JPH04316324A - 半導体装置における埋め込み配線接続構造の形成方法 - Google Patents

半導体装置における埋め込み配線接続構造の形成方法

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JPH04316324A
JPH04316324A JP8369691A JP8369691A JPH04316324A JP H04316324 A JPH04316324 A JP H04316324A JP 8369691 A JP8369691 A JP 8369691A JP 8369691 A JP8369691 A JP 8369691A JP H04316324 A JPH04316324 A JP H04316324A
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JP
Japan
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contact hole
layer
buried
connection structure
conductive
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JP8369691A
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English (en)
Inventor
Yasushi Matsui
泰志 松井
Kaoru Motonami
薫 本並
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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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】この発明は、半導体装置における
埋め込み配線接続構造の形成方法に関し、さらに詳しく
は、MOS型トランジスタにおいて、コンタクトホール
を通して導電領域に配線層を電気的に接続させるための
埋め込み配線接続構造の形成方法の改良に係るものであ
る。
【0002】
【従来の技術】図6ないし図8は、従来例でのこの種の
MOS型トランジスタにおける埋め込み配線接続構造の
主要な形成工程を順次模式的に示すそれぞれに要部断面
図である。
【0003】すなわち,この従来のMOS型トランジス
タの埋め込み配線接続構造においては、図6の工程に示
されているように、まず最初に、 p型シリコン基板1
の一主面上に、熱酸化法などによって酸化膜を形成し、
かつ当該酸化膜上に、CVD法などによって多結晶シリ
コン単層膜を堆積させた後、写真製版法,およびエッチ
ング技術を用い、これらの各膜を選択的に整形してゲー
ト酸化膜2,およびゲート電極3をそれぞれに形成させ
る。
【0004】そして、前記整形されたゲート電極3をマ
スクにしたイオン注入法により、当該ゲート電極3の両
側対応の基板主面に n型不純物を選択的に注入し、か
つこれを熱拡散させることで、MOS型トランジスタで
のソース・ドレイン領域としての不純物拡散層4をそれ
ぞれに形成させる。
【0005】続いて、これらの上に、減圧CVD法によ
って層間絶縁酸化膜5を堆積させた後、写真製版法によ
るレジストパターン(図示せず)をマスクにした異方性
エッチングにより、当該層間絶縁酸化膜5を選択的に掘
り込んで、前記各不純物拡散層4に達するコンタクトホ
ール6をそれぞれに開口させ、当該各不純物拡散層4の
一部表面を露出させる。
【0006】次に、図7の工程に示されているように、
前記露出された各不純物拡散層4の表面を含む各コンタ
クトホール6の内壁面に対し、スパッタ法によって T
iN膜7を形成させ、ついで、これらの上部,特に、当
該各 TiN膜7を含んだ各コンタクトホール6内を埋
め込むように、CVD法などによって W(タングステ
ン)を堆積させた後、これを反応性イオンエッチングに
より、エッチバックさせることで導電性埋め込み層8を
形成する。
【0007】さらに、図8の工程に示されているように
、これらの上に、スパッタ法などによってAlSiCu
膜を形成させた後、写真製版法,およびエッチング技術
を用い、当該AlSiCu膜を選択的に整形してAl配
線9を形成させるのであり、つまり、このようにして各
不純物拡散層4に対する各導電性埋め込み層8を介した
Al配線9の電気的接続を図り得るのである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
工程を経て製造される従来の埋め込み配線接続構造にお
いては、前記図7の工程で、内壁面に TiN膜7を形
成した各コンタクトホール6内を W(タングステン)
による導電性埋め込み層8によって埋め込む場合に、堆
積時における当該導電性埋め込み層8の性質上,そのエ
ッチバック後にあって、表面中心部に、いわゆる“す”
と呼ばれる比較的狭くて深い凹陥部8aが形成されるこ
とがあり、この凹陥部8aの存在が完成後の半導体装置
の電気的接続不良などの原因になるという問題点があっ
た。
【0009】この発明は、このような従来の問題点を解
消するためになされたもので、その目的とするところは
、コンタクトホールを通した埋め込み配線接続に際して
、当該コンタクトホール内を埋め込む導電性埋め込み層
の表面上に狭くかつ深い凹陥部が形成されないようにし
た,この種の半導体装置における埋め込み配線接続構造
の形成方法を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置における埋め込み配線接
続構造の形成方法は、コンタクトホール内への導電性埋
め込み層の埋め込みに先立って、こゝでのコンタクトホ
ールの少なくとも底部周縁に側壁層を選択的に形成させ
、その後,当該コンタクトホール内を導電性埋め込み層
によって埋め込むようにしたものである。
【0011】すなわち,この発明は、半導体基板の一主
面に形成される導電領域に対して、層間絶縁酸化膜に選
択的に開口されたコンタクトホールを通して配線層を電
気的に接続させるために、当該コンタクトホール内に導
電性埋め込み層を埋め込んで構成する埋め込み配線接続
構造において、前記コンタクトホールの少なくとも底部
周縁に側壁層を選択的に形成した後、前記導電性埋め込
み層を埋め込むようにしたことを特徴とする半導体装置
における埋め込み配線接続構造の形成方法である。
【0012】
【作用】従って、この発明方法においては、コンタクト
ホール内への導電性埋め込み層の埋め込みに先立って、
このコンタクトホールの少なくとも底部周縁に側壁層を
選択的に形成させた上で、その後,当該コンタクトホー
ル内を導電性埋め込み層によって埋め込むようにしたの
で、コンタクトホールの底部内径が上部開口径よりも小
さくされることから、導電性埋め込み層を埋め込んだ上
でのエッチバック終了後、当該導電性埋め込み層の表面
上に凹陥部が形成される可能性が解消される。
【0013】
【実施例】以下,この発明に係る半導体装置における埋
め込み配線接続構造の形成方法の実施例につき、図1な
いし図5を参照して詳細に説明する。
【0014】図1ないし図5はこの発明の一実施例を適
用したMOS型トランジスタにおける埋め込み配線接続
構造の主要な形成工程を順次模式的に示すそれぞれに要
部断面図である。
【0015】すなわち,この実施例によるMOS型トラ
ンジスタの埋め込み配線接続構造においては、図1の工
程に示されているように、まず最初に、 p型シリコン
基板11の一主面上に、熱酸化法などによって酸化膜を
形成し、かつ当該酸化膜上に、CVD法などによって多
結晶シリコン単層膜を堆積させた後、写真製版法,およ
びエッチング技術を用い、これらの各膜を選択的に整形
してゲート酸化膜12,およびゲート電極13をそれぞ
れに形成させる。
【0016】そして、前記整形されたゲート電極13を
マスクにしたイオン注入法により、当該ゲート電極13
の両側対応の基板主面に n型不純物を選択的に注入し
、かつこれを熱拡散させることで、MOS型トランジス
タでのソース・ドレイン領域としての不純物拡散層(導
電領域)14をそれぞれに形成させる。
【0017】続いて、これらの上に、減圧CVD法によ
って層間絶縁酸化膜15を堆積させた後、写真製版法に
よるレジストパターン(図示せず)をマスクにした異方
性エッチングにより、当該層間絶縁酸化膜15を選択的
に掘り込み、前記各不純物拡散層14に達するコンタク
トホール16をそれぞれに開口させ、当該各不純物拡散
層14の一部表面を露出させるもので、つまり、こゝま
では、前記従来工程の場合と全く同様である。
【0018】次に、図2の工程に示されているように、
前記露出された各不純物拡散層14の表面,および各コ
ンタクトホール16の内壁面をそれぞれに含んだ層間絶
縁酸化膜15の表面上に対し、減圧CVD法により、当
該層間絶縁酸化膜15の膜質以外の薄膜,例えば、ポリ
シリコン膜,および窒化ポリシリコン膜などの薄膜17
aを堆積形成する。
【0019】また、図3の工程に示されているように、
前記薄膜17aに対して、選択エッチング性に優れた異
方性エッチング(RIE)を用い、その全面に亘って均
一なエッチング処理を20〜50%程度のオーバエッチ
ング条件で行なうが、このように極めて異方性の強いエ
ッチングを施すことにより、前記各コンタクトホール1
6の内壁面から底部周縁にかけて、次第に厚さを増した
側壁膜17がそれぞれに形成されることになるもので、
こゝでの各側壁膜17の形成によって、実質的に、当該
各コンタクトホール16の概念的な底部内径が上部開口
径よりも小さくされることになる。
【0020】さらに、図4の工程に示されているように
、前記露出された各不純物拡散層14の表面,および内
壁面から底部周縁にかけた側壁膜17を含む各コンタク
トホール16の内壁面に対して、スパッタ法によって 
TiN膜18をそれぞれに形成させ、ついで、これらの
上部,特に、当該各 TiN膜18を含んだ各コンタク
トホール16内を埋め込むように、CVD法などによっ
て W(タングステン)を堆積させた後、これを反応性
イオンエッチングにより、エッチバックさせることで各
不純物拡散層14に電気的に接続された各導電性埋め込
み層(配線層)19を形成するが、このときの埋め込み
,ならびにエッチバック操作に際しては、前記したよう
に各コンタクトホール16の内部に関して、これが各側
壁膜17の存在で、その概念的な底部内径が上部開口径
よりも小さくされているために、こゝでのスパッタ法に
よる膜形成の性質上,反応性イオンエッチングによるエ
ッチバック後には、埋め込まれる導電性埋め込み層19
の表面に、従来のような凹陥部が形成されることはない
【0021】最後に、図5の工程に示されているように
、前記導電性埋め込み層19を含む層間絶縁酸化膜15
上に、スパッタ法などによってAlSiCu膜を形成さ
せた後、写真製版法,およびエッチング技術を用い、当
該AlSiCu膜を選択的にエッチング整形してAl配
線20を形成させるもので、このようにして各不純物拡
散層14に対する各導電性埋め込み層19を介したAl
配線20の電気的接続を図り得るのであり、この実施例
方法による埋め込み配線接続構造においては、各導電性
埋め込み層19とAl配線20との接続部に従来のよう
な凹陥部が介在されないために、電気的接続不良を生ず
る惧れがない。
【0022】
【発明の効果】以上,実施例によって詳述したように、
この発明に係る半導体装置における埋め込み配線接続構
造の形成方法によれば、半導体基板の一主面に形成され
る導電領域に対して、層間絶縁酸化膜に選択的に開口さ
れたコンタクトホールを通して配線層を電気的に接続さ
せるために、当該コンタクトホール内に導電性埋め込み
層を埋め込んで構成する埋め込み配線接続構造において
、コンタクトホール内への導電性埋め込み層の埋め込み
に先立って、こゝでのコンタクトホールの少なくとも底
部周縁に側壁層を選択的に形成させるようにしたので、
コンタクトホールの概念的な底部内径が上部開口径より
も小さくされることになり、このため、その後のコンタ
クトホール内の導電性埋め込み層による埋め込みによっ
て、当該導電性埋め込み層の表面に対し、従来のような
“す”と呼ばれる凹陥部が形成されることはなく、従っ
て、結果的には、不純物拡散層に対する導電性埋め込み
層を介したAl配線の良好な電気的接続を図り得るもの
で、信頼性の高い装置構成が得られるという優れた特長
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を適用したMOS型トラン
ジスタにおける埋め込み配線接続構造を形成するための
第1の工程を模式的に示す要部断面図である。
【図2】同上第2の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【図3】同上第3の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【図4】同上第4の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【図5】同上第5の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【図6】従来のMOS型トランジスタにおける埋め込み
配線接続構造を形成するための第1の工程を模式的に示
す要部断面図である。
【図7】同上第2の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【図8】同上第3の工程を模式的に示す要部断面図であ
る。
【符号の説明】
11   p型シリコン基板 12  ゲート酸化膜 13  ゲート電極 14  不純物拡散層(導電領域) 15  層間絶縁酸化膜 16  コンタクトホール 17a  ポリシリコン膜,窒化ポリシリコン膜などの
薄膜 17  側壁膜 18   TiN膜 19  導電性埋め込み層 20  Al配線

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板の一主面に形成される導電
    領域に対し、層間絶縁酸化膜に選択的に開口されたコン
    タクトホールを通して配線層を電気的に接続させるため
    に、当該コンタクトホール内に導電性埋め込み層を埋め
    込んで構成する埋め込み配線接続構造において、前記コ
    ンタクトホールの少なくとも底部周縁に側壁層を選択的
    に形成した後、前記導電性埋め込み層を埋め込むように
    したことを特徴とする半導体装置における埋め込み配線
    接続構造の形成方法。
JP8369691A 1991-04-16 1991-04-16 半導体装置における埋め込み配線接続構造の形成方法 Pending JPH04316324A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576525B2 (en) 2001-03-19 2003-06-10 International Business Machines Corporation Damascene capacitor having a recessed plate

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6576525B2 (en) 2001-03-19 2003-06-10 International Business Machines Corporation Damascene capacitor having a recessed plate
US6664581B2 (en) 2001-03-19 2003-12-16 International Business Machines Corporation Damascene capacitor having a recessed plate

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