JPH06112327A - Semiconductor device with multilayer interconnection structure and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device with multilayer interconnection structure and its manufacture

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JPH06112327A
JPH06112327A JP27949392A JP27949392A JPH06112327A JP H06112327 A JPH06112327 A JP H06112327A JP 27949392 A JP27949392 A JP 27949392A JP 27949392 A JP27949392 A JP 27949392A JP H06112327 A JPH06112327 A JP H06112327A
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JP
Japan
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conductive
contact hole
layers
layer
sidewall
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Application number
JP27949392A
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Japanese (ja)
Inventor
Michio Negishi
三千雄 根岸
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor device with a multilayer interconnection structure which can connect conductive layers at the same contact hole positions mutually and independently, increase the freedom for layout design of an integrated circuit, and achieve a high integration and then its manufacturing method. CONSTITUTION:In a semiconductor device with a multilayer interconnection structure where at least two conductive layers 16a, 16b, and 16c are laminated via interlayer insulation layers 14a, 14b, and 14c on a semiconductor substrate 2, a conductive side wall 20 for connecting two or more conductive layers and an insulation side wall 22 for insulating the conductive side wall 20 for a conductive plug 24 are formed inside the same contact holes, 18 formed in the conductive layers and the interlayer insulation layers.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は多層配線構造を有する半
導体装置およびその製造方法に係わり、さらに詳しく
は、同一のコンタクトホール位置で導電層相互をそれぞ
れ独立に接続することが可能で、高集積化が可能な半導
体装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multi-layer wiring structure and a method of manufacturing the same, and more particularly, it is possible to independently connect conductive layers to each other at the same contact hole position, and to achieve high integration. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can be realized.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置に用いられているコン
タクトホールの断面を図7に示す。図示するように、半
導体基板の不純物拡散層などで構成される下層導電層2
上に層間絶縁層4および上層導電層8が積層され、下層
導電層2と上層導電層8とがコンタクトホール6を通じ
て接続してある。上層導電層8は、たとえばポリシリコ
ンなどの半導体層で構成される。
2. Description of the Related Art A cross section of a contact hole used in a conventional semiconductor device is shown in FIG. As shown in the figure, the lower conductive layer 2 composed of an impurity diffusion layer of the semiconductor substrate, etc.
An interlayer insulating layer 4 and an upper conductive layer 8 are laminated on the upper surface, and the lower conductive layer 2 and the upper conductive layer 8 are connected through a contact hole 6. Upper conductive layer 8 is formed of a semiconductor layer such as polysilicon.

【0003】さらに微細化が進むと、図8に示すような
単層接続構造の半導体装置が考案されている。この半導
体装置では、下層導電層2上に複数の導電層8a,8b
を層間絶縁層4a,4b,4cを介して積層し、最上層
の層間絶縁層4cからコンタクトホール6を下層導電層
2に向けて開口し、このコンタクトホール6内に入り込
むように導電層8cを形成する。このような単層接続構
造にすることで、コンタクトホール6を通じて全ての導
電層4,8a,8b,8cが導通し、各層を同一電位と
することができる。
With further miniaturization, a semiconductor device having a single-layer connection structure as shown in FIG. 8 has been devised. In this semiconductor device, a plurality of conductive layers 8a and 8b are formed on the lower conductive layer 2.
Are laminated via the interlayer insulating layers 4a, 4b, 4c, the contact hole 6 is opened from the uppermost interlayer insulating layer 4c toward the lower conductive layer 2, and the conductive layer 8c is inserted so as to enter the contact hole 6. Form. With such a single-layer connection structure, all the conductive layers 4, 8a, 8b, 8c are conducted through the contact hole 6, and each layer can be set to the same potential.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、半導体装置
の高集積化あるいは三次元化がさらに進むにつれて、多
層配線構造において、上層側の導電層と、下層側の導電
層とを接続し、これらの中間に位置する導電層に対して
は絶縁したい必要性や、中間の導電層相互のみを接続し
たい必要性が生じてきた。図7,8に示す従来構造のコ
ンタクトホールでは、このような必要性を満足すること
ができなかった。
However, as the degree of integration or the three-dimensionalization of the semiconductor device further progresses, in the multilayer wiring structure, the upper conductive layer and the lower conductive layer are connected to each other. There is a need to insulate the conductive layers located in the middle or to connect only the conductive layers in the middle. The conventional contact holes shown in FIGS. 7 and 8 cannot satisfy such a need.

【0005】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、同一のコンタクトホール位置で導電層相互をそれぞ
れ独立に接続することが可能であり、集積回路のレイア
ウト設計の自由度を増大させ、高集積化が可能な多層配
線構造の半導体装置およびその製造方法を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of the above situation, and it is possible to connect the conductive layers to each other independently at the same contact hole position, thereby increasing the degree of freedom in the layout design of the integrated circuit and increasing the layout. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a multi-layer wiring structure that can be integrated and a method for manufacturing the same.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、半導体基板上に、少なくとも二以上の導
電層が層間絶縁層を介して積層してある多層配線構造の
半導体装置において、上記導電層および層間絶縁層に形
成してある同一のコンタクトホール内に、二以上の導電
層を接続する導電性サイドウォールと、この導電性サイ
ドウォールを導電性プラグに対して絶縁する絶縁性サイ
ドウォールとが形成してある。
In order to achieve the above object, the present invention provides a semiconductor device having a multilayer wiring structure in which at least two or more conductive layers are laminated on a semiconductor substrate through an interlayer insulating layer. , A conductive sidewall that connects two or more conductive layers in the same contact hole formed in the conductive layer and the interlayer insulating layer, and an insulating property that insulates the conductive sidewall from the conductive plug. The sidewall is formed.

【0007】また、本発明の多層配線構造の半導体内の
製造方法は、半導体基板上に、層間絶縁層と導電層とを
交互にそれぞれ二層以上積層する工程と、上記層間絶縁
層と導電層とに、半導体基板の表面までは到達しない所
定深さのコンタクトホールを形成する工程と、このコン
タクトホール内に入り込むように導電性薄膜層を形成す
る工程と、この導電性薄膜層を異方性エッチングするこ
とにより、コンタクトホール内に、二層以上の導電層を
接続する導電性サイドウォールを形成する工程と、この
導電性サイドウォールが形成してあるコンタクトホール
内に入り込むように絶縁性薄膜層を形成する工程と、コ
ンタクトホール内部に入り込んだ絶縁性薄膜層の底部を
エッチングし、導電性サイドウォールの内周側には絶縁
性サイドウォールを形成する工程と、底部がエッチング
されたコンタクトホール内に導電性プラグを形成する工
程とを有する。
The method for manufacturing a semiconductor having a multi-layer wiring structure according to the present invention comprises a step of alternately laminating two or more interlayer insulating layers and conductive layers on a semiconductor substrate, and the interlayer insulating layer and conductive layers. A step of forming a contact hole having a predetermined depth that does not reach the surface of the semiconductor substrate, a step of forming a conductive thin film layer so as to enter into the contact hole, and anisotropy of the conductive thin film layer. A step of forming a conductive sidewall connecting two or more conductive layers in the contact hole by etching, and an insulating thin film layer so that the conductive sidewall enters the contact hole in which the conductive sidewall is formed. And the bottom of the insulating thin film layer that has entered the contact hole is etched, and the insulating sidewall is formed on the inner peripheral side of the conductive sidewall. And a step of forming, a step of bottom to form a conductive plug in the contact hole etched.

【0008】コンタクトホール内部に入り込んだ絶縁性
薄膜層の底部のエッチングは、底部に堆積された絶縁性
薄膜層の膜厚が他の部分に比較して薄いことを利用し、
コンタクトホールに対して自己整合的に行なうことがで
きる。また、レジスト膜を用て行なってもよい。導電性
プラグは、ポリシリコンのエッチバック、タングステン
のエッチバック、タングステンの選択成長、あるいはそ
の他の方法により形成される。
The etching of the bottom of the insulating thin film layer that has entered the inside of the contact hole utilizes that the thickness of the insulating thin film layer deposited on the bottom is smaller than that of other portions,
The contact holes can be self-aligned. Alternatively, a resist film may be used. The conductive plugs are formed by polysilicon etchback, tungsten etchback, selective tungsten growth, or other methods.

【0009】[0009]

【作用】本発明の多層構造の半導体装置では、同一のコ
ンタクトホール内に、二以上の導電層を接続する導電性
サイドウォールと、この導電性サイドウォールを導電性
プラグに対して絶縁する絶縁性サイドウォールとが形成
してあるので、これら導電性サイドウォールと絶縁性サ
イドウォールとを組み合わせて使うことにより、同一の
コンタクトホール内で任意の導電層相互間を接続するこ
とが可能になる。その結果、全体としてのコンタクト数
を少なくでき、集積回路のレイアウト設計の自由度が増
大し、高集積化が可能となる。
In the multi-layered semiconductor device of the present invention, the conductive side wall connecting two or more conductive layers in the same contact hole and the insulating side wall insulating the conductive side wall from the conductive plug. Since the side wall is formed, it is possible to connect arbitrary conductive layers in the same contact hole by using the conductive side wall and the insulating side wall in combination. As a result, the number of contacts as a whole can be reduced, the degree of freedom in the layout design of the integrated circuit is increased, and high integration can be achieved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る多層配線構造
の半導体装置の製造方法について、図面を参照しつつ詳
細に説明する。図1は本発明の一実施例に係る多層配線
構造の半導体装置の要部断面図、図2,3は同実施例の
半導体装置の製造方法を示す要部断面図、図4〜6は本
発明の他の実施例に係る多層配線構造の半導体装置の要
部断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to an embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to an embodiment of the present invention, FIGS. FIG. 9 is a cross-sectional view of a main portion of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to another embodiment of the invention.

【0011】図1に示すように、本実施例の多層配線構
造の半導体装置10では、半導体基板2上に、層間絶縁
層14a,14bを介して二層の中間導電層16a,1
6bが積層してある。中間導電層16a,16bの上に
は、層間絶縁層14cを介して上層側導電層16cが積
層してある。
As shown in FIG. 1, in a semiconductor device 10 having a multilayer wiring structure of this embodiment, two intermediate conductive layers 16a, 1 are formed on a semiconductor substrate 2 with interlayer insulating layers 14a, 14b interposed therebetween.
6b are laminated. An upper conductive layer 16c is laminated on the intermediate conductive layers 16a and 16b with an interlayer insulating layer 14c interposed therebetween.

【0012】半導体基板2は、たとえばシリコンウェー
ハで構成され、所定のパターンで不純物拡散層が形成さ
れ、その表面に導電性を有する領域が形成してある。導
電層16a,16b,16cは、特に限定されず、半導
体装置の表面に積層される配線層あるいはTFTなどの
ような半導体領域層で構成される。具体的には、導電層
は、単結晶シリコン、ポリシリコン層、アルミニウムな
どの金属層で構成してある。また、層間絶縁層14a,
14b,14cは、特に限定されないが、たとえば酸化
シリコン膜、窒化シリコン膜、リンドープシリケートガ
ラス膜(PSG膜)、ボロンドープシリケートガラス膜
(BSG)、砒素ドープシリケートガラス膜(AsSG
膜)等で構成される。
The semiconductor substrate 2 is composed of, for example, a silicon wafer, an impurity diffusion layer is formed in a predetermined pattern, and a conductive region is formed on the surface thereof. The conductive layers 16a, 16b, 16c are not particularly limited, and are composed of a wiring layer laminated on the surface of the semiconductor device or a semiconductor region layer such as a TFT. Specifically, the conductive layer is composed of a single crystal silicon layer, a polysilicon layer, or a metal layer such as aluminum. In addition, the interlayer insulating layer 14a,
Although not particularly limited, 14b and 14c are, for example, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a phosphorus-doped silicate glass film (PSG film), a boron-doped silicate glass film (BSG), an arsenic-doped silicate glass film (AsSG).
Membrane) etc.

【0013】本実施例では、同一のコンタクトホール1
8内に、外周側から順次、導電性サイドウォール20
と、絶縁性サイドウォール22と、導電性プラグ24と
が形成してある。導電性サイドウォール20は、たとえ
ばポリシリコン膜で構成される。また、絶縁性サイドウ
ォール14a,14b,14cは、たとえば層間絶縁層
で例示した材質で構成される。また、導電性プラグ24
は、上層側導電層16cを成膜する際に同一材質で同時
に形成しても良いが、他の材質により形成することもで
きる。たとえば選択成長により形成されるタングステン
などであっても良い。
In this embodiment, the same contact hole 1
8, the conductive sidewalls 20 are sequentially arranged from the outer peripheral side.
The insulating side wall 22 and the conductive plug 24 are formed. The conductive sidewall 20 is made of, for example, a polysilicon film. The insulating sidewalls 14a, 14b, 14c are made of the material exemplified as the interlayer insulating layer, for example. In addition, the conductive plug 24
May be simultaneously formed of the same material when forming the upper conductive layer 16c, but may be formed of another material. For example, tungsten formed by selective growth may be used.

【0014】このような多層配線構造の半導体装置10
を製造するには、図2(A)に示すように、まず、半導
体基板2の表面に、CVD法などを用いて、層間絶縁層
14a,14b,14cおよび中間導電層16a,16
bを交互に積層する。次に、同図(B)に示すように、
最上層の層間絶縁層14cから、半導体基板2の表面ま
では到達しない所定深さのコンタクトホール18を、エ
ッチングにより形成する。この実施例では、中間導電層
16a,16bに対するコンタクトホール18の形成
は、絶縁層に形成されるコンタクトホールに対して自己
整合的に行なわれ、最下層の中間絶縁層14aの表面が
露出するところで、エッチングを停止する。
A semiconductor device 10 having such a multilayer wiring structure.
2A, first, on the surface of the semiconductor substrate 2, the interlayer insulating layers 14a, 14b, 14c and the intermediate conductive layers 16a, 16 are formed on the surface of the semiconductor substrate 2 by the CVD method or the like.
Alternately stack b. Next, as shown in FIG.
A contact hole 18 having a predetermined depth that does not reach the surface of the semiconductor substrate 2 is formed by etching from the uppermost interlayer insulating layer 14c. In this embodiment, the contact holes 18 are formed in the intermediate conductive layers 16a and 16b in a self-aligned manner with respect to the contact holes formed in the insulating layer, and the surface of the lowermost intermediate insulating layer 14a is exposed. , Stop the etching.

【0015】次に、同図(C)に示すように、コンタク
トホール内に入り込むように導電性薄膜層20aをCV
D法などで形成する。導電性薄膜層20aは、たとえば
ポリシリコン膜で構成される。この薄膜20aの膜厚
は、コンタクトホール18の幅に対して1/2以下であ
り、好ましくは1/5〜3/10である。次に同図
(D)に示すように、導電性薄膜層20aをRIEなど
の異方性エッチング処理し、コンタクトホール18内に
導電性サイドウォール20が残存するように、薄膜層2
0aを除去する。この導電性サイドウォール20が中間
導電層16a,16b相互を接続する。
Next, as shown in FIG. 3C, the conductive thin film layer 20a is CV so as to enter the contact hole.
It is formed by the D method or the like. The conductive thin film layer 20a is made of, for example, a polysilicon film. The film thickness of the thin film 20a is 1/2 or less of the width of the contact hole 18, and preferably 1/5 to 3/10. Next, as shown in FIG. 3D, the conductive thin film layer 20a is subjected to anisotropic etching treatment such as RIE so that the conductive sidewall 20 remains in the contact hole 18 and the thin film layer 2 is formed.
Remove 0a. The conductive sidewall 20 connects the intermediate conductive layers 16a and 16b to each other.

【0016】次に図3(E)に示すように、コンタクト
ホール18内に入り込むように、絶縁性薄膜層22a
を、層間絶縁層14cの上から成膜する。この絶縁性薄
膜層22aは、層間絶縁層14a,14b,14cと同
様な材質で構成され、たとえば酸化シリコン、窒化シリ
コンなどで構成される。この絶縁性薄膜22aの成膜時
に、一般的な常圧CVD法や減圧CVD法を用いれば、
表面側膜22bとコンタクトホール18の底部側膜22
bとで、膜厚差をつけることができ、底部側膜22cを
表面側膜22bに対して1/2以下にすることができ
る。この膜厚差を次工程で利用することができる。
Next, as shown in FIG. 3 (E), the insulating thin film layer 22a is inserted into the contact hole 18.
Is formed on the interlayer insulating layer 14c. The insulating thin film layer 22a is made of the same material as the interlayer insulating layers 14a, 14b, 14c, and is made of, for example, silicon oxide, silicon nitride or the like. If a general atmospheric pressure CVD method or a general low pressure CVD method is used when forming the insulating thin film 22a,
Surface side film 22b and bottom side film 22 of contact hole 18
b and a film thickness can be made different, and the bottom side film 22c can be ½ or less of the front side film 22b. This film thickness difference can be used in the next step.

【0017】次工程では、同図(F)に示すように、絶
縁薄膜層22aを全体的にエッチバックする。その際
に、下述する条件のパラメータを選択することにより、
コンタクトホール18の内部に入り込んだ絶縁性薄膜層
22aの底部側膜22cおよび層間絶縁層14aを、自
己整合的にエッチングして除去し、半導体基板2の表面
を露出させ、導電性サイドウォール20の内周側には絶
縁性サイドウォール22を残すことができる。これは、
底部側膜22cが表面側膜22bに対して薄いためであ
る。
In the next step, the insulating thin film layer 22a is entirely etched back as shown in FIG. At that time, by selecting the parameters of the conditions described below,
The bottom side film 22c of the insulating thin film layer 22a and the interlayer insulating layer 14a that have entered the contact hole 18 are etched and removed in a self-aligning manner to expose the surface of the semiconductor substrate 2 and the conductive sidewall 20. The insulating sidewall 22 can be left on the inner peripheral side. this is,
This is because the bottom side film 22c is thinner than the front side film 22b.

【0018】絶縁性サイドウォール22を残しつつ、コ
ンタクトホール18内の底部側膜22cを除去する条件
のパラメータとしては、(i)層間絶縁層14aの膜
厚、(ii)図2(B)に示す工程でコンタクトホール1
8を形成する際のオーバーエッチ量、(iii)図2
(D)に示す工程で導電性サイドウォール20を形成す
る際のオーバーエッチ量、(iv)底部側膜22cと表面
側膜22bとの膜厚差などである。なお、コンタクトホ
ール以外の部分をレジスト膜で覆うことにより、コンタ
クトホール18の底部のみをエッチングで除去すること
も可能である。
Parameters for conditions for removing the bottom side film 22c in the contact hole 18 while leaving the insulating side wall 22 are (i) the thickness of the interlayer insulating layer 14a, and (ii) FIG. 2 (B). Contact hole 1 in the process shown
8 for forming 8 and (iii) FIG.
The amount of overetching when forming the conductive sidewall 20 in the step shown in (D), (iv) the film thickness difference between the bottom side film 22c and the front side film 22b, and the like. It is also possible to remove only the bottom of the contact hole 18 by etching by covering the portion other than the contact hole with a resist film.

【0019】次に、同図(G)に示すように、上層側導
電層16cを、コンタクトホール18内に入り込むよう
に積層し、コンタクトホール内に導電プラグ24を形成
する。上層側導電層16cは、たとえばCVD法による
ポリシリコン膜で構成され、導電プラグ24も同時に同
一材質で構成しても良い。また、コンタクトホール18
内に埋め込まれる導電プラグ層24は、上層側導電層1
6cとは別個に、ポリシリコンやタングステンのエッチ
バック法、あるいはタングステンの選択成長法により形
成することもできる。
Next, as shown in FIG. 3G, the upper conductive layer 16c is laminated so as to enter the contact hole 18, and the conductive plug 24 is formed in the contact hole. The upper conductive layer 16c is made of, for example, a polysilicon film formed by a CVD method, and the conductive plugs 24 may be made of the same material at the same time. In addition, the contact hole 18
The conductive plug layer 24 embedded inside is the upper conductive layer 1
Separately from 6c, it can also be formed by an etching back method of polysilicon or tungsten, or a selective growth method of tungsten.

【0020】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れず、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
たとえば本発明によれば、図4に示すような多層配線構
造の半導体装置を得ることも可能である。この実施例で
は、半導体基板2上に、中間導電層30a,30b,3
0cを、層間絶縁層32a,32b,32c,32dを
介して積層してあり、これら導電層を導電性サイドウォ
ール34で接続してある。導電性サイドウォール34の
内周側には、絶縁性サイドウォール36が形成してあ
り、この内周側に導電性プラグ38が形成してある。こ
の導電性プラグ38により、最上層側の導電層30dと
半導体基板2の表面とが接続してある。この実施例に係
る多層配線構造の半導体装置は、図2,3に示すプロセ
スを組み合わせることにより容易に製造することができ
る。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention.
For example, according to the present invention, it is possible to obtain a semiconductor device having a multilayer wiring structure as shown in FIG. In this embodiment, the intermediate conductive layers 30a, 30b, 3 are formed on the semiconductor substrate 2.
0c are laminated via interlayer insulating layers 32a, 32b, 32c, 32d, and these conductive layers are connected by conductive sidewalls 34. An insulating sidewall 36 is formed on the inner peripheral side of the conductive sidewall 34, and a conductive plug 38 is formed on the inner peripheral side. The conductive plug 38 connects the uppermost conductive layer 30d to the surface of the semiconductor substrate 2. The semiconductor device having the multilayer wiring structure according to this embodiment can be easily manufactured by combining the processes shown in FIGS.

【0021】図5に示す実施例では、半導体基板2上
に、中間導電層40a,40b,40c,40dを、層
間絶縁層42a,42b,42c,42d,42eを介
して積層してあり、これら導電層の内、導電層40b,
40cを導電性サイドウォール44aで接続し、導電層
40a,40bを導電性サイドウォール44bで接続し
てある。導電性サイドウォール44a,44b相互は、
絶縁性サイドウォール46aにより絶縁してある。導電
性サイドウォール44bの内周側には、絶縁性サイドウ
ォール46bが形成してあり、この内周側に導電性プラ
グ48が形成してある。この導電性プラグ48により、
最上層側の導電層40dと半導体基板2の表面とが接続
してある。この実施例に係る多層配線構造の半導体装置
も、図2,3に示すプロセスを組み合わせることにより
容易に製造することができる。
In the embodiment shown in FIG. 5, the intermediate conductive layers 40a, 40b, 40c and 40d are laminated on the semiconductor substrate 2 via the interlayer insulating layers 42a, 42b, 42c, 42d and 42e. Among the conductive layers, the conductive layer 40b,
40c is connected by a conductive sidewall 44a, and conductive layers 40a and 40b are connected by a conductive sidewall 44b. The conductive sidewalls 44a and 44b are mutually
It is insulated by the insulating sidewall 46a. An insulating sidewall 46b is formed on the inner peripheral side of the conductive sidewall 44b, and a conductive plug 48 is formed on the inner peripheral side. With this conductive plug 48,
The uppermost conductive layer 40d is connected to the surface of the semiconductor substrate 2. The semiconductor device having the multilayer wiring structure according to this embodiment can also be easily manufactured by combining the processes shown in FIGS.

【0022】図6に示す実施例では、半導体基板2上
に、中間導電層50a,50b,50c,50d,50
eを、層間絶縁層52a,52b,52c,52d,5
2e,52fを介して積層してあり、これら導電層の
内、導電層50cを除いて、導電層50a,50b,5
0dを導電性サイドウォール54で接続してある。導電
性サイドウォール54の内周側には、絶縁性サイドウォ
ール56が形成してあり、この内周側に導電性プラグ5
8が形成してある。この導電性プラグ58により、最上
層側の導電層50fと中間導電層50eと半導体基板2
の表面とが接続してある。この実施例に係る多層配線構
造の半導体装置も、図2,3に示すプロセスを組み合わ
せることにより容易に製造することができる。
In the embodiment shown in FIG. 6, the intermediate conductive layers 50a, 50b, 50c, 50d and 50 are formed on the semiconductor substrate 2.
e is an interlayer insulating layer 52a, 52b, 52c, 52d, 5
2e and 52f are laminated, and the conductive layers 50a, 50b, and 5 among these conductive layers except the conductive layer 50c are stacked.
0d is connected by a conductive sidewall 54. An insulating sidewall 56 is formed on the inner peripheral side of the conductive sidewall 54, and the conductive plug 5 is formed on the inner peripheral side.
8 is formed. The conductive plug 58 allows the uppermost conductive layer 50f, the intermediate conductive layer 50e, and the semiconductor substrate 2 to be formed.
Is connected to the surface of. The semiconductor device having the multilayer wiring structure according to this embodiment can also be easily manufactured by combining the processes shown in FIGS.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、同一のコンタクトホール内に、二以上の導電層を接
続する導電性サイドウォールと、この導電性サイドウォ
ールを導電性プラグに対して絶縁する絶縁性サイドウォ
ールとが形成してあるので、これら導電性サイドウォー
ルと絶縁性サイドウォールとを組み合わせて使うことに
より、同一のコンタクトホール内で任意の導電層相互間
を接続することが可能になる。その結果、全体としての
コンタクトホール数を少なくでき、集積回路のレイアウ
ト設計の自由度が増大し、高集積化が可能となる。
As described above, according to the present invention, a conductive sidewall for connecting two or more conductive layers in the same contact hole, and this conductive sidewall with respect to a conductive plug. Insulating sidewalls for insulation are formed, so by using these conductive sidewalls and insulating sidewalls in combination, any conductive layers can be connected to each other in the same contact hole. It will be possible. As a result, the number of contact holes can be reduced as a whole, the degree of freedom in layout design of the integrated circuit is increased, and high integration can be achieved.

【0024】たとえばSRAMのユニットセルに応用し
た場合に、コンタクトホール数を削減することが可能に
なり、セル面積を縮小することが可能である。また、ホ
トリソグラフィ技術によるレジストパターン作成工程を
削減できるという効果も有する。
For example, when applied to a unit cell of SRAM, the number of contact holes can be reduced and the cell area can be reduced. In addition, there is an effect that the number of steps for forming a resist pattern by the photolithography technique can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る多層配線構造の半導体
装置の要部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の半導体装置の製造方法を示す要部断
面図である。
FIG. 2 is a main-portion cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment.

【図3】同実施例の半導体装置の製造方法を示す要部断
面図である。
FIG. 3 is a main-portion cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device of the embodiment.

【図4】本発明の他の実施例に係る多層配線構造の半導
体装置の要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施例に係る多層配線構造の半導
体装置の要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の他の実施例に係る多層配線構造の半導
体装置の要部断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to another embodiment of the present invention.

【図7】従来例に係る半導体装置の要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device according to a conventional example.

【図8】その他の従来例に係る半導体装置の要部断面図
である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of essential parts of a semiconductor device according to another conventional example.

【符号の説明】 2… 半導体基板 10… 半導体装置 14a,14b,14c… 層間絶縁層 16a,16b… 中間導電層 16c… 上層側導電層 18… コンタクトホール 20… 導電性サイドウォール 22… 絶縁性サイドウォール 24… 導電性プラグ 30a,30b,30c… 中間導電層 30d… 上層側導電層 32a,32b,32c,32d… 層間絶縁層 34… 導電性サイドウォール 36… 絶縁性サイドウォール 38… 導電性プラグ[Description of Reference Signs] 2 ... Semiconductor substrate 10 ... Semiconductor devices 14a, 14b, 14c ... Interlayer insulating layers 16a, 16b ... Intermediate conductive layer 16c ... Upper conductive layer 18 ... Contact hole 20 ... Conductive sidewall 22 ... Insulating side Wall 24 ... Conductive plug 30a, 30b, 30c ... Intermediate conductive layer 30d ... Upper conductive layer 32a, 32b, 32c, 32d ... Interlayer insulating layer 34 ... Conductive side wall 36 ... Insulating side wall 38 ... Conductive plug

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に、少なくとも二以上の導
電層が層間絶縁層を介して積層してある多層配線構造の
半導体装置において、 上記導電層および層間絶縁層に形成してある同一のコン
タクトホール内に、二以上の導電層を接続する導電性サ
イドウォールと、この導電性サイドウォールを導電性プ
ラグに対して絶縁する絶縁性サイドウォールとが形成し
てある多層配線構造の半導体装置。
1. A semiconductor device having a multi-layer wiring structure in which at least two or more conductive layers are laminated on a semiconductor substrate via an interlayer insulating layer, and the same contact formed on the conductive layer and the interlayer insulating layer. A semiconductor device having a multilayer wiring structure in which a conductive sidewall connecting two or more conductive layers and an insulating sidewall insulating the conductive sidewall from a conductive plug are formed in the hole.
【請求項2】 半導体基板上に、層間絶縁層と導電層と
を交互にそれぞれ二層以上積層する工程と、 上記層間絶縁層と導電層とに、半導体基板の表面までは
到達しない所定深さのコンタクトホールを形成する工程
と、 このコンタクトホール内に入り込むように導電性薄膜層
を形成する工程と、 この導電性薄膜層を異方性エッチングすることにより、
コンタクトホール内に、二層以上の導電層を接続する導
電性サイドウォールを形成する工程と、 この導電性サイドウォールが形成してあるコンタクトホ
ール内に入り込むように絶縁性薄膜層を形成する工程
と、 コンタクトホール内部に入り込んだ絶縁性薄膜層の底部
を、コンタクトホールに対して自己整合的にエッチング
し、導電性サイドウォールの内周側には絶縁性サイドウ
ォールを形成する工程と、 底部が自己整合的にエッチングされたコンタクトホール
内に導電性プラグを形成する工程とを有する多層配線構
造の半導体装置の製造方法。
2. A step of alternately laminating two or more interlayer insulating layers and conductive layers on a semiconductor substrate, and a predetermined depth at which the interlayer insulating layers and the conductive layers do not reach the surface of the semiconductor substrate. By forming a contact hole, a step of forming a conductive thin film layer so as to enter the contact hole, and by anisotropically etching the conductive thin film layer,
A step of forming a conductive sidewall connecting two or more conductive layers in the contact hole, and a step of forming an insulating thin film layer so as to enter the contact hole in which the conductive sidewall is formed. , A step of etching the bottom of the insulating thin film layer that has entered inside the contact hole in a self-aligned manner with respect to the contact hole to form an insulating sidewall on the inner peripheral side of the conductive sidewall, and And a step of forming a conductive plug in a contact hole that is conformally etched.
【請求項3】 半導体基板上に、層間絶縁層と導電層と
を交互にそれぞれ二層以上積層する工程と、 上記層間絶縁層と導電層とに、半導体基板の表面までは
到達しない所定深さのコンタクトホールを形成する工程
と、 このコンタクトホール内に入り込むように導電性薄膜層
を形成する工程と、 この導電性薄膜層を異方性エッチングすることにより、
コンタクトホール内に、二層以上の導電層を接続する導
電性サイドウォールを形成する工程と、 この導電性サイドウォールが形成してあるコンタクトホ
ール内に入り込むように絶縁性薄膜層を形成する工程
と、 コンタクトホール以外の部分をレジスト膜で覆うことに
より、コンタクトホール内部に入り込んだ絶縁性薄膜層
の底部をエッチングし、導電性サイドウォールの内周側
には絶縁性サイドウォールを形成する工程と、 底部がエッチングされたコンタクトホール内に導電性プ
ラグを形成する工程とを有する多層配線構造の半導体装
置の製造方法。
3. A step of alternately laminating two or more interlayer insulating layers and conductive layers on a semiconductor substrate, and a predetermined depth at which the interlayer insulating layers and conductive layers do not reach the surface of the semiconductor substrate. By forming a contact hole, a step of forming a conductive thin film layer so as to enter the contact hole, and by anisotropically etching the conductive thin film layer,
A step of forming a conductive sidewall connecting two or more conductive layers in the contact hole, and a step of forming an insulating thin film layer so as to enter the contact hole in which the conductive sidewall is formed. A step of etching a bottom portion of the insulating thin film layer that has entered the contact hole by covering a portion other than the contact hole with a resist film, and forming an insulating sidewall on the inner peripheral side of the conductive sidewall, And a step of forming a conductive plug in a contact hole whose bottom is etched.
【請求項4】 上記導電性プラグは、タングステンの選
択成長により形成される請求項2または3に記載の多層
配線構造の半導体装置の製造方法。
4. The method of manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure according to claim 2, wherein the conductive plug is formed by selective growth of tungsten.
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