JPH06196498A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JPH06196498A
JPH06196498A JP34717292A JP34717292A JPH06196498A JP H06196498 A JPH06196498 A JP H06196498A JP 34717292 A JP34717292 A JP 34717292A JP 34717292 A JP34717292 A JP 34717292A JP H06196498 A JPH06196498 A JP H06196498A
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JP
Japan
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gate electrode
insulating film
insulator
layer
side wall
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JP34717292A
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English (en)
Inventor
Tadashi Matsunou
能 正 松
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 品質を損うことなく素子面積の増大を可及的
に防止する。 【構成】 半導体基板1上に形成される、ポリシリコン
の層4および第1の絶縁物の層5からなるゲート電極
と、このゲート電極の側面に形成される、第2の絶縁物
からなる側壁部8と、ゲート電極および側壁部に隣接す
るように半導体基板上に形成されるソース/ドレイン領
域10と、ゲート電極の第1の絶縁物の層と側壁部との
交差部の凹部を埋めるように形成される第3の絶縁物の
層14と、ゲート電極および側壁部ならびに第3の絶縁
物の層を覆うように形成される第4の絶縁物の層16
と、この第4の絶縁物の層を覆うように形成される層間
絶縁膜18と、この層間絶縁膜内にゲート電極と部分的
に重なるようにエッチングによって形成された、ソース
/ドレイン領域との接続のためのコンタクト孔と、を備
え、第3および第4の絶縁物のエッチング選択比は前記
層間絶縁物に対して所定値以上であることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は自己整合型コンタクト構
造を有する半導体装置およびその製造方法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法を図6を参
照して説明する。まず、半導体基板1上に素子分離酸化
膜(図示せず)を形成し、しきい値調整のためのチャネ
ルイオン注入を行った後、ゲート酸化膜3を堆積し、続
いてポリシリコン膜4を堆積する。次に、このポリシリ
コン膜4にN型の不純物を導入し、その後ポリシリコン
膜4上にSiOからなる絶縁膜5を堆積する。そし
て、この絶縁膜5およびポリシリコン膜4をパターニン
グしてゲート電極を形成する。続いて酸素雰囲気中で1
0分間の酸化を行うことによってゲート電極のポリシリ
コン層4の側面に酸化膜7を形成する。
【0003】次に基板1の全面にSiOからなる絶縁
膜8を堆積し、その後、上記ゲート電極の側面に上記絶
縁膜からなる側壁が残るように絶縁膜8をRIE法を用
いてエッチバックする。続いてソース/ドレイン形成予
定領域上のゲート酸化膜を除去し、イオン注入すること
によって高濃度拡散層10を形成する。その後、基板1
の全面に例えばTiからなる高融点金属の層を堆積し、
高温熱処理を行って拡散層10上の高融点金属の層のみ
をシリサイド層12に変える。そしてシリサイドに変化
しなかった高融点金属層をHSOとHの混合
液を用いて除去する。続いてSiOおよび低温リフロ
ー用高濃度不純物を含有している絶縁膜18(例えばB
PSG)を堆積し、アニールすることによって絶縁膜1
8の表面を平坦化する。そして、拡散層10とのコンタ
クト孔20をRIE法を用いて絶縁膜18中に開孔す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の製造
方法においては、拡散層とのコンタクト孔20を開孔す
る場合、ゲート電極とコンタクト孔との間にリソグラフ
ィ技術から決まる充分な設計余裕をとっていた。これ
は、この充分な設計余裕を取らないと、図7に示すよう
にゲート電極上にコンタクト孔20が開孔されると、ゲ
ート電極と、コンタクト孔に埋め込まれる金属層を介し
て金属配線との間に電気的短絡が生じるからである。
【0005】このように従来の技術においては充分な設
計余裕を取っているため素子面積が増大するという問題
が生じる。
【0006】本発明は品質を損うことなく、素子面積が
増大することを可及的に防止することのできる半導体装
置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体基板上に形成される、ポリシリコンの層およ
び第1の絶縁物の層からなるゲート電極と、このゲート
電極の側面に形成される、第2の絶縁物からなる側壁部
と、前記ゲート電極および側壁部に隣接するように前記
半導体基板上に形成されるソース/ドレイン領域と、前
記ゲート電極の第1の絶縁物の層と前記側壁部との交差
部の凹部を埋めるように形成される第3の絶縁物の層
と、前記ゲート電極および側壁部ならびに第3の絶縁物
の層を覆うように形成される第4の絶縁物の層と、この
第4の絶縁物の層を覆うように形成される層間絶縁膜
と、この層間絶縁膜内に前記ゲート電極と部分的に重な
るようにエッチングによって形成された、前記ソース/
ドレイン領域との接続のためのコンタクト孔と、を備
え、前記第3および第4の絶縁物のエッチング選択比は
前記層間絶縁物に対して所定値以上であることを特徴と
する。
【0008】又、本発明による半導体装置の製造方法
は、ゲート酸化膜が形成された半導体基板上にポリシリ
コンの層および第1の絶縁物の層からなるゲート電極を
形成する工程と、前記ゲート電極の側面に第2の絶縁物
からなる側壁部を形成する工程と、前記ゲート電極およ
び側壁部に隣接するように前記半導体基板上にソース/
ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電極と前記
側壁部との交差部の凹部を第3の絶縁物の層で埋める工
程と、前記ゲート電極および側壁部ならびに第3の絶縁
物の層を第4の絶縁物の層で覆う工程と、前記第4の絶
縁物の層を覆うように層間絶縁膜を形成する工程と、こ
の層間絶縁膜内に前記ゲート電極と部分的に重なるよう
に前記ソース/ドレイン領域との接続のためのコンタク
ト孔をエッチングによって形成する工程と、を備え、前
記第3および第4の絶縁物のエッチング選択比は前記層
間絶縁物に対して所定値以上であることを特徴とする。
【0009】
【作用】本発明によれば、コンタクト孔が開孔される層
間絶縁膜とエッチング選択比が異なる第3および第4の
絶縁膜が、ゲート電極の角部およびゲート電極を覆うよ
うに形成される。したがってゲート電極と部分的に重な
るようにコンタクト孔を開孔しても、ゲート電極の第1
の絶縁物および側壁部が部分的に除去されてゲート電極
内のポリシリコン層が露出することがない。これにより
ゲート電極と層間絶縁膜上に形成される金属配線との電
気的短絡が生じるのを防止でき、品質を損うことなく素
子面積の増加を可及的に防止することができる。
【0010】
【実施例】本発明による半導体装置の製造方法の一実施
例を図2乃至図5を参照して説明する。まず半導体基板
1上の所定領域に例えばLOCOS法を用いて素子分離
酸化膜(図示せず)を形成し、しきい値調整のためのチ
ャネルイオン注入を行った後、ゲート酸化膜3を例えば
10nm堆積し、続いてポリシリコン膜4を例えば400
nm堆積する(図2(a)参照)。次に例えば850℃の
POClガス雰囲気中で60分間の熱処理を行ってこ
のポリシリコン膜4にN型の不純物を導入し、その後ポ
リシリコン膜4上に例えばCVD法を用いてSiO
らなる絶縁膜6を150nm堆積する(図2(a)参
照)。そして、この絶縁膜6およびポリシリコン膜4を
リソグラフィおよびRIE法を用いてパターニングし、
ゲート電極を形成し、更に900℃の酸素雰囲気中で1
0分間酸化を行う。するとゲート電極のポリシリコン層
4の側面に酸化膜7が形成される(図2(a)参照)。
【0011】次に半導体基板1の全面に、例えばCVD
法を用いて例えばSiOからなる絶縁膜を例えば15
0nm堆積し、この絶縁膜をRIE法を用いて、上記ゲー
ト電極の側面に上記絶縁膜からなる側壁8が残るように
エッチバックする(図2(a)参照)。そして、ソース
/ドレイン形成予定領域上のゲート酸化膜を除去し、イ
オン注入することによって高濃度拡散層10を形成する
(図2(a)参照)。その後、基板1の全面に高融点金
属(例えばTi)の層11をスパッタリング法を用いて
堆積し(図2(a)参照)、例えば750℃、30秒間
の高温熱処理を行って、ソース/ドレイン形成予定領域
上の上記高融点金属層11のみをシリサイド層12に変
える(図2(b)参照)。そしてシリサイドに変化しな
かった高融点金属層11(例えばゲート電極の上面及び
側面の金属層)をHSOとHの混合液を用い
て除去する(図2(b)参照)。
【0012】次に基板1の全面に例えばシリコンのチッ
化物からなる絶縁膜14を例えば10nm堆積する(図3
(a)参照)。その後RIE法を用いて少なくともゲー
ト電極の角部(絶縁膜6と側壁部8との交差部)に絶縁
膜14が残るように絶縁膜14をエッチバックする(図
3(b)参照)。続いて例えばシリコンのチッ化物から
なる絶縁膜16を例えば150nm堆積する(図4(a)
参照)。すると、ゲート電極の角部付近では絶縁膜14
が残っているために、ゲート電極の角部付近のトータル
の絶縁膜の厚さ(角部残りの絶縁膜14と絶縁膜16)
は拡散層10上の絶縁膜16より厚くなる。この後、例
えばCVD法を用いて、SiOおよび低温リフロー用
高濃度不純物を含有している絶縁膜18(例えばBPS
G)を合わせて1000nm堆積し、例えば900℃で3
0分間アニールすることによって絶縁膜18の表面を平
坦化する(図4(b)参照)。そしてこの絶縁膜18に
対する絶縁膜14,16のエッチング選択比が5以上と
なる条件でRIE法を用いて、拡散層領域10とのコン
タクト用の孔20を開孔する(図4(b)参照)。この
時、コンタクト孔20内の絶縁物16は除去されずに残
っている(図4(b)参照)。続いてコンタクト孔内の
絶縁物16,14を例えばCDE(chemicaldry etchin
g)を用いて除去し、金属シリサイド層12を露出させ
る。次に例えばCVD法を用いてコンタクト孔20内の
金属シリサイド層12上から順次、高融点金属(例えば
タングステン)の層22を選択的に成長させ、コンタク
ト孔20内を埋込む(図5参照)。この後、例えばAl
−Si−Cu合金からなる金属配線層を400nm堆積
し、この金属配線層をパターニングすることにより金属
配線24を形成し、続いて例えばSiOからなる絶縁
保護膜26を低圧低温条件で500nm堆積し、外部電極
端子引出し用の窓28を加工形成することによって図1
に示す半導体装置を形成する。
【0013】以上述べたように本実施例の製造方法によ
れば、コンタクト孔をゲート電極と部分的に重なるよう
に開孔しても絶縁物層5および側壁部8が除去されてポ
リシリコン層4が露出することがない。このためゲート
電極と、金属配線24との電気的短絡が生じるのを防止
することができる。これにより、品質を損うことなく、
素子面積が増大することを防止することができる。
【0014】なお、本実施例では絶縁物5,8はSiO
であったが、アルミのフッ化絶縁物、アルミの酸化絶
縁物、又はタンタンの酸化絶縁物等を用いても良い。
【0015】
【発明の効果】本発明によれば、品質を損うことなく、
素子面積が増大するのを可及的に防止することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による半導体装置の断面図。
【図2】本発明による半導体装置の製造工程を示す工程
断面図。
【図3】本発明による半導体装置の製造工程を示す工程
断面図。
【図4】本発明による半導体装置の製造工程を示す工程
断面図。
【図5】本発明による半導体装置の製造工程を示す工程
断面図。
【図6】従来の半導体装置の断面図。
【図7】従来の半導体装置の問題点を説明する断面図。
【符号の説明】
1 半導体基板 3 ゲート酸化膜 4 ポリシリコン膜 5,14,16 絶縁膜 7 酸化膜 8 側壁部 10 ソース/ドレイン領域 12 金属シリサイド層 18 層間絶縁膜 22 金属層 24 金属配線 26 絶縁保護膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に形成される、ポリシリコン
    の層および第1の絶縁物の層からなるゲート電極と、こ
    のゲート電極の側面に形成される、第2の絶縁物からな
    る側壁部と、前記ゲート電極および側壁部に隣接するよ
    うに前記半導体基板上に形成されるソース/ドレイン領
    域と、前記ゲート電極の第1の絶縁物の層と前記側壁部
    との交差部の凹部を埋めるように形成される第3の絶縁
    物の層と、前記ゲート電極および側壁部ならびに第3の
    絶縁物の層を覆うように形成される第4の絶縁物の層
    と、この第4の絶縁物の層を覆うように形成される層間
    絶縁膜と、この層間絶縁膜内に前記ゲート電極と部分的
    に重なるようにエッチングによって形成された、前記ソ
    ース/ドレイン領域との接続のためのコンタクト孔と、 を備え、前記第3および第4の絶縁物のエッチング選択
    比は前記層間絶縁物に対して所定値以上であることを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記第3および第4の絶縁物はシリコンの
    窒化物を含んでいることを特徴とする請求項1記載の半
    導体装置。
  3. 【請求項3】ゲート酸化膜が形成された半導体基板上に
    ポリシリコンの層および第1の絶縁物の層からなるゲー
    ト電極を形成する工程と、前記ゲート電極の側面に第2
    の絶縁物からなる側壁部を形成する工程と、前記ゲート
    電極および側壁部に隣接するように前記半導体基板上に
    ソース/ドレイン領域を形成する工程と、前記ゲート電
    極と前記側壁部との交差部の凹部を第3の絶縁物の層で
    埋める工程と、前記ゲート電極および側壁部ならびに第
    3の絶縁物の層を第4の絶縁物の層で覆う工程と、前記
    第4の絶縁物の層を覆うように層間絶縁膜を形成する工
    程と、この層間絶縁膜内に前記ゲート電極と部分的に重
    なるように前記ソース/ドレイン領域との接続のための
    コンタクト孔をエッチングによって形成する工程と、を
    備え、 前記第3および第4の絶縁物のエッチング選択比は前記
    層間絶縁物に対して所定値以上であることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6277734B1 (en) 1998-08-28 2001-08-21 Fujitsu Limited Semiconductor device fabrication method
US6479853B2 (en) 1997-09-22 2002-11-12 Nec Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR100436133B1 (ko) * 1997-12-31 2004-09-18 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
KR100523014B1 (ko) * 1998-02-23 2005-10-19 소니 가부시끼 가이샤 반도체 장치의 제조 방법

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