JPH0222843A - 半導体装置 - 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】 ［発明の目的］ 本発明は、高集積化半導体装置の配線部の改良に関する
。

（従来の技術） ＭＯＳ集積回路の高集積化、高機能化は目覚ましいもの
がある。集積回路の高集積化にとって素子の微細化は必
須であり、ＭＯＳ）ランジスタはゲート長、ゲート幅等
の平面寸法の縮小と共に。

ソース、ドレイン拡散層の深さも小さくなっている。拡
散層深さを小さくするためには、イオン注入後の活性化
の熱処理を高温で長時間やるわけには行かない。そのた
め例えば、短時間で高温の熱処理を行なうランプ・アニ
ールなどが注目されている。

一方、浅い拡散層への要望と同時に、多層配線のための
基板平坦化という要望がある。従来この基板平坦化は１
層間絶縁膜にリンガラス膜やボロンガラス膜等を用いて
、これを熱処理により流動化させるという方法がとられ
てきた。しかし、この熱処理はせっかく浅く形成した拡
散層を深くしてしまう。

低温プロセスでしかも平坦な面を持つ層間絶縁膜を形成
する有効な方法として、バイアス・スパッタ法やバイア
スＥＣＲ法がある。これらはスパッタ法やＥＣＲプラズ
マ法の改良であり、バイアス電圧の効果によって、膜堆
積と同時に堆積される絶縁膜の凸部を削ることにより、
平坦な絶縁膜を得ようとするものである。

しかしながらこれらバイアス・スパッタ法やバイアスＥ
ＣＲ法では、細い電極配線上は容易に平坦化されるが、
太い電極配線パターン上では膜厚を十分に大きくしない
と平坦化されない、という問題がある。第４図は、その
様子を模式的に示す。

拡散層が形成された基板４１上に例えば第１層配線４２
，４３．４４が形成され、この上にバイアス・スパッタ
法またはバイアスＥＣＲ法により層間絶縁間４５を堆積
すると９図示のように細い配線４２の部分は完全に平坦
化されるが、これより太い配線４３．更にそれより太い
配線４４上では断面が三角形や台形状の段差が残ってし
まう。例えばＭＯ３集積回路においても電極配線の幅は
必ずしも一定ではなく、特に電極配線のコンタクト部は
ある程度大きい面積を必要とするため、この様な問題が
残る。

例えば第５図は、ＭＯＳトランジスタを用いたゲートア
レイの基本セルを示している。ソース。

ドレインとなる拡散層５１，５２．多結晶シリコン膜に
よるゲート電極５３が図示のようにパターン形成される
が、ゲート電極５３の上部配線とのコンタクト部５４は
太くなる。また第６図は、第１層配線６１のパターン例
であるが、やはり第２層配線とのコンタクト部６２は太
くなっている。

バイアス・スパッタ法やバイアスＥＣＲ法により、この
様なコンタクト部の上でも段差を生じることなく平坦に
層間絶縁膜を形成するには、前述のように十分な膜厚を
必要とするが２層間絶縁膜が余り厚くなるとコンタクト
孔のアスペクト比が大きくなってしまい、コンタクトの
歩留りや信頼性が大きく劣化する原因となる。

（発明が解決しようとする課題） 以上のように、高密度集積回路で平坦な層間絶縁膜を形
成する方法としてバイアス・スパッタ法やバイアスＥＣ
Ｒ法が有用であるが、これらの方法でも大きい配線幅が
層間絶縁膜の平坦化にとって障害となり、特に電極配線
のコンタクト部がどうしても太くなるため絶縁膜の完全
な平坦化ができない、という問題があった。

本発明は、この様な問題を解決した半導体装置とその製
造方法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、第１の電極または配線の第２の配線とのコン
タクト部を、スプリット・パターンとしたことを特徴と
する。ここでスプリット・パターンとは１本来太い配線
を櫛歯状に代表される細い線状パターンの集合となるよ
うに分割した状態のパターンをいう。

（作用） 本発明によれば、第１の電極または配線がコンタクト部
を含めて全て細い線状パターンにより形成されるため、
この−Ｌにバイアス・スパッタ法またはバイアスＥＣＲ
法によって平坦性の優れた層間絶縁膜を、アスペクト比
が余り大きくならない膜厚をもって形成することができ
、従って信頼性の高い高密度集積回路を得ることができ
る。

（実施例） 以下１本発明の詳細な説明する 第１図（ａ）　〜（ｄ）は２本発明をＭＯＳトランジス
タを用いたゲートアレイに適用した実施例の基本セルパ
ターンを示す。これらの図で。

１１．１２はソース、ドレイン拡散層であり。

１３が多結晶シリコン膜によるゲート電極である。

第１図（ａ）では、ゲート電極１３のうち、この上に層
間絶縁膜を介しで配設される配線とのコンタクト部１４
ａを素子上の部分と同じ幅の３本の線分と２つのスペー
スからなるスプリット・パターンとしている。第１図（
ｂ）ではコンタクト部１４ｂの分割方向を第１図（ａ）
とは直交する方向としている。分割に用いる線分の本数
は３本に限られない。第１図（ｃ）（ｄ）でのコンタク
ト部１４ｃ、１４ｄは、開放端のある櫛歯状ではなく、
ソリッド電極の内部にスペースを設けたパターンとして
いる。

このようなコンタクト部を持つゲート電極を形成すれば
、この上にバイアス・スパッタ法あるいはバイアスＥＣ
Ｒ法によって、薄くてしかも平坦性に優れた層間絶縁膜
を堆積することができる。

以上では、ゲート電極材料として多結晶シリコン膜単層
を用いているが、この材料は金属でもよいし、多結晶シ
リコン膜と金属や金属シリサイドの多層膜であってもよ
い。

第２図（ａ）〜（ｄ）は、他の実施例の集積回路での第
１の配線層パターンを示している。

２１が第１の配線であり、コンタクト部２２ａ。

２２ｂ、２２ｃ、２２ｄはそれぞれ第１図（ａ）〜（ｄ
）でのそれと同様のスプリット・パターンとしている。

これら第１の配線の材料は、多結晶シリコン膜でも金属
でも、あるいは金属シリサイド膜でもよいし、これらの
複合膜でもよい。この様な第１の配線が形成された基板
上にやはりバイアス・スパッタ法またはバイアスＥＣＲ
法により層間絶縁膜を形成すれば、平坦性の優れたもの
が薄く形成でき、第２の配線を信頼性よく形成すること
ができる。

本発明において、コンタクト部をスプリット・パターン
としたことによるコンタクト抵抗の増大は殆ど問題にな
らず、場合によっては従来よりコンタクト抵抗の低減や
、小さい占有面積での実質的なコンタクト面積の増大も
可能になる。このことを第３図により説明する。第３図
は９本発明を適用して半導体基板３１上に絶縁膜３２を
介して第１の電極または配線が形成され、この上に層間
絶縁膜３４を介して第２の配線３５が形成された時の配
線のコンタクト部の断面を示している。第１の電極また
は配線のコンタクト部線分３３は。

コンタクト孔を形成する時にその上部を十分に露出させ
ると、上面だけでなく側面３６にも第２の配線３５が接
触する状態となる。従って、従来に比べてコンタクト面
積が大きく減少することはない。また露出させる側面３
６の面積によっては。

従来と同じコンタクト部の大きさで実際のコンタクト面
積は従来より大きくすることができる。このことは、従
来と同じコンタクト抵抗ならば、従来よりコンタクト部
の大きさを小さくすることも可能であることを意味する
。

本発明は上記実施例に限られるものではない。

例えば実施例では、コンタクト部のスプリット・パター
ンを電極または配線の幅と等しい線分により構成したが
、電極または配線の幅と全く同じ幅である必要はなく、
それより太い線分あるいは細い線分を用いることができ
る。その池水発明は。

その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施すること
ができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、電極配線のコンタク
ト部をスプリット・パターンとすることにより、この上
にバイアス・スパッタ法やバイアスＥＣＲ法により形成
される層間絶縁膜の段差を抑制し、薄い膜厚で平坦性の
優れた層間絶縁膜を得ることがきる。したがって浅い拡
散層を持つ高密度集積回路の歩留りおよび信頼性向上を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明をゲートアレイに適用し
た実施例の基本セルパターンを示す図。 第２図（ａ）〜（ｄ）は他の実施例の第１の配線パター
ンを示す図、第３図は本発明の詳細な説明するためのコ
ンタクト部の断面構造を示す図。 第４図は従来法による堆積絶縁膜の断面形状を示す図、
第５図は従来のゲートアレイの基本セルパターンを示す
図、第６図は従来の多層配線における下部配線パターン
例を示す図である。 １１．１２・・・拡散層、１３・・・ゲート電極。 １４ａ〜１４ｄ・・・コンタクト部、２１・・・第１の
配Ｒ，２２ａ　〜２２ｄ・・・コンタクト部。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第３図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板上に第１の電極または配線が形成され、この
   上に層間絶縁膜を介して第２の配線が形成され、第２の
   配線がコンタクト孔を介して第１の電極または配線に接
   続された構造を有する半導体装置において、第１の電極
   または配線の第２の配線とのコンタクト部をスプリット
   ・パターンにより構成したことを特徴とする半導体装置
   。