JPH0448752A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は半導体装置およびその製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の半導体装置のコンタクト部について、図面を参照
して説明する。

第３図は従来のＮチャネル形ＭＯ５トランジスタの部分
断面図である。半導体基板ｌの表面に形成されたフィー
ルド酸化膜２．ゲート酸化膜３．ゲート電極４．ゲート
側壁酸化膜５及びｎ−不純物領域６及びｎ１不純物領域
７上に第２の絶縁膜９を形成し、その第２の絶縁膜９に
所定の開孔を設けた後、高融点金属ＩＯをＣＶＤ法によ
り選択成長させ、その上にＡＱ配線ＩＩが形成されてい
た。

第７図（ａ）〜（ｄ）は従来のＮチャネル形ＭＯＳトラ
ンジスタの製造方法を工程順に示す断面図である。

第７図（ａ）において、半導体基板ｌの表面に例えばＬ
ＯＣＯ５法によりフィールド酸化Ｍ２を形成した後、ゲ
ート酸化膜３及び多結晶シリコン膜のゲート電極４を形
成する。次にまずイオン注入法によりｎ−不純物として
リン（Ｐ）を注入し、続いてゲート側壁酸化膜５を形成
した後、ｎ＋不純物としてヒ素（Ａｓ）をイオン注入し
不純物領域６及び７を形成する。

第７図（ｂ）に示すように、半導体基板１の表面を第２
の絶縁膜９、例えばＢＰＳＧ膜で被膜した後、その絶縁
膜９を異方性ドライエツチングすることにより、第７図
（ｃ）に示すような不純物領域上の開孔部９ａ、　９ａ
を設ける。続いて、第７図（ｄ）のように第２の絶縁膜
９の開孔部９ａに高融点金属１０例えばタングステンを
ＣＶＤ法により選択的に成長させた後、ＡＱ配線】］を
形成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の半導体装置のコンタクト部の形成技術で
は異方性エツチングによって絶縁膜９に開孔部９ａを設
けるため、不純物領域６．７と高融点金属１０の接続面
積は、開孔部９ａの径に依存することになる。従って、
例えば第４図に示すようにコンタクトの開孔部９ａの口
径を第３図に比べ半分にすると、高融点金属１０と不純
物領域６及び７との接続面積は４分の１になり、コンタ
クト抵抗はその接続面積に反比例して増大する。従って
第３図の従来例でコンタクト抵抗が開孔径１μｍに対し
約２０Ωであるとすれば、開孔径が半分になるとコンタ
クト抵抗は約８０Ω以上に増大する。

このように従来のコンタクト部の形成技術では、配線を
より微細にするためにコンタクトの開孔径を小さくする
と、コンタクト抵抗が増大するため、そのコンタクト抵
抗の増大がトランジスタの電流駆動能力を低下させると
いう問題があった。

本発明の目的はコンタクトの開孔内の高融点金属と不純
物領域との間におけるコンタクト抵抗を小さくして従来
の問題点を解消した半導体装置およびその製造方法を提
供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 前記目的を達成するため、本発明に係る半導体装置にお
いては、半導体基板中の不純物領域上に形成された絶縁
膜と、該絶縁膜に設けた所定の開孔にＣＶＤ法により選
択成長させた高融点金属と、該高融点金属上に接続され
た金属配線とを有する半導体装置であって、 前記高融点金属と前記不純物領域との接続面積が、前記
高融点金属と前記金属配線との接続面積よりも大きくし
たものである。

また、本発明に係る半導体装置の製造方法においては、
半導体基板中に形成された不純物領域上に第１の絶縁膜
を形成する工程と、第１の絶縁膜に前記第１の絶縁膜の
材質よりも等方性エツチングにおけるエツチングレート
の小さい材質の第２の絶縁膜を形成する工程と、前記第
１及び第２の絶縁膜に異方性エツチング及び等方性エツ
チングにより開孔を設ける工程と、該開孔にＣＶＤ法に
より高融点金属を選択成長させる工程と、該高融点金属
上に金属配線を形成する工程とを含むものである。

〔作用〕

本発明によれば、第１の絶縁膜及び第２の絶縁膜に異方
性エツチング及び等方性エツチングで上部と下部とで口
径の異なる開孔を形成し、該開孔内に高融点金属を成長
させるものである。したがって、高融点金属と不純物領
域との接続面積が、高融点金属と金属配線との接続面積
よりも大きくなり、高融点金属と金属配線との間のコン
タクト抵抗を従来に比べて小さくできることとなる。

［実施例］ 次に、本発明について図面を参照して説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の実施例１を示す部分断面図である。

図において、本発明では、半導体基板１の表面に、フィ
ールド酸化膜２と、ゲート酸化膜３と、ゲート電極４と
、ゲート側壁酸化膜５及びｎ−不純物領域６及びｎ　’
ｒ不純物領域７を形成し、これらの上に第１の絶縁膜８
としてＰＳＧ膜を形成し、その上に第２の絶縁膜９とし
てＢＰＳＧ膜を形成し、第１及び第２の絶縁膜８，９に
所定の開孔９ａ、　８ａを形成している。その開孔８ａ
、　９ａは下部絶縁膜８の開孔８ａの径が上部絶縁膜９
の開孔９ａの口径より大きいものである。さらに開孔８
ａ、　９ａには高融点金属１０が選択成長させてあり、
その上にＡｌ配線１１を形成しである。したがって、本
発明においては、高融点金属ｌＯと不純物領域７との接
続面積が、高融点金属１０と金属配線（ＡＲ配線）１１
との接続面積より大きくしである。

次に実施例１の製造方法を説明する。

第５図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例１に係る製造方
法を工程順に示す断面図である。第５図（ａ）において
、半導体基板１の表面にＬＯＣＯ５法によりフィールド
酸化膜２を形成した後、ゲート酸化膜３及び多結晶シリ
コン膜のゲート電極４を形成する。次にイオン注入法に
よりｎ−不純物としてリン（Ｐ）を注入し、続いてゲー
ト側壁酸化膜５を形成した後ｎ′″不純物としてヒ素（
Ａｓ）をイオン注入し不純物領域６及び７を形成する。

次に第５図（ｂ）に示すように半導体基板１の表面にま
ず常圧ＣＶＤ法により第１の絶縁膜８としてＰＳＧ膜を
成長させ、さらにその上に常圧ＣＶＤ法あるいは減圧Ｃ
ＶＤ法により第２の絶縁１ｆ！９としてＢＰＳＧ膜を成
長させる。ここで、第１の絶縁膜８及び第２の絶縁膜の
膜厚は、それぞれ２０００人及び６０００　Ａ程度であ
る。また、第１の絶縁膜８に比べ第２の絶縁膜９は等方
性エツチングにおけるエツチングレートが約３〜５借手
さいとする。

続いて、第５図（Ｃ）に示すように、第１及び第２の絶
縁膜８，９に異方性エツチングを行い不純物領域７上の
コンタクト開孔８ａ、　９ａを形成する。さらに、この
コンタクト開孔８ａ、　９ａに等方性エツチングを行つ
と、エツチングレートの大きい第１の絶縁膜８の方がよ
り多くエツチングされコンタクトの開孔８ａは第５図（
ｄ）に示すようになる。

このようにして形成されたコンタクト開孔８ａ。

９ａにＣＶＤ法により高融点金属１０例えばタングステ
ンを選択成長させた後、Ａｌ配線１１を形成すると、第
５図（ｅ）のようになる。

以上、本発明の実施例１について説明したので、第５図
（ｅ）と前述の従来例で説明した第７図（ｄ）のそれぞ
れのコンタクト部を比較すると、高融点金属ｌＯと不純
物領域との接続面積は、はぼ同じであるのに対し、Ａｌ
配線１１は本発明の実施例の方が従来例の約３分の２程
度の幅である。すなわち、本発明の実施例１によれば、
コンタクト抵抗を増大させることなく、より微細なＡＱ
配線が形成でき、従来より集積度の高い＾Ｑ配線が形成
できる。

（実施例２） 第２図は本発明の実施例２の部分断面図である。

半導体基板ｌの表面に形成されたフィールド酸化膜２．
ゲート酸化膜３．ゲート電極４．ゲート側壁酸化膜５及
び不純物領域６及び７上に第２の絶縁膜９としてＢＰＳ
Ｇ膜を形成した後、第２の絶縁膜９に所定の開孔９ａ、
　９ｂを形成している。その開孔９ａ、　９ｂは、絶縁
膜下部の開孔９ｂの口径が絶縁膜上部の開孔９ａの口径
より大きいものである。開孔９ａ。

９ｂには、高融点金属ｌＯを選択成長させ、Ａｌ配線１
１を形成しである。

次に実施例２の製造方法を説明する。

第６図（ａ）〜（ｅ）は本発明の実施例２を９工程順に
示す断面図である。第６図（ａ）では、実施例１の第５
図（ａ）と全く同様の手順でフィールド酸化膜２．ゲー
ト酸化膜３．ゲート電極４．ゲート側壁酸化膜５及び不
純物領域６，７を形成する。

次に第６図（ｂ）に示すように半導体表面に常圧ＣＶＤ
法により第１の絶縁膜８としてｐｓｃｇを成長させる。

続いて、不純物領域上の所望の範囲のＰＳＧ膜にホトレ
ジストを設けた後、ホトレジストに覆われていないＰＳ
Ｇ膜を等方性エツチングにより除去し、ホトレジストを
取り除くと第６図（ｃ）のようになる。その後、常圧Ｃ
ＶＤ法あるいは減圧ＣＶＤ法により第２の絶縁Ｍ９を成
長させた後、実施例１と同様な異方性エツチング及び等
方性エツチングを行い第６図（ｄ）に示したようなコン
タクト開孔９ａ、　９ｂを設ける。さらに、このコンタ
クト開孔部にＣＶＤ法により高融点金属ｌＯ例えばタン
グステ二／を選択成長させた後、Ａｌ配線１１を形成す
ると、第６図（ｅ）のようになる。

以上、本発明の実施例２では実施例１と同様のコンタク
ト開孔９ａ、　９ｂを形成できるので、コンタクト抵抗
を増大させることなく、従来例よりも微細なＡＱ配線を
形成できる。さらに実施例２では第１の絶縁Ｉｘ８のＰ
ＳＧ膜を不純物領域上の所望の範囲に限定して形成する
ため、コンタクト形成において高融点金属ＩＯと不純物
領域の接続面を所望の範囲に設定できるので、その制御
性が優れている。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明は、半導体装置のコンタクト
部形成において、コンタクトの開孔内にＣＶＤ法により
選択的に成長させた高融点金属と不純物領域との接続面
積が、高融点金属と金属配線との接続面積よりも大きく
なるようにしているため、高融点金属と不純物領域との
接続面積を従来と同じにしても、高融点金属と金属配線
との接続面積は従来より小さくできる。このため、不純
物領域とＡＱ配線との間のコンタクト抵抗を従来に比べ
増大させることなく、従来の約３分の２程度のより微細
なＡＱ配線を形成できるという効果がある。

したがって半導体装置のＡＱ配線をより高密度に形成で
き、集積度を高くすることができる。実施例２では高融
点金属と不純物領域との接続面積について、その制御性
に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例１を示す部分断面図、第２図は
実施例２を示す部分断面図、第３図は従来の半導体装置
を示す部分断面図、第４図は開孔径を半分にした従来の
半導体装置を示す部分断面図、第５図（ａ）〜（ｅ）は
実施例１の製造方法を工程順に示す断面図、第６図（ａ
）〜（ｅ）は実施例２の製造方法を工程順に示す断面図
、第７図（ａ）〜（ｄ）は従来例の半導体装置の製造方
法を工程順に示す断面図である。 ｌ・・・半導体基板　　　　　２・・・フィールド酸化
膜３・・・ゲート酸化膜　　　　４・・・ゲート電極５
・・・ゲート側壁酸化膜　　６・・・ｎ−不純物領域７
・・・ｎ＋不純物領域　　　　８・・・第１の絶縁膜９
・・第２の絶縁膜　　　　１０・・・高融点金属１１・
・・ＡＱ配線 特許出願人　　日本電気株式会社 Ｉノ １４淳林基炬 ２゛　フィールド自業化片驕 ３　　ゲート−化用乏 ７・７１辱距物頼威 Ｂ′葉１０梃録唖 ｑ　芽２の拒凄馴債 牢シ】蓼イ２１、ｐ１叩うＶし札 フィづし１ｍで司化咳 ゲート西斐化用之 り・−Ｆ４Ｌヰ会 ７７奪純物軸域 芽２０蛇捗朕 開孔 高融点金属 第 図 第 図 第 図 第 ５図 第６図 第 図 第 図 第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板中の不純物領域上に形成された絶縁膜
   と、該絶縁膜に設けた所定の開孔にＣＶＤ法により選択
   成長させた高融点金属と、該高融点金属上に接続された
   金属配線とを有する半導体装置であって、 前記高融点金属と前記不純物領域との接続面積が、前記
   高融点金属と前記金属配線との接続面積よりも大きくし
   たことを特徴とする半導体装置。
2. （２）半導体基板中に形成された不純物領域上に第１の
   絶縁膜を形成する工程と、第１の絶縁膜に前記第１の絶
   縁膜の材質よりも等方性エッチングにおけるエッチング
   レートの小さい材質の第２の絶縁膜を形成する工程と、
   前記第１及び第２の絶縁膜に異方性エッチング及び等方
   性エッチングにより開孔を設ける工程と、該開孔にＣＶ
   Ｄ法により高融点金属を選択成長させる工程と、該高融
   点金属上に金属配線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。