JPH0220140B2 - - Google Patents

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JPH0220140B2
JPH0220140B2 JP58028097A JP2809783A JPH0220140B2 JP H0220140 B2 JPH0220140 B2 JP H0220140B2 JP 58028097 A JP58028097 A JP 58028097A JP 2809783 A JP2809783 A JP 2809783A JP H0220140 B2 JPH0220140 B2 JP H0220140B2
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の配線層形成に係り特に
埋め込み電極構造に関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体基板上に設けられたコンタクトホ
ールを介して取出電極を形成する手段として、半
導体基板を加熱しながら取出電極の形成部材を堆
積することが行われている。このように半導体基
板を加熱するのは、例えばアルミニウムのような
取出電極の形成部材の表面拡散を促進して、これ
をコンタクトホール内に十分に充填させるためで
ある。コンタクトホールとは、通常R.I.E
(Reactive Ion Etching)技術にて約3μm口の大
きさで急峻な内側面を有するものに形成されてい
る。
この加熱処理を併用したものでは、コンタクト
ホールが3μm口程度の比較的大きいものである場
合には、取出電極の形成部材をステツプカバレイ
ジ良く堆積することができる。
しかしながら、コンタクトホールの大きさが
2μm口以下になると、その内壁面の部分で堆積層
のステツプカバレイジが悪くなる。特に、コンタ
クトホールの大きさが1μm口以下になると、取出
電極の形成部材を堆積できない問題があつた。
また、配線アルミニウムと基板シリコンが直接
接しているコンタクト部においてオーミツクコン
タクトを取るための熱処理の過程でシリコンがア
ルミニウムの中へ拡散する現象が起つていた。
そのため、シリコンとアルミニウムの接触面に
おいて、シリコン側にピツトができ、その中にア
ルミニウムが入りこみ、プレーナー構造でP−N
接合が浅い場合にはこのピツトの深さが接合面に
まで達し、その結果P−N接合の耐圧が劣化した
り、逆方向リーク電流が増加する欠点があつた。
この欠点を解決するため、コンタクト開孔後全面
に多結晶シリコンを被着後アルミニウムを被着し
その後パターニングして配線層を形成する方法が
特開昭51−147981号に開示されている。しかし、
この方法であれば、アルミニウム層の直下の全域
に多結晶シリコンが存在するためその後の処理に
よつても多結晶シリコン中のシリコンの一部がア
ルミニウムに融け込むだけで多結晶シリコン層と
アルミニウム層の接触面の一部のみが合金化され
るものである。基板との接触は残存の多結晶シリ
コンによつて行なわれるため、接触抵抗を低くす
ることができない欠点を有している。また、コン
タクト孔と拡散層との合わせずれがあつても接続
を確実にするための多結晶シリコンに拡散層と同
一導電型の不純物を導入しているが、この方法で
あれば特定の不純物を多結晶シリコンに導入する
ため、P−チヤネルとN−チヤネルの両タイプの
トランジスタを有する相補型電界効果トランジス
タ集積回路には適さないものである。
〔発明の目的〕
本発明は、断線等による接触不良を防止して微
細なコンタクトホールから取出電極を確実に取出
し、高い信頼性を有する半導体装置を高歩留で得
ることができる半導体装置の製造方法を提供する
ことをその目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、第1導電層上に局部的に予め下地層
を形成し、この下地層上に第2導電層を積層して
両者を一体に同質化することにより、取出電極と
なる層を形成し、断線等による接触不良を防止し
た取出電極を有する信頼性の高い半導体装置を高
歩留りで得ることができる半導体装置の製造方法
である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について第1図A乃至同
図Dを参照して説明する。
先ず、半導体基板1の所定領域に素子領域を囲
むフイールド酸化膜2を形成する。次いで、素子
領域上にゲート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上
に所定パターンのゲート電極3を形成する。次い
で、ゲート電極3を覆う酸化膜を素子領域上に形
成し、フイールド酸化膜2と一体化する。ゲート
電極3の上方のフイールド酸化膜2は、ゲート電
極3の肉厚分だけ隆起した段差部4を有してい
る。素子領域部分のフイールド酸化膜2の所定領
域に例えばR.I.E(Reactive Ion Etching)法によ
り約1μm口のコンタクトホール5を開口する。次
いで、例えば減圧C.V.D(Chemical Vapor
Deposition)により、多結晶シリコンからなる下
地層6をコンタクトホール5内及びフイールド酸
化膜2上に形成する(第1図A参照)。ここで、
下地層6の材質としては、シリコンあるいはアル
ミニウムと合金化乃至固溶するものを用いても良
い。下地層6を形成する手段は、減圧C.V.D法の
他にも微細なコンタクトホール5内や急峻な段差
部4に滑らかな下地層6を形成できるものであれ
ば如何なるものでも良い。また、シリコン等から
なる下地層6中には、後述する第2導電層7との
合金化を容易に行うために、例えばP型の不純物
を導入しておくのが望ましい。
次に、下地層6の表面にプラズマエツチング処
理を施し、コンタクトホール5内及び段差部4の
周辺部のみに下地層6a,6bを残存させる(同
図B参照)。
次いで、残存した下地層6a,6b及びフイー
ルド酸化膜2上に例えばアルミニウムからなる第
2導電層7を厚さ約1μm形成する(同図C参照)。
この時例えば逆スパツタエツチングを施して活性
化処理を施し、アルミニウム等からなる第2導電
層7を確実に固着させるのが望ましい。この第2
導電層7を形成する際には、加熱処理を全く施さ
なくても良い。第2導電層7としては、アルミニ
ウムの他にもアルミニウム合金等を使用しても良
い。要は次に述べる熱処理によつて、下地層6
a,6bと一体に同質にするものであれば如何な
る材質のものを用いても良い。次いで、これに例
えば450℃で30分間熱処理を施し、残存した下地
層6a,6bと第1導電層7とを一体化してアル
ミニウム合金からなる電極層8とする(同図D参
照)。然る後、電極層8にパターニング処理を施
し、所定形状の取出電極を得る。ここで、下地層
6a,6bと第2導電層とを一体化するための熱
処理は、パターニングにより取出電極を形成した
後に行つても良い。
このような、半導体装置の製造方法によれば、
予めコンタクトホール5内及び段差部4に残存し
た下地層6a,6bと一体化した電極層8から取
出電極を形成するので、取出電極の抵抗は従来に
比べて大幅減少でき電極形成層7の良好なステツ
プカバレイジにより、断線等による接触不良を防
止した取出電極を、微細なコンタクトホール5か
ら容易に取出すことができる。また、従来問題と
なつていたアルミニウムの基板への突きぬけも防
止できる。このため、信頼性の高い半導体装置を
得ることができる。更に第2導電層7の形成に際
しては、熱処理を必ずしも必要としないので作業
性を向上できると共に、熱処理のための装置が不
要となるので、製造コストを安くすることができ
る。その結果、製造歩留を高めることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の主なる利点は第
1導電層上に下地層すなわち多結晶シリコンを局
部的に形成しこところにある。即ち、多結晶シリ
コンを全面に形成する従来技術においては、多結
晶シリコンがアルミニウムに対し過剰にあるた
め、多結晶シリコン中のシリコンがアルミニウム
に全て入り込むことはない。このためアルミニウ
ム基板に対し、アロイースパイク(つきぬけ)を
形成しない長所を有している反面、この多結晶シ
リコンとアルミニウムよりなる配線層が半導体基
板と接触する部分は多結晶シリコンのみであるた
め良好な電気的接触を得ることが難かしいもので
ある。本発明によれば下地層例えば多結晶シリコ
ンが局所的に形成されている。このため、多結晶
シリコン中のシリコンが全てその後形成される第
2導電層例えばアルミニウムに入り込み、多結晶
シリコンとアルミニウムが一体に同質化する。従
つて、従来問題となつていたアロイースパイクも
発生せず、また、一体同質化するため半導体基板
との接触も良好となる。また、下地層が局所的に
埋め込まれるため、より微細なコンタクトホール
でさえも埋め込むことができる。更に、その後一
体に同質化するため断線等による接触不良を防止
して微細なコンタクトホールから取出電極を確実
に形成できる。その結果、高い信頼性と高歩留を
有する半導体装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図A乃至同図Dは、本発明に係る半導体装
置の製造方法の実施例を工程順に示す説明図であ
る。 1……半導体基板、2……フイールド酸化膜、
3……ゲート電極、4……段差部、5……コンタ
クトホール、6……下地層、7……第2導電層、
8……電極層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 突出部を有し、かつ、第1導電層を露出する
    凹部を備えた絶縁層を該第1導電層上に形成し、
    前記第1導電層の露出部分を含む前記絶縁層全面
    に下地層を形成し、この下地層を表面から所定厚
    さ分だけ除去して前記突出部の周辺部及び前記凹
    部に前記下地層を残存させ、残存させる部分以外
    の前記下地層を除去する工程と、残存した前記下
    地層上に第2導電層を形成する工程と、残存した
    前記下地層と該第2導電層と同質化する加熱工程
    とを具備することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。 2 第1導電層が、半導体基板であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の
    製造方法。 3 下地層の材質が、シリコン、或いはアルミニ
    ウムと同質化する元素で構成されていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の半導体装置の製造方法。 4 第2導電層の材質が、アルミニウムまたはア
    ルミニウム合金で構成されていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項乃至第3項記載の半導体
    装置の製造方法。
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