JP3180904B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP3180904B2 JP22963598A JP22963598A JP3180904B2 JP 3180904 B2 JP3180904 B2 JP 3180904B2 JP 22963598 A JP22963598 A JP 22963598A JP 22963598 A JP22963598 A JP 22963598A JP 3180904 B2 JP3180904 B2 JP 3180904B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関するものであり、特に詳しくは、高密度
化、極小化された半導体装置に於けるゲート電極若しく
はゲート配線と拡散層との間の抵抗を低くする事が可能
な半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体装置に於ける各素子の
配列と、当該素子間を電気的に接続する為の配線の形状
に関する設計・デザインは重要であり、従来は、アルミ
ニウム或いは銅の金属や、多結晶化ポリシリコン等の導
電性材料を使用して配線部を形成し、各素子間を接続す
る様にしていた。
【0003】然しながら、近年、半導体装置の高集積
化、微細化が進展するにつれて、それぞれの素子の単位
面積が小さくなると共に、半導体装置全体の面積も小さ
くなると、係る配線を設計する事が困難となり、コンタ
クト方式により各素子間の電気的な接続を実現する方向
が一般的に採用されて来つつある。此処で、従来の半導
体装置に於ける当該コンタクト方式としては、半導体装
置に形成された複数個の素子の内、一つの素子の例えば
ゲート電極若しくはゲート配線と、当該素子に近接して
配置されており、通常トレンチ溝による素子分離膜或い
はLOCOS等の素子分離膜によって絶縁状に形成され
ている他の素子に於ける、例えば拡散層とを電気的に接
続する様な場合に使用されるものであって、その製造方
法の一具体例を図12〜図16を参照しながら説明す
る。
【0004】即ち、図12に示す様に、従来に於ける当
該コンタクトの構成は、例えば、半導体基板10上に形
成されたゲート電極3の上面の一部と一側面の一部と、
それに隣接する拡散層5’とが、導電性材料で埋め込ま
れたプラグを形成する共通コンタクト2によって電気的
に接続されている。その製造方法の製造手順の例は以下
の通りである。
【0005】即ち、図13に示す様に、半導体基板10
の所定の部位に、トレンチ溝である浅溝分離領域1を既
知の方法で作る。係るトレンチ溝を一般的には、STI
(Shallow Trench Isolation )と称しており、当該トレ
ンチ溝に適宜の絶縁膜を埋め込んで素子分離領域1を形
成する。次に、図14に示す様に、当該半導体基板10
上にゲート絶縁膜7を形成後、ゲート電極若しくはゲー
ト配線を構成する多結晶シリコン層を成長させ、ゲート
電極又はゲート配線を形成し、次いで、当該ゲート絶縁
膜7を介して、不純物を所定のドーズ量で打ち込み、当
該半導体基板10内に拡散させて、LDD領域を形成す
る。
【0006】その後、図15に示す様に、ゲート側壁1
1を形成し、当該ゲート側壁11をマスクとして、不純
物を所定のドーズ量で打ち込み、当該半導体基板10内
に拡散させて、拡散領域(SD)12を形成する。その
後、当該ゲート電極上面及び当該半導体基板の表面が露
出している部分をシリサイド化処理した後、層間絶縁膜
9を形成する。
【0007】最後に、図16に示す様に、当該層間絶縁
膜9にエッチングを行って共通コンタクト2の為のコン
タクトホール15を形成する。この時、当該共通コンタ
クトホール15の位置とサイズは、ゲート電極3の一つ
の側面が露出する様にする。同様に、当該拡散層12の
表面も露出させる。その後、図17に示す様に、コンタ
クト注入22を形成する工程及びバリアメタル23の形
成工程を経た後、当該コンタクトホール15内に、コン
タクトを形成する為の導電性材料であるメタルプラグ
2’を注入してコンタクト2を形成し、半導体装置が完
成する。
【0008】係る従来の例に於いては、ゲート電極3の
一つの側面と上面部とが、当該コンタクト部2を介して
拡散層の表面と接続される。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】係る従来の方法で製造
された半導体装置に於いては、図16の(A)から判る
様に、当該コンタクト2が接触する当該ゲート電極3の
側壁部16と当該絶縁層膜9との間に形成されているシ
リサイド層5は、極めて狭くなっており、従って、係る
部分に於ける接続抵抗は大きくなる。
【0010】更に当該半導体装置のサイズがより小さく
なると、当該コンタクト2が接触する当該シリサイド層
5の面積もそれに応じて小さくならざるを得ず、従っ
て、当該部分の接続抵抗はより一層大きくなる。即ち、
上記した従来の方法に於いては、ゲート電極3と拡散層
12との接続に使われている面が、ゲート電極の上面の
一部と側面の一つと拡散層の上面の一部だけに限定され
てしまうことになる。
【0011】尚、特開昭61−220461号公報に
は、基板と接続される配線のコンタクト部の面積を拡大
する為に、基板に溝を形成し、当該溝に配線部を埋め込
む技術が記載されているが、異なる素子間の配線抵抗を
低下させる為の構成とは異なるものである。又、特開平
9−219513号公報には、トレンチ溝を介して形成
された複数の素子の内の一つの素子の拡散層と係る拡散
層に接続される配線とのコンタクト構造に関して記載さ
れており、コンタクト部の接触面積を増大する為に溝を
形成する例が開示されてはいますが、本発明が対象とす
るコンタクト部を介して直接一の素子に於けるゲート電
極若しくはゲート配線と他の素子に於ける拡散層とを接
続する技術に関しては開示がない。
【0012】従って、本発明の目的は、上記した従来技
術の欠点を改良し、一つの素子に於けるゲート電極若し
くはゲート配線と他の素子に於ける拡散層とを接続する
共通コンタクト部の抵抗を低くした半導体装置及びその
製造方法を提供する。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係る第1
の態様としては、半導体装置に形成された一つの素子に
於けるゲート電極若しくはゲート配線部と当該素子の周
辺にトレンチ分離層を介して配置形成された他の素子の
拡散層とを電気的に接続する接続構造であって、当該電
気的接続構造は、当該半導体装置に設けられた層間絶縁
膜に設けられたコンタクトホールに埋め込まれた導電性
材料を介して、当該ゲート電極若しくはゲート配線部に
於けるゲート側壁部と当該トレンチ溝部の上部縁部を構
成するトレンチ側壁部との双方が電気的に接続されてい
る半導体装置であり、又、本発明にかかる第2の態様と
しては、半導体基板上にトレンチ溝を形成し、当該トレ
ンチ溝内に絶縁膜層を形成して、素子分離領域を形成す
る第1の工程、当該半導体基板上にゲート電極層若しく
はゲート配線部層を形成する第2の工程、当該半導体基
板に於ける当該素子分離領域以外の領域に、拡散層を形
成する第3の工程、当該半導体基板表面上に層間絶縁膜
を形成したのち、リソグラフ技術を使用して、互いに接
合されるべき当該ゲート電極層若しくはゲート配線部層
の端部と当該拡散層の端部とが近接して配置せしめられ
ている部位に導電性材料による電気的な接続部が形成さ
れるコンタクトホールを形成すると同時に、当該ゲート
電極層若しくはゲート配線部層の側面部を露出させると
共に、当該トレンチ部と当該絶縁膜層との境界部で、
該絶縁膜層側に凹陥状部を形成せしめて、当該トレンチ
溝部の上部縁部を露出させる第4の工程、少なくとも当
該凹陥状部に不純物を注入して、当該凹陥状部周縁の
該絶縁膜層に導電性材料を注入するコンタクト注入部を
形成する第5の工程、当該コンタクトホールを導電性材
料で埋め込む第6の工程、とから構成されている半導体
装置の製造方法である。
【0014】
【発明の実施の形態】本発明に係る当該半導体装置及び
当該半導体装置の製造方法は、上記した様な技術構成を
採用しているので、ゲート電極の複数の側面とトレンチ
溝特に浅溝分離(STI:Shallow Trench Isolation)
構造に於けるトレンチ側面上部の半導体基板とを、電気
的接続面とする事によってゲート電極と拡散層間の接続
抵抗を下げる事が可能となる。
【0015】その結果、本発明によれば、ゲート電極と
拡散層との接続抵抗が小さく出来るので、不要な電圧降
下が抑えられ、例えばSRAM( Static Random Acces
s Memory)のデータ保持特性が改善される。
【0016】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置及び当該半
導体装置の製造方法の一具体例の構成を図面を参照しな
がら詳細に説明する。即ち、図1及び図2は、それぞれ
本発明に半導体装置の一具体例の構成を示す平面図及び
断面図であり、図中、半導体装置20に形成された一つ
の素子に於けるゲート電極若しくはゲート配線部3と当
該素子の周辺にトレンチ溝部1に形成されたトレンチ分
離層を介して配置形成された他の素子の拡散層5’とを
電気的に接続するコンタクトホールに埋め込まれた導電
性材料からなるコンタクト部2であって、当該コンタク
ト部2は、当該ゲート電極若しくはゲート配線部3に於
けるゲート側壁部33と当該トレンチ溝部1の上部縁部
を構成するトレンチ側壁部35の双方を電気的な接続面
とした半導体装置20が示されている。
【0017】つまり、本発明に於いては、当該トレンチ
側壁部35に対向する当該トレンチ溝部1に埋め込まれ
ている絶縁層膜40の一部が欠如せしめられた、当該ト
レンチ側壁部35と当該絶縁層膜40との間に凹陥状部
21が形成されているものである。尚、図2(A)は、
図1に於けるA−A線から見た断面図であり、又図2
(B)は図1に於けるB−B線から見た断面図である。
【0018】本発明に於いては、当該コンタクトホール
に埋め込まれた導電性材料からなるコンタクト部2は、
当該ゲート電極若しくはゲート配線部3の少なくとも一
部を被覆すると共に、当該凹陥状部21の内部に延展せ
しめられている事が望ましい。又、本発明に於いては、
少なくとも当該コンタクト部2が、当該ゲート電極若し
くはゲート配線部3に於けるゲート側壁部33及び当該
凹陥状部21の内面部と接触する部分には、バリアメタ
ル23が介在せしめられている事が好ましい。
【0019】一方、本発明に於いては、少なくとも当該
凹陥状部21に隣接する当該絶縁層酸化膜40に不純物
が注入せしめられている事が望ましい。更に、本発明に
於いては、当該ゲート電極若しくはゲート配線部3の上
面部及び当該基板10に設けられた当該拡散層5’の表
面にシリサイド層5が形成されている事が望ましい。
【0020】本発明に於ける当該拡散層は、例えば、L
DD拡散層8及び拡散層12で構成されているものであ
る。又、本発明に於いては、当該トレンチ溝1の側壁が
当該半導体基板10の表面に対して70〜85度の角度
をもって傾斜せしめられている事が好ましい。更に、本
発明に於いては、当該トレンチ側壁部35と当該絶縁層
酸化膜40との間に形成される当該凹陥状部21は、当
該ゲート電極若しくはゲート配線部3のゲート側壁部3
3の近傍で且つ当該ゲート側壁部33に沿って形成され
ている当該トレンチ溝境界線37に沿って形成されてい
る事が望ましい。
【0021】即ち、本発明に於ける当該半導体装置20
に於いては、STL等のトレンチ溝部が形成された半導
体基板10上のゲート電極3と拡散層5’とを電気的に
接続する方法において、ゲート電極3の複数の側面(ゲ
ート電極の上面も含めると3面以上)が、その接続に使
われており、又、コンタクト注入等により新たに形成さ
れた拡散層、つまりコンタクト注入部22を含む当該ト
レンチ側面35がゲート電極との接続に使われている。
【0022】係るトレンチ溝に於ける当該凹陥状部21
を形成する場合、当該凹陥状部21を図2に示す様に、
当該ゲート電極層若しくはゲート配線部層3の両側面3
3と平行して形成されている当該トレンチ溝境界部37
に形成する事も可能であるが、その一方側に設けるもの
で有っても良い。尚、本発明に係る当該半導体装置20
に於けるゲート配線3、拡散層5’及びコンタクト部2
との配置状態の例を図18に示しておく。
【0023】次に、上記本発明に係る第1の具体例に係
る製造方法の一例を以下に説明する。即ち、図3に示す
様に、半導体基板10上に、トレンチ溝である浅溝分離
(STL)を既知の方法で作る。当該トレンチ溝に於け
る溝の角度は、例えば、70〜85°程度とする事が望
ましい。
【0024】但し、溝分離幅が大きいところの角度は小
さくても良い。溝の深さは、例えば、0.3〜0.5μ
m程度である事が望ましい。次に、図4に示す様に、熱
酸化により半導体基板10表面にシリコン酸化物7を4
nm程度形成し、CVD法(化学的気相成長:Chemical
Vapor Deposition)により多結晶シリコン6を150
nm程度堆積する。
【0025】図示しないフォトレジストをマスクにし
て、異方性ドライエッチングにより多結晶シリコンをゲ
ート電極6に成形する。その後、不純物を注入してLD
D領域(Lightly Doped Drain )8を形成する。例え
ば、n型拡散層の場合は、イオン種をヒ素(元素記号A
s)、注入エネルギーを10keV、注入濃度を1×1
13cm -2 とし、p型拡散層の場合は、イオン種をホ
ウ素(元素記号B)、注入エネルギーを5keV、注入
濃度を1×1013cm -2 とする。
【0026】本発明に於いては、当該LDD領域形成工
程は必ずしも必要ではない。次いで図5に示す様に、C
VD法により厚さ150nm程度の絶縁膜、例えばシリ
コン酸化膜を堆積し、異方性ドライエッチングによりエ
ッチバックして、ゲート電極3の側壁33に絶縁膜(ゲ
ート側壁絶縁膜)34を形成する。次いで、ソース、ド
レイン用の拡散層12を形成する為にSD(Source Dra
in)注入を行う。
【0027】例えば、N型拡散層の場合は、イオン種を
ヒ素、注入エネルギーを40keV、注入濃度を3×1
15cm -2 とし、p型拡散層の場合は、イオン種をホ
ウ素(元素記号B)、注入エネルギーを5keV、注入
濃度を3×1015cm -2 とする。次いで、高融点金
属、例えばコバルト(元素記号Co)をスパッタし、7
00℃、1分程度の熱処理によってゲート電極3表面と
拡散層5’表面をシリサイド化し、シリサイド層5を形
成し、その他の部位のコバルトを除去する。
【0028】CVD法により厚さ600nm程度の層間
絶縁膜9を、例えばBPSG( Boron Phosphorus Sili
cate Glass)を堆積する。その後図6に示す様に、図示
しないフォトレジストをマスクにして、異方性ドライエ
ッチングにより層間絶縁膜9をエッチングして、コンタ
クトホールに埋め込まれた導電性材料からなる共通のコ
ンタクト部2を形成する為のコンタクトホール15を開
口する。
【0029】この時、共通コンタクト2の位置とサイズ
は、図1に示す例の様に、ゲート電極3の複数の側面3
3が露出する様にする。同時に分離領域1に埋め込まれ
ている絶縁物40の一部が除去され、半導体基板10の
トレンチ側面上部35も露出する。最後に図2に示す様
に、露出している半導体基板10にコンタクト注入をす
る。
【0030】例えば、n型拡散層の場合は、イオン種を
リン(元素記号P)、注入エネルギーを40keV、注
入濃度を2×1015cm -2 とし、p型拡散層の場合
は、イオン種をホウ素(元素記号B)、注入エネルギー
を20keV、注入濃度を2×1015cm -2 とする。
その後、スパッタ法又はCVD法によりバリアメタル2
3を形成する。例えば、窒化チタン30nm、チタン5
0nmとする。
【0031】その後、当該コンタクトホール15に導電
性材料を埋め込んで、共通コンタクト部2を形成する。
例えば、タングステンを500nm堆積してエッチバッ
クする。(バリアメタル23は、コンタクトホール15
に埋め込まれた金属と半導体基板とが好ましくない反応
を起こすことを防ぐために形成される既知の技術で
す。)係る工程を経て、ゲート電極3の複数の側面33
と基板10のトレンチ側面上部35も含めて、ゲート電
極3と拡散層5’とが電気的に接続される事になる。
【0032】本発明によれば、ゲート電極3と拡散層
5’との接続抵抗が小さく出来るので、不要な電圧降下
が抑えられ、例えばSRAM( Static Random Access
Memory) のデータ保持特性が改善される。一方、本発明
に於ける当該半導体装置20に於ける当該コンタクト部
の機能は、既存の共通コンタクトと同様である。
【0033】次に、本発明に係る半導体装置20の他の
具体例に付いて図7を参照しながら説明する。即ち、本
具体例は、基本的には、上記した具体例の構成と実質的
に同一であるが、当該コンタクト部を少しずらせて形成
した例を示すものであり、その結果、当該ゲート電極層
若しくはゲート配線部層の側壁部33の一方の側に形成
されている当該トレンチ溝1のトレンチ溝境界線37の
上部にのみ、凹陥状部21を形成したものである。
【0034】又、本発明に係る更に他の具体例の構成と
その製造方法に付いて図8〜図11を参照しながら詳細
に説明する。本具体例に於ける基本的な構成は、図1に
示す構成と略同一であるが、シリサイド層の形成時点が
上記具体例と異なっているものである。つまり、シリサ
イド層の領域が図1の具体例よりも広くなっている事が
特徴である。
【0035】即ち、図3から図4に示す工程と同一の工
程を経て、図5に示される構成と略同一の構成を有する
半導体装置の構成が図9に示されている。その後、図1
0に示す様に、フォトレジスト45を図8に共通コンタ
クト部2として示してある様なパターンに形成し、それ
をマスクにしてゲート側壁絶縁膜34の一部と分離領域
1の埋め込み絶縁物40の一部を異方性ドライエッチン
グにより除去する。
【0036】係る操作によって、当該トレンチ溝1の境
界線37の上端縁部35と当該分離絶縁酸化膜40との
間に凹陥状部21が形成される。その後、図11に示す
様に、当該フォトレジスト45を除去した後、前記第1
及び第2の具体例に於て使用したコンタクト注入と同様
に不純物を露出したトレンチ上部を含めた半導体基板1
0表面に注入して、新たな拡散層22を形成する。
【0037】本具体例に於ける当該不純物の注入条件
は、前述の図4で説明した注入条件と同様で良い。ま
た、本具体例に於いては、その後に、前記具体例と同様
に露出したゲート電極表面と拡散層とをシリサイド化す
る。その後、層間絶縁膜50を堆積する。
【0038】従って、本具体例の半導体装置20は、前
記第1,2の具体例に比べ、更に低抵抗でゲート電極と
拡散層との電気的接続が実現できる。更に低抵抗にする
ため、図には示していないが、ゲート電極と拡散層とに
かかる様にコンタクトプラグを設けても良い。上記した
各具体例の説明から理解される様に、本発明に係る当該
半導体装置の製造方法の例としては、以下の様な構成と
なる。
【0039】即ち、本発明に係る半導体装置の製造方法
の第1の態様としては、半導体基板上にトレンチ溝を形
成し、当該トレンチ溝内に絶縁膜層を形成して、素子分
離領域を形成する第1の工程、当該半導体基板上にゲー
ト電極層若しくはゲート配線部層を形成する第2の工
、当該半導体基板に於ける当該素子分離領域以外の領
域に、拡散層を形成する第3の工程、当該半導体基板表
面上に層間絶縁膜を形成したのち、リソグラフ技術を使
用して、互いに接合されるべき当該ゲート電極層若しく
はゲート配線部層の端部と当該拡散層の端部とが近接し
て配置せしめられている部位に導電性材料による電気的
な接続部が形成されるコンタクトホールを形成すると同
時に、当該ゲート電極層若しくはゲート配線部層の側面
部を露出させると共に、当該トレンチ部と当該絶縁膜層
との境界部で、当該絶縁膜層側に凹陥状部を形成せしめ
て、当該トレンチ溝部の上部縁部を露出させる第4の工
、少なくとも当該凹陥状部に不純物を注入して、当該
凹陥状部周縁の当該絶縁膜層に導電性材料を注入するコ
ンタクト注入部を形成する第5の工程、当該コンタクト
ホールを導電性材料で埋め込む第6の工程、とから構成
されている半導体装置の製造方法である。
【0040】上記本発明に係る当該半導体装置の製造方
法に於いては、当該第2の工程は、拡散層を形成した後
に、当該ゲート電極若しくはゲート配線部の上面部及び
当該基板に設けられた当該拡散層の表面にシリサイド層
を形成する工程が付加されている事が望ましい。又、本
発明に係る当該半導体装置の製造方法の第2の態様とし
ては、半導体基板上にトレンチ溝を形成し、当該トレン
チ溝内に絶縁膜層を形成して、素子分離領域を形成する
第1の工程、当該半導体基板上にゲート電極層若しくは
ゲート配線部層を形成する第2の工程、当該半導体基板
に於ける当該素子分離領域以外の領域に、拡散層を形成
する第3の工程、当該半導体基板表面上にレジスト膜を
形成し、所定のパターニングを行って、互いに接合され
るべき当該ゲート電極層若しくはゲート配線部層の端部
と当該拡散層の端部とが近接して配置せしめられている
部位に導電性材料による電気的な接続部が形成されるコ
ンタクトホールを形成すると同時に、当該ゲート電極層
若しくはゲート配線部層の側面部及び半導体基板表面を
露出させると共に、当該トレンチ部と当該絶縁膜層との
境界部で、当該絶縁膜層側に凹陥状部を形成せしめて、
当該トレンチ溝部の上部縁部を露出させる第4の工程、
当該レジスト膜を除去する第5の工程、少なくとも当該
凹陥状部及び露出された当該半導体基板表面とに不純物
を注入して、当該半導体基板表面と当該凹陥状部周縁の
当該絶縁膜層にコンタクト注入部を形成する第6の工
程、少なくとも、当該ゲート電極層若しくはゲート配線
部層の表面及び側壁部並びに当該凹陥状部の内表面をシ
リサイド化する第7の工程、当該半導体基板全面を層間
絶縁膜層で被覆した後に、互いに接合されるべき当該ゲ
ート電極層若しくはゲート配線部層の端部と当該拡散層
の端部とが近接して配置せしめられている部位に導電性
材料による電気的な接続部が形成されるコンタクトホー
ルを形成する第8の工程、及び当該コンタクトホールを
導電性材料で埋め込む第9の工程、とから構成されてい
る半導体装置の製造方法である。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置及びその製造方法は、上記した技術構成を採用し
ているので、接続に使われるゲート電極と拡散層との表
面積が大きくなるから、ゲート電極と拡散層とが低抵抗
で接続できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明に係る半導体装置の一具体例の
構成を説明する平面図である。
【図2】図2(A)は、図1に示す本発明に係る当該半
導体装置の一具体例に於けるA−A線から見た断面図で
あり、図2(B)は、図1に示す本発明に係る当該半導
体装置の一具体例に於けるB−B線から見た断面図であ
る。
【図3】図3は、本発明に係る半導体装置の一具体例に
於ける製造工程に於ける構成を説明する断面図である。
【図4】図4は、本発明に係る半導体装置の一具体例に
於ける製造工程に於ける構成を説明する断面図である。
【図5】図5は、本発明に係る半導体装置の一具体例に
於ける製造工程に於ける構成を説明する断面図であり、
図5(A)は図1に示す半導体装置の一具体例に於ける
A−A線から見た断面図であり、図5(B)は、図1に
示す本発明に係る当該半導体装置の一具体例に於けるB
−B線から見た断面図である。
【図6】図6は、本発明に係る半導体装置の一具体例に
於ける製造工程に於ける構成を説明する断面図であり、
図6(A)は図1に示す半導体装置の一具体例に於ける
A−A線から見た断面図であり、図6(B)は、図1に
示す本発明に係る当該半導体装置の一具体例に於けるB
−B線から見た断面図である。
【図7】図7(A)は、本発明に係る当該半導体装置の
他の具体例に於ける構成を説明する平面図であり又図7
(B)は、図7(A)に於けるB−B線から見た断面図
である。
【図8】図8は、本発明に係る半導体装置の別の具体例
の構成を説明する平面図である。
【図9】図9(A)は、本発明に係る当該半導体装置の
別の具体例の製造工程に於ける構成を説明する断面図で
あり、図8に示すA−A線から見た断面図であり、図9
(B)は、図8に示すB−B線から見た断面図である。
【図10】図10(A)は、本発明に係る当該半導体装
置の別の具体例に於ける製造工程に於ける構成を説明す
る断面図であり、図8に示すA−A線から見た断面図で
あり、図10(B)は、図8に示すB−B線から見た断
面図である。
【図11】図11(A)は、本発明に係る当該半導体装
置の別の具体例に於ける製造工程に於ける構成を説明す
る断面図であり、図8に示すA−A線から見た断面図で
あり、図11(B)は、図8に示すB−B線から見た断
面図である。
【図12】図12は、従来に係る半導体装置の一具体例
の構成を説明する平面図である。
【図13】図13は、従来の半導体装置の製造工程にお
ける構成を説明する図であり、図12に示すA−A線か
ら見た断面図である。
【図14】図14は、従来の半導体装置の製造工程にお
ける構成を説明する図であり、図12に示すA−A線か
ら見た断面図である。
【図15】図15は、従来の半導体装置の製造工程にお
ける構成を説明する図であり、図15(A)は、図12
に示すA−A線から見た断面図であり、図15(B)
は、図12に示すB−B線から見た断面図である。
【図16】図16は、従来の半導体装置の製造工程にお
ける構成を説明する図であり、図16(A)は、図12
に示すA−A線から見た断面図であり、図16(B)
は、図12に示すB−B線から見た断面図である。
【図17】図17は、従来の半導体装置の製造工程にお
ける構成を説明する図であり、図17(A)は、図12
に示すA−A線から見た断面図であり、図17(B)
は、図12に示すB−B線から見た断面図である。
【図18】図18は、本発明に係る当該半導体装置に於
けるゲート配線、拡散層及びコンタクト部との配置状態
の例を示す平面図である。
【符号の説明】
1…素子分離領域 2…コンタクトホールに埋め込まれた導電性材料からな
る共通コンタクト部 2’…メタルプラグ 3…ゲート電極層若しくはゲート配線部層 5…シリサイド層 5’…拡散層 6…多結晶シリコン 7…ゲート絶縁膜 8…LDD領域 9、50…層間絶縁膜 10…半導体基板 11、16…ゲート側壁 12…拡散領域(SD) 15…コンタクトホール 20…半導体装置 21…凹陥状部 22…コンタクト注入 23…バリアメタル 33…ゲート側壁部 34…ゲート側壁絶縁膜 35…トレンチ側壁部 37…トレンチ溝境界線 40…絶縁層膜 45…フォトレジスト

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置に形成された一つの素子に於
    けるゲート電極若しくはゲート配線部と当該素子の周辺
    にトレンチ分離層を介して配置形成された他の素子の拡
    散層とを電気的に接続する接続構造であって、当該電気
    的接続構造は、当該半導体装置に設けられた層間絶縁膜
    に設けられたコンタクトホールに埋め込まれた導電性材
    料を介して、当該ゲート電極若しくはゲート配線部に於
    けるゲート側壁部と当該トレンチ溝部の上部縁部を構成
    するトレンチ側壁部との双方が電気的に接続されている
    事を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 当該トレンチ側壁部に対向する当該トレ
    ンチ溝部に埋め込まれている絶縁膜の一部が欠如せしめ
    られ、当該トレンチ側壁部と当該絶縁膜との間に凹陥状
    部が形成されている事を特徴とする請求項1に記載の半
    導体装置。
  3. 【請求項3】 当該コンタクトホールに埋め込まれた導
    電性材料は、当該ゲート電極若しくはゲート配線部の少
    なくとも一部を被覆すると共に、当該凹陥状部の内部に
    延展せしめられている事を特徴とする請求項2記載の半
    導体装置。
  4. 【請求項4】 少なくとも当該導電性材料が、当該ゲー
    ト電極若しくはゲート配線部に於けるゲート側壁部及び
    当該凹陥状部の内面部と接触する部分には、バリアメタ
    ルが介在せしめられている事を特徴とする請求項1乃至
    3の何れかに記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも当該凹陥状部に隣接する当該
    絶縁膜に不純物が注入せしめられている事を特徴とする
    請求項1乃至4の何れかに記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 当該ゲート電極若しくはゲート配線部の
    上面部及び当該基板に設けられた当該拡散層の表面にシ
    リサイド層が形成されている事を特徴とする請求項1乃
    至5の何れかに記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 当該トレンチ溝の側壁が当該半導体基板
    の表面に対して70〜85度の角度をもって傾斜せしめ
    られている事を特徴とする請求項1乃至6の何れかに記
    載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 当該トレンチ側壁部と当該絶縁膜との間
    に形成される当該凹陥状部は、当該ゲート電極若しくは
    ゲート配線部のゲート側壁部の近傍で且つ当該ゲート側
    壁部に沿って形成されている当該トレンチ溝境界線に沿
    って形成されている事を特徴とする請求項1乃至7の何
    れかに記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 半導体基板上にトレンチ溝を形成し、当
    該トレンチ溝内に絶縁膜層を形成して、素子分離領域を
    形成する第1の工程、 当該半導体基板上にゲート電極層若しくはゲート配線部
    層を形成する第2の工程、 当該半導体基板に於ける当該素子分離領域以外の領域
    に、拡散層を形成する第3の工程、 当該半導体基板表面上に層間絶縁膜を形成したのち、リ
    ソグラフ技術を使用して、互いに接合されるべき当該ゲ
    ート電極層若しくはゲート配線部層の端部と当該拡散層
    の端部とが近接して配置せしめられている部位に導電性
    材料による電気的な接続部が形成されるコンタクトホー
    ルを形成すると同時に、当該ゲート電極層若しくはゲー
    ト配線部層の側面部を露出させると共に、当該トレンチ
    部と当該絶縁膜層との境界部で、当該絶縁膜層側に凹陥
    状部を形成せしめて、当該トレンチ溝部の上部縁部を露
    出させる第4の工程、 少なくとも当該凹陥状部に不純物を注入して、当該凹陥
    状部周縁の当該絶縁膜層に導電性材料を注入するコンタ
    クト注入部を形成する第5の工程、 当該コンタクトホールを導電性材料で埋め込む第6の工
    程、 とから構成されている特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  10. 【請求項10】 当該第6の工程は、少なくとも、当該
    凹陥状部の内表面及び当該ゲート電極層若しくはゲート
    配線部層の側壁部及び上面部にバリアメタル層を形成し
    た後に当該コンタクトホールを導電性材料で埋め込む操
    作が行われるものである事を特徴とする請求項9記載の
    半導体装置の製造方法。
  11. 【請求項11】 当該第2の工程は、拡散層を形成した
    後に、当該ゲート電極若しくはゲート配線部の上面部及
    び当該基板に設けられた当該拡散層の表面にシリサイド
    層を形成する工程が付加されている事を特徴とする請求
    項9又は10記載の半導体装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 半導体基板上にトレンチ溝を形成し、
    当該トレンチ溝内に絶縁膜層を形成して、素子分離領域
    を形成する第1の工程、 当該半導体基板上にゲート電極層若しくはゲート配線部
    層を形成する第2の工程、 当該半導体基板に於ける当該素子分離領域以外の領域
    に、拡散層を形成する第3の工程、 当該半導体基板表面上にレジスト膜を形成し、所定のパ
    ターニングを行って、互いに接合されるべき当該ゲート
    電極層若しくはゲート配線部層の端部と当該拡散層の端
    部とが近接して配置せしめられている部位に導電性材料
    による電気的な接続部が形成されるコンタクトホールを
    形成すると同時に、当該ゲート電極層若しくはゲート配
    線部層の側面部及び半導体基板表面を露出させると共
    に、当該トレンチ部と当該絶縁膜層との境界部で、当該
    絶縁膜層側に凹陥状部を形成せしめて、当該トレンチ溝
    部の上部縁部を露出させる第4の工程、 当該レジスト膜を除去する第5の工程、 少なくとも当該凹陥状部及び露出された当該半導体基板
    表面とに不純物を注入して、当該半導体基板表面と当該
    凹陥状部周縁の当該絶縁膜層にコンタクト注入部を形成
    する第6の工程、 少なくとも、当該ゲート電極層若しくはゲート配線部層
    の表面及び側壁部並びに当該凹陥状部の内表面をシリサ
    イド化する第7の工程、 当該半導体基板全面を層間絶縁膜層で被覆した後に、互
    いに接合されるべき当該ゲート電極層若しくはゲート配
    線部層の端部と当該拡散層の端部とが近接して配置せし
    められている部位に導電性材料による電気的な接続部が
    形成されるコンタクトホールを形成する第8の工程、及
    当該コンタクトホールを導電性材料で埋め込む第9の
    工程、 とから構成されている特徴とする半導体装置の製造方
    法。
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