JPH09283727A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH09283727A
JPH09283727A JP8097071A JP9707196A JPH09283727A JP H09283727 A JPH09283727 A JP H09283727A JP 8097071 A JP8097071 A JP 8097071A JP 9707196 A JP9707196 A JP 9707196A JP H09283727 A JPH09283727 A JP H09283727A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
interlayer insulating
recess
contact hole
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP8097071A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Miyashita
勝 宮下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP8097071A priority Critical patent/JPH09283727A/en
Publication of JPH09283727A publication Critical patent/JPH09283727A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and its manufacture which ensure uniformity in etching in the semiconductor device whose contact holes which penetrate a single layer and plural layer interlayer insulating films are formed in the same etching process. SOLUTION: On the bottom side interlayer insulating film 41 of the two layers of interlayer insulating films which are penetrated by contact holes formed in the same etching process, a recessed part 50 is formed, a wiring layer 33 on the bottom side interlayer insulating film is formed at the bottom of the recessed part 50, and on the bottom side interlayer insulating film 41, a top side interlayer insulating film 42 is formed. Then, a contact hole 62, which penetrates the interlayer insulating films 41 and 42 at a part to be energized, and a recessed part contact hole 63 which penetrates the top side interlayer insulating film and reaches the wiring layer 33 on the recessed part 50, are opened.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、多層配線層を有す
る半導体装置における多層配線層間の接続方法を改良し
た半導体装置及びそ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 an improved connection method between multi-layer wiring layers in a semiconductor device having multi-layer wiring layers and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】副ビット線構造を有するフラッシュメモ
リの平面図の一例を図5に示す。この図において、図示
しない主ビット線からコンタクトBC、及び選択トラン
ジスタSTを介して副ビット線SBLが分岐され、この
副ビット線SBLにメモリトランジスタMT1〜MT4
が接続されている。MT1とMT2のソースSDは共有
され、ソースSDは、ソースコンタクトSCを介して副
ビット線と同一のポリサイドで構成される中間配線ML
と接続されている。また、中間配線MLは中間配線コン
タクトMCを介してソース線SLと接続されている。選
択トランジスタSTのゲート電極STGはコンタクトG
Cを介して選択ゲート線STGLと接続されている。
2. Description of the Related Art An example of a plan view of a flash memory having a sub bit line structure is shown in FIG. In this figure, a sub-bit line SBL is branched from a main bit line (not shown) via a contact BC and a selection transistor ST, and the sub-bit line SBL is divided into memory transistors MT1 to MT4.
Is connected. The source SD of MT1 and MT2 is shared, and the source SD is an intermediate wiring ML formed of the same polycide as the sub bit line via the source contact SC.
Is connected to Further, the intermediate wiring ML is connected to the source line SL via the intermediate wiring contact MC. The gate electrode STG of the selection transistor ST is a contact G
It is connected via C to the select gate line STGL.

【0003】図5のA−A’線に沿った断面図を図6に
示す。図6において、基板10面に素子分離絶縁膜21
が形成され、この素子分離絶縁膜21上に、ポリサイド
構造の選択トランジスタのゲート電極STGとメモリト
ランジスタMT1のゲート電極MTG1が配線されてお
り、これらを覆って第1層間絶縁膜41が形成されてい
る。この第1層間絶縁膜41上にはポリサイド構造の中
間配線MLが形成されており、コンタクトSCを介して
基板10のソースSDと接続されている。更にこの中間
配線MLを覆って第2層間絶縁膜42が形成され、この
第2層間絶縁膜42上にはアルミニウムで構成される選
択ゲート線STGLが形成されており、選択トランジス
タSTのゲート電極STGとコンタクトGCを介して接
続されている。また、第2層間絶縁膜42上には、ソー
ス線SLが形成されており、コンタクトMCを介して中
間配線MLと接続されている。
FIG. 6 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. In FIG. 6, the element isolation insulating film 21 is formed on the surface of the substrate 10.
The gate electrode STG of the select transistor having the polycide structure and the gate electrode MTG1 of the memory transistor MT1 are wired on the element isolation insulating film 21, and the first interlayer insulating film 41 is formed so as to cover them. There is. An intermediate wiring ML having a polycide structure is formed on the first interlayer insulating film 41, and is connected to the source SD of the substrate 10 via the contact SC. Further, a second interlayer insulating film 42 is formed so as to cover the intermediate wiring ML, and a select gate line STGL made of aluminum is formed on the second interlayer insulating film 42, and the gate electrode STG of the select transistor ST is formed. And the contact GC. Further, the source line SL is formed on the second interlayer insulating film 42, and is connected to the intermediate wiring ML via the contact MC.

【0004】ソース線SLと中間配線MLとは第2層間
絶縁膜42を貫通するコンタクトMCによりなされてい
る。一方、選択トランジスタのゲート電極STGと選択
ゲート配線STGLとの接続は、第1層間絶縁膜41及
び第2層間絶縁膜42を貫通するコンタクトGCにより
なされている。この図から明らかなように、コンタクト
MCは非常に浅く、コンタクトGCは深くなっている。
The source line SL and the intermediate wiring ML are formed by a contact MC penetrating the second interlayer insulating film 42. On the other hand, the connection between the gate electrode STG of the selection transistor and the selection gate line STGL is made by the contact GC penetrating the first interlayer insulating film 41 and the second interlayer insulating film 42. As is clear from this figure, the contact MC is very shallow and the contact GC is deep.

【0005】一方、図5のB−B’線に沿った断面図を
図7に示す。図7において、基板10面に一対の選択ト
ランジスタST1、ST2が形成されている。ポリサイ
ドで構成されるこれらの一対の選択トランジスタのゲー
ト電極STG1、STG2を第1層間絶縁膜41が埋め
ている。更に、第1層間絶縁膜41の上に第2層間絶縁
膜42が形成され、この第2層間絶縁膜42上にはアル
ミニウムで構成され、更にその上のアルミニウム配線と
接続される広い面積を有する連結部IPが形成されてい
る。この連結部IPは、選択トランジスタST1、ST
2の共通拡散層とコンタクトBCを介して接続されてい
る。
On the other hand, FIG. 7 shows a sectional view taken along the line BB 'of FIG. In FIG. 7, a pair of select transistors ST1 and ST2 are formed on the surface of the substrate 10. The first interlayer insulating film 41 fills the gate electrodes STG1 and STG2 of the pair of select transistors formed of polycide. Further, the second interlayer insulating film 42 is formed on the first interlayer insulating film 41, and the second interlayer insulating film 42 is made of aluminum and has a large area to be connected to the aluminum wiring thereon. The connection part IP is formed. The connection part IP includes selection transistors ST1 and ST.
The two common diffusion layers are connected via a contact BC.

【0006】このコンタクトBCは、第2層間絶縁膜4
2と第1層間絶縁膜41とを貫通して基板の拡散層DR
に接続しているため、上記コンタクトGCより更に深
い。このような深いコンタクトBC、浅いコンタクトM
C、及びやや深いコンタクトGCは、同一工程のエッチ
ングによりコンタクト孔を形成し、その後、タングステ
ンなどでコンタクト孔を埋めることにより形成される。
そのため、このエッチングの条件は、一番深いコンタク
ト孔に合わせて行われる。
The contact BC is formed by the second interlayer insulating film 4
2 and the first interlayer insulating film 41 to penetrate the diffusion layer DR of the substrate.
Is deeper than the contact GC. Such deep contact BC, shallow contact M
The C and slightly deep contacts GC are formed by forming contact holes by etching in the same step and then filling the contact holes with tungsten or the like.
Therefore, the etching condition is adjusted to the deepest contact hole.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このエ
ッチングでは、一番浅くなる例えば上記コンタクトMC
に対しては非常にオーバーエッチングがかかることにな
る。例えば、浅いコンタクトMCに対して500%程度
のオーバーエッチングが行われる場合があり、これによ
り、コンタクト側壁にストライエーションが発生してコ
ンタクト内部が好ましくない形状になるため、その後の
タングステン埋込プロセスで歩留まりの低下などの悪影
響を及ぼしてしまう。
However, in this etching, for example, the contact MC
Will be over-etched. For example, there is a case where over-etching of about 500% is performed on the shallow contact MC, which causes striations on the contact side wall and causes an unfavorable shape inside the contact. It has a bad effect such as a decrease in yield.

【0008】この対策として、第2層間絶縁膜42の厚
さを厚くして、一番浅いコンタクトと一番深いコンタク
トとの深さの比を相対的に減らすことが考えられるが、
この場合、一番深いコンタクトの絶対的な深さが増すこ
とになるため、やはり、タングステン埋込プロセスに悪
影響を与えてしまう。
As a countermeasure against this, it is conceivable to increase the thickness of the second interlayer insulating film 42 to relatively reduce the depth ratio between the shallowest contact and the deepest contact.
In this case, the absolute depth of the deepest contact is increased, which again adversely affects the tungsten burying process.

【0009】従って、従来技術では、深さの大きく異な
るコンタクトを同時に形成するのは、非常に困難であっ
た。本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、同一の
エッチング工程で単層及び複層の層間絶縁膜を貫通する
コンタクト孔を形成する半導体装置における、エッチン
グの均一性を確保することができる半導体装置及びその
製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, in the prior art, it was very difficult to simultaneously form contacts having greatly different depths. The present invention has been made in view of the above circumstances, and is a semiconductor capable of ensuring etching uniformity in a semiconductor device in which a contact hole that penetrates single-layer and multi-layer interlayer insulating films is formed in the same etching step. An object is to provide an apparatus and a manufacturing method thereof.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、基板上に複層の層間絶縁膜が形成され、そ
のうちの一つの上側層間絶縁膜を貫通し、上側層間絶縁
膜上にある上側配線とその下側にある下側層間絶縁膜上
にある中間配線とを接続する中間接続部、及び該上側層
間絶縁膜とその下の下側層間絶縁膜とを貫通し、上側層
間絶縁膜上にある上側配線と、下側層間絶縁膜に覆われ
ている被導通部とを接続する被導通部接続部とを有する
半導体装置において、上記下側層間絶縁膜に形成された
接続凹部と、該下側層間絶縁膜と該接続凹部に亘って形
成された上記中間配線と、該接続凹部において上記上側
層間絶縁膜を貫通し、該接続凹部の底部に存する該中間
配線と上記上側配線とを接続する凹部接続部とを有する
ことを特徴とする半導体装置を提供する。
According to the present invention, in order to achieve the above object, a multi-layered interlayer insulating film is formed on a substrate, and one of the upper interlayer insulating films penetrates through the upper interlayer insulating film. At an intermediate connection portion for connecting the upper wiring in and the intermediate wiring on the lower interlayer insulating film therebelow, and through the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film thereunder, In a semiconductor device having an upper wiring on an insulating film and a conductive portion connecting portion that connects a conductive portion covered by a lower interlayer insulating film, a connection recess formed in the lower interlayer insulating film. And the intermediate wiring formed over the lower interlayer insulating film and the connection recess, the intermediate wiring penetrating the upper interlayer insulation film in the connection recess and existing at the bottom of the connection recess, and the upper wiring. And a recess connecting portion for connecting with Providing conductor device.

【0011】また、本発明は、上記目的を達成するた
め、基板に下側層間絶縁膜を形成する工程と、該下側層
間絶縁膜に接続凹部を形成する工程と、該下側層間絶縁
膜上及び該接続凹部の底部に中間配線を形成する工程
と、該中間配線を被覆する上側層間絶縁膜を形成する工
程と、該上側層間絶縁膜に、接続凹部底部の中間配線層
に達する凹部コンタクト孔と、上記上側層間絶縁膜と下
側層間絶縁膜とを貫通し、該下側層間絶縁膜で覆われた
被導通部に達する被導通部コンタクト孔とを開孔する工
程と、上記凹部コンタクト孔を導電体で埋めて凹部接続
部と、該被導通部コンタクト孔を導電体で埋めて被導通
部接続部とをそれぞれ形成する工程とを有することを特
徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention further comprises the step of forming a lower interlayer insulating film on a substrate, the step of forming a connection recess in the lower interlayer insulating film, and the lower interlayer insulating film. A step of forming an intermediate wiring on the top and the bottom of the connection recess; a step of forming an upper interlayer insulating film covering the intermediate wiring; and a recess contact reaching the intermediate wiring layer at the bottom of the connection recess in the upper interlayer insulating film. A step of forming a hole and a contact portion contact hole that penetrates the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film and reaches the conductive portion covered with the lower interlayer insulating film; Provided is a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of filling a hole with a conductor to form a recess connection portion and a conductive portion to fill the contact hole with a conductor, respectively. To do.

【0012】本発明の半導体装置の製造方法は、同一の
エッチング工程で形成するコンタクト孔で貫通させる2
層の層間絶縁膜のうち、下側層間絶縁膜に凹部を形成
し、この凹部の底部に下側層間絶縁膜上の配線層を配
し、この下側層間絶縁膜の上に上側層間絶縁膜を形成し
た後、これらの層間絶縁膜を貫通する被導通部コンタク
ト孔と、上側層間絶縁膜を貫通し、凹部にある配線層に
達する凹部コンタクト孔とを開孔させる。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a contact hole formed in the same etching step is used to penetrate 2
Of the interlayer insulating film of the layer, a recess is formed in the lower interlayer insulating film, the wiring layer on the lower interlayer insulating film is arranged at the bottom of the recess, and the upper interlayer insulating film is formed on the lower interlayer insulating film. After the formation, the contacted portion contact hole penetrating these interlayer insulating films and the recess contact hole penetrating the upper interlayer insulating film and reaching the wiring layer in the recess are formed.

【0013】上記凹部コンタクト孔は、上側層間絶縁膜
を貫通するものであるが、その下の下側層間絶縁膜に形
成された凹部に達するため、その凹部の凹みの分上側層
間絶縁膜の厚さより深くなっており、そのため、被導通
部コンタクト孔との深さの差が小さくなっている。
The recess contact hole penetrates the upper interlayer insulating film, but since it reaches the recess formed in the lower interlayer insulating film therebelow, the thickness of the upper interlayer insulating film is equal to that of the recess. Therefore, the difference in depth from the contact hole of the conductive portion is small.

【0014】従って、従来浅かったコンタクト孔を凹部
の深さの分深くし、深いコンタクトとの深さの差を可及
的に少なくすることができるので、エッチングの際、オ
ーバーエッチングになることを防止でき、コンタクト孔
の形状を悪化させることを防止することができる。
Therefore, since the contact hole, which was conventionally shallow, can be deepened by the depth of the recess to minimize the difference in depth from the deep contact, it is possible to prevent overetching during etching. It is possible to prevent the deterioration of the shape of the contact hole.

【0015】本発明の半導体装置は、上記下側層間絶縁
膜に形成された接続凹部と該接続凹部において該上側層
間絶縁膜を貫通し、該接続凹部の底部に存する中間配線
と上記上側配線とを接続する凹部接続部とを有する。こ
の凹部接続部が凹部の分長くなっているので、上側層間
絶縁膜と下側層間絶縁膜の両者を貫通する接続部との長
さの差が少なく、両接続部の形成時の問題を回避するこ
とができる。
In the semiconductor device of the present invention, the connection recess formed in the lower interlayer insulating film and the intermediate wiring penetrating the upper interlayer insulating film in the connection recess and existing at the bottom of the connection recess and the upper wiring are formed. And a recess connecting portion for connecting the. Since the recess connecting portion is longer by the length of the recess, the difference in length between the connecting portion penetrating both the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film is small, and the problem at the time of forming both connecting portions is avoided. can do.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明するが、本発明は、下記の実施形態に限定される
ものではない。図1は、本発明の半導体装置の一形態の
断面構造を示すもので、図6に相当する構造部分を示
す。この半導体装置1は、半導体基板10表面に素子分
離絶縁膜(LOCOS)21が形成されており、素子分
離絶縁膜21が形成されていない基板面には、例えば図
6のソース拡散層SDである拡散層11が形成されてい
る。素子分離絶縁膜21上に、例えばポリサイド構造の
ゲート電極(図面では2個)31(例えば図6の選択ト
ランジスタSTG2)、32(例えば図6のメモリトラ
ンジスタMTG1)等が配線され、第1層間絶縁膜41
がこれらの配線を覆っている。この第1層間絶縁膜41
には、第1層間絶縁膜41を貫通する接続凹部50が形
成されており、この接続凹部50は、素子分離絶縁膜2
1も貫通して基板10面に達している。そして、第1層
間絶縁膜41の表面には、例えば複ビット線構造のフラ
ッシュメモリのソース線のようなポリサイド構造の中間
配線33が形成されており、この中間配線33は、基板
10の拡散層11と第1接続部34により接続されてい
る。接続凹部50の底部にも中間配線33aが形成され
ている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 shows a sectional structure of one embodiment of the semiconductor device of the present invention, and shows a structural portion corresponding to FIG. In this semiconductor device 1, an element isolation insulating film (LOCOS) 21 is formed on the surface of the semiconductor substrate 10, and the substrate surface where the element isolation insulating film 21 is not formed is, for example, the source diffusion layer SD of FIG. The diffusion layer 11 is formed. On the element isolation insulating film 21, for example, gate electrodes (two in the drawing) 31 (for example, the selection transistor STG2 in FIG. 6) and 32 (for example, the memory transistor MTG1 in FIG. 6) having a polycide structure are wired, and the first interlayer insulation is performed. Membrane 41
Covers these wires. This first interlayer insulating film 41
Has a connection recess 50 penetrating the first interlayer insulating film 41. The connection recess 50 is formed in the element isolation insulating film 2
1 also penetrates and reaches the surface of the substrate 10. Then, on the surface of the first interlayer insulating film 41, an intermediate wiring 33 having a polycide structure such as a source line of a flash memory having a double bit line structure is formed, and the intermediate wiring 33 is a diffusion layer of the substrate 10. 11 and the first connecting portion 34. The intermediate wiring 33a is also formed on the bottom of the connection recess 50.

【0017】また、第2層間絶縁膜42が、第1層間絶
縁膜41を覆っている。この第2層間絶縁膜42には、
例えばアルミニウムで構成される第1上側配線36(例
えば、図6の複ビット線構造のフラッシュメモリにおけ
る選択ゲート配線STGL)と、例えば同じくアルミニ
ウムで構成される第2上側配線層37(例えば、図6に
おけるソース線SL)とが配線されている。第1上側配
線36は、第2層間絶縁膜42と第1層間絶縁膜41と
を貫通する被導通部接続部38により素子分離絶縁膜2
1上の配線層31と接続されている。また、第2上側配
線層37は、第2層間絶縁膜42を貫通する凹部接続部
39により、接続凹部50の底部に存する中間配線層3
3aと接続されている。
The second interlayer insulating film 42 covers the first interlayer insulating film 41. In the second interlayer insulating film 42,
For example, the first upper wiring 36 made of aluminum (for example, the select gate wiring STGL in the flash memory having the double bit line structure of FIG. 6) and the second upper wiring layer 37 also made of aluminum (for example, FIG. 6). Source line SL) in FIG. The first upper wiring 36 is connected to the element isolation insulating film 2 by the connected portion 38 that penetrates the second interlayer insulating film 42 and the first interlayer insulating film 41.
1 is connected to the upper wiring layer 31. In addition, the second upper wiring layer 37 includes the intermediate wiring layer 3 existing at the bottom of the connection concave portion 50 due to the concave portion connecting portion 39 penetrating the second interlayer insulating film 42.
It is connected to 3a.

【0018】このような構造の半導体装置1では、凹部
接続部39の長さは、第2層間絶縁膜42の厚さと第1
層間絶縁膜41の厚さとのほぼ合計になる。一方、被導
通部接続部38の長さは、第2層間絶縁膜42と第1層
間絶縁膜41から配線層31の厚さを引いた分の厚さと
の合計となる。また、図6に示したような第2層間絶縁
膜42と第1層間絶縁膜41とを貫通して基板に達する
接続部BCの長さは、第1層間絶縁膜41と第2層間絶
縁膜42との合計となる。
In the semiconductor device 1 having such a structure, the length of the recess connection portion 39 is equal to the thickness of the second interlayer insulating film 42 and the first
It is almost the same as the thickness of the interlayer insulating film 41. On the other hand, the length of the conductive portion connection portion 38 is the sum of the thickness obtained by subtracting the thickness of the wiring layer 31 from the second interlayer insulating film 42 and the first interlayer insulating film 41. In addition, the length of the connecting portion BC that penetrates the second interlayer insulating film 42 and the first interlayer insulating film 41 and reaches the substrate as shown in FIG. 6 is determined by the first interlayer insulating film 41 and the second interlayer insulating film. 42 and the total.

【0019】従って、これら3つの接続部38、39、
ACの長さはほぼ同じくなり、第2層間絶縁膜42上に
形成したレジストをマスクとしてエッチングでコンタク
ト孔を開孔する際に、ほぼ同じ時期にこれら3つのコン
タクト孔を完成することができるので、オーバーエッチ
ングによるコンタクト孔の形状が悪くなることを防止で
きる。また、従来浅いコンタクト孔を深く形成するの
で、最も深いコンタクト孔の深さを増加させることはな
い。そのため、例えばこれらの接続部の形成のために、
コンタクト孔をタングステンなどで埋め込む際、埋込形
状が悪化することはなくなる。
Therefore, these three connecting portions 38, 39,
Since the AC lengths are substantially the same, these three contact holes can be completed at approximately the same time when the contact holes are opened by etching using the resist formed on the second interlayer insulating film 42 as a mask. Therefore, it is possible to prevent the shape of the contact hole from being deteriorated due to overetching. Further, since the shallow contact hole is conventionally formed deeply, the depth of the deepest contact hole is not increased. So, for example, to form these connections,
When the contact hole is filled with tungsten or the like, the embedded shape does not deteriorate.

【0020】次に、上記半導体装置1の製造工程につい
て説明する。まず、図2(a)に示すように、半導体基
板10の活性領域を例えば窒化珪素で被覆した状態で熱
酸化して素子分離絶縁膜(LOCOS)21を形成す
る。次に、図2(b)に示すように、各種のゲート電極
31、32を形成する。例えば複ビット線構造における
選択トランジスタのゲート電極、メモリトランジスタの
コントロールゲート、周辺回路のトランジスタのゲート
電極などを例えばポリシリコン31aとタングステンシ
リサイド31bで構成される第2ポリサイドとして形成
する。なお、フラッシュメモリ等のフローティングゲー
トを有するメモリトランジスタを形成する場合は、ゲー
ト電極形成前に、フローティングゲート及びONO等の
絶縁膜を形成しておく。また、イオン注入などで拡散層
11を形成する。
Next, the manufacturing process of the semiconductor device 1 will be described. First, as shown in FIG. 2A, the element isolation insulating film (LOCOS) 21 is formed by thermal oxidation in a state where the active region of the semiconductor substrate 10 is covered with, for example, silicon nitride. Next, as shown in FIG. 2B, various gate electrodes 31 and 32 are formed. For example, the gate electrode of the select transistor in the multi-bit line structure, the control gate of the memory transistor, the gate electrode of the transistor of the peripheral circuit, etc. are formed as the second polycide composed of, for example, polysilicon 31a and tungsten silicide 31b. When forming a memory transistor having a floating gate such as a flash memory, the floating gate and an insulating film such as ONO are formed before forming the gate electrode. Further, the diffusion layer 11 is formed by ion implantation or the like.

【0021】その後、図2(c)に示すように、例えば
酸化珪素などをCVD等で堆積して第1層間絶縁膜41
を形成し、ゲート電極31、32を埋め込む。次いで、
図2(d)に示すように、第1層間絶縁膜41に図示し
ないレジストをパターニングした後、反応性イオンエッ
チングなどで基板の拡散層11とのコンタクト孔61、
及び接続凹部50等の形成を行う第1エッチング工程を
行う。接続凹部50形成のエッチングは、同図に示すよ
うに、素子分離絶縁膜21を貫通して基板をエッチング
ストッパーとして基板10表面に達するように行うこと
が好ましい。この接続凹部50の底面は基板10面で構
成されている。なお、接続凹部50の目的は、浅いコン
タクト孔を深くして深いコンタクトとの深さの相対比を
できる限り小さくすることであるから、接続凹部50の
深さは、上記基板表面まででなくてもよく、適宜選定す
ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 2C, for example, silicon oxide is deposited by CVD or the like to form the first interlayer insulating film 41.
And the gate electrodes 31 and 32 are embedded. Then
As shown in FIG. 2D, after patterning a resist (not shown) on the first interlayer insulating film 41, contact holes 61 with the diffusion layer 11 of the substrate are formed by reactive ion etching or the like.
And the 1st etching process which forms the connection recessed part 50 grade | etc., Is performed. It is preferable that the etching for forming the connection recess 50 is performed so as to penetrate the element isolation insulating film 21 and reach the surface of the substrate 10 using the substrate as an etching stopper, as shown in FIG. The bottom surface of the connection recess 50 is composed of the surface of the substrate 10. Since the purpose of the connection recess 50 is to deepen the shallow contact hole to make the relative ratio of the depth to the deep contact as small as possible, the depth of the connection recess 50 is not limited to the substrate surface. Alternatively, it can be appropriately selected.

【0022】そして、図3(e)に示すように、例えば
複ビット線構造のフラッシュメモリにおける複ビット線
とソース配線層などの中間配線層33を、例えばポリシ
リコン33aとタングステンシリサイド33bのポリサ
イド構造(第3ポリサイド)などで形成する。この中間
配線層33は、コンタクト孔61を埋めて基板10の拡
散層11と第1接続部34で接続される。また、接続凹
部50の少なくとも底面の一部を覆うように接続凹部5
0にも形成する。
Then, as shown in FIG. 3E, for example, in the multi-bit line and the intermediate wiring layer 33 such as the source wiring layer in the flash memory having the multi-bit line structure, for example, a polycide structure of polysilicon 33a and tungsten silicide 33b is used. (Third polycide) or the like. The intermediate wiring layer 33 fills the contact hole 61 and is connected to the diffusion layer 11 of the substrate 10 at the first connection portion 34. Further, the connection recess 5 is formed so as to cover at least a part of the bottom surface of the connection recess 50.
It also forms 0.

【0023】次に、図3(f)に示すように、例えばB
PSGなどをCVD等で堆積して第2層間絶縁膜42を
形成し、中間配線層33を埋め、リフローなどの平坦化
処理を行う。そして、図3(g)に示すように、第2層
間絶縁膜42の上に図示しないレジストをパターニング
した後、第2エッチング工程を行い、反応性イオンエッ
チングなどで、例えば複ビット線構造のフラッシュメモ
リにおける選択トランジスタのゲート電極と接続するた
めの被導通部コンタクト孔62と、接続凹部50の底面
にある中間配線33aと接続するための凹部コンタクト
孔63を反応性イオンエッチングなどで開孔させる。こ
のエッチングでは、被導通部コンタクト孔62と凹部コ
ンタクト孔63の深さはほぼ同等であり、また、図7に
示したような基板面に直接接続する深いコンタクト孔を
同時にエッチングする場合でも、これらのコンタクト孔
の深さは、ほぼ同等であり、オーバーエッチングが生じ
るおそれはない。
Next, as shown in FIG. 3 (f), for example, B
PSG or the like is deposited by CVD or the like to form the second interlayer insulating film 42, the intermediate wiring layer 33 is filled, and a planarization process such as reflow is performed. Then, as shown in FIG. 3G, after patterning a resist (not shown) on the second interlayer insulating film 42, a second etching process is performed, and a flash of a double bit line structure is performed by reactive ion etching or the like. A conductive portion contact hole 62 for connecting to the gate electrode of the select transistor in the memory and a recess contact hole 63 for connecting to the intermediate wiring 33a on the bottom surface of the connection recess 50 are opened by reactive ion etching or the like. In this etching, the contacted portion contact hole 62 and the recessed contact hole 63 have substantially the same depth, and even when a deep contact hole directly connected to the substrate surface as shown in FIG. The contact holes have almost the same depth, and there is no risk of overetching.

【0024】次に、図4(h)に示すように、例えばタ
ングステンを堆積した後エッチバックする方法により、
コンタクト孔62をタングステンで埋めて被導通部接続
部38、コンタクト孔63をタングステンで埋めて凹部
接続部39、及び他のコンタクト孔を埋めて、それぞれ
接続部を形成する。
Next, as shown in FIG. 4H, for example, by a method of depositing tungsten and then etching back,
The contact hole 62 is filled with tungsten to fill the connected portion 38, the contact hole 63 is filled with tungsten to fill the recessed connecting portion 39, and other contact holes to form a connecting portion.

【0025】そして、第2層間絶縁膜42上にアルミニ
ウムを堆積した後、パターニングして、例えば各々の接
続部と接続する複ビット線構造のフラッシュメモリにお
ける選択ゲート配線36、ソース線37を形成し、これ
により、図1に示した半導体構造を実現することができ
る。
Then, after depositing aluminum on the second interlayer insulating film 42, patterning is performed to form, for example, a select gate wiring 36 and a source line 37 in a flash memory having a multi-bit line structure which is connected to each connection portion. As a result, the semiconductor structure shown in FIG. 1 can be realized.

【0026】上記工程によれば、接続凹部の形成は、第
1コンタクト孔形成工程で、コンタクトの形成と同じマ
スクで、かつ同じエッチング工程で行えるため、プロセ
スステップ数が増加することはない。そして、第2コン
タクト孔形成工程では、コンタクト孔の深さをそろえて
いるため、オーバーエッチングを防止することができ、
コンタクト孔の埋込を悪化させることがないため、歩留
まりが向上する。
According to the above process, the connection recess can be formed in the first contact hole forming process using the same mask as the contact forming process and the same etching process, and therefore the number of process steps does not increase. Further, in the second contact hole forming step, since the depths of the contact holes are aligned, overetching can be prevented,
Since the filling of the contact hole is not deteriorated, the yield is improved.

【0027】[0027]

【発明の効果】本発明の半導体装置は、上側の層間絶縁
膜上の配線と、下側の層間絶縁膜上の配線や基板面との
接続部の長さがそろっているため、接続部形成時のオー
バーエッチングが生じ難く、確実な接続が可能である。
According to the semiconductor device of the present invention, since the length of the connection between the wiring on the upper interlayer insulating film and the wiring on the lower interlayer insulating film or the substrate surface is the same, the connection portion is formed. Over-etching is unlikely to occur and reliable connection is possible.

【0028】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、複数の層間絶縁膜を貫通するコンタクト孔を形成
する際、コンタクト孔の深さがそろっているため、良好
な形状のコンタクト孔を形成でき、歩留まりが向上す
る。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when forming the contact holes penetrating the plurality of interlayer insulating films, the depth of the contact holes is uniform, so that a contact hole having a good shape is formed. It can be formed and the yield is improved.

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

【図1】本発明の半導体装置の一形態を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of a semiconductor device of the present invention.

【図2】(a)〜(d)は、本発明の半導体装置の製造
工程を示すそれぞれ断面図である。
2A to 2D are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device of the present invention.

【図3】(e)〜(g)は、図2に続く製造工程を示す
それぞれ断面図である。
3 (e) to 3 (g) are cross-sectional views showing the manufacturing process subsequent to FIG.

【図4】(h)、(i)は、図3に続く製造工程を示す
それぞれ断面図である。
4 (h) and (i) are cross-sectional views showing the manufacturing process following FIG.

【図5】副ビット線構造のフラッシュメモリの平面図で
ある。
FIG. 5 is a plan view of a flash memory having a sub bit line structure.

【図6】図5のA−A’線に沿った断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG.

【図7】図5のB−B’線に沿った断面図である。7 is a cross-sectional view taken along the line B-B ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…基板、21…素子分離絶縁膜、31、32…ゲー
ト電極、33…中間配線層、38…被導通接続部、39
…凹部接続部、41…第1層間絶縁膜、42…第2層間
絶縁膜、50…接続凹部
10 ... Substrate, 21 ... Element isolation insulating film, 31, 32 ... Gate electrode, 33 ... Intermediate wiring layer, 38 ... Conductive connection part, 39
... Recess connection portion, 41 ... First interlayer insulating film, 42 ... Second interlayer insulating film, 50 ... Connection recess

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に複層の層間絶縁膜が形成され、そ
のうちの一つの上側層間絶縁膜を貫通し、上側層間絶縁
膜上にある上側配線とその下側にある下側層間絶縁膜上
にある中間配線とを接続する中間接続部、及び該上側層
間絶縁膜とその下の下側層間絶縁膜とを貫通し、上側層
間絶縁膜上にある上側配線と、下側層間絶縁膜に覆われ
ている被導通部とを接続する被導通部接続部とを有する
半導体装置において、 上記下側層間絶縁膜に形成された接続凹部と、 該下側層間絶縁膜と該接続凹部に亘って形成された上記
中間配線と、 該接続凹部において上記上側層間絶縁膜を貫通し、該接
続凹部の底部に存する該中間配線と上記上側配線とを接
続する凹部接続部とを有することを特徴とする半導体装
置。
1. A multi-layered interlayer insulating film is formed on a substrate, one upper interlayer insulating film of which is penetrated, and an upper wiring on the upper interlayer insulating film and a lower interlayer insulating film below the upper wiring. An intermediate connection portion connecting the upper intermediate wiring, and the upper interlayer insulating film and the lower interlayer insulating film thereunder are penetrated to form an upper wiring on the upper interlayer insulating film and a lower interlayer insulating film. In a semiconductor device having a covered portion connecting portion that connects the covered portion to be covered, a connecting concave portion formed in the lower interlayer insulating film, and the lower interlayer insulating film and the connecting concave portion. It is characterized in that it has the formed intermediate wiring and a recess connection portion that penetrates the upper interlayer insulating film in the connection recess and connects the intermediate wiring and the upper wiring at the bottom of the connection recess. Semiconductor device.
【請求項2】上記接続凹部の底面が基板面で構成されて
いる請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a bottom surface of the connection recess is a substrate surface.
【請求項3】基板に下側層間絶縁膜を形成する工程と、 該下側層間絶縁膜に接続凹部を形成する工程と、 該下側層間絶縁膜上及び該接続凹部の底部に中間配線を
形成する工程と、 該中間配線を被覆する上側層間絶縁膜を形成する工程
と、 該上側層間絶縁膜に、接続凹部底部の中間配線層に達す
る凹部コンタクト孔と、上記上側層間絶縁膜と下側層間
絶縁膜とを貫通し、該下側層間絶縁膜で覆われた被導通
部に達する被導通部コンタクト孔とを開孔する工程と、 上記凹部コンタクト孔を導電体で埋めて凹部接続部と、
該被導通部コンタクト孔を導電体で埋めて被導通部接続
部とをそれぞれ形成する工程とを有することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
3. A step of forming a lower interlayer insulating film on a substrate, a step of forming a connecting recess in the lower interlayer insulating film, and an intermediate wiring on the lower interlayer insulating film and at the bottom of the connecting recess. A step of forming, an step of forming an upper interlayer insulating film covering the intermediate wiring, a concave contact hole reaching the intermediate wiring layer at the bottom of the connection concave, the upper interlayer insulating film and the lower side of the upper interlayer insulating film. A step of penetrating the interlayer insulating film and forming a contact hole of the conductive portion reaching the conductive portion covered with the lower interlayer insulating film; and filling the concave contact hole with a conductor to form a concave connecting portion. ,
A step of filling the contact hole of the conductive portion with a conductor to form a connecting portion of the conductive portion, respectively.
【請求項4】上記接続凹部を基板面に形成されている素
子分離絶縁膜を貫通して形成する請求項3記載の半導体
装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the connection recess is formed by penetrating an element isolation insulating film formed on the substrate surface.
【請求項5】上記接続凹部形成のエッチングと、下側層
間絶縁膜に形成するコンタクト孔形成のエッチングとを
同一のエッチング工程で行う請求項3記載の半導体装置
の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 3, wherein the etching for forming the connection recess and the etching for forming a contact hole formed in the lower interlayer insulating film are performed in the same etching step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007201494A (en) * 2007-03-26 2007-08-09 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor storage device

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