JPH0487352A - Production of semiconductor element - Google Patents

Production of semiconductor element

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JPH0487352A
JPH0487352A JP20142890A JP20142890A JPH0487352A JP H0487352 A JPH0487352 A JP H0487352A JP 20142890 A JP20142890 A JP 20142890A JP 20142890 A JP20142890 A JP 20142890A JP H0487352 A JPH0487352 A JP H0487352A
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polycrystalline silicon
oxide film
contact hole
polycrystal silicon
silicon
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Nobuyuki Honma
信幸 本間
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MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To maintain a low contact resistance of a semiconductor element by executing both the placing of B or BF2 ion and the evaporation of polycrystal silicon at a time by means of the IVD. CONSTITUTION:Polycrystal silicon 24 is treated for of B or BF2 ion placing and for evaporation of polycrystal silicon by means of the IVD at a time to form a polycrystal silicon layer with a thickness of 0.6-1.2mum. In this process a speed of developing the polycrystal silicon 24 is set at greater than 20Angstrom /min, the condition of placing B or BF2 ion at an acceleration of 5kev-3kev, and an amount of dose at 1.0X10<13> ions/cm<2>-1.0X10<20> ions/cm<2>. Next, the formed polycrystal 24 is entirely eliminated by etching, except that the polycrystal silicon 24 is partly left unremoved in a contact hole 26 as high as H or more concretely around 0.2-0.9mum high. After that, the P.T.A method is used to heat the semiconductor device in an atmospheric temperature range of 1000-1500 deg.C for about 5-40sec. Finally, wiring 25 of metal layer is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、コンタクト孔内の多結晶シリコンの配線抵
抗の増加を防止できるようにした半導体素子の製造方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that can prevent an increase in wiring resistance of polycrystalline silicon within a contact hole.

(従来の技術) 集積回路の内部配線のコンタクト部を改良するための半
導体装置の製造方法に関して、特開昭64−42818
号公報により開示されている。
(Prior Art) Japanese Patent Laid-Open No. 64-42818 discloses a method of manufacturing a semiconductor device for improving the contact portion of internal wiring of an integrated circuit.
It is disclosed in the publication No.

この公報の場合には、半導体装置内にN型あるいはP型
拡散層を形成した後、この拡散層上に堆積され、B、P
元素をそれぞれI X 10−” cra以上含んだ低
融点シリケートガラスを含む層間絶縁膜にコンタクト孔
を設け、このコンタクト孔の底部と層間絶縁膜の内部に
このコンタクト孔の上拡散層と同し導電型のイオン注入
を行い、その活性化熱処理により上記層間絶縁膜の表面
の平坦化作用により、コンタクト孔内の内周上縁部にテ
ーバを設け、それによって、コンタクト配線のステツブ
カバレンジを改善するようにしたものである。
In the case of this publication, after an N-type or P-type diffusion layer is formed in a semiconductor device, B, P
A contact hole is provided in an interlayer insulating film containing a low melting point silicate glass containing at least I x 10-"cra of each element, and a conductive layer is formed at the bottom of the contact hole and inside the interlayer insulating film in the same way as the diffusion layer above the contact hole. ion implantation is performed, and the activation heat treatment flattens the surface of the interlayer insulating film, creating a taper at the upper edge of the inner periphery of the contact hole, thereby improving the step coverage of the contact wiring. It was designed to do so.

また、第2図は、従来の別の半導体素子の製造方法を示
す工程断面図である。まず、第2図(a)に示すごとく
、シリコン基板21に熱酸化膜22を0.02〜0.0
5μm程度形成する。
Further, FIG. 2 is a process cross-sectional view showing another conventional method of manufacturing a semiconductor device. First, as shown in FIG. 2(a), a thermal oxide film 22 of 0.02 to 0.0
Form approximately 5 μm.

次に、この熱酸化膜22上に常圧気相成長法や減圧気相
成長法により、ボロン・リンドープシリコン酸化膜23
を0.4〜0.8JIrn程度形成する。
Next, a boron-phosphorous doped silicon oxide film 23 is deposited on this thermal oxide film 22 by normal pressure vapor growth method or reduced pressure vapor growth method.
0.4 to 0.8 JIrn is formed.

その後、窒素および酸素または窒素と酸素の混合ガスの
850〜1000 ”C程度の雰囲気中で10〜40分
程度熱処理し、ボロン・リンドープシリコン酸化膜23
をガラスフローさせる。その後、ホトリソおよびエツチ
ング法を用いて選択的にコンタクト孔26を形成する。
Thereafter, a heat treatment is performed for about 10 to 40 minutes in an atmosphere of nitrogen and oxygen or a mixed gas of nitrogen and oxygen at about 850 to 1000"C, and the boron/phosphorous doped silicon oxide film 23 is heated.
Let the glass flow. Thereafter, contact holes 26 are selectively formed using photolithography and etching methods.

次に、第2図(ロ)に示すごとく、多結晶シリコン24
を0.6〜1.2−程度形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), polycrystalline silicon 24
Forms about 0.6 to 1.2.

次に、第2図(c)に示すごとく上記多結晶シリコン2
4をエツチング法を用いて全面除去を行う。
Next, as shown in FIG. 2(c), the polycrystalline silicon 2
4 is completely removed using an etching method.

また、この時、多結晶シリコン24がコンタクト孔26
内に高さH1具体的には、0.2〜0.9短稈度残るよ
うにする。
Also, at this time, the polycrystalline silicon 24 is exposed to the contact hole 26.
Specifically, 0.2 to 0.9 short culm should remain within the height H1.

その後、BF、  (フッ化ボロン)を全面または選択
的にイオン打ち込みを行い、コンタクト孔26内の多結
晶シリコン24中でプロファイルを持ったBFzを80
0〜950°CのF−A (Furnace Anne
al)法を用いて、10〜30分程度の熱処理を行うこ
とによって、多結晶シリコン中を拡散させる。
After that, ion implantation of BF (boron fluoride) is performed on the entire surface or selectively to form BFz with a profile in the polycrystalline silicon 24 in the contact hole 26 at 80°C.
Furnace Anne
Al) method is used to perform heat treatment for about 10 to 30 minutes to diffuse into polycrystalline silicon.

また、その後、P −T −A (Rapid The
rmal Anneal)法を用いて、1000〜15
00°Cの雰囲気で5〜40秒程度熱処理を行い、コン
タクト孔26内の多結晶シリコン24を活性化し、配線
抵抗を低下させる。
Also, after that, P-T-A (Rapid The
1000-15 using the rmal anneal) method.
A heat treatment is performed in an atmosphere of 00° C. for about 5 to 40 seconds to activate the polycrystalline silicon 24 in the contact hole 26 and reduce the wiring resistance.

最後に第2図(dlに示すごとく、メタル系層の配線2
5を形成する。
Finally, as shown in Figure 2 (dl), the wiring 2 of the metal layer
form 5.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、以上述べた半導体素子の製造方法では、
BP、(フッ化ボロン)イオン打ち込みを行い、その後
F、A方法を用いて、800〜950°Cの熱処理を1
0〜30分程度行うことによって、ボロン・リンドープ
シリコン酸化膜23よりリンがコンタクト孔26内の多
結晶シリコン24に拡散され、コンタクト孔26内の多
結晶シリコン24の抵抗が増加してしまうという問題点
があった。
(Problem to be solved by the invention) However, in the method for manufacturing a semiconductor element described above,
BP, (boron fluoride) ion implantation, followed by heat treatment at 800 to 950°C using F, A method.
By performing this for about 0 to 30 minutes, phosphorus is diffused from the boron-phosphorous doped silicon oxide film 23 into the polycrystalline silicon 24 in the contact hole 26, and the resistance of the polycrystalline silicon 24 in the contact hole 26 increases. There was a problem.

この発明は、前記従来技術が持っていたrJI題点のう
ち、F、A方法を用いた熱処理を行うことによるコンタ
クト孔内の多結晶シリコンの配線抵抗が増加するという
点について解決した半導体素子の製造方法を提供するも
のである。
This invention provides a semiconductor device that solves the rJI problem that the prior art had, in that the wiring resistance of polycrystalline silicon in the contact hole increases due to heat treatment using the F and A methods. A manufacturing method is provided.

(課題を解決するための手段) この発明は前記問題点を解決するために、半導体素子の
製造方法において、IVD法(Jon andνapo
r Deposition :アイアン・アンド・ベー
パ・デポジション)によりBまたはBFz イオン打ち
込みと多結晶シリコンの蒸着とを同時に行う工程を導入
したものである。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above-mentioned problems, the present invention uses an IVD method (Jon and
This method introduces a process in which B or BFz ion implantation and polycrystalline silicon vapor deposition are performed simultaneously by iron and vapor deposition.

(作 用) この発明によれば、半導体素子の製造方法において、以
上のような工程を導入したので、F、A法を用いた80
0〜950°Cの熱処理を行うことなく、コンタクト孔
の多結晶シリコン中にBまたはBF、が均一に存在させ
ることになり、ボロン・リンドープシリコン酸化膜より
多結晶シリコン中へのアウト拡散を防止し、多結晶シリ
コンの配線抵抗を低下させるように作用し、したがって
、前記問題点を除去できる。
(Function) According to the present invention, since the above-described steps are introduced in the method for manufacturing a semiconductor element, the 800-degree manufacturing method using the F and A methods can be used.
B or BF is uniformly present in the polycrystalline silicon of the contact hole without performing heat treatment at 0 to 950°C, which prevents out-diffusion into the polycrystalline silicon from the boron/phosphorous doped silicon oxide film. The above-mentioned problem can be eliminated by preventing the above-described problems.

(実施例) 以下、この発明の半導体素子の製造方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第1図(a)ないし第11f
fl(d)はその一実施例の工程断面図であり、この第
1図(a)〜第1図(d)において、第2図(a)〜第
2図伺と同一部分には同一符号を付して述べる。
(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on the drawings. Figures 1(a) to 11f
fl(d) is a process sectional view of one embodiment, and in FIGS. 1(a) to 1(d), the same parts as in FIGS. I will explain it with the following.

まず第1図(a)に示すごとく、シリコン基板21に熱
酸化膜22を0.02〜0.05pm程度形成し、その
上に常圧気相成長法や減圧気相成長法によりボロン・リ
ンドープシリコン酸化膜23を0.4〜0.8−程度形
成する。
First, as shown in FIG. 1(a), a thermal oxide film 22 with a thickness of about 0.02 to 0.05 pm is formed on a silicon substrate 21, and boron/phosphorous doped is applied thereon by normal pressure vapor phase growth or low pressure vapor phase growth. A silicon oxide film 23 is formed to a thickness of approximately 0.4 to 0.8.

その後に、窒素および酸素または窒素と酸素の混合ゲス
の850〜1000℃程度の雰囲気中で10〜40分程
度の熱処理でボロン・リンドーブシリコン酸化膜23を
ガラスフローさせて表面形状を滑らかにする。
After that, the boron/lindove silicon oxide film 23 is glass-flowed by heat treatment for about 10 to 40 minutes in an atmosphere of nitrogen and oxygen or a mixed gas of nitrogen and oxygen at about 850 to 1000 degrees Celsius to smooth the surface shape. .

その後、ホトリソおよびエツチング法を用いて、選)R
的にコンタクト孔26を形成する。
Then, using photolithography and etching methods, the selection) R
A contact hole 26 is then formed.

次に、第1図Φ)に示すごとく、多結晶シリコン24を
IVD法を用いてBまたはBFz イオン打ち込みと多
結晶シリコン24の蒸着とを同時に行い、0.6〜1.
2 n程度形成する。
Next, as shown in FIG. 1 Φ), B or BFz ion implantation and vapor deposition of the polycrystalline silicon 24 are performed simultaneously on the polycrystalline silicon 24 using the IVD method.
Form about 2n.

この時の多結晶シリコン24の成長速度を20人/ m
 i n以上、BまたはBP、イオン打ち込み条件とし
て加速度5 kev〜3keν  ドーズ量1.0×1
0 ”1ons/ c4〜1.OX 10 ”1ons
/ c−とする。
The growth rate of polycrystalline silicon 24 at this time was 20 people/m.
i n or more, B or BP, ion implantation conditions: acceleration 5 kev to 3 keν, dose 1.0×1
0”1oz/c4~1.OX 10”1oz
/ c-.

次に、第111iJ(c)に示すごとく、形成された多
結晶シリコン24をエツチング法を用いて全面除去する
。この時、多結晶シリコン24がコンタクト孔26内に
高さH1具体的には0.2〜0.9−程度残るようにす
る。
Next, as shown in step 111iJ(c), the formed polycrystalline silicon 24 is entirely removed using an etching method. At this time, the polycrystalline silicon 24 is made to remain in the contact hole 26 at a height H1, specifically about 0.2 to 0.9.

その後、R,T−A法を用いて、1000〜1500°
Cの雰囲気で5〜40秒程度の熱処理を行う。最後に第
1図(d)に示すごとく、メタル系層の配線25を形成
する。
Then, using the R, T-A method, 1000 to 1500°
Heat treatment is performed in an atmosphere of C for about 5 to 40 seconds. Finally, as shown in FIG. 1(d), a metal layer wiring 25 is formed.

(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、この発明によれば、IV
D法を用いたBまたはBFz イオン打ち込みと多結晶
シリコンの蒸着を同時に行うことによって、F、A法を
使用した800〜950 ’Cの熱処理を行うことなし
に、コンタクト孔内の多結晶シリコン中にBまたはBP
、が均一に存在させることが可能となり、ボロン・リン
ドープシリコン酸化膜より多結晶シリコン中へのリンの
拡散がなくなり、コンタクト抵抗を低く保つことができ
、また、コンタクトフローの工程がなくなり、信転性の
優れた半導体素子を得ることができる。
(Effect of the invention) As explained above in detail, according to this invention, IV
By simultaneously performing B or BFz ion implantation using the D method and vapor deposition of polycrystalline silicon, the polycrystalline silicon in the contact hole can be deposited without heat treatment at 800 to 950'C using the F and A methods. to B or BP
, can be made to exist uniformly, phosphorous does not diffuse into polycrystalline silicon from the boron-phosphorous doped silicon oxide film, and contact resistance can be kept low. In addition, the contact flow process is eliminated, which improves reliability. A semiconductor element with excellent convertibility can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)ないし第1図(d)はこの発明の半導体素
子の製造方法の一実施例の工程断面図、第2図(alな
いし第2図(d)は従来の半導体素子の製造方法の工程
断面図である。
FIGS. 1(a) to 1(d) are process cross-sectional views of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and FIGS. It is a process cross-sectional view of a method.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (a)シリコン基板上に形成した熱酸化膜を介して、ボ
ロン・リンドープシリコン酸化膜を形成する工程と、 (b)上記熱酸化膜、および上記ボロン・リンドープシ
リコン酸化膜を選択的にホトリソ、およびエッチング法
を用いて選択的にコンタクト孔を形成する工程と、 (c)上記ボロン・リンドープシリコン酸化膜上に、I
VD法によりBまたはBF_2イオンの打ち込みと、多
結晶シリコンの蒸着を同時に行い、BまたはBF_2が
均一に分布している多結晶シリコンを形成しかつ熱処理
を行う工程と、 (d)上記多結晶シリコンをエッチング法を用いて全面
除去し、上記コンタクト孔内にのみ多結晶シリコンを残
す工程と、 (e)メタル系層の配線を形成する工程と、よりなる半
導体素子の製造方法。
[Claims] (a) A step of forming a boron-phosphorus doped silicon oxide film via a thermal oxide film formed on a silicon substrate; (b) The thermal oxide film and the boron-phosphorus doped silicon selectively forming a contact hole in the oxide film using selective photolithography and etching; (c) forming a contact hole on the boron-phosphorous doped silicon oxide film;
A step of simultaneously implanting B or BF_2 ions and vapor depositing polycrystalline silicon by a VD method to form polycrystalline silicon in which B or BF_2 is uniformly distributed, and then performing heat treatment; (d) the above polycrystalline silicon; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: (e) removing the entire surface of polycrystalline silicon using an etching method, leaving polycrystalline silicon only in the contact hole; and (e) forming a metal layer wiring.
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