JPH02134848A - 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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JPH02134848A
JPH02134848A JP28942988A JP28942988A JPH02134848A JP H02134848 A JPH02134848 A JP H02134848A JP 28942988 A JP28942988 A JP 28942988A JP 28942988 A JP28942988 A JP 28942988A JP H02134848 A JPH02134848 A JP H02134848A
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opening
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wiring
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Shinken Okawa
大川 真賢
Hiroyasu Ishihara
石原 宏康
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
従来の半導体基板表面の不純物拡散層と金属配線、ある
いは配線と他の配線の接続について図面を用いて説明す
る。
第5図(a)、(b)は従来の半導体装置の第1の例の
平面図及びD−D’線断面図である。
シリコン基板1に素子分離のためのフィールド酸化膜2
を形成した後、素子領域に拡散層3を形成し、絶縁膜4
で覆う。ホトリソグラフィ技術を用いて絶縁膜4に開孔
を設け、配線9を形成する。
第5図に示す構造は、絶縁膜4の開孔部中に金属配線9
となる金属を形成するので開孔部側壁の金属が薄くなり
、開孔部の幅Wに対して絶縁層厚ZがZ/W> 1とな
ると金属配線9が断線する欠点があった。
また、配線9は目ずれ寸法変化を考慮して開孔部端から
幅Xだけ外側に広げる必要があり、接続領域が並ぶ場合
には配線9の分離に距離yだけ必要であるとすると、開
孔部の間隔は2x+y必要となり、面積を増大させてい
た。
第6図<a)、(b)は従来の半導体装置の第2の例の
平面図及びE−E’線断面図である。
絶縁膜4に開孔部における段差のために生ずる配線9の
断線を防止するため、開孔部をタングステンなどの導体
層8で埋めて、絶縁膜4の上面と導体層8の上面とを揃
えて表面平坦化した後、配線9を形成する。
しかしながら、第2の例の場合、導体層8の形成方法と
して選択気相成長法を用いると、下地である絶縁膜4及
び拡散層3との密着性が悪い場合があり、製造中に導体
M8が剥れてしまう危険性があり、接続領域がオープン
になる可能性があった。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した様に従来の接続領域は、第1の例の構造の場合
には配線の断線の危険性と、面積の増大をもたらす欠点
があった。
また、第2の例の構造の場合には、導体層の密着不良に
よって接続領域が非接続になる可能性があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は、半導体基板表面に形成された不
純物拡散層による導電領域または半導体基板上に形成さ
れた絶縁膜の上に設けられた金属または多結晶シリコン
層による導電領域と、前記導電領域上に第1開孔部を有
し他の領域の表面を覆う第1の絶縁膜と、前記第1開孔
部内に該第1開孔部より小さい面積の第2開孔部を有し
て前記第1の絶縁膜の上に形成されかつ前記第1の絶縁
膜よりエツチング速度が遅い第2の絶縁膜と、前記第1
開孔部と第2開孔部を埋める導体層と、該導体層と接続
して形成される配線とを含んで構成される。
〔実施例〕
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
第1図(a)、(b)は本発明の第1の実施例の平面図
及びA−A’線断面図である。
シリコン基板1にフィールド酸化膜2.拡散層3、絶縁
膜4を形成することは、第5図及び第6図で示した従来
例と同じである。本発明においては、絶縁膜4の上に、
この絶縁膜4よりもエツチング速度の遅い絶縁JIi5
を設ける。例えば、絶縁膜4にリンを含む珪酸ガラス、
絶縁膜5にリンを含まない珪酸ガラスを用いる。エツチ
ング速度の差を利用して絶縁膜4に第1開孔部6を・設
け、絶縁膜5に第1開孔部6より小さい第2開孔部7を
設ける。そして、気相成長法を用いて第1及び第2開孔
部6,7を導体層8で埋める。導体層8には例えばタン
グステンを用いる。
第1開孔部の幅をa、第2開孔部の幅をbとするとき、
a)bの関係を持たせると、導体層8とシリコン基板1
との密着性が悪くても、絶縁膜5が導体層8の周縁を押
えているから、導体層8の剥れを防ぐことができ、絶縁
不良を無くすことができる。
また、絶縁層上面を平坦化できるので配線8の@Cを製
造上の最小寸法にすることができる。ここで仮にC≦b
にできるなら並列する2つの接続領域の間隔を開孔部2
の分離に必要な間隔dとすることができる。ここで、第
5図に示すyがy=dであるならば第1の実施例では2
Xの間隔が減少できることになる。
次に、この実施例の製造方法について説明する。
第2図(a)〜(C)は第1図(a)、(b)に示す実
施例の製造方法を説明するための工程順に示した半導体
チップの断面図である。
まず、第2図(a)に示すように、シリコン基板1にフ
ィールド酸化膜2を形成して素子領域を区画し、絶縁分
離する。そして拡散層3を形成する。この上にリンを含
む酸化シリコンの絶縁膜4を堆積し、その上にリンを含
まない酸化シリコンの絶縁膜5を堆積する。絶縁膜4と
5は、絶縁膜5の方が絶縁膜4よりもエツチング速度が
遅いことが必要である。
ホトレジスト10のマスクを形成し、異方性エツチング
により絶縁M4,5をエツチングして第2開孔部7を形
成する。
次に、第2図(b)に示すように、等方性工・ノチング
法を用いて開化部に対して横方向のエツチングを行なう
。酸化シリコンの工・ンチング速度はリンを含む酸化シ
リコンより遅いためエツチング後の形状は、第2図(b
)に示す様に、段差がついたものとなる。この後、ホト
レジスト10を除去する。
次に、第2図(c)に示すように、六フッ化タングステ
ンをシランにより還元する方法を用いて開孔部中の拡散
層3上に選択的にタングステンの導体層8を成長させる
この後、例えばアルミニウムを用いて配線9を形成し、
接続領域を完成させる。
第3図(a>、(b)は本発明の第2の実施例の平面図
及びB−B’線断面図である。
この実施例では、絶縁膜4にリンを高濃度に含んだ酸化
シリコンを用い、絶縁膜5にリンを低濃度に含んだ酸化
シリコンを用いることによってエツチング速度に差をつ
けている。
第1及び第2開孔部の形成方法は、第2図(a)〜(c
)で説明したのと同様である。
第1及び第2開孔部形成後、拡散層3と同導電型の不純
物をイオン注入して拡散M3より深い接合部分を形成す
る。
次に、900℃の窒素雰囲気中で熱処理して絶縁膜4,
5を軟化させ、開孔部に丸味を帯びさせる。
第1の実施例では、タングステン層形成の際、絶縁層の
段差部にタングステンが形成されない危険性があるが、
第2の実施例では、段差部の形状が改善されるのでタン
グステンの形成が確実なものとなる。また、開孔部上部
の形状も改善されるのでタングステンを絶縁膜5の上部
まで形成せずとも良い。
第4図(a)、(b)は本発明の第3の実施例の平面図
及びc−c’線断面図である。
この実施例は、シリコン基板1を覆う絶縁膜11の上に
形成された多結晶シリコン配線12に本発明を適用した
ものである。第1及び第2の実施例と同様に、エツチン
グ速度の速い絶縁膜4゜エツチング速度の遅い絶縁膜5
を設け、エツチング速度差を利用して下部の第1開孔部
の方が上部の第2開孔部より大きい開孔を形成する。導
体層8で開孔部を埋めてから配線9を形成する。これち
第1及び第2の実施例と同様に行う。
〔発明の効果〕
以上、説明したように、本発明は、開孔部に導体層を埋
め込む接続領域において開孔部上部の幅を開孔部底部の
幅より小さくすることで導体層の剥れを防ぎ、また上部
を通る配線幅を細くすることで集積度を向上できる効県
がある。
【図面の簡単な説明】 第1図(a>、(b)は本発明の第1の実施例の平面図
及びA−A’線断面図、第2図(a)〜(c)は第1の
実施例の製造方法を説明するための工程順に示した半導
体チップの断面図、第3図(a)、(b)は本発明の第
2の実施例の平面図及びB−B′線断面図、第4図(a
)、(b)は本発明の第3の実施例の平面図及びc−c
’線断面図、第5図(a)、(b)は従来の半導体装置
の第1の例の平面図及びD−D’線断面図、第6図(a
)、(b)は従来の半導体装置の第2の例の平面図及び
E−E’線断面図である。 1・・・シリコン基板、2・・・フィールド酸化膜、3
・・・拡散層、4.5・・・絶縁膜、6・・・第1開孔
部、7・・・第2開孔部、8・・・導体層、9・・・配
線、10・・・ホトレジスト、11・・・絶縁膜、12
・・・多結晶シリコン配線。 代理人 弁理士  内 原  晋 第7図 第3 図 第2図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板表面に形成された不純物拡散層による導電
    領域または半導体基板上に形成された絶縁膜の上に設け
    られた金属または多結晶シリコン層による導電領域と、
    前記導電領域上に第1開孔部を有し他の領域の表面を覆
    う第1の絶縁膜と、前記第1開孔部内に該第1開孔部よ
    り小さい面積の第2開孔部を有して前記第1の絶縁膜の
    上に形成されかつ前記第1の絶縁膜よりエッチング速度
    が遅い第2絶縁膜と、前記第1開孔部と第2開孔部を埋
    める導体層と、該導体層と接続して形成される配線とを
    含むことを特徴とする半導体装置。
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