JPH04245622A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH04245622A
JPH04245622A JP3032005A JP3200591A JPH04245622A JP H04245622 A JPH04245622 A JP H04245622A JP 3032005 A JP3032005 A JP 3032005A JP 3200591 A JP3200591 A JP 3200591A JP H04245622 A JPH04245622 A JP H04245622A
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JP
Japan
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insulating film
element isolation
opening
semiconductor device
active region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3032005A
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English (en)
Inventor
Shigeto Yamaguchi
成人 山口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置およびその
製造方法,特に半導体基板上の素子分離絶縁膜上に形成
された導電層をマスクとしてセルフアラインで素子分離
絶縁膜を開口し,開口部に露出した半導体基板に活性領
域が形成された半導体装置およびその製造方法に関する
【0002】近年,半導体集積回路の高集積化の進展に
伴って,各種のセルフアライン技術が開発され,実用化
されている。
【0003】
【従来の技術】図6は,従来のセルフアライン技術の例
を示す図である。
【0004】以下,同図を用いて,従来例を工程順に説
明する。
【0005】[工程1,図6(a)]シリコン基板31
上にフィールド酸化膜(FOX)32を形成する。
【0006】FOX32上に導電性物質を堆積させた後
,パターニングして導電層33a,33bを形成する。
【0007】表面にレジスト34を塗布した後,パター
ニングする。
【0008】[工程2,図6(b)]FOX32上の導
電層33a,33bをマスクとして,セルフアラインで
FOX32をエッチングして,開口部35を形成する。
【0009】[工程3,図6(b),(c)]開口部3
5内に露出したシリコン基板31に不純物をドーピング
して活性領域36を形成する。
【0010】[工程4,図6(d)]表面に層間絶縁膜
37を形成する。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】図6(d)に見るよう
に,従来の方法では,表面に形成された層間絶縁膜37
は,活性領域36上で大きな段差部38をもつ。これは
,開口部35の深さがFOX32の厚さと導電層33の
厚さとの和になるため,開口部35のアスペクト比が大
きくなるのに起因している。
【0012】したがって,従来の方法には,次の問題が
あった。
【0013】(1)活性領域上に層間絶縁膜やパッシベ
ーション膜を成膜する時に,充分に平坦化できない。
【0014】(2)層間絶縁膜上に配線パターンを形成
すると,配線間の短絡や配線の断線が生じる。
【0015】本発明は,これらの問題点を解決して,開
口部の段差を低くしてアスペクト比を小さくし,上部の
平坦性を良好にした半導体装置およびその製造方法,特
に半導体基板上の素子分離絶縁膜上に形成された導電層
をマスクとしてセルフアラインで素子分離絶縁膜を開口
し,開口部に露出した半導体基板に活性領域を形成した
半導体装置およびその製造方法を提供することを目的と
する。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明に係る半導体装置は,半導体基板上の素子
分離絶縁膜上に設けられた導電層をマスクとし,前記素
子分離絶縁膜をセルフアラインで除去して,前記半導体
基板が露出する開口部を設け,該開口部内に露出した前
記半導体基板に不純物をドープして活性領域を設けた半
導体装置において,前記活性領域上の前記開口部内に導
電体層が形成されている。
【0017】本発明に係る半導体装置の製造方法は,半
導体基板上に素子分離絶縁膜を形成する工程と,該素子
分離絶縁膜上に第1の導電性物質を堆積させた後,パタ
ーニングして導電層を形成する工程と,該導電層をマス
クとして前記素子分離絶縁膜をセルフアラインで除去し
て,前記半導体基板が露出する開口部を形成する工程と
,該開口部内に露出した半導体基板に不純物をドープし
て活性領域を形成する工程と,該活性領域上に第2の導
電性物質を選択成長させて,前記開口部内に導電体層を
形成する工程とを含むように構成する。
【0018】図1は,本発明の原理を示す図である。
【0019】同図において,1は半導体基板,2は素子
分離絶縁膜,3は導電層,4は開口部,5は活性領域,
6は導電体層,7は層間絶縁膜である。
【0020】
【作用】図1を用いて,本発明に係る半導体装置の原理
を説明する。
【0021】本発明に係る半導体装置は,図6に示した
従来のセルフアライン技術と同様の方法によって,半導
体基板1上の素子分離絶縁膜2上に設けられた導電層3
a,3bをマスクとし,素子分離絶縁膜2をセルフアラ
インで除去して,半導体基板1が露出する開口部4を設
け,この開口部4内に露出した半導体基板1に不純物を
ドープして活性領域5を設けた半導体装置であって,活
性領域5上の開口部4内に導電体層6が形成されている
【0022】このように,本発明に係る半導体装置では
,活性領域5上に導電体層6が形成されているので,従
来例では,(素子分離絶縁膜2の厚さ)+(導電層3の
厚さ)であった開口部4の深さは,(素子分離絶縁膜2
の厚さ)+(導電層3の厚さ)−(導電体層6の厚さ)
となり,導電体層6の厚さを制御することによって,開
口部4のアスペクト比を小さくすることができる。
【0023】次に,図1を用いて,本発明に係る半導体
装置の製造方法の原理を工程順に説明する。
【0024】[工程1]半導体基板1上に素子分離絶縁
膜2を形成する。
【0025】[工程2]素子分離絶縁膜2上に第1の導
電性物質を堆積させた後,パターニングして導電層3a
,3bを形成する。
【0026】[工程3]導電層3a,3bをマスクとし
て素子分離絶縁膜2をセルフアラインで除去して,半導
体基板が露出する開口部4を形成する。
【0027】[工程4]開口部4内に露出した半導体基
板1に不純物をドープして活性領域5を形成する。
【0028】[工程5]活性領域5上に第2の導電性物
質を選択成長させて導電体層6を形成する。
【0029】以上のように,本発明では,工程5におい
て,活性領域5上に第2の導電性物質を選択成長させて
導電体層6を形成しているので,開口部4の深さは,(
素子分離絶縁膜2の厚さ)+(導電層3の厚さ)−(導
電体層6の厚さ)となり,導電体層6の厚さを制御する
ことによって,開口部4のアスペクト比を小さくするこ
とができる。
【0030】その結果,活性領域5上に層間絶縁膜7を
形成しても,その表面は充分に良好な平坦性が得られる
【0031】本発明には,次の利点がある。
【0032】(1)活性領域上部の平坦性を良好にする
ことができる。
【0033】(2)活性領域上に導電体層が存在するの
で,活性領域を配線層として用いる場合,配線抵抗を下
げることができる。
【0034】
【実施例】(第1実施例)図2および図3は,本発明の
第1実施例を示す図である。本実施例は,本発明をEP
ROMなどの不揮発性半導体記憶装置に適用したもので
ある。
【0035】以下,工程順に説明する。
【0036】[工程1,図2(a)]シリコン基板11
上に,膜厚5000ÅのFOX(フィールド酸化膜)1
2を形成する。
【0037】FOX12上に,ポリシリコンを2000
Åの厚さに成長させた後,パターニングしてワード線(
転送ゲート)13a,13bを形成する。
【0038】[工程2,図2(b)]表面に,第1レジ
スト14を塗布した後,パターニングする。
【0039】ワード線13a,13bをマスクとし,F
OX12をセルフアラインで異方性エッチングして開口
部15を形成する。
【0040】第1レジスト14a,14bを剥離する。
【0041】[工程3,図2(c)]表面に,SiO2
 を400Åの厚さに成長させる。ポリシリコンから成
るワード線13a,13b上は600Å以上の厚さにな
る。
【0042】As+ を加速エネルギー70keV,ド
ーズ量4×1015cm−2の条件でイオン注入して,
開口部15の底に露出したシリコン基板11にソース領
域17を形成する。
【0043】SiO2 をウエットエッチングによって
420Åだけ除去する。その結果,ワード線13a,1
3bがSiO2 膜16a,16bによって被覆される
【0044】[工程4,図2(d)]表面に,第2レジ
スト18を塗布した後,ソース領域17をパターニング
する。このとき,セルトランジスタ部は,図3(d’)
に示すように,フローティングゲート13’aおよびコ
ントロールゲート13cから成るゲート部,フローティ
ングゲート13’bおよびコントロールゲート13dか
ら成るゲート部を覆い隠すようにパターニングする。
【0045】[工程5,図2(d),(e)]ソース領
域17上に,タングステン(W)19を3000Åの厚
さに選択成長させる。ワード線13a,13bはSiO
2 膜16a,16bによって被覆されているので,タ
ングステン(W)19がワード線13a,13bと接触
することはない。
【0046】このとき,セルトランジスタ部は,図3(
d’)に示すように,フローティングゲート13’aお
よびコントロールゲート13cから成るゲート部,フロ
ーティングゲート,13’bおよびコントロールゲート
13dから成るゲート部は第2レジスト18c,18d
で覆われているので,タングステン(W)19が各ゲー
ト部と接触することはない。
【0047】第2レジスト18を剥離する。その結果,
図2(e)に示すように,アスペクト比の小さな開口部
15が得られる。セルトランジスタ部は,図3(e’)
に示すようになる。
【0048】その後,層間絶縁膜をCVD法によって成
膜し,通常の工程によって配線を形成する。
【0049】(第2実施例)図4および図5は,本発明
の第2実施例を示す図である。本実施例は,本発明をE
PROMなどの不揮発性半導体記憶装置に適用したもの
である。
【0050】以下,工程順に説明する。
【0051】[工程1,図4(a)]シリコン基板21
上に,膜厚5000ÅのFOX(フィールド酸化膜)2
2を形成する。
【0052】FOX22上に,ポリシリコンを2000
Åの厚さに成長させた後,パターニングしてワード線(
転送ゲート)23a,23bを形成する。
【0053】[工程2,図4(b)]表面に,レジスト
24を塗布した後,パターニングする。
【0054】ワード線23a,23bをマスクとし,F
OX22をセルフアラインで異方性エッチングして開口
部25を形成する。
【0055】レジスト24a,24bを剥離する。
【0056】[工程3,図4(c)]SiO2 をCV
D法によって2000Åの厚さに成膜した後,異方性エ
ッチングを施して,開口部25の側面にサイドウォール
26a,26bを形成する。
【0057】[工程4,図4(d)]表面に,SiO2
 を400Åの厚さに熱酸化法によって成膜する。ポリ
シリコンから成るワード線23a,23b上は600Å
以上の厚さになる。
【0058】As+ を加速エネルギー70keV,ド
ーズ量4×1015cm−2の条件でイオン注入して,
開口部25の底に露出したシリコン基板21にソース領
域27を形成する。
【0059】SiO2 をウエットエッチングによって
420Åだけ除去する。その結果,ワード線23a,2
3bおよび開口部25の内面がSiO2 膜28a,2
8bによって被覆される。
【0060】[工程5,図2(e)]ソース領域27上
に,タングステン(W)29を3000Åの厚さに選択
成長させる。ワード線23a,23bはSiO2 膜2
6a,26bによって被覆されているので,タングステ
ン(W)29がワード線23a,23bと接触すること
はない。
【0061】このとき,セルトランジスタ部は,図5(
e’)に示すように,フローティングゲート23’aお
よびコントロールゲート23cから成るゲート部,フロ
ーティングゲート23’bおよびコントロールゲート2
3dから成るゲート部はサイドウォール26c,26d
で覆われているので,タングステン(W)29が各ゲー
ト部と接触することはない。
【0062】その後,層間絶縁膜をCVD法によって成
膜し,通常の工程によって配線を形成する。
【0063】
【発明の効果】本発明によれば,素子分離絶縁膜上に形
成された導電層をマスクとし,セルフアラインで素子分
離絶縁膜をエッチング除去して開口部を形成し,開口部
の底に露出した半導体基板に活性領域を形成した半導体
装置において,(素子分離絶縁膜の厚さ)+(導電層の
厚さ)を有する開口部の深さを,活性領域上に選択成長
させた導電体層の厚さだけ緩和することができる。すな
わち,開口部の深さは,(素子分離絶縁膜の厚さ)+(
導電層の厚さ)−(導電体層の厚さ)となる。したがっ
て,開口部のアスペクト比が小さくなるので,上層部の
平坦性を良好にすることができる。
【0064】また,活性領域を配線として使用する場合
,活性領域上に選択成長させた導電体層が配線抵抗を低
下させるように働くので,信号の伝播を高速化すること
ができる。
【0065】以上のように,本発明は,半導体装置の特
性の改善および信頼性の向上に寄与するところが大きい
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を示す図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す図である。
【図3】第1実施例のセルトランジスタ部を示す図であ
る。
【図4】本発明の第2実施例を示す図である。
【図5】第2実施例のセルトランジスタ部を示す図であ
る。
【図6】従来例を示す図である。
【符号の説明】
1  半導体基板 2  素子分離絶縁膜 3  導電層 4  開口部 5  活性領域 6  導電体層 7  層間絶縁膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板(1) 上の素子分離絶縁
    膜(2) 上に設けられた導電層(3a,3b) をマ
    スクとし,前記素子分離絶縁膜(2) をセルフアライ
    ンで除去して,前記半導体基板(1) が露出する開口
    部(4) を設け,該開口部(4) 内に露出した前記
    半導体基板(1) に不純物をドープして活性領域(5
    ) を設けた半導体装置において,前記活性領域(5)
     上の前記開口部(4) 内に導電体層(6) が形成
    されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】  請求項1において,前記素子分離絶縁
    膜(2a,2b) 上の導電層(3a,3b) が絶縁
    膜で被覆されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】  請求項1において,前記開口部(4)
     の側壁に側壁絶縁膜が設けられていることを特徴とす
    る半導体装置。
  4. 【請求項4】(a)半導体基板(1) 上に素子分離絶
    縁膜(2) を形成する工程と,(b)該素子分離絶縁
    膜(2) 上に第1の導電性物質を堆積させた後,パタ
    ーニングして導電層(3a,3b) を形成する工程と
    ,(c)該導電層(3a,3b) をマスクとして前記
    素子分離絶縁膜(2) をセルフアラインで除去して,
    前記半導体基板(1) が露出する開口部(4) を形
    成する工程と,(d)該開口部(4) 内に露出した半
    導体基板(1) に不純物をドープして活性領域(5)
     を形成する工程と,(e)該活性領域(5) 上に第
    2の導電性物質を選択成長させて,前記開口部(4) 
    内に導電体層(6) を形成する工程とを含むことを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】  請求項4において,工程(c)の後に
    ,素子分離絶縁膜(2a,2b) 上の導電層(3a,
    3b) を絶縁膜で被覆して,該導電層と工程(e)に
    よって選択成長された導電体層(6) との接触を防止
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】  請求項4において,工程(c)の後に
    ,開口部(4) の側壁に側壁絶縁膜を形成して,素子
    分離絶縁膜(2a,2b) 上の導電層(3a,3b)
     と工程(e)によって選択成長された導電体層(6)
     との接触を防止することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
JP3032005A 1991-01-31 1991-01-31 半導体装置およびその製造方法 Withdrawn JPH04245622A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4718007B2 (ja) * 1998-03-27 2011-07-06 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 自己整合コンタクトを備えた集積回路の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4718007B2 (ja) * 1998-03-27 2011-07-06 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 自己整合コンタクトを備えた集積回路の製造方法

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Effective date: 19980514