JPH02252236A - Semiconductor device and manufacture of semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device and manufacture of semiconductor device

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JPH02252236A
JPH02252236A JP7318189A JP7318189A JPH02252236A JP H02252236 A JPH02252236 A JP H02252236A JP 7318189 A JP7318189 A JP 7318189A JP 7318189 A JP7318189 A JP 7318189A JP H02252236 A JPH02252236 A JP H02252236A
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semiconductor layer
opening
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Toshiki Hamashima
Kazuo Nishiyama
西山 和夫
Kazuhiro Tajima
田島 和浩
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Abstract

PURPOSE:To reduce contact resistance by forming a P-type impurity region by implanting boron ion, burying a semiconductor layer containing impurity in an aperture part of an insulating layer formed on the impurity region, and performing heat treatment. CONSTITUTION:A P-type impurity region 2 is formed in a semiconductor region 1 of a silicon substrate by implanting boron ion, and an aperture 4 is arranged in an insulating layer 3 composed of SiO2 and the like on the impurity region 2. A semiconductor layer 5 containing impurity is formed by ion-implanting BF2<+> into the aperture 4. By heat-treating said layer from the arrow direction 6, the contact resistance between the region 2 and the semiconductor layer 5 is reduced. By using boron ion in this manner, the growth of polysilicon grain is not restrained at the time of activation RTA, and large grain is grown, so that resistance can be sufficiently reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 以下の順序で本発明を説明する。[Detailed description of the invention] The present invention will be explained in the following order.

産業上の利用分野 発明の概要 従来の技術及び問題点 発明の目的 問題点を解決するための手段 作用 実施例 実施例−1(第1A図、第1 実施例−2(第2A図、第2 第2C図、第2 実施例−3(第3A図、第3 実施例−4(第4A図、第4 実施例−5(第5A図) 実施例−6(第5B図) 発明の効果 B図) B図、 D図) B図) B図) 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置及び半導体装置の製造方法に関す
る。本発明は特に、絶縁層の開口部に半導体層(ないし
は導電層)を形成する半導体装置、またはそのような半
導体装置の製造方法として、利用できるものである。
Industrial Application Field Overview of the Invention Prior Art and Problems Purpose of the Invention Means for Solving the Problems Example-1 (Fig. 1A, 1st Example-2 (Fig. 2A, 2nd Example) Figure 2C, 2nd Example-3 (Figure 3A, 3rd Example-4 (Figure 4A, 4th Example-5 (Figure 5A)) Example-6 (Figure 5B) Effect of the invention B Figure) Figure B, Figure D) Figure B) Figure B) [Field of Industrial Use] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device. The present invention is particularly applicable to a semiconductor device in which a semiconductor layer (or a conductive layer) is formed in an opening of an insulating layer, or a method for manufacturing such a semiconductor device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本出願の請求項1〜3の発明は、P型不純物領域上の絶
縁層に開口部が形成された半導体装置の製造方法におい
て、上記不純物領域または上記開口部中の半導体層をホ
ウ素イオンのイオン注入により形成し、あるいはこれに
熱処理を併用して、コンタクトとして用いる場合の抵抗
を小ならしめるようにしたものである。また本出願の請
求項4の発明は、コンタクト用半導体層と被コンタクト
領域との接触面積を、該半導体層と配線層との接触面積
よりも小さくすることによって、コンタクト抵抗を小さ
くしたものである。また本出願の請求項5の発明は、不
純物領域表面をレーザ照射して熱処理し、この上の絶縁
層の開口部に導電層を形成することによって、抵抗を小
さくしたものである。
The inventions of claims 1 to 3 of the present application provide a method for manufacturing a semiconductor device in which an opening is formed in an insulating layer over a P-type impurity region, in which the impurity region or the semiconductor layer in the opening is ionized with boron ions. It is formed by injection or combined with heat treatment to reduce the resistance when used as a contact. Further, the invention of claim 4 of the present application reduces the contact resistance by making the contact area between the contact semiconductor layer and the contacted region smaller than the contact area between the semiconductor layer and the wiring layer. . Further, the invention of claim 5 of the present application reduces the resistance by heat-treating the surface of the impurity region by laser irradiation and forming a conductive layer in the opening of the insulating layer thereon.

〔従来の技術及び問題点〕[Conventional technology and problems]

従来より、絶縁層に設けられた開口部に半導体等を埋め
込んで導電層とし、例えばコンタクトとして用いたり、
あるいはいわゆるトレンチ(溝型)キャパシタとする等
の技術が提案され、また実用化されている。
Conventionally, a semiconductor or the like is buried in an opening provided in an insulating layer to form a conductive layer, and it is used as a contact, for example.
Alternatively, techniques such as a so-called trench capacitor have been proposed and put into practical use.

一方半導体装置の分野では、微細化・集積化が急速に進
んでいる。かかる微細化等に伴い、上記した開口部への
導電層等の形成技術においても、種々解決すべき問題が
生じている。
On the other hand, in the field of semiconductor devices, miniaturization and integration are progressing rapidly. With such miniaturization, various problems have arisen that need to be solved in the technology for forming a conductive layer or the like in the above-mentioned openings.

例えば、半導体素子の微細化に伴い、アスペクト比の高
い(つまり開口面積に比して深さの大きい)コンタクト
ホールを穴埋めし平坦化する技術が、必要になってきた
。ところがこのように微細化が進行すると、穴埋めして
得る導電部の抵抗が充分には小さくならず、良好なコン
タクトをとれないという問題が出てくる。例えば、穴埋
め平坦化の技術のひとつに、ポリシリコン等の半導体材
料をCVD等により堆積し、その後エッチバックにより
穴埋め平坦化を達成する方法がある。この方法を用いる
場合には、通例、P型半導体(P拡散層)上にポリシリ
コンを堆積し、穴埋めして、該ポリシリコンに不純物を
導入して導電性を付与する。不純物導入の手段としては
、一般に、BF2”をイオン注入し、これを例えばRT
 A (RapidThermal Anneal)等
の熱処理により活性化する。
For example, with the miniaturization of semiconductor devices, a technology for filling and planarizing contact holes with a high aspect ratio (that is, a depth that is large compared to the opening area) has become necessary. However, as miniaturization progresses in this way, a problem arises in that the resistance of the conductive portion obtained by filling the holes is not sufficiently reduced, making it impossible to make good contact. For example, one technique for filling and planarizing the holes is to deposit a semiconductor material such as polysilicon by CVD or the like, and then perform etchback to achieve the planarization. When using this method, polysilicon is typically deposited on a P-type semiconductor (P diffusion layer), holes are filled, and impurities are introduced into the polysilicon to impart conductivity. Generally, as a means of introducing impurities, ion implantation of BF2'' is carried out, and this is subjected to, for example, RT.
It is activated by heat treatment such as A (Rapid Thermal Anneal).

これによりポリシリコンのダレインが充分成長すること
で、低抵抗化が図れる。
As a result, the polysilicon dalein grows sufficiently, and the resistance can be lowered.

しかし、上記したように微細化が進んで例えば上記の如
くアスペクト比の大きい穴を開口部としてこれに導電部
を形成しなけばならない場合には、上記従来技術では必
ずしも導電部の低抵抗化が充分ではなく、コンタクトホ
ール形成のために用いる場合など、良好な接触を得られ
ないことがある。
However, as mentioned above, when miniaturization progresses and, for example, a hole with a large aspect ratio has to be used as an opening and a conductive part is formed therein, the above-mentioned conventional technology does not necessarily reduce the resistance of the conductive part. If this is not sufficient, good contact may not be obtained when used for forming contact holes.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上記問題点を解決して、絶縁層の開口部に導
電部を有する半導体装置、及びそのような半導体装置の
製造方法において、装置が微細化・集積化等した場合で
も、低抵抗の導電部を形成することができる、半導体装
置の製造方法を提供せんとするものである。
The present invention solves the above problems and provides a semiconductor device having a conductive part in an opening of an insulating layer, and a method for manufacturing such a semiconductor device, which can achieve low resistance even when the device is miniaturized and integrated. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can form a conductive part.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

前述した問題点を解決し、上記目的を達成するため、本
出願に係る各発明は、以下の如き技術的手段をとるもの
である。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the above-mentioned objects, each invention according to the present application takes the following technical means.

請求項1に係る発明は、半導体領域にホウ素イオンをイ
オン注入してP型不純物領域を形成する工程と、該P型
不純物領域上に形成した絶縁層の開口部内に不純物を含
有する半導体層を埋め込む工程と、上記P型不純物領域
と上記半導体層の接触抵抗を低減させる熱処理工程とを
具備する半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 1 includes a step of implanting boron ions into a semiconductor region to form a P-type impurity region, and forming a semiconductor layer containing an impurity in an opening of an insulating layer formed on the P-type impurity region. A method of manufacturing a semiconductor device includes a burying step and a heat treatment step of reducing contact resistance between the P-type impurity region and the semiconductor layer.

請求項2に係る発明は、半導体領域に形成されたP型不
純物領域上の絶縁層の開口部内に半導体層を埋め込む工
程と、該半導体層へホウ素イオンをイオン注入する工程
と、熱処理工程とを具備する半導体装置の製造方法であ
る。
The invention according to claim 2 includes a step of embedding a semiconductor layer in an opening of an insulating layer on a P-type impurity region formed in a semiconductor region, a step of ion-implanting boron ions into the semiconductor layer, and a heat treatment step. 1 is a method of manufacturing a semiconductor device comprising:

請求項3に係る発明は、請求項2において、熱処理をレ
ーザ照射により行う半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 3 is a method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the heat treatment is performed by laser irradiation.

請求項4に係る発明は、被コンタク) 9N域上に形成
された絶縁層の開口部に半導体層が埋め込まれ、該半導
体層を介して上記被コンタクト領域と該半導体層上に形
成された配線層とが電気的に接続される半導体装置にお
いて、上記半導体層と上記被コンタク) fiff域と
の接触面積が、上記半導体層と上記配線層との接触面積
より小さいことを特徴とする半導体装置である。
In the invention according to claim 4, a semiconductor layer is embedded in an opening of an insulating layer formed on a contact area (9N), and a wiring formed on the contact area and the semiconductor layer is connected via the semiconductor layer. A semiconductor device in which a contact area between the semiconductor layer and the contact area) is smaller than a contact area between the semiconductor layer and the wiring layer. be.

請求項5の発明は、半導体領域に形成された不純物領域
表面をレーザ照射により熱処理する工程と、該不純物領
域上に形成された絶縁層の開口部に導電層を形成する工
程とを具備する半導体装置の製造方法である。
The invention according to claim 5 provides a semiconductor comprising the steps of heat-treating the surface of an impurity region formed in a semiconductor region by laser irradiation, and forming a conductive layer in an opening of an insulating layer formed on the impurity region. This is a method for manufacturing the device.

〔作 用〕[For production]

本願の請求項1に係る発明は、半導体領域にホウ素イオ
ンをイオン注入してP型不純?Iw4域を形成し、かつ
熱処理工程を有することによって、接触抵抗が低抵抗化
される。
The invention according to claim 1 of the present application is characterized in that boron ions are implanted into a semiconductor region to form a P-type impurity. By forming the Iw4 region and including a heat treatment process, the contact resistance is reduced.

本願の請求項2に係る発明は、半導体領域に形成された
P型不純物領域上の絶縁層の開口部内に埋め込んだ半導
体層へホウ素イオンをイオン注入し、熱処理することに
よって、低抵抗化が達成される。
The invention according to claim 2 of the present application achieves low resistance by implanting boron ions into the semiconductor layer buried in the opening of the insulating layer on the P-type impurity region formed in the semiconductor region and heat-treating the semiconductor layer. be done.

本願の請求項3に係る発明は、請求項2の熱処理をレー
ザ照射により行うことによって、低抵抗化が有効に実現
される。
In the invention according to claim 3 of the present application, the resistance can be effectively reduced by performing the heat treatment according to claim 2 by laser irradiation.

本願の請求項4の発明は、被コンタク) SM域上に形
成された絶縁層の開口部に半導体層が埋め込まれ、該半
導体層を介して上記被コンタクト領域と該半導体層上に
形成された配線層とが電気的に接続される半導体装置に
おいて、上記半導体層と上記被コンタクト領域との接触
面積が、上記半導体層と上記配線層との接触面積よりも
小さいことにより、良好なコンタクトによる低抵抗化と
、微細化が達成できる。
The invention according to claim 4 of the present application is a semiconductor layer formed on an insulating layer formed on a contact area (to be contacted), and a semiconductor layer is embedded in an opening of an insulating layer formed on an SM region, and a semiconductor layer is formed on the contact area and the semiconductor layer via the semiconductor layer. In a semiconductor device in which a wiring layer is electrically connected, the contact area between the semiconductor layer and the contacted region is smaller than the contact area between the semiconductor layer and the wiring layer, so that the contact area is reduced due to good contact. Resistance and miniaturization can be achieved.

本願の請求項5の発明は、半導体領域に形成された不純
物領域表面をレーザ照射により熱処理する工程と、該不
純物領域上に形成された絶縁層の開口部に導電層を形成
する工程とを具備することによって、低抵抗化がなされ
るものである。
The invention of claim 5 of the present application includes the steps of heat-treating the surface of an impurity region formed in a semiconductor region by laser irradiation, and forming a conductive layer in an opening of an insulating layer formed on the impurity region. By doing so, the resistance can be lowered.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について説明する。なお当然のこ
とではあるが、本発明は以下述べる各実施例によりなん
ら限定されるものではない。
Next, examples of the present invention will be described. It should be noted that, as a matter of course, the present invention is not limited in any way by the embodiments described below.

実施例−1 この実施例は、本出願の請求項1に係る発明を具体化し
たもので、当該発明をコンタクトホールをなす開口部に
ポリシリコンを充填し、平坦化して、低抵抗のコンタク
ト部を有する半導体装置が得られるようにして、適用し
たものである。
Example 1 This example embodies the invention according to claim 1 of the present application, and is a low-resistance contact portion by filling polysilicon into an opening forming a contact hole and flattening the polysilicon. The present invention is applied so that a semiconductor device having the following characteristics can be obtained.

本実施例の半導体装置製造方法は、第1A図に工程順に
断面図で示すように、半導体領域lにホウ素イオン(B
゛)をイオン注入してP型不純物領域2を形成する工程
と(この工程後の状態を第1A図(a)に示す)、該P
型不純物領域2上に形成した絶縁層3の開口部4(第1
A図(b)参照)内に不純物を含有する半導体層5を埋
め込む工程と(この工程後の状態を第1A図(C)に示
す)、上記P型不純物領域2と上記半導体層5の接触抵
抗を低減させる熱処理工程(第1A図(d)参照)とを
具備す・る。
In the semiconductor device manufacturing method of this embodiment, as shown in cross-sectional views in the order of steps in FIG. 1A, boron ions (B
A step of ion-implanting the P-type impurity region 2 (the state after this step is shown in FIG. 1A(a));
Opening 4 (first
A process of embedding the semiconductor layer 5 containing an impurity in the semiconductor layer (see FIG. 1A (b)) (the state after this process is shown in FIG. 1A (C)), and contact between the P-type impurity region 2 and the semiconductor layer 5. A heat treatment step (see FIG. 1A (d)) for reducing resistance is included.

本実施例ではこのようにして、P型不純物領域2と、絶
縁層3上に形成される配線等との間のコンタクトを、上
記不純物を含有する半導体層5によりとるようにしたの
である。
In this embodiment, in this way, contact between the P-type impurity region 2 and the wiring formed on the insulating layer 3 is established by the semiconductor layer 5 containing the impurity.

本実施例における半導体領域1は、シリコン基板におけ
るシリコン半導体領域である。また、本実施例において
は、コンタクトホールをなす開口部4に穴埋めされ平坦
化される半導体材料としては、ポリシリコンを用いた。
The semiconductor region 1 in this embodiment is a silicon semiconductor region in a silicon substrate. Furthermore, in this embodiment, polysilicon was used as the semiconductor material to be filled in and planarized in the opening 4 forming the contact hole.

即ち、本実施例について更に具体的に詳述すると、次の
とおりである。
That is, the present example will be described in more detail as follows.

まず第1図(a)に示すように、シリコン基板の半導体
領域1に、ホウ素イオン(Bo)をイオン注入して、P
型不純物領域を形成する。
First, as shown in FIG. 1(a), boron ions (Bo) are ion-implanted into a semiconductor region 1 of a silicon substrate.
Form a type impurity region.

次いで、第1A図(b)に示すようにP型不純物領域2
上に形成した5iOz等より成る絶縁N3に、開口部4
を設ける。これは本実施例では、絶縁層3の材料に応じ
、適宜CVD等の堆積手段と適宜のマスクを用いたエツ
チング技術などを用いて、この開口部4を任意に形成す
るようにできる。このようなP型不純物頌域2上の開口
部4に、本実施例ではポリシリコンを堆積し、穴埋め・
平坦化する。この手段も、ポリシリコンの堆積に通常用
いられるCVD等の手段を任意に用いることができ、ま
た平坦化についても、エッチバックなどの一般的な手法
を用いることができる。本実施例では、該ポリシリコン
に不純物を含有させるため、適宜の不純物導入を行うが
、ここではBF2+をイオン注入して、これによりポリ
シリコンに不純物を導入して、不純物を含有する半導体
層5とした。これにより第1A図(C)の構造を得る。
Next, as shown in FIG. 1A (b), a P-type impurity region 2 is formed.
An opening 4 is formed in the insulation N3 made of 5iOz or the like formed above.
will be established. In this embodiment, the opening 4 can be formed arbitrarily depending on the material of the insulating layer 3 by using an appropriate deposition method such as CVD and an etching technique using an appropriate mask. In this embodiment, polysilicon is deposited in the opening 4 above the P-type impurity region 2, and the hole is filled and
Flatten. For this purpose, any means such as CVD commonly used for depositing polysilicon can be used, and for planarization, a general method such as etch-back can be used. In this embodiment, appropriate impurity introduction is performed in order to contain impurities in the polysilicon. Here, BF2+ is ion-implanted, thereby introducing impurities into the polysilicon, and forming a semiconductor layer 5 containing impurities. And so. As a result, the structure shown in FIG. 1A (C) is obtained.

Boのイオン注入の手段を用いることもできる。It is also possible to use Bo ion implantation.

但し、このように純ポリシリコンに不純物をイオン注入
して不純物の導入を行うのでなく、予め不純物がドープ
されているドープドポリシリコン(D OP OSと称
される)を用い、これを堆積すること等により、不純物
を含有する半導体層5を得るように実施することもでき
る。
However, instead of introducing impurities by ion-implanting impurities into pure polysilicon in this way, doped polysilicon (referred to as DOP OS) that has been doped with impurities in advance is used and deposited. For example, the semiconductor layer 5 containing impurities can be obtained.

次に熱処理工程として、例えばP T A (Rapi
dThermal Anneal)を行い、これにより
活性化して、P型不純物領域2と不純物を含有する半導
体層5との接触抵抗を低減させる。第1A図+dl中、
矢印6をもって、かかる熱処理を模式的に示す。
Next, as a heat treatment step, for example, PTA (Rapi
dThermal Anneal) is performed, thereby activating and reducing the contact resistance between the P-type impurity region 2 and the semiconductor layer 5 containing impurities. In Figure 1A + dl,
Such heat treatment is schematically shown with arrow 6.

上記構成によって、抵抗の低いコンタクトをとることが
可能になる。
The above configuration makes it possible to make a contact with low resistance.

この構成により低抵抗化が図れるのは、次のような機構
によるものと考えられる。
The reason why this configuration can achieve low resistance is considered to be due to the following mechanism.

P型拡散層等のP型不純物領域上に、ポリシリコンをC
VD法等により堆積し、その後エッチバックにより穴埋
め・平坦化を行う従来技術にあっては、上記P型不純物
領域を形成する時にはBFg”をイオン注入することが
一般的であった。通常、このようなP型不純物領域上に
堆積・穴埋めした上記ポリシリコンに例えばイオン注入
(BP t ”のイオン注入など)を行い、例えばRT
Aにより活性化すると、ポリシリコンのグレインが充分
成長すれば低抵抗化が図れるが、上記の如きP型不純物
領域上では、充分にポリシリコンのグレインが成長しな
い。これはP型不純物領域形成の際、Bp!”のイオン
注入では、ダメージ層がシリコン表面近傍にできるため
、グレイン成長を抑えてしまうためと考えられる。
Polysilicon is deposited on P-type impurity regions such as P-type diffusion layers.
In the conventional technique of depositing by VD method etc. and then filling and planarizing by etching back, it was common to ion-implant BFg'' when forming the above-mentioned P-type impurity region. For example, ion implantation (BP t '' ion implantation, etc.) is performed on the polysilicon deposited and filled on the P-type impurity region, and then RT
When activated by A, the resistance can be lowered if polysilicon grains grow sufficiently, but polysilicon grains do not grow sufficiently on the P-type impurity region as described above. This is due to Bp! when forming a P-type impurity region. This is thought to be because in ion implantation, a damaged layer is formed near the silicon surface, which suppresses grain growth.

これに対し本出願の請求項1の発明では、P型不純物領
域を形成するのにBF2+イオンではなく、Boを用い
ており、これによれば、例えば活性化RTA時にポリシ
リコンのグレインの成長は抑制されず、大きなグレイン
が成長すると考えられ、よって充分な低抵抗化が達成さ
れるものである。
On the other hand, in the invention of claim 1 of the present application, Bo is used instead of BF2+ ions to form the P-type impurity region, and according to this, for example, the growth of polysilicon grains is prevented during activation RTA. It is thought that large grains grow without being inhibited, and thus a sufficiently low resistance can be achieved.

これを裏付ける事実として、P型不純物領域であるP型
半導体(拡散N)に、An−3i合金配線をコンタクト
を設けて接触させた場合、BF2”イオンのイオン注入
により得たP型頭域10a上であると第1B図の(a)
のように周辺からシリコンが成長するStノジュールl
laが成長するのに対し、Bo−イオンのイオン注入に
より得たP型領域上では、第1B図の(b)の如く、P
型領域上に密着した結晶性の良いSiノジュールllb
が成長するというように、ノジュールの成長が異なると
いう報告がなされている。
A fact supporting this is that when an An-3i alloy wiring is brought into contact with a P-type semiconductor (diffused N), which is a P-type impurity region, a P-type head region 10a obtained by ion implantation of BF2'' ions If it is above, (a) in Figure 1B
St nodule l where silicon grows from the periphery as in
On the P type region obtained by ion implantation of Bo- ions, P la grows as shown in FIG. 1B (b).
Si nodule llb with good crystallinity tightly attached to the mold region
It has been reported that nodules grow differently.

上記のように本実施例によれば、半導体素子における配
線と、シリコン基板のP型不純物領域(P型半導体)と
を結合するために開けた開口部(コンタクトホール)を
ポリシリコンにより穴埋め・平坦化する場合に、それに
先立ってシリコン基板に形成するP型不純物領域の形成
に、ホウ素イオン(B1)のイオン注入を用いることに
より、配線とシリコン基板との接触抵抗を充分に低減せ
しめることができる。
As described above, according to this embodiment, the opening (contact hole) made to connect the wiring in the semiconductor element and the P-type impurity region (P-type semiconductor) of the silicon substrate is filled with polysilicon and flattened. By using ion implantation of boron ions (B1) to form a P-type impurity region in the silicon substrate prior to this, the contact resistance between the wiring and the silicon substrate can be sufficiently reduced. .

実施例−2 この実施例は、本出願の請求項2に係る発明を具体化し
たものである。本実施例は特に、コンタクトホールをな
す開口部に、ポリシリコンを埋め込み平坦化する場合の
技術に、本発明を適用したものである。
Example 2 This example embodies the invention according to claim 2 of the present application. In this embodiment, the present invention is particularly applied to a technique for filling and planarizing polysilicon into an opening forming a contact hole.

以下第2A図を参照して、本実施例について説明する。This embodiment will be described below with reference to FIG. 2A.

本実施例に係る半導体装置の製造方法は、半導体領域l
に形成されたP型不純物領域2上の絶縁層3の開口部4
(第2A図(al参照)内に半導体層5を埋め込む工程
(この工程後の状態を第2A図(b)に示す)と、該半
導体層5ヘホウ素イオンをイオン注入する工程(第2A
図(C)参照)と、熱処理工程(第2A図(d)参照)
とを具備する。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to this embodiment, a semiconductor region l
Opening 4 of insulating layer 3 on P-type impurity region 2 formed in
(The step of embedding the semiconductor layer 5 in FIG. 2A (see al) (the state after this step is shown in FIG. 2A (b)) and the step of ion-implanting boron ions into the semiconductor layer 5 (see FIG. 2A)
(See Figure (C)) and heat treatment process (See Figure 2A (d))
and.

更に詳しくは、本実施例においては、半導体領域1であ
るシリコン基板に、ソース/ドレインイオン注入を施し
てP型ドーピング層を得、これをP型不純物領域2とし
、更にこの上に8000人の膜厚で二酸化シリコン膜を
形成してこれを絶縁層3とする。この絶縁層3は眉間膜
として機能し得るものである。該絶縁層3に開口部4を
適宜手段により形成し、これをコンタクトホールとする
。これにより第2A図(a)の構造が得られる。
More specifically, in this example, a P-type doped layer is obtained by implanting source/drain ions into a silicon substrate, which is a semiconductor region 1, and this is used as a P-type impurity region 2. A silicon dioxide film is formed to a certain thickness, and this is used as the insulating layer 3. This insulating layer 3 can function as a glabellar membrane. An opening 4 is formed in the insulating layer 3 by an appropriate means, and this is used as a contact hole. As a result, the structure shown in FIG. 2A (a) is obtained.

次に上記開口部4に半導体層5を埋め込むのであるが、
本実施例においてはポリシリコンを埋め込み、特にLP
(低圧)CVD法に′よりポリシリコンを5000人堆
積して、これをエッチバックすることにより、穴埋め、
及び平坦化を達成して、埋め込みを行う。これにより、
第2A図(b)の構造が得られる。
Next, the semiconductor layer 5 is buried in the opening 4.
In this example, polysilicon is buried, especially LP.
By depositing 5,000 layers of polysilicon using the (low-pressure) CVD method and etching it back, the holes were filled.
and planarization and embedding. This results in
The structure shown in FIG. 2A(b) is obtained.

次にこの半導体層5に、第2A図(C)に模式的に示す
ように、ホウ素イオンB゛をイオン注入する。
Next, boron ions B' are implanted into this semiconductor layer 5, as schematically shown in FIG. 2A (C).

ここではホウ素イオンB+を、30KeV 、 ドース
量I XIO”/cIaの条件で、ドーピングした。(
従来はBF2”を60KeV 、  ドース量I X1
0”/cjテF−7”するのが通常であった)。
Here, boron ions B+ were doped under the conditions of 30 KeV and a dose of IXIO''/cIa.
Conventionally, BF2" was 60KeV and the dose I
0"/cjteF-7").

次に本実施例での熱処理(第2A図(dl参照)は、R
TAを、1100℃、窒素中、10秒の条件で行った。
Next, the heat treatment in this example (Fig. 2A (see dl) is shown in R
TA was performed at 1100° C. in nitrogen for 10 seconds.

これにより活性化、拡散を施して、P型不純物拡散領域
2′を得るようにした。
As a result, activation and diffusion were performed to obtain a P-type impurity diffusion region 2'.

上記第2A図(d)までの工程の後、適宜上記配線を形
成する。例えばAJ!−3i合金(St含有率が1%)
 /T i ON/T iの配線層を形成する。
After the steps up to FIG. 2A (d), the wirings are formed as appropriate. For example, AJ! -3i alloy (St content 1%)
/T i ON/T i wiring layer is formed.

なお本実施例において、第2A図(C)の前段階、つま
りホウ素イオンのイオン注入の前に、高エネルギーのホ
ウ素イオンのイオン注入を行えば、更にコンタクト抵抗
を小さくすることができる。
In this embodiment, if high-energy boron ions are implanted before the step shown in FIG. 2A (C), that is, before the boron ion implantation, the contact resistance can be further reduced.

本実施例の効果を、第2A図(C)の段階におけるイオ
ン注入を、BF?のイオン注入で行った場合と、B+の
イオン注入(本発明の場合)で行った場合とで比較して
示すのが、第2B図及び第2C図である。
The effects of this example can be summarized as follows: BF? FIGS. 2B and 2C show a comparison between the case of B+ ion implantation and the case of B+ ion implantation (in the case of the present invention).

即ち、第2B図は、コンタクト面積とコンタクト抵抗と
の関係を示すグラフであり、同図の1が、ホウ素イ第2
B+、を30KeV 、ドース量I XIO”/cdの
条件でイオン注入してドープした本発明の場合のグラフ
であり、■が、BF2+を60KeV 、  ドースM
l×101th/C1aの条件でイオン注入してドープ
した比較の場合のグラフである。各々のグラフは、各々
の場合の測点値(黒塗りの逆三角形が本発明の場合であ
り、白抜きの三角形が比較の場合のデータである。)を
もとにして得たものである。ポリシリコンのエッチバッ
ク条件は、両者とも、ジャストエッチの条件に更に1分
間エツチングを続ける条件とした。グラフIとグラフ■
との対比から明らかなように、本発明の場合(グラフ■
)は、比較の場合(グラフ■)に比して、同一のコンタ
クト面積であると、コンタクト抵抗が低くなっており、
抵抗値が改善されていることがわかる。この例では、約
38%の改善がなされている。
That is, FIG. 2B is a graph showing the relationship between contact area and contact resistance, and 1 in the same figure is boron
This is a graph for the case of the present invention in which B+ is doped by ion implantation under the conditions of 30 KeV and a dose of I
This is a graph for comparison when doping was performed by ion implantation under the condition of 1×10 1 th/C1a. Each graph was obtained based on the measurement point values for each case (black inverted triangles are data for the present invention, white triangles are data for comparison). . The etch-back conditions for polysilicon in both cases were such that etching was continued for 1 minute in addition to the just etch conditions. Graph I and graph■
As is clear from the comparison with
) has lower contact resistance when the contact area is the same compared to the comparison case (graph ■).
It can be seen that the resistance value has been improved. In this example, an improvement of about 38% is achieved.

二のように、BF?を81に変えることで、40%程度
の低抵抗化が可能となる。
Like two, BF? By changing the value to 81, it is possible to lower the resistance by about 40%.

これは、次のような作用によると考えられる。This is thought to be due to the following effects.

即ち、第2C図は、ドース量とシート抵抗(ポリシリコ
ン/SiO□のシート抵抗)の値の関係を示したもので
あり、■がホウ素イオンB゛を30KeVでイオ注入し
た本発明の場合のグラフ、■がBF?を60にeVでイ
オン注入した比較の場合のグラフである。いずれの場合
も、ポリシリコンの膜厚は8000人とし、また、活性
化は、窒素雰囲気下10秒間、1100℃で赤外加熱す
ることにより行った。ドース量はともに2X10”/c
1iである。グラフ■とグラフ■との対比から明らかな
ように、同一のドース量であれば、本発明の方が低いシ
ート抵抗値を得ることができるものである。約25%の
改善があることがわかる。
That is, Fig. 2C shows the relationship between the dose and the sheet resistance (sheet resistance of polysilicon/SiO□), where ■ indicates the case of the present invention in which boron ions B were implanted at 30 KeV. Graph, ■ is BF? This is a graph for comparison when ions were implanted at 60 eV. In each case, the thickness of the polysilicon film was 8000 mm, and activation was performed by infrared heating at 1100° C. for 10 seconds in a nitrogen atmosphere. Both dose amounts are 2X10”/c
1i. As is clear from the comparison between graph (2) and graph (2), if the dose is the same, the present invention can obtain a lower sheet resistance value. It can be seen that there is an improvement of about 25%.

なお第2C図には、I、IVの各場合について、加熱を
窒素雰囲気下、900°Cで20秒間行った場合につい
てのデータを、それぞれ符号V、 Vlで示す。
In FIG. 2C, data for cases I and IV in which heating was performed at 900° C. for 20 seconds in a nitrogen atmosphere are indicated by symbols V and Vl, respectively.

このような場合についても、本発明の方が低抵抗化を実
現できていることわかる。
It can be seen that even in such a case, the present invention is able to achieve lower resistance.

また、第2D図に示すのは、Al−3i(1%)/S 
i/T i ON/T i構造(第1層Af)と、ポリ
シリコンとのコンタクト抵抗評価で、横軸にコンタクト
面積、縦軸に抵抗値をとったものであるが、白丸で示す
BFz+のイオン注入の場合のグラフ■に対し、黒丸で
示すBoのイオン注入を行った本発明に係る場合のグラ
フ■の方が、低抵抗になっていることがわかる。
Also, shown in Figure 2D is Al-3i (1%)/S
In the evaluation of the contact resistance between the i/T i ON/T i structure (first layer Af) and polysilicon, the horizontal axis represents the contact area and the vertical axis represents the resistance value. It can be seen that in contrast to the graph (2) in the case of ion implantation, the graph (2) in the case of the present invention in which Bo ion implantation is performed, which is indicated by a black circle, has a lower resistance.

上記第2C図、第2D図を用いて説明したことより、第
2B図に示す如くコンタクト抵抗が低くなるという本発
明の効果がもたらされるものと推定される。
From what has been explained using FIGS. 2C and 2D above, it is presumed that the effect of the present invention is that the contact resistance is reduced as shown in FIG. 2B.

上述のように本実施例によれば、ポリシリコンから成る
半導体層による開口部の穴埋め・平坦化を用いる半導体
装置の製法にお、いて、P型不純物領域であるP型半導
体(拡散層)上のコンタクトに埋め込まれた該ポリシリ
コンへイオン注入してドーピングする不純物として、従
来のBF2+ではなく、ホウ素イオンB9を用いること
により、コンタクト抵抗の低抵抗化を実現できる。
As described above, according to this embodiment, in a method for manufacturing a semiconductor device that uses a semiconductor layer made of polysilicon to fill and planarize an opening, a layer on a P-type semiconductor (diffusion layer), which is a P-type impurity region, is used. By using boron ions B9 instead of the conventional BF2+ as an impurity to be ion-implanted and doped into the polysilicon buried in the contact, the contact resistance can be reduced.

実施例−3 この実施例は、本出願の請求項3に係る発明を具体化し
たものであり、特に、P型不純物領域上の開口部のポリ
シリコンによる穴埋めに対し、ホウ素イオンB+のイオ
ン注入と、レーザアニールを組み合わせることにより、
コンタクト抵抗の低減を実現するように構成したもので
ある。
Example 3 This example embodies the invention according to claim 3 of the present application, and in particular, ion implantation of boron ions B+ was performed to fill the opening on the P-type impurity region with polysilicon. By combining and laser annealing,
This structure is designed to reduce contact resistance.

本実施例は、第3A図に示す如く、半導体領域lに形成
されたP型不純物領域2上の絶縁713の開口部4内に
半導体層5を埋め込む工程を有し、この工程後の状態を
示すのが第3A図(a)であるが、更に本実施例は、該
半導体層5ヘホウ素イオンB゛をイオン注入する工程(
第3A図(b)参照)を有する。更に、本実施例では、
熱処理工程としてのレーザ照射を行うが、これは例えば
エキシマレーザ等にはレーザアニールを行う(第3A図
(e)参照)。
As shown in FIG. 3A, this embodiment includes a step of embedding a semiconductor layer 5 in an opening 4 of an insulator 713 on a P-type impurity region 2 formed in a semiconductor region 1, and the state after this step is as follows. As shown in FIG. 3A (a), this embodiment further includes a step of implanting boron ions B into the semiconductor layer 5 (
(See FIG. 3A(b)). Furthermore, in this example,
Laser irradiation is performed as a heat treatment step, and for example, laser annealing is performed for excimer laser or the like (see FIG. 3A (e)).

更に詳しくは、本実施例は、シリコン基板である半導体
領域lの絶縁層3に、前記各実施例においても述べた如
く、適宜の手段により、開口部4を形成し、該開口部4
にポリシリコンを埋め込んで半導体層5を形成する。こ
の、ポリシリコン穴埋め形成工程後の断面状態が第3A
図(a)である。
More specifically, in this example, an opening 4 is formed in the insulating layer 3 of the semiconductor region l, which is a silicon substrate, by an appropriate means as described in each of the above examples.
A semiconductor layer 5 is formed by embedding polysilicon. This cross-sectional state after the polysilicon hole filling process is 3A.
It is figure (a).

次に、第3 A (b)に符号7で略示するように、ホ
ウ素イオンB1をイオン注入する。例えば、B”を30
KeV、 ドース量2X101b程度でイオン注入する
。なおこの際、B+の高エネルギーイオン注入を施して
も良い。
Next, boron ions B1 are implanted into the third A(b) as shown schematically by reference numeral 7. For example, B” is 30
KeV, ion implantation is performed at a dose of approximately 2×101b. At this time, high-energy B+ ion implantation may be performed.

次に、RTA等の加熱手段等により活性化を行い、第3
A図(C)の如くP型拡散層2′を形成する。
Next, activation is performed by heating means such as RTA, and the third
A P-type diffusion layer 2' is formed as shown in Figure A (C).

次に本実施例においては、A1等により反射膜81を形
成する。この反射膜81には、該当するコンタクト部に
、開口82を設ける。これにより、第3A図(d)の構
造を得る。
Next, in this embodiment, a reflective film 81 is formed using A1 or the like. This reflective film 81 is provided with an opening 82 at the corresponding contact portion. As a result, the structure shown in FIG. 3A (d) is obtained.

次に第3A図(81に示すように、レーザアニールを施
す。例えばエキシマレーザを好ましく用いることができ
る。本実施例では、0.7J/catでレーザ照射を行
った。図中、符号9にて、レーザ照射を模式的に示した
。これにより、第3A図(e)に略示する如く半導体層
5の表面層が高活性化層5′となる。
Next, as shown in FIG. 3A (81), laser annealing is performed. For example, an excimer laser can be preferably used. In this example, laser irradiation was performed at 0.7 J/cat. In the figure, reference numeral 9 indicates The laser irradiation is schematically shown below, whereby the surface layer of the semiconductor layer 5 becomes a highly activated layer 5' as schematically shown in FIG. 3A (e).

次いで、反射膜81を剥離し、A1等の配線層8′を形
成して、第3A図(f)の構造を得る。
Next, the reflective film 81 is peeled off and a wiring layer 8' such as A1 is formed to obtain the structure shown in FIG. 3A (f).

本実施例にあっては、ホウ素イオンB゛を用いること、
及び全体の活性化に加え、レーザ照射によるアニールを
用い、半導体層5であるポリシリコン表面の活性化率を
高めることができるので、充分な低抵抗化が達成できる
In this example, boron ion B is used;
In addition to the overall activation, annealing by laser irradiation can be used to increase the activation rate of the polysilicon surface that is the semiconductor layer 5, so that a sufficiently low resistance can be achieved.

例えば本実施例の結果では、ポリシリコン穴埋めの厚さ
が8000人程度と厚くなっても、コンタクト抵抗は、
開口部4の径が0.6μmφで65Ωであり、充分10
0Ωを下回り、また0、4μmφでも135Ω程度であ
るので、0.35μmルールまで使用可能である。
For example, the results of this example show that even if the thickness of the polysilicon hole filling is as thick as about 8,000, the contact resistance is
The diameter of the opening 4 is 0.6μmφ and 65Ω, which is a sufficient resistance of 10
Since it is less than 0Ω and is about 135Ω even at 0.4 μmφ, it can be used up to the 0.35 μm rule.

これは、従来技術において、N型半導体上のコンタクト
ではリンPの固溶限が大きいので、ドース量を増やす等
して低抵抗化が容易であるのに対し、P型半導体上のコ
ンタクトでは、ホウ素Bの固溶限がPはど大きくな(、
例えば、1100°C110秒の、N、 、R,TAを
用いると、BF、+イオン注入では、ドース量I X1
0”Cl11−”と2X10”Ca1−”とで、抵抗が
大幅に異なることはなく、従って、例えば8000人の
深さのコンタクトホールへのポリシリコン穴埋めでは、
0.6μmφでさえ100Ωを下回ることはなかったこ
とに比し、格段の改善である。
This is because in the conventional technology, the solid solubility limit of phosphorus P is large in contacts on N-type semiconductors, so it is easy to lower the resistance by increasing the dose, whereas in contacts on P-type semiconductors, The solid solubility limit of boron B is as large as P (,
For example, when using N, , R, TA at 1100°C for 110 seconds, in BF, + ion implantation, the dose amount I
There is no significant difference in resistance between 0"Cl11-" and 2X10"Ca1-", so for example when filling a polysilicon hole into a contact hole 8000 people deep,
This is a significant improvement compared to the case where even 0.6 μmφ did not fall below 100Ω.

次に掲げる表は、開口部がポリシリコンにより穴埋めさ
れた場合のコンタクト抵抗を、各種のホールサイズにつ
いて、各種のパワーでレーザ処理した場合を示すもので
あるが、これから、レーザ処理による効果は明らかであ
ろう。例えば、レーザ処理無しの場合に対し、0.7J
/c−の処理をしコンタクト抵抗(単位二オーム) また、第3B図は、本実施例において、コンタクト面積
とコンタクト抵抗との関係を前記説明した第2B図にな
らって、各測定点をとって、これをもとに直線で表した
もの(各測定点の図示は省略)であり、図は符号IXa
は、BF2+をドース量2XIO”cm−”でイオン注
入した場合、IXbは、B+を同2 x 1016 c
「2及びBoを240KeVで同lXl0”に更に実施
例の如くレーザアニールを施した本発明に係る場合のデ
ータである。グラフIXbとIXcの比較より、本発明
の効果が理解されよう。
The following table shows the contact resistance when the opening is filled with polysilicon and is treated with laser at various powers for various hole sizes.From this, the effect of laser treatment is clear. Will. For example, compared to the case without laser treatment, 0.7J
/c- treatment and contact resistance (unit: 2 ohms) In addition, Fig. 3B shows the relationship between the contact area and contact resistance in this example when each measurement point was taken following Fig. 2B, which explained the relationship between the contact area and the contact resistance. Based on this, it is expressed by a straight line (the illustration of each measurement point is omitted), and the figure is designated by the symbol IXa.
When BF2+ is ion-implanted at a dose of 2XIO"cm-", IXb is the same as B+ at 2 x 1016 c
This is data in the case of the present invention in which "2 and Bo were subjected to laser annealing at 240 KeV and 1X10" as in the example. The effects of the present invention can be understood from a comparison of graphs IXb and IXc.

実施例−4 次に、実施例−4を説明する。この実施例は、本出願の
請求項4に係る発明を具体化したものであり、特に、被
コンタクト領域上の開口部に半導体層としてポリシリコ
ンを穴埋めしてコンタクトとして用いた半導体素子にお
いて、コンタクト抵抗を低減し、シリコン基板等の半導
体領域との接触面積を小さくし、集積度を上げるように
具体化したものである。
Example 4 Next, Example 4 will be described. This embodiment embodies the invention according to claim 4 of the present application, and is particularly applicable to a semiconductor element in which polysilicon is used as a contact by filling an opening above a contact region with polysilicon as a semiconductor layer. It is designed to reduce resistance, reduce the contact area with a semiconductor region such as a silicon substrate, and increase the degree of integration.

本実施例は、第4A図(d)に示すように、被コンタク
ト領域2上に形成された絶縁層3の開口部4に半導体N
5が埋め込まれ、該半導体層5を介して上記被コンタク
ト領域2と該半導体層上に形成された配線層8とが電気
的に接続される半導体装置において、上記半導体層5と
上記コンタク) ?iff域2との接触面積S1が、上
記半導体M5と上記配線層8との接触面積S2よりも小
さいことを特徴とする半導体装置である。
In this embodiment, as shown in FIG. 4A(d), semiconductor N
5 is embedded, and the contact region 2 and the wiring layer 8 formed on the semiconductor layer are electrically connected via the semiconductor layer 5. This semiconductor device is characterized in that a contact area S1 with the IF region 2 is smaller than a contact area S2 between the semiconductor M5 and the wiring layer 8.

本実施例の半導体装置は、被コンタクト領域2が、半導
体領域1であるシリコン基板中に形成されたソース・ド
レイン領域であり、絶縁層5は、層間膜などをなすSi
O□等であり、また、半導体層5は、ポリシリコンの埋
め込みによって形成したものである。
In the semiconductor device of this embodiment, the contact region 2 is a source/drain region formed in a silicon substrate, which is the semiconductor region 1, and the insulating layer 5 is made of Si, which is an interlayer film or the like.
0□, etc., and the semiconductor layer 5 is formed by embedding polysilicon.

本実施例の半導体装置は、第4A図(a)〜(d)に示
す工程で製造することができる。
The semiconductor device of this example can be manufactured through the steps shown in FIGS. 4A (a) to (d).

まず第4A図(a)に示すように、コンタクトホールと
なる開口部4を開口する。この開口部4の大きさは、従
来形成していたコンタクトホールの面積41より、やや
大きめに開ける。即ち、従来要されると考えられている
本来の大きさより、やや大きくする。本例は、素子間分
離領域としてSingのLOCO3IIを有する構造に
本発明を通用したが、開口部4を大きめにすることによ
り、開口部4が図の如(LOGOSエッヂ等にかかって
もよい。
First, as shown in FIG. 4A (a), an opening 4 that will become a contact hole is opened. The size of the opening 4 is made slightly larger than the area 41 of the conventionally formed contact hole. That is, it is made slightly larger than the original size conventionally thought to be necessary. In this example, the present invention was applied to a structure having Sing's LOCO3II as an element isolation region, but by making the opening 4 larger, the opening 4 may extend over the LOGOS edge, etc. as shown in the figure.

次に、Sin、等をCVDL、次いでエッチバックする
(以上図示せず)ことによって、開口部4に、サイドウ
オール42を形成して、第4A図(b)の構造を得る。
Next, a sidewall 42 is formed in the opening 4 by CVDL and then etching back (not shown) to obtain the structure shown in FIG. 4A (b).

次いで適宜手段により開口部4にポリシリコンを穴埋め
し平坦化して、ポリシリコンより成る半導体層5を有す
る第4A図(C)の構造を得る。
Next, the opening 4 is filled with polysilicon and planarized using an appropriate means to obtain the structure shown in FIG. 4A (C) having a semiconductor layer 5 made of polysilicon.

適宜活性化の後、配置a層(Ajl!等でよい)を形成
する。
After appropriate activation, an arrangement a layer (may be Ajl! etc.) is formed.

この結果、半導体層5とコンタクト領域2との接触面積
Slが、半導体層5と配線層2との接触面S2よりも小
さい、第4A図(d)の構造を得ることができる。
As a result, it is possible to obtain the structure shown in FIG. 4A (d) in which the contact area S1 between the semiconductor layer 5 and the contact region 2 is smaller than the contact area S2 between the semiconductor layer 5 and the wiring layer 2.

コンタクトホールをなす開口部4の形状は任意であり、
例えば、テーパー付きのコンタクトホール形状であって
もよい。
The shape of the opening 4 forming the contact hole is arbitrary;
For example, the contact hole may have a tapered shape.

例えば、第4B図(a)〜(C)に示すようなものであ
ってよい。
For example, it may be as shown in FIGS. 4B (a) to (C).

本実施例は上記のように、配線層8とシリコン基板等に
おける拡散層等のコンタクト領域2とを結ぶコンタクト
ホールをなす開口部4を、ポリシリコンの埋め込み等に
より半導体層5を形成して成る半導体素子において、開
口部4の配線層8がわの開口面積をコンタクト領域2が
わの開口面積よりも大きくし、これによって半導体層5
とコンタク)I域2との接触面積が、半導体領域5と配
線層8との接触面積よりも小さくなるようにしたもので
ある。
In this embodiment, as described above, the semiconductor layer 5 is formed by filling the opening 4 which forms the contact hole between the wiring layer 8 and the contact region 2 such as a diffusion layer in a silicon substrate etc. with polysilicon. In the semiconductor device, the opening area of the opening 4 on the wiring layer 8 is made larger than the opening area on the contact region 2, so that the semiconductor layer 5
(and contact) The contact area with the I region 2 is smaller than the contact area between the semiconductor region 5 and the wiring layer 8.

この結果、コンタクト抵抗低減が低減できる。As a result, the reduction in contact resistance can be reduced.

メタル配線等の配線層8と、ポリシリコン等の半導体層
5とのコンタクト面積が広いからである。
This is because the contact area between the wiring layer 8 such as metal wiring and the semiconductor layer 5 such as polysilicon is large.

なお一般に配線層8の寸法は開口部4のホールの大きさ
より大きいので、通例開口部4の上下の大きさが、各々
のコンタクト面積を規定することになる。
Note that since the dimensions of the wiring layer 8 are generally larger than the hole size of the opening 4, the vertical dimensions of the opening 4 usually define the respective contact areas.

また、コンタクトホールをなす開口部4を形成する時は
、従来より大きく開口すればよく、限界値よりも大きく
開けられるという点で、有利である。
Furthermore, when forming the opening 4 forming the contact hole, it is advantageous in that it is only necessary to make the opening larger than the conventional one, and the opening can be made larger than the limit value.

また上記具体例の如くサイドウオール等を用いると、限
界解像度より小さなコンタクト面積(コンタクトホール
2がわ)で作製でき、集積化ができる。
Furthermore, if a sidewall or the like is used as in the above-mentioned specific example, the contact area (near the contact hole 2) can be made smaller than the critical resolution, and integration can be achieved.

従来、ポリシリコン等による穴埋め・平坦化技術にあっ
ては、これを配線の接続用にすると、■ポリシリコン/
シリコンのコンタクト抵抗■ポリシリコンの抵抗 ■配線/ポリシリコンのコンタクト抵抗の内、■の抵抗
が大きく、これがコンタクトホールを規定するものにな
っていたが、請求項4に係る本構成では、この■の抵抗
を低くして、全体の低抵抗化を実現できる。
Conventionally, hole filling and planarization technology using polysilicon, etc., has been used for wiring connections.
Among the contact resistance of silicon, the resistance of polysilicon, and the wiring/polysilicon contact resistance, resistance (2) is large and defines the contact hole. It is possible to lower the overall resistance by lowering the resistance.

また、リソグラフィー技術において、微細化が進むと、
微小なコンタクトホール形成が難しくなり、このため、
素子の中で用いられる最小線幅より若干大きめのコンタ
クトホール形成になるのが普通であって、通常、ライン
・アンド・スペースの1.3〜1.4倍が限度と言われ
ているが、このような状況でも、この請求項4の技術は
、当初開口する開口部4は大きめに設定できるので、問
題ない。
In addition, as lithography technology progresses in miniaturization,
It becomes difficult to form minute contact holes, and as a result,
It is normal to form a contact hole with a width slightly larger than the minimum line width used in the device, and it is said that the limit is usually 1.3 to 1.4 times the line and space width. Even in such a situation, there is no problem with the technique of claim 4 because the opening 4 that is initially opened can be set to be larger.

かつ、半導体装置において、コンタクトホールがLOG
OSエッヂや、ゲートのサイドウオールにかかると半導
体素子特性に悪影響があり、例えばLOCOSエッヂに
かかると、リーク電流が増えるという問題があるが、上
述の如く、本構成であれば、この問題も解決される。
In addition, in a semiconductor device, the contact hole is LOG
If it gets on the OS edge or gate sidewall, it will have a negative effect on the semiconductor device characteristics, and if it gets on the LOCOS edge, for example, there is a problem of increased leakage current, but as mentioned above, this configuration solves this problem. be done.

実施例−5 次に、実施例−5を説明する。この実施例は、本出願の
請求項5に係る本発明を具体化したものであり、配線層
と不純物領域(P型、N型拡散層等)とのコンタクト抵
抗を低減した半導体装置の製造方法として具体化したも
のである。特に、タングステン(W)の選択CVD法に
よる穴埋め平坦化の場合に適用したものである。
Example 5 Next, Example 5 will be described. This example embodies the present invention according to claim 5 of the present application, and is a method for manufacturing a semiconductor device in which the contact resistance between a wiring layer and an impurity region (P-type, N-type diffusion layer, etc.) is reduced. This is what has become concrete. In particular, it is applied to hole-filling and planarization of tungsten (W) by selective CVD.

この実施例は、第5A図に例示(後記実施例−6に係る
第5B図も同様)した如く、半導体領域lに形成された
不純物領域2表面をレーザ照射により熱処理する工程と
、該不純物領域2上に形成された絶縁層3の開口部4に
導電層51を形成する工程とを具備するものである。
As illustrated in FIG. 5A (the same applies to FIG. 5B related to Example-6 described later), this embodiment includes a step of heat-treating the surface of an impurity region 2 formed in a semiconductor region 1 by laser irradiation, and a step of heat-treating the surface of an impurity region 2 formed in a semiconductor region 2, forming a conductive layer 51 in the opening 4 of the insulating layer 3 formed on the insulating layer 3.

詳しくは、本実施例は、常法に従いソース・ドレイン形
成用イオン注入を施し、接合形成用の拡散を施して、第
5A図(a)の如く不純物領域2を形成する。不純物質
領域2は、いわゆるLDD構造をとってもよい。図中、
11はロコス領域である。
Specifically, in this embodiment, ion implantation for forming a source/drain is carried out according to a conventional method, and diffusion for forming a junction is carried out to form an impurity region 2 as shown in FIG. 5A (a). Impurity region 2 may have a so-called LDD structure. In the figure,
11 is a locos area.

次に、該不純物領域2の表面を、符号9で略示するよう
にレーザ照射して、第5A図(blのようにする。図中
21は、レーザアニールにより、不純物領域(ソース・
ドレイン領域)表面の不純物の活性化率が高められた高
活性化層である。
Next, the surface of the impurity region 2 is irradiated with a laser as shown schematically by reference numeral 9 to form the surface as shown in FIG. 5A (bl).
(drain region) This is a highly activated layer in which the activation rate of impurities on the surface is increased.

次いで5i02等により層間膜をなす絶縁層3を形成す
る。これが第5A図(C1の状態である。
Next, an insulating layer 3 serving as an interlayer film is formed using 5i02 or the like. This is the state shown in FIG. 5A (C1).

次に開口部4を形成して、これをコンタクトホールとす
る(第5A図(d))。
Next, an opening 4 is formed and used as a contact hole (FIG. 5A(d)).

その後タングステンWの選択CVDで穴埋め平坦化し、
導電層51を形成する (第5A図(e))。
After that, fill the hole with selective CVD of tungsten W and flatten it.
A conductive layer 51 is formed (FIG. 5A(e)).

次に配線層8をアルミニウムや、アルミニウム合金(S
i 1%含有のものなど)その他所型材料によって形成
する。
Next, the wiring layer 8 is made of aluminum or aluminum alloy (S
(e.g. one containing 1% i) or other molding materials.

本実施例は、次に述べる実施例−6と異なり、レーザ照
射で不純物領域2(拡散層)全体の表面が高活性になる
ものである。
In this example, unlike Example 6 described below, the entire surface of the impurity region 2 (diffusion layer) becomes highly active by laser irradiation.

本実施例によれば、レーザ照射を行うことにより、不純
物領域(拡散層)2表面の不純物の活性化率を高めるこ
とができ、これによりメタル配線等の配線層8とシリコ
ン基板等の半導体領域1上の不純物領域(拡散層)2と
のコンタクト抵抗を低減できる。なお上記を達成するた
めのアニール時、他の部分に影響を与えることがない。
According to this embodiment, by performing laser irradiation, the activation rate of impurities on the surface of the impurity region (diffusion layer) 2 can be increased, and thereby the wiring layer 8 such as a metal wiring and the semiconductor region such as a silicon substrate Contact resistance with impurity region (diffusion layer) 2 on top of layer 1 can be reduced. Note that during annealing to achieve the above, other parts are not affected.

実施例−6 次に実施例−6を説明するが、本実施例は実施例−5の
変形例であり、実施例−5と同様、本出願の請求項5の
発明を具体化したものである。
Example-6 Next, Example-6 will be described. This example is a modification of Example-5, and like Example-5, it embodies the invention of claim 5 of the present application. be.

本実施例は、第5B図に示すように、シリコン基板等の
半導体領域1に、不純物領域2を形成し、第5B図(a
)の構造を得、次にSiO□等により眉間膜をなす絶縁
層3を形成して、第5B図(b)のようにする。
In this example, as shown in FIG. 5B, an impurity region 2 is formed in a semiconductor region 1 such as a silicon substrate, and as shown in FIG.
) is obtained, and then an insulating layer 3 forming a glabellar membrane is formed using SiO□ or the like, as shown in FIG. 5B (b).

次いで、反射膜81として例えばAllを付け、第5B
図(C)の如くする。
Next, for example, All is applied as the reflective film 81, and the fifth B
Do as shown in figure (C).

次にコンタクトホールとして開口部4を形成する。これ
により第5図(d)の構造とする。
Next, an opening 4 is formed as a contact hole. This results in the structure shown in FIG. 5(d).

この第5図(d)の状態において、レーザアニール(図
に符号9で略示する)を施す(第5B図(e))。これ
により高活性化層21を得る。
In this state of FIG. 5(d), laser annealing (indicated by reference numeral 9 in the figure) is performed (FIG. 5B(e)). As a result, a highly activated layer 21 is obtained.

次に、実施例−5と同様、Wの選択CVDで穴埋め平坦
化する。これにより第5B図(flの構造を得る。
Next, as in Example 5, holes are filled and flattened by W selective CVD. As a result, the structure of FIG. 5B (fl) is obtained.

次いで、A1合金その他メタル配線等の配線層8を形成
する。これが第5B図fg)の構造である。
Next, a wiring layer 8 such as A1 alloy or other metal wiring is formed. This is the structure shown in Figure 5B fg).

本実施例も、実施例−5と同様の効果を奏することがで
きる。
This example can also produce the same effects as Example-5.

なお、第5B図(C1(d)において、反射膜81の形
成工程と開口部4の形成工程とを逆にして、開口部4形
成後に、反射膜81を形成するようにしてもよい。
Note that in FIG. 5B (C1(d)), the process of forming the reflective film 81 and the process of forming the opening 4 may be reversed, and the reflective film 81 may be formed after the opening 4 is formed.

また、レーザアニール後、Wの選択CVD前に、反射膜
81を取り除く方が、−殻内にはよいが、残しておいて
もかまわない。
Further, it is better to remove the reflective film 81 inside the shell after laser annealing and before selective CVD of W, but it may be left in place.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

上述の如く、本出願の各発明によれば、コンタクト抵抗
等の抵抗を低減した半導体装置、及びそのような半導体
装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to each invention of the present application, it is possible to provide a semiconductor device with reduced resistance such as contact resistance, and a method for manufacturing such a semiconductor device.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図、第2A図、第3A図、第4A図、第5A図、
第5B図は、それぞれ本発明の実施例−1、−2、−3
、−4、−5、−6について、工程順に断面図で示した
ものである。第1B図、第2B図及び第2C図及び第2
D図、第3B図は、それぞれ該実施例〜l、−2、−3
の作用を説明する図である。第4B図は、実施例−4の
変形例を示す図である。 1・・・半導体領域、2・・・P型不純物領域、3・・
・絶縁層、4・・・開口部、5・・・半導体層、51・
・・導電層。
Figure 1A, Figure 2A, Figure 3A, Figure 4A, Figure 5A,
FIG. 5B shows Examples-1, -2, and -3 of the present invention, respectively.
, -4, -5, -6 are shown in cross-sectional views in the order of steps. Figure 1B, Figure 2B, Figure 2C, and Figure 2
FIG. D and FIG. 3B are the examples ~l, -2, and -3, respectively.
It is a figure explaining the effect|action. FIG. 4B is a diagram showing a modification of Example-4. 1... Semiconductor region, 2... P-type impurity region, 3...
- Insulating layer, 4... Opening, 5... Semiconductor layer, 51.
...Conductive layer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体領域にホウ素イオンをイオン注入してP型不
純物領域を形成する工程と、 該P型不純物領域上に形成した絶縁層の開口部内に不純
物を含有する半導体層を埋め込む工程と、上記P型不純
物領域と上記半導体層の接触抵抗を低減させる熱処理工
程とを具備する半導体装置の製造方法。 2、半導体領域に形成されたP型不純物領域上の絶縁層
の開口部内に半導体層を埋め込む工程と、該半導体層へ
ホウ素イオンをイオン注入する工程と、 熱処理工程とを具備する半導体装置の製造方法。 3、熱処理をレーザ照射により行う請求項2に記載の半
導体装置の製造方法。 4、被コンタクト領域上に形成された絶縁層の開口部に
半導体層が埋め込まれ、該半導体層を介して上記被コン
タクト領域と該半導体層上に形成された配線層とが電気
的に接続される半導体装置において、 上記半導体層と上記被コンタクト領域との接触面積が、
上記半導体層と上記配線層との接触面積よりも小さいこ
とを特徴とする半導体装置。 5、半導体領域に形成された不純物領域表面をレーザ照
射により熱処理する工程と、 該不純物領域上に形成された絶縁層の開口部に導電層を
形成する工程とを具備する半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A step of implanting boron ions into a semiconductor region to form a P-type impurity region, and forming a semiconductor layer containing an impurity in an opening of an insulating layer formed on the P-type impurity region. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a burying step; and a heat treatment step for reducing contact resistance between the P-type impurity region and the semiconductor layer. 2. Manufacturing a semiconductor device comprising: embedding a semiconductor layer in an opening of an insulating layer on a P-type impurity region formed in a semiconductor region; implanting boron ions into the semiconductor layer; and heat treatment. Method. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the heat treatment is performed by laser irradiation. 4. A semiconductor layer is embedded in the opening of the insulating layer formed on the contact region, and the contact region and the wiring layer formed on the semiconductor layer are electrically connected via the semiconductor layer. In the semiconductor device, the contact area between the semiconductor layer and the contacted region is
A semiconductor device characterized in that the contact area between the semiconductor layer and the wiring layer is smaller than the contact area between the semiconductor layer and the wiring layer. 5. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: heat-treating the surface of an impurity region formed in a semiconductor region by laser irradiation; and forming a conductive layer in an opening of an insulating layer formed on the impurity region.
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