JPH0465129A - 半導体素子のコンタクト構造 - Google Patents
半導体素子のコンタクト構造Info
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- JPH0465129A JPH0465129A JP17837690A JP17837690A JPH0465129A JP H0465129 A JPH0465129 A JP H0465129A JP 17837690 A JP17837690 A JP 17837690A JP 17837690 A JP17837690 A JP 17837690A JP H0465129 A JPH0465129 A JP H0465129A
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は半導体装置のコンタクト構造に係わり、特〜に
、コンタクトホールの内部空間を導電層で埋込んで平坦
な表面を得てから電気的な導通を図るようにしたコンタ
クト構造に用いて好適なものである。
、コンタクトホールの内部空間を導電層で埋込んで平坦
な表面を得てから電気的な導通を図るようにしたコンタ
クト構造に用いて好適なものである。
〈従来の技術〉
層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、上記層間絶縁
膜の上側に設けられる配線層と下側に設けられる配線層
とを上記コンタクトホールを介して電気的に接続するよ
うにしたコンタクト構造が知られている。このようなコ
ンタクト構造においては、上記コンタクトホールを導電
層により埋込み、上記層間絶縁膜の上側に設けられる配
線層と下側に設けられる配線層とを上記導電層にそれぞ
れ接続することによりこれらの間の導通をとるようにし
ている。
膜の上側に設けられる配線層と下側に設けられる配線層
とを上記コンタクトホールを介して電気的に接続するよ
うにしたコンタクト構造が知られている。このようなコ
ンタクト構造においては、上記コンタクトホールを導電
層により埋込み、上記層間絶縁膜の上側に設けられる配
線層と下側に設けられる配線層とを上記導電層にそれぞ
れ接続することによりこれらの間の導通をとるようにし
ている。
第２図（ａ）〜（（支）は、従来のコンタクト構造を形
成する様子を示す製造工程説明図である。第２図におい
て、２１はシリコン基板、２２は拡散層、２３は層間絶
縁膜である。上記層間絶縁膜２３は、例えばＢＰＳＧ
（ボロン・リン・シリケート・ガラス）により１０，０
００〜１５，０００人の厚さで形成されている。
成する様子を示す製造工程説明図である。第２図におい
て、２１はシリコン基板、２２は拡散層、２３は層間絶
縁膜である。上記層間絶縁膜２３は、例えばＢＰＳＧ
（ボロン・リン・シリケート・ガラス）により１０，０
００〜１５，０００人の厚さで形成されている。
このような層間絶縁１１２３が形成された後に、第２図
（ａ）に示すように、コンタクトホール２４が形成され
る。このコンタクトホール２４の直径は５．０００〜８
．０００人程度なので、この場合はアスペクト比は最大
で３程度となる。
（ａ）に示すように、コンタクトホール２４が形成され
る。このコンタクトホール２４の直径は５．０００〜８
．０００人程度なので、この場合はアスペクト比は最大
で３程度となる。
コンタクトホール２４を形成した後に、第２図ら）に示
すように密着用薄膜２５を形成する。この密着用薄膜２
５は、次に形成する導電層膜２６と酸化膜との密着性を
向上させるために形成するもので、上記導電層膜２６が
剥離するのを防ぐ作用を有している。このような密着用
薄膜２５は、例えばスパッタ法によりＴｉＮ膜を１，０
００〜２．０００人の厚さで形成することにより得られ
る。なお、上記ＴｉＮ膜の他に、Ｔｉ−Ｗ、Ｗ−３ｉ、
Ｔｊ−Ｓｔ等の薄膜を用いて密着用薄膜２５を形成する
ことが出来る。また、ＴｉＮ￥ＩＡを形成する場合には
、Ｔｉ１ｌｌを形成しこれを窒化させるようにしてもよ
い。
すように密着用薄膜２５を形成する。この密着用薄膜２
５は、次に形成する導電層膜２６と酸化膜との密着性を
向上させるために形成するもので、上記導電層膜２６が
剥離するのを防ぐ作用を有している。このような密着用
薄膜２５は、例えばスパッタ法によりＴｉＮ膜を１，０
００〜２．０００人の厚さで形成することにより得られ
る。なお、上記ＴｉＮ膜の他に、Ｔｉ−Ｗ、Ｗ−３ｉ、
Ｔｊ−Ｓｔ等の薄膜を用いて密着用薄膜２５を形成する
ことが出来る。また、ＴｉＮ￥ＩＡを形成する場合には
、Ｔｉ１ｌｌを形成しこれを窒化させるようにしてもよ
い。
次に、例えばぶつ化タングステンＷＦ、の減圧気相法に
より層間絶縁膜２３の全面にタングステンＷの導電層膜
２６を形成する。この導電層膜２６は、例えばｓ、ｏｏ
ｏ〜１２，０００人程度の厚さで形成する。このとき、
ぶつ化タングステンＷ Ｆ ｂは表面反応によりタング
ステンＷ膜として基板上に形成されるため、段差被覆性
が極めて良い形状となる。
より層間絶縁膜２３の全面にタングステンＷの導電層膜
２６を形成する。この導電層膜２６は、例えばｓ、ｏｏ
ｏ〜１２，０００人程度の厚さで形成する。このとき、
ぶつ化タングステンＷ Ｆ ｂは表面反応によりタング
ステンＷ膜として基板上に形成されるため、段差被覆性
が極めて良い形状となる。
次に、導電層膜２６の表面を全面エッチバックし、第２
図（Ｃ）に示すように平坦部の導電層膜２６を除去して
コンタクトホール２４の内部にのみ導電層膜２６を残し
、コンタクトホール２４内に配線層と配線層とを接続す
るためのタングステンプラグ３０を形成する０次いで、
第２図（山に示すように表面にアルミ配線層２８を形成
し、上記タングステンプラグ３０を介して上記拡散層２
２と上記アルミ配線層２８とを接続する。
図（Ｃ）に示すように平坦部の導電層膜２６を除去して
コンタクトホール２４の内部にのみ導電層膜２６を残し
、コンタクトホール２４内に配線層と配線層とを接続す
るためのタングステンプラグ３０を形成する０次いで、
第２図（山に示すように表面にアルミ配線層２８を形成
し、上記タングステンプラグ３０を介して上記拡散層２
２と上記アルミ配線層２８とを接続する。
〈発明が解決しようとする課題〉
このようにしてタングステンプラグ３０を形成するに際
し、ガス供給が図面の上方から行われるので、段差の上
部がどうしても先に閉じてしまう。
し、ガス供給が図面の上方から行われるので、段差の上
部がどうしても先に閉じてしまう。
このため、最終的には第２図（Ｃ）に示すように、内部
に空洞２７が出来た形状になってしまう。したかって、
全面エッチバックしてタングステンプラグ３０を形成す
るときに、空洞２７の部分からエツチングが進み、第２
図（Ｃ）に示すように拡散層２２が侵され、著しい場合
は接合破壊を起こしてしまう不都合があった。
に空洞２７が出来た形状になってしまう。したかって、
全面エッチバックしてタングステンプラグ３０を形成す
るときに、空洞２７の部分からエツチングが進み、第２
図（Ｃ）に示すように拡散層２２が侵され、著しい場合
は接合破壊を起こしてしまう不都合があった。
本発明は上述の問題点に鑑み、コンタクトホール内にプ
ラグを形成するためのエッチバックを行ったときにその
下側に形成されている配線層がオーバーエツチングされ
ないようにすることを目的とする。
ラグを形成するためのエッチバックを行ったときにその
下側に形成されている配線層がオーバーエツチングされ
ないようにすることを目的とする。
く課題を解決するための手段〉
本発明の半導体素子のコンタクト構造は、シリコン基板
上に形成されている層間絶縁膜に設けられたコンタクト
ホールと、上記コンタクトホールの内部に凹状の空間を
持つように充填された埋込み用導電層と、上記凹状空間
内に埋込まれたオーバーエツチング防止層とを具備し、
上記オーバーエツチング防止層は上記埋込み用導電層よ
りもエツチングレートが小さい材料により形成されてい
る。
上に形成されている層間絶縁膜に設けられたコンタクト
ホールと、上記コンタクトホールの内部に凹状の空間を
持つように充填された埋込み用導電層と、上記凹状空間
内に埋込まれたオーバーエツチング防止層とを具備し、
上記オーバーエツチング防止層は上記埋込み用導電層よ
りもエツチングレートが小さい材料により形成されてい
る。
く作用〉
コンタクトホール内に導電層を形成する際に上記導電層
の中央部に空間を設け、上記空間内にオーバーエツチン
グ防止層を形成するとともに、上記オーバーエツチング
防止層のエツチングレートが上記導電層よりも小さくな
るようにし、上記導電層をエッチバックして上記コンタ
クトホール内に接続用プラグを形成するときに、上記プ
ラグの中央部がその周辺部よりもエツチングされにくく
して、上記プラグを介して接続される配線層がオーバー
エツチングされないような構造にする。
の中央部に空間を設け、上記空間内にオーバーエツチン
グ防止層を形成するとともに、上記オーバーエツチング
防止層のエツチングレートが上記導電層よりも小さくな
るようにし、上記導電層をエッチバックして上記コンタ
クトホール内に接続用プラグを形成するときに、上記プ
ラグの中央部がその周辺部よりもエツチングされにくく
して、上記プラグを介して接続される配線層がオーバー
エツチングされないような構造にする。
〈実施例〉
第１図は、本発明の半導体素子のコンタクト構造の一実
施例を示す製造工程説明図である。
施例を示す製造工程説明図である。
第１図に示すように、実施例の半導体素子のコンタクト
構造を形成する場合は、先ず、（ａ）に示すようにシリ
コン基板１上に拡散層２を形成し、その上に１０，００
０〜１５．０００人程度の厚さの層間絶縁膜３を設ける
。そして、次に、拡散層２の真上に位置する層間絶縁膜
３に５，０００〜１５ ０００人程層上直径のコンタク
トホール４を開口する。したがって、この場合のアスペ
クト比は最大で３程度となる。
構造を形成する場合は、先ず、（ａ）に示すようにシリ
コン基板１上に拡散層２を形成し、その上に１０，００
０〜１５．０００人程度の厚さの層間絶縁膜３を設ける
。そして、次に、拡散層２の真上に位置する層間絶縁膜
３に５，０００〜１５ ０００人程層上直径のコンタク
トホール４を開口する。したがって、この場合のアスペ
クト比は最大で３程度となる。
次に、（ｂ）に示すようにスパンタ法により密着用薄膜
５を形成する。この密着用薄膜５は、上述したように次
に形成する導電層膜６の密着層として設けるもので、例
えばチッ化チタンＴｉＮの膜を１．０００〜２，０００
人程層上膜厚で設けることにより形成する。なお、この
ような密着用薄膜５としては、ＴｉＮ膜の他に、Ｔｔ−
Ｗ、Ｗ−３ｉ Ｔｉ−３ｔ、ＴｉまたはＴｉの直接窒
化によるＴｉＮ等でもよい。
５を形成する。この密着用薄膜５は、上述したように次
に形成する導電層膜６の密着層として設けるもので、例
えばチッ化チタンＴｉＮの膜を１．０００〜２，０００
人程層上膜厚で設けることにより形成する。なお、この
ような密着用薄膜５としては、ＴｉＮ膜の他に、Ｔｔ−
Ｗ、Ｗ−３ｉ Ｔｉ−３ｔ、ＴｉまたはＴｉの直接窒
化によるＴｉＮ等でもよい。
次に、例えばＷ Ｆ ＆ガスの減圧気相成長法により、
全面にタングステンＷ膜を６，０００〜９．０００人程
層上厚さに成長させて導電層膜６を形成する。この導電
層膜６は、層間絶縁膜３の表裏を接続するためのプラグ
形成用導体として設けられるもので、ら）に示すように
コンタクトホール４の上部が閉しない程度の膜厚となる
ように形成し、導電層膜６を形成した後においてもコン
タクトホール４内の中央部には、外部に開口している防
止層用空間７が存在するようにしておく。
全面にタングステンＷ膜を６，０００〜９．０００人程
層上厚さに成長させて導電層膜６を形成する。この導電
層膜６は、層間絶縁膜３の表裏を接続するためのプラグ
形成用導体として設けられるもので、ら）に示すように
コンタクトホール４の上部が閉しない程度の膜厚となる
ように形成し、導電層膜６を形成した後においてもコン
タクトホール４内の中央部には、外部に開口している防
止層用空間７が存在するようにしておく。
次に、（Ｃ）に示すように、ＳＯＧ等のような平坦性の
良い膜を塗布して凹状空間７を埋込む、この膜は、導電
層膜６よりもエツチングレートが小さく、後述するエッ
チバック時にオーバーエツチング防止層８として作用す
る。
良い膜を塗布して凹状空間７を埋込む、この膜は、導電
層膜６よりもエツチングレートが小さく、後述するエッ
チバック時にオーバーエツチング防止層８として作用す
る。
この後、全面エッチバックを行って平坦部の導電層膜６
を除去し、（ロ）に示すようにコンタクトホール４内に
タングステンプラグ１０を形成する。
を除去し、（ロ）に示すようにコンタクトホール４内に
タングステンプラグ１０を形成する。
コンタクトホール４の中央部に設けたオーバーエツチン
グ防止層８は導電層膜６よりもエツチングレートが小さ
いので、上述したようにこのエッチバック時に除去され
ずに残る。したがって、従来のようにコンタクトホール
４の中央部のエツチングが進んで接合リークの原因とな
ることがなくなる。次に、（ｅ）に示すように、アルミ
ニウムＡＩより配線層１１を形成すれば、この配線層１
１と拡散層２とがタングステンプラグ１０を介して接続
される。
グ防止層８は導電層膜６よりもエツチングレートが小さ
いので、上述したようにこのエッチバック時に除去され
ずに残る。したがって、従来のようにコンタクトホール
４の中央部のエツチングが進んで接合リークの原因とな
ることがなくなる。次に、（ｅ）に示すように、アルミ
ニウムＡＩより配線層１１を形成すれば、この配線層１
１と拡散層２とがタングステンプラグ１０を介して接続
される。
実施例の半導体素子のコンタクト構造は上述したような
構成なので、コンタクトホール４内にプラグ１０を形成
する際に拡散層２がオーバーエツチングされるのを確実
に防止することが出来、信軌性の高い半導体素子を提供
することが出来る。
構成なので、コンタクトホール４内にプラグ１０を形成
する際に拡散層２がオーバーエツチングされるのを確実
に防止することが出来、信軌性の高い半導体素子を提供
することが出来る。
〈発明の効果〉
本発明は上述したように、シリコン基板上に形成されて
いる層間絶縁膜にコンタクトホールを設け、上記コンタ
クトホールの内部空間を充填するようにしてその内部に
埋込み用導電層を設けるとともに、上記埋込み用導電層
の略中央部に凹状空間を形成し、上記凹状空間内に、上
記埋込み用導電層よりもエツチングレートが小さい材料
よりなるオーバーエツチング防止層を設けて構成したの
で、接続用プラグを形成するためのエッチバック時に中
央部分がオーバーエツチングされることのない半導体素
子のコンタクト構造が得られる。これにより、安定なコ
ンタクト抵抗値を有するコンタクト構造を得ることが出
来るとともに、拡散層上にコンタクト構造を構成したと
きの接合リークを低減することが出来、信転性の高い半
導体素子を提供することが出来る。
いる層間絶縁膜にコンタクトホールを設け、上記コンタ
クトホールの内部空間を充填するようにしてその内部に
埋込み用導電層を設けるとともに、上記埋込み用導電層
の略中央部に凹状空間を形成し、上記凹状空間内に、上
記埋込み用導電層よりもエツチングレートが小さい材料
よりなるオーバーエツチング防止層を設けて構成したの
で、接続用プラグを形成するためのエッチバック時に中
央部分がオーバーエツチングされることのない半導体素
子のコンタクト構造が得られる。これにより、安定なコ
ンタクト抵抗値を有するコンタクト構造を得ることが出
来るとともに、拡散層上にコンタクト構造を構成したと
きの接合リークを低減することが出来、信転性の高い半
導体素子を提供することが出来る。
第１図は、本発明の半導体素子のコンタクト構造を作る
工程の説明図、 第２図は、従来の半導体素子のコンタクト構造を作る工
程の説明図である。 １・・・シリコン基板、 ２・・・拡散層。 ３・・・層間絶縁膜、 ４・・・コンタクトホール
。 ６・・・導電層膜、 ７・・・凹状空間。 ８・・・オーバーエツチング防止層。 １０・・・タングステンプラグ。 １１・・・配線層。 特許出願人 沖電気工業株式会社代理人
弁理士 船 橋 國 則４コじタク／ｊオ 第 図 第 図
工程の説明図、 第２図は、従来の半導体素子のコンタクト構造を作る工
程の説明図である。 １・・・シリコン基板、 ２・・・拡散層。 ３・・・層間絶縁膜、 ４・・・コンタクトホール
。 ６・・・導電層膜、 ７・・・凹状空間。 ８・・・オーバーエツチング防止層。 １０・・・タングステンプラグ。 １１・・・配線層。 特許出願人 沖電気工業株式会社代理人
弁理士 船 橋 國 則４コじタク／ｊオ 第 図 第 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン基板上に形成されている層間絶縁膜に設けられ
たコンタクトホールと、 上記コンタクトホールの内部に凹状の空間を持つように
充填された埋込み用導電層と、 上記凹状空間内に埋込まれたオーバーエッチング防止層
とを具備し、 上記オーバーエッチング防止層は上記埋込み用導電層よ
りもエッチングレートが小さい材料により形成されてい
ることを特徴とする半導体素子のコンタクト構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17837690A JPH0465129A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 半導体素子のコンタクト構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17837690A JPH0465129A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 半導体素子のコンタクト構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0465129A true JPH0465129A (ja) | 1992-03-02 |
Family
ID=16047411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17837690A Pending JPH0465129A (ja) | 1990-07-05 | 1990-07-05 | 半導体素子のコンタクト構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0465129A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06216259A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-08-05 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| JPH0799246A (ja) * | 1992-12-02 | 1995-04-11 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置のコンタクト及びその形成方法 |
| US5633201A (en) * | 1992-11-30 | 1997-05-27 | Hyundai Electronics Industries, Co., Ltd. | Method for forming tungsten plugs in contact holes of a semiconductor device |
| JPH09148431A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1990
- 1990-07-05 JP JP17837690A patent/JPH0465129A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06216259A (ja) * | 1992-11-06 | 1994-08-05 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
| US5633201A (en) * | 1992-11-30 | 1997-05-27 | Hyundai Electronics Industries, Co., Ltd. | Method for forming tungsten plugs in contact holes of a semiconductor device |
| JPH0799246A (ja) * | 1992-12-02 | 1995-04-11 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置のコンタクト及びその形成方法 |
| JPH09148431A (ja) * | 1995-11-21 | 1997-06-06 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US6054383A (en) * | 1995-11-21 | 2000-04-25 | Nec Corporation | Fabrication method of semiconductor device |
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