示す断面図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法の一工程を示す断
面図である。
【図10】同じく従来の半導体装置の製造方法の一工程
を示す断面図である。
【図11】同じく従来の半導体装置の製造方法の一工程
を示す断面図である。
【図12】ゲート電極の幅とコンタクト孔の幅とを同一
にした場合の半導体装置を示す断面図である。
【図13】ゲート電極の幅とコンタクト孔の幅とを同一
にした場合に発生する従来の半導体装置の製造方法の問
題点を示す断面図である。
【図14】(a)は重ね合わせ誤差を考慮して従来の半
導体装置の製造方法により製造された半導体装置を示す
平面図、(b)は同じくその断面図である。
【符号の説明】
1,21;半導体基板 2,22;ゲート酸化膜 3,23;ゲート電極 4;シリコン窒化膜 5,25;サイドウォール 6,12,26;シリコン酸化膜 7,7a,27;フォトレジスト 8,28;コンタクト孔 10,10a,30;引き出し電極 11;埋め込み引き出し電極 13;層間平坦膜
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/28 - 21/288 H01L 21/44 - 21/445 H01L 29/40 - 29/43 H01L 29/47 H01L 29/872

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に第1の絶縁膜を介してゲ
    ート電極及び第2の絶縁膜により構成される積層体を所
    定のゲート電極パターンで形成する工程と、この積層体
    の側部にサイドウォールを形成する工程と、前記第2の
    絶縁膜を除去する工程と、全面に第3の絶縁膜を形成す
    る工程と、フォトレジスト法を利用して前記第3の絶縁
    膜の表面から前記ゲート電極の表面に到達するコンタク
    ト孔を形成す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。
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