JPH03234020A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH03234020A JPH03234020A JP3011990A JP3011990A JPH03234020A JP H03234020 A JPH03234020 A JP H03234020A JP 3011990 A JP3011990 A JP 3011990A JP 3011990 A JP3011990 A JP 3011990A JP H03234020 A JPH03234020 A JP H03234020A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（ＩＩ要〕
コンタクトホールを形成し、その穴埋めを行なう゛卜導
体装置の製造方法に関し、 コンタクトホール面積が縮小しても上下配線間とのコン
タクトを確実に行うことを目的とし、半導体基板上に絶
＠膜及び配線を構成する金属膜を所定数積層する第１の
工程と、該積層表面より所定の下層まで所定数のコンタ
クトホールを形成する第２の工程と、該」ンタクトホー
ル内で導電材料を選択成長させる第３の工程と、を含む
ように構成する。
体装置の製造方法に関し、 コンタクトホール面積が縮小しても上下配線間とのコン
タクトを確実に行うことを目的とし、半導体基板上に絶
＠膜及び配線を構成する金属膜を所定数積層する第１の
工程と、該積層表面より所定の下層まで所定数のコンタ
クトホールを形成する第２の工程と、該」ンタクトホー
ル内で導電材料を選択成長させる第３の工程と、を含む
ように構成する。
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にコンタクト
ホールを形成し、その穴埋めを行う半導体装置の製造方
法に関する。
ホールを形成し、その穴埋めを行う半導体装置の製造方
法に関する。
近年、ＩＣやＬＳＩの高集積化による金属配線のＩＩＩ
化に伴い、コンタクトホール部での金属膜のステップカ
バリッジ率が低下し、信頼性が著しく低下してきている
。従って、微細化によるコンタクトホール面積が縮小し
ても、ステップカバリッジ率や信頼性が低下しないこと
が望まれている。
化に伴い、コンタクトホール部での金属膜のステップカ
バリッジ率が低下し、信頼性が著しく低下してきている
。従って、微細化によるコンタクトホール面積が縮小し
ても、ステップカバリッジ率や信頼性が低下しないこと
が望まれている。
そのため、コンタクトホール面積が縮小しても配線を確
実にコンタクトさせる必要がある。
実にコンタクトさせる必要がある。
第８図に従来の半導体装置の一部のｆ１４部断面図を示
す。第８図における半導体装置は、半導体基板３０上に
アルミニウム（Ａ２）の第１の金属膜３１がエツチング
により所定パターンで配線形成される。また、第１の金
属膜３１上に、酸化シリコン（ＳｉＯ）やりん化けい素
ガラス（ＰＳＧ）等の絶縁膜３２を形成する。そして、
所定のコンタクト位置にコンタクトホール３３ａ・〜３
３Ｃを穿設し、このコンタクトホール３３ａ〜３３ｃに
おいてタングステン（Ｗ）やタングステンシリサイド（
ＷＳｉｘ）等の金属３４８〜３４ｃを選択成長させて、
穴埋めを行う。続いて、表面を平滑し、その上に第１の
金属１３１と同様の第２の金属膜３５がエツチングによ
り所定パターンで配線形成される。
す。第８図における半導体装置は、半導体基板３０上に
アルミニウム（Ａ２）の第１の金属膜３１がエツチング
により所定パターンで配線形成される。また、第１の金
属膜３１上に、酸化シリコン（ＳｉＯ）やりん化けい素
ガラス（ＰＳＧ）等の絶縁膜３２を形成する。そして、
所定のコンタクト位置にコンタクトホール３３ａ・〜３
３Ｃを穿設し、このコンタクトホール３３ａ〜３３ｃに
おいてタングステン（Ｗ）やタングステンシリサイド（
ＷＳｉｘ）等の金属３４８〜３４ｃを選択成長させて、
穴埋めを行う。続いて、表面を平滑し、その上に第１の
金属１３１と同様の第２の金属膜３５がエツチングによ
り所定パターンで配線形成される。
これにより、第１の金属膜３１と第２の金属膜３５とは
、］ンタクトホール３３８〜３３Ｇを穴埋めした金属３
４ａ〜３４ｃによりコンタクトしている。
、］ンタクトホール３３８〜３３Ｇを穴埋めした金属３
４ａ〜３４ｃによりコンタクトしている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、第１及び第２の金属膜３１．３５のコンタク
トは、金属３４ａ〜３４ｃとの接触によりなされており
、コンタクトホール面積が大きいほど確実にコンタクト
されることとなる。しかし、今後さらにパターンの微細
化が進むと、コンタクトホール面積がさらに縮小されて
いくことから、上層の金属膜（配線）間とのコンタクト
が困難になるという問題がある。
トは、金属３４ａ〜３４ｃとの接触によりなされており
、コンタクトホール面積が大きいほど確実にコンタクト
されることとなる。しかし、今後さらにパターンの微細
化が進むと、コンタクトホール面積がさらに縮小されて
いくことから、上層の金属膜（配線）間とのコンタクト
が困難になるという問題がある。
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、コン
タクトホール面積が縮小しても上下配線間とのコンタク
トを確実に行う半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
タクトホール面積が縮小しても上下配線間とのコンタク
トを確実に行う半導体装置の製造方法を提供することを
目的とする。
第１図に本発明の原理説明図を示す。第１図において、
第１の工程１では、半導体基板上に絶縁膜及び配線を構
成する金属膜を所定数積層する。
第１の工程１では、半導体基板上に絶縁膜及び配線を構
成する金属膜を所定数積層する。
第２の工程２では、該積層表面より所定の下層まで所定
数のコンタクトホールを形成する。そして、第３の工程
３では、該」ンタクトホール内で導電材料を選択成長さ
せる。
数のコンタクトホールを形成する。そして、第３の工程
３では、該」ンタクトホール内で導電材料を選択成長さ
せる。
第１図に示すように、所定数の絶縁膜及び金属膜を積層
した後に、コンタクトホールを形成し、導電材料を選択
成長させている。すなわち、コンタクトホールは上層の
金属膜を貫通しており、これに導電材料が穴埋めされて
いる。従って、上層の金属膜と導電材料とは、該金属膜
の貫通された孔の全側面で接続されることとなる。
した後に、コンタクトホールを形成し、導電材料を選択
成長させている。すなわち、コンタクトホールは上層の
金属膜を貫通しており、これに導電材料が穴埋めされて
いる。従って、上層の金属膜と導電材料とは、該金属膜
の貫通された孔の全側面で接続されることとなる。
これにより、該接続面積を」ンタクトホール面積以上と
することが可能となり、コンタクトホール面積の縮小化
が進んでも、上下の金属膜（配線）間のコンタクトを確
実に行うことが可能となる。
することが可能となり、コンタクトホール面積の縮小化
が進んでも、上下の金属膜（配線）間のコンタクトを確
実に行うことが可能となる。
第２図に本発明の第１の実施例の側部断面図を示す。第
２図は半導体装置の一部の銅部所面図であり、半導体基
板４上に所定パターンの第１の金属ｌｌｌ５（配線）が
形成されている。第１の金属膜５上に、第１の絶縁１１
１６．第２の金属１１７（配線）及び第２の絶縁膜８が
順次積層されている。そして、第２の絶縁膜８の積層表
面より第１の金属膜５Ｆまでコンタクトホール９が形成
され、このコンタクトホール９内に、例えばＷやＷＳｉ
Ｘの導電材料１０によつ−で穴埋めされている。
２図は半導体装置の一部の銅部所面図であり、半導体基
板４上に所定パターンの第１の金属ｌｌｌ５（配線）が
形成されている。第１の金属膜５上に、第１の絶縁１１
１６．第２の金属１１７（配線）及び第２の絶縁膜８が
順次積層されている。そして、第２の絶縁膜８の積層表
面より第１の金属膜５Ｆまでコンタクトホール９が形成
され、このコンタクトホール９内に、例えばＷやＷＳｉ
Ｘの導電材料１０によつ−で穴埋めされている。
次に、第３図に上記第１の実施例の製造工程図を示す。
第３図において、まず、半導体基板４上に所定パターン
（配線）の第１の金属膜５（例えば、アルミニウム）を
エツチングにより形成し、その上に例えばＰＳＧやＳｉ
Ｏ等の第１の絶縁膜６を成長により形成する（第３図（
Ａ））。そして、第１の絶縁膜６上に、第１の金属膜５
と同様の所定パターン（配線）の第２の金属膜７をエツ
チングにより形成し、その上に第１の絶縁膜６と同様の
第２の絶縁膜８を成長により形成する（第３図（Ｂ））
、つぎに、第２の絶縁膜８上（積層表面）の所定位置に
、第２の絶縁膜８．第２の金属膜７及び第１の絶縁膜６
をエツチングにより所定数のコンタクトホール９を形成
する（第３図（Ｃ））。そして、」ンタクトホール９内
で導電材料（Ｗ、ＷＳｉｘ等の金属＞１０を選択成長さ
せて穴埋めを行うものである（第３図（Ｄ））。
（配線）の第１の金属膜５（例えば、アルミニウム）を
エツチングにより形成し、その上に例えばＰＳＧやＳｉ
Ｏ等の第１の絶縁膜６を成長により形成する（第３図（
Ａ））。そして、第１の絶縁膜６上に、第１の金属膜５
と同様の所定パターン（配線）の第２の金属膜７をエツ
チングにより形成し、その上に第１の絶縁膜６と同様の
第２の絶縁膜８を成長により形成する（第３図（Ｂ））
、つぎに、第２の絶縁膜８上（積層表面）の所定位置に
、第２の絶縁膜８．第２の金属膜７及び第１の絶縁膜６
をエツチングにより所定数のコンタクトホール９を形成
する（第３図（Ｃ））。そして、」ンタクトホール９内
で導電材料（Ｗ、ＷＳｉｘ等の金属＞１０を選択成長さ
せて穴埋めを行うものである（第３図（Ｄ））。
第３図（Ｄ）（第２図）からも明らかなように、第２の
金ｊｉ１７のコンタクトホール部の全銅面７ａでＳ層材
料１０と接続され、その接続面積により確実に上下の第
１及び第２の金属ｌ！５．７ＩＷがコンタクトされる。
金ｊｉ１７のコンタクトホール部の全銅面７ａでＳ層材
料１０と接続され、その接続面積により確実に上下の第
１及び第２の金属ｌ！５．７ＩＷがコンタクトされる。
また、コンタクトホール９の形成及び導電材料１０の選
択成長は、それぞれ−回の工程でよいことから、製造−
［程が削減される。
択成長は、それぞれ−回の工程でよいことから、製造−
［程が削減される。
なお、第４図に上記第１の実施例の変形例の側部断面図
を示す。第４図（Ａ）は、第２の絶縁膜８上に第２の金
属１１１１を１ツチングにより形成し、第３の金属膜１
１６第２及び第１の絶縁膜８゜７を１ツチングによりコ
ンタクトホール９を形成して選択成長により導電材料１
１で穴埋めを行うことによって、上下第１及び第３の金
属ｓ！５゜１１をコンタクトしたものである１、また、
第４図（Ｂ）は、第４図（Ａ）と同様に、第３の金属膜
１１を形成し、第１の金属膜５と第２金属膜７及び第１
の金属膜５と第３の金ｇＡ膜１１をコンタクトしたもの
である。この場合、コンタクトホール９は第３の金属膜
１１の形成後に一度に行われる。
を示す。第４図（Ａ）は、第２の絶縁膜８上に第２の金
属１１１１を１ツチングにより形成し、第３の金属膜１
１６第２及び第１の絶縁膜８゜７を１ツチングによりコ
ンタクトホール９を形成して選択成長により導電材料１
１で穴埋めを行うことによって、上下第１及び第３の金
属ｓ！５゜１１をコンタクトしたものである１、また、
第４図（Ｂ）は、第４図（Ａ）と同様に、第３の金属膜
１１を形成し、第１の金属膜５と第２金属膜７及び第１
の金属膜５と第３の金ｇＡ膜１１をコンタクトしたもの
である。この場合、コンタクトホール９は第３の金属膜
１１の形成後に一度に行われる。
次に、第５図に本発明の第２の実施例の側部断面図を示
す。第５図は第２図と同様の構成であるが、コンタクト
ホール９を形成する際に、第２の絶縁膜８の開口部を第
２の金属１１７の開口部より大きくなるように形成させ
、該第２の絶縁膜８まで導電材料１０を選択成長させた
ものである。これにより、第２の金属膜７と導電材料１
０の接続は、第２の金属膜７のコンタクトホール部の側
面７ａ及びその上面部７ｂとなり、接続面積が拡大して
より確実に第１及び第２の金属１１５．７のコンタクト
が図られる。
す。第５図は第２図と同様の構成であるが、コンタクト
ホール９を形成する際に、第２の絶縁膜８の開口部を第
２の金属１１７の開口部より大きくなるように形成させ
、該第２の絶縁膜８まで導電材料１０を選択成長させた
ものである。これにより、第２の金属膜７と導電材料１
０の接続は、第２の金属膜７のコンタクトホール部の側
面７ａ及びその上面部７ｂとなり、接続面積が拡大して
より確実に第１及び第２の金属１１５．７のコンタクト
が図られる。
第６図に上記第２の実施例の製造［程図を承す１゜第６
図において、まず、半導体厚板４１に所定パターン（配
線）の第１の金属膜５をエツチングにより形成し、その
上に第１の絶縁膜６を成長により形成する〈第６図（Ａ
））。そして、第１の絶縁膜６上−に、所定パターン（
配ＩＩ）の第２の金属ｌ１７をエツチングにより形成す
る〈第６図（Ｂ））。
図において、まず、半導体厚板４１に所定パターン（配
線）の第１の金属膜５をエツチングにより形成し、その
上に第１の絶縁膜６を成長により形成する〈第６図（Ａ
））。そして、第１の絶縁膜６上−に、所定パターン（
配ＩＩ）の第２の金属ｌ１７をエツチングにより形成す
る〈第６図（Ｂ））。
この場合、第２の金属膜７は、第７図に示すようなコン
タクトホール形成のための開口部１２が形成される。ま
た、該第２の金属膜７上に第２の絶縁膜８を成長により
形成する（第６図（Ｂ））。
タクトホール形成のための開口部１２が形成される。ま
た、該第２の金属膜７上に第２の絶縁膜８を成長により
形成する（第６図（Ｂ））。
つぎに、積層表面の所定位置に、第２及び第１の絶縁膜
８，６をエツチングにより所定数のコンタクトホール９
を形成する（第６図（Ｃ））。この場合、第２の絶縁膜
８のコンタクトホール部の開口部１３は第２の金属膜７
の開口部１２より大きく形成される（第６図（Ｃ））。
８，６をエツチングにより所定数のコンタクトホール９
を形成する（第６図（Ｃ））。この場合、第２の絶縁膜
８のコンタクトホール部の開口部１３は第２の金属膜７
の開口部１２より大きく形成される（第６図（Ｃ））。
そして、コンタクトホール９内で導電材料１０を選択成
長させて、穴埋めを行うものである（第６図（Ｄ））。
長させて、穴埋めを行うものである（第６図（Ｄ））。
次に、上記第１及び第２の実施例における導電材料１０
の選択成長について説明する。ｌｌＦ材料１０は前述の
如く、例えばＷｖ′ＪＷＳｉｘの金属が採用されるが、
これに限らず選択成長が可能であれば如何なる金属でも
よい。選択成長は、例えばコールドウオール平行平板型
ロードロックタイプの反応装置を用い、反応ガスとして
フッ化タングステン（ＷＦｓ）、モノシラン（Ｓｉ Ｈ
４＞、ジボラン（Ｂｚ Ｈｚ ） 、ホスフィン（ＰＨ
３）、水素（Ｈ２）を用い、キャリアーガスとしてヘリ
ウム（Ｈｅ ）又はアルゴン（Ａｒ ＞を用いる。また
、各反応ガスの流量を１〜２０ＳＣＣ；Ｍ、Ｆヤリアー
ガスの流量を０．５〜２８ＬＭとし、成長温度を室温〜
４６０℃、成長圧力を０．２〜０．３Ｔｏｒｒとして行
われる。
の選択成長について説明する。ｌｌＦ材料１０は前述の
如く、例えばＷｖ′ＪＷＳｉｘの金属が採用されるが、
これに限らず選択成長が可能であれば如何なる金属でも
よい。選択成長は、例えばコールドウオール平行平板型
ロードロックタイプの反応装置を用い、反応ガスとして
フッ化タングステン（ＷＦｓ）、モノシラン（Ｓｉ Ｈ
４＞、ジボラン（Ｂｚ Ｈｚ ） 、ホスフィン（ＰＨ
３）、水素（Ｈ２）を用い、キャリアーガスとしてヘリ
ウム（Ｈｅ ）又はアルゴン（Ａｒ ＞を用いる。また
、各反応ガスの流量を１〜２０ＳＣＣ；Ｍ、Ｆヤリアー
ガスの流量を０．５〜２８ＬＭとし、成長温度を室温〜
４６０℃、成長圧力を０．２〜０．３Ｔｏｒｒとして行
われる。
なお、上記第１及び第２の実施例では、導電材料１０の
選択成長を第１の金属膜５上より行っているが、コンタ
クトホール９を第１の金属膜５中まで深く形成し、この
部分より選択成長を行ってもよい。また、第１及び第２
の金属膜５，７間の」ンタクトについて示したが、第２
の金属７と半導体基板４問にコンタクトホール９を形成
してコンタクトさせてらよい。
選択成長を第１の金属膜５上より行っているが、コンタ
クトホール９を第１の金属膜５中まで深く形成し、この
部分より選択成長を行ってもよい。また、第１及び第２
の金属膜５，７間の」ンタクトについて示したが、第２
の金属７と半導体基板４問にコンタクトホール９を形成
してコンタクトさせてらよい。
以上のように本発明によれば、コンタクトさせる所定層
にコンタクトホールを貫通させ、導電材料を選択成長さ
ゼて電気的接続を行わせることにより、接続面績を拡大
することができ、配線の微繻化に伴うコンタクトホール
面積が縮小しても、上下の配線を確実にコンタクトさせ
ることができる。
にコンタクトホールを貫通させ、導電材料を選択成長さ
ゼて電気的接続を行わせることにより、接続面績を拡大
することができ、配線の微繻化に伴うコンタクトホール
面積が縮小しても、上下の配線を確実にコンタクトさせ
ることができる。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の第１の実施例の側部断面図、第３図”
は第１の実施例の製造工程図、第４図は第１の実施例の
変形例を示した側部断面図、 第５図は本発明の第２の実施例の側部断面図、第６図は
第２の実施例の製造工程図、 第７図は間口部が形成された金属膜の一部平面図、 第８図は従来の半導体装置の一部の側部断面図である。 図において、 １は第１の工程、 ２は第２の工程、 ３は第３の１程、 ４は半導体基板、 ５は第１の金属膜、 ６は第１の絶縁膜、 ７は第２の金属膜、 ８は第２の絶縁膜、 ９はコンタクトホール、 １０は導電材料 を示す。 本発明の詳細な説明図 第１図 本発明の第１の実施例の側部断画図 第２図 第１の実施例の製造工程図 第３図 （Ａ） （Ｂ） 第１の実施例の変形例を示した側部断面図画 図 本発明の第２の実施例の側部断面図 第５図 □６
は第１の実施例の製造工程図、第４図は第１の実施例の
変形例を示した側部断面図、 第５図は本発明の第２の実施例の側部断面図、第６図は
第２の実施例の製造工程図、 第７図は間口部が形成された金属膜の一部平面図、 第８図は従来の半導体装置の一部の側部断面図である。 図において、 １は第１の工程、 ２は第２の工程、 ３は第３の１程、 ４は半導体基板、 ５は第１の金属膜、 ６は第１の絶縁膜、 ７は第２の金属膜、 ８は第２の絶縁膜、 ９はコンタクトホール、 １０は導電材料 を示す。 本発明の詳細な説明図 第１図 本発明の第１の実施例の側部断画図 第２図 第１の実施例の製造工程図 第３図 （Ａ） （Ｂ） 第１の実施例の変形例を示した側部断面図画 図 本発明の第２の実施例の側部断面図 第５図 □６
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板（４）上に絶縁膜（６、８）及び配線を構成
する金属膜（５、７）を所定数積層する第１の工程（１
）と、 該積層表面より所定の下層まで所定数のコンタクトホー
ル（９）を形成する第２の工程（２）と、該コンタクト
ホール（９）内で導電材料（１０）を選択成長させる第
３の工程（３）と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011990A JPH03234020A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011990A JPH03234020A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03234020A true JPH03234020A (ja) | 1991-10-18 |
Family
ID=12294895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3011990A Pending JPH03234020A (ja) | 1990-02-09 | 1990-02-09 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03234020A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101264A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Casio Comput Co Ltd | Ｃｍｏｓトランジスタ及びｃｍｏｓトランジスタの製造方法 |
| JP2006319307A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Samsung Sdi Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008277798A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-11-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び当該半導体装置の作製方法 |
| JP2010103433A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2011253898A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置及び製造方法 |
-
1990
- 1990-02-09 JP JP3011990A patent/JPH03234020A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005101264A (ja) * | 2003-09-25 | 2005-04-14 | Casio Comput Co Ltd | Ｃｍｏｓトランジスタ及びｃｍｏｓトランジスタの製造方法 |
| JP2006319307A (ja) * | 2005-05-11 | 2006-11-24 | Samsung Sdi Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP4663530B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2011-04-06 | 三星モバイルディスプレイ株式會社 | 半導体装置及びその製造方法 |
| JP2008277798A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-11-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及び当該半導体装置の作製方法 |
| JP2010103433A (ja) * | 2008-10-27 | 2010-05-06 | Toshiba Corp | 半導体装置および半導体装置の製造方法 |
| JP2011253898A (ja) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置及び製造方法 |
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