JPH05335268A - 埋め込みコンタクトの形成方法 - Google Patents

埋め込みコンタクトの形成方法

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JPH05335268A
JPH05335268A JP4136912A JP13691292A JPH05335268A JP H05335268 A JPH05335268 A JP H05335268A JP 4136912 A JP4136912 A JP 4136912A JP 13691292 A JP13691292 A JP 13691292A JP H05335268 A JPH05335268 A JP H05335268A
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JP
Japan
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film
forming
oxide film
silicon substrate
conductivity type
Prior art date
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Pending
Application number
JP4136912A
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English (en)
Inventor
Nobuyuki Sekikawa
信之 関川
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 埋め込みコンタクトの形成の際に、ゲート酸
化膜がライトエッチされるのを防止し、ゲート絶縁耐圧
特性の劣化を防止した埋め込みコンタクトの形成方法を
提供する。 【構成】 ゲート酸化膜(13)上をポリシリコン膜
(14)で被覆した後に、ポリシリコン膜(14)上の
所定部分に埋め込み用コンタクトホール(15)を形成
することにより、該コンタクトホール(15)部分のシ
リコン基板(11)のみをライトエッチできるようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は埋め込みコンタクトの形
成方法に関し、さらに詳しく言えば、ゲート絶縁耐圧特
性の劣化を防止した埋め込みコンタクトの形成方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】埋め込みコンタクトは、拡散層とその上
層に形成されるポリシリコン層あるいは高融点金属ポリ
サイド層とをダイレクトに接続するためのコンタクト構
造であり、高集積化されたスタティック型RAMのメモ
リセル等において広く使用されている。
【0003】図7は、埋め込みコンタクトを含む回路部
分の一例を示したパターン図面である。図において、P
型のシリコン基板(1)上にn型の拡散層(11)が形
成され、このn型の拡散層(11)は、高融点金属ポリ
サイド層(9)と埋め込みコンタクト(5)を介して接
続されている。高融点金属ポリサイド層(9)は他のn
型拡散層(11)上に延在され、MOSトランジスタ
(T)のゲート電極をなしている。この構成によれば、
アルミニウム配線を介せずに、n型の拡散層(11)と
高融点金属ポリサイド層(9)とのダイレクトな接続が
得られので、例えばスタティック型RAMのメモリセル
に適用した場合、集積密度を大幅に向上できる利点があ
る。
【0004】図8乃至図13は、埋め込みコンタクトの
形成方法を示す工程断面図である。各図において、図7
に示されたパターン図のX−X線断面およびY−Y線断
面がそれぞれ左右に示されている。以下、図面を参照し
ながら、従来の埋め込みコンタクトの形成方法を説明す
る。 図8:P型のシリコン基板(1)上に、選択酸化法によ
ってLOCOS酸化膜(2)を形成し、その後熱酸化法
によってゲート酸化膜(3)を形成する。
【0005】図9:P型シリコン基板(1)上にレジス
ト(4)を塗布し、ホトリソグラフィ技術を適用して、
埋め込みコンタクトを形成する領域のレジスト(4)を
除去する。そして、このレジスト(4)をマスクとして
ゲート酸化膜(3)を部分的にエッチングして、埋め込
み用コンタクトホール(5)を形成する。
【0006】図10:レジスト(4)を硫酸を含む溶液
に浸すことによって除去する。この時に、埋め込み用コ
ンタクトホール(5)において露出されたシリコン基板
(1)表面に数10Åの膜厚の薄い酸化膜(6)が形成
される。薄い酸化膜(6)は、シリコン基板(1)の露
出面を空気中に晒した場合でも、いわゆる自然酸化膜と
して形成される。
【0007】図11:この埋め込み用コンタクトホール
(5)に形成された薄い酸化膜(6)は、埋め込みコン
タクトのオーミック接続の妨げとなるので、希釈したH
F系の溶液でライトエッチすることによって除去する。 図12:P型のシリコン基板(1)上の全面に、減圧C
VD法によってポリシリコン膜(7)を堆積し、その後
POCl3を拡散ソースとして、ポリシリコン膜(7)
中にリンを拡散する。次に、ポリシリコン膜(7)上に
タングステン・シリサイド等の高融点金属シリサイド膜
(8)を減圧CVD法によって堆積する。これにより、
ポリシリコン膜(7)と高融点金属シリサイド膜(8)
とを積層した高融点金属ポリサイド膜(9)が形成され
る。ポリシリコン膜(7)中に拡散されたリンは、上記
の拡散、CVD工程によって、埋め込み用コンタクトホ
ール(5)からシリコン基板(1)にまで熱拡散され、
n型のリンドープ層(10)が形成される。
【0008】図13:高融点金属ポリサイド膜(9)の
不要部分をホトエッチングによって選択的に除去し、そ
の後高融点金属ポリサイド膜(9)マスクとして、シリ
コン基板(11)の上方からヒ素イオンをイオン注入し
て、n型の拡散層(11)を形成する。これにより、n
型のリンドープ層(10)とn型の拡散層(11)とは
接続されるので、高融点金属ポリサイド膜(9)とn型
の拡散層(11)との接続がなされ、図7のパターン図
に対応した埋め込みコンタクト構造が完成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た工程を含んで製造されたスタティック型RAMにあっ
ては、MOSトランジスタのゲート絶縁耐圧特性が悪い
という問題点があった。具体的には、Cモード(耐圧0
V)の増加、TDDB特性の劣化が見られる。この原因
は以下の点にあると考えられる。すなわち、埋め込み用
コンタクトホール(5)に形成された薄い酸化膜(6)
を除去するためにライトエッチする際に、同時にMOS
トランジスタのゲート酸化膜(3)もライトエッチされ
る(図11参照)。このため、ゲート酸化膜(3)にピ
ンホール等の欠陥が発生し易くなるのである。
【0010】本発明は、上述した課題に鑑みてなされた
ものであり、MOSトランジスタのゲート酸化膜(3)
がライトエッチされない樣に、形成工程を変更すること
により、ゲート絶縁耐圧特性の劣化を防止した埋め込み
コンタクトの形成方法を提供することを目的としてい
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明はゲート酸化膜
(13)上をポリシリコン膜(14)で被覆した後に、
ポリシリコン膜(14)上の所定部分に埋め込み用のコ
ンタクトホール(15)を形成することにより、該コン
タクトホール(15)部分のシリコン基板(11)のみ
をライトエッチできるようにした点を主な特徴としてい
る。
【0012】
【作用】上述の手段によれば、ライトエッチ時にはゲー
ト絶縁膜(13)上をポリシリコン膜(14)で被覆し
ているので、ゲート酸化膜(13)がライトエッチを受
けることがない。したがって、ゲート酸化膜(13)に
ピンホール等の欠陥が発生するのが防止されるので、ゲ
ート絶縁耐圧特性を向上することができる。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例を図1乃至図6を参照
して説明する。図1乃至図6は、本発明の埋め込みコン
タクトの形成方法を示す工程断面図である。各図におい
て、図7に示されたパターン図のX−X線断面およびY
−Y線断面がそれぞれ左右に示されている。
【0014】図1:P型のシリコン基板(11)上に、
選択酸化法によって約5000Åの膜厚を有するLOC
OS酸化膜(12)を形成し、その後熱酸化法によって
150Å〜200Åの膜厚を有するゲート酸化膜(1
3)を形成する。 図2:P型のシリコン基板(11)上方から、減圧CV
D法により、ポリシリコン膜(14)を1000Å〜2
000Åの膜厚となるように堆積する。
【0015】図3:ホトエッチングにより、ポリシリコ
ン膜(14)およびゲート酸化膜(13)を順次、選択
的に除去して、埋め込み用のコンタクトホール(15)
を形成する。これを平面的に見ると、図7における破線
で囲まれた矩形の部分にコンタクトホール(15)が形
成されることになる。この後は、POCl3を拡散ソー
スとした拡散法によって、リンをポリシリコン膜(1
4)に拡散すると共に、コンタクトホール(15)を通
してリンを直接シリコン基板(11)中に拡散し、n型
のリンドープ層(16)を形成する。ここで、従来例で
はポリシリコン膜(7)中にいったん拡散されたリン
が、シリコン基板(11)中に拡散される点で異なって
おり、本発明によれば、従来例よりも深いリンドープ層
(16)を形成できる利点がある。これは、後の工程で
形成されるn型の拡散層(19)との接続を得る上で有
利である。なお、拡散ソ−スとしてはリンに限らず、n
型不純物であれば他の不純物(例えば、ヒ素)であって
も構わない。また、n型不純物の導入方法はとしては、
イオン注入法を適用することもできる。
【0016】前記の拡散工程において、リンドープ層
(16)の表面にはリンを含む薄い酸化膜が形成され
る。そこで、希釈したHF系の溶液を用いて、この薄い
酸化膜を除去するためのライトエッチを行う。しかし、
この場合ゲート酸化膜(13)上は、ポリシリコン膜
(14)によって被覆されているので、従来例とは異な
り、ゲート酸化膜(13)がライトエッチを受けること
はない。
【0017】図4:減圧CVD法によって、タングステ
ン・シリサイド膜等の高融点金属シリサイド膜(17)
をポリシリコン膜(14)およびn型のリンドープ層
(16)の上に形成する。これにより、ポリシリコン膜
(14)と高融点金属シリサイド(17)とを積層し
た、低抵抗の高融点金属ポリサイド膜(18)が形成さ
れる。ここで、埋め込み用のコンタクトホール(15)
においては、高融点金属シリサイド(17)が直接シリ
コン基板(11)に接しており、この部分において合金
化反応が起こり、n型のリンドープ層(16)と高融点
金属シリサイド(17)との間でオーミックな接続が得
られる。
【0018】図5:高融点金属ポリサイド膜(18)の
不要部分をホトエッチングによって選択的に除去する。 図6:その後、高融点金属ポリサイド膜(18)マスク
として、シリコン基板(11)の上方からヒ素イオンを
イオン注入して、n型の拡散層(19)を形成する。さ
らに、必要な熱処理を行うことによりn型のリンドープ
層(16)とn型の拡散層(19)とは接続されるの
で、結局、高融点金属ポリサイド膜(18)とn型の拡
散層(19)との間の接続がなされ、図7のパターン図
に対応した埋め込みコンタクト構造が完成する。
【0019】このように、本発明によれば、ゲート酸化
膜(13)上をポリシリコン膜(14)で被覆した後
に、ポリシリコン膜(14)上の所定部分に埋め込み用
のコンタクトホール(15)を形成しているので、埋め
込み用のコンタクトホール(15)のシリコン基板(1
1)の表面に形成される薄い酸化膜を除去するためのラ
イトエッチを施しても、ゲート酸化膜(13)がライト
エッチのエッチャントに晒されることはない。これによ
り、ゲート酸化膜(13)にピンホール等の欠陥が発生
するのが防止され、依ってゲート絶縁耐圧特性を向上す
ることができる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、ゲート酸化膜(13)
上をポリシリコン膜(14)で被覆した後に、ポリシリ
コン膜(14)上の所定部分に埋め込み用のコンタクト
ホール(15)を形成しているので、薄い酸化膜を除去
するためのライトエッチを施しても、ゲート酸化膜(1
3)がライトエッチされることはない。これにより、ゲ
ート絶縁耐圧特性を向上し、高信頼性の半導体集積回路
を製造することが可能となる。
【0021】さらに、本発明によれば製造工程を増加す
ることなく、ゲート絶縁耐圧特性を向上できる利点も有
している。特に、大容量のスタティック型RAMのメモ
リセルの製造に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第1の断面図である。
【図2】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第2の断面図である
【図3】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第3の断面図である。
【図4】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第4の断面図である。
【図5】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第5の断面図である。
【図6】本発明の実施例に係る埋め込みコンタクトの形
成方法を示す第6の断面図である。
【図7】埋め込みコンタクトを含む回路部分の一例を示
したパターン図面である。
【図8】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法を
示す第1の断面図である。
【図9】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法を
示す第2の断面図である。
【図10】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法
を示す第3の断面図である。
【図11】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法
を示す第4の断面図である。
【図12】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法
を示す第5の断面図である。
【図13】従来例に係る埋め込みコンタクトの形成方法
を示す第6の断面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 29/784

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型のシリコン基板上に選択酸化法
    により、LOCOS酸化膜を形成する工程と、 熱酸化法により前記シリコン基板上にゲート絶縁膜を形
    成する工程と、 前記LOCOS酸化膜およびゲート酸化膜上にポリシリ
    コン膜を形成する工程と、 前記ポリシリコン膜上に埋め込み用のコンタクトホール
    を形成する工程と、 前記ポリシリコン膜にリンを拡散すると共に、前記コン
    タクトホールからシリコン基板に逆導電型の不純物を導
    入し、該シリコン基板表面に逆導電型の不純物ドープ層
    を形成する工程と、 前記逆導電型の不純物ドープ層に形成された薄い酸化膜
    を除去するためのライトエッチを行う工程と、 前記ポリシリコン膜および逆導電型の不純物ドープ層上
    に高融点金属シリサイド膜を形成する工程と、 前記ポリシリコン膜および高融点金属シリサイド膜の不
    要部分を除去する工程と、 前記ポリシリコン膜および高融点金属シリサイド膜をマ
    スクとして、逆導電型の不純物を前記シリコン基板にイ
    オン注入し、前記逆導電型の不純物ドープ層と接続する
    逆導電型の拡散層を形成する工程とを有することを特徴
    とする埋め込みコンタクトの形成方法。
  2. 【請求項2】 前記高融点金属シリサイド膜が、タング
    ステン・シリサイド膜であることを特徴とする請求項1
    記載の埋め込みコンタクトの形成方法。
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