JPH0258866A - 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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JPH0258866A
JPH0258866A JP63209446A JP20944688A JPH0258866A JP H0258866 A JPH0258866 A JP H0258866A JP 63209446 A JP63209446 A JP 63209446A JP 20944688 A JP20944688 A JP 20944688A JP H0258866 A JPH0258866 A JP H0258866A
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polysilicon
interlayer insulating
aluminum wiring
contact hole
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Yasumi Ema
泰示 江間
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/30DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/31DRAM devices comprising one-transistor - one-capacitor [1T-1C] memory cells having a storage electrode stacked over the transistor

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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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】 〔発明の概要〕 半導体装置、さらに詳しくは、ダイナミックランダムア
クセスメモリ(DRAM)のコンタクトボール部のアル
ミニュウム配線の断線を防止する構造の半導体記憶装置
に関し、 コンタクトホールの段差部のアルミニュウム配線など導
電層の断線を防止するとともに、歩留りが向上した半導
体装置を提供することを目的とし、半導体基板上に形成
した複数の導電層と、前記複数の導電層の間に形成した
層間絶縁膜と、前記複数の導電層の最上部に形成した導
電層とを備え、前記最上部の導電層が前記複数の導電層
のうち、少なくとも最上部でない導電層とコンタクトす
る部分の近傍において、前記層間絶縁膜のうちの一部が
除去されてなることを特徴とする半導体装置を含み構成
する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置、さらに詳しくは、ダイナミック
ランダムアクセスメモリ(DRAM)のコンタクトホー
ル部のアルミニュウム配線の断線を防止する構造の半導
体記憶装置に関する。
〔従来の技術〕
第5図は従来の半導体記憶装置のセル部の平面図、第6
図は第5図のA−A線断面図である。この半導体記憶装
置は、積層形キャパシタを持つDIilAMセルであり
、これらの図において、1は半導体基板、2はフィール
ド酸化膜、3はワードラインを形成する第1層目ポリシ
リコン、4は蓄積電極を形成する第2層目ポリシリコン
、5は対向電極を形成する第3層目ポリシリコン、6は
ビットラインを形成するアルミニュウム配線層であり、
各第1〜第3層目ポリシリコン3,4.5及びアルミニ
ュウム配線層6のそれぞれの間には層間絶縁膜が形成さ
れている。
一般に、DRAMセルでは、記憶情報を的確に検知する
ため、キャパシタに蓄積できる電荷量が大きいほど好ま
しいが、従来の構造の積層形キャパシタセルでは、ビッ
トラインのコンタクト部がキャパシタに生かせない。そ
のため、蓄積電極を厚く形成し、その側面をキャパシタ
に利用するが、そうするとビットラインコンタクトの開
孔が厳しくなる。そこで、本出願人は、従来の積層形キ
ャパシタを改良したDRAMセルを開発した。
第3図はかかる半導体記憶装置のセル部と周辺回路部の
断面図、第4図は第3図のセル部の平面図である。
これらの図において、11は半導体基板、12はセル部
、13は周辺回路部、14はフィールド酸化膜であり、
第1層目ポリシリコン15は、セル部12のトランスフ
ァゲートのゲート電極とワードライン、周辺回路部13
のゲート電極を形成し、第2層目ポリシリコン16は、
セル部12のビットライン、周辺回路部13の配線を形
成し、第3層目ポリシリコン17は、セル部12の蓄積
電極の一方の電極を形成し、その側壁を大に形成するこ
とによって容量の増大を実現する。第4層目ポリシリコ
ン18は、セル部12の蓄積電極の他方の対向電極を形
成する。そして、アルミニュウム配線層19は、周辺回
路部13の配線、セル部12のワードラインの低抵抗化
のため、裏打ちとして使用される。また、第1層目〜第
3層目ポリシリコン15.16.17及びアルミニュウ
ム配線層19のそれぞれの間には、層間絶縁膜20.2
1゜22、23が形成されている。これら層間絶縁膜2
0゜21.22.23は、絶縁耐圧を維持するため所定
の膜厚に形成されなければならない。アルミニュウム配
線層19は、セルアレイ内部では、下層とコンタクトを
形成することはなく、周辺回路部13において、第1N
目ポリシリコン15、第2層目ポリシリコン16などと
コンタクトする。このコンタクトホールは、例えば、第
1層目ポリシリコン15の場合、第1層目ポリシリコン
15と第2層目ポリシリコン16の間の層間絶縁膜20
の膜厚と、第2層目ポリシリコン16と第3層目ポリシ
リコン17の間の層間絶縁膜21の膜厚と、第3層目ポ
リシリコン17と第4層目ポリシリコン18の間の層間
絶縁膜22の膜厚と、第4層目ポリシリコン18とアル
ミニュウム配線層19の層間絶縁膜23の膜厚とを合計
した深さとなる。
一方、第3層目ポリシリコン17と第4N目ポリシリコ
ン18は、周辺回路部13においては、必ずしも必要で
はなく、このため周辺回路部13において、第2層目ポ
リシリコン16と第3層目ポリシリコン17の間の層間
絶縁膜21と、第4層目ポリシリコン18とアルミニュ
ウム配線N19の間の層間絶縁膜23の膜厚の厚さだけ
コンタクトホールが深<(d)なっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
第3図に示した半導体記憶装置では、メモリセル部分が
多層のポリシリコンで形成され、そのうちの蓄積電極の
側壁が大に形成された場合、アルミニュウム配線層19
のコンタクトホールは、必然的に深くなってしまい、ア
スペクト比が大きくなり、アルミニュウムのスパッター
で形成したとき、コンタクトホール内で、アルミニュウ
ム配線層19が断線してしまうことがあり、その問題は
スパッターを垂直方向でなく斜め方向に行っても解決す
ることができなかった。
そこで本発明は、コンタクトホールの段差部のアルミニ
ュウム配線など導電層の断線を防止するとともに、歩留
りが向上した半導体装置を提供することを目的とする。
〔課題を解決する手段〕
上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半
導体基板上に形成した複数の導電層と、前記複数の導電
層の間に形成した層間絶縁膜と、前記複数の導電層の最
上部に形成した導電層とを備え、前記最上部の導電層が
前記複数の導電層のうち、少な(とも最上部でない導電
層とコンタクトする部分の近傍において、前記層間絶縁
膜のうちの一部が除去されているものである。
〔作用〕
本発明では、最上部の導電層が前記複数の導電層のうち
、少なくとも最上部でない導電層とコンタクトする部分
の近傍において、層間絶縁膜のうちの一部が除去されて
いることで、コンタクトホール部のアスペクト比を小さ
くでき、これにより段差が緩和され、最上部のアルミニ
ュウム配線層などの導電層の断線を防止できる。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
第1図は、本発明実施例の半導体記憶装置の周辺回路部
の断面図である。なお、第3図の従来例に対応する部分
は同一の符号を記す。同図において、11は半導体基板
、13は周辺回路部、14はフィールド酸化膜、15は
第1層目ポリシリコン、16は第2層目ポリシリコン、
19はアルミニュウム配線層、20.23は層間絶縁膜
である。従来の第4層目ポリシリコン18を形成した後
、アルミニュウムのコンタクトホール形成部分を含む領
域の層間絶縁膜20,21.22の一部または全部が除
去されている。
上記構成の半導体記憶装置では、第1図に示す如く、コ
ンタクトホールの深さ(d”)は、従来例の深さ(d)
に比較して小さくなり、これにより段差が緩和され、ア
ルミニュウム配線層19の断線を防止することができる
。一方、第1層目ポリシリコン15と、第2N目ポリシ
リコン16の絶縁膜は、第2層目ポリシリコン16がエ
ツチングマスクとして作用するため、減少することなく
絶縁耐圧の劣化が生じない。
次に、上記構成の半導体記憶装置の製造方法を説明する
第2図は本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程途中
図である。なお、第1図及び従来例に対応する部分は同
一の符号を記す。
まず、同図において、半導体基板11に通常の選択酸化
法により、素子分離用のフィールド酸化膜14を600
0人程度0膜厚に成長した後、熱酸化法によりゲート酸
化膜24を200人程0の膜厚に成長する。次に、ゲー
ト電極及び配線として、第1層目ポリシリコン15(ポ
リサイド:ポリシリコン士タングステンシリサイド(W
Si))を成長しバターニングする。次に、この第1層
目ポリシリコン15をマスクとして、イオン注入法によ
り、ひ素(As)イオンをドーズ量lXl0”cm−2
程度で注入し、ソース・ドレイン領域25を形成する。
その後、層間V@縁膜20として気相成長法(CVD法
)により酸化シリコン膜(Si02nり)を2000人
程度の膜厚に堆積し、コンタクトホールを形成する。次
に、CVD法により、第2層目ポリシリコン(ポリシリ
コンを1ooo入+WSiを2000人)16を成長し
た後、イオン注入法により、Asイオンをドーズ量I 
Xl015cm−2程度で注入して低抵抗化した後、パ
ターン形成する。次に、CVO法により、層間絶縁膜2
1としてSiO□膜を2000人程度の膜厚に堆積した
後、コンタクトホールを形成する。次に、CVD法によ
り、第3層目ポリシリコン17を2000人程度0膜厚
に堆積した後、イオン注入法によりAsイオンをドーズ
It I X 1010l5〜2程度で注入して低抵抗
化し、バターニングする。
次に、熱酸化法により、前記第3層目ポリシリコン17
上に層間絶縁膜22として5in2膜を100 A程度
の膜厚に成長してから、CVO法により、第4層目ポリ
シリコン18を2000人程度0膜厚に成長する。
次に、熱拡散法により、第4層目ポリシリコン18にリ
ン(P)を導入し、低抵抗化した後、バターニングする
。第4N目ポリシリコン18は、本実施例の場合、セル
アレイ全面を覆うため、この第4層目ポリシリコン18
のパターン形成を行ったレジスト26をマスクとして、
層間絶縁膜20,21.22のエッチングを行う。この
エツチングは、CH,ガスとH2ガスまたはC)IP3
ガスによる反応性イオンエツチング(RIE)により行
う。例えば、エツチング室内の発光スペクトルの強度変
化を、分光計、フォトマルチプライヤ−などで検出する
ことにより行う。
これにより、第1層目ポリシリコン15と第2層目ポリ
シリコン16の間の層間絶縁膜20は、第2層目ポリシ
リコン16がマスクとなり、エツチングされず、第1N
目ポリシリコン15と第2層目ポリシリコン16の間の
層間絶縁膜20の耐圧が劣化することはない。
その後、従来例と同様に図示しない上層のPSG膜から
のリンの拡散を抑えるため、CVD法により、SiO□
膜を500人程鹿の膜厚に堆積し、PSG膜を6000
人程度0膜厚に成長する。そして、コンタクトホールを
形成し、アルミニュウム配線層をスパッター法により、
1μm程度の膜厚に堆積する。そして、アルミニュウム
配線層をパターニングして配線を行う。
上記半導体記憶装置では、コンタクトホールの深さが、
6500人程度人程るのに対して、従来例では1050
0人程度で1ル割程度も減少するため、アルミニュウム
配線層の断線の防止に大いに役立ち、歩留りが向上する
なお、本発明においては、半導体基板ll上に形成した
第1層目〜第3層目ポリシリコン15.16.17など
の複数の導電層が形成され、この複数の導電層の間に層
間絶縁膜20.21.22などが形成される半導体装置
に適用され、実施例のDRAMセルに限定されない。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、半導体装置のコンタ
クトホールの段差を減少することが可能になり、アルミ
ニュウム配線層などの導電層の断線を防止し、高歩留り
を実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明実施例の半導体記憶装置の周辺回路部の
断面図、 第2図は本発明実施例の半導体記憶装置の製造工程途中
図、 第3図は本出願人が開発した半導体記憶装置のセル部と
周辺回路部の断面図、 第4図は第3図のセル部の平面図、 第5図は従来の半導体記憶装置のセル部の平面図、 第6図は第5図のへ−A線断面図である。 図中、 11は半導体基板、 12はセル部、 13は周辺回路部、 14はフィールド酸化膜、 15は第1層目ポリシリコン、 16は第2層目ポリシリコン、 17は第3層目ポリシリコン、 18は第4層目ポリシリコン、 19はアルミニュウム配線層、 20、21 、22.23は層間絶縁膜、24はゲート
酸化膜、 25はソース・ドレイン領域、 26はレジスト を示す。 特許出願人   富士通株式会社 代理人弁理士  久木元   彰 同  大菅義之 83園のでル祁の平面図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板(11)上に形成した複数の導電層(15、
    16、17、18)と、 前記複数の導電層(15、16、17、18)の間に形
    成した層間絶縁膜(20、21、22)と、 前記複数の導電層(15、16、17、18)の最上部
    に形成した導電層(19)とを備え、 前記最上部の導電層(19)が前記複数の導電層(15
    、16、17、18)のうち、少なくとも最上部でない
    導電層(15、16、17)とコンタクトする部分の近
    傍において、前記層間絶縁膜(20、21、22)のう
    ちの一部が除去されてなることを特徴とする半導体装置
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