JPH0974188A

JPH0974188A - 半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0974188A
Application number: JP22789795A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Morihara; 敏則森原; Yoshitaka Fujiishi; 義隆藤石
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1995-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】低温熱処理が可能で、低コンタクト抵抗を実
現したうえでなお、接合リーク電流が微小なものとなる
半導体記憶装置を得る。【解決手段】コンタクトホール１４ａの底面にあたる
半導体基板１の表面に付着する、主成分が炭化ケイ素の
変質層を除去してコンタクト領域１２を形成する。この
コンタクト領域１２に接し、コンタクトホール１４ａを
介して層間絶縁層１４上に延在する低不純物濃度の第１
の配線層１５ａと、その上層の高不純物濃度の第２の配
線層１５ｂを積層し、配線層１５ａからの不純物拡散に
より低不純物濃度の不純物領域１１を形成し、配線層１
５ｂからの不純物拡散により高不純物濃度の不純物領域
１０を形成する。不純物領域１０の周囲を１１が囲む構
造となるため、これらの周囲に存在するＰ型ウェル２叉
はＰ型チャネルカット領域４とこれらとの間の電界強度
が緩和され、リーク電流が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は半導体装置及びそ
の製造方法に係わり、特に、配線とコンタクト領域を介
し接する不純物領域の構造及びその製造方法に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、半導体素子の微細化に伴い、半導
体基板の一主面に形成された不純物領域、例えばＭＯＳ
トランジスタのソース／ドレイン領域と配線との電気的
な接続のために設けられた層間絶縁層に形成されたコン
タクトホールにおいても、そのサイズが微細化されてき
ている。

【０００３】これらコンタクトホールの微細化に伴い、
コンタクトホール下部に位置する配線と不純物領域の接
触するコンタクト領域におけるコンタクト抵抗の低減が
不可欠となり、そのため、配線と半導体基板の一主面に
形成される不純物領域が接触する部分であるコンタクト
領域において、上記配線の形成以前に半導体の表面をエ
ッチングすることにより、半導体表面にコンタクトホー
ル形成時に付着した変質層が除去されたコンタクト領域
を得て、低コンタクト抵抗を実現することが検討されて
きている。

【０００４】以下に、層間絶縁層のコンタクトホール下
部に位置するＮ型ＭＯＳトランジスタのソース／ドレイ
ン領域と配線との接触部分であるコンタクト領域におい
て、配線の形成以前に半導体基板の一主面の表面をエッ
チングすることにより、変質層を除去されたコンタクト
領域を形成し、低コンタクト抵抗を実現する半導体装置
及びその製造方法の例について図２７ないし図３１に従
って説明する。

【０００５】図２７は上記低コンタクト抵抗を実現する
半導体装置を示すものであり、図２７に示すように、こ
の半導体装置は、まず、Ｐ型のシリコン基板からなる半
導体基板１の一主面にＰ型のウェル２、及び、素子間を
電気的に分離するための分離酸化膜３と、この分離酸化
膜３の下に位置する高濃度のＰ型の不純物を含有する
（以下、Ｐ＋と表すこととする。）チャネルカット領域
４と、上記半導体基板１上に形成されたシリコン酸化膜
からなるゲート絶縁膜５と、ワード線の一部を兼ねてい
る、上記ゲート絶縁膜５上に形成されたポリシリコンか
らなるゲート電極６と、このゲート電極６上に形成され
たシリコン酸化膜からなる上敷絶縁膜７と、上記ゲート
絶縁膜５、ゲート電極６及び上敷絶縁膜７の両側面に形
成されたシリコン酸化膜からなるサイドウォール８を備
えたものである。

【０００６】加えて、上記半導体装置は、上記ゲート電
極６およびサイドウォール８の下及びその近傍に位置
し、上記半導体基板１の一主面に形成されたソース／ド
レイン領域の一部であるＮ型の不純物濃度が低濃度（以
下、Ｎ−と表すこととする。）の不純物領域９と、上記
コンタクトホール１４ａの下部に位置する半導体基板１
の表面をエッチングする事により形成されるコンタクト
領域１２と、上記半導体基板１の一主面に上記コンタク
ト領域１２を介し、配線１５からの不純物の拡散により
形成されるソース／ドレイン領域の一部であるＮ＋の不
純物領域１０と、上記コンタクト領域１２上に形成され
たコンタクトホール１４ａを有する層間絶縁層１４と、
この層間絶縁層１４上、上記コンタクトホール１４ａ内
及び上記コンタクト領域１２上に形成され、コンタクト
領域１２を介して不純物領域１０に接続される不純物濃
度が高濃度である配線１５を備えたものである。

【０００７】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図２８ないし図３１を用いて説明す
る。図２８に示されるように、まずＰ型の半導体基板１
の一主面に形成されたＰ型ウェル２にチャネルカット領
域４及び分離酸化膜３を形成し、次に半導体基板１の一
主面にゲート絶縁膜５、ゲート電極６及び上敷絶縁膜７
を形成し、これら３層構造のゲート絶縁膜５、ゲート電
極６及び上敷絶縁膜７と分離酸化膜３をマスクとしてひ
素イオン叉はリンイオンなどのＮ型不純物をイオン注入
して、ソース／ドレイン領域９を形成する。

【０００８】次に、これらゲート電極６及び上敷絶縁膜
７の両側面に、シリコン酸化膜からなる一対のサイドウ
ォール８を形成し、このサイドウォール８、上記３層構
造のゲート絶縁膜５、ゲート電極６及び上敷絶縁膜７並
びに分離酸化膜３をマスクとしてひ素イオンまたはリン
イオンなどのＮ型不純物をイオン注入して、ソース／ド
レイン領域９の一部を高濃度にし、その後、半導体基板
１の一主面上にシリコン酸化膜からなる層間絶縁層１４
を形成する。

【０００９】さらに、図２９に示されるように、層間絶
縁層１４にコンタクトホール１４ａを形成する。この
時、このコンタクトホール１４ａの底面に位置する半導
体基板１の表面には変質層１３が付着している。この変
質層１３はエッチングによるコンタクトホール１４ａ形
成時に発生する炭化ケイ素を主成分とするものである。

【００１０】ここで、図３０に示すように、上記変質層
１３を等方性エッチングにより除去することにより、半
導体基板１の一主面に、炭化ケイ素を実質的に含まない
コンタクト領域１２を形成する。この時、エッチングに
より上記変質層１３のみでなく半導体基板１の表面もエ
ッチングされることが一般的である。

【００１１】次に、図３１に示すように、このコンタク
ト領域１２上、コンタクトホール１４ａ内及び上記層間
絶縁層１４上に、Ｎ型の不純物濃度が高濃度である（以
下、Ｎ＋と表すこととする。）ポリシリコン層を積層
し、これをエッチングし配線１５を形成する。この時、
上記配線１５の一部でコンタクト領域１２に接する部分
はエピタキシャル層１６となっている。ここで上記配線
１５を形成する際に、上記ポリシリコン層が含有してい
る不純物が半導体基板１の一主面にコンタクト領域１２
を介して拡散し、上記ポリシリコン層からの不純物の拡
散によりＮ＋の不純物領域１０が形成される。

【００１２】このように製造された半導体装置において
は、配線１５とソース／ドレイン領域の一部であるＮ＋
の不純物領域１０との間に位置するコンタクト領域１２
は、配線１５が形成される前に半導体基板１の表面をエ
ッチングすることにより炭化ケイ素を主成分とする変質
層１３を除去し、形成されているので、上記配線１５と
なるポリシリコン層からの不純物の拡散が上記変質層１
３により妨げられることなく進み、そのため、上記Ｎ＋
の不純物領域１０において、高温の下での拡散を行う必
要がなく、半導体基板１にかかる熱応力などの影響を抑
制することができる。叉、同時に、拡散により不純物領
域１０を形成しているので、イオン注入などの方法に比
べ半導体基板１の一主面の浅い部分に不純物領域１０を
形成できる。さらに、上記変質層１３の除去により、コ
ンタクト領域１２における配線１５と不純物領域１０と
の間のコンタクト抵抗を低減することが可能となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、このように
構成された半導体装置においては、上記ポリシリコン層
からの拡散により熱処理温度を低温にしても半導体基板
１の一主面の浅い部分に不純物領域１０を形成でき、か
つ、配線１５のコンタクト領域１２に接する部分がエピ
タキシャル層１６となっており、しかも、コンタクト領
域１２から変質層１３が取り除かれているために低コン
タクト抵抗を実現できるものの、Ｎ＋の不純物領域１０
の周囲がＰ型ウェル２に囲まれており、叉、コンタクト
ホール１４ａが分離酸化膜３の一部を削るよう開口され
た場合にはＮ＋の不純物領域１０がチャネルカット領域
４に接することとなり、不純物領域１０とＰ型ウェル２
叉はチャネルカット領域４との間ににかかる電界強度が
高いために、不純物領域１０からＰ型ウェル２叉はチャ
ネルカット領域４へ流れ込む接合リーク電流が大きいと
いう問題があった。

【００１４】この発明は上記した点に鑑みてなされたも
のであり、低温熱処理が可能で、かつ、低コンタクト抵
抗を実現した上でなお、接合リーク電流が微小なものと
なる半導体装置を得ることを目的とするものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、第１の導電型の半導体基板の一主面上に形成され
たコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体
基板の表面の上記コンタクトホールに開口する部分に形
成されたコンタクト領域と、このコンタクト領域に接続
されるとともに上記コンタクトホールを介して上記層間
絶縁層上に延在し、第２の導電型を呈するための不純物
の濃度の分布が上記コンタクト領域からの距離が遠いほ
ど高濃度である配線と、上記半導体基板の一主面に位置
し、上記コンタクト領域に接すると共にその不純物濃度
の分布が上記コンタクト領域からの距離が遠いほど低濃
度となる第２の導電型の不純物領域を設けたものであ
る。

【００１６】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上に形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層
と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開
口する部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタ
クト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを
介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電型を呈する
ための不純物の濃度が低い第１の配線層、この第１の配
線層上に積層されるとともに、第２の導電型を呈するた
めの不純物の濃度が高い第２の配線層の両配線層を備え
た配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コン
タクト領域に接するとともに、第２の導電型を呈するた
めの不純物の濃度が高い不純物領域と、上記半導体基板
の一主面の上記不純物領域の周囲に位置し、第２の導電
型を呈するための不純物の濃度が低い他の不純物領域を
設けたものである。また、上記コンタクト領域と第１の
配線層の間に、第２の導電型を呈するための不純物を含
まないか又は第１の導電型を呈するための不純物を含む
最下層の配線層を設けたものである。

【００１７】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上に形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層
と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開
口する部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタ
クト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを
介して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素を含有する
第１の配線層、この第１の配線層上に積層されるととも
に、低濃度のリンを含有する第２の配線層の両配線層を
備えた配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記
コンタクト領域に接するとともに、高濃度のヒ素を含有
する不純物領域と、上記半導体基板の一主面の上記不純
物領域の周囲に位置し、低濃度のリンを含有する他の不
純物領域を設けたものである。

【００１８】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
第１の導電型の半導体基板の一主面上にコンタクトホー
ルを有する層間絶縁層を形成する工程と、上記半導体基
板の表面の上記コンタクトホールに開口する部分に付着
する変質層をエッチングにより取り除いてコンタクト領
域を形成する工程と、上記コンタクト領域に接続される
とともに上記コンタクトホールを介して層間絶縁層上に
延在する、第２の導電型を呈するための不純物の濃度が
低い第１の配線層を形成する工程と、上記第１の配線層
上に積層され、第２の導電型を呈するための不純物の濃
度が高い第２の配線層を形成する工程と、上記第１の配
線層及び第２の配線層をエッチングすることにより配線
を形成する工程とを含むものである。また、上記コンタ
クト領域と第１の配線層の間に、第２の導電型を呈する
ための不純物を含まないか又は第１の導電型を呈するた
めの不純物を含む最下層の配線層を形成する工程を含む
ものである。

【００１９】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上にコンタクトホールを有する層間絶縁層を形成する工
程と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに
開口する部分に付着する変質層をエッチングにより取り
除いてコンタクト領域を形成する工程と、上記コンタク
ト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを介
して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素を含有する第
１の配線層を形成する工程と、上記第１の配線層上に積
層され、低濃度のリンを含有する第２の配線層を形成す
る工程と、上記第１の配線層及び第２の配線層をエッチ
ングすることにより配線を形成する工程とを設けたもの
である。

【００２０】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下に、この発明の実施の形態１につい
て図１ないし図９に基づいて説明する。図１はこの発明
の実施の形態１を示す要部断面図であり、図１におい
て、１はＰ型のシリコン基板からなる半導体基板、２は
この半導体基板１の一主面に形成されるＰ型のウェル、
３は上記半導体基板１の一主面に形成され、素子間を電
気的に分離するための分離酸化膜、４はこの分離酸化膜
３の下部に位置するＰ＋の不純物領域からなるチャネル
カット領域である。

【００２１】５は上記半導体基板１上に形成されたシリ
コン酸化膜からなるゲート絶縁膜であり、６はこのゲー
ト絶縁膜５上に形成されたポリシリコンからなるゲート
電極で、ワード線の一部を兼ねているものであり、７は
このゲート電極６上に形成されたシリコン酸化膜からな
る上敷絶縁膜であり、８は上記ゲート絶縁膜５、ゲート
電極６及び上敷絶縁膜７の両側面にそれぞれ形成された
ＴＥＯＳ膜からなるサイドウォールである。

【００２２】９は上記半導体基板１の一主面に形成され
たソース／ドレイン領域の一部であるＮ−の不純物領域
であり、上記ゲート電極の下及びその近傍に位置するも
のであり、１０は上記コンタクトホール１４ａの下部に
位置する半導体基板１の一主面に形成されたソース／ド
レイン領域の一部であるＮ＋の不純物領域であり、１１
は上記不純物領域１０の周囲を囲み、上記半導体基板１
の一主面に形成されたＮ−の不純物領域である。配線１
５からの不純物の拡散により形成されるものである。１
２は上記不純物領域１０に周囲を囲まれ、コンタクトホ
ール１４ａの底面に位置する半導体基板１の表面をエッ
チングすることにより形成したコンタクト領域である。

【００２３】１４はこのコンタクト領域１２上に形成さ
れるコンタクトホール１４ａを有する層間絶縁層であ
り、１５は上記層間絶縁層１４上、上記コンタクトホー
ル１４ａ内及び上記コンタクト領域１２上に形成され、
コンタクト領域１２を介して不純物領域１０に接続され
るＮ−のポリシリコンからなる第１の配線層１５ａと、
この第１の配線層１５ａ上に形成され、Ｎ＋のポリシリ
コンからなる第２の配線層１５ｂを備えたものである。

【００２４】つぎに、このように構成された半導体装置
の製造方法について図２ないし図８を用いて説明する。
図２ないし図８は本実施の形態１を示す半導体装置を工
程順に示したものである。まず図２に示されるように、
Ｐ型の半導体基板１の一主面に形成されるＰウェル２に
分離酸化膜２及びチャネルカット領域４を形成し、次に
半導体基板１の一主面にゲート絶縁膜５となるシリコン
酸化膜層、ゲート電極６となるポリシリコン層及び上敷
絶縁膜７となるシリコン酸化膜層を順次積層し、写真製
版技術を用いて、ゲート絶縁膜５、ゲート電極６及び上
敷絶縁膜７を形成する。これら３層構造のゲート絶縁膜
５、ゲート電極６及び上敷絶縁膜７と分離酸化膜３をマ
スクとしてひ素イオン叉はリンイオンなどのＮ型不純物
をイオン注入して、ソース／ドレイン領域９を形成す
る。

【００２５】次に図３に示すように、半導体基板１の一
主面上及び上敷絶縁膜７上にサイドウォール８となるＴ
ＥＯＳ膜を形成し、異方性エッチングを行うことにより
サイドウォール８を形成する。ここで、このサイドウォ
ール８、３層構造のゲート絶縁膜５、ゲート電極６及び
上敷絶縁膜７と分離酸化膜３をマスクとしてひ素イオン
またはリンイオンなどのＮ型の不純物イオンを注入し
て、ソース／ドレイン領域９の一部の不純物濃度を高濃
度にする工程を行っても良い。

【００２６】次に、図４に示すように、半導体基板１の
一主面上にシリコン酸化膜からなる層間絶縁層１４を成
膜する。この層間絶縁層１４の成膜後にエッチングによ
り略平坦面を得る。

【００２７】つぎに、図５に示すように、写真製版技術
を用いて層間絶縁層１４にコンタクトホール１４ａを形
成する。具体的には、この実施の形態１では例えば、上
記層間絶縁層１４上にレジストマスクを形成し、ＣＣｌ
₄とＣｌ₂とＨｅの混合ガスを用い、圧力１０Ｔｏｒｒ
以下で、電子サイクロトロンを利用した反応性イオンエ
ッチングであるＥｌｅｃｔｒｏｎＣｙｃｌｏｔｒｏｎ
Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ−ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥ
ｔｃｈｉｎｇ（以下、ＥＣＲ−ＲＩＥと略す。）による
異方性エッチングを行い、０．２６〜０．３０μｍの開
口径を有するコンタクトホール１４ａを形成する。上記
の条件以外にも、エッチング用ガスとしてＣＦ₄とＨ₂
の混合ガス、ＣＨＦ₃とＯ₂の混合ガス叉はＳＦ₆とＣ
ｌ₂の混合ガスを用いても良く、また、プラズマの発生
方法としてマグネトロン放電を使用しても良い。

【００２８】この時、このコンタクトホール１４ａの底
面に位置する半導体基板１の表面には変質層１３が付着
している。この変質層１３はエッチングによるコンタク
トホール１４ａの形成時に発生し、半導体基板１の表面
に付着する炭化ケイ素を主成分とするものである。

【００２９】次に、図６に示すように、この変質層１３
を等方性エッチングにより除去することにより、半導体
基板１の一主面に、炭化ケイ素を実質的に含まないコン
タクト領域１２を形成する。具体的には、この実施の形
態１では例えば、１０^-2〜１０^-3Ｔｏｒｒの圧力で、Ｃ
Ｆ₄とＣＨ₃の混合ガスを用い、層間絶縁膜１４を形成
するシリコン酸化膜と半導体基板１であるシリコン基板
のエッチングによる選択比が４０〜１００となる( つま
り、シリコン酸化膜のエッチング量がシリコン基板のエ
ッチング量の１／４０〜１／１００である）ような等方
性エッチングを、半導体基板１のエッチング量が５０〜
２０００Åとなるよう行う。

【００３０】次に図７に示すように、このコンタクト領
域１２上、コンタクトホール１４ａ内及び上記層間絶縁
層１４上に、Ｎ−の第１の配線層１５ａとなるポリシリ
コン層、及び、Ｎ＋の第２の配線層１５ｂとなるポリシ
リコン層を順次積層する。具体的には、これらのポリシ
リコン層は、この実施の形態１では例えば、ＳｉＨ₄と
Ｎ₂にＮ型不純物となるＰＨ₃を混合したガスを用い、
５００〜７００°Ｃの温度で、０．２〜０．５Ｔｏｒｒ
の圧力の下で減圧ＣＶＤ法により形成する。なお、使用
するガスとしてはＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスもしくはＳ
ｉ₂Ｈ₆ガスを用いてもよく、叉、Ｎ型不純物をドープ
するためにＰＨ₃を用いているが、代わりにＡｓＨ₃を
用いても良い。

【００３１】上記ポリシリコン層からなる配線層１５
ａ，１５ｂを形成する際に、上記ポリシリコン層の内の
コンタクト領域１２に接触する部分は、半導体基板１の
原子配列に基づくエピタキシャル層１６となり、叉、配
線層１５ａ，１５ｂの含有する不純物が、半導体基板１
の一主面に、コンタクト領域１２を介して拡散し、上記
配線層１５ｂからの不純物の拡散によりＮ＋の不純物領
域１０が形成され、配線層１５ａからの不純物の拡散に
よりＮ−の不純物領域１１が形成される。

【００３２】上記ポリシリコン層のエピタキシャル化、
及び、半導体基板１の一主面への不純物の拡散は、上記
ポリシリコン層１５ａ，１５ｂの成膜時に起こるが、そ
れらを促進するためにこのポリシリコン層１５ａ，１５
ｂの成膜後にアニール工程を設けても良い。この場合の
アニールは、例えば、窒素雰囲気中で７００〜８５０°
Ｃの温度で行う。

【００３３】上記においては、配線層１５ａ及び１５ｂ
となるポリシリコン層を全て積層した後に、アニール工
程を行っているが、代わりに、各配線層となるポリシリ
コン層を成膜する度にアニール工程を行っても良い。例
えば、第１の配線層１５ａとなるポリシリコン層を半導
体基板１上の全面に成膜した後、窒素雰囲気において７
００〜８５０°Ｃの温度でアニールし、熱拡散によりコ
ンタクト領域１２の周囲にＮ−の不純物領域１１を形成
し、その後、第２の配線層１５ｂとなるポリシリコン層
を成膜し、上記同様、窒素雰囲気中で７００〜８５０°
Ｃでアニールし、熱拡散によりコンタクト領域１２の周
囲にＮ＋の不純物領域１０を形成する。

【００３４】次に、図８に示すように、通常の写真製版
技術を用い配線１５を形成する。図９は本実施の形態１
を示す半導体装置を構成する半導体基板１の一主面にお
けるＮ型の不純物の濃度の深さ方向のプロファイルを示
したものである。図９において、実線Ａはプラズマ処理
による半導体基板１のエッチング量を３００〜５００Å
とし、配線層１５ａ及び１５ｂの厚さをそれぞれ５００
Åとし、それぞれのＮ型の不純物の濃度を配線層１５ａ
においては１０¹⁷〜１０¹⁹ａｔｏｍ／ｃｍ³、配線
層１５ｂにおいては１０²⁰ａｔｏｍ／ｃｍ³以上とし
た場合の、コンタクト領域１２に接する半導体基板１の
表面からの深さに対するＮ型の不純物の濃度を示し、こ
の時、実線Ａは図中に示す幅を持つ。また、点線Ｂは配
線層１５ａから半導体基板１の一主面に拡散されたＮ型
の不純物の濃度を示し、点線Ｃは配線層１５ｂから半導
体基板１の一主面に拡散されたＮ型の不純物の濃度を示
す。この時、実線Ａ同様、点線Ｂおよび点線Ｃも実線Ａ
に対応した幅を持つ。

【００３５】このように構成された半導体装置において
は、Ｎ＋の不純物領域１０の周囲をＮ−の不純物領域１
１が取り囲んでいるため、これら不純物領域１０及び１
１と、Ｐ型ウェル２叉はチャネルカット領域１２の間に
かかる電界強度が緩和され、それらの経路により発生す
るリーク電流量を低減することが可能となる。

【００３６】本実施の形態１においては、配線層１５
ａ、１５ｂをポリシリコンとしているが、代わりに、ア
モルファスシリコンとしても良く、その場合も、上記の
効果と同様の効果が得られる。

【００３７】叉、本実施の形態１においては、Ｎ型の不
純物濃度の異なる２層の配線層１５ａ，１５ｂを用いて
配線１５を形成しているが、その代わりに、Ｎ型の不純
物濃度の低い配線層の上に、Ｎ型の不純物濃度の低いも
のから順に複数の配線層を積層し、それら３相以上の配
線層をエッチングすることにより配線１５を形成しても
良く、この場合には、上記２つのＮ型不純物領域１０、
１１に代わり、コンタクト領域１２の周囲に、コンタク
ト領域１２から離れるにつれそれらのＮ型の不純物濃度
が低くなる３層以上のＮ型の不純物領域が形成されるこ
ととなり、この場合にも、上記と同様の効果を得られる
こととなる。

【００３８】実施の形態２．以下に、この発明の実施の
形態２について図１０ないし図１６に基づいて説明す
る。図１０はこの発明の実施の形態２を示す要部断面図
であり、図１にて示した実施の形態１に対し、コンタク
トホール１４ａの側面に形成されたサイドウォール１７
と、このサイドウォール１７に接し、かつ、上記コンタ
クトホール１４ａの下部に位置するとともに、上記半導
体基板１の一主面に形成された第１のコンタクト領域１
８と、この第１のコンタクト領域１８の周囲を囲み、上
記半導体基板１の一主面に形成されたソース／ドレイン
領域の一部であるＮ−の不純物領域である第１の不純物
領域１９について相違するだけであり、その他の点につ
いては上記した実施の形態１と同様である。

【００３９】次に、このように構成された半導体装置の
製造方法について図１１ないし図１６に基づいて説明す
る。図１１ないし図１６はこの発明の実施の形態２を示
す半導体装置を工程順に示したものである。本実施の形
態２においても、Ｎ型ＭＯＳトランジスタを形成し、層
間絶縁膜１４にコンタクトホール１４ａを形成し、コン
タクトホール１４ａの底部に位置する半導体基板１の表
面をプラズマ処理することにより、その部分に付着して
いた炭化ケイ素を主成分とする変質層１３を取り除く工
程までは、図２ないし図５にて示した実施の形態１の工
程と同じである。但し、図１１においては、コンタクト
ホール１４ａの開口時に分離酸化膜３の一部がエッチン
グされる場合を示す。

【００４０】その後図１２に示すように、コンタクトホ
ール形成時に半導体基板１の表面に付着する変質層１３
を等方性エッチングにより除去することにより、半導体
基板１の一主面に、炭化ケイ素を実質的に含まないコン
タクト領域１２を形成する。具体的には、この実施の形
態２では例えば、１０^-2〜１０^-3Ｔｏｒｒの圧力で、Ｃ
Ｆ₄とＣＨ₃の混合ガスを用い、層間絶縁膜１４を形成
するシリコン酸化膜と半導体基板１であるシリコン基板
の選択比が４０〜１００となる( つまり、シリコン酸化
膜のエッチングされる量がシリコン酸化膜のエッチング
される量の１／４０〜１／１００である）ような等方性
エッチングを、半導体基板１のエッチングされる量が５
０〜２０００Åとなるまで行う。

【００４１】次に、図１３に示すように、サイドウォー
ル１７を形成するために、層間絶縁層１４上、コンタク
トホール１４ａ内及び上記第１のコンタクト領域１８上
にＮ型不純物を含有したシリコン酸化膜１７ａを形成す
る。具体的には、この実施の形態２においては、成膜温
度４００〜８００°Ｃの下で、略称をＴＥＯＳと称する
Ｓｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄とＰ（ＯＣＨ₃）₃Ｏの混合ガス
をを反応ガスとして用いた減圧ＣＶＤ法を用いリンケイ
酸ガラスを形成している。ここで、上記Ｐ（ＯＣＨ₃）
₃Ｏの代わりにＡｓＣｌ₃を用いヒ素ケイ酸ガラスを形
成しても良い。

【００４２】この時、上記シリコン酸化膜１７ａ成膜時
に半導体基板１にかかる熱により、上記シリコン酸化膜
１７ａからの不純物の拡散が起こり、Ｎ−の第１の不純
物領域１９が第１のコンタクト領域１８の周囲に形成さ
れる。この時、アニール工程を別に設け、不純物の拡散
を促進しても良い。この場合のアニール条件としては、
例えば窒素雰囲気中で７００〜８５０°Ｃの温度であ
る。

【００４３】次に、図１４に示すように、上記シリコン
酸化膜１７ａを異方性エッチングを行うことによりサイ
ドウォール１７を形成する。具体的には、この実施の形
態２では例えば、ＣＣｌ₄とＣｌ₂とＨｅの混合ガスを
用い、１０Ｔｏｒｒ以下の圧力の下で、電子サイクロト
ロンを利用した反応性イオンエッチングであるＥＣＲ−
ＲＩＥを用い、シリコン酸化膜１７ａを異方性エッチン
グすることによりサイドウォール１７を形成する。本実
施の形態２においては上記の条件でエッチングを行って
いるが、エッチング用ガスとしてＣＦ₄とＨ₂の混合ガ
ス、ＣＨＦ₃とＯ₂の混合ガス叉はＳＦ₆とＣｌ₂の混
合ガスを用いても良く、また、プラズマの発生方法とし
てマグネトロン放電を使用したＲＩＥを用いても良い。

【００４４】次に、図１５に示すように、このサイドウ
ォール１７をマスクにして、コンタクトホール１４ａの
底面に位置する半導体基板１の表面をプラズマ処理をす
ることにより、第２のコンタクト領域１２を半導体基板
１の一主面に形成する。このため、上記第１の不純物領
域１９の一部がこのプラズマ処理により削られることと
なる。

【００４５】具体的には、この実施の形態２では例え
ば、１０^-2〜１０^-3Ｔｏｒｒの圧力で、ＣＦ₄とＣＨ₃
の混合ガスを用い、層間絶縁膜１４を形成するシリコン
酸化膜と半導体基板１であるシリコン基板の選択比が４
０〜１００となる( つまり、シリコン酸化膜のエッチン
グされる量がシリコン酸化膜のエッチングされる量の１
／４０〜１／１００である）ような等方性エッチング
を、半導体基板１のエッチングされる量が５０〜２００
０Åとなるまで行う。

【００４６】次に、図１６に示すように、層間絶縁層１
４上、コンタクトホール１４ａ内、及び、上記第２のコ
ンタクト領域１２上にＮ−の第１の配線層１５ａ、及び
Ｎ＋の第２の配線層１５ｂを順次積層する。

【００４７】具体的には、これらのポリシリコン層は、
この実施の形態２では例えば、ＳｉＨ₄とＮ₂にＮ型不
純物となるＰＨ₃を混合したガスを用い、５００〜７０
０°Ｃの温度で、０．２〜０．５Ｔｏｒｒの圧力の下で
減圧ＣＶＤ法により形成する。なお、上記条件には、ポ
リシリコン層形成のためＳｉＨ₄とＮ₂の混合ガスを用
いているが、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスもしくはＳｉ₂
Ｈ₆ガスを用いてもよく、叉、Ｎ型不純物をドープする
ためＰＨ₃を用いているが、代わりにＡｓＨ₃を用いて
も良い。

【００４８】このとき、上記ポリシリコン層の一部で第
２のコンタクト領域１２に接触する部分は、上記成膜条
件の下では、半導体基板１の原子配列に基づくエピタキ
シャル層１６の範囲はとなる。ここで、このエピタキシ
ャル層１６は第２の配線層１５ｂに及ぶこともある。

【００４９】叉、上記配線層１５ａ，１５ｂを形成する
際に、それら配線層１５ａ，１５ｂが含有している不純
物が半導体基板１の一主面にコンタクト領域１２を介す
る。ここで、拡散し、上記配線層１５ａからの不純物の
拡散によりＮ−の不純物領域１１が形成され、配線層１
５ｂからの不純物の拡散によりＮ＋の不純物領域１０が
形成される。この不純物の拡散は、上記ポリシリコン層
１５ａ，１５ｂの成膜時に半導体基板１にかかる熱によ
り起こるが、このポリシリコン層１５ａ，１５ｂの成膜
後にアニール工程を別に設けて拡散を促進しても良い。
この場合のアニールは、例えば、窒素雰囲気中で７００
〜８５０°Ｃの温度で行う。

【００５０】叉、上記では、配線層１５ａ及び１５ｂと
なるポリシリコン層を全て積層した後に、アニール工程
を行っているが、代わりに、各配線層となるポリシリコ
ン層を積層する度にアニールを行っても良い。例えば、
第１の配線層１５ａとなるポリシリコン層を半導体基板
１上に成膜した後、窒素雰囲気において７００〜８５０
°Ｃの温度でアニールし、熱拡散によりコンタクト領域
１２の周囲にＮ−の不純物領域１１を形成し、その後、
第２の配線層１５ｂとなるポリシリコン層を成膜し、上
記同様、窒素雰囲気中で７００〜８５０°Ｃでアニール
し、コンタクト領域１２の周囲にＮ＋の不純物領域１０
を形成する。

【００５１】次に、上記積層した不純物濃度の異なるポ
リシリコン層１５ａ，１５ｂを、通常の写真製版技術を
用い、配線１５を形成する。

【００５２】このように製造された半導体装置において
は、上記実施の形態１に対して、不純物を含有するサイ
ドウォール１７と、上記コンタクトホール１４ａの底部
に位置し半導体基板１の表面に形成された第１のコンタ
クト領域１８、及び、上記サイドウォール１７からの不
純物拡散により形成される第１の不純物領域１９を備え
る点で異なるが、Ｎ＋の第１の不純物領域１０の周囲を
Ｎ−の第２の不純物領域１１が取り囲んでいるため、こ
れら不純物領域１０及び１１と、Ｐ型ウェル２叉はチャ
ネルカット領域４の間にかかる電界強度が緩和され、そ
れらの間で発生するリーク電流量を低減することができ
る点で実施の形態１と同様である。

【００５３】上記効果に加え、さらに実施の形態２にお
いては、コンタクトホール１４ａの一部が分離酸化膜３
の一部にかかかるように開口した場合においても、上記
第１の不純物領域１９により、チャネルカット領域４と
配線１５が接触することなく、チャネルカット領域４と
不純物領域１０、１１との間の電解強度を緩和すること
が可能となり、リーク電流をより低減できるものであ
る。

【００５４】実施の形態３．以下に、この発明の実施の
形態３について図１７ないし図２４に基づいて説明す
る。図１７はこの発明の実施の形態３を示す要部断面図
であり、図１にて示した実施の形態１に対し、半導体基
板１、上敷絶縁膜７、サイドウォール８および分離酸化
膜３上に形成された不純物を含有したシリコン酸化膜２
０と、このシリコン酸化膜２０とその上に積層された層
間絶縁層１４をエッチングすることにより得られるコン
タクトホール２０ａ，１４ａと、上記シリコン酸化膜２
０の形成以前に上敷絶縁膜７、サイドウォール８及び分
離酸化膜３をマスクとして半導体基板１の表面をプラズ
マ処理することにより、上記半導体基板１の一主面に形
成された第１のコンタクト領域２１と、この第１のコン
タクト領域２１の周囲を囲み、上記半導体基板１の一主
面に形成されたソース／ドレイン領域の一部であるＮ−
の不純物領域である第１の不純物領域２２について相違
するだけであり、その他の点については上記した実施の
形態１と同様である。

【００５５】このように構成された半導体装置の製造方
法について図１８ないし図２４に基づいて説明する。図
１８ないし図２４はこの発明の実施の形態３を示す半導
体装置を工程順に示したものである。本実施の形態３に
おいても、ゲート酸化膜５、ゲート電極６及び上敷酸化
膜７を形成し、その両側面に第１のサイドウォール８を
形成するまでは図２にて示した実施の形態１と同様であ
る。但し、実施の形態１と異なり、図１８に示すように
サイドウォール８の形成後に、半導体基板１へのヒ素イ
オン叉はリンイオンの打ち込みは行わない。

【００５６】その後、図１９に示すように、上敷絶縁膜
７、第１のサイドウォール８及び分離酸化膜３をマスク
として、半導体基板１の表面をプラズマ処理する事によ
り、半導体基板１の一主面に第１のコンタクト領域２１
を形成する。この時、プラズマ処理により、サイドウォ
ール８形成時に半導体基板１の表面に付着する炭化ケイ
素を主成分とする変質層２３（実施の形態１及び２にお
いては、その製造工程において特別の考慮を必要としな
いため、変質層２３を省略している。）が除去され、第
１のコンタクト領域２１は実質的に炭化ケイ素を含まな
いものとなる。

【００５７】つぎに、図２０に示すように、不純物を含
有したシリコン酸化膜２０を上記半導体基板１の一主上
に成膜する。具体的には、この実施の形態３において
は、成膜温度４００〜８００°Ｃの下で、Ｓｉ（ＯＣ₂
Ｈ₅）₄、略称ＴＥＯＳとＰ（ＯＣＨ₃）₃Ｏの混合ガ
スをを反応ガスとして用いた減圧ＣＶＤ法を用いる。こ
こでＰ（ＯＣＨ₃）₃Ｏの代わりにＡｓＣｌ₃を用いて
も良い。

【００５８】この時、上記シリコン酸化膜２０が含有し
ている不純物が、第１のコンタクト領域２１から半導体
基板１の一主面に拡散することにより、第１のコンタク
ト領域２１の周囲の半導体基板１の一主面にＮ−の第１
の不純物領域２２が形成される。この第１の不純物領域
２２の形成は、上記シリコン酸化膜２０の成膜時に半導
体基板１にかかる熱により不純物が拡散することにより
起こる。ここで、この第１の不純物領域２２の形成に際
し、さらに、アニールを上記シリコン酸化膜２０の成膜
後に７００〜８５０°Ｃ、窒素雰囲気中で行っても良
い。

【００５９】次に、図２１に示すように、半導体基板１
の一主面上の上記シリコン酸化膜２０の上層にシリコン
酸化膜からなる層間絶縁層１４を成膜する。この層間絶
縁層１４の成膜後にエッチングにより略平坦面を得る。

【００６０】つぎに、図２２に示すように、層間絶縁層
１４及びシリコン酸化膜２０を、異方性エッチングする
ことによりコンタクトホール１４ａ、２０ａを得る。具
体的には、この実施の形態３では例えば、上記シリコン
酸化膜２０上にレジストマスクを形成し、ＣＣｌ₄とＣ
ｌ₂とＨｅの混合ガスを用い、１０Ｔｏｒｒ以下の圧力
の下で、電子サイクロトロンを利用した反応性イオンエ
ッチングであるＥＣＲ−ＲＩＥによる異方性エッチング
を行うことにより、０．２６〜０．３０μｍの開口径を
有するコンタクトホール１４ａ，２０ａを形成する。本
実施の形態２においては上記の条件でエッチングを行っ
ているが、エッチング用ガスとしてＣＦ₄とＨ₂の混合
ガス、ＣＨＦ₃とＯ₂の混合ガス叉はＳＦ₆とＣｌ₂の
混合ガスを用いても良く、また、プラズマの発生方法と
してマグネトロン放電を使用したＲＩＥを用いても良
い。

【００６１】この時、このコンタクトホール１４ａの底
面に位置する半導体基板１の表面には、写真製版技術を
用いコンタクトホール１４ａを形成するときにおいて発
生する炭化ケイ素を主成分とする変質層１３が付着して
いる。

【００６２】次に、図２３に示すように、上記コンタク
トホール１４ａの底面に位置する半導体基板１の表面を
プラズマ処理することにより、上記変質層１３を除去
し、半導体基板１の一主面に第２のコンタクト領域１２
を形成する。具体的には、この実施の形態３では例え
ば、１０^-2〜１０^-3Ｔｏｒｒの圧力で、ＣＦ₄とＣＨ₃
の混合ガスを用い、層間絶縁膜１４を形成するシリコン
酸化膜と半導体基板１であるシリコン基板の選択比が４
０〜１００となる( つまり、シリコン酸化膜のエッチン
グ量がシリコン基板のエッチング量の１／４０〜１／１
００である）ような等方性エッチングを、半導体基板１
のエッチング量が５０〜２０００Åとなるよう行う。

【００６３】次に図２４に示すように、この第２のコン
タクト領域１２上、コンタクトホール１４ａ内及び上記
層間絶縁層１４上に、Ｎ−の第１の配線層１５ａとなる
ポリシリコン層、及び、Ｎ＋の第２の配線層１５ｂとな
るポリシリコン層を順次積層する。具体的には、これら
のポリシリコン層は、この実施の形態１では例えば、Ｓ
ｉＨ₄とＮ₂にＮ型不純物となるＰＨ₃を混合したガス
を用い、５００〜７００°Ｃの温度で、０．２〜０．５
Ｔｏｒｒの圧力の下で減圧ＣＶＤ法により形成する。な
お、使用するガスとしてはＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスも
しくはＳｉ₂Ｈ₆ガスを用いてもよく、叉、Ｎ型不純物
をドープするためにＰＨ₃を用いているが、代わりにＡ
ｓＨ₃を用いても良い。

【００６４】上記ポリシリコン層からなる配線層１５
ａ，１５ｂを形成する際に、上記ポリシリコン層の内の
コンタクト領域１２に接触する部分は、半導体基板１の
原子配列に基づくエピタキシャル層１６となり、叉、配
線層１５ａ，１５ｂの含有する不純物が、半導体基板１
の一主面に、コンタクト領域１２を介して拡散し、上記
配線層１５ｂからの不純物の拡散によりＮ＋の不純物領
域１０が形成され、配線層１５ａからの不純物の拡散に
よりＮ−の不純物領域１１が形成される。

【００６５】上記ポリシリコン層のエピタキシャル化、
及び、半導体基板１の一主面への不純物の拡散は、上記
ポリシリコン層１５ａ，１５ｂの成膜時に起こるが、そ
れらを促進するためにこのポリシリコン層１５ａ，１５
ｂの成膜後にアニール工程を設けても良い。この場合の
アニールは、例えば、窒素雰囲気中で７００〜８５０°
Ｃの温度で行う。

【００６６】上記においては、配線層１５ａ及び１５ｂ
となるポリシリコン層を全て積層した後に、アニール工
程を行っているが、代わりに、各配線層となるポリシリ
コン層を成膜する度にアニール工程を行っても良い。例
えば、第１の配線層１５ａとなるポリシリコン層を半導
体基板１上の全面に成膜した後、窒素雰囲気において７
００〜８５０°Ｃの温度でアニールし、熱拡散によりコ
ンタクト領域１２の周囲にＮ−の不純物領域１１を形成
し、その後、第２の配線層１５ｂとなるポリシリコン層
を成膜し、上記同様、窒素雰囲気中で７００〜８５０°
Ｃでアニールし、熱拡散によりコンタクト領域１２の周
囲にＮ＋の不純物領域１０を形成する。

【００６７】次に、上記配線層１５ａ，１５ｂ積層後、
通常の写真製版技術を用い配線１５を形成する。

【００６８】このように製造された半導体装置において
は、実施の形態１に対して不純物を含有するシリコン酸
化膜２０、このシリコン酸化膜２０からの不純物拡散に
より形成される第１の不純物領域２１および、上記シリ
コン酸化膜２０を形成する以前にプラズマ処理を行うこ
とにより変質層２３を取り除かれた第１のコンタクト領
域２２を備える点で実施の形態１と異なるが、Ｎ＋の不
純物領域１０の周囲をＮ−の不純物領域１１が取り囲ん
でいるため、これら不純物領域１０及び１１と、Ｐ型ウ
ェル２叉はチャネルカット領域４の間にかかる電界強度
が緩和され、それらの間で発生するリーク電流量を低減
することができる点で実施の形態１と同様である。

【００６９】上記の内容に加えて、本実施の形態３にお
いては、実施の形態１の場合と異なり、上記シリコン酸
化膜２０からの不純物の拡散により形成されたＮ−の不
純物領域２２と配線層１５ｂからの不純物拡散により形
成されたＮ＋の不純物領域１０によりＬＤＤ構造を有す
ることとなり、しかも、これらの不純物領域１０および
２２が拡散により形成されることから、半導体基板１の
一主面の浅い部分にそれら不純物領域１０、２２が形成
されるので短チャンネル効果を抑制することが可能であ
る。

【００７０】さらに、本実施の形態３においては、実施
の形態１と異なり、上記第１の不純物領域２２により、
上記コンタクトホール１４ａの一部が分離酸化膜３の一
部を削るように開口した場合においても、第１の不純物
領域２２により、チャネルカット領域４と配線１５が直
接接することなく、叉、分離酸化膜３の下にあるチャネ
ルカット領域４と不純物領域１０、１１との間の電解強
度を緩和することが可能となり、リーク電流を低減でき
るものである。

【００７１】実施の形態４．図２５はこの発明の実施の
形態４を示す要部断面図であり、図１にて示した実施の
形態１に対し、ポリシリコン層からなる配線層１５ａ，
１５ｂ上に積層されるシリサイドメタルからなる第３の
配線層１５ｃについて相違するだけであり、その他の点
については上記実施の形態１と同様である。

【００７２】本実施の形態４においては、図２５に示す
ように、上記実施の形態１を工程順に示す要部断面図で
ある図７に示される配線層１５ａ，１５ｂの上に、シリ
サイドメタルからなる第３の配線層１５ｃを積層し、そ
の後、これらの配線層１５ａ，１５ｂ，１５ｃをエッチ
ングすることにより配線１５を形成している。このよう
にして製造された半導体装置においても、上記実施の形
態１と同様の効果を奏する他、配線１５の電気抵抗が低
くなり、結果として本半導体装置における消費電力を低
く抑えることが可能となる。

【００７３】実施の形態５．図２６はこの発明の実施の
形態５を示す要部断面図であり、図１にて示した実施の
形態１に対し、配線層１５ａ，１５ｂの下層に形成され
る、不純物を含有しない、叉は、低濃度のＰ型の不純物
を含有する配線層１５ｄについて相違するだけであり、
その他の点については上記実施の形態１と同様である。
本実施の形態５においては、上記配線１５の最下層とし
て、コンタクト領域１２に接し、コンタクトホール１４
ａを介し層間絶縁層１４上に延在する、不純物を含有し
ない、叉は、低濃度のＰ型の不純物を含有する配線層１
５ｄを成膜し、その配線層１５ｄの上層に、Ｎ型不純物
が低濃度の配線層１５ａ及びＮ型不純物が高濃度の配線
層１５ｂを順次積層し、これらの配線層１５ｄ，１５
ａ，１５ｂをエッチングすることにより配線１５を形成
する。

【００７４】具体的には、不純物を含有しない、叉は、
低濃度のＰ型の不純物を含有した配線層１５ｄは、この
実施の形態５では例えば、ＳｉＨ₄とＮ₂の混合ガス
（Ｐ型の不純物を含有する場合は、さらにＢ₂Ｈ₆を混
合する。）を用い、５００〜７００°Ｃの温度で、０．
２〜０．５Ｔｏｒｒの圧力の下で減圧ＣＶＤ法により形
成する。なお、上記にて、配線層１５ｄ形成のためＳｉ
Ｈ₄とＮ₂の混合ガスを用いているが、ＳｉＨ₄とＨ₂
の混合ガスもしくはＳｉ₂Ｈ₆ガスを用いても良い。

【００７５】このように形成された半導体装置において
も、不純物領域１０の不純物濃度が高濃度、その周囲を
囲む不純物領域１１の不純物濃度が低濃度となり、実施
の形態１と同様の効果が得られるとともに、上記配線層
１５ｄがＮ型不純物の拡散源である配線層１５ａ，１５
ｂの下層に形成されることにより、不純物領域１０及び
１１を半導体基板１の表面から実施の形態１と同様の深
さに形成するための、配線層１５ａ，１５ｂから半導体
基板１へのＮ型の不純物の拡散距離は長くなり、そのた
め、本実施の形態５においては、不純物領域１０、１１
の形成される半導体基板１の表面からの深さは実施の形
態１の場合に比べて浅くなる。このように、不純物領域
１０および１１が半導体基板の一主面の浅い部分に形成
されるため、短チャンネル効果を抑制することが可能と
なる。

【００７６】実施の形態６．本実施の形態６において
は、上記実施の形態２における半導体装置の構成要素の
内、Ｎ型の極性を示すものについてはＰ型に、Ｐ型の極
性を示す要素についてはその極性をＮ型にすることにつ
いて相違するだけであり、その他の点については上記実
施の形態２と同様である。

【００７７】つまり、上記実施の形態２においては、半
導体基板１、ウェル２及びチャネルカット領域のそれぞ
れがＰ型であり、半導体基板１の一主面に、Ｎ型の配線
層１５ａ，１５ｂからのＮ型の不純物拡散により、Ｎ型
の不純物領域１０，１１が形成されるが、本実施の形態
６においては、上記半導体基板１、ウェル２及びチャネ
ルカット領域４の導電性をＮ型、配線層１５ａ，１５ｂ
の含有する不純物をＰ型とし、これら配線層１５ａ，１
５ｂからのＰ型の不純物の拡散により、Ｐ型の不純物の
濃度の高い不純物領域１０と不純物濃度の低い不純物領
域１１を形成する。

【００７８】具体的には、配線層１５ａ及び１５ｂとな
るポリシリコン層にＰ型の不純物を含有させるには、本
実施の形態６においては例えば、ＳｉＨ₄とＮ₂にＰ型
不純物となるＢ₂Ｈ₆を混合したガスを用い、５００〜
７００°Ｃの温度で、０．２〜０．５Ｔｏｒｒの圧力の
下で減圧ＣＶＤ法により形成する。なお、上記条件に
は、ポリシリコン層形成のためＳｉＨ₄とＮ₂の混合ガ
スを用いているが、ＳｉＨ₄とＨ₂の混合ガスもしくは
Ｓｉ₂Ｈ₆ガスを用いても良い。

【００７９】また、上記実施の形態２においては、Ｎ型
の不純物を含有したシリコン酸化膜１７ａからの不純物
拡散によりＮ−の不純物領域１９が形成されるが、本実
施の形態６においては、上記シリコン酸化膜１７ａの含
有する不純物をＰ型とすることにより、そのシリコン酸
化膜１７ａからの不純物拡散によりＰ−の不純物領域１
９を形成する。

【００８０】具体的には、この実施の形態６においては
例えば、成膜温度４００〜８００°Ｃの下で、略称をＴ
ＥＯＳと称するＳｉ（ＯＣ₂Ｈ₅）₄とＢ（ＯＣ
₃Ｈ₇）₃の混合ガスを反応ガスとして用いた減圧ＣＶ
Ｄ法を用いホウケイ酸ガラスを形成することにより、Ｐ
型不純物を含有するシリコン酸化膜１７ａを形成してい
る。この時、上記シリコン酸化膜１７ａ成膜時に半導体
基板１にかかる熱により、上記シリコン酸化膜１７ａか
らのＰ型不純物の拡散が起こり、Ｐ−の第１の不純物領
域１９が第１のコンタクト領域の周囲に形成される。こ
こで、アニール工程を別に設け、不純物の拡散を促進し
ても良く、この場合のアニール条件としては、例えば窒
素雰囲気中で７００〜８５０°Ｃの温度である。

【００８１】このように形成された半導体装置において
は、上記コンタクト領域の周囲に形成されるＰ＋の不純
物領域１０及びその周囲を囲むＰ−の不純物領域１１
と、Ｎ型ウェル２叉はＮ型チャネルカット領域４との間
にかかる電解強度が緩和されるため、実施の形態２と同
様の効果が得られる。

【００８２】実施の形態７．上記実施の形態１において
は、半導体基板１上に積層される配線層１５ａ，１５ｂ
において、第１の配線層１５ａの不純物濃度を低く、第
２の配線層１５ｂの不純物濃度を高くしているが、本実
施の形態７においては、これとは逆に、第１の配線層１
５ａの成膜にＡｓＨ₃を用い、第１の配線層１５ａが含
有する不純物であるヒ素の濃度を高濃度とし、この第１
の配線層１５ａの上層である第２の配線層１５ｂの成膜
にＰＨ₃を用い、第２の配線層１５ｂが含有する不純物
であるリンの濃度を低能度とし、この配線層１５ａ，１
５ｂからの不純物の拡散により半導体基板１の一主面に
不純物領域１０及び１１を形成する。上記のように形成
した半導体装置においても、コンタクト領域１２に接す
る不純物領域１０の不純物濃度が高く、その周囲を囲む
不純物領域１１の不純物濃度が低くなり、実施の形態１
と同様の効果が得られることとなる。

【００８３】ここで、不純物領域１０、１１が上記のよ
うな不純物濃度となるのは、第１の配線層１５ａが含有
している不純物であるヒ素の半導体基板１の一主面への
拡散速度が、第２の配線層１５ｂの含有している不純物
であるリンの拡散速度に比べ低いためである。したがっ
て、高不純物濃度の第１の配線層１５ａからのヒ素の拡
散により高不純物濃度の第１の不純物領域１０がコンタ
クト領域１２に接して形成され、その周囲に低不純物濃
度の第２の配線層１５ｂからリンの拡散による低濃度の
第２の不純物領域１１が形成される。

【００８４】実施の形態８．上記実施の形態１において
は、半導体基板１の一主面に不純物領域１０および１１
を形成しているが、本実施の形態８においては、半導体
基板１の代わりに、ＳＯＩ基板、又は、導電領域を有す
るポリシリコン層もしくはアモルファスシリコン層に不
純物領域１０および１１を形成する。この場合において
も、コンタクト領域１２に接する不純物領域１０の不純
物濃度が高く、その周囲を囲む不純物領域１１の不純物
濃度が低くなり、実施の形態１と同様の効果が得られる
こととなる。

【００８５】

【発明の効果】この発明における半導体装置は、第１の
導電型の半導体基板の一主面上に形成されたコンタクト
ホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の
上記コンタクトホールに開口する部分に形成されたコン
タクト領域と、このコンタクト領域に接続されるととも
に上記コンタクトホールを介して上記層間絶縁層上に延
在し、第２の導電型を呈するための不純物の濃度の分布
が上記コンタクト領域からの距離が遠いほど高濃度であ
る配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コン
タクト領域に接すると共にその不純物濃度の分布が上記
コンタクト領域からの距離が遠いほど低濃度となる第２
の導電型の不純物領域を設けたものとしたので、この不
純物領域とウェル叉はチャネルカット領域にかかる電界
の強度が緩和されることとなり、そのため、上記不純物
領域から発生するリーク電流の量を低減することができ
るという効果を有するものである。

【００８６】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上に形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層
と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開
口する部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタ
クト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを
介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電型を呈する
ための不純物の濃度が低い第１の配線層、この第１の配
線層上に積層されるとともに、第２の導電型を呈するた
めの不純物の濃度が高い第２の配線層の両配線層を備え
た配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コン
タクト領域に接するとともに、第２の導電型を呈するた
めの不純物の濃度が高い不純物領域と、上記半導体基板
の一主面の上記不純物領域の周囲に位置し、第２の導電
型を呈するための不純物の濃度が低い他の不純物領域を
設けたものとしたので、又、上記コンタクト領域と第１
の配線層の間に、第２の導電型を呈するための不純物を
含まないか又は第１の導電型を呈するための不純物を含
む最下層の配線層を設けたものとしたので、これら不純
物領域とウェル叉はチャネルカット領域の間にかかる電
界の強度が緩和されることとなり、そのため、上記不純
物領域から発生するリーク電流の量を低減することがで
きるという効果を有するものである。

【００８７】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上に形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層
と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開
口する部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタ
クト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを
介して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素を含有する
第１の配線層、この第１の配線層上に積層されるととも
に、低濃度のリンを含有する第２の配線層の両配線層を
備えた配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記
コンタクト領域に接するとともに、高濃度のヒ素を含有
する不純物領域と、上記半導体基板の一主面の上記不純
物領域の周囲に位置し、低濃度のリンを含有する他の不
純物領域を設けたものとしたので、これら不純物領域と
ウェル叉はチャネルカット領域の間にかかる電界の強度
が緩和されることとなり、そのため、上記不純物領域か
ら発生するリーク電流の量を低減することができるとい
う効果を有するものである。

【００８８】この発明における半導体装置の製造方法
は、第１の導電型の半導体基板の一主面上にコンタクト
ホールを有する層間絶縁層を形成する工程と、上記半導
体基板の表面の上記コンタクトホールに開口する部分に
付着する変質層をエッチングにより取り除いてコンタク
ト領域を形成する工程と、上記コンタクト領域に接続さ
れるとともに上記コンタクトホールを介して層間絶縁層
上に延在する、第２の導電型を呈するための不純物の濃
度が低い第１の配線層を形成する工程と、上記第１の配
線層上に積層され、第２の導電型を呈するための不純物
の濃度が高い第２の配線層を形成する工程と、上記第１
の配線層及び第２の配線層をエッチングすることにより
配線を形成する工程とを含むものとしたので、又、上記
コンタクト領域と第１の配線層の間に、第２の導電型を
呈するための不純物を含まないか又は第１の導電型を呈
するための不純物を含む最下層の配線層を形成する工程
を含むものとしたので、上記第２の配線層からの不純物
の拡散により不純物濃度の高い不純物領域が上記コンタ
クト領域の周囲に形成され、しかも、その不純物領域の
周囲に上記第１の配線層からの不純物の拡散により不純
物濃度の低い他の不純物領域が形成されるため、これら
の不純物領域とウェル叉はチャネルカット領域にかかる
電界の強度が緩和されることとなり、そのため、上記の
不純物領域から発生するリーク電流の量を低減すること
ができるという効果を有するものである。

【００８９】また、第１の導電型の半導体基板の一主面
上にコンタクトホールを有する層間絶縁層を形成する工
程と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに
開口する部分に付着する変質層をエッチングにより取り
除いてコンタクト領域を形成する工程と、上記コンタク
ト領域に接続されるとともに上記コンタクトホールを介
して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素を含有する第
１の配線層を形成する工程と、上記第１の配線層上に積
層され、低濃度のリンを含有する第２の配線層を形成す
る工程と、上記第１の配線層及び第２の配線層をエッチ
ングすることにより配線を形成する工程とを設けたもの
としたので、上記第１の配線層からヒ素の拡散によりヒ
素の濃度の高い不純物領域が上記コンタクト領域の周囲
に形成され、しかも、その不純物領域の周囲に上記第２
の配線層からのリンの拡散によりリンの濃度の低い他の
不純物領域が形成されるため、これらの不純物領域とウ
ェル叉はチャネルカット領域にかかる電界の強度が緩和
されることとなり、そのため、上記の不純物領域から発
生するリーク電流の量を低減することができるという効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１を示す要部断面図。

【図２】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図３】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図４】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図５】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図６】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図７】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図８】この発明の実施の形態１を工程順に示す要部
断面図。

【図９】この発明の実施の形態１での半導体基板の一
主面における、半導体基板の表面を基準とした場合の深
さに対する不純物濃度を示す図。

【図１０】この発明の実施の形態２を示す要部断面
図。

【図１１】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１２】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１３】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１４】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１５】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１６】この発明の実施の形態２を工程順に示す要
部断面図。

【図１７】この発明の実施の形態３を示す要部断面
図。

【図１８】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図１９】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２０】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２１】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２２】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２３】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２４】この発明の実施の形態３を工程順に示す要
部断面図。

【図２５】この発明の実施の形態４を示す要部断面
図。

【図２６】この発明の実施の形態５を示す要部断面
図。

【図２７】従来の半導体装置を示す要部断面図。

【図２８】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示
す要部断面図。

【図２９】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示
す要部断面図。

【図３０】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示
す要部断面図。

【図３１】従来の半導体装置の製造方法を工程順に示
す要部断面図。

【符号の説明】

１半導体基板、１０，１１不純物領域、１２
コンタクト領域、１３変質層、１４層間絶
縁層、１４ａコンタクトホール、１５配線、１
５ａ，１５ｂ配線層、１５ｃシリサイドメタル
層。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の導電型の半導体基板の一主面上に
形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して上記層間絶縁層上に延在し、第２の導
電型を呈するための不純物の濃度の分布が上記コンタク
ト領域からの距離が遠いほど高濃度である配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コンタクト領域
と接するとともに、その不純物濃度の分布が上記コンタ
クト領域からの距離が遠いほど低濃度となる第２の導電
型の不純物領域を備えた半導体装置。
【請求項２】第１の導電型の半導体基板の一主面上に
形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に形成されたコンタクト領域と、上記コンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホール内及び上記層間絶縁層上に順次積層され、第２
の導電型を呈するための不純物の濃度が上層のものほど
高濃度である複数の配線層を有する配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コンタクト領域
と接するとともに、その不純物濃度の分布が上記コンタ
クト領域からの距離が遠いほど低濃度となる第２の導電
型の不純物領域を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】請求項１叉は請求項２記載の半導体装置
において、不純物領域は、複数の不純物領域であり、上記複数の不純物領域は、半導体基板の一主面に位置
し、上記複数の不純物領域の内の１つの不純物領域が上
記コンタクト領域と接するとともに、そのコンタクト領
域と接する不純物領域の周囲を他の不純物領域が順次取
り囲み、それらの不純物濃度が上記コンタクト領域から
の距離が遠いものほど低濃度であることを特徴とする半
導体装置。
【請求項４】第１の導電型の半導体基板の一主面上に
形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電
型を呈するための不純物の濃度が低い第１の配線層と、
この第１の配線層上に積層されるとともに、第２の導電
型を呈するための不純物の濃度が高い第２の配線層を備
えた配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コンタクト領域
に接するとともに、第２の導電型を呈するための不純物
の濃度が高い不純物領域と、上記半導体基板の一主面の上記不純物領域の周囲に位置
し、第２の導電型を呈するための不純物の濃度が低い他
の不純物領域を備えた半導体装置。
【請求項５】第１の導電型の半導体基板の一主面上に
形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電
型を呈するための不純物を含まないか又は第１の導電型
を呈するための不純物を含む最下層の配線層、この最下
層の配線層上に積層されるとともに、第２の導電型を呈
するための不純物の濃度が低い第１の配線層、この第１
の配線層上に積層されるとともに、第２の導電型を呈す
るための不純物の濃度が高い第２の配線層を備えた配線
と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コンタクト領域
に接するとともに、第２の導電型を呈するための不純物
の濃度が高い不純物領域と、上記半導体基板の一主面の上記不純物領域の周囲に位置
し、第２の導電型を呈するための不純物の濃度が低い他
の不純物領域を備えた半導体装置。
【請求項６】第１の導電型の半導体基板の一主面上に
形成されたコンタクトホールを有する層間絶縁層と、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に形成されたコンタクト領域と、このコンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素
を含有する第１の配線層と、この第１の配線層上に積層
されるとともに、低濃度のリンを含有する第２の配線層
を備えた配線と、上記半導体基板の一主面に位置し、上記コンタクト領域
に接するとともに、高濃度のヒ素を含有する不純物領域
と、上記半導体基板の一主面の上記不純物領域の周囲に位置
し、低濃度のリンを含有する他の不純物領域を備えた半
導体装置。
【請求項７】コンタクト領域は不純物の拡散に妨げと
なる変質層を実質的に含まないことを特徴とする請求項
１ないし請求項６のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項８】コンタクト領域は半導体基板の凹部の表
面に位置することを特徴とする請求項１ないし請求項７
のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項９】配線はポリシリコンまたはアモルファス
シリコンからなることを特徴とする請求項１ないし請求
項８のいずれか一項記載の半導体装置。
【請求項１０】配線はシリサイドメタル層を備えるこ
とを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか一項
記載の半導体装置。
【請求項１１】請求項１ないし請求項１０のいずれか
一項記載の半導体装置において、半導体基板を、ＳＯＩ
基板又は導電領域を有するポリシリコン層もしくはアモ
ルファスシリコン層とすることを特徴とする半導体装
置。
【請求項１２】第１の導電型の半導体基板の一主面上
に、コンタクトホールを有する層間絶縁層を形成する工
程、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に付着する変質層をエッチングにより取り除いて
コンタクト領域を形成する工程、上記コンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電
型を呈するための不純物の濃度が低い第１の配線層を形
成する工程、上記第１の配線層上に積層され、第２の導電型を呈する
ための不純物の濃度が高い第２の配線層を形成する工
程、上記第１の配線層及び第２の配線層をエッチングするこ
とにより配線を形成する工程を含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
【請求項１３】第１の導電型の半導体基板の一主面上
に、コンタクトホールを有する層間絶縁層を形成する工
程、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に付着する変質層をエッチングにより取り除いて
コンタクト領域を形成する工程、上記コンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在する、第２の導電
型を呈するための不純物を含まないか又は第１の導電型
を呈するための不純物を含む最下層の配線層を形成する
工程、上記最下層の配線層上に積層され、第２の導電型を呈す
るための不純物の濃度が低い第２の配線層を形成する工
程、上記第１の配線層上に積層され、第２の導電型を呈する
ための不純物の濃度が高い第２の配線層を形成する工
程、上記最下層の配線層、第１の配線層及び第２の配線層を
エッチングすることにより配線を形成する工程を含むこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】半導体基板を熱処理し、第１の配線層
の含有する不純物をコンタクト領域を介して半導体基板
の一主面に拡散させることにより、第２の導電型を呈す
るための不純物の濃度が第１の不純物濃度となる不純物
領域を形成する工程、上記半導体基板を熱処理し、第２の配線層の含有する不
純物を上記コンタクト領域を介して上記半導体基板の一
主面に拡散させることにより、上記コンタクト領域から
の距離が上記不純物領域に比べて近い位置に、第２の導
電型を呈するための不純物の濃度が第１の不純物濃度よ
り高濃度の第２の不純物濃度となる他の不純物領域を形
成する工程を含むことを特徴とする請求項１２又は請求
項１３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】第１の導電型の半導体基板の一主面上
に、コンタクトホールを有する層間絶縁層を形成する工
程、上記半導体基板の表面の上記コンタクトホールに開口す
る部分に付着する変質層をエッチングにより取り除いて
コンタクト領域を形成する工程、上記コンタクト領域に接続されるとともに上記コンタク
トホールを介して層間絶縁層上に延在し、高濃度のヒ素
を含有する第１の配線層を形成する工程、上記第１の配線層上に積層され、低濃度のリンを含有す
る第２の配線層を形成する工程、上記第１の配線層及び第２の配線層をエッチングするこ
とにより配線を形成する工程を含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
【請求項１６】半導体基板を熱処理し、第１の配線層
の含有する高濃度のヒ素をコンタクト領域を介して半導
体基板の一主面に拡散させることにより、ヒ素の濃度が
第２の不純物濃度となる不純物領域を形成する工程、上記半導体基板を熱処理し、第２の配線層の含有する低
濃度のリンを上記コンタクト領域を介して上記半導体基
板の一主面に拡散させることにより、上記コンタクト領
域からの距離が上記不純物領域に比べて遠い位置に、リ
ンの濃度が第２の不純物濃度より低濃度の第１の不純物
濃度となる他の不純物領域を形成する工程を含むことを
特徴とする請求項１５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】第１の配線層及び第２の配線層をエッ
チングすることにより配線を形成する工程の代わりに、
上記第２の配線層上にシリサイドメタル層を積層し、上
記第１の配線層、第２の配線層及びシリサイドメタル層
をエッチングすることにより配線を形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項１２ないし請求項１６のいずれ
か一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】除去する変質層は炭化ケイ素を主成分
とすることを特徴とする請求項１２ないし請求項１７の
いずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】配線はポリシリコンまたはアモルファ
スシリコンからなることを特徴とする請求１２ないし請
求項１８のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２０】請求項１２ないし請求項１９のいずれ
か一項記載の半導体装置の製造方法において、半導体基
板を、ＳＯＩ基板又は導電領域を有するポリシリコン層
もしくはアモルファスシリコン層とすることを特徴とす
る半導体装置の製造方法。