JPH0658902B2 - 接点形成方法 - Google Patents

接点形成方法

Info

Publication number
JPH0658902B2
JPH0658902B2 JP2121400A JP12140090A JPH0658902B2 JP H0658902 B2 JPH0658902 B2 JP H0658902B2 JP 2121400 A JP2121400 A JP 2121400A JP 12140090 A JP12140090 A JP 12140090A JP H0658902 B2 JPH0658902 B2 JP H0658902B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
etch
vias
contact
etch stop
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2121400A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0319213A (ja
Inventor
サン‐メイ・ク
キヤスリーン・アリス・ペリイ
Original Assignee
インターナヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by インターナヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン filed Critical インターナヨナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーシヨン
Publication of JPH0319213A publication Critical patent/JPH0319213A/ja
Publication of JPH0658902B2 publication Critical patent/JPH0658902B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • H01L21/76802Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing by forming openings in dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
    • H01L21/28525Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising semiconducting material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/011Bipolar transistors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/124Polycrystalline emitter
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/97Specified etch stop material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、半導体デバイスの製造に関するものであり、
より具体的には、選択されたデバイスの微細形状への電
気的接続を形成する方法に関するものである。
B.従来の技術 半導体デバイスを製造する際、絶縁材料層を貫通してエ
ッチングを行なって、デバイス領域や接点等の下層の微
細形状を露出させる必要があることが多い。たとえば、
後で金属に接続すべくシリコンまたは多結晶シリコンを
露出させるために、二酸化シリコンまたはガラス絶縁体
の層を貫通してエッチングを行なう必要があることがあ
る。このようなエッチングは、通常、異方性エッチ法、
たとえば、適当なプラズマ・エッチャントを使用した反
応性イオン・エッチング(RIE)法によって行なう。
デバイスの微細形状が複雑になり、高さの異なる微細形
状に対して、幅の異なる開口が必要となるにつれて、上
記のエッチング法はますます制御が難しくなる。すなわ
ち、深い微細形状を露出するためにエッチングを続けて
いる間に、より浅い下層のデバイスの微細形状までエッ
チングが制御不能に続けられる傾向がある。同様に、広
い開口部は狭い開口部よりエッチングが速く進行し、望
ましくないことであるが、やはり下層の微細形状にまで
エッチングが続けられる傾向がある。これにより、不注
意にエッチングされた微細形状に損傷が発生する。
当技術分野では、各種の材料に対して選択性または優先
性をもつエッチャントおよびエッチング方法を使用する
ことが知られている。たとえば、米国特許第44655
52号および第4624739号明細書は、シリコンま
たは多結晶シリコン上の材料に対して選択性をもつエッ
チャントを使用することを開示している。米国特許第4
481706号、第4671970号、第466833
8号、第4648937号および第4455194号明
細書は、上層の材料に対して選択性をもつエッチャント
に対するエッチ・ストップとして、シリコンまたは多結
晶シリコンを使用することを開示している。たとえば第
4455194号明細書は、多結晶シリコンをリンケイ
酸ガラス(PSG)のエッチ・ストップとして使用し
て、トランジスタと同時にヒューズを形成することを開
示している。
S.ボイヤー(Boyar )他の論文「石英トレンチのRI
Eエッチ・ストップ(Quartz trench RIE Etch Stop
)」、IBMテクニカル・ディスクロージャ・ブルテ
ン、Vol.24、No.10(1982年3月)は、
酸化マグネシウムと金属マグネシウムの両方を、石英の
エッチ・ストップとして使用することを開示している。
ハンフリー(Humphrey)の論文、「プラズマ・エッチン
グ用のエッチ・ストップとしての酸化した窒化シリコン
の使用(Use of Oxidized Silicon Nitride as an Etch
Stop for Plasma Etching)」、IBMテクニカル・デ
ィスクロージャ・ブルテン、Vol.23、No.4
(1980年9月)は、多結晶シリコンのエッチ・スト
ップとして酸窒化シリコを使用することを開示してい
る。
しかし、上記の発表はいずれも、最新技術による半導体
デバイスの複雑な微細形状に使用できる、十分に制御さ
れたエッチング方法を提供するとは考えられない。
C.発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、半導体デバイスを形成する際に、電気
的接触を行なうための開口をエッチングする新しい改良
された方法を提供することにある。
本発明の目的には、望ましくないオーバエッチを抑制し
ながら、様々な幅の開口をエッチングする上記の方法を
提供することも含まれる。
本発明の目的には、望ましくないオーバエッチを抑制し
ながら、様々な高さの下層の微細形状への開口をエッチ
ングする、上記の方法を提供することも含まれる。
本発明の目的には、従来の半導体加工技術に容易に適合
されることのできる上記の種類のエッチング方法を提供
することも含まれる。
D.課題を解決するための手段 本発明によれば、電気的接続を形成する必要がある場所
に、少なくとも2つの微細形状を有する半導体基板を設
けるステップ、各微細形状の上に、第1のエッチ特性を
有するエッチ・ストップ材料の層を形成するステップ、
各微細形状の上に、第2のエッチ特性を有する誘電材料
の層を形成するステップ、エッチ・ストップ材料の層の
上で実質的に停止するように、誘電材料の層に対して選
択性をもつエッチャントを使用して、誘電材料の層を貫
通して、各微細形状上にバイアを含む少なくとも2つの
バイアを同時にエッチングするステップ、および後で電
気的接続が行なえるように微細形状を露出させるため、
エッチ・ストップの層を貫通してバイアを延ばすステッ
プを含む、新しい改良された半導体デバイスの接点を形
成する方法が提供される。
本発明の他の態様によれば、バイポーラ・トランジスタ
の付随的ベース接点、エミッタ接点、およびシリコン・
サブコレクタ・リーチスルー領域に電気的接続を形成す
る新しい改良された方法が提供される。この方法は、ベ
ース接点、エミッタ接点、およびシリコン・サブコレク
タ・リーチスルー領域上に第1のエッチ特性を有するエ
ッチ・ストップ材料の層をコンフォーマルに形成するス
テップ、エッチ・ストップ材料の層の上に第2のエッチ
特性を有する誘電材料の層をコンフォーマルに形成する
ステップ、ベース接点、およびサブコレクタ・リーチス
ルー領域上のエッチ・ストップ材料の層で停止するよう
に、誘電材料に対して選択性をもつエッチャントを使用
して、誘電材料の層を貫通してベース接点およびサブコ
レクタ・リーチスルーのバイアを同時にエッチングする
ステップ、ベース接点およびサブコレクタ・リーチスル
ー・バイアの表面が露出するように、エッチ・ストップ
材料の層を貫通して、ベース接点およびサブコレクタ・
リーチスルーのバイアを延ばすステップ、ベース接点お
よびサブコレクタ・リーチスルー・バイア上にマスクを
形成するステップ、エミッタ接点上のエッチ・ストップ
材料の層の上で停止するように、誘電材料に対して選択
性をもつエッチャントを使用して、誘電材料の層を貫通
してエミッタ接点のバイアをエッチングするステップ、
エッチ・ストップ材料の層を貫通してエミッタ接点の表
面までエミッタ接点のバイアを延ばすステップ、および
マスクを除去するステップを含む、新しい改良された方
法が提供される。
E.実施例 図面を参照すると、第1A図は、P型シリコン基板24
の表面上に成長されたN-型エピタキシャル層22を含
む、半導体チップのデバイス領域20を示す。N型およ
びP型半導体材料とは、ドーパントの種類を示し、必要
に応じて“+”および“−”で濃度を示す。
高度にドーピングしたN+型サブコレクタ領域26が、
エピタキシャル層22中の底部近くに埋め込まれ、同様
にドーピングしたリーチスルー領域28が垂直に延び
て、サブコレクタ領域をエピタキシャル層の表面に接続
している。
分離トレンチ30がデバイス領域20を包囲し、エピタ
キシャル層22の表面から基板24中へと下方に延びて
いる。分離トレンチ30は、絶縁熱酸化物壁32と、多
結晶シリコン等の絶縁充填物34を含み、デバイス領域
20内に形成されるトランジスタを周囲のデバイス(図
示せず)から電気的に絶縁する働きをする。
+型にドーピングした多結晶シリコンのリング状(上
から見て)の領域36が、埋め込まれたサブコレクタ領
域26上のエピタキシャル層22の表面にあり、領域3
6の一部分が、二酸化シリコン絶縁層37によってエピ
タキシャル層から分離されている。領域36の内周は、
接触域36Aでエピタキシャル層22と接触し、同様に
リング状のP+型付随的ベース領域38への自己整合付
随的ベース接点として機能する。付随的ベース領域38
を、たとえば上層のP+型多結晶シリコン付随的ベース
接点36Aからの外方拡散によって形成する。二酸化シ
リコン(SiO2)42と窒化シリコン(Si34)4
4の絶縁層のスタック40を、付随的ベース接点内の、
スタックを除いたときに形成される開口46を除いて、
付随的ベース接点36およびデバイスの表面上に一般に
コンフォーマルに形成する。
多結晶シリコン層48が上記デバイス上に一般にコンフ
ォーマルに設けられ、実質的P型ベース領域50が、開
口46の下のエピタキシャル層22の表面にあり、付随
的ベース領域38とつながっている。
第1A図の上記のデバイス構造は、本発明を説明する目
的で示したものであり、多くの周知の半導体製造技術を
使用して容易に形勢できる構造である。このようなデバ
イスの製造については、米国特許第4431460号明
細書に参照されたい。同明細書には、実質的に同一の構
造を製作する方法が教示されている。下記の説明を考慮
すれば、本発明の上記のデバイス構造のみに限定される
ものではないことが理解できるはずである。
次に第1B図を参照すると、SiO層52をデバイス
上に100−200オングストロームの範囲の厚さにコ
ンフォーマルに形成する。酸化物層52は、たとえば熱
成長、化学蒸着(CVD)、プラズマ強化CVD等の通
常の方法で形成することができる。従来のCVD法を用
いて、実質的なドーピングしない多結晶シリコンの層5
4を酸化物層52の上に1000−3000オングスト
ロームの範囲の厚さにコンフォーマルに形成する。
次に第1C図を参照すると、石英(または下記に詳細に
説明する他の低誘電性材料)の層56を、スパッタリン
グにより、デバイスの表面上にコンフォーマルに付着さ
せ、約1.0−1.5μmの範囲の厚さに平坦化する。
この平坦化は、たとえば通常の化学・機械研磨を用いて
行なう。層56ほ平坦化した表面上に、通常のフォトリ
ソグラフィ技術によりフォトレジスト・マスク57を形
成する。マスク57は、付随的ベース接点36の最左端
の部分の上に開口58を有し、サブコレクタ・リーチス
ルー領域28の上に開口60を有する。下記のようにし
てマスクの開口58、60を使って、下層のデバイス構
造への金属接点用のバイアを形成する。
次に第1D図を参照すると、たとえば、CF/CHF
/Arプラズマを使用した異方性RIEにより層56
をエッチングして、開口58、60を下方を延ばし、実
質的多結晶シリコン層54と接触させる。開口58の下
に付随的ベース接点36が存在するため、開口58は開
口60と高さが異なる。したがって、上記のRIEの際
に、開口58は開口60よりもかなり短時間で形成され
る。本発明の主要な特徴および利点によれば、RIEの
エッチ・ストップとして実質的多結晶シリコン層54を
使用することにより、バイア58の底部のオーバエッチ
が防止され、したがってその下にあるデバイス構造の損
傷が防止される。
本発明は、石英のエッチ・ストップとして実質的多結晶
シリコンを使用することだけに限定されるものではな
い。エッチ速度が著しく異なる2つの材料であれば、ど
のようなものでもよい。絶縁体とエッチ・ストップのエ
ッチ速度の比は、約25:1が好ましい。層56には石
英等の実質的絶縁体を使用するのが好ましいが、リンケ
イ酸ガラス(PSG)、ホウケイ酸ガラス(BSG)、
ポリイミド等の有機物質等、他の絶縁材料も使用でき
る。誘電率の低い絶縁材料が、後で形成するメタライゼ
ーション層間のキャパシタンスを下げるので好ましい。
エッチ・ストップ層54は、1)望ましいエッチ速度比
を有し、2)適当な湿式またはRIEエッチャントによ
り容易に除去でき、3)下にあるデバイスの浅いドーピ
ング・プロファイルに影響を与えないように、比較的低
温で形成が可能で、4)隣接する材料のドーパント濃度
が変わらないように、本来ドーピングを生じない性質を
もつものを選択することが好ましい。エッチ・ストップ
層54の代替材料として、たとえばAl23・MgO2
等の絶縁材料も使用できる。
次に第1E図を参照すると、エッチ・ストップ層54を
使用して、深さの異なるバイア58、60を形成した
後、Cl2、Cl2/O2/ArまたはSF6/Cl2プラ
ズマを使用したRIEにより、開口内の露出した層54
を除去する。HFによる湿式エッチングまたはCF4
ラズマによるRIE等の適当な湿式エッチングまたはR
IEにより、酸化物の露出した層52を除去する。適当
なRIEを用いてバイア58、60をさらに延ばし、実
質的多結晶シリコンの露出した層48を除去する。次に
レジスト層57を通常の方法で剥離する。
バイア58、60の深さが異なっていても、層54、5
2、48のエッチングされた領域は、それぞれの開口内
でほぼ同じ厚さであり、したがって同じエッチ速度でエ
ッチングされる。このため、第1E図を参照して説明し
た工程では、オーバエッチングの危険はほとんどない。
次に第1F図を参照すると、デバイス20に通常の熱酸
化処理を施して、それぞれ開口58、60内の層48、
54の露出した縁部に、厚さ1000オングストローム
の熱酸化物の層48A、54Aを形成する。任意選択
で、開口58、60の壁面上に垂直のライナとして、絶
縁材料の層62を形成してもよい。絶縁層62は、たと
えば通常のCVDまたはPECVD法を使用して、デバ
イス20上にSiO2またはSi34をコンフォーマル
に付着させ(図示せず)、次に異方性エッチングを行な
って、バイア58、60の壁面を絶縁する垂直の層を残
すことにより形成することができる。
次に、適当なRIEを使用して、バイア58、60内の
層42、44の露出した部分を除去する。このようにし
て、バイア58は延びて付随的ベース接点36の上面に
接触し、一方バイア60は延びてサブコレクタ・リーチ
スルー領域28の上面に接触する。
次に第1G図を参照すると、通常のフォトリソグラフィ
技術を使用し、デバイスの表面上に一般にコンフォーマ
ルにレジスト・マスク64を形成し、バイア58、60
を充填し、エミッタの位置を画定するため開口66の中
心が付随的ベース接点36内にくようにしてパターン付
けを行なう。マスク64を上記の適当なエッチャントと
ともに使用して、まず石英層56中をエッチ・ストップ
層54まで、次にエッチ・ストップ層中を酸化物層52
まで、異方性エッチングを行なう。
デバイス20に通常の熱酸化を施して、開口66内の実
質的多結晶シリコン層54の露出した縁部上に、さらに
厚さ1000オングストロームの熱酸化物スペーサ54
Aを形成する。次にヒ素等のN+型ドーパント68をイ
オン注入して、多結晶シリコン層48の、開口66中の
酸化物52で覆われた部分をドーピングする。このイオ
ン注入は、たとえば約30−40keVのエネルギー、
約1−3×1016イオン/cm2のイオン量で行なう。
このイオン注入により、実質的ベース領域50の表面上
に、エミッタ領域68が形成され始める。
本発明の他の特徴および利点によれば、エミッタ領域6
8の形成中に、バイア58、60を(フォトレジスト層
64で)充填することにより、バイア58、60の底部
の領域の濃度を変えることなく、エミッタ領域がドーピ
ングされる。エッチ・ストップ層54を使用すると、バ
イアの形成が容易になり、しかも不慮のオーバエッチン
グが抑制されるため、このエミッタ・バイア66を形成
する方法で有益である。
更に第1G図を参照すると、フォトレジスト層64を通
常の手段で除去する。デバイス20を通常の熱叩き込み
およびアニーリングの熱サイクルにかけて、エミッタ領
域68の形成を完了させ、これを活性化させる。この叩
き込みおよびアニーリングの熱サイクルは、開口66中
の熱酸化物層54Aの形成を増大させるのにも、また上
記の個別の酸化工程の代りに使用することもできる。
上記の方法によれば、垂直なバイポーラNPNトランジ
スタ69がデバイス領域20中に形成されており、この
トランジスタは、埋め込まれたサブコレクタ領域26、
実質的ベース領域50、およびエミッタ領域68を含
む。
次に第1H図を参照すると、たとえばスパッタリングま
たは蒸着により、白金の層(図示せず)をデバイス20
の表面上にコンフォーマルに形成する。次に、デバイス
20をたとえば約550℃で約20分間焼成して、それ
ぞれバイア58、60の底部の露出した表面上にPtS
i合金の層70、72を形成する。バイア66の底部の
酸化物層52は、そこにPtSiが形成されるのを防止
し、未反応のPtは王水中でエッチングすることにより
デバイスから除去する。
次に第1I図を参照すると、デバイス20をHFの希釈
溶液に浸漬して、酸化物層52の開口66中に露出した
部分を除去する。層52は、同じ開口66内の酸化物層
54Aよりかなり薄いため、厚い層にほとんど影響を与
えずに層52を完全に除去することができる。
次に第1J図を参照すると、金属、たとえばタングステ
ンまたはアルミニウム・銅合金を通常のスパッタリン
グ、蒸着またはCVD法によって付着させ、バイア5
8、60、66を充填し、石英層56の表面を被覆す
る。次に、たとえば通常の化学・機械研磨法により、こ
の金属を石英層56の上面と同一面とし、バイア66、
58、60中にそれぞれバイポーラ・トランジスタ69
の金属スタッド74、76、78を形成するスタッド7
4、76、78は、それぞれバイポーラ・トランジスタ
69のエミッタ、付随的ベースおよびサブコレクタ・リ
ーチスルー領域への電気的接点として機能し、後で形成
するメタライゼーション層(図示せず)によって接触さ
れて、必要に応じてトランジスタを接続する。
次に、第2A図ないし第2I図に示す本発明の代替実施
例について説明する。第2A図は、フォトレジスト・マ
スク82を加え、多結晶シリコン層48を事前にドーピ
ングしてエミッタ領域68を形成した以外は、上記第1
B図に示したデバイスと同じ構造の半導体チップのデバ
イス部分80を示す。
本発明のこの実施例では、エミッタ領域68を形成する
ために使用するイオン注入工程(第1G図参照)を、多
結晶シリコン層48および酸化物層52の形成後、多結
晶シリコン層54の形成前に(適当なフォトリソグラフ
ィ・マスクを用いて)行なう。また部分的なエミッタの
叩き込みサイクルにかけて、エミッタ領域68の形成を
開始する。
通常のフォトリソグラフィ技術によって形成したフォト
レジスト・マスク82は、マスク部分82A、82B、
82Cが残るようにパターン付けされている。マスク部
分82Aは、後で付随的ベース接点36の左端の部分へ
のデバイス接点となる部分の上にある。同様に、マスク
部分は82B、82Cは、それぞれ後でエミッタ接点お
よびサブコレクタ・リーチスルー領域になる部分の上に
ある。第1B図に示したものと同じその他の微細形状
は、同じ番号で示す。
次に、第2B図を参照すると、上記の適当なエッチャン
トを使って層54、52、48のマスクをかけていない
部分を異方的に除去し、層44の上面で停止させる。第
2C図に示すように、通常の方法でフォトレジスト・マ
スク82を除去し、Si34の層84をデバイスの上に
コンフォーマルに付着させる。層84は、通常のCVD
法を用いて、約300ないし500オングストロームの
厚さに形成する。
次に、第2D図を参照すると、スパッタリングにより、
石英の層86をデバイス80の表面上に約2ないし3μ
mの深さにコンフォーマルに形成する。次に、たとえば
通常の化学・機械研磨法を用いて石英層86を平坦化
し、フォトレジスト・マスク層87をコーティングす
る。フォトレジスト・マスク87は、通常のフォトリソ
グラフィ技術により形成し、1対の開口88、90を形
成するようにパターン付けされている。開口88は、層
48、52、54の左端に残るスタックの上に位置し、
後で付随的ベース接点36へのバイアの位置を画定する
ために使用される。開口90は、層48、52、54の
右端に残るスタックの上に位置し、後でサブコレクタ・
リーチスルー領域28の上面へのバイアの位置を画定す
るために使用される。
次に、第2E図を参照すると、適当なRIEを用いて、
開口88、90を層86を下方に延ばして、エッチ・ス
トップ多結晶シリコン層54の上面を露出させる。本発
明の主要な特徴と利点によれば、上記の第1D図に関し
て説明したのと同様に、エッチ・ストップ層54は、深
いほうの開口90の形成が完成する間に、開口88の底
部でのオーバエッチおよび損傷を防止する。
次に、第2F図を参照すると、上述のように適当なエッ
チャントを使用して、開口88、90を、層54、5
2、48中を順次下方に層44の表面まで延ばす。
次に、第2G図を参照すると、通常の方法でフォトレジ
スト・マスク87を除去し、デバイスに通常の熱酸化を
施して、層48および54の露出した縁部を酸化する。
酸化後の縁部を48A、54Aで表す。縁部48A、5
4Aは、少なくとも約1000オングストロームの厚さ
まで酸化する。任意選択で、通常のCVD法により、S
34をデバイス上にコンフォーマルに付着させ、適当
な異方性エッチングを用いて水平部分を除去し、開口8
8、90内の壁面上に任意選択の垂直のライナ92を残
してもよい。
適当なエッチャントを使用して、絶縁層44、42を順
次除去し、開口88の底部の付随的ベース接点36の表
面と、開口90の底部のサブコレクタ・リーチスルー領
域28の表面を露出させる。白金の層をデバイスの上に
コンフォーマルに付着させ、デバイスを焼成してPtS
iの層94、96をそれぞれバイア88、90の底部に
形成する。白金の残った未反応領域は、王水でエッチン
グして除去する。
次に、第2H図を参照すると、通常のフォトリソグラフ
ィ技術により、フォトレジスト・マスク98をデバイス
上にコンフォーマルに形成して、バイア88、90を充
填する。マスク98は、エミッタ領域68上に中心があ
る開口100と、エミッタ領域の上の層48、52、5
4のスタックを画定するようにパターン付けされてい
る。次に、適当なエンチャントを使用して、バイア10
0を下方に、まずエッチ・ストップ層54まで、続いて
ドーピングした多結晶シリコン層48の表面まで延ば
す。次に、通常の方法でマスク98を除去する。
バイア88、90をレジスト材料98で充填したままで
エミッタ開口100を形成すると、PtSiパッド9
4、96を損傷せずにバイアの形成が完成する。このよ
うにしないと、付随的エミッタ領域48の表面を露出す
るのに用いる方法でこれらのパッドが損傷を受ける。
次に、第2I図を参照すると、タングステンまたはアル
ミニウム・銅合金等の金属の層を、通常のスパッタリン
グ、蒸着またはCVDによって付着させて、バイア8
8、90、100を充填し、層86の表面を被覆する。
次に、たとえば通常の化学・機械研磨法により、金属を
石英層86の表面と同じ高さに平坦化する。その結果、
付随的ベース接点36の表面上のPtSiパッド94へ
の金属スタッド接点102、N+にドーピングした多結
晶シリコン層48(すなわちエミッタ接点)の表面への
金属スタッド接点104、およびサブコレクタ・リーチ
スルー領域28の表面上のPtSiパッド96への金属
スタッド接点106が得られる。後で形成するメタライ
ゼーション層(図示せず)を使用して、金属スタッド1
02、104、106を、したがってバイポーラ・トラ
ンジスタを所期の形で接続および相互接続する。
F.発明の効果 したがって、バイアを形成し、次に選択した半導体デバ
イスの微細形状へのデバイス接点を形成する方法が提供
される。この方法は、高さと幅の異なる接触バイアをも
たらすとともに、オーバエッチングとデバイスの損傷を
防止する、エッチ・ストップ層を使用するものである。
この方法は、従来の加工技術と一緒に使用できる。さら
に、バイポーラ・トランジスタの各領域へのバイアを形
成する詳細な方法も提供される。本発明の方法は、微小
な半導体デバイスの形成、特に超大規模集積回路(VL
SI)デバイスの形成に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
第1A図ないし第1J図は、本発明の1実施例による半
導体デバイス製造工程の、連続するステップを示す断面
図である。 第2A図ないし第2I図は、本発明の第2の実施例によ
る半導体デバイス製造工程の連続するステップを示す断
面図である。 20……デバイス領域、22……エピタキシャル層、2
4……シリコン基板、26……サブコレクタ領域、28
……リーチスルー領域、30……分離トレンチ、38…
…付随的ベース領域、57……フォトレジスト・マス
ク。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体デバイスの接点を形成する方法であ
    って、 電気的接続を形成する必要がある場所に、少なくとも2
    つの微細形状を有する半導体基板を設けるステップ、 上記の各微細形状の上、第1のエッチ特性を有するエッ
    チ・ストップ材料の層を形成するステップ、 上記の各微細形状の上に、第2のエッチ特性を有する誘
    電材料の層を形成するステップ、 上記のエッチ・ストップ材料の層の上で実質的に停止す
    るように、上記の誘電材料の層に対して選択性をもつエ
    ッチャントを使用して、上記の誘電材料の層を貫通し
    て、上記の各微細形状上にバイアを含む少なくとも2つ
    のバイアを同時にエッチングするステップ、および 後で電気的接続が行なえるように上記の微細形状を露出
    させるために、上記のエッチ・ストップの層を貫通して
    上記のバイアを延ばすステップ を含む上記の方法。
  2. 【請求項2】バイポーラ・トランジスタのベース接点、
    エミッタ接点、およびサブコレクタ・リーチスルー領域
    に電気的接触を形成する方法であって、 上記のベース接点、エミッタ接点、およびサブコレクタ
    ・リーチスルー領域上に第1のエッチ特性を有するエッ
    チ・ストップ材料の層を形成するステップ、 上記のエッチ・ストップ材料の層の上に第2のエッチ特
    性を有する誘電材料の層を形成するステップ、 上記のベース接点、および上記のサブコレクタ・リーチ
    スルー領域上の上記のエッチ・ストップ材料の層で停止
    するように、上記の誘電材料に対して選択性をもつエッ
    チャントを使用して、上記の誘電材料の層を貫通してベ
    ース接点およびサブコレクタ・リーチスルーのバイアを
    同時にエッチングするステップ、 上記のベース接点および上記のサブコレクタ・リーチス
    ルー・バイアの表面が露出するように、上記のエッチ・
    ストップ材料の層を貫通して、上記のベース接点および
    サブコレクタ・リーチスルーのバイアを延ばすステッ
    プ、 上記のベース接点およびサブコレクタ・リーチスルー・
    バイア上にマスクを形成するステップ、 上記のエミッタ接点上の上記のエッチ・ストップ材料の
    層の上で停止するように、上記の誘電材料に対して選択
    性をもつエッチャントを使用して、上記の誘電材料の層
    を貫通してエミッタ接点のバイアをエッチングするステ
    ップ、 上記のエッチ・ストップ材料の層を貫通して上記のエミ
    ッタ接点の表面まで上記のエミッタ接点のバイアを延ば
    すステップ、および 上記のマスクを除去するステップ を含む上記の方法。
JP2121400A 1989-05-15 1990-05-14 接点形成方法 Expired - Lifetime JPH0658902B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/351,993 US5010039A (en) 1989-05-15 1989-05-15 Method of forming contacts to a semiconductor device
US351993 1989-05-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0319213A JPH0319213A (ja) 1991-01-28
JPH0658902B2 true JPH0658902B2 (ja) 1994-08-03

Family

ID=23383332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2121400A Expired - Lifetime JPH0658902B2 (ja) 1989-05-15 1990-05-14 接点形成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5010039A (ja)
EP (1) EP0398834B1 (ja)
JP (1) JPH0658902B2 (ja)
CA (1) CA2011235C (ja)
DE (1) DE69023951T2 (ja)

Families Citing this family (60)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02257640A (ja) * 1989-03-30 1990-10-18 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体素子の製造方法
KR920004366B1 (ko) * 1989-09-08 1992-06-04 현대전자산업 주식회사 반도체 장치의 자기 정렬 콘택 제조방법
US5166771A (en) * 1990-01-12 1992-11-24 Paradigm Technology, Inc. Self-aligning contact and interconnect structure
US5483104A (en) * 1990-01-12 1996-01-09 Paradigm Technology, Inc. Self-aligning contact and interconnect structure
US5614756A (en) * 1990-04-12 1997-03-25 Actel Corporation Metal-to-metal antifuse with conductive
US5272101A (en) * 1990-04-12 1993-12-21 Actel Corporation Electrically programmable antifuse and fabrication processes
US5780323A (en) * 1990-04-12 1998-07-14 Actel Corporation Fabrication method for metal-to-metal antifuses incorporating a tungsten via plug
FR2664095B1 (fr) * 1990-06-28 1993-12-17 Commissariat A Energie Atomique Procede de fabrication d'un contact electrique sur un element actif d'un circuit integre mis.
US5117273A (en) * 1990-11-16 1992-05-26 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Contact for integrated circuits
KR930007752B1 (ko) * 1990-11-21 1993-08-18 현대전자산업 주식회사 반도체 소자의 접속장치 및 그 제조방법
KR100307272B1 (ko) * 1990-12-04 2002-05-01 하라 레이노스케 Mos소자제조방법
US5173438A (en) * 1991-02-13 1992-12-22 Micron Technology, Inc. Method of performing a field implant subsequent to field oxide fabrication by utilizing selective tungsten deposition to produce encroachment-free isolation
US5391503A (en) * 1991-05-13 1995-02-21 Sony Corporation Method of forming a stacked semiconductor device wherein semiconductor layers and insulating films are sequentially stacked and forming openings through such films and etchings using one of the insulating films as a mask
US5219793A (en) * 1991-06-03 1993-06-15 Motorola Inc. Method for forming pitch independent contacts and a semiconductor device having the same
EP0529717A3 (en) * 1991-08-23 1993-09-22 N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken Method of manufacturing a semiconductor device having overlapping contacts
US5204286A (en) * 1991-10-15 1993-04-20 Micron Technology, Inc. Method of making self-aligned contacts and vertical interconnects to integrated circuits
KR950000660B1 (ko) * 1992-02-29 1995-01-27 현대전자산업 주식회사 고집적 소자용 미세콘택 형성방법
US5739579A (en) * 1992-06-29 1998-04-14 Intel Corporation Method for forming interconnections for semiconductor fabrication and semiconductor device having such interconnections
US5612254A (en) * 1992-06-29 1997-03-18 Intel Corporation Methods of forming an interconnect on a semiconductor substrate
JPH0669449A (ja) * 1992-08-18 1994-03-11 Sony Corp ダイナミックramの配線構造およびその製造方法
US5480815A (en) * 1992-08-19 1996-01-02 Nec Corporation Method of manufacturing a biopolar transistor in which an emitter region is formed by impurities supplied from double layered polysilicon
JP3022689B2 (ja) * 1992-08-31 2000-03-21 日本電気株式会社 バイポーラトランジスタの製造方法
US5252517A (en) * 1992-12-10 1993-10-12 Micron Semiconductor, Inc. Method of conductor isolation from a conductive contact plug
US5338700A (en) * 1993-04-14 1994-08-16 Micron Semiconductor, Inc. Method of forming a bit line over capacitor array of memory cells
DE4309611A1 (de) * 1993-03-24 1994-09-29 Siemens Ag Herstellverfahren für ein Kontaktloch
US5498562A (en) 1993-04-07 1996-03-12 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing methods of forming stacked capacitors
US6057219A (en) * 1994-07-01 2000-05-02 Motorola, Inc. Method of forming an ohmic contact to a III-V semiconductor material
US5565707A (en) * 1994-10-31 1996-10-15 International Business Machines Corporation Interconnect structure using a Al2 Cu for an integrated circuit chip
US5438011A (en) * 1995-03-03 1995-08-01 Micron Technology, Inc. Method of forming a capacitor using a photoresist contact sidewall having standing wave ripples
US5789764A (en) * 1995-04-14 1998-08-04 Actel Corporation Antifuse with improved antifuse material
US5587338A (en) * 1995-04-27 1996-12-24 Vanguard International Semiconductor Corporation Polysilicon contact stud process
JP3027195B2 (ja) * 1995-06-02 2000-03-27 アクテル・コーポレイション 隆起タングステンプラグ アンチヒューズ及びその製造方法
US5747383A (en) * 1995-09-05 1998-05-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd Method for forming conductive lines and stacked vias
US5897372A (en) * 1995-11-01 1999-04-27 Micron Technology, Inc. Formation of a self-aligned integrated circuit structure using silicon-rich nitride as a protective layer
JPH09205185A (ja) * 1996-01-26 1997-08-05 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
US6083831A (en) 1996-03-26 2000-07-04 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of forming a contact pedestal, of forming a storage node of a capacitor
JP2000515323A (ja) * 1996-07-18 2000-11-14 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド エッチングストップを用いて互い違いの配線を生成する集積回路
US5854515A (en) * 1996-07-23 1998-12-29 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit having conductors of enhanced cross-sectional area
US5847462A (en) * 1996-11-14 1998-12-08 Advanced Micro Devices, Inc. Integrated circuit having conductors of enhanced cross-sectional area with etch stop barrier layer
JP3120750B2 (ja) * 1997-03-14 2000-12-25 日本電気株式会社 半導体装置およびその製造方法
JP3638778B2 (ja) * 1997-03-31 2005-04-13 株式会社ルネサステクノロジ 半導体集積回路装置およびその製造方法
US5989957A (en) * 1997-05-21 1999-11-23 Advanced Micro Devices Process for fabricating semiconductor memory device with high data retention including silicon oxynitride etch stop layer formed at high temperature with low hydrogen ion concentration
US5972749A (en) * 1998-01-05 1999-10-26 Advanced Micro Devices, Inc. Method for preventing P1 punchthrough
US6121126A (en) * 1998-02-25 2000-09-19 Micron Technologies, Inc. Methods and structures for metal interconnections in integrated circuits
US6143655A (en) 1998-02-25 2000-11-07 Micron Technology, Inc. Methods and structures for silver interconnections in integrated circuits
US6492694B2 (en) 1998-02-27 2002-12-10 Micron Technology, Inc. Highly conductive composite polysilicon gate for CMOS integrated circuits
US6846739B1 (en) * 1998-02-27 2005-01-25 Micron Technology, Inc. MOCVD process using ozone as a reactant to deposit a metal oxide barrier layer
JP3515363B2 (ja) * 1998-03-24 2004-04-05 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
US6815303B2 (en) * 1998-04-29 2004-11-09 Micron Technology, Inc. Bipolar transistors with low-resistance emitter contacts
JP2000150652A (ja) * 1998-09-03 2000-05-30 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP3528665B2 (ja) 1998-10-20 2004-05-17 セイコーエプソン株式会社 半導体装置の製造方法
US6365489B1 (en) 1999-06-15 2002-04-02 Micron Technology, Inc. Creation of subresolution features via flow characteristics
US6211059B1 (en) * 1999-10-29 2001-04-03 Nec Corporation Method of manufacturing semiconductor device having contacts with different depths
US6358785B1 (en) * 2000-06-06 2002-03-19 Lucent Technologies, Inc. Method for forming shallow trench isolation structures
US6809398B2 (en) 2000-12-14 2004-10-26 Actel Corporation Metal-to-metal antifuse structure and fabrication method
US6972237B2 (en) * 2003-12-01 2005-12-06 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Lateral heterojunction bipolar transistor and method of manufacture using selective epitaxial growth
US7135753B2 (en) * 2003-12-05 2006-11-14 International Rectifier Corporation Structure and method for III-nitride monolithic power IC
US7306552B2 (en) * 2004-12-03 2007-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device having load resistor and method of fabricating the same
US7678593B1 (en) * 2006-09-06 2010-03-16 The United States of America, as represented by the Director, National Security Agency Method of fabricating optical device using multiple sacrificial spacer layers
US9059138B2 (en) 2012-01-25 2015-06-16 International Business Machines Corporation Heterojunction bipolar transistor with reduced sub-collector length, method of manufacture and design structure

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4318751A (en) * 1980-03-13 1982-03-09 International Business Machines Corporation Self-aligned process for providing an improved high performance bipolar transistor
FR2508704B1 (fr) * 1981-06-26 1985-06-07 Thomson Csf Procede de fabrication de transistors bipolaires integres de tres petites dimensions
JPS6044829B2 (ja) * 1982-03-18 1985-10-05 富士通株式会社 半導体装置の製造方法
JPS59214239A (ja) * 1983-05-16 1984-12-04 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
US4465552A (en) * 1983-08-11 1984-08-14 Allied Corporation Method of selectively etching silicon dioxide with SF6 /nitriding component gas
US4686000A (en) * 1985-04-02 1987-08-11 Heath Barbara A Self-aligned contact process
US4624739A (en) * 1985-08-09 1986-11-25 International Business Machines Corporation Process using dry etchant to avoid mask-and-etch cycle
US4789648A (en) * 1985-10-28 1988-12-06 International Business Machines Corporation Method for producing coplanar multi-level metal/insulator films on a substrate and for forming patterned conductive lines simultaneously with stud vias
US4648937A (en) * 1985-10-30 1987-03-10 International Business Machines Corporation Method of preventing asymmetric etching of lines in sub-micrometer range sidewall images transfer
US4668338A (en) * 1985-12-30 1987-05-26 Applied Materials, Inc. Magnetron-enhanced plasma etching process
US4671970A (en) * 1986-02-05 1987-06-09 Ncr Corporation Trench filling and planarization process
US4767724A (en) * 1986-03-27 1988-08-30 General Electric Company Unframed via interconnection with dielectric etch stop
US4795722A (en) * 1987-02-05 1989-01-03 Texas Instruments Incorporated Method for planarization of a semiconductor device prior to metallization
US4789885A (en) * 1987-02-10 1988-12-06 Texas Instruments Incorporated Self-aligned silicide in a polysilicon self-aligned bipolar transistor
DE3776325D1 (de) * 1987-04-16 1992-03-05 Ibm Verfahren zur herstellung von kontaktoeffnungen in einer doppellagenisolation.
EP0362571A3 (en) * 1988-10-07 1990-11-28 International Business Machines Corporation Method for forming semiconductor components

Also Published As

Publication number Publication date
EP0398834B1 (en) 1995-12-06
DE69023951T2 (de) 1996-06-20
US5010039A (en) 1991-04-23
DE69023951D1 (de) 1996-01-18
CA2011235A1 (en) 1990-11-15
CA2011235C (en) 1993-06-29
EP0398834A3 (en) 1991-05-08
JPH0319213A (ja) 1991-01-28
EP0398834A2 (en) 1990-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0658902B2 (ja) 接点形成方法
JP3538775B2 (ja) 集積回路チップ及びその製造方法
US6077733A (en) Method of manufacturing self-aligned T-shaped gate through dual damascene
US6121148A (en) Semiconductor device trench isolation structure with polysilicon bias voltage contact
JP2554831B2 (ja) 基板分離トレンチを形成するための半導体処理方法
US6982442B2 (en) Structure and method for making heterojunction bipolar transistor having self-aligned silicon-germanium raised extrinsic base
US5298450A (en) Process for simultaneously fabricating isolation structures for bipolar and CMOS circuits
US4791073A (en) Trench isolation method for semiconductor devices
US5880006A (en) Method for fabrication of a semiconductor device
JPH0821639B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH02291136A (ja) バイポーラ・トランジスタ及びその製造方法
US4965217A (en) Method of making a lateral transistor
JPH0722181B2 (ja) 相補形バイポーラ・トランジスタの形成方法
US5439832A (en) Method for fabricating semiconductor device
US5019525A (en) Method for forming a horizontal self-aligned transistor
US5043786A (en) Lateral transistor and method of making same
JPH0371772B2 (ja)
US6309947B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device with improved isolation region to active region topography
US7042064B2 (en) Integrated circuit with a MOS capacitor
US6528367B1 (en) Self-aligned active array along the length direction to form un-biased buried strap formation for sub-150 NM BEST DRAM devices
US5843828A (en) Method for fabricating a semiconductor device with bipolar transistor
US4679306A (en) Self-aligned process for forming dielectrically isolating regions formed in semiconductor device
JP3190144B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法
JPH0373139B2 (ja)
JP2004087599A (ja) 半導体装置及びその製造方法