JPH05211131A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05211131A
JPH05211131A JP4313043A JP31304392A JPH05211131A JP H05211131 A JPH05211131 A JP H05211131A JP 4313043 A JP4313043 A JP 4313043A JP 31304392 A JP31304392 A JP 31304392A JP H05211131 A JPH05211131 A JP H05211131A
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JP
Japan
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layer
polycrystalline silicon
contact hole
semiconductor device
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
JP4313043A
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English (en)
Inventor
Yoshio Kono
芳雄 河野
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置においてダイレクトコンタクト部
に段差を有する構造であっても、配線の形成時に段差に
よる影響を受けず、良好な配線パターンを達成できる構
造を得る。 【構成】 コンタクトホール27内に露出する露出層と
第1の低抵抗化層30とがコンタクトホール内に設けら
れた第2の半導体層28aを介して接続される半導体装
置であって、第2の半導体層28aは、エッチバックに
よりコンタクトホール内に選択的に形成され、コンタク
トホールとの段差を小さくした。

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関し、例
えば高抵抗負荷型MOSスタティックRAMに類する半
導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】高抵抗負荷型MOSスタティックRAM
のメモリセルは、2個の高抵抗と4個のN型MOSトラ
ンジスタで構成されており、その微細化にともない配線
用に2層の多結晶シリコンを採用した構成による半導体
装置が一般的なものとなっている。そして、第2層多結
晶シリコンは直接N拡散層や第1層多結晶シリコンと
結線・接続されている。
【0003】図5は従来からの代表的なメモリセルの要
部構造を示す模式断面図である。図において、10はP
型基板又は所定の基板に形成されたP型ウエルで、本図
の場合はP型基板である。12はフィールド酸化膜、1
4はゲート酸化膜、16はNの第1層多結晶シリコン
(ゲート電極)、18はN拡散層、20はCVD法に
よって形成された酸化膜(以下CVD酸化膜という)、
22はN拡散層18へのダイレクトコンタクト、24
はNの第2層多結晶シリコン(第1の低抵抗化層とい
う)、26は第2層多結晶シリコン24の中に設けられ
た高抵抗部である。なお、この高抵抗部26の形成以後
の工程で形成される部分は省略されている。
【0004】次に、上述のようなメモリセルの製造方法
について述べる。まず、P型基板10又はP型ウエルの
主表面を選択酸化し、フィールド酸化膜12が形成され
る。ついで、チャネル用の不純物イオン注入を行った
後、ゲート酸化膜14を形成する。その上に、アンドー
ピングの多結晶シリコンが堆積されると共に、リン
(P)が蒸着等の方法により堆積される。この場合、多
結晶シリコンにリンがドープされて低抵抗化された多結
晶シリコン層が得られる。そして、所定のパターニング
後、エッチングにより第1層多結晶シリコン16のゲー
ト電極が形成される。
【0005】ついで、このゲート電極をセルフアライメ
ントのマスクとしてヒ素(As)のイオン注入がP型基
板10の主表面に対して行われ、N拡散層18が形成
される。そして、全面にCVD酸化膜20が形成される
と共に、所定のパターニングが行われ、ダイレクトコン
タクト22を形成するためのエッチングがCVD酸化膜
20に対して行われ、コンタクトホール27が形成され
る。
【0006】さらに、アンドーピングの多結晶シリコン
の堆積が行われ、所定のパターニングの後、エッチング
が行われる。そして、高抵抗部26上のレジストを残し
てヒ素の注入が行われ、適宜の拡散工程を経て、第1の
低抵抗化層の第2層多結晶シリコン24が形成される。
この場合、アンドーピングの多結晶シリコンは高抵抗で
あるから、高抵抗部26は高抵抗特性を保持するが、他
の部分はヒ素の注入により低抵抗化されて導電配線とし
て使用される。なお、以上の工程の後は、詳細説明は省
略するが、通常のコンタクト、アルミ配線、パッシベー
ション等が行われ、高抵抗型MOSスタティックRAM
が完成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の半
導体装置、例えばスタティックRAMでは、その第2層
多結晶シリコン24に高抵抗部26とその他の低抵抗部
を形成して、双方の配線に使用している。しかしなが
ら、最近のように構造の微細化が要求される場合には、
コンタクトホール27部分において、第2層多結晶シリ
コン24がN拡散層18よりフィールド酸化膜12の
上に大きくせりあがるいわゆる段差の大きい構造が採用
されるようになり、この段差上に設けられた配線すなわ
ち第1低抵抗化層の第2層多結晶シリコン24のパター
ニングが、段差を有するが故に写真製版が良好に行われ
ず、配線の断線、隣接配線間の短絡等の発生するおそれ
が生ずるという問題がある。
【0008】この発明は上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、段差を有する構造であっても、
配線の形成時に段差による影響を受けず、良好な配線パ
ターニングが達成できる半導体装置を提供することを目
的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、コンタクトホール内に露出する露出層と第1の低
抵抗化層とを接続し、選択的に形成された半導体からな
る第2の層を設けて、コンタクトホールの部分に生ずる
段差を小さくしたものである。
【0010】
【作用】この発明においては、コンタクトホール内に第
2の半導体層が選択的に設けられるので、この状態の表
面の凹凸が低減され、この上に設けられる配線、すなわ
ち第1の低抵抗化層の写真製版が良好に実施されるの
で、断線や配線間の短絡等が生じなくなる。
【0011】
【実施例】以下、この発明による半導体装置の一実施例
を、その製造方法を示す貼付図面に基づいて、詳細に説
明する。なお、図2の従来例と同様の構成部分について
は、同一符号を用いることとする。
【0012】図1〜図4には、この発明に係る半導体装
置の形成方法の一例が主要な製造工程毎に要部断面図に
よって示されている。つまり、図1〜図4は、いずれも
ダイレクトコンタクト乃至N拡散層の近辺を示す要部
拡大断面図である。そして、図4に、この発明による半
導体装置の特徴的な構造が示されている。
【0013】まず、図1に示されているコンタクトホー
ル27の形成までは、上述の従来例と同様の方法で形成
される。すなわち、P型基板10の主表面に対し、選択
的にフィールド酸化膜12が形成される。つぎに、チャ
ネル用のイオンが注入された後、ゲート酸化膜14が形
成される。さらに、アンドーピングの多結晶シリコンが
堆積されると共に、リンの拡散が行われて低抵抗化され
る。そして、所定のパターニング及びエッチングが行わ
れてゲート電極として使用される第1層多結晶シリコン
16が形成される。ついで、第1層多結晶シリコン16
をセルフアライメントのマスクとしてヒ素の注入が行わ
れ、N拡散層18が形成される。そして、CVD酸化
膜20がその上に形成された後、所定のパターニング及
びエッチングによって、ダイレクトコンタクトを形成す
るためのコンタクトホール27が形成される。
【0014】つぎに、図2のように、リンが同時添加さ
れた多結晶シリコン層28が堆積・形成される。このリ
ンドープの多結晶シリコン層28の膜厚は、好ましく
は、コンタクトホール27の短辺の長さの半分に設定さ
れる。このようにすると、コンタクトホール27がほぼ
一様に隙間無く多結晶シリコン層28で埋め込まれるよ
うになる。この状態で、多結晶シリコンの異方性エッチ
ングを行うと、図3にみられるように、コンタクトホー
ル27内の多結晶シリコン層28aのみが第2の半導体
層によるダイレクトコンタクトの領域として選択的に殘
される。
【0015】つぎに、その上に、アンドーピングの第2
層多結晶シリコン30が堆積・形成される。そうする
と、図4に示すように、コンタクトホール27がリンド
ープの多結晶シリコン層28aで埋められているため、
第2層多結晶シリコン30は段差のない滑らかな表面状
態となる。この状態で、従来技術と同様に、高抵抗部2
6の形成領域にレジストを残してヒ素のイオン注入した
のち、熱処理を行ってヒ素を活性化する。この時、多結
晶シリコン層28aすなわち第2の半導体層によってコ
ンタクトホール27が埋め込まれてその上面が平坦にな
っているので、特にこの部分の第2層多結晶シリコン3
0は平坦化されている。したがって、通常のように斜め
方向からヒ素のイオン注入が実施されても影になってヒ
素が打込まれない、つまりヒ素が入らない場所は少なく
なる。したがって、高温の熱処理によってヒ素をドライ
ブインする必要なく第2層多結晶シリコン30は第1の
低抵抗化層として形成される。
【0016】また、多結晶シリコン層28a中のリンは
これに接続するN拡散層18及び第2多結晶シリコン
30へも上述の低温熱処理によって拡散するので、各接
続部のオーミック性を損なうことがないから、満足され
るコンタクト部の導通性が得られる。また、上述のよう
に第2層多結晶シリコン30は全面にわたって上述のよ
うに段差が小さいから、写真製版に当たっても焦点ボケ
をしなくなり、綺麗な配線パターンが形成され、断線や
配線相互間の短絡等を起こさなくなる。その後、PSG
(リンガラス)の堆積、コンタクトホールの形成、アル
ミ配線、パッシベーション等従来と同様の工程を経て、
スタティックRAMの形成が終了する。
【0017】なお、上記実施例では、図2,図3に示す
ように、リンドープの多結晶シリコン層28を堆積した
後、エッチングを行いコンタクトホール27を多結晶シ
リコン層28aで平坦に埋め込んでいるが、この平坦化
エッチングは次のような方法であってもよい。すなわ
ち、粘度の低いレジストあるいはスピンオンガラスを回
転塗布して表面の凹部を埋め、その後レジストあるいは
スピンオンガラスと多結晶シリコンのエッチング比がほ
ぼ等しいガスプラズマでエッチングする。
【0018】さらに、例えば第1の多結晶シリコン層の
上にコンタクトホールを設け、このコンタクトホールを
介して第2の多結晶シリコン層と上述の第1の多結晶シ
リコン層とを導通・接続する場合のように、多層の多結
晶シリコンが配線に使用される半導体装置に対して適用
可能であることは言うまでもない。また、上述の実施例
では、NMOS型スタティックRAMの場合について説
明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、
他の導電型の半導体装置においても、この方法を適用す
ることが可能である。また、多層配線の各低抵抗化層間
を接続するダイレクトコンタクトにおいても、この発明
によるコンタクト方式を使用することができることはい
うまでもない。
【0019】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、上層の
配線用の第1の低抵抗化層とその下側のN型拡散層又は
低抵抗層とのダイレクトコンタクトを、リンを同時添加
した多結晶シリコンをコンタクトホール内に選択的に埋
め込んで形成した第2の半導体層を介して行うようにし
たので、このダイレクトコンタクト上に堆積・形成され
た第1の低抵抗化層の表面の段差が小さくなり、写真製
版によるこの低抵抗化層の配線パターンが良好に形成さ
れ、断線や配線間の短絡等のトラブルが著しく低減す
る。また、その後の低抵抗化のために注入される不純物
イオンの打込まれない領域がほとんどなくなるため、こ
の不純物の活性化のために行う熱処理温度は低くてもす
み、しかも、良好な特性を有するダイレクトコンタクト
が形成できる。さらに、リンが上述の低温熱処理でも第
2多結晶シリコン層やN拡散層に容易に拡散するの
で、オーミック性はさらに向上し、ダイレクトコンタク
ト不良の抑制をより確実にする副次的な効果も大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を示す主要工程の断面図である。
【図2】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を示す主要工程の断面図である。
【図3】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を示す主要工程の断面図である。
【図4】この発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を示す主要工程の断面図である。
【図5】従来の工程による半導体装置の一例を示す断面
図である。
【符号の説明】
16 第1層多結晶シリコン(ゲート電極) 18 N拡散層 27 コンタクトホール 28 多結晶シリコン層 28a 多結晶シリコン層(第2の半導体層) 30 第2層多結晶シリコン(第1の低抵抗化層)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンタクトホール内に露出する露出層と
    第1の低抵抗化層とが前記コンタクトホール内に設けら
    れた第2の半導体層を介して接続される半導体装置にお
    いて、 前記第2の半導体層は、エッチバックにより前記コンタ
    クトホール内に選択的に形成され、このコンタクトホー
    ルとの段差を小さくしていることを特徴とする半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 前記第1の低抵抗化層はヒ素がイオン注
    入された多結晶層であり、前記第2の半導体層はリンが
    添加されている多結晶層であることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置。
JP4313043A 1992-11-24 1992-11-24 半導体装置 Pending JPH05211131A (ja)

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