JPH0555475A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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JPH0555475A
JPH0555475A JP3214922A JP21492291A JPH0555475A JP H0555475 A JPH0555475 A JP H0555475A JP 3214922 A JP3214922 A JP 3214922A JP 21492291 A JP21492291 A JP 21492291A JP H0555475 A JPH0555475 A JP H0555475A
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JP
Japan
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region
semiconductor layer
semiconductor
insulating film
contact
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Application number
JP3214922A
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English (en)
Inventor
Junji Kiyono
純司 清野
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】素子分離絶縁膜2で区画された素子領域とその
周辺に半導体層12を設ける。タングステンの埋め込み
プラグ10D,10Sを半導体層12に接触させる。 【効果】素子分離絶縁膜2端部のシリコン基板の結晶欠
陥にタングステンが拡散して漏れ電流の原因となるのを
防止でき、素子の微細化、高集積化に有効である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路装置およ
びその製造方法に関し、特に半導体素子及びその引き出
し電極の構造並びにその形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の技術についてMOS型電界効果ト
ランジスタを例にあげて説明する。
【0003】図3はMOS型電界効果トランジスタの一
例を示す半導体チップの断面図である。
【0004】p型シリコン基板101に、選択酸化法で
形成された素子分離絶縁膜102と、チャネルストッパ
領域103とで区画された素子領域を有し、その素子領
域にはゲート絶縁膜104を介してゲート電極105が
設けられている。このゲート電極105に対し自己整合
的に形成されLDD構造をもつソース・ドレイン領域
(詳しくは、低濃度ソース拡散層106a、高濃度ソー
ス拡散層106bからなるソース領域と、低濃度ドレイ
ン拡散層107a、高濃度ドレイン拡散層107bから
なるドレイン領域)と、このソース・ドレイン領域か
ら、電極を引き出すためのコンタクトホール108,1
09とこのコンタクトホール内に、WF6 のSiH4
元法により選択的に成長したタングステン材料より成る
埋め込みプラグ110D,110Sと、アルミニウム配
線層114D,114Sより成る。
【0005】素子寸法の縮小及び高性能化のため、ソー
ス・ドレイン領域からの引き出し電極用のコンタクトホ
ールのサイズは小さくなり、そのアスペクト比は大きく
なる。そこで、昨今は、導電材料により、コンタクト内
部を埋め込む方法が提案されている。その一つの技術と
して、上述のように、タングステンをコンタクト部に選
択的に成長させるタングステンプラグが、有望となって
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】この従来のMOS型電
界効果トランジスタ構造は、コンタクト部にタングステ
ン埋込みプラグを使用している。そのため、開口したコ
ンタクトが、LOCOS端に生じている結晶欠陥の上に
位置するとタングステンが結晶欠陥に拡散して漏れ電流
が増加する問題点があった。従って、コンタクトホール
が、LOCOS端に接しないようあらかじめパターンレ
イアウト上余裕を取る必要があり、微細化に適さない。
【0007】またコンタクト内壁にサイドウォールを形
成し、実質的にコンタクト開口部をLOCOS端から離
す手段があるが、コンタクト面積の低減によるコンタク
ト抵抗の増大があり、デバイスの微細化に適さない。
【0008】このような問題は、一般の半導体素子につ
いても起りうることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積回路
装置は、一導電型半導体基板の表面部に選択的に形成さ
れた素子分離領域により区画された素子領域において前
記半導体基板に接し、その一部が前記素子分離領域上に
延びて設けられた半導体層と、前記半導体層に設けられ
た不純物拡散領域を有する半導体素子と、前記不純物拡
散領域を覆う層間絶縁膜に前記半導体層に達するように
開口されたコンタクトホールと、前記コンタクトホール
に形成されたタングステン材料による埋め込みプラグと
を有するというものである。
【0010】また、本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、一導電型半導体基板の表面部に選択的に素子分
離領域を形成して素子領域を区画する工程と、前記素子
領域に直接接するアモルファス状態の半導体層を被着す
る工程と、少なくとも前記素子領域に接している部分の
前記半導体層を単結晶化する工程と、前記半導体層に選
択的に不純物拡散領域を半導体素子の能動領域として形
成する工程と、前記不純物拡散領域を覆って層間絶縁膜
を形成する工程と、前記層間絶縁膜に前記不純物拡散領
域に達するコンタクトホールを形成する工程と、前記コ
ンタクトホールにタングステンを選択的に成長させて埋
め込みプラグを形成する工程とを有するというものであ
る。
【0011】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0012】図1(a)は本発明の一実施例を示す平面
図、図1(b)は図1(a)のX−X線断面図である。
【0013】この実施例は、p型シリコン基板1の表面
に選択的に形成された素子分離絶縁膜2により区画され
た素子領域においてp型シリコン基板に接し、その一部
が素子分離絶縁膜2上に延びて設けられた半導体層12
を有している。半導体層12はシリコン膜であり、p型
シリコン基板1と接している部分は単結晶シリコン膜に
なっている。この半導体層12の単結晶領域上にゲート
絶縁膜4,ゲート電極5が設けられている。タングステ
ンによる埋め込みプラグ10D,10Sがこの半導体層
と接しているわけである。その他の点は従来のMOS型
電界効果型トランジスタと同じである。
【0014】次に、この実施例の製造方法について説明
する。
【0015】図2(a)〜(d)は本発明の一実施例の
製造方法の説明に使用する工程順断面図である。
【0016】まず、図2(a)に示すように、p型シリ
コン基板1の主表面に、LOCOS法で素子分離用絶縁
膜2を形成し、素子領域を区画する。なお、素子分離絶
縁膜2の下にはチャネルストッパ領域3を備えている。
【0017】次に、ウェハーを希フッ酸で処理し、素子
領域上の自然酸化膜を除去した後、CVD法で、アモル
ファス状態のシリコン膜を厚さ100nm成長する。5
00〜600℃の低温で、10時間〜100時間窒素雰
囲気中でアニールすることにより、少なくともシリコン
基板1に接している部分を固相成長により単結晶化した
後所定のパターンにエッチングし、半導体層12を形成
する。アモルファスシリコンの単結晶化の方法は、ラン
プ加熱法、レーザビームの照射等の技術によっても可能
である。さらに、低温熱処理後に高温の熱処理を行なう
2段階方式でもよい。次に、ボロンなどの不純物により
チャネルドーピングを行なう。
【0018】次に、図2(b)に示すように、850℃
の水蒸気雰囲気による熱酸化またはCVD法によりゲー
ト絶縁膜4を形成し、リンを拡散したポリシコンよりな
るゲート電極5を形成する。
【0019】次に、ゲート電極5をマスクにイオン注入
を行ないn型の低濃度ソース拡散層6a,低濃度ドレイ
ン拡散層7aを形成する。
【0020】次に、図2(c)に示すように、厚さ10
0〜200nmの酸化シリコン膜11aを堆積し、異方
性エッチングを行ない、図2(d)に示すように、ゲー
ト電極5の側面にスペーサ11を形成し、ゲート電極5
およびスペーサ11をマスクにイオン注入を行ないn型
の高濃度ソース拡散層6b、高濃度ドレイン拡散層7b
を形成する。このようにして形成されたソース・ドレイ
ン領域は、主に半導体層12に形成されているが、p型
シリコン基板1内部にも及んでいる。
【0021】次に、図1に示すように、層間絶縁膜13
を表面に被着後コンタクトホール8,9を形成する。こ
のコンタクトホールは、前述の半導体層12上に開口す
るのである。
【0022】次に、気相成長法でWF6 のSiH4 還元
法によりコンタクトホールの内部のみにタングステンを
選択成長し埋め込みプラグ10D,10Sを形成し、ゲ
ート電極上にコンタクトホール15を形成し、アルミニ
ウム配線層14D,14G,14D素子間配線層を形成
する。
【0023】本実施例では、コンタクトホールが半導体
層12の上に開口されているので、LOCOS端に結晶
欠陥が存在しても、タングステンが、欠陥部に拡散する
のを防止でき、コンタクト部の接合電流の原因とはなら
ない。
【0024】以上、MOS型電界効果トランジスタを例
にあげて説明したが、バイポーラトランジスタやダイオ
ードなど半導体素子一般に本発明を適用できることは改
めていうまでもない。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、素子領域
からその周辺の素子分離領域上にかけて半導体層を設
け、その上に形成された層間絶縁膜にコンタクトホール
を開口し、タングステンの埋め込みプラグを設けること
により、素子分離領域端部に発生した結晶欠陥にタング
ステンが拡散して生じる接合漏れ電流を防止できる。ま
た、レイアウト的にもコンタクト部を素子分離領域と重
なるように形成できる。従って、何ら特性の劣化を起こ
すことなく半導体集積回路装置の微細化を促進すること
ができるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す平面図(図1(a))
および断面図(図1(b))である。
【図2】本発明の一実施例の製造方法の説明に使用する
ため(a)〜(d)に分図して示す工程順断面図であ
る。
【図3】従来の技術の説明に使用する断面図である。
【符号の説明】
1,101 p型シリコン基板 2,102 素子分離絶縁膜 3,103 チャネルストッパ領域 4,104 ゲート絶縁膜 5,105 ゲート電極 6a,106a 低濃度ソース拡散層 6b,106b 高濃度ソース拡散層 7a,107a 低濃度ドレイン拡散層 7b,107b 高濃度ドレイン拡散層 8,108,9,109 コンタクトホール 10D,10S,110D,110S 埋め込みプラ
グ 11,111 スペーサ 12 半導体層 13,113 層間絶縁膜 14D,14G,14S,114D,114S アル
ミニウム配線層 15 コンタクトホール

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型半導体基板の表面部に選択的に
    形成された素子分離領域により区画された素子領域にお
    いて前記半導体基板に接し、その一部が前記素子分離領
    域上に延びて設けられた半導体層と、前記半導体層に設
    けられた不純物拡散領域を有する半導体素子と、前記不
    純物拡散領域を覆う層間絶縁膜に前記半導体層に達する
    ように開口されたコンタクトホールと、前記コンタクト
    ホールに形成されたタングステン材料による埋め込みプ
    ラグとを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項2】 一導電型半導体基板の表面部に選択的に
    素子分離領域を形成して素子領域を区画する工程と、前
    記素子領域に直接接するアモルファス状態の半導体層を
    被着する工程と、少なくとも前記素子領域に接している
    部分の前記半導体層を単結晶化する工程と、前記半導体
    層に選択的に不純物拡散領域を半導体素子の能動領域と
    して形成する工程と、前記不純物拡散領域を覆って層間
    絶縁膜を形成する工程と、前記層間絶縁膜に前記不純物
    拡散領域に達するコンタクトホールを形成する工程と、
    前記コンタクトホールにタングステンを選択的に成長さ
    せて埋め込みプラグを形成する工程とを有することを特
    徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP3214922A 1991-08-27 1991-08-27 半導体集積回路装置およびその製造方法 Pending JPH0555475A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6878594B2 (en) 1997-07-16 2005-04-12 Fujitsu Limited Semiconductor device having an insulation film with reduced water content
US11239314B2 (en) 2018-04-18 2022-02-01 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same

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US7232720B2 (en) 1997-07-16 2007-06-19 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device having an insulation film with reduced water content
US7422942B2 (en) 1997-07-16 2008-09-09 Fujitsu Limited Method for fabricating a semiconductor device having an insulation film with reduced water content
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Effective date: 19991130