JPH04275436A - Soimosトランジスタ - Google Patents

Soimosトランジスタ

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JPH04275436A
JPH04275436A JP3702391A JP3702391A JPH04275436A JP H04275436 A JPH04275436 A JP H04275436A JP 3702391 A JP3702391 A JP 3702391A JP 3702391 A JP3702391 A JP 3702391A JP H04275436 A JPH04275436 A JP H04275436A
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JP
Japan
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film
contact
wiring
transistor
contact hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP3702391A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Koyama
健一 小山
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH04275436A publication Critical patent/JPH04275436A/ja
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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、絶縁層上に作製したS
OIデバイス用配線の形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、絶縁基板上に作製したSOIデバ
イス用の配線の形成は、以下のように行なわれていた。 図7は従来技術により作製した能動SOIデバイスのド
レインに接続する配線を模式的に示した断面図である。
【0003】まず、シリコン基板1上に、絶縁膜2を形
成し、その上にビームアニール等の方法で単結晶シリコ
ン膜を全面に形成した後、アイランド分離法により、シ
リコン膜をMOS型トランジスタの素子領域に分離する
。次に、ゲート絶縁膜4と半導体膜を順次形成し、フォ
トレジストを用いた露光工程と半導体膜のドライエッチ
ング工程により、前記半導体膜をゲート電極5に加工し
た後、パッシベーション用の絶縁膜6を基板表面に形成
して、MOS型トランジスタを形成する。
【0004】次に、フォトレジストを用いた露光工程と
絶縁膜のドライエッチング工程により、MOS型トラン
ジスタの電極層に達するコンタクト・ホール7を形成す
る。その後、金属膜をCVD法等で堆積し、金属膜で前
記ホール7を埋め込み、かつ基板表面を覆う。その後こ
の金属膜を配線8を形成していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
SOIデバイスにおいては、デバイスサイズが小さくな
ると、デバイスの電極層と金属配線の接触面積は小さく
なり、接触部の抵抗が大きくなり、その結果、デバイス
の動作時のオン電流が低下し、特性は悪化する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも表面が絶縁体である基板上に形成されたSOIMO
Sトランジスタにおいて、ソース拡散層、ドレイン拡散
層、ゲート電極のうち少なくとも一つを貫いてコンタク
トホールが形成され、コンタクトホール内に金属が埋め
込まれ、金属とコンタクトホール側壁が接触しているこ
とを特徴とするSOIMOSトランジスタが得られる。
【0007】また本発明によれば少なくとも表面が絶縁
体層である基板上に形成されたSOIMOSトランジス
タにおいて、ソース又はドレイン拡散層の少なくとも一
方の拡散層とその下の絶縁体層に凹部を設け、配線金属
がこの凹部で前記拡散層と接触することを特徴とするS
OIMOSトランジスタが得られる。
【0008】また本発明によれば、少なくとも表面が絶
縁体である基板上に形成されたSOIMOSトランジス
タにおいて、ソース又はドレイン拡散層の少なくとも一
方の拡散層の上に拡散層と接して半導体薄膜パターンが
形成され、この半導体薄膜と下の拡散層とを貫いてコン
タクト層が形成され、コンタクトホール内に配線金属が
埋め込まれ、配線金属とコンタクトホールの側壁が接触
していることを特徴とするSOIMOSトランジスタが
得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明について実施例を図面を用いて
説明する。本実施例では、絶縁膜としてシリコン酸化膜
を、半導体膜として単結晶シリコン膜を、金属膜として
タングステン膜を用いた。また、本実施例では主にMO
Sトランジスタのドレイン拡散層と配線の接触部につい
て主に説明する。
【0010】(実施例1)図1は本願第1の発明の一実
施例のSOIMOSトランジスタの配線形成例を模式的
に示した断面図である。以下、製造工程順に説明する。
【0011】まず、シリコン基板1上に熱酸化により膜
厚1.0μmのシリコン酸化膜2を形成した後、CVD
法により膜厚0.2μmの多結晶シリコン膜を形成し、
その後レーザ・ビーム等を用いた半導体膜の再結晶化法
により前述の多結晶シリコン膜を単結晶化する。次に、
アイランド分離法により、単結晶シリコン膜半導体膜を
MOSトランジスタの素子領域に分離する。次に、熱酸
化により膜厚0.03μmのゲート酸化膜4を形成した
後、膜厚0.4μmのポリシリコン膜を形成し、フォト
リソグラフィ工程により、ゲート電極5を形成する。次
いで不純物を導入してドレイン拡散層9、ソース拡散層
3を作製する。その後、パッシベーション用の膜厚1.
0μmのシリコン酸化膜6を基板表面に形成する。次に
、ドレイン9上に、深さ1.0μmのコンタクトホール
7を形成する。そのあと続けてシリコンのドライエッチ
ング工程により、絶縁膜2の表面に達するまでエッチン
グする。その後、タングステン膜をブランケット・CV
D法で堆積し、コンタクトホール7の埋め込み、および
基板表面上への膜厚1μmのタングステン膜の形成を行
う。最後に、タングステンの異方性エッチングにより試
料表面上のタングステン膜を配線状パターン8に加工す
る。この結果、図1に示したような、SOIデバイス用
配線が作製される。
【0012】このように形成した配線は、MOS型トラ
ンジスタのドレイン層を貫くコンタクトホールにより露
出した、ドレイン層の側壁において、ドレイン層に接触
する。このため、マスク上のコンタクトホールサイズを
a2 μm2 とすると、接触面積は、0.8aμm2
 となる。このため、図2に示すように、コンタクトホ
ールの径が0.8μm以下になった場合には、接触面積
が従来より大きくなる。
【0013】本実施例においては、絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜を、半導体膜として単結晶シリコン膜を、金属
膜としてタングステン膜を用いたが、シリコン窒化膜等
の他の種類の絶縁膜、多結晶シリコン膜やゲルマニウム
膜等の他の種類の半導体膜、アルミニウム膜等の他の種
類の金属膜を用いても構わない。また、本実施例におい
ては、ドレイン層の膜厚を0.2μmとしたが、これは
例えば、サブミクロン・オーダーの他の膜厚であっても
構わない。さらに、本実施例では、ドレイン部の接続を
例にして説明したが、MOS型トランジスタのゲート電
極やソース拡散層と金属配線を接続する場合にも適用で
きる。
【0014】(実施例2)図3は本願第2の発明の一実
施例のSOIMOSトランジスタの配線形成例を模式的
に示した断面図である。以下、製造工程順に説明する。
【0015】まず、シリコン基板1上に熱酸化により膜
厚1.0μmのシリコン酸化膜2を形成する。その後、
後に形成するMOS型トランジスタのコンタクト・ホー
ルの位置に相当するシリコン酸化膜2の表面に、ドライ
エッチング工程により、深さが0.2μm、サイズが後
工程で形成するコンタクト・ホ−ルのサイズよりドレイ
ン層9の厚さと同じ0.2μm分だけ一回り大きな凹部
10を形成する。次に、CVD法により膜厚0.2μm
の多結晶シリコン膜を形成し、その後レーザ・ビーム等
を用いた半導体膜の再結晶化法により前述の多結晶シリ
コン膜を単結晶化する。次に、アイランド分離法により
、単結晶シリコン膜半導体膜をMOSトランジスタの素
子領域に分離する。次に、熱酸化により膜厚0.03μ
mのゲート酸化膜4を形成し、次に膜厚0.4μmのポ
リシリコン膜を形成し、フォトリソグラフィ工程により
ゲート電極5を形成する。次いで不純物を導入してドレ
イン拡散層9、ソース拡散層3を作製する。その後、パ
ッシベーション用の膜厚1.0μmのシリコン酸化膜6
を基板表面に形成する。次に、ドレイン9上に、コンタ
クト・ホール7を形成する。その後、タングステン膜を
ブランケット・CVD法で堆積し、コンタクトホール7
の埋め込み、および基板表面上への膜厚1μmのタング
ステン膜の形成を行う。最後に、タングステン膜を異方
性エッチングして試料表面上のタングステン膜を配線状
パターン8に加工する。この結果、図3に示したような
、SOIデバイス用配線が作製される。
【0016】このように形成した配線のMOS型トラン
ジスタのドレイン拡散層との接触部分は、段差10によ
り凹状にくぼんだドレイン拡散層9の表面積になる。こ
のため、例えばマスク上のコンタクトホールサイズをa
2 μm2 とすると、接触面積はa2 +0.8aμ
m2 となる。このため、図4に示すように、微細な径
を有するコンタクトホールの場合でも、従来より大きな
接触面積を得ることができる。
【0017】本実施例においては、絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜を、半導体膜として単結晶シリコン膜を、金属
膜としてタングステン膜を用いたが、シリコン窒化膜等
の他の種類の絶縁膜、多結晶シリコン膜やゲルマニウム
膜等の他の種類の半導体膜、アルミニウム膜等の他の種
類の金属膜を用いても構わない。また、本実施例におい
ては、ドレイン拡散層の膜厚を0.2μmとしたが、こ
れは例えば、サブミクロン・オーダーの他の膜厚であっ
ても構わない。さらに、本実施例ではドレイン部の接続
を例にして説明したが、ソースあるいはソース、ドレイ
ンの両方と金属配線を接続する場合にも適用できる。
【0018】(実施例3)図5は本願第3発明の一実施
例のSOIMOSトランジスタの配線形成例を模式的に
示した断面図である。以下、製造工程順に説明する。
【0019】まず、シリコン基板1上に熱酸化により膜
厚1.0μmのシリコン酸化膜2を形成した後、CVD
法により膜厚0.2μmの多結晶シリコン膜を形成し、
その後レーザ・ビーム等を用いた半導体膜の再結晶化法
により前述の多結晶シリコン膜を単結晶化する。次にア
イランド分離法により、単結晶シリコン膜半導体膜をM
OSトランジスタの素子領域に分離する。次に、熱酸化
により膜厚0.03μmのゲート酸化膜4を形成した後
フォトリソグラフィ工程で、ドレイン拡散層9となる領
域上のゲート酸化膜4をエッチングする。次に不純物を
高濃度にドープした膜厚0.4μmのポリシリコン膜を
形成する。このポリシリコン膜をドライエッチング工程
により、ゲート電極5として形成する際に、同時にMO
Sトランジスタのドレインへの配線接触部分を覆い隠す
シリコン膜パターン10に加工する。次いで不純物を導
入してドレイン拡散層9、ソース拡散層3を作製する。 その後、パッシベーション用の膜厚1.0μmのシリコ
ン酸化膜6を基板表面に形成する。次に、ドレイン9上
に、深さ1.0μmのコンタクトホール7をドライエッ
チング工程で形成し、続けてシリコンのドライエッチン
グ工程により、コンタクトホール7の下のポリシリコン
膜10、ドレイン拡散層9を除去する。その後、タング
ステン膜をブランケット・CVD法で堆積し、コンタク
トホール7の埋め込み、および基板表面上への膜厚1μ
mのタングステン膜の形成を行う。最後に、タングステ
ンの異方性エッチングにより試料表面上のタングステン
膜を配線状パターン8に加工する。この結果、図5に示
したようなSOIデバイス用配線が作製される。
【0020】このように形成した配線のドレイン拡散層
との接触部分は、コンタクトホールにより露出した、ポ
リシリコン膜10およびドレイン拡散層9の側壁になる
。このため、例えばマスク上のコンタクトホールサイズ
をa2 μm2 とすると、接触面積は、2.4aμm
2 となる。このため図6に示すように、微細な径を有
するコンタクトホールの場合には、従来より大きな接触
面積を得ることができる。
【0021】本実施例においては、絶縁膜としてシリコ
ン酸化膜を、半導体膜として単結晶シリコン膜を、金属
膜としてタングステン膜を用いたが、シリコン窒化膜等
の他の種類の絶縁膜、多結晶シリコン膜やゲルマニウム
膜等の他の種類の半導体膜、アルミニウム膜等の他の種
類の金属膜を用いても構わない。また、本実施例におい
ては、ドレイン層の膜厚を0.2μmとしたが、これは
例えば、サブミクロン・オーダーの他の膜厚であっても
構わない。さらに、本実施例では、ドレイン部の接続を
例にして説明したが、本発明は、ソースあるいはソース
、ドレインの両方と金属配線を接続する場合にも適用で
きる。
【0022】
【発明の効果】本発明によれば、デバイスサイズが小さ
くなっても従来に比べ、金属配線とトランジスタの電極
層の接触面積が大きくなるので、コンタクト抵抗が小さ
くなり、その結果、デバイスの動作時のオン電流が増加
し、デバイスの特性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発願第1の実施例により作製したSOIデバ
イス用配線の形成を模式的に示した断面模式図である。
【図2】配線とトランジスタの電極層の接触面積を、本
願第1の発明の実施例と従来例において比較した図であ
る。
【図3】本願第2の発明の実施例により作製したSOI
デバイス用配線の形成を模式的に示した断面模式図であ
る。
【図4】配線とトランジスタの電極層の接触面積を、本
願第2の発明の実施例と従来例において比較した図であ
る。
【図5】本願第3の発明の実施例により作製したSOI
デバイス用配線の形成を模式的に示した断面模式図であ
る。
【図6】配線とトランジスタの電極層の接触面積を、本
願第3の発明の実施例において比較した図である。
【図7】従来技術により作製したSOIデバイス用配線
の形成を模式的に示した断面模式図である。
【符号の説明】
1  シリコン基板 2  シリコン酸化膜 3  ソース拡散層 4  ゲート酸化膜 5  ゲート電極 6  シリコン酸化膜 7  コンタクトホール 8  タングステン配線層 9  ドレイン拡散層 10  凹部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  少なくとも表面が絶縁体である基板上
    に形成されたSOIMOSトランジスタにおいて、ソー
    ス拡散層、ドレイン拡散層、ゲート電極のうち少なくと
    も一つを貫いてコンタクトホールが形成され、コンタク
    トホール内に金属が埋め込まれ、金属とコンタクトホー
    ルの側壁が接触していることを特徴とするSOIMOS
    トランジスタ。
  2. 【請求項2】  少なくとも表面が絶縁体層である基板
    上に形成されたSOIMOSトランジスタにおいて、ソ
    ース又はドレイン拡散層の少なくとも一方の拡散層とそ
    の下の絶縁体層に凹部を設け、配線金属がこの凹部で前
    記拡散層と接触することを特徴とするSOIMOSトラ
    ンジスタ。
  3. 【請求項3】  少なくとも表面が絶縁体である基板上
    に形成されたSOIMOSトランジスタにおいて、ソー
    ス又はドレイン拡散層の少なくとも一方の拡散層の上に
    、拡散層と接して半導体薄膜パターンが形成され、この
    半導体薄膜と下の拡散層とを貫いてコンタクト層が形成
    され、コンタクトホール内に配線金属が埋め込まれ、配
    線金属とコンタクトホールの側壁が接触していることを
    特徴とするSOIMOSトランジスタ。
JP3702391A 1991-03-04 1991-03-04 Soimosトランジスタ Pending JPH04275436A (ja)

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Date Code Title Description
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19991221