JPH0529314A - 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

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JPH0529314A
JPH0529314A JP18144991A JP18144991A JPH0529314A JP H0529314 A JPH0529314 A JP H0529314A JP 18144991 A JP18144991 A JP 18144991A JP 18144991 A JP18144991 A JP 18144991A JP H0529314 A JPH0529314 A JP H0529314A
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JP
Japan
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semiconductor device
insulating film
recess
film
semiconductor substrate
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Pending
Application number
JP18144991A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Nakamura
充善 中村
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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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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基板表面上に形成された絶縁膜の平坦
性を向上させ、絶縁膜上に形成する配線の線幅の均一性
を向上させる。 【構成】 凹部を一方主面に形成したP型シリコン基板
1の凹部の内面にゲート電極絶縁膜8を形成する。ゲー
ト絶縁膜8上に凹部を埋め込みかつP型シリコン基板1
の一方主面と同じ高さになるようにゲート電極10を形
成する。そして、その上にスムースコート膜14を形成
し、更にその上にアルミ配線15を形成する。 【効果】 平坦な絶縁膜であるスムースコート膜14上
に均一な線幅の配線形成ができるので、高信頼性の半導
体装置を得ることができる。

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の構造に関
し、特に絶縁ゲート型電界効果トランジスタの電極構造
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置について図9を用いて
説明する。図9はNチャネルMOSトランジスタの断面
図である。図において、1はP型シリコン基板、5は素
子分離用のフィールド酸化膜、8Aはゲート酸化膜、1
1CはN型低濃度拡散層、13CはN型高濃度拡散層、
14Aはスムースコート膜、15Aはアルミ配線、16
Aはパッシベーション膜、18はサイドウォールを示
す。P型シリコン基板1の一方主面の面内にN型高濃度
拡散層13C及びN型低濃度拡散層11Cが形成されて
おり、P型シリコン基板1の一方主面上にゲート酸化膜
8A、ゲート電極17、サイドウォール18が形成さ
れ、NチャネルMOSトランジスタを構成している。N
チャネルMOSトランジスタはフィールド酸化膜5で他
の素子と分離される。NチャネルMOSトランジスタが
形成された半導体基板1上にスムースコート膜14Aが
形成され、スムースコート膜14上にアルミ配線15A
が形成され、アルミ配線15A上にパッシベーション膜
16Aが形成されている。
【0003】次に図9に示した従来の半導体装置の製造
方法について図10〜図15を用いて説明する。図10
〜図15において、1はP型シリコン基板、2は下敷酸
化膜、3は窒化膜、3Aは窒化膜3を成形した窒化膜パ
ターン、4,6はレジストパターン、5はフィールド酸
化膜、8はゲート酸化膜用の酸化膜、8Aは酸化膜8を
パターニングしたゲート酸化膜、11Bはリンイオンの
注入された層、11Cは層11Bのリンイオンのみが活
性化されたN型低濃度拡散層、13Bはヒ素イオンの注
入された層、13Cは層13Bのヒ素イオンが活性化さ
れたN型高濃度拡散層、14Aはスムースコート膜、1
5Aはアルミ配線、16Aはパッシベーション膜であ
る。
【0004】図10に示す様に、P型シリコン基板1に
熱酸化法により下敷酸化膜2を形成し、下敷酸化膜2の
上に、CVD法により窒化膜3を形成する。次に図11
に示す様に、写真製版によりレジストパターン4を形成
し、窒化膜3のうちレジストパターン4により保護され
ていない部分を選択除去して窒化膜パターン3Aを形成
する。更に、レジストパターン4を除去した後、図12
に示す様に、熱酸化法により分離用フィールド酸化膜5
を形成し、その後、窒化膜パターン3Aを除去する。次
に、下敷酸化膜2を除去し、ゲート酸化膜用の酸化膜8
を熱酸化法により形成し、更にその上に、CVD法によ
りゲート電極用ポリシリコン膜を形成する。その後、図
13に示すように、写真製版技術を用いてゲート電極用
ポリシリコン膜を選択除去し、ゲート電極17を形成
し、更に、N型不純物としてリンイオンをイオン注入し
て将来N型低濃度拡散層となる元の層11Bを形成す
る。次にCVD法により酸化膜を形成する。そして、異
方性エッチングを施すことにより、図14に示す様に、
サイドウォール18を形成し、その後、N型不純物とし
てヒ素イオンをイオン注入して将来N型高濃度層となる
元の層13Bを形成する。次に、熱処理により、図15
に示す様に、N型低濃度拡散層11C及びN型高濃度拡
散層13Cを形成する。そして、以上のように半導体基
板上に形成したNチャネルMOSトランジスタの上にス
ムースコート膜14Aを形成し、スムースコート膜14
Aの上にアルミ−シリコン合金によるアルミ配線15A
を写真製版技術を用いてエッチングを行い形成し、更
に、その上にパッシベーション膜16Aを形成し、図9
に示した半導体装置が製造される。
【0005】図16は図9に示した半導体装置の平面図
である。図において、図9と同一符号は同一内容を示
す。図において、アルミ配線15Aはゲート電極17上
の部分とN型高濃度拡散層13C上の部分では配線の幅
が異なっているが、これは、同じ幅でなければならない
ものである。しかし、ゲート電極17の厚みにより、ス
ムースコート膜14Aの表面が凸状になり、配線を形成
するためにレジストパターンを写真製版により形成する
際に光の乱反射(ハレーション)が発生し、レジストパ
ターンが細くなるため、ゲート電極17の上に形成され
たアルミ配線の幅が細くなっている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、図9に示す様に、半導
体基板1上に形成されたゲート電極17の厚みによりス
ムースコート膜14Aの表面に凹凸ができる。そのた
め、アルミ配線15Aを写真製版により形成する時、ス
ムースコート膜14Aの表面の凹凸の影響で光の乱反射
(ハレーション)が発生し、図16に示す様に、ゲート
電極17と交差する部分のアルミ配線15Aの線幅が細
り、配線幅が不均一になってエレクトロマイグレーショ
ン等により断線する場合が生じ、半導体装置の信頼性が
低下するという問題点があった。
【0007】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、アルミ配線等の配線の線幅が均
一な半導体装置を得ることを目的としており、更にこの
装置に適した製造方法は提供することを目的とする。
【0008】
【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、一方主面に凹部を有する第1導電型の半導体基板
と、前記凹部の一方側面に接し、前記半導体基板の一方
主面に形成された第2導電型のドレイン領域と、前記凹
部の一方側面とは反対側にある他方側面に接し、前記半
導体基板の一方主面に形成された第2導電型のソース領
域と、前記凹部の内面に形成された絶縁膜と、前記絶縁
膜上に前記凹部を埋め込みかつ前記半導体基板の一方主
面と同じ高さになるように形成されたゲート電極とを備
えて構成されている。
【0009】更にこの発明に係る半導体装置の製造方法
は、第1導電型の半導体基板の一方主面に凹部を形成す
る工程と、前記凹部の内面にゲート絶縁膜を形成する工
程と、前記ゲート絶縁膜上に前記凹部を埋め込みかつ前
記半導体基板の一方主面と同じ高さになるようにゲート
電極を形成する工程と、前記凹部の一方側面及び該一方
側面とは反対側にある他方側面にそれぞれ接するように
前記半導体基板の一方主面に第2導電型のソース及びド
レイン領域を形成する工程とを備えて構成されている。
【0010】
【作用】この発明における半導体装置は、一方主面に凹
部を有する半導体基板と、前記凹部の内面に形成された
絶縁膜と、前記絶縁膜上に前記凹部を埋め込みかつ前記
半導体基板の一方主面と同じ高さになるよう形成された
ゲート電極とを備えて構成されており、半導体基板上に
はゲート電極の厚みによる凹凸が存在しない。従って、
半導体基板上に形成される絶縁膜等に凹凸が発生せず、
絶縁膜等の上にアルミ配線などの配線を写真製版技術を
用いて、形成する際に光の乱反射(ハレーション)の発
生防止する。
【0011】また、この発明の製造方法では、請求項2
の第1導電型の半導体基板の一方主面に凹部を形成する
工程と、前記凹部の内面にゲート絶縁膜を形成する工程
と、前記ゲート絶縁膜上に前記凹部を埋め込みかつ前記
半導体基板の一方主面と同じ高さになるようにゲート電
極を形成する工程と、前記凹部の一方側面及び該一方側
面とは反対側にある他方側面にそれぞれ接するように前
記半導体基板の一方主面に第2導電型のソース及びドレ
イン領域を形成する工程とを備えて構成されており、こ
の発明に係る半導体装置のゲート電極の形成が容易に行
える。
【0012】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図1及び
図17を用いて説明する。図1はこの発明による半導体
装置の断面図である。図1において、1は第1導電型の
半導体基板であるP型シリコン基板、5はフィールド酸
化膜、8はゲート絶縁膜であるゲート酸化膜、10はゲ
ート電極、11AはN型低濃度拡散層、13AはN型高
濃度拡散層、14は絶縁膜であるスムースコート膜、1
5はアルミ配線、16はパッシベーション膜を示す。P
型シリコン基板1の一方主面である上面には、中央部分
に凹部が形成されている。この凹部の左右には、凹部の
側面に接するように、N型低濃度拡散層11A及びN型
N型高濃度拡散層13Aで構成されたドレイン領域とソ
ース領域が形成されている。また、凹部の内面にはゲー
ト酸化膜8が形成されており、ゲート酸化膜8の内側に
はゲート電極19が形成されている。図に示したよう
に、ゲート電極10の上面とP型シリコン基板1の上面
とは同一の高さになっている。そして、この平坦なP型
シリコン基板1上にスムースコート14、アルミ配線1
5、パッシベーション膜16を形成している。
【0013】図17は図1に示した半導体装置の平面図
である。図17において、図1と同一符号は同一内容を
示す。図1に示したように、アルミ配線15は平坦なス
ムースコート14の上に形成されているため、写真製版
を用いてアルミ配線15を形成するときに光の乱反射
(ハレーション)が発生せず、従来のように線幅が細く
なることなく均一に形成することができる。
【0014】次に、この発明による半導体装置の製造方
法を図2〜図8を用いて説明する。図2〜図8は図1に
示したこの発明の一実施例により半導体装置の製造方法
である。図2に至る工程は図10〜図12に示した従来
の製造方法と同一であるため説明は省略する。
【0015】図2〜図8において、6,12はレジスト
パターン、7はP型シリコン基板1の一方主面に形成さ
れた凹部、9はポリシリコン膜、11はN型低濃度拡散
層の元になる層、13はN型高濃度拡散層の元になる
層、11AはN型低濃度拡散層、13AはN型高濃度拡
散層を示す。
【0016】図12の工程が終了した後、下敷酸化膜2
を除去し、図2に示す様にレジストパターン6を形成す
る。P型シリコン基板1の一方主面である上面に凹部7
を形成し、図3に示す様に、凹部7の内面及びP型シリ
コン基板1の上面に熱酸化法によりゲート酸化膜8を形
成する。次に、図4に示す様に、P型シリコン基板1上
にゲート酸化膜8、フィールド酸化膜5を覆うようにC
VD法によりポリシリコン膜9を形成する。次に異方性
エッチングを用いてポリシリコン膜をエッチバックし、
図5に示す様にP型シリコン基板1と同じ高さになるよ
うに、ゲート電極10を形成する。次に、図6に示す様
に、N型不純物であるリンイオンをイオン注入して層1
1を形成する。更に図7に示す様にレジストパターン1
2を形成した後、N型不純物であるヒ素イオンをイオン
注入して層13を形成する。次に、熱処理により、図8
に示す様に、N型低濃度拡散層11A及びN型高濃度拡
散層13Aを形成する。更に、フィールド酸化膜5、ゲ
ート酸化膜8、ゲート電極10を覆う様にスムースコー
ト膜14を形成し、スムースコート膜14の上にアルミ
−シリコーン合金によるアルミ配線15を形成し、更に
その上に、パッシベーション膜16を形成して図1に示
した半導体装置となる。
【0017】以上に示した製造方法によれば、P型シリ
コン基板1に埋め込まれて、P型シリコン基板1の一方
主面と同じ高さを持つゲート電極10を容易に形成する
ことができ、この発明に係る半導体装置の製造に適して
いる。
【0018】なお、上記実施例ではゲート電極材料とし
て、ポリシリコンの場合について示したが、モリブデ
ン、タングステンなどの高融点金属あるいは、そのシリ
サイドでもよく、更に、高融点金属とポリシリコンとの
ポリサイド構造、高融点金属のシリサイドとポリシリコ
ンとのポリサイド構造の場合にも同様の効果を奏する。
【0019】また、上記実施例では、アルミ配線が一層
の場合について述べたが、二層以上の多層配線の場合に
も同様の効果を奏し、さらに上記実施例では、Nチャネ
ルMOSトランジスタの場合についてのべたがPチャネ
ルMOSトランジスタの場合にも上記実施例と同様の効
果を奏する。
【0020】また、アルミ配線材料として、上記実施例
ではアルミ−シリコン合金の場合についてのべたが、ア
ルミ−シリコン銅合金、アルミ−銅合金等他の金属の場
合も同様の効果を奏する。
【0021】また、上記実施例ではゲート絶縁膜として
酸化膜を用いた例を示したが、ゲート絶縁膜に用いられ
る膜は窒化膜や酸化膜と窒化膜の多層膜など他の絶縁膜
であってもよく、上記実施例と同様の効果を奏する。
【0022】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば一方主
面に凹部を有する半導体基板と、前記凹部の内面に形成
された絶縁膜と、前記絶縁膜上に前記凹部を埋め込みか
つ前記半導体基板の一方主面と同じ高さになるようにに
形成されたゲート電極とを備えて半導体装置を構成した
ので、半導体基板上に形成される絶縁膜の平坦性が向上
するため、均一性の高い線幅を持つ配線形成ができ、信
頼性の高い半導体装置を得られる効果がある。
【0023】また、この発明の製造方法によれば、第1
導電型の半導体基板の一方主面に凹部を形成する工程
と、前記凹部の内面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記ゲート絶縁膜上に前記凹部と埋め込みかつ前記半導
体基板の一方主面と同じ高さになるようにゲート電極を
形成する工程と、前記凹部の一方側面及び該一方側面と
は反対側にある他方側面にそれぞれ接するように前記半
導体基板の一方主面に第2導電型のソース及びドレイン
領域を形成する工程とを備えて構成されているので、こ
の発明に係る半導体装置を容易に製造できるという効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による半導体装置の断面図
である。
【図2】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図3】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図4】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図5】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図6】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図7】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図8】図1に示した半導体装置の製造工程図である。
【図9】従来の半導体装置の一例であるNチャネルMO
Sトランジスタの断面図である。
【図10】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図11】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図12】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図13】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図14】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図15】図9に示した従来の半導体装置の製造工程図
である。
【図16】図9に示した従来の半導体装置の平面図であ
る。
【図17】図1に示した半導体装置の平面図である。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 5 フィールド酸化膜 8 ゲート酸化膜 10 ゲート電極 11A N型低濃度拡散層 13A N型高濃度拡散層 14 スムースコート膜 15 アルミ配線 16 パッシベーション膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一方主面に凹部を有する第1導電型の半
    導体基板と、 前記凹部の一方側面に接し、前記半導体基板の一方主面
    に形成された第2導電型のドレイン領域と、 前記凹部の一方側面とは反対側にある他方側面に接し、
    前記半導体基板の一方主面に形成された第2導電型のソ
    ース領域と、 前記凹部の内面に形成された絶縁膜と、 前記絶縁膜上に前記凹部を埋め込みかつ前記半導体基板
    の一方主面と同じ高さになるように形成されたゲート電
    極と、 を備えた半導体装置。
  2. 【請求項2】 第1導電型の半導体基板の一方主面に凹
    部を形成する工程と、 前記凹部の内面にゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート絶縁膜上に前記凹部を埋め込みかつ前記半導
    体基板の一方主面と同じ高さになるようにゲート電極を
    形成する工程と、 前記凹部の一方側面及び該一方側面とは反対側にある他
    方側面にそれぞれ接するように前記半導体基板の一方主
    面に第2導電型のソース及びドレイン領域を形成する工
    程と、 を備えた半導体装置の製造方法。
JP18144991A 1991-07-23 1991-07-23 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH0529314A (ja)

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