JPH04221821A - 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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- JPH04221821A JPH04221821A JP40558190A JP40558190A JPH04221821A JP H04221821 A JPH04221821 A JP H04221821A JP 40558190 A JP40558190 A JP 40558190A JP 40558190 A JP40558190 A JP 40558190A JP H04221821 A JPH04221821 A JP H04221821A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関する。近年,集積回路の微細化,高集積化が進み,コ
ンタクトホールのアスペクト比が大きくなってきている
。そのため,コンタクトホールをカバレッジよく埋込み
,低抵抗の埋込み層を形成する技術が必須となりつつあ
る。
関する。近年,集積回路の微細化,高集積化が進み,コ
ンタクトホールのアスペクト比が大きくなってきている
。そのため,コンタクトホールをカバレッジよく埋込み
,低抵抗の埋込み層を形成する技術が必須となりつつあ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の集積回路では,コンタクトホール
の埋込み材料として不純物をドープしたポリSiが広く
用いられている。
の埋込み材料として不純物をドープしたポリSiが広く
用いられている。
【0003】図3(a) 〜(e) は従来例を示す工
程順断面図で, 以下これらの図を参照しながら従来例
について説明する。 図3(a) 参照 Si基板1の例えばソース・ドレイン領域に,n+ −
Si層2が形成された状態を示す。
程順断面図で, 以下これらの図を参照しながら従来例
について説明する。 図3(a) 参照 Si基板1の例えばソース・ドレイン領域に,n+ −
Si層2が形成された状態を示す。
【0004】図3(b) 参照
n+ −Si層2を覆う絶縁膜3を形成し,マスクを用
いて絶縁膜3をエッチングし,n+ −Si層2を露出
するコンタクトホール4を形成する。
いて絶縁膜3をエッチングし,n+ −Si層2を露出
するコンタクトホール4を形成する。
【0005】全面にポリSiを成長してポリSi層10
を形成する。 図3(c) 参照 全面エッチバックによりポリSiをエッチングし,コン
タクトホール4内にのみポリSi層10を残す。
を形成する。 図3(c) 参照 全面エッチバックによりポリSiをエッチングし,コン
タクトホール4内にのみポリSi層10を残す。
【0006】図3(d) 参照
ポリSi層10にリン(P+ )をイオン注入する。そ
の後活性化アニールを行い,n+ 型ポリSi層11を
形成する。
の後活性化アニールを行い,n+ 型ポリSi層11を
形成する。
【0007】図3(e) 参照
全面に例えばAlを蒸着し,それをパターニングしてn
+ 型ポリSi層11に接続する配線層7を形成する。
+ 型ポリSi層11に接続する配線層7を形成する。
【0008】ところで,従来法においては,ポリSiに
不純物をドープしたとしても埋込み層はまだ抵抗が高い
,ポリSiの埋込み層を形成するのにエッチバックの工
程がかかるといった問題点がある。
不純物をドープしたとしても埋込み層はまだ抵抗が高い
,ポリSiの埋込み層を形成するのにエッチバックの工
程がかかるといった問題点がある。
【0009】最近,低抵抗の埋込み層を形成するために
タングステン(W)をコンタクトホール内に選択的に成
長する技術も開発されているが,WをSi基板に直接成
長するとSi基板が侵食されるので,それを防ぐためチ
タンナイトライド(TiN)やチタンタングステン(T
iW)などのバリアメタルを使用することが行われてい
る。しかし,この方法はプロセスが複雑である。また,
選択性のないブランケット−タングステン成長では,バ
リアメタルもエッチバックも必要となる。
タングステン(W)をコンタクトホール内に選択的に成
長する技術も開発されているが,WをSi基板に直接成
長するとSi基板が侵食されるので,それを防ぐためチ
タンナイトライド(TiN)やチタンタングステン(T
iW)などのバリアメタルを使用することが行われてい
る。しかし,この方法はプロセスが複雑である。また,
選択性のないブランケット−タングステン成長では,バ
リアメタルもエッチバックも必要となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,コンタクトホール内の半導体基板上に基板を侵食
することなく低抵抗の金属層を選択的に成長して,低抵
抗の埋込み層を形成する方法を提供することを目的とす
る。
鑑み,コンタクトホール内の半導体基板上に基板を侵食
することなく低抵抗の金属層を選択的に成長して,低抵
抗の埋込み層を形成する方法を提供することを目的とす
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(e)
は第1の実施例を示す工程順断面図,図2(a) 〜(
d) は第2の実施例を示す工程順断面図ある。
は第1の実施例を示す工程順断面図,図2(a) 〜(
d) は第2の実施例を示す工程順断面図ある。
【0012】上記課題は,半導体基板1の素子領域2,
8を覆う絶縁膜3にコンタクトホール4を形成する工程
と, 該コンタクトホール4内に露出する素子領域2,
8にSiGe合金或いは一導電型の不純物を含むSiG
e合金を選択的に成長して,該コンタクトホール4を埋
込む埋込み層5,9を形成する工程とを有する半導体装
置の製造方法によって解決される。
8を覆う絶縁膜3にコンタクトホール4を形成する工程
と, 該コンタクトホール4内に露出する素子領域2,
8にSiGe合金或いは一導電型の不純物を含むSiG
e合金を選択的に成長して,該コンタクトホール4を埋
込む埋込み層5,9を形成する工程とを有する半導体装
置の製造方法によって解決される。
【0013】また,前記素子領域2,8が一導電型の不
純物を含むSi層2或いは一導電型の不純物を含むSi
Ge合金層8である半導体装置の製造方法によって解決
される。
純物を含むSi層2或いは一導電型の不純物を含むSi
Ge合金層8である半導体装置の製造方法によって解決
される。
【0014】
【作用】Siはノンドープの状態で数百kΩcmの抵抗
率をもつが,Geはノンドープの状態で数十Ωcmの抵
抗率を持つ。従って,Geの抵抗率はSiの抵抗率に比
べて4桁程度低い。一方,GeもSiもダイヤモンド構
造を示し,全域にわたり固溶状態となる。従って,Si
にGeを固溶して行くことにより,抵抗率を下げること
ができる。SiGe合金はGeが過度にならない限り,
環境に対して安定であり,Si層やSiGe合金層との
相性もよく選択成長が可能である。
率をもつが,Geはノンドープの状態で数十Ωcmの抵
抗率を持つ。従って,Geの抵抗率はSiの抵抗率に比
べて4桁程度低い。一方,GeもSiもダイヤモンド構
造を示し,全域にわたり固溶状態となる。従って,Si
にGeを固溶して行くことにより,抵抗率を下げること
ができる。SiGe合金はGeが過度にならない限り,
環境に対して安定であり,Si層やSiGe合金層との
相性もよく選択成長が可能である。
【0015】また,SiGe合金に一導電型の不純物を
導入し,抵抗率をさらに下げることができる。さらに,
SiGeはSiに比べて電子やホールの移動度が大きい
。以上の理由により,コンタクトホール内に露出するS
i層あるいはSiGe合金層の上にSiGe合金を選択
的に成長させることにより,低抵抗の埋込み層をカバレ
ッジよく形成することができる。しかも,バリアメタル
もエッチバックも不要であるから,プロセスが簡単であ
る。
導入し,抵抗率をさらに下げることができる。さらに,
SiGeはSiに比べて電子やホールの移動度が大きい
。以上の理由により,コンタクトホール内に露出するS
i層あるいはSiGe合金層の上にSiGe合金を選択
的に成長させることにより,低抵抗の埋込み層をカバレ
ッジよく形成することができる。しかも,バリアメタル
もエッチバックも不要であるから,プロセスが簡単であ
る。
【0016】
【実施例】図1(a) 〜(e) は第1の実施例を示
す工程順断面図で,以下これらの図を参照しながら説明
する。
す工程順断面図で,以下これらの図を参照しながら説明
する。
【0017】図1(a) 参照
Si基板1上に,例えばソース・ドレイン領域となる素
子領域に,例えばリン(P)をドープしたn+ −Si
層2が形成された状態を示す。
子領域に,例えばリン(P)をドープしたn+ −Si
層2が形成された状態を示す。
【0018】図1(b) 参照
全面に厚さ8000ÅのSiO2 の絶縁膜3を形成し
,マスク(図示せず)を用いて絶縁膜3をエッチングし
,n+ −Si層2上に開口する幅6000Åのコンタ
クトホール4を形成する。アスペクト比は1.33であ
る。
,マスク(図示せず)を用いて絶縁膜3をエッチングし
,n+ −Si層2上に開口する幅6000Åのコンタ
クトホール4を形成する。アスペクト比は1.33であ
る。
【0019】図1(c) 参照
コンタクトホール4内のn+ −Si層2上に,CVD
法によりSiGe合金を選択的に成長し,SiGe埋込
み層5を形成する。SiGe合金の組成は,例えば60
%Si−40%Geであり,原料ガスとしてSiH4,
GeH4 を用い, 基板温度600 ℃, 圧力
1×10−5Torrの条件で選択成長する。
法によりSiGe合金を選択的に成長し,SiGe埋込
み層5を形成する。SiGe合金の組成は,例えば60
%Si−40%Geであり,原料ガスとしてSiH4,
GeH4 を用い, 基板温度600 ℃, 圧力
1×10−5Torrの条件で選択成長する。
【0020】図1(d) 参照
SiGe埋込み層5にリン(P+ )を加速電圧200
kV,ドーズ量2×1016個cm−2でイオン注入
し,その後活性化アニールを行ってn+ −SiGe埋
込み層6を形成する。
kV,ドーズ量2×1016個cm−2でイオン注入
し,その後活性化アニールを行ってn+ −SiGe埋
込み層6を形成する。
【0021】図1(e) 参照
全面にAlを蒸着し,それをパターニングしてn+ −
SiGe埋込み層6に接続する配線層7を形成する。
SiGe埋込み層6に接続する配線層7を形成する。
【0022】図2(a) 〜(d) は第2の実施例を
示す工程順断面図で,以下これらの図を参照しながら説
明する。 図2(a) 参照 Si基板1にSiGe合金をエピタキシャル成長し,S
iGeエピタキシャル層1Aを形成する。SiGe合金
の組成は,例えば60%Si−40%Geである。Si
Geエピタキシャル層1Aのソース・ドレイン領域に,
例えばホウ素(B)をドープし,p+ −SiGe層8
を形成する。
示す工程順断面図で,以下これらの図を参照しながら説
明する。 図2(a) 参照 Si基板1にSiGe合金をエピタキシャル成長し,S
iGeエピタキシャル層1Aを形成する。SiGe合金
の組成は,例えば60%Si−40%Geである。Si
Geエピタキシャル層1Aのソース・ドレイン領域に,
例えばホウ素(B)をドープし,p+ −SiGe層8
を形成する。
【0023】図2(b) 参照
全面に厚さ12000 ÅのSiO2 の絶縁膜3を形
成し,マスク(図示せず)を用いて絶縁膜3をエッチン
グし,p+ −SiGe層8上に開口する幅8000Å
のコンタクトホール4を形成する。アスペクト比は1.
5 である。
成し,マスク(図示せず)を用いて絶縁膜3をエッチン
グし,p+ −SiGe層8上に開口する幅8000Å
のコンタクトホール4を形成する。アスペクト比は1.
5 である。
【0024】図2(c) 参照
コンタクトホール4内のp+ −SiGe層8上に,C
VD法により,Bをドープしたp+ −SiGe合金を
選択的に成長し,その後,活性化アニールを行ってp+
−SiGe埋込み層9を形成する。Bのドープ量は,
例えば5×1019cm−3であり,SiGe合金の組
成は,例えば60%Si−40%Geである。
VD法により,Bをドープしたp+ −SiGe合金を
選択的に成長し,その後,活性化アニールを行ってp+
−SiGe埋込み層9を形成する。Bのドープ量は,
例えば5×1019cm−3であり,SiGe合金の組
成は,例えば60%Si−40%Geである。
【0025】図2(d) 参照
全面にAlを蒸着し,それをパターニングしてp+ −
SiGe埋込み層9に接続する配線層7を形成する。
SiGe埋込み層9に接続する配線層7を形成する。
【0026】第1の実施例,第2の実施例ともコンタク
トホール4内はカバレッジよく埋込まれ,低抵抗の埋込
み層を形成することができた。
トホール4内はカバレッジよく埋込まれ,低抵抗の埋込
み層を形成することができた。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
アスペクト比の大きいコンタクトホール内を低抵抗材料
でカバレッジよく埋め込むことができる。しかも,バリ
アメタルやエッチバックを必要としないプロセスを提供
することができる。
アスペクト比の大きいコンタクトホール内を低抵抗材料
でカバレッジよく埋め込むことができる。しかも,バリ
アメタルやエッチバックを必要としないプロセスを提供
することができる。
【0028】本発明は,集積回路の微細化,高集積化に
寄与するものである。
寄与するものである。
【図1】(a) 〜(e) は第1の実施例を示す工程
順断面図である。
順断面図である。
【図2】(a) 〜(d) は第2の実施例を示す工程
順断面図である。
順断面図である。
【図3】(a) 〜(e) は従来例を示す工程順断面
図である。
図である。
1は半導体基板であってSi基板
1AはSiGeエピタキシャル層
2は素子領域であってn+ −Si層
3は絶縁膜
4はコンタクトホール
5は埋込み層であってSiGe埋込み層6は埋込み層で
あってn+ −SiGe埋込み層7は配線層 8は素子領域であってp+ −SiGe層9は埋込み層
であってp+ −SiGe埋込み層10はポリSi層 11はn+ 型ポリSi層
あってn+ −SiGe埋込み層7は配線層 8は素子領域であってp+ −SiGe層9は埋込み層
であってp+ −SiGe埋込み層10はポリSi層 11はn+ 型ポリSi層
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板(1) の素子領域(2,
8)を覆う絶縁膜(3) にコンタクトホール(4)
を形成する工程と, 該コンタクトホール(4) 内
に露出する素子領域(2, 8)にSiGe合金或いは
一導電型の不純物を含むSiGe合金を選択的に成長し
て,該コンタクトホール(4) を埋込む埋込み層(5
, 9)を形成する工程とを有することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記素子領域(2, 8)が一導電型
の不純物を含むSi層(2) 或いは一導電型の不純物
を含むSiGe合金層(8) であることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40558190A JPH04221821A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP40558190A JPH04221821A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04221821A true JPH04221821A (ja) | 1992-08-12 |
Family
ID=18515186
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP40558190A Withdrawn JPH04221821A (ja) | 1990-12-25 | 1990-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04221821A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01231549A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Fujitsu Ltd | 中継器監視方式 |
WO1995006328A1 (en) * | 1993-08-27 | 1995-03-02 | National Semiconductor Corporation | Self-aligned cmos process |
WO1995006327A1 (en) * | 1993-08-27 | 1995-03-02 | National Semiconductor Corporation | Bipolar transistor process |
JPH09219494A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US5773357A (en) * | 1995-01-25 | 1998-06-30 | Nec Corporation | Method for producing silicon film to bury contact hole |
US5909059A (en) * | 1996-12-04 | 1999-06-01 | Nec Corporation | Semiconductor device having contact plug and method for manufacturing the same |
-
1990
- 1990-12-25 JP JP40558190A patent/JPH04221821A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01231549A (ja) * | 1988-03-11 | 1989-09-14 | Fujitsu Ltd | 中継器監視方式 |
JP2711670B2 (ja) * | 1988-03-11 | 1998-02-10 | 富士通株式会社 | 中継器監視方式 |
WO1995006328A1 (en) * | 1993-08-27 | 1995-03-02 | National Semiconductor Corporation | Self-aligned cmos process |
WO1995006327A1 (en) * | 1993-08-27 | 1995-03-02 | National Semiconductor Corporation | Bipolar transistor process |
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US5571744A (en) * | 1993-08-27 | 1996-11-05 | National Semiconductor Corporation | Defect free CMOS process |
US5773357A (en) * | 1995-01-25 | 1998-06-30 | Nec Corporation | Method for producing silicon film to bury contact hole |
JPH09219494A (ja) * | 1996-02-09 | 1997-08-19 | Nec Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US5909059A (en) * | 1996-12-04 | 1999-06-01 | Nec Corporation | Semiconductor device having contact plug and method for manufacturing the same |
US6030894A (en) * | 1996-12-04 | 2000-02-29 | Nec Corporation | Method for manufacturing a semiconductor device having contact plug made of Si/SiGe/Si |
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Date | Code | Title | Description |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |