JP3955415B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Description
【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、より詳しくは、半導体装置のコンタクト電極の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
DRAM素子が高集積化されることにより、性能向上及びチップサイズを縮めるためにビットライン(bit line)が金属で形成されている。金属で形成されたビットラインは従来のポリシリコン(polysilicon)とタングステンシリサイド(WSix)で積層されたビットラインより低い面抵抗(sheet resistance)を有する。
【0003】
従って、金属でビットラインを形成する場合、同一な面抵抗を有しながらも既存のビットラインよりさらに微細に具現できる。
そして、n型不純物領域に形成されたコンタクト抵抗も既存のビットラインを使用する場合より低く調節でき、p型不純物領域にもコンタクト(contact)が形成できるという長所がある。
【0004】
図1は、従来の半導体装置を示す断面図であり、図2及び図3は、各不純物領域のコンタクトサイズによるコンタクト抵抗の分布を示す図面である(anneal 750℃ 100min)。
先ず、図1を参照すると、半導体装置のコンタクト電極は、ウェル形成用マスクを使用して半導体基板10内にn型ウェル11とp型ウェル12が各々形成される。
【0005】
その後、不純物領域形成用マスクを使用してn型ウェル11内にp+型不純物領域13が形成され、不純物領域形成用マスクを使用してp型ウェル12内にn+不純物領域14が形成される。
p+不純物領域13が注入される不純物はホウ素Bであり、n+不純物領域14に注入される不純物は砒素Asと燐Pとの中いずれか一つである。
【0006】
半導体基板10上に絶縁膜で酸化膜16が形成される。コンタクトホール形成用マスクを使用してn+不純物領域13とp+不純物領域14の一部が各々露出される時まで酸化膜16をエッチングすることによりコンタクトホール17が形成される。この際、n+不純物領域13とp+不純物領域14に形成されたコンタクトホール17は各々Wで同一のサイズを有する。
【0007】
その後には、コンタクトホール17が金属物質で充填して金属配線18が形成される。
ここで、金属配線を形成するための方法には、一番目方法でコンタクトホール17の両側壁及び下部面と酸化膜16上にTi膜(図示せず)を形成した後、後続熱処理によりチタンが半導体基板10のシリコンSiと反応してTiSix層即ち、オーミック層が形成される。そして、半導体基板10と反応せずコンタクトホール17の両側壁と酸化膜16上のTi層を除去してからコンタクトホール17にTiN又はTiN/Wを充填して金属配線を形成する方法がある。
【0008】
二番目は、コンタクトホール17の両側壁及び下部面と酸化膜16上にTi膜とTiN膜とを順次に蒸着した後、熱処理することによりオーミック層が形成される。 その後コンタクトホール17にWを充填して金属配線を形成する方法がある。
三番目はコンタクトホール17の両側壁及び下部面と酸化膜16上にTi膜とTiN膜を順次に蒸着した後、すぐタングステンを蒸着して金属配線を形成する。それから、後続熱処理工程で半導体基板10のSi膜とTi膜が反応してオーミック層が形成される方法等がある。
【0009】
金属配線18は、前述した方法等の中いずれか一つの方法により形成される。
前述したように、TiSix層がオーミック層(ohmic layer)として使用される場合、後続工程で加えられる熱処理によりp+不純物領域13にドーピングされているホウ素BイオンとTiSix層との反応によりTiB層が形成される。
【0010】
TiB層は非導体なのでコンタクト抵抗が増加される。そして、p+不純物領域13にドーピングされたホウ素イオンが反応により抜け出てドーピング濃度が低くなることにより抵抗が増加し、オーミック層として使用されるTiSix層が表面エネルギーを減らすため凝集(agglomeration)されて、コンタクトホール底(bottom)の有効接触面積が縮小されて、抵抗が増加される問題が起こる。n+不純物領域にドーピングされるAs又はPは、TiSix層のTiと反応しない。
【0011】
図2及び図3を参照すると、コンタクトサイズをAとする時、例えば、コンタクトサイズが0.26μmである場合に、n+不純物領域のコンタクト抵抗は約200−300Ω/CNTの値を示し、p+不純物領域のコンタクト抵抗は約700−800Ω/CNT程度を示す。
しかし、もしコンタクトサイズが直径A/2で縮小して直径が約0.15μmでは図2及び図3に示されたように、p+不純物領域13でのコンタクト抵抗の増加が、n+不純物領域14でのコンタクト抵抗の増加に比較し、コンタクト抵抗が低くてもp+不純物領域13でのコンタクト抵抗は急激増加する。
【0012】
このような現象を抑制させる技術がないと、素子設計でp+不純物領域でのコンタクト抵抗の目標値(target)を5000Ω/CNT以上に設定しない限り、チップサイズ(chip size)を増加させるほかはなかった。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、チップサイズを増加せずに、p型の不純物領域に形成されたコンタクトの抵抗を減少させ得る半導体装置及びその製造方法を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
前述した目的を達成するための本発明によると、半導体装置の製造方法は、半導体基板内に第1導電型ウェルと第2導電型ウェルとを各々形成する段階と、第1導電型ウェル内に第1不純物領域を形成する段階と、第2導電型ウェル内に第2不純物領域を形成する段階と、半導体基板上に絶縁層を形成する段階と、コンタクトホール形成用マスクを使用して第1不純物領域と第2不純物領域の一部が各々露出される時まで絶縁層をエッチングしてコンタクトホールを形成し、第1不純物領域に形成するコンタクトホールのサイズを第2不純物領域に形成するコンタクトホールのサイズより相対的に広く形成する段階とを含む。
【0015】
前述した目的を達成するための本発明によると、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板内に形成された第1導電型ウェルと、第1導電型ウェルと隣接して半導体基板内に形成された第2導電型ウェルと、第1導電型ウェル内に形成された第1不純物領域と、第2導電型ウェル内に形成された第2不純物領域と、半導体基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜を突き抜いて第1不純物領域と第2不純物領域に各々電気的に連結されたコンタクト電極とを含み、第1不純物領域に形成されたコンタクトホールが第2不純物領域に形成されたコンタクトホールより相対的に広いサイズを有する。
【0016】
前述した目的を達成するための本発明によると、半導体装置の製造方法は、半導体基板内に第1導電型ウェルと第2導電型ウェルとを各々形成する段階と、第1導電型ウェル内に第1不純物領域を形成する段階と、第2導電型ウェル内に第2不純物領域を形成する段階と、半導体基板上に絶縁層を形成する段階と、コンタクトホール形成用マスクを使用して第2不純物領域の一部が露出される時まで絶縁層をエッチングして第1コンタクトホールを形成する段階と、第1コンタクトホールに金属物質を充填して半導体基板と電気的に接続されるプラグを形成する段階と、プラグを含んで第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する段階と、コンタクトホール形成用マスクを使用してプラグと第1不純物領域の一部が各々露出される時まで第2絶縁層をエッチングして第2コンタクトホールを形成し、第2不純物領域に形成する第1コンタクトホールのサイズより第1不純物領域に形成する第2コンタクトホールのサイズを相対的にさらに広く形成する段階とを含む。
【0017】
前述した目的を達成するための本発明によると、半導体装置の製造方法は、半導体基板内に第1導電型ウェルと第2導電型ウェルとを各々形成する段階と、第1導電型ウェル内に第1不純物領域を形成する段階と、第2導電型ウェル内に第2不純物領域を形成する段階と、半導体基板上に絶縁層を形成する段階と、コンタクトホール形成用マスクを使用して第1不純物領域の一部が露出される時まで絶縁層をエッチングして第1コンタクトホールを形成する段階と、第1コンタクトホールに金属物質を充填して半導体基板と電気的に接続されるプラグを形成する段階と、プラグを含んで第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する段階と、コンタクトホール形成用マスクを使用してプラグと第2不純物領域との一部が各々露出される時まで第2絶縁層をエッチングして第2コンタクトホールを形成し、第2不純物領域に形成する第2コンタクトホールのサイズより第1不純物領域の第2コンタクトホールのサイズを相対的にさらに広く形成する段階とを含む。
【0018】
前述した目的を達成するための本発明によると、半導体装置は、半導体基板と、半導体基板内に形成された第1導電型ウェルと、半導体基板内に形成された第2導電型ウェルと、第1導電型ウェル内に形成された第1不純物領域と、第2導電型ウェル内に形成された第2不純物領域と、半導体基板上に形成された第1絶縁膜と、第1絶縁膜を突き抜いて第2不純物領域と電気的に連結されたプラグと、プラグと第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜と、第2絶縁膜を突き抜いて第1不純物領域とプラグに各々電気的に連結されたコンタクト電極とを含み、第1不純物領域に形成されたコンタクトホールが第2不純物領域に形成されたコンタクトホールより相対的に広いサイズを有する。
【0019】
図5及び図10を参照すると、本発明の実施形態による新たな半導体装置及びその製造方法は、コンタクトホール形成用マスクを使用して第1不純物領域と第2不純物領域との一部が各々露出される時まで絶縁層をエッチングすることによりコンタクトホールが形成される。この際、第1不純物領域に形成されるコンタクトホールのサイズは第2不純物領域に形成されるコンタクトホールのサイズより相対的に広く形成される。このような半導体装置及びその製造方法によりn型の不純物領域に形成するコンタクトホールのサイズを縮め、ここで生じたマージンの分、p型の不純物領域に形成されるコンタクトホールを広く形成することにより、チップサイズの増加せずにp+不純物領域に形成されるコンタクト抵抗を減少させ得る。
【0020】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、図4乃至図6を参照して本発明の第1実施形態を詳細に説明する。
図4乃至図6は、本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れの順に示す図である。
図4を参照すると、本発明の半導体装置及びその製造方法は、先ずウェル形成用マスクを使用して半導体基板100内にn型ウェル101とp型ウェル102が各々形成される。
【0021】
不純物領域形成用マスクを使用してn型ウェル101内にp+不純物領域103が形成され、不純物領域形成用マスクを使用してp型ウェル102内にn+不純物領域104が形成される。
p+不純物領域103に注入される不純物はホウ素Bであり、n+不純物領域104に注入される不純物は砒素Asと燐Pとの中いずれか一つである。
【0022】
その後、図5において、半導体基板100上に絶縁膜で酸化膜106が形成される。コンタクトホール形成用マスク108を使用してn+不純物領域103とp+不純物領域104との一部が各々露出される時まで酸化膜106をエッチングすることによりコンタクトホール109が形成される。
この際、p+不純物領域103のコンタクトホール形成のためのマスク108間の幅W1はn+不純物領域104のコンタクトホール形成のためのマスク108間の幅W2より相対的に広い。 (W1>W2)
【0023】
コンタクトホール109の形態は円形、楕円形、そしてその他形態の中いずれか一つの形態で形成される。
最後に、コンタクトホール109に金属物質を充填して図6に示されたように、半導体基板100と電気的に接続される金属配線110が形成される。金属物質はタングステンWとTiN膜の中いずれか一つである。
【0024】
ここで、金属配線110を形成するための方法には、一番目方法でコンタクトホール109の両側壁及び下部面と酸化膜106上にTi膜(図示せず)を形成した後、後続熱処理によりチタンが半導体基板100のシリコンSiと反応してTiSix層即ち、オーミック層が形成される。そして、半導体基板100と反応しないコンタクトホール109の両側壁と酸化膜106上のTi層を除去してからコンタクトホール109にTiN又はTiN/Wを充填して金属配線を形成する方法がある。
【0025】
二番目は、コンタクトホール109の両側壁及び下部面と酸化膜106上にTi膜とTiN膜とを順次に蒸着した後、熱処理することによりオーミック層が形成される。その後、コンタクトホール109にWを充填して金属配線を形成する方法がある。
三番目は、コンタクトホール109の両側壁及び下部面と酸化膜106上にTi膜とTiN膜とを順次に蒸着した後、すぐタングステンを蒸着して金属配線を形成する。それから、後続熱処理工程で半導体基板100のSiとTi膜が反応してオーミック層が形成される方法等がある。
【0026】
金属配線110は、前述した方法の中いずれか一つの方法により形成される。TiSixがオーミック層として使用される時、後続工程で加えられる熱処理時TiSix層の凝集作用により、コンタクトホールのサイズが縮小してコンタクトホール底の有効接触面積を縮小することにより、従来にはn+不純物領域に形成されるコンタクト抵抗の増加は緩慢な値を示すが、p+不純物領域に形成されるコンタクト抵抗は急激に増加される。
【0027】
従って、前述したような接触面積の縮小によるコンタクト抵抗の増加を防止するために、本発明ではマスクのパターン幅が異なるようにすることにより、p+不純物領域103に形成されたコンタクトホール109のサイズW1’をn+不純物領域104に形成されたコンタクトホール109のサイズW2’より相対的に広く形成できる。(W1’>W2’)
【0028】
例えば、p+不純物領域に色々サイズのコンタクトホールが形成され、n+不純物領域にも色々サイズのコンタクトホールが形成される場合、或いは一つの不純物領域にのみ色々サイズのコンタクトホールが形成される場合、p+不純物領域に形成されるコンタクトホールの中最小のはn+不純物領域に形成されるコンタクトホールの中最小のより広く形成される。
【0029】
ここで起こるチップサイズの増加分はn+不純物領域104のコンタクトホールのサイズを縮めることにより相殺させ得る。
n+不純物領域104に形成されるコンタクトホール109のサイズは約10%以上縮められる。例えば、従来のp+不純物領域103とn+不純物領域104に形成されるコンタクトホールのサイズが約200nmである時、本発明の実施形態により形成されたn+不純物領域104のコンタクトホールを約170nmに縮める時、p+不純物領域103のコンタクトホールは約230nmまで延ばせる。
【0030】
p+不純物領域103のコンタクトホール109のサイズはn+不純物領域104のコンタクトホール109のサイズより10%以上で広いサイズを有する。
図6を参照すると、p+不純物領域103と隣接して形成されたコンタクトホールW1’はn+不純物領域104に隣接して形成されたコンタクトホールW2’より相対的に広いサイズを有する。
従って、半導体装置のチップサイズの増加せずにp+不純物領域のコンタクト抵抗を減少させ得る半導体装置の製造が可能である。
【0031】
(第2実施形態)
図7乃至図10は本発明の第2実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程順に示す断面図である。
図7を参照すると、本発明の半導体装置及びその製造方法は、先ずウェル形成用マスクを使用して半導体基板200内にn型ウェル201とp型ウェル202が各々形成される。
【0032】
不純物領域形成用マスクを使用してn型ウェル201内にp+不純物領域203が形成され、p型ウェル202内にn+不純物領域204が形成される。
p+不純物領域203に注入される不純物はホウ素Bであり、n+不純物領域204に注入される不純物は砒素Asと燐Pとの中いずれか一つである。
その後、半導体基板200上に絶縁膜の第1酸化膜206が形成される。コンタクトホール形成用マスク208を使用してn+不純物領域204の一部が露出される時まで第1酸化膜206をエッチングすることにより図8に示されたように、第1コンタクトホール207が形成される。
【0033】
図9を参照すると、第1コンタクトホール207に金属物質を充填すると、半導体基板200と電気的に接続されるプラグ209が形成される。金属物質はタングステンWとTiN膜との中いずれか一つである。
プラグ209を含んで第1酸化膜206上に絶縁膜として平坦な上部の表面を有する第2酸化膜210が形成される。コンタクトホール形成用マスク212を使用してプラグ209とp+不純物領域203との一部が露出される時まで第2酸化膜210をエッチングすることにより第2コンタクトホール213が形成される。
【0034】
この際、p+不純物領域103のコンタクトホール形成のためのマスク208間の幅W1は、第1コンタクトホール形成のためのマスク208間の幅W2より相対的に広い。
従って、n+不純物領域204に形成される第1コンタクトホール207のサイズW2’よりp+不純物領域203の第2コンタクトホール213のサイズW1’が相対的にさらに広く形成される。(W1’>W2’)
【0035】
一方、p+不純物領域203に第1コンタクトホール207’が形成されてプラグ208’が形成され、プラグ208’とn+不純物領域204に第2コンタクトホール211’が形成されることも可能である。(図示せず)
即ち、p+不純物領域203の第1コンタクトホール207’のサイズW1’やはりn+不純物領域204のコンタクトホール213’のサイズW2’より相対的にさらに広く形成される。(W1’>W2’)
【0036】
n+不純物領域204のコンタクトホールのサイズは、第1実施形態で述べたように、10%以上で縮められ、そのマージンの分p+不純物領域203のコンタクトホールのサイズを延ばせる。
最後に、第2コンタクトホール211’に金属物質を充填して図10のように、コンタクト電極212が形成される。金属物質はプラグ209の形成物質と同一の物質である。
図10を参照すると、p+不純物領域203に形成されたコンタクトホールW1’がn+不純物領域204に形成されたコンタクトホールW2’より相対的に広いサイズを有する。
【0037】
【発明の効果】
本発明は、n型の不純物領域に形成するコンタクトホールのサイズを縮め、ここで起こるマージン程p型の不純物領域に形成されるコンタクトホールを広く形成することにより、チップサイズの増加なしでp+不純物領域に形成されるコンタクト抵抗を減少させ得る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来の半導体装置及びその製造方法によるコンタクト電極を示す断面図である。
【図2】 従来の各不純物領域のコンタクトホールのサイズによるコンタクト抵抗の分布を示す図面である。
【図3】 従来の各不純物領域のコンタクトホールのサイズによるコンタクト抵抗の分布を示す図面である。
【図4】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図5】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図6】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図7】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図8】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図9】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【図10】 本発明の実施形態による半導体装置及びその製造方法を工程流れ順に示す図である。
【符号の説明】
100,200 半導体基板
101,201 n型ウェル
102,202 p型ウェル
103,203 p+不純物領域
104,204 n+不純物領域
106,206,210 酸化膜
109,207,213 コンタクトホール
207 プラグ
108,212 コンタクト電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a method for manufacturing a contact electrode of a semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
As DRAM devices are highly integrated, bit lines are formed of metal in order to improve performance and reduce chip size. A bit line formed of metal has a lower sheet resistance than a bit line formed by stacking conventional polysilicon and tungsten silicide (WSix).
[0003]
Therefore, when the bit line is formed of metal, it can be implemented more finely than the existing bit line while having the same sheet resistance.
The contact resistance formed in the n-type impurity region can be adjusted to be lower than that in the case of using an existing bit line, and there is an advantage that a contact can be formed in the p-type impurity region.
[0004]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing the distribution of contact resistance according to the contact size of each impurity region (anneal 750 ° C. 100 min).
First, referring to FIG. 1, an n-
[0005]
Thereafter, the p +
The impurity implanted into the p +
[0006]
An
[0007]
Thereafter, the
Here, as a method for forming the metal wiring, a Ti film (not shown) is formed on both side walls and the lower surface of the
[0008]
Second, an ohmic layer is formed by sequentially depositing a Ti film and a TiN film on both side walls and the lower surface of the
Third, after sequentially depositing a Ti film and a TiN film on both side walls and the lower surface of the
[0009]
The
As described above, when the TiSix layer is used as an ohmic layer, the TiB layer is formed by the reaction between the boron B ions doped in the p +
[0010]
Since the TiB layer is non-conductive, the contact resistance is increased. Then, boron ions doped in the p +
[0011]
Referring to FIGS. 2 and 3, when the contact size is A, for example, when the contact size is 0.26 μm, the contact resistance of the n + impurity region shows a value of about 200-300Ω / CNT, and p + impurity The contact resistance of the region is about 700-800Ω / CNT.
However, if the contact size is reduced by a diameter A / 2 and the diameter is about 0.15 μm, the increase in contact resistance in the p +
[0012]
Without the technology to suppress this phenomenon, there is no choice but to increase the chip size unless the target value (target) of the contact resistance in the p + impurity region is set to 5000 Ω / CNT or more in the element design. It was.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of reducing the resistance of a contact formed in a p-type impurity region without increasing the chip size, and a method for manufacturing the same.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention for achieving the above-described object, a method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a first conductivity type well and a second conductivity type well in a semiconductor substrate, respectively, Forming a first impurity region; forming a second impurity region in the second conductivity type well; forming an insulating layer on the semiconductor substrate; and first using a contact hole forming mask. The contact hole is formed by etching the insulating layer until the impurity region and a part of the second impurity region are exposed, and the size of the contact hole formed in the first impurity region is formed in the second impurity region. Forming relatively wider than the size of the substrate.
[0015]
According to the present invention for achieving the above-described object, a semiconductor device is formed in a semiconductor substrate, a first conductivity type well formed in the semiconductor substrate, and a semiconductor substrate adjacent to the first conductivity type well. A second conductivity type well, a first impurity region formed in the first conductivity type well, a second impurity region formed in the second conductivity type well, an insulating film formed on the semiconductor substrate, A contact including a first impurity region and a contact electrode electrically connected to each of the second impurity regions through the insulating film, wherein a contact hole formed in the first impurity region is formed in the second impurity region The size is relatively wider than the hole.
[0016]
According to the present invention for achieving the above-described object, a method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a first conductivity type well and a second conductivity type well in a semiconductor substrate, respectively, Forming a first impurity region; forming a second impurity region in the second conductivity type well; forming an insulating layer on the semiconductor substrate; and using a contact hole forming mask Etching the insulating layer until a part of the impurity region is exposed to form a first contact hole, and filling the first contact hole with a metal material to form a plug electrically connected to the semiconductor substrate Forming a second insulating layer on the first insulating layer including the plug, and using the contact hole forming mask until the plug and the first impurity region are partially exposed. 2 insulation layers Etching to form a second contact hole, and forming the second contact hole formed in the first impurity region relatively wider than the first contact hole formed in the second impurity region. .
[0017]
According to the present invention for achieving the above-described object, a method of manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a first conductivity type well and a second conductivity type well in a semiconductor substrate, respectively, Forming a first impurity region; forming a second impurity region in the second conductivity type well; forming an insulating layer on the semiconductor substrate; and first using a contact hole forming mask. Etching the insulating layer until a part of the impurity region is exposed to form a first contact hole, and filling the first contact hole with a metal material to form a plug electrically connected to the semiconductor substrate Forming a second insulating layer on the first insulating layer including the plug, and until a portion of the plug and the second impurity region are exposed using the contact hole forming mask. Second insulation The second to form a contact hole by etching, and a step of relatively wider form the size of the second contact hole of the first impurity region than the size of the second contact hole formed in the second impurity regions.
[0018]
According to the present invention for achieving the above-described object, a semiconductor device includes a semiconductor substrate, a first conductivity type well formed in the semiconductor substrate, a second conductivity type well formed in the semiconductor substrate, The first impurity region formed in the first conductivity type well, the second impurity region formed in the second conductivity type well, the first insulating film formed on the semiconductor substrate, and the first insulating film are protruded. A plug electrically connected to the second impurity region, a second insulating film formed on the plug and the first insulating film, and a second insulating film that penetrates the first impurity region and the plug. The contact hole formed in the first impurity region has a relatively larger size than the contact hole formed in the second impurity region.
[0019]
Referring to FIGS. 5 and 10, the new semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention expose a part of the first impurity region and the second impurity region using the contact hole forming mask. The contact hole is formed by etching the insulating layer until it is done. At this time, the size of the contact hole formed in the first impurity region is relatively larger than the size of the contact hole formed in the second impurity region. By reducing the size of the contact hole formed in the n-type impurity region by such a semiconductor device and its manufacturing method, and forming the contact hole formed in the p-type impurity region wide by the margin generated here. The contact resistance formed in the p + impurity region can be reduced without increasing the chip size.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
4 to 6 are views showing the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention in order of process flow.
Referring to FIG. 4, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, first, an n-
[0021]
A p +
The impurity implanted into the p +
[0022]
Thereafter, in FIG. 5, an
At this time, the width W1 between the
[0023]
The
Finally, the
[0024]
Here, as a method for forming the
[0025]
Second, an ohmic layer is formed by sequentially depositing a Ti film and a TiN film on both side walls and the lower surface of the
Third, after sequentially depositing a Ti film and a TiN film on both side walls and the lower surface of the
[0026]
The
[0027]
Therefore, in order to prevent the increase in contact resistance due to the reduction in the contact area as described above, in the present invention, the size W1 of the
[0028]
For example, when contact holes of various sizes are formed in the p + impurity region and contact holes of various sizes are formed in the n + impurity region, or when contact holes of various sizes are formed only in one impurity region, p + The smallest contact hole formed in the impurity region is formed wider than the smallest contact hole formed in the n + impurity region.
[0029]
The increase in chip size occurring here can be offset by reducing the size of the contact hole in the n +
The size of the
[0030]
The size of the
Referring to FIG. 6, the contact hole W 1 ′ formed adjacent to the p +
Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor device that can reduce the contact resistance of the p + impurity region without increasing the chip size of the semiconductor device.
[0031]
(Second Embodiment)
7 to 10 are cross-sectional views showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
Referring to FIG. 7, in the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, first, an n-
[0032]
A p +
The impurity implanted into the p +
Thereafter, a
[0033]
Referring to FIG. 9, when the
A
[0034]
At this time, the width W1 between the
Accordingly, the size W1 ′ of the
[0035]
On the other hand, the
That is, the size W1 ′ of the
[0036]
As described in the first embodiment, the size of the contact hole of the n +
Finally, the second contact hole 211 ′ is filled with a metal material to form a
Referring to FIG. 10, the contact hole W1 ′ formed in the p +
[0037]
【The invention's effect】
The present invention reduces the size of the contact hole formed in the n-type impurity region and forms the contact hole formed in the p-type impurity region as wide as the margin occurring here, thereby increasing the p + impurity without increasing the chip size. There is an effect that the contact resistance formed in the region can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a conventional semiconductor device and a contact electrode according to a manufacturing method thereof.
FIG. 2 is a drawing showing a distribution of contact resistance according to a contact hole size of each impurity region in the related art.
FIG. 3 is a view showing a distribution of contact resistance according to the size of a contact hole in each impurity region in the related art.
FIG. 4 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 5 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 6 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 7 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 8 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 9 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
FIG. 10 is a diagram showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention in order of process flow.
[Explanation of symbols]
100, 200
Claims (6)
前記第1導電型ウェル内に第1不純物領域を形成する段階と、
前記第2導電型ウェル内に第2不純物領域を形成する段階と、
前記半導体基板上に絶縁層を形成する段階と、
コンタクトホール形成用マスクを使用して第2不純物領域の一部が露出される時まで前記絶縁層をエッチングして第1コンタクトホールを形成する段階と、
前記第1コンタクトホールに金属物質を充填して半導体基板と電気的に接続されるプラグを形成する段階と、
前記プラグを含んで前記第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する段階と、
コンタクトホール形成用マスクを使用して前記プラグと第1不純物領域の一部が各々露出される時まで前記第2絶縁層をエッチングして第2コンタクトホールを形成し、前記第2不純物領域に形成する第1コンタクトホールのサイズより前記第1不純物領域に形成する第2コンタクトホールのサイズを相対的にさらに広く形成する段階とを含み、
前記第1導電型ウェルは、n型ウェルであり、前記第2導電型ウェルは、p型ウェルである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming each of a first conductivity type well and a second conductivity type well in a semiconductor substrate;
Forming a first impurity region in the first conductivity type well;
Forming a second impurity region in the second conductivity type well;
Forming an insulating layer on the semiconductor substrate;
Etching the insulating layer until a portion of the second impurity region is exposed using a contact hole forming mask to form a first contact hole;
Filling the first contact hole with a metal material to form a plug electrically connected to the semiconductor substrate;
Forming a second insulating layer on the first insulating layer including the plug;
Using the contact hole forming mask, the second insulating layer is etched to form a second contact hole until the plug and a part of the first impurity region are exposed, and formed in the second impurity region. look including a step of the size of the first second contact hole formed in said first impurity region than the size of the contact hole relatively wider form of,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductivity type well is an n-type well, and the second conductivity type well is a p-type well .
前記第1導電型ウェル内に第1不純物領域を形成する段階と、
前記第2導電型ウェル内に第2不純物領域を形成する段階と、
前記半導体基板上に絶縁層を形成する段階と、
コンタクトホール形成用マスクを使用して第1不純物領域の一部が露出される時まで前記絶縁層をエッチングして第1コンタクトホールを形成する段階と、
前記第1コンタクトホールに金属物質を充填して半導体基板と電気的に接続されるプラグとを形成する段階と、
前記プラグを含んで前記第1絶縁層上に第2絶縁層を形成する段階と、
コンタクトホール形成用マスクを使用して前記プラグと第2不純物領域の一部が各々露出される時まで前記第2絶縁層をエッチングして第2コンタクトホールを形成し、前記第2不純物領域に形成する第2コンタクトホールのサイズより前記第1不純物領域の第1コンタクトホールのサイズを相対的にさらに広く形成する段階とを含み、
前記第1導電型ウェルは、n型ウェルであり、前記第2導電型ウェルは、p型ウェルである
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming each of a first conductivity type well and a second conductivity type well in a semiconductor substrate;
Forming a first impurity region in the first conductivity type well;
Forming a second impurity region in the second conductivity type well;
Forming an insulating layer on the semiconductor substrate;
Etching the insulating layer until a portion of the first impurity region is exposed using a contact hole forming mask to form a first contact hole;
Filling the first contact hole with a metal material to form a plug electrically connected to the semiconductor substrate;
Forming a second insulating layer on the first insulating layer including the plug;
Using the contact hole forming mask, the second insulating layer is etched to form a second contact hole until the plug and a part of the second impurity region are exposed, and the second contact hole is formed in the second impurity region. and step of relatively wider form the size of the first contact hole of the first impurity region than the size of the second contact hole saw including,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductivity type well is an n-type well, and the second conductivity type well is a p-type well .
前記半導体基板内に形成された第1導電型ウェルと、
前記半導体基板内に形成された第2導電型ウェルと、
前記第1導電型ウェル内に形成された第1不純物領域と、
前記第2導電型ウェル内に形成された第2不純物領域と、
前記半導体基板上に形成された第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜を突き抜いて前記第2不純物領域と電気的に連結されたプラグと、
前記プラグと前記第1絶縁膜上に形成された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜を突き抜いて前記第1不純物領域とプラグに各々電気的に連結されたコンタクト電極とを含み、
前記第1不純物領域に形成されたコンタクトホールが前記第2不純物領域に形成されたコンタクトホールより相対的に広いサイズを有し、
前記第1導電型ウェルは、n型ウェルであり、前記第2導電型ウェルは、p型ウェルである
ことを特徴とする半導体装置。A semiconductor substrate;
A first conductivity type well formed in the semiconductor substrate;
A second conductivity type well formed in the semiconductor substrate;
A first impurity region formed in the first conductivity type well;
A second impurity region formed in the second conductivity type well;
A first insulating film formed on the semiconductor substrate;
A plug that penetrates the first insulating film and is electrically connected to the second impurity region;
A second insulating film formed on the plug and the first insulating film;
A contact electrode that penetrates the second insulating film and is electrically connected to the first impurity region and the plug,
Said first contact hole formed in the impurity regions have a relatively wide size than the contact hole formed in the second impurity regions,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductivity type well is an n-type well, and the second conductivity type well is a p-type well .
以上4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the first impurity region has a size that is 10% or more wider than the second impurity region.
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