JPH01205525A - コンタクトホールの穴埋め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業−１−の利用分野］ この発明は、超人規模集積回路（Ｖ　Ｌ、　Ｓ　ｌ　）
等の製造工程で行イつれるコンタクトホールの穴埋め方
法に関する。

［発明の概要１ この発明は、半導体層表面の絶縁層に開設されたコンタ
クトホール内に低抵抗材料を埋設する穴埋め方法におい
て、 コンタクトホール内に第１の多結晶シリコン層を形成し
、次に第２の多結晶シリコン層を形成するようにしたこ
とににす、 多結晶シリコン層に不純物の導入か容易となり、コンタ
クト抵抗が小さく、接合特性が安定なコンタクトホール
の穴埋めを可能にするものである。

［従来の技術ｊ 近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）、超大規模集積回路（
ＶＬＳ　Ｉ　）等の製造工程においては、と＋１集積化
に伴い５ｕｂ−μルール以下のプロセスか行われている
。このようなプロセスにおいては、コンタクトホールの
アスペクト比が大きくなり、蒸着法により金属配線を設
置Ｊるごとが困難となっている３、そごで、コンタクト
ホールの四部を低抵抗４７Ｉ料で埋めろ方法が要話され
、現在は以下のような方法か知られている。

（ア）選択ＣＶ　Ｄ法 この方法は、第６図（Ａ）及び第６図１）に７Ｊりすよ
うに、半導体層１表面の絶縁層（Ｓ　＋　０２）２に開
設されたコンタクトホール３に、例えば六フッ化タンク
ステン（ＷＦ、、）を下地の８１と置換してタングステ
ン（Ｗ）／ｌを、該コンタク）・ポール３内に選択的に
堆積させる方法であって、絶縁層（Ｓｉｎ、）上にはタ
ングステン（Ｗ）４はイ」かすＩ−分な選択性か得られ
ている。

（イ）エノチバ、ｌり法 この方法（ｊ、第７図（△）及び第７図（Ｂ）に示すよ
うに、ＣＶ　Ｉ）法により多結晶シリ二１ン５をコンタ
クトホール３内に堆積させ、次に多結晶ノリ：１ン５Ｉ
−に例えばポリイミド６を用いて平坦化を行う。そして
、ＣＦ、　　ＣＩ（Ｆ３を用いて等速ユーノヂングを行
って、コンタクトホール３内にのみ多結晶ノリ：コン５
を残留させて、埋込みを行−・ている３、 （つ）メタルフ［７−法 この方法（Ｊ１金（ΔＵ）あるいはアルミニウム（Ａρ
）にレーザを照射１−て瞬時溶融ざ口て＝Ｊコンタクト
ホール内これらの金属を埋め込む方法である１、 ［発明が解決しようとする課題ｌｊ しかしながら、このような従来の方法においては、以下
に示すような問題点を有している。

」−記（ア）の方法にあっては、下地（Ｓｌ）かタング
ステン（Ｗ）によ−、て覆われるとト地（Ｓｌ）の原子
どの置換が進まなくなる問題点かあり、これをさらにＩ
’ノく形成するに（Ｊ水素還元反応を用いるが選択性を
得にくい問題点かある。また、タングステン（Ｗ）がＳ
ｉと５ｉｎ２の界面に食い込むなどの問題がある。その
ため、コンタク１〜抵：３− 抗が大きくなり、接合特性が不安定となる問題点がある
１、 また、上記（イ）の方法にあっては、＝１ンククＩ・ポ
ール内に形成された多結晶シリコンが厚いため、低抵抗
にするための不純物導入工程が困難とム゛す、とも止る
とホールト一部まで不純物か到達出来す、コンタクトホ
ール内の多結晶シリコンの下１Ｍ≦が低抵抗化されない
問題点がある。

さらに、上記（つ）にあっては、土地（Ｓｉ）が損傷さ
れる問題点及び大面積へのレーザ照射などの問題点を有
している。

本発明は、このような従来の問題点に着目して創案され
たちのであって、不純物の導入が容易で、且つ接合特性
が安定なコンタクトホールの穴埋め方法を得んとするし
のである。

ｉ−課題を解決するための手段） 本発明は、半導体層表面の絶縁層に開設されたコンタク
）・ポール内に、低抵抗材料を埋設する穴埋め方法にお
いて、 前記コンタクトホ−ルＵノ・１１７面に沿−・て第１の
多結晶シリコン層をＣＶ　Ｉ）法により堆積させる工程
と、前記コンタクトホール内の前記第１の多結晶シリコ
ン層に不純物を導入して該第１の多結晶シリコン層を低
抵抗にする工程と、１１カ記第１の多結晶シリコン層の
上に第２の多結晶シリコン層をＣＶ　Ｄ法により堆積さ
せる上程と、コンタクトホール内の第２の多結晶シリコ
ン層に不純物を導入して該第２の多結晶ンリ二ｌン層を
低抵抗に４−る１程と、コンタクトホール内のみに多結
晶シリコンを残すようにエッチバックする工程を備えた
ことを、その解決手段としている。

１作用１ コンタク）・ホール内の多結晶シリコンを構成ずろ第１
の多結晶シリコン層と第２の多結晶ツリ−１ン層は夫々
別個に不純物が導入され、確実な低抵抗化かり能となり
、また、接合特性を安定化さローる。

１実施例−１ 以１ぐ、本発明に係る＝Ｉンタク１〜ポールの穴埋め方
法の１：ｒ細を図面に示す実施例に基ついて説明−４−
ろ３、 第１図〜第５１×１（ｊ不実施例を示している３゜図中
、１１（Ｊ半導体層であり、この半導体層１１の表面ｉ
、Ｊ、５１０２でなろ絶縁層１２か設けられている。こ
の絶縁層１２の所定の位置に例えばＭＯＳ　＋−ランノ
スタのソース領域上に、コンタク）・ポール１３が開設
されている。

このような構造において、ま止、ＣＶＤ法により多結晶
シリコンを第１図に示すように、比較的２）ｌくなるよ
うに堆積させて第１の多結晶シリコン層１４を形成ずろ
１、次に、第２図に示すように、二ｌンタクトポール１
３内、７（＜の第１の多結晶シリコン層Ｉ／Ｉに不純物
をイオン注入し、低抵抗にする。

次に、ごのようにコンタク１〜ホール１３内に堆積され
た第１の多結晶シリコン層１４の凹部１４　ａの内λ）
、′７に不純物Ｉ５を塗布する（第３図）。

そして、１）［ｊ記第１の多結晶シリコン層１４の−１
−に第２の多結晶シリコン層１６をＣＶ　Ｉ）法により
耳１積さ且ろ。（第４図）。このようにして随積された
第１及び第２の多結晶シリコン層］’１．］６のうら絶
縁層１２上に堆積した部分を、エッヂハックして除去し
、：Ｊンタク）・ポール１３内のみに多結晶シリコンを
残留さ且る（第５図）。

次に、コンタクトホール１３内の多結晶シリコン中に入
れた前記不純物１５を熱拡散させて、第２の多結晶シリ
コン層１６を低抵抗化する。

なお、半導体層ＩＩが１１形層であれば、多結晶シリコ
ン層１４，１６に導入される不純物は例えばヒ素（ΔＳ
）か用いられ、また、半導体層１１が１）形層であれば
、多結晶シリコン層１４．，１６に導入される不純物は
例えばホウ素（Ｂ　）が適宜選択されるものである。

また、上記実施例においては、第２の多結晶シリコン層
１６に不純物を導入する場合、）め第１の多結晶シリコ
ン層１／Ｉの凹部１４　ａ内壁に塗布した不純物１５を
熱拡散さぜたが、イオン注入を行うことも可能である。

さらに、第１．第２の多結晶シリコン層１４゜Ｉ６のＣ
Ｖ　Ｄ条件を変え、例えば第１の多結晶ンリーＪン層１
４（」自然酸化膜をつけないように低温で行うようにず
ろごとも本発明に適用されるごとは占・うよでもない３
、 ［発明の効果−１ 以上の説明から明らかなように、本発明に係る＝１ンタ
クトホールの穴埋め方法にあっては、コンタクトホール
内の多結晶シリコンが第１及び第２の多結晶ソリコン層
で構成されるため、個々の多結晶シリコン層はＡＶ＜な
り不純物の導入か容易となる。そのため、配線材料とし
ての低抵抗な多結晶シリコンを、＝１ンタク）・ホール
内へ容易に形成出来る効果がある。

また、多結晶ンリニＩンは絶縁層となる５１０２と密着
するため、剥がれにくく、安定した穴埋め部を形成出来
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図は本発明に係るコンタクトホールの穴埋
め方法の実施例を不ず断面図、第６図（Δ）〜第７図（
Ｉ３）は従来例を示す断面図である。 ＩＩ　　半導体層、１２　絶縁層、１３・・−コンタク
トホール、１４　第１の多結晶シリコン層、１６−第２
の多結晶シリコン層。 与Ｘ　　　　　　　　＼ｆ　　Ｎ　　　＋ヘ　　− 第６図（Ｂ） 従来例 従来例 Δピ’ｔｒｙ　　陰オ　・−・ ５Ｆ３　　１　　　　凶　（Ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体層表面の絶縁層に開設されたコンタクトホ
   ール内に、低抵抗材料を埋設する穴埋め方法において、 前記コンタクトホール内壁面に沿って第１の多結晶シリ
   コン層をＣＶＤ法により堆積させる工程と、前記コンタ
   クトホール内の前記第１の多結晶シリコン層に不純物を
   導入して該第１の多結晶シリコン層を低抵抗にする工程
   と、前記第１の多結晶シリコン層の上に第２の多結晶シ
   リコン層をＣＶＤ法により堆積させる工程と、コンタク
   トホール内の第２の多結晶シリコン層に不純物を導入し
   て該第２の多結晶シリコン層を低抵抗にする工程と、コ
   ンタクトホール内のみに多結晶シリコンを残すようにエ
   ッチバックする工程を備えたことを特徴とするコンタク
   トホールの穴埋め方法。