JPH04369854A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH04369854A JPH04369854A JP14608291A JP14608291A JPH04369854A JP H04369854 A JPH04369854 A JP H04369854A JP 14608291 A JP14608291 A JP 14608291A JP 14608291 A JP14608291 A JP 14608291A JP H04369854 A JPH04369854 A JP H04369854A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (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、コンピュータに代表さ
れる電子機器に用いられている半導体集積回路、特にそ
のコンタクト部の製造方法に関する。
れる電子機器に用いられている半導体集積回路、特にそ
のコンタクト部の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、図３（ａ）〜（ｃ）に示すよう
にアクティブ領域２３上に酸化膜２４及びＢＰＳＧ膜２
５を形成した後、フォト工程によりパターニングされた
レジスト２６をマスクにしてドライエッチングを行った
後、配線材料２８を形成していた。
にアクティブ領域２３上に酸化膜２４及びＢＰＳＧ膜２
５を形成した後、フォト工程によりパターニングされた
レジスト２６をマスクにしてドライエッチングを行った
後、配線材料２８を形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、集積回
路の高集積化が進むことにより、コンタクト部における
アスペクト比（コンタクト部におけるコンタクト径に対
するコンタクト孔の深さ）が１を超えるようになってい
る。このため、コンタクト抵抗が大きくなり、半導体装
置の性能を制約する要因となっていた。またＡｌ等の配
線材料の段差被覆性が低下することにより、配線のオー
プンやエレクトロマイグレーションによる劣化等の信頼
性上の問題があった。
路の高集積化が進むことにより、コンタクト部における
アスペクト比（コンタクト部におけるコンタクト径に対
するコンタクト孔の深さ）が１を超えるようになってい
る。このため、コンタクト抵抗が大きくなり、半導体装
置の性能を制約する要因となっていた。またＡｌ等の配
線材料の段差被覆性が低下することにより、配線のオー
プンやエレクトロマイグレーションによる劣化等の信頼
性上の問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】そこで本発明においては
、上述の課題を解決するために、コンタクト径が小さい
場合においても実効的にアスペクト比の増加を防ぐこと
を可能にしている。具体的には、ＢＰＳＧ膜１５に不純
物濃度分布を持たせることによってウェットエッチング
におけるエッチレート（エッチング速度）の差を利用し
てコンタクト孔上部をテーパー状に設けている。
、上述の課題を解決するために、コンタクト径が小さい
場合においても実効的にアスペクト比の増加を防ぐこと
を可能にしている。具体的には、ＢＰＳＧ膜１５に不純
物濃度分布を持たせることによってウェットエッチング
におけるエッチレート（エッチング速度）の差を利用し
てコンタクト孔上部をテーパー状に設けている。
【０００５】
【作用】コンタクト孔上部をテーパー化することにより
配線材料の段差被覆性を向上させ、かつ実効的にアスペ
クト比を小さくできる。
配線材料の段差被覆性を向上させ、かつ実効的にアスペ
クト比を小さくできる。
【０００６】
【実施例】以下、図１、図２、図４、図５を用いて本発
明を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体装置
の断面図、図２（ａ）〜（ｄ）は本発明によるコンタク
トの形成方法を示す製造工程順断面図である。半導体領
域１１上にフィールド酸化膜１２及びアクティブ領域１
３が設けられ、その上に第１の層間絶縁膜となるボロン
、リンを含まない酸化膜１４が設けられ、次に第２の層
間絶縁膜であるＢＰＳＧ膜（Ｂｏｒｏ Ｐｈｏｓｐｈｏ
Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）１５が設けられたの
が、図２（ａ）である。ここで重要な点は、本発明にお
いては、ＢＰＳＧ膜１５のリン濃度が膜の厚さ方向にお
いて、下側の一部を除き、上にいく程高くなっているこ
とである。なお、酸化膜１４は、通常のＣＶＤ法におい
てシラン（ＳｉＨ４）及び酸素（Ｏ２）を主原料に用い
て形成され、ＢＰＳＧ膜１５は、同じくＣＶＤ法におい
てシラン（ＳｉＨ４）、酸素（Ｏ２）、ジボラン（Ｂ２
Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３） を主原料に用いる。通
常、酸化膜１４、ＢＰＳＧ膜１５いずれも常圧ＣＶＤの
場合、基板温度３５０℃〜５００℃において形成される
。
明を詳細に説明する。図１は、本発明による半導体装置
の断面図、図２（ａ）〜（ｄ）は本発明によるコンタク
トの形成方法を示す製造工程順断面図である。半導体領
域１１上にフィールド酸化膜１２及びアクティブ領域１
３が設けられ、その上に第１の層間絶縁膜となるボロン
、リンを含まない酸化膜１４が設けられ、次に第２の層
間絶縁膜であるＢＰＳＧ膜（Ｂｏｒｏ Ｐｈｏｓｐｈｏ
Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｇｌａｓｓ）１５が設けられたの
が、図２（ａ）である。ここで重要な点は、本発明にお
いては、ＢＰＳＧ膜１５のリン濃度が膜の厚さ方向にお
いて、下側の一部を除き、上にいく程高くなっているこ
とである。なお、酸化膜１４は、通常のＣＶＤ法におい
てシラン（ＳｉＨ４）及び酸素（Ｏ２）を主原料に用い
て形成され、ＢＰＳＧ膜１５は、同じくＣＶＤ法におい
てシラン（ＳｉＨ４）、酸素（Ｏ２）、ジボラン（Ｂ２
Ｈ６）、ホスフィン（ＰＨ３） を主原料に用いる。通
常、酸化膜１４、ＢＰＳＧ膜１５いずれも常圧ＣＶＤの
場合、基板温度３５０℃〜５００℃において形成される
。
【０００７】次に、図２（ｂ）においてフォト工程によ
りフォトレジスト１６をパターニング後、例えば緩衝フ
ッ酸溶液（フッ酸（ＨＦ）とフッ化アンモン（ＮＨ４Ｆ
）の混合液）でウェットエッチングを行う。この際、Ｂ
ＰＳＧ膜のエッチング速度は、膜中のリン濃度が高い程
大きいため、結果的にＢＰＳＧ膜１５はテーパー状にエ
ッチングされている。
りフォトレジスト１６をパターニング後、例えば緩衝フ
ッ酸溶液（フッ酸（ＨＦ）とフッ化アンモン（ＮＨ４Ｆ
）の混合液）でウェットエッチングを行う。この際、Ｂ
ＰＳＧ膜のエッチング速度は、膜中のリン濃度が高い程
大きいため、結果的にＢＰＳＧ膜１５はテーパー状にエ
ッチングされている。
【０００８】次に、図２（ｃ）において、例えば六フッ
化炭素（Ｃ２Ｆ６）とアルゴン（Ａｒ）を用いてドライ
エッチングを行いコンタクト孔の形成が終了する。この
あと、レジスト１６を除去後、必要に応じてコンタクト
アニール等の熱処理を行った後、図２（ｄ）において配
線材料１８をスパッタ法あるいはＣＶＤ法により形成し
ている。図４には、本発明に用いたＢＰＳＧ膜中のリン
及びボロンの濃度分布と、膜の横方向エッチレートとの
関係を示す例である。この図において、ＢＰＳＧ膜の下
限から膜厚ａまでの部分は、リン濃度が最も低くかつ一
定であり、通常、この部分はウェットエッチにおいては
エッチングされない。他方、膜厚ａの部分より上側にな
る程、リン濃度が高く、従ってエッチレートも大きい。 この効果とエッチングが最上部から進行するという事実
によって、ＢＰＳＧ膜の上側部分はほぼ完全なテーパー
状にウェットエッチングされるのである。
化炭素（Ｃ２Ｆ６）とアルゴン（Ａｒ）を用いてドライ
エッチングを行いコンタクト孔の形成が終了する。この
あと、レジスト１６を除去後、必要に応じてコンタクト
アニール等の熱処理を行った後、図２（ｄ）において配
線材料１８をスパッタ法あるいはＣＶＤ法により形成し
ている。図４には、本発明に用いたＢＰＳＧ膜中のリン
及びボロンの濃度分布と、膜の横方向エッチレートとの
関係を示す例である。この図において、ＢＰＳＧ膜の下
限から膜厚ａまでの部分は、リン濃度が最も低くかつ一
定であり、通常、この部分はウェットエッチにおいては
エッチングされない。他方、膜厚ａの部分より上側にな
る程、リン濃度が高く、従ってエッチレートも大きい。 この効果とエッチングが最上部から進行するという事実
によって、ＢＰＳＧ膜の上側部分はほぼ完全なテーパー
状にウェットエッチングされるのである。
【０００９】図５はコンタクト抵抗のマスク上でのコン
タクト径に対する依存性を示したものである。従来の方
法においては、コンタクト抵抗値が、あるコンタクト径
（マスク上のサイズ）以下において急激に増加している
。これはアスペクト比の増大及び配線材料の段差被覆性
の低下によると考えられる。他方、本発明により形成さ
れたコンタクトにおいては、従来の方法と同じマスク寸
法において、コンタクトを形成した場合においても、工
程終了後においてはテーパー状のコンタクトとなるため
に、コンタクト径（但し、マスク上のサイズ）の微細化
に対するコンタクト抵抗の増加が大幅に抑制されている
。このように本発明を用いることにより、微細コンタク
トの電気特性が大幅に改善される。
タクト径に対する依存性を示したものである。従来の方
法においては、コンタクト抵抗値が、あるコンタクト径
（マスク上のサイズ）以下において急激に増加している
。これはアスペクト比の増大及び配線材料の段差被覆性
の低下によると考えられる。他方、本発明により形成さ
れたコンタクトにおいては、従来の方法と同じマスク寸
法において、コンタクトを形成した場合においても、工
程終了後においてはテーパー状のコンタクトとなるため
に、コンタクト径（但し、マスク上のサイズ）の微細化
に対するコンタクト抵抗の増加が大幅に抑制されている
。このように本発明を用いることにより、微細コンタク
トの電気特性が大幅に改善される。
【００１０】
【発明の効果】以上のように、本発明によればコンタク
ト孔上部がテーパー状に形成される為に、実効的なアス
ペクト比が大幅に改善される。同時に配線材料の段差被
覆性が向上することにより、コンタクト抵抗の大幅な増
加を防止できる。
ト孔上部がテーパー状に形成される為に、実効的なアス
ペクト比が大幅に改善される。同時に配線材料の段差被
覆性が向上することにより、コンタクト抵抗の大幅な増
加を防止できる。
【図１】本発明による半導体装置の断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明によるコンタクト部の
形成方法を示す製造工程順断面図である。
形成方法を示す製造工程順断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は従来の方法によるコンタクト
部の形成方法を示す製造工程順断面図である。
部の形成方法を示す製造工程順断面図である。
【図４】本発明において用いるＢＰＳＧ膜中のリン及び
ボロンの厚み方向における濃度プロファイルと膜の横方
向エッチレートを示す図である。
ボロンの厚み方向における濃度プロファイルと膜の横方
向エッチレートを示す図である。
【図５】コンタクト抵抗のマスクでのコンタクト径に対
する依存特性図である。
する依存特性図である。
１１、２１ 半導体領域
１２、２２ フィールド酸化膜
１３、２３ アクティブ領域
１４、２４ 酸化膜（層間絶縁膜）
１５、２５ ＢＰＳＧ膜（層間絶縁膜）１６、２６
フォトレジスト １７ テーパー部 １８、２８ 配線材料
フォトレジスト １７ テーパー部 １８、２８ 配線材料
Claims (2)
- 【請求項１】 リン又はボロンのいずれかの不純物濃
度が、膜の厚さ方向において少なくとも膜の最上部から
一定の部分までが、順次低くなっているＢＰＳＧ膜１５
を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 半導体領域１１上にフィールド酸化膜
１２及びアクティブ領域１３を設ける工程、このアクテ
ィブ領域１３の上にボロン及びリンを含まない酸化膜１
４を設ける工程、この酸化膜１４の上にリン又はボロン
のいずれかの不純物濃度が、膜の厚さ方向において少な
くとも膜の最上部から一定の部分までが順次低くなって
いるＢＰＳＧ膜１５を設ける工程、フォトレジスト１６
をパターニングするフォト工程、フォトレジスト及びＢ
ＰＳＧ膜１５の厚み方向の一部分をウェットエッチング
する工程、酸化膜１４及びＢＰＳＧ膜１５をドライエッ
チングする工程、フォトレジスト１６を除去する工程、
熱処理工程、配線材料１８でアクティブ領域１３、酸化
膜１４及びＢＰＳＧ膜１５を被覆する工程からなること
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 |
|---|---|---|---|
| JP14608291A JPH04369854A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14608291A JPH04369854A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04369854A true JPH04369854A (ja) | 1992-12-22 |
Family
ID=15399714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14608291A Pending JPH04369854A (ja) | 1991-06-18 | 1991-06-18 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04369854A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473157B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2005-05-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의콘택홀형성방법 |
| US20200243528A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-07-30 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure formation |
-
1991
- 1991-06-18 JP JP14608291A patent/JPH04369854A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100473157B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2005-05-19 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의콘택홀형성방법 |
| US20200243528A1 (en) * | 2019-01-28 | 2020-07-30 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure formation |
| CN111490015A (zh) * | 2019-01-28 | 2020-08-04 | 美光科技公司 | 半导体结构的形成方法 |
| US10777561B2 (en) * | 2019-01-28 | 2020-09-15 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structure formation |
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