JPH0737885A - 集積回路素子のコンタクト構造及びその形成方法 - Google Patents

集積回路素子のコンタクト構造及びその形成方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】現存するプロセス技術と共存できるプロセスに
よって異なる多結晶シリコン層間にオーミックコンタク
トを提供する。 【構成】Ｎ形不純物が注入された多結晶シリコン層14上
にケイ素化合物層16を被着させ、コンタクト貫通穴20を
有する酸化層18をケイ素化合物層16上に被着させたケイ
素化合物層16の一部を露出させる。そして、Ｐ形不純物
が注入された多結晶シリコン層22を酸化物層18上に被着
し、コンタクト貫通穴20において多結晶シリコン層22と
ケイ素化合物層16を接触させてオーミックコンタクトを
形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、一般に、集積回路に
関するもので、特に、異なる多結晶シリコン相互接続層
間のコンタクトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体集積回路において、相互接続層間
にはオーミックコンタクトが望ましいということが知ら
れている。オーミックコンタクトは、Ｐ-Ｎ接合が形成
されないものである。
【０００３】異なる導電形をもつ多結晶シリコン相互接
続線がコンタクトを成すときに、Ｐ-Ｎ接合が形成され
る。同じ導電形をもつが、Ｎ--からＮ+のようなかなり
異なる不純物レベルの多結晶シリコン相互接続層がコン
タクトを成すときにも、似たような接合が形成される得
る。様々な理由のために、異なる導電形をもつ相互接続
にコンタクトを成すことがしばしば望まれる。そして、
そのような構造にオーミックコンタクトを提供すること
が望ましい。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】したがって、この発明
の目的は、異なる導電形をもつ多結晶シリコン層間に、
オーミックコンタクトを提供することである。この発明
の他の目的は、現存するプロセス技術と共存できるプロ
セスを用いて簡単に形成されるようなコンタクトを提供
することである。さらに、この発明は、SRAM装置内に負
荷を提供するために利用されるのに適したようなコンタ
クトを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため、この発明によ
れば、コンタクト構造は、２つの多結晶シリコン相互接
続層層間に電気的コンタクトを提供する。下側の多結晶
シリコン層は、その上面にケイ素化合物層をもつ。上側
の多結晶シリコン層は異なる導電形の不純物が注入さ
れ、下側の多結晶シリコン層のケイ素化合物領域とオー
ミックコンタクトを成している。
【０００６】
【実施例】この発明の特徴と考えられる新しい点は、特
許請求の範囲に記載されている。しかし、この発明は、
従来の使用形態、目的及び利点とともに、添付された図
面を参照しながら実施例についての以下の詳細な説明を
読むことによって最も深く理解されるであろう。以下に
説明されるプロセスステップ及び構造は、集積回路を製
造するための完全なプロセスフローを形成していない。
この発明は、その分野において、現在用いられている集
積回路の製造技術とともに実施されることができる。そ
して、この発明のプロセスステップが理解されるために
必要な、通常に実施された多くのプロセスステップのみ
が含まれている。図示されている製造段階の集積回路の
断面部は、縮尺されて描かれてはいず、代わりにこの発
明の重要な特徴を示すように描かれている。
【０００７】図１において、半導体基板10は酸化物層12
によって部分的に被われている。酸化物層12は半導体基
板10の全表面を完全には被っていないが、この説明に関
する部分には半導体基板10への貫通穴はない。
【０００８】多結晶シリコン層14は、酸化物層12上にあ
る。図に示されている一実施例では、多結晶シリコン層
14にはＮ形不純物が注入されている。多結晶シリコン層
14は、その上にケイ素化合物層16を形成するためにシリ
サイド化されている。多結晶シリコン層14及びケイ素化
合物層16は、信号線を形成するために、その分野におい
て知られているように、前のプロセスステップにおいて
パターン化されていた。多結晶シリコン層14は、電界効
果素子のゲート電極を形成するために通常用いられてい
るような第１番目の多結晶シリコン層であってもよい。
また、多結晶シリコン層14は、集積回路の異なる部分間
の相互接続のために用いられる第２番目以降の層であっ
てもよい。図１に示されたプロセスステップにおいて
は、素子のトランジスタは既に形成されている。
【０００９】多結晶シリコン層14とケイ素化合物層16が
形成されてパターン化されると、絶縁層例えば酸化物層
18が素子の表面に形成される。酸化物層18は、典型的に
は500から1000オングストロームの厚さの薄い酸化物層
である。酸化物層18の厚さは、この発明が、ここで用い
られて説明されている製造プロセスと両立できればどん
な厚さであってもよい。
【００１０】図２において、ケイ素化合物層16の上面に
コンタクト貫通穴20を形成するために、酸化物層18がパ
ターン化されてエッチングされている。そして、多結晶
シリコン層22が、素子の表面に被着される。
【００１１】少量のホウ素が多結晶シリコン層22に注入
されてこの多結晶シリコン層22をＰ形導体に変換する。
典型的な注入量は、およそ1013原子/cm2である。
【００１２】そして、図３において、多結晶シリコン層
22はマスクされ、Ｎ+領域24を形成するために多量のヒ
素が注入される。典型的な注入量は、５×1015原子/cm2
である。このような注入量は、Ｎ+領域24を電源線とし
て使用させるために用いられる。
【００１３】Ｐ-Ｎ接合26は、Ｎ+領域24と少量のＰ形不
純物が注入された多結晶シリコン層22との境界に形成さ
れる。多結晶シリコン層22の不純物注入は、抵抗を作る
には低く、コンタクト貫通穴20の中で縮退を起こすには
十分に高く、多結晶シリコン層22とケイ素化合物層16間
にオーミックコンタクトを提供する。また、多結晶シリ
コン層14はＮ形であるが、多結晶シリコン層14と多結晶
シリコン層22とに間にＰ-Ｎ接合は形成されない。
【００１４】不純物が多量に注入されたＮ+領域24が形
成された後に、多結晶シリコン層22が相互接続を形成す
るためにエッチングされ、図3に示された構造になる。そ
して、素子は、他の酸化物層及び相互接続レベルを所望
通り形成するための準備がされている。
【００１５】図４において、４トランジスタSRAMセルが
示されている。図１から図３までで形成されたコンタク
ト構造は、図４のセル内において負荷素子として用いら
れるのに適している。
【００１６】交差接続された１対の電界効果素子30及び
32はSRAMセルの主要部を形成する。アクセストランジス
タ34及び36は、それぞれビット線BL及び相補ビット線B
L'を接続点38及び40に接続している。当業者に知られて
いるように、アクセストランジスタ34及び36はワード線
42によってドライブされる。接続点38は、抵抗44及びダ
イード46を介して電源線ＶCCと接続されている。接続点
40は、抵抗48及びダイオード50を介して電源線ＶCCと接
続されている。
【００１７】接続点38は、図３のコンタクト貫通穴20に
対応している。抵抗44は、図３の多結晶シリコン層22に
対応している。ダイオード46はＰ-Ｎ接合26に対応して
いる。接続点40、抵抗48及びダイオード50は、同様にし
て図３に対応している。
【００１８】
【発明の効果】接続点38及び40に相応しているコンタク
ト貫通穴20でのコンタクトはオーミックコンタクトであ
るので、SRAMセルの負荷は、背中合わせの多結晶シリコ
ンダイオードによってではなくむしろ抵抗及びダイオー
ドによって形成される。SRAMセルのある種の設計におい
て、このことは抵抗のみ又は背中合わせの多結晶シリコ
ンダイオードが使用されていたときの性能を改善するこ
とができる。
【００１９】似たようなオーミックコンタクトは、Ｐ形
不純物が注入されている下側の多結晶シリコン層と上側
のＮ形の層との間に形成することができる。ケイ素化合
物層は、コンタクト貫通穴20におけるＰ-Ｎ接合の形成
を防ぐ。
【００２０】この発明は、特に、望ましい一実施例を図
示して説明したが、この発明の精神及び範囲から外れる
ことなく、その形態や詳細を様々に変更できることは当
業者によって理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例のコンタクト構造形成方法
を示す図である。
【図２】この発明の一実施例のコンタクト構造形成方法
を示す図である。
【図３】この発明に一実施例のコンタクト構造形成方法
を示す図である。
【図４】この発明により形成されたオーミックコンタク
トを利用しているSRAMセルを示す概略図である。
【符号の説明】
14 多結晶シリコン層 16 ケイ素化合物層 18 酸化物層 20 コンタクト貫通穴 22 多結晶シリコン層 24 Ｎ+領域 26 Ｐ-Ｎ接合
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年５月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トゥシウ・チウ・チャン アメリカ合衆国、テキサス州、キャロルト ン、キャメロ・ドライブ 1633 (72)発明者 デイヴィッド・スコット・カルヴァー アメリカ合衆国、テキサス州、ザ・コロニ ー、ラビング・コート 7205、ボックス 96510

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 第１の導電形をもつ第１の多結晶シリコ
    ン相互接続層、この第１の多結晶シリコン相互接続層上
    のケイ素化合物層、上記第１の多結晶シリコン相互接続
    層及び上記ケイ素化合物層を被う絶縁層であって、上記
    ケイ素化合物層の上面の一部分を露出するコンタクト貫
    通穴を有する上記絶縁層、並びに第２の導電形を有し、
    上記絶縁層の一部分を被い、上記コンタクト貫通穴にお
    いてケイ素化合物層と接触し、上記コンタクト貫通穴に
    おいてオーミックコンタクトが形成されている第２の多
    結晶シリコン相互接続層を備えている集積回路素子のコ
    ンタクト構造。
  2. 【請求項２】 第１の導電形がＮ形であり、第２の導電
    形がＰ形である請求項１の集積回路素子のコンタクト構
    造。
  3. 【請求項３】 第１の導電形がＰ形であり、第２の導電
    形がＮ形である請求項１の集積回路素子のコンタクト構
    造。
  4. 【請求項４】 第１及び第２の導電形が同じであり、第
    ２の多結晶シリコン相互接続層が第１の多結晶シリコン
    相互接続層に比べて不純物が少なく注入されている請求
    項１の集積回路素子のコンタクト構造。
  5. 【請求項５】 第２の多結晶シリコン相互接続層には上
    記コンタクト貫通穴において少量の不純物が注入されて
    いる請求項１の集積回路素子のコンタクト構造。
  6. 【請求項６】 第１及び第２の導電形が反対になるよう
    に不純物が注入され、第２の多結晶シリコン相互接続層
    の、コンタクト貫通穴から離れている部分に第１の導電
    形の不純物が注入され、第２の多結晶シリコン相互接続
    層内にＰ-Ｎ接合が形成されている請求項５の集積回路
    素子のコンタクト構造。
  7. 【請求項７】 第１の導電形をもつ第１の多結晶シリコ
    ン相互接続層を形成するステップ、この第１の多結晶シ
    リコン相互接続層上にケイ素化合物層を形成するステッ
    プ、素子全体を被う絶縁層を形成するステップ、上記絶
    縁層にコンタクト貫通穴を形成することにより上記ケイ
    素化合物層の上面のコンタクト領域が露出されるステッ
    プ、並びに第２の導電形を有し、上記絶縁層を被い、上
    記コンタクト貫通穴を通じて上記ケイ素化合物層とオー
    ミックコンタクトをなす第２の多結晶シリコン相互接続
    層を形成するステップを含む集積回路素子のコンタクト
    構造の形成方法。
  8. 【請求項８】 上記第１の導電形と上記第２の導電形と
    が同じ形であり、上記第２の多結晶シリコン相互接続層
    には上記第１の多結晶シリコン相互接続層と比較して不
    純物が少なく注入される請求項７の集積回路素子のコン
    タクト構造の形成方法。
  9. 【請求項９】 上記第１の導電形と上記第２の導電形と
    が反対の形である請求項７の集積回路素子のコンタクト
    構造の形成方法。
  10. 【請求項１０】 上記第２の多結晶シリコン相互接続層
    内部において上記コンタクト貫通穴から離れた位置に第
    １の導電形をもつ領域を形成し、上記第２の多結晶シリ
    コン相互接続層内部にＰ-Ｎ接合が形成されるステップ
    を更に含む請求項９の集積回路素子のコンタクト構造の
    形成方法。
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