JPH1174284A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH1174284A
JPH1174284A JP23193797A JP23193797A JPH1174284A JP H1174284 A JPH1174284 A JP H1174284A JP 23193797 A JP23193797 A JP 23193797A JP 23193797 A JP23193797 A JP 23193797A JP H1174284 A JPH1174284 A JP H1174284A
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opening
region
contact portion
insulating film
boundary
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JP23193797A
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Inventor
Yoichi Ejiri
洋一 江尻
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体装置のコンタクト部の形成において、
コンタクト抵抗を増加させることなくコンタクト部の平
面投影面積の縮小化が図れるようにする。 【解決手段】 素子形成領域5を電気的に分離するよう
に素子分離絶縁膜であるLOCOS酸化膜7が形成され
た半導体基板1を用い、LOCOS酸化膜7と、素子形
成領域5に形成されたコレクタ領域9との境界の部分
に、この境界に沿う状態でLOCOS酸化膜の一部を除
去することにより下部開孔部22bを形成し、下部開孔
部22bの内部に導電材料を埋め込んで半導体基板1上
に形成されるコレクタ電極27と接続する第2コンタク
ト部26の下部コンタクト部26bを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特に半導体基板内に形成された導電部と半導
体基板上に形成された導電部とを接続するコンタクト部
の形成に適用される半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法では、例え
ば半導体装置の一つである2層ポリシリコン(Poly−S
i)構造のNPN型バイポーラトランジスタを製造する
場合、以下のようなプロセスでコンタクト部および素子
の配線(電極)を形成している。
【0003】まず図10に示すように、予め半導体基板
111に、素子を形成する領域(以下、素子形成領域と
記す)を電気的に分離する素子分離絶縁膜112を形成
し、素子形成領域にN+ 型の埋め込み層113、N-
のコレクタ層114、N+ 型のコレクタ取り出し層11
5、P型の真性ベース領域116、P+ 型の外部ベース
領域117、N+ 型のエミッタ領域118を形成してお
く。またこれとともに、半導体基板111上にP+ 型の
Poly−Siからなるベース取り出し層119を第1絶縁
膜120を介して形成し、さらにベース取り出し層11
9の上層に第2絶縁膜121を介してN+ 型のPoly−S
iからなるエミッタ取り出し層122を形成しておく。
【0004】そして、第2絶縁膜121に、ベース取り
出し層122に達する開孔部123と、コレクタ取り出
し層115に達する開孔部124とを形成する。次い
で、第2絶縁膜121上にエミッタ取り出し層122を
覆いかつ開孔部123、124を埋め込む状態で配線材
料膜を形成し、配線材料膜をパターニングしてベース取
り出し層119に接続するコンタクト部125およびベ
ース電極126と、エミッタ取り出し層122に接続す
るエミッタ電極127と、コレクタ取り出し層115に
接続するコンタクト部128およびコレクタ電極129
とを形成している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、半導体装置
において、素子の配線と素子のその他の導電部とのコン
タクト抵抗は、素子の直列抵抗に影響する。よって素子
の高速化、省電力化のためには、十分にコンタクト抵抗
を小さくする必要がある。一方、近年においては素子の
微細化が進展しており、これに伴ってコンタクト部の面
積の縮小化も進められている。
【0006】しかしながら、コンタクト抵抗はコンタク
ト面積に略反比例する。しかも上記したように従来の半
導体装置の製造方法では、図10に示す例えばコレクタ
取り出し層115とコレクタ電極129とのコンタクト
部128のように、半導体基板110の平坦な表面にて
コレクタ取り出し層115と接続するようにコンタクト
部128が形成される。つまり、コンタクト部128の
平面投影面の面積とコンタクト部128のコレクタ取り
出し層115とのコンタクト面積とが略同じに形成され
る。したがって、コンタクト部128の面積の縮小化に
伴ってコンタクト抵抗が増加するという不都合が発生す
る。
【0007】このコンタクト抵抗の増加は、例えば、バ
イポーラトランジスタのエミッタ層とエミッタ電極との
コンタクト部では素子の電流容量を制限し、ベース領域
とベース電極とのコンタクト部では素子の高速化の妨げ
になり、コレクタ領域とコレクタ電極とのコンタクト部
では飽和電圧を高くする等の影響を与え、これらの影響
は全て素子特性を劣化させる要因となる。またコンタク
ト抵抗の増加は、バイポーラトランジスタだけでなく、
その他のあらゆる素子の特性に悪影響を及ぼす。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために本発明に係る半導体装置の製造方法は、素子
を形成する領域を電気的に分離する状態で素子分離絶縁
膜が形成された半導体基板を用い、この素子分離絶縁膜
と素子を形成する領域との境界の部分に、当該境界に沿
う状態で素子分離絶縁膜の一部を除去することにより開
孔部を形成し、開孔部の内部に導電材料を埋め込んでコ
ンタクト部を形成する。
【0009】上記発明では、素子分離絶縁膜と素子を形
成する領域との境界の部分に、この境界に沿う状態で素
子分離絶縁膜の一部を除去することにより開孔部を形成
するため、素子を形成する領域の上記素子分離絶縁膜と
の境界の部分が深さ方向に露出した開孔部が得られる。
この結果、開孔部の入口の面積よりも素子を形成する領
域の露出面積が大きい開孔部が形成されることから、開
孔部に導電材料を埋め込むことにより、実際には平面投
影面積よりも素子を形成する領域とのコンタクト面積が
大きいコンタクト部が得られる。よって、コンタクト部
の素子を形成する領域とのコンタクト抵抗を低減するこ
とが可能になる。また素子分離絶縁膜の一部を除去する
ことにより上記コンタクト部を形成するため、このコン
タクト部の形成による素子を形成する領域の面積の増加
が抑えられる。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、本発明に係る半導体装置の
製造方法の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は
本発明の第1実施形態を工程順に示す図であり、2層ポ
リシリコン(Poly−Si)構造のNPN型バイポーラト
ランジスタ(以下、NPNTrと記す)からなる素子の
製造において、特にコレクタ領域とコレクタ電極とを接
続するコンタクト部の形成に請求項1,2の発明を適用
した例を示したものである。この実施形態に係るNPN
Trの製造方法では、まず上記コンタクト部の形成の前
までの図1(a)〜(e)に示す工程を、既存の技術に
よって行う。
【0011】すなわち、まず図1(a)に示すように、
P型のSi基板2を用い、従来の技術によってNPNT
rを形成する領域(以下、素子形成領域と記す)5内の
Si基板2の表面側にN+ 型の埋め込み層3を形成す
る。次いでSi基板2上に、例えば、抵抗率が0.3Ω
cm〜5Ωcm程度、厚さが0.5μm〜2.5μm程
度のN- 型のエピタキシャル層4を形成し、Si基板2
とエピタキシャル層4とからなる半導体基板1を得る。
【0012】次に、図1(b)に示すように酸化によっ
て、エピタキシャル層4の表面に、酸化シリコン(Si
2 )膜と窒化シリコン(SiN)膜とからなる積層体
6を形成する。ここでは、例えば、SiO2 膜を10n
m〜50nm程度の厚みに形成し、続いて化学的気相成
長法(CVD法)によってSiO2 膜の上層にSiN膜
を20nm〜100nm程度の厚みに形成することによ
り積層体6を得る。その後、フォトリソグラフィ(レジ
スト塗布、露光、現像、ベーキング等)および反応性イ
オンエッチング(RIE)により、素子形成領域5の外
側の積層体6を除去する。このとき、素子形成領域5の
外側のエピタキシャル層4も例えば250nm〜800
nm程度エッチングする。
【0013】次いで図1(c)に示すように、例えば熱
酸化によって、素子形成領域5を電気的に分離するよう
にエピタキシャル層4に、請求項1,2の発明に係る素
子分離絶縁膜となるLOCOS(Local Oxidation of S
ilicon) 酸化膜7を形成する。このLOCOS酸化膜7
によって電気的に分離された素子形成領域5のエピタキ
シャル層4が、NPNTrのコレクタ層となる。
【0014】次に、素子形成領域5におけるエピタキシ
ャル層4内のLOCOS酸化膜7に隣接する位置にN型
不純物を導入し、N+ 型の埋め込み層3に接続するN+
型拡散層8を形成する。したがって、素子形成領域5の
LOCOS酸化膜7との境界の部分にはN+ 型拡散層8
が形成されている状態になっている。このN+ 型拡散層
8の形成は、例えば、N型不純物としてリンイオン(P
+ )を用い、打ち込みエネルギーを50keV〜100
keV、ドーズ量を1×1015cm-2〜1×1016cm
-2とした条件のイオン注入によって行う。
【0015】なお、素子形成領域5におけるエピタキシ
ャル層4は前述したようにNPNTrにおいてコレクタ
層になるものであり、エピタキシャル層4に接続するN
+ 型の埋め込み層3およびこれに接続するN+ 型拡散層
8は、コレクタ層を後述するコレクタ電極に接続するた
めのコレクタ取り出し層となる部分である。よって、第
1実施形態中では、エピタキシャル層4、N+ 型の埋め
込み層3および拡散層8を含めてコレクタ領域9と称す
ることとする。
【0016】N+ 型拡散層8を形成した後は、半導体基
板1の表面を平坦化する工程およびLOCOS酸化膜7
の直下にP+ 型のチャネルストッパ拡散層10を形成す
る工程を行い、さらにCVD法等によって、半導体基板
1の表面に例えばSiO2 膜からなる絶縁膜11を50
nm〜200nm程度の厚みに堆積する。
【0017】次に図1(d)に示すように、フォトリソ
グラフィおよびエッチングによって素子形成領域5にお
けるNPNTrのアクティブ領域の絶縁膜11を選択的
に開口する。続いて、絶縁膜11のその開口部11aを
覆うようにして絶縁膜11上にPoly−Si膜12aを形
成する。ここでは、例えば、CVD法によってPoly−S
i膜を、例えば80nm〜250nm程度の厚みに堆積
する。その後、ホウ素イオン(B+ )や二フッ化ホウ素
イオン(BF2 + )等のP型不純物をPoly−Si膜にイ
オン注入し、得られたP+ 型のPoly−Si膜12aをフ
ォトリソグラフィおよびドライエッチングによって加工
することにより、NPNTrのベース取り出し電極12
を形成する。このベース取り出し電極12は、後述する
+ 型のグラフトベース領域の拡散源にもなる。
【0018】そして、ベース取り出し電極12を覆う状
態で絶縁膜11上に絶縁膜13を形成する。この実施形
態では、例えば、CVD法によってSiO2 膜からなる
絶縁膜13を200nm〜500nm程度の厚みに堆積
する この際、必要に応じて、ベース取り出し電極12
を構成するP+ 型Poly−Si膜のグレイン成長を促進し
低抵抗化するためのアニール工程、あるいは上記P+
Poly−Si膜のグレインを均一化して抵抗値の分布を抑
制するためのアニール工程を行ってもよい。
【0019】次に、絶縁膜13上にフォトレジストのパ
ターンを形成し(図示略)、このフォトレジストのパタ
ーンをマスクにしたエッチングによって、絶縁膜13お
よびベース取り出し電極12に、NPNTrのベース領
域およびエミッタ領域を形成するための開孔部14を形
成する。この際、エピタキシャル層4の表面を露出させ
る状態で開孔部14を形成する。
【0020】次いで、例えばイオン注入等によって、開
孔部14を形成した位置のエピタキシャル層4に真性ベ
ース領域15を形成するためのP型不純物のドーピング
を行う。このときのイオン注入条件としては、例えば、
P型不純物として二フッ化ホウ素イオンを用い、打ち込
みエネルギーを5keV〜200keV程度、ドーズ量
を5×1011cm-2〜5×1014cm-2程度とした条件
が挙げられる。または、P型不純物としてホウ素イオン
を用い、打ち込みエネルギーを5keV〜100keV
程度、ドーズ量を5×1011cm-2〜5×1014cm-2
程度とした条件が挙げられる。また気相拡散法(Vaper
Phase Doping) によって上記ドーピングを行うことも可
能である。
【0021】また図示しないが、必要に応じて、SIC
形成のため、N型不純物のドーピングを行ってもよい。
このN型不純物のドーピング手段としては、例えば、N
型不純物にリンイオンを用いたイオン注入が挙げられ、
その際の条件の一例としては、打ち込みエネルギーを5
0keV〜400keV、ドーズ量を5×1011cm -2
〜5×1013cm-2程度が挙げられる。
【0022】次に例えばCVD法等によって、SiO2
膜からなる絶縁膜(図示略)を400nm〜1μm程度
の厚みに堆積し、RIEにより全面エッチバックして、
図1(e)に示すように開孔部14の側壁に上記絶縁膜
からなるNPNTrのエミッタ/ベース分離用のサイド
ウォールスペーサ16を形成する。その後、絶縁膜13
上にサイドウォールスペーサ16および開孔部14の内
面を覆う状態で例えばヒ素(As)やリン(P)等のN
型不純物を高濃度に含むN+ 型のPoly−Si膜17aを
形成する。このN+ 型のPoly−Si膜17aは、Poly−
Si膜の成膜とともにこのPoly−Si膜内にN型不純物
を導入することにより形成してもよく、あるいは不純物
を含まないPoly−Si膜を成膜した後に、イオン注入等
によってこのPoly−Si膜中にN型不純物を導入するこ
とにより形成可能である。
【0023】次に、例えばCVD法等によって、N+
のPoly−Si膜17a上にSiO2膜(図示略)を10
0nm〜500nm程度の厚みに堆積し、700℃〜1
200℃程度の熱処理を5秒から2時間程度の範囲で行
う。これによって、N+ 型のPoly−Si膜17aからエ
ピタキシャル層4中にN型不純物を拡散してNPNTr
の真性ベース領域15にエミッタ領域18を形成する。
一方、上記熱処理によって、P+ 型のPoly−Si膜12
aからエピタキシャル層4中にP型不純物を拡散してN
PNTrの外部ベース(Graft Base) 領域19を形成す
る。
【0024】続いてN+ 型のPoly−Si膜17aをフォ
トリソグラフィおよびRIEによって加工し、エミッタ
領域18に接続するエミッタ取り出し電極17を形成す
る。なお、この加工によって、先にN+ 型のPoly−Si
膜17a上に形成したSiO 2 膜は除去される。
【0025】こうして既存の技術によって図1(e)に
示す工程までを行った後は、図1(f)に示す第1開孔
部21、第2開孔部22の形成工程を行う。すなわち、
フォトリソグラフィによって、絶縁膜13およびエミッ
タ取り出し電極17上にレジストパターン(図示略)を
形成する。次いで、レジストパターンをマスクとしたR
IE等のドライエッチングを行う。
【0026】上記ドライエッチングによって、絶縁膜1
3にベース取り出し電極12に達する第1開孔部21を
形成する。また第1開孔部21の形成とともに、半導体
基板1内に形成されたコレクタ領域9のN+ 型拡散層8
と、LOCOS酸化膜7との境界近傍位置における絶縁
膜11,13に、N+ 型拡散層8に達する上部開孔部2
2aを形成し、さらに上部開孔部22aの底部から引き
続き、N+ 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との境界に
沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去することによ
り、上記境界の部分に下部開孔部22bを形成して、上
部開孔部22aと下部開孔部22bとからなる第2開孔
部22を得る。
【0027】第2開孔部22を構成する下部開孔部22
bは、請求項1,2の発明に係る開孔部となるものであ
り、N+ 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との境界に沿
ってLOCOS酸化膜7の一部を除去することにより、
+ 型拡散層8のLOCOS酸化膜7に接していた面が
深さ方向に露出した状態で形成されたものとなる。上記
フォトリソグラフィおよびドライエッチングは、下部開
孔部22bがN+ 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との
境界の範囲内で形成されるように行う。またこのドライ
エッチングでは、例えば、用いるエッチングガス種や流
量比等を選択することにより、深さの異なる第1開孔部
21と第2開孔部22とを形成することが可能である。
【0028】次に、スパッタリング法や埋め込み特性の
良いCVD法によって、第1開孔部21、第2開孔部2
2の内部を埋め込みかつエミッタ取り出し電極17を覆
うようにして絶縁膜13上に導電材料からなる膜を形成
する。導電材料としては、アルミニウム(Al)やその
合金、銅(Cu)、タングステン(W)、不純物を含む
Poly−Si、バリアメタルとして用いる金属材料等、導
電性を有していればいかなる材料を用いてもよい。ここ
では、例えばAlを用いて導電材料膜を形成する。
【0029】そして、フォトリソグラフィおよびエッチ
ングによって導電材料膜を加工することにより、図1
(g)に示すように、第1開孔部21の内部にAlが埋
め込まれてベース取り出し電極12に接続する第1コン
タクト部23と、第1コンタクト部23の上層に第1コ
ンタクト部23に連続して形成されたベース電極24
と、エミッタ取り出し電極17に接続するエミッタ電極
25と、第2開孔部22の内部にAlが埋め込まれてコ
レクタ領域9のN+ 型拡散層8に接続する第2コンタク
ト部26と、第2コンタクト部26の上層に第2コンタ
クト部26に連続して形成されてこれに接続するコレク
タ電極27とを得る。
【0030】第2コンタクト部26は、上部開孔部22
aの内部にAlが埋め込まれてなる上部コンタクト部2
6aと、下部開孔部22bの内部にAlが埋め込まれて
上部コンタクト部26aに導通する下部コンタクト部2
6bとから構成され、下部コンタクト部26bが請求項
1,2の発明に係るコンタクト部となる。以上の工程に
よって、NPNTrが製造される。
【0031】このように第1実施形態の方法では、半導
体基板1内に形成されたコレクタ領域9とコレクタ電極
27とを接続する第2コンタクト部26用の第2開孔部
22の形成において、上部開孔部22aを形成し、さら
に上部開孔部22aの底部から、半導体基板1内に形成
されたコレクタ領域9のN+ 型拡散層8とLOCOS酸
化膜7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除
去し下部開孔部22bを形成する。このため上部開孔部
22aと、N+ 型拡散層8のLOCOS酸化膜7との境
界の部分が深さ方向に露出した下部開孔部22bとから
なる第2開孔部22を形成できる。
【0032】よって、第2開孔部22の入口の面積より
もN+ 型拡散層8の露出面積が大きい第2開孔部22を
形成できるので、第2開孔部22の内部にAlを埋め込
むことにより、実際には平面投影面積よりもN+ 型拡散
層8とのコンタクト面積が大きい第2コンタクト部26
を得ることができる。その結果、平面投影面積とコンタ
クト面積とが同じであった従来に比較して、第2コンタ
クト部26のコレクタ領域9とのコンタクト抵抗を低減
することができる。
【0033】したがって、素子の微細化に伴って第2コ
ンタクト部26の平面投影面積が縮小化されても、これ
による第2コンタクト部26のコンタクト抵抗の増加を
抑制できるため、微細化しても飽和電圧が高くなる等の
影響のない素子特性の良好なNPNTrを得ることがで
きる。また第2コンタクト部26の形成では、LOCO
S酸化膜7の一部を除去して下部コンタクト部26bを
形成するので、この下部コンタクト部26bの形成によ
る素子形成領域5の面積の増加も防止できる。
【0034】以上のことから第1実施形態によれば、良
好な素子特性を維持しつつ素子の微細化を図ることがで
き、半導体装置のさらなる高集積化を進展させることが
できるため、半導体装置を構成するチップ面積の縮小
化、チップのコストダウンを実現することができる。
【0035】なお、第1実施形態では、2層Poly−Si
構造のNPNTrの製造において、ベース電極24、エ
ミッタ電極25およびコレクタ電極27を形成する際に
請求項1,2の発明に係るコンタクト部の形成を適用し
たが、この例に限定されないのはもちろんである。例え
ば図2に示す第1変形例のように、2層Poly−Si構造
のNPNTrの製造において、ベース取り出し電極12
とベース電極24とを接続する第1プラグ35、エミッ
タ取り出し電極17とエミッタ電極25とを接続する第
2プラグ36、コレクタ領域9とコレクタ電極27とを
接続する第3プラグ37を形成する際に、請求項1,2
の発明に係るコンタクト部の形成を適用することも可能
である。
【0036】すなわち、第1変形例では、第1実施形態
で述べたエミッタ取り出し電極17の形成まで、第1実
施形態と同様の工程を踏んだ後、絶縁膜13上にエミッ
タ取り出し電極17を覆う状態で層間絶縁膜31を形成
する。次いで、フォトリソグラフィによって、層間絶縁
膜31上にレジストパターン(図示略)を形成し、レジ
ストパターンをマスクとしたRIE等のドライエッチン
グを行う。
【0037】上記ドライエッチングによって、層間絶縁
膜31,絶縁膜13にベース取り出し電極12に達する
第1開孔部32を形成し、かつ層間絶縁膜31にエミッ
タ取り出し電極17に達する第2開孔部33を形成す
る。また第1開孔部32、第2開孔部33の形成ととも
に、半導体基板1内に形成されたコレクタ領域9のN+
型拡散層8と、LOCOS酸化膜7との境界近傍位置に
おける層間絶縁膜31と絶縁膜11,13とに、N+
拡散層8に達する上部開孔部34aを形成し、さらに上
部開孔部34aの底部からN+ 型拡散層8とLOCOS
酸化膜7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を
除去することにより、上記境界の部分に下部開孔部34
bを形成して、上部開孔部34aと下部開孔部34bと
からなる第3開孔部34を得る。
【0038】ここでは、第3開孔部34を構成する下部
開孔部34bが、請求項1,2の発明に係る開孔部とな
る。また上記ドライエッチングでは、例えば、用いるエ
ッチングガス種や流量比等を選択することにより、深さ
の異なる第1開孔部32、第2開孔部33および第3開
孔部34を形成することが可能である。
【0039】次に、CVD法やスパッタリング法等によ
って、第1開孔部32、第2開孔部33、第3開孔部3
4の内部を埋め込むようにして層間絶縁膜31上に導電
材料からなる膜(図示略)を形成する。導電材料として
は、導電性を有していればいかなる材料を用いてもよい
のは第1実施形態と同様である。ここでは、例えばWを
用いて導電材料膜を形成する。そして、エッチバックや
化学的機械研磨法等によって、層間絶縁膜31の上面が
露出する位置まで導電材料膜を除去することにより、層
間絶縁膜31の上面を平坦化するとともに第1開孔部3
2、第2開孔部33、第3開孔部34の内部にそれぞれ
Wが埋め込まれた第1プラグ35、第2プラグ36、第
3プラグ37を得る。
【0040】第3プラグ37は、上部開孔部34aの内
部にWが埋め込まれてなる上部プラグ37aと、下部開
孔部34bの内部にWが埋め込まれて上部プラグ37a
に導通する下部プラグ37bとから構成され、下部プラ
グ37bが請求項1,2の発明に係るコンタクト部とな
る。
【0041】その後は、層間絶縁膜31上に導電材料膜
を形成し、フォトリソグラフィおよびエッチングによっ
て導電材料膜を加工することにより、ベース取り出し電
極12に第1プラグ35を介して接続するベース電極2
4と、エミッタ取り出し電極17に第2プラグ36を介
して接続するエミッタ電極25と、コレクタ領域9のN
+ 型拡散層8に第3プラグ37を介して接続するコレク
タ電極27とを得る。以上の工程によって、NPNTr
が製造される。
【0042】この第1変形例においても、半導体基板1
内に形成されたコレクタ領域9とコレクタ電極27とを
接続する第3プラグ37の形成において、上部開孔部3
4aを形成し、さらに上部開孔部34aの底部からコレ
クタ領域9のN+ 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との
境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去して下部
開孔部34bを形成する。よって、N+ 型拡散層8のL
OCOS酸化膜7に接していた面が深さ方向に露出した
下部開孔部34bを有する第3開孔部34を形成でき
る。
【0043】このため、第1実施形態と同様に、第3開
孔部34の入口の面積よりも、N+型拡散層8の露出面
積が大きい第3開孔部34を得ることができるため、第
3開孔部34の内部の導電材料を埋め込むことにより、
平面投影面積よりもN+ 型拡散層8とのコンタクト面積
が大きい第3プラグ37を得ることができる。したがっ
て第1変形例によっても、第3プラグ37のコレクタ領
域9とのコンタクト抵抗を低減することができるため、
素子の微細化に伴って第3プラグ37の平面投影面積が
縮小化されても、この縮小化による第3プラグ37のコ
ンタクト抵抗の増加を抑制でき、結果として微細でかつ
素子特性の良好なNPNTrを実現することができる。
【0044】図3は、第1実施形態の第2変形例を示す
ものであり、第1変形例と同様に第1プラグ35、第2
プラグ36、第3プラグ37を備える一方、電極の並び
が図3において左からコレクタ電極27、ベース電極2
4、エミッタ電極25であるNPNTrの製造に請求項
1,2の発明を適用した例を示したものである。
【0045】第1実施形態および第1変形例では、コレ
クタ領域9のN+ 型拡散層8を図1,2において右側の
エピタキシャル層4とLOCOS酸化膜7との境界に隣
接する位置に形成するのに対し、この第2変形例では、
コレクタ領域9のN+ 型拡散層8を図3において左側の
エピタキシャル層4とLOCOS酸化膜7との境界に隣
接する位置に形成する。また、コレクタ層となるエピタ
キシャル層4とN+ 型拡散層8との間にLOCOS酸化
膜7を形成するが、これら以外は、第1変形例と同様の
手順でNPNTrを製造することができる。よって、平
面投影面積よりもN+ 型拡散層8とのコンタクト面積が
大きい第3プラグ37を得ることができ、第3プラグ3
7のコレクタ領域9とのコンタクト抵抗を低減すること
ができるため、この変形例のNPNTrの製造に請求項
1,2の発明を適用しても、第1実施形態と同様の効果
を得ることができる。
【0046】次に、本発明の第2実施形態を図4を用い
て説明する。図4は、横型のPNP型バイポーラトラン
ジスタ(以下、横型PNPTrと記す)からなる素子の
製造において、特にベース領域とベース電極とを接続す
るコンタクト部の形成に請求項1,3の発明を適用した
例を示したものである。なお、図4において第1実施形
態と同一の形成要素には同一の符号を付し、この実施形
態での説明を省略する。
【0047】第2実施形態に係る横型PNPTrの製造
方法では、上記コンタクト部の形成の前までの工程、す
なわち絶縁膜13の形成工程までを既存の技術によって
行う。まず、半導体基板1の表面に絶縁膜11を形成す
る工程まで、第1実施形態と同様の工程を踏む。ただ
し、第1実施形態とは異なり、LOCOS酸化膜7によ
って電気的に分離された素子形成領域5のN- 型のエピ
タキシャル層4は、横型PNPTrのベース層となるも
のであり、エピタキシャル層4に接続するN+ 型の埋め
込み層3およびこれに接続するN+ 型拡散層8は、ベー
ス層を後述するベース電極に接続するためのベース引き
出し層となる。よって、第2実施形態中では、エピタキ
シャル層4、N+ 型の埋め込み層3およびN+ 型拡散層
8を含めてベース領域41と称することとする。
【0048】次に、フォトリソグラフィおよびエッチン
グによって素子形成領域5における横型PNPTrのア
クティブ領域の絶縁膜11を選択的に開口する。続い
て、絶縁膜11のその開孔部11aを覆うようにして絶
縁膜11上にP+ 型のPoly−Si膜42を形成する。次
いで、フォトリソグラフィおよびドライエッチングによ
ってP+ 型のPoly−Si膜42を加工することにより、
コレクタ取り出し電極43、エミッタ取り出し電極44
を形成する。その後、熱処理を行ってコレクタ取り出し
電極43、エミッタ取り出し電極44を構成するP+
のPoly−Si膜42からエピタキシャル層4中にP型不
純物を拡散して横型PNPTrのコレクタ領域域44、
エミッタ領域45を形成する。そして、コレクタ取り出
し電極43、エミッタ取り出し電極44を覆う状態で絶
縁膜11上に絶縁膜13を形成する。
【0049】絶縁膜13の形成後は、絶縁膜13上にフ
ォトレジストのパターンを形成し(図示略)、このフォ
トレジストのパターンをマスクにしたドライエッチング
を行う。このことによって、絶縁膜13にコレクタ取り
出し電極43に達する第1開孔部46とエミッタ取り出
し電極44に達する第2開孔部47とを形成する。これ
とともに、半導体基板1内に形成されたベース領域41
のN+ 型拡散層8と、LOCOS酸化膜7との境界近傍
位置における絶縁膜11,13に、N+ 型拡散層8に達
する上部開孔部48aを形成し、さらに上部開孔部48
aの底部からN + 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との
境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去すること
により、上記境界の部分に下部開孔部48bを形成し
て、上部開孔部48aと下部開孔部48bとからなる第
3開孔部48を得る。
【0050】第3開孔部48を構成する下部開孔部48
bは、請求項1,3の発明に係る開孔部となるものであ
り、N+ 型拡散層8とLOCOS酸化膜7との境界に沿
ってLOCOS酸化膜7の一部を除去することにより、
+ 型拡散層8のLOCOS酸化膜7に接していた面が
深さ方向に露出した状態で形成されたものとなる。この
下部開孔部48bは、N+ 型拡散層8とLOCOS酸化
膜7との境界の範囲内で形成される。また上記ドライエ
ッチングでは、例えば、用いるエッチングガス種や流量
比等を選択することにより、深さの異なる第1開孔部4
6、第2開孔部47と第3開孔部48とを形成すること
が可能である。
【0051】次に、CVD法やスパッタリング法等によ
って、第1開孔部46、第2開孔部47、第3開孔部4
8の内部を埋め込む状態で絶縁膜13上に導電材料膜
(図示略)を形成する。導電材料としては、導電性を有
していればいかなる材料を用いてもよいのは先の実施形
態と同様である。ここでは、例えばAlを用いて導電材
料膜を形成する。
【0052】そして、フォトリソグラフィおよびエッチ
ングによって導電材料膜を加工することにより、第1開
孔部46の内部にAlが埋め込まれてコレクタ取り出し
電極43に接続する第1コンタクト部49と、第1コン
タクト部49の上層に第1コンタクト部49に連続して
形成されたコレクタ電極50とを得る。また、第2開孔
部47の内部にAlが埋め込まれてエミッタ取り出し電
極43に接続する第2コンタクト部51と、第2コンタ
クト部51の上層に第2コンタクト部51に連続して形
成されたエミッタ電極52と、第3開孔部48の内部に
Alが埋め込まれてベース領域41のN+ 型拡散層8に
接続する第3コンタクト部53と、第3コンタクト部5
3の上層に第3コンタクト部53に連続して形成されて
これに接続するベース電極54とを得る。
【0053】第3コンタクト部53は、上部開孔部48
aの内部にAlが埋め込まれてなる上部コンタクト部5
3aと、下部開孔部48bの内部にAlが埋め込まれて
上部コンタクト部53aに導通する下部コンタクト部5
3bとから構成され、下部コンタクト部53bが請求項
1,3の発明に係るコンタクト部となる。以上の工程に
よって、横型NPNTrが製造される。
【0054】このように第2実施形態の方法では、半導
体基板1内に形成されたベース領域41とベース電極5
4とを接続する第3コンタクト部53用の第3開孔部4
8の形成において、上部開孔部48aを形成し、この上
部開孔部48aの底部からベース領域19のN+ 型拡散
層8とLOCOS酸化膜7との境界に沿ってLOCOS
酸化膜7の一部を除去して下部開孔部48bを形成す
る。このため、上部開孔部48aと、N+ 型拡散層8の
LOCOS酸化膜7に接していた面が深さ方向に露出し
た下部開孔部48bとからなる第3開孔部48を得るこ
とができる。
【0055】よって、第3開孔部48の入口の面積より
もN+ 型拡散層8の露出面積が大きい第3開孔部48を
形成できるので、第3開孔部48の内部にAlを埋め込
むことにより、実際には平面投影面積よりもN+ 型拡散
層8とのコンタクト面積が大きい第3コンタクト部53
を得ることができる。その結果、第3コンタクト部53
のベース領域41とのコンタクト抵抗を低減することが
できる。
【0056】したがって、第2実施形態によれば、素子
の微細化に伴って第3コンタクト部53の平面投影面積
が縮小化されても、これによる第3コンタクト部53の
コンタクト抵抗の増加を抑制できるため、動作が高速で
ある等、素子特性の良好な横型PNPTrを得ることが
できる。また第3コンタクト部53の形成では、LOC
OS酸化膜7の一部を除去して下部コンタクト部53b
を形成するので、この下部コンタクト部53bの形成に
よる素子形成領域5の面積の増加も防止できる。以上の
ことから第2実施形態によっても、良好な素子特性を維
持しつつ素子の微細化を図ることができ、半導体装置の
さらなる高集積化を進展させることができるため、半導
体装置を構成するチップ面積の縮小化、チップのコスト
ダウンを実現できる効果が得られる。
【0057】次に、本発明の第3実施形態を図5を用い
て説明する。図5は、接合型電界効果トランジスタ(以
下、接合型FETと記す)からなる素子の製造におい
て、特にソース・ドレイン領域とソース・ドレイン電極
とを接続するコンタクト部の形成に請求項1,4の発明
を適用した例を示したものである。なお、図5において
第1実施形態と同一の形成要素には同一の符号を付し、
この実施形態での説明を省略する。
【0058】第3実施形態に係る接合型FETの製造方
法では、既存の技術によって上記コンタクト部の形成の
前までの工程を行い、図5(a)に示す前駆体を用意す
る。すなわち、図5(a)では、P型のSi基板2上に
N型のエピタキシャル層4が形成されて半導体基板1が
構成されている。エピタキシャル層4には、素子形成領
域5を電気的に分離するようにLOCOS酸化膜7が形
成されており、LOCOS酸化膜7の直下にはP+ 型の
チャネルストッパ拡散層10が形成されている。
【0059】エピタキシャル層4の略中間の位置でかつ
その表層側には、P型拡散層61が形成されており、エ
ピタキシャル層4のP型拡散層61を挟んで両側にはそ
れぞれ、LOCOS酸化膜7に隣接する位置に深いN+
型の拡散層からなるソース・ドレイン領域62,62が
形成されている。よって、素子形成領域5のLOCOS
酸化膜7との境界の部分にはソース・ドレイン領域62
が形成されている状態になっている。また半導体基板1
の表面には絶縁膜63が形成されている。
【0060】このような前駆体を用意した後は、絶縁膜
63上にフォトレジストのパターンを形成し(図示
略)、当該フォトレジストのパターンをマスクにしたド
ライエッチングを行う。これにより、図5(b)に示す
ように絶縁膜63に、それぞれのソース・ドレイン領域
62,62に達する第1開孔部64,64とP型拡散層
61に達する第2開孔部65とを形成する。各第1開孔
部64は、半導体基板1内に形成されたソース・ドレイ
ン領域62とLOCOS酸化膜7との境界近傍位置にお
ける絶縁膜63に、ソース・ドレイン領域62に達する
上部開孔部64aを形成し、さらに上部開孔部64aの
底部からソース・ドレイン領域62とLOCOS酸化膜
7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去し
て、上記境界の部分に下部開孔部64bを形成すること
により得られる。
【0061】第1開孔部64を構成する下部開孔部64
bは、請求項1,4の発明に係る開孔部となるものであ
り、ソース・ドレイン領域62とLOCOS酸化膜7と
の境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去するこ
とにより、ソース・ドレイン領域62のLOCOS酸化
膜7に接していた面が深さ方向に露出した状態で形成さ
れたものとなる。この下部開孔部64bは、ソース・ド
レイン領域62とLOCOS酸化膜7との境界の範囲内
で形成される。また上記ドライエッチングでは、例え
ば、用いるエッチングガス種や流量比等を選択すること
により、深さの異なる第1開孔部64と第2開孔部65
とを形成することが可能である。
【0062】次に、CVD法やスパッタリング法等によ
って、第1開孔部64、第2開孔部65の内部を埋め込
む状態で絶縁膜63上に導電材料膜(図示略)を形成す
る。導電材料としては、導電性を有していればいかなる
材料を用いてもよいのは先の実施形態と同様である。こ
こでは、例えばAlを用いて導電材料膜を形成する。
【0063】そして、フォトリソグラフィおよびエッチ
ングによって導電材料膜を加工することにより、各第1
開孔部64の内部にAlが埋め込まれてソース・ドレイ
ン領域62にそれぞれ接続する第1コンタクト部66
と、第1コンタクト部66の上層に第1コンタクト部6
6に連続して形成されたソース・ドレイン電極67とを
得る。また、第2開孔部64の内部にAlが埋め込まれ
てP型拡散層61に接続する第2コンタクト部68と、
第2コンタクト部68の上層にこれに連続して形成され
たゲート電極69とを得る。第1コンタクト部66は、
上部開孔部64aの内部にAlが埋め込まれてなる上部
コンタクト部66aと、下部開孔部64bの内部にAl
が埋め込まれて上部コンタクト部66aに導通する下部
コンタクト部66bとから構成され、下部コンタクト部
66bが請求項1,4の発明に係るコンタクト部とな
る。以上の工程によって、接合型FETが製造される。
【0064】このように第3実施形態の方法では、半導
体基板1内のソース・ドレイン領域62とソース・ドレ
イン電極67とを接続する第1コンタクト部66用の第
1開孔部64の形成において、上部開孔部64aを形成
し、さらに上部開孔部64aの底部からソース・ドレイ
ン領域62とLOCOS酸化膜7との境界に沿ってLO
COS酸化膜7の一部を除去して下部開孔部64bを形
成する。このため、上部開孔部64aと、ソース・ドレ
イン領域62のLOCOS酸化膜7に接していた面が深
さ方向に露出した下部開孔部64bとを備えた第1開孔
部64を形成できる。
【0065】よって、第1開孔部64の入口の面積より
もソース・ドレイン領域62の露出面積が大きい第1開
孔部64を形成できるので、実際には平面投影面積より
もソース・ドレイン領域62とのコンタクト面積が大き
い第1コンタクト部66を得ることができる。その結
果、第1コンタクト部66のソース・ドレイン領域62
とのコンタクト抵抗を低減することができる。
【0066】したがって、第3実施形態によれば、素子
の微細化に伴って第1コンタクト部66の平面投影面積
が縮小化されても、これによる第1コンタクト部66の
コンタクト抵抗の増加を抑制できるため、素子特性の良
好な接合型FETを得ることができる。また第1コンタ
クト部66の形成では、LOCOS酸化膜7の一部を除
去して下部コンタクト部66bを形成するので、この下
部コンタクト部66bの形成による素子形成領域5の面
積の増加も防止できる。以上のことから第3実施形態に
よっても、チップ面積の縮小化、チップのコストダウン
を実現できる等、第1実施形態と同様の効果が得られ
る。
【0067】なお、第3実施形態では接合型FETの製
造において、ソース・ドレイン領域62とソース・ドレ
イン電極67との第1コンタクト部66の形成に請求項
1,4の発明を適用した例を述べたが、この例に限定さ
れない。例えば図6に示す変形例のように、高耐圧なM
IS(Metal-Insulator-Semiconductor)型電界効果トラ
ンジスタ(以下、MISFETと記す)の製造におい
て、ソース・ドレイン領域62とソース・ドレイン電極
67との第1コンタクト部66の形成に、請求項1,4
の発明を適用することも可能である。
【0068】すなわち、高耐圧MISFETの製造で
は、まず図6(a)に示す前駆体を用意する。この前駆
体では、第4実施形態と同様に、Si基板2とエピタキ
シャル層4とからなる半導体基板1のエピタキシャル層
4に、LOCOS酸化膜7とチャネルストッパ拡散層1
0が形成されている。また半導体基板1上には、SiO
2 等からなるゲート絶縁膜71を介してゲート電極72
が形成されている。ゲート電極72の両側壁にはそれぞ
れサイドウォールスペーサ73が設けられており、各サ
イドウォール73の直下位置のエピタキシャル層4には
- 型のLDD拡散層74が形成されている。
【0069】そして、ゲート電極72の両側位置でかつ
LOCOS酸化膜7に隣接する位置のエピタキシャル層
4には、LDD拡散層74に連続して深いN+ 型の拡散
層からなるソース・ドレイン領域62,62が形成され
ている。よって、素子形成領域5のLOCOS酸化膜7
との境界の部分にはソース・ドレイン領域62が設けら
れた状態になっている。また半導体基板1の表面にはゲ
ート電極72を覆う状態で絶縁膜75が形成されてい
る。
【0070】このような前駆体を用意した後は、第3実
施形態と同様にしてフォトリソグラフィおよびドライエ
ッチングを行うことによって、図6(b)に示すように
ソース・ドレイン領域62とLOCOS酸化膜7との境
界近傍位置における絶縁膜75に、ソース・ドレイン領
域62に達する上部開孔部64aを形成し、さらに上部
開孔部64aの底部からソース・ドレイン領域62とL
OCOS酸化膜7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7
の一部を除去して、上記境界の部分に下部開孔部64b
を形成して第1開孔部64を得る。
【0071】その後は、図6(c)に示すように第3実
施形態と同様にして導電材料膜の形成およびその加工を
行うことにより、上部コンタクト部66aと下部コンタ
クト部66bとからなるものでソース・ドレイン領域6
2にそれぞれ接続する第1コンタクト部66と、第1コ
ンタクト部66の上層に第1コンタクト部66に連続し
て形成されたソース・ドレイン電極67とを得る。以上
の工程によって、高耐圧なMISFETが製造される。
【0072】この変形例においても、第3実施形態と同
様に、実際には平面投影面積よりもソース・ドレイン領
域62とのコンタクト面積が大きい第1コンタクト部6
6を得ることができるので、第3実施形態と同様の効果
を得ることができる。
【0073】次に、本発明の第4実施形態を図7を用い
て説明する。図7は、容量素子からなる素子の製造にお
いて、特に容量素子の下部電極となる拡散層と配線とを
接続するコンタクト部の形成に請求項1,5の発明を適
用した例を示したものである。なお、図7において第1
実施形態と同一の形成要素には同一の符号を付し、この
実施形態での説明を省略する。
【0074】第4実施形態に係る容量素子の製造方法で
は、既存の技術によって上記コンタクト部の形成の前ま
での工程を行い、図7(a)に示す前駆体を用意する。
すなわち、図7(a)では、第3実施形態と同様にP型
のSi基板2とN型のエピタキシャル層4とからなる半
導体基板1のエピタキシャル層4に、LOCOS酸化膜
7とP+ 型のチャネルストッパ拡散層10とが形成され
ている。また素子形成領域5における半導体基板1に
は、N+ 型の拡散層からなる容量素子の下部電極81が
形成されており、素子形成領域5のLOCOS酸化膜7
との境界の部分にはこの下部電極81が設けられている
状態になっている。
【0075】半導体基板1の表面には、素子形成領域5
の直上位置に開口82aを有する第1絶縁膜82が設け
られており、開口82aの位置にはこの内面を覆う状態
で容量素子用の高誘電率絶縁膜83が形成されている。
さらに第1絶縁膜82上には高誘電率絶縁膜83を覆う
状態で第2絶縁膜84が形成されている。
【0076】このような前駆体を用意した後は、第2絶
縁膜84上にフォトレジストのパターンを形成し(図示
略)、当該フォトレジストのパターンをマスクにしたド
ライエッチングを行って、図7(b)に示すように第2
絶縁膜84に、高誘電率絶縁膜83に達する第1開孔部
85を形成する。これとともに、半導体基板1内に形成
された下部電極81とLOCOS酸化膜7との境界近傍
位置における第2絶縁膜84と第1絶縁膜82とに、下
部電極81に達する上部開孔部86aを形成し、さらに
上部開孔部86aの底部から下部電極81とLOCOS
酸化膜7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を
除去して、上記境界の部分に下部開孔部86bを形成
し、上部開孔部86aと下部開孔部86bとからなる第
2開孔部86を形成する。
【0077】第2開孔部86を構成する下部開孔部86
bは、請求項1,5の発明に係る開孔部となるものであ
り、下部電極81とLOCOS酸化膜7との境界に沿っ
てLOCOS酸化膜7の一部を除去することにより、下
部電極81のLOCOS酸化膜7に接していた面が深さ
方向に露出した状態で形成されたものとなる。この下部
開孔部86bは、下部電極81とLOCOS酸化膜7と
の境界の範囲内で形成される。また上記ドライエッチン
グでは、例えば、用いるエッチングガス種や流量比等を
選択することにより、深さの異なる第1開孔部85と第
2開孔部86とを形成することが可能である。
【0078】次に、第1開孔部85、第2開孔部86の
内部を埋め込む状態で第2絶縁膜84上に導電材料膜
(図示略)を形成する。導電材料としては、導電性を有
していればいかなる材料を用いてもよいのは先の実施形
態と同様である。
【0079】そして、フォトリソグラフィおよびエッチ
ングによって導電材料膜を加工することにより、図7
(c)に示すように、第1開孔部85の内部に導電材料
が埋め込まれて高誘電率絶縁膜83に接するキャパシタ
の上部電極87と、第2開孔部86の内部に導電材料が
埋め込まれて下部電極81に接続するコンタクト部88
と、コンタクト部88の上層に形成されてコンタクト部
88に接続する配線89とを得る。コンタクト部88
は、上部開孔部86aの内部に導電材料が埋め込まれて
形成された上部コンタクト部88aと、下部開孔部86
bの内部に導電材料が埋め込まれて上部コンタクト部8
8aに導通する下部コンタクト部88bとから構成さ
れ、下部コンタクト部88bが請求項1,5の発明に係
るコンタクト部となる。以上の工程によって、容量素子
が製造される。
【0080】このように第4実施形態の方法では、半導
体基板1内に形成された下部電極81と配線89とを接
続するコンタクト部88用の第2開孔部86の形成にお
いて、上部開孔部86aを形成し、さらに上部開孔部8
6aの底部から下部電極81とLOCOS酸化膜7との
境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去すること
により、下部電極81のLOCOS酸化膜7に接してい
た面が深さ方向に露出した下部開孔部86bを形成す
る。このため、入口の面積よりも下部電極81の露出面
積が大きい第2開孔部86を形成できるので、実際には
平面投影面積よりも下部電極81とのコンタクト面積が
大きいコンタクト部88を得ることができる。その結
果、コンタクト部88の下部電極81とのコンタクト抵
抗を低減することができる。
【0081】したがって、第4実施形態によれば、素子
の微細化に伴ってコンタクト部88の平面投影面積が縮
小化されても、これによるコンタクト部88のコンタク
ト抵抗の増加を抑制できるため、素子特性の良好な容量
素子を得ることができる。またコンタクト部88の形成
では、LOCOS酸化膜7の一部を除去して下部コンタ
クト部88bを形成するので、この下部コンタクト部8
8bの形成による素子形成領域5の面積の増加も防止で
きる。以上のことから第4実施形態によっても、第1実
施形態と同様にチップ面積の縮小化、チップのコストダ
ウンを実現できる。
【0082】次に、本発明の第5実施形態を図8を用い
て説明する。図8は、抵抗素子からなる素子の製造にお
いて、特に半導体基板に形成された拡散層からなる抵抗
素子の抵抗部と配線とを接続するコンタクト部の形成に
請求項1,6の発明を適用した例を示したものである。
なお、図8において第1実施形態と同一の形成要素には
同一の符号を付し、この実施形態での説明を省略する。
【0083】第5実施形態に係る抵抗素子の製造方法で
は、既存の技術によって上記コンタクト部の形成の前ま
での工程を行い、図8(a)に示す前駆体を用意する。
すなわち、図8(a)では、P型のSi基板からなる半
導体基板90に、素子形成領域5を電気的に分離する状
態でLOCOS酸化膜7が形成されており、LOCOS
酸化膜7の直下にP+ 型のチャネルストッパ拡散層10
が形成されている。また素子形成領域5における半導体
基板90には、P型の拡散層からなる抵抗部91が形成
されており、素子形成領域5のLOCOS酸化膜7との
境界の部分にはこの抵抗部91が設けられている状態に
なっている。さらに抵抗部91の下層には、N型の拡散
層92が抵抗部91の下面を囲む状態で形成されてい
る。また半導体基板90の表面には絶縁膜93が形成さ
れている。
【0084】このような前駆体を用意した後は、フォト
リソグラフィおよびドライエッチングによって、図8
(b)に示すように、半導体基板90内に形成された抵
抗部91とLOCOS酸化膜7との境界近傍位置におけ
る絶縁膜93に、抵抗部91に達する上部開孔部94a
を形成し、さらに上部開孔部94aの底部から抵抗部9
1とLOCOS酸化膜7との境界に沿ってLOCOS酸
化膜7の一部を除去して、上記境界の部分に下部開孔部
94bを形成し、上部開孔部94aと下部開孔部94b
とからなる開孔部94を得る。
【0085】開孔部94を構成する下部開孔部94b
は、請求項1,6の発明に係る開孔部となるものであ
り、抵抗部91とLOCOS酸化膜7との境界に沿って
LOCOS酸化膜7の一部を除去することにより、抵抗
部91のLOCOS酸化膜7に接していた面が深さ方向
に露出した状態で形成されたものとなる。この下部開孔
部94bは、抵抗部91とLOCOS酸化膜7との境界
の範囲内で形成される。
【0086】そして、これまでの実施形態と同様に、開
孔部94の内部を埋め込む状態で絶縁膜93上に導電材
料膜(図示略)を形成し、フォトリソグラフィおよびエ
ッチングによって導電材料膜を加工する。これにより図
8(c)に示すように、開孔部94の内部に導電材料が
埋め込まれて抵抗部91に接続するコンタクト部95
と、コンタクト部95の上層に形成されてコンタクト部
95に接続する配線96とを得る。コンタクト部95
は、上部開孔部94aの内部に導電材料が埋め込まれて
形成された上部コンタクト部95aと、下部開孔部94
bの内部に導電材料が埋め込まれて上部コンタクト部9
5aに導通する下部コンタクト部95bとから構成さ
れ、下部コンタクト部95bが請求項1,6の発明に係
るコンタクト部となる。以上の工程によって、抵抗素子
が製造される。
【0087】このように第5実施形態の方法では、半導
体基板90内に形成された抵抗部91と配線96とを接
続するコンタクト部95用の開孔部94の形成におい
て、上部開孔部94aを形成し、さらに上部開孔部94
aの底部から抵抗部91とLOCOS酸化膜7との境界
に沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去することによ
り、抵抗部91のLOCOS酸化膜7に接していた面が
深さ方向に露出した下部開孔部94bを形成する。この
ため、入口の面積よりも抵抗部91の露出面積が大きい
開孔部94を形成できるので、実際には平面投影面積よ
りも抵抗部91とのコンタクト面積が大きいコンタクト
部95を得ることができる。その結果、コンタクト部9
5の抵抗部91とのコンタクト抵抗を低減することがで
きる。
【0088】したがって、第5実施形態によれば、素子
の微細化に伴ってコンタクト部95の平面投影面積が縮
小化されても、これによるコンタクト部95のコンタク
ト抵抗の増加を抑制できるため、素子特性の良好な抵抗
素子を得ることができる。以上のことから第5実施形態
によっても、これまでの実施形態と同様に、チップ面積
の縮小化、チップのコストダウンを図ることができる。
【0089】次に、本発明の第6実施形態を図9を用い
て説明する。図9は、半導体基板の電位を規定するため
の電位規定用素子からなる素子の製造において、特に半
導体基板に形成された拡散層からなる電位規定部とと配
線とを接続するコンタクト部の形成に請求項1,7の発
明を適用した例を示したものである。なお、図9におい
て第5実施形態と同一の形成要素には同一の符号を付
し、この実施形態での説明を省略する。
【0090】第6実施形態に係る電源規定用素子の製造
方法では、既存の技術によって上記コンタクト部の形成
の前までの工程を行い、図9(a)に示す前駆体を用意
する。すなわち、図9(a)では、半導体基板90にL
OCOS酸化膜7が形成されており、素子形成領域5に
おける半導体基板90には、P+ 型の拡散層からなる電
源規定部101が形成されている。よって、素子形成領
域5のLOCOS酸化膜7との境界の部分にはこの電源
規定部101が設けられた状態になっている。さらに半
導体基板90の表面には絶縁膜102が形成されてい
る。
【0091】このような前駆体を用意した後は、フォト
リソグラフィおよびドライエッチングによって、図9
(b)に示すように、絶縁膜102に半導体基板90内
の電源規定部101に達する上部開孔部103aを形成
し、さらに上部開孔部103aの底部から電源規定部1
01とLOCOS酸化膜7との境界に沿ってLOCOS
酸化膜7の一部を除去して、上記境界の部分に下部開孔
部103bを形成し、上部開孔部103aと下部開孔部
103bとからなる開孔部103を得る。
【0092】開孔部103を構成する下部開孔部103
bは、請求項1,7の発明に係る開孔部となるものであ
り、電源規定部101とLOCOS酸化膜7との境界に
沿ってLOCOS酸化膜7の一部を除去することによ
り、電源規定部101のLOCOS酸化膜7に接してい
た面が深さ方向に露出した状態で形成される。なお、上
記フォトリソグラフィおよびドライエッチングは、下部
開孔部103bが電源規定部101とLOCOS酸化膜
7との境界の範囲内で形成されるように行う。
【0093】そして、これまでの実施形態と同様に、開
孔部103の内部を埋め込む状態で絶縁膜102上に導
電材料膜(図示略)を形成し、フォトリソグラフィおよ
びエッチングによって導電材料膜を加工する。これによ
り図9(c)に示すように、下部開孔部103bの内部
に導電材料が埋め込まれて電源規定部101に接続する
下部コンタクト部104bと、上部開孔部103aの内
部に導電材料が埋め込まれて下部コンタクト部104b
に接続する上部コンタクト部104aとからなるコンタ
クト部104と、この上層に形成されてコンタクト部1
04に接続する配線105とを得る。下部コンタクト部
104が請求項1,7の発明に係るコンタクト部とな
る。以上の工程によって、電源規定用素子が製造され
る。
【0094】このように第6実施形態の方法では、半導
体基板90内に形成された抵抗規定部101と配線10
5とを接続するコンタクト部104用の開孔部103の
形成において、上部開孔部103aを形成し、さらに上
部開孔部103aの底部から抵抗規定部101とLOC
OS酸化膜7との境界に沿ってLOCOS酸化膜7の一
部を除去することにより、抵抗規定部101のLOCO
S酸化膜7に接していた面が深さ方向に露出した下部開
孔部103bを形成する。このため、入口の面積よりも
電源規定部101の露出面積が大きい開孔部103を形
成できるので、開孔部103の内部に導電材料を埋め込
むことにより、実際には平面投影面積よりも電源規定部
101とのコンタクト面積が大きいコンタクト部104
を得ることができる。その結果、コンタクト部104の
電源規定部101とのコンタクト抵抗を低減することが
できる。
【0095】したがって、第6実施形態によれば、素子
の微細化に伴ってコンタクト部104の平面投影面積が
縮小化されても、これによるコンタクト部104のコン
タクト抵抗の増加を抑制できるため、素子特性の良好な
電源規定用素子を得ることができる。以上のことから第
6実施形態によっても、これまでの実施形態と同様に、
チップ面積の縮小化、チップのコストダウンを図ること
ができる。
【0096】なお、前述した第1〜第6実施形態では、
素子を形成する領域を電気的に分離する素子分離絶縁膜
としてLOCOS酸化膜を用いたが、その他の素子分離
絶縁膜、例えばトレンチ素子分離絶縁膜等を用いてもよ
い。また、本発明は前述した第1〜第6実施形態に限定
されるものでなく、その他の素子の製造に適用できるの
はもちろんである。
【0097】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法では、絶縁膜と素子を形成する領域との境界
の部分に、この境界に沿う状態で絶縁膜の一部を除去し
て素子を形成する領域の上記絶縁膜との境界の部分が深
さ方向に露出した開孔部を得るので、開孔部に導電材料
を埋め込むことにより、実際には平面投影面積よりも素
子を形成する領域とのコンタクト面積が大きいコンタク
ト部を得ることができる。よって、従来に比較して、コ
ンタクト部の素子を形成する領域とのコンタクト抵抗を
低減することができることから、コンタクト抵抗を増加
させることなくコンタクト部の平面投影面積を縮小化で
きる。したがって、本発明によれば、良好な素子特性を
維持しつつ素子の微細化を図ることができ、半導体装置
のさらなる高集積化を進展させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(g)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第1実施形態を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図2】第1実施形態の第1変形例を示す要部断面図で
ある。
【図3】第1実施形態の第2変形例を示す要部断面図で
ある。
【図4】本発明に係る半導体装置の製造方法の第2実施
形態を示す要部断面図である。
【図5】(a)〜(c)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第3実施形態を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図6】(a)〜(c)は、第3実施形態の変形例を工
程順に示す要部断面図である。
【図7】(a)〜(c)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第4実施形態を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図8】(a)〜(c)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第5実施形態を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図9】(a)〜(c)は、本発明に係る半導体装置の
製造方法の第6実施形態を工程順に示す要部断面図であ
る。
【図10】従来の技術を示す要部断面図である。
【符号の説明】
1,90…半導体基板、5…素子形成領域、7…LOC
OS酸化膜、9…コレクタ領域、22b,34b,48
b,64b,86b,94b,103b…下部開孔部、
26b、53b,66b,88b,95b,104b…
下部コンタクト部、27…コレクタ電極、37b…下部
プラグ、41…ベース領域、54…ベース電極、62…
ソース・ドレイン領域、67…ソース・ドレイン電極、
81…下部電極、89,96,105…配線、91…抵
抗部、101…電源規定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/808

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子を形成する領域を電気的に分離する
    ように素子分離絶縁膜が形成された半導体基板を用い、
    前記素子分離絶縁膜と前記素子を形成する領域との境界
    の部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜の一
    部を除去することにより開孔部を形成する工程と、 前記開孔部の内部に導電材料を埋め込んでコンタクト部
    を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記素子を形成する領域はバイポーラト
    ランジスタを形成する領域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記バイポ
    ーラトランジスタを形成する領域の前記半導体基板内に
    形成されたコレクタ領域と前記素子分離絶縁膜との境界
    の部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜の一
    部を除去することにより開孔部を形成し、該開孔部の内
    部に前記導電材料を埋め込んで前記コレクタ領域と前記
    半導体基板上に形成されるコレクタ電極とを接続するコ
    ンタクト部を形成することを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記素子を形成する領域はバイポーラト
    ランジスタを形成する領域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記バイポ
    ーラトランジスタを形成する領域の前記半導体基板内に
    形成されたベース領域と前記素子分離絶縁膜との境界の
    部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜の一部
    を除去することにより開孔部を形成し、該開孔部の内部
    に前記導電材料を埋め込んで前記ベース領域と前記半導
    体基板上に形成されるベース電極とを接続するコンタク
    ト部を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体
    装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記素子を形成する領域は電界効果トラ
    ンジスタを形成する領域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記電界効
    果トランジスタを形成する領域の前記半導体基板内に形
    成されたソース・ドレイン層と前記素子分離絶縁膜との
    境界の部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜
    の一部を除去することにより開孔部を形成し、該開孔部
    の内部に前記導電材料を埋め込んで前記ソース・ドレイ
    ン層と前記半導体基板上に形成されるソース・ドレイン
    電極とを接続するコンタクト部を形成することを特徴と
    する請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記素子を形成する領域は容量素子を形
    成する領域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記容量素
    子を形成する領域の前記半導体基板内に形成された拡散
    層からなる下部電極部と前記素子分離絶縁膜との境界の
    部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜の一部
    を除去することにより開孔部を形成し、該開孔部の内部
    に前記導電材料を埋め込んで前記下部電極部と前記半導
    体基板上に形成される配線とを接続するコンタクト部を
    形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の
    製造方法。
  6. 【請求項6】 前記素子を形成する領域は抵抗素子を形
    成する領域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記抵抗素
    子を形成する領域の前記半導体基板内に形成された拡散
    層からなる抵抗部と前記素子分離絶縁膜との境界の部分
    に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜の一部を除
    去することにより開孔部を形成し、該開孔部の内部に前
    記導電材料を埋め込んで前記抵抗部と前記半導体基板上
    に形成される配線とを接続するコンタクト部を形成する
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
  7. 【請求項7】 前記素子を形成する領域は前記半導体基
    板の電位を規定するための電位規定用素子を形成する領
    域であり、 前記コンタクト部を形成する工程では、予め前記電位規
    定用素子を形成する領域の前記半導体基板内に形成され
    た拡散層からなる電位規定部と前記素子分離絶縁膜との
    境界の部分に、該境界に沿う状態で前記素子分離絶縁膜
    の一部を除去することにより開孔部を形成し、該開孔部
    の内部に前記導電材料を埋め込んで前記電位規定部と前
    記半導体基板上に形成される配線とを接続するコンタク
    ト部を形成することを特徴とする請求項1記載の半導体
    装置の製造方法。
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