JPS5821355A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPS5821355A
JPS5821355A JP11882181A JP11882181A JPS5821355A JP S5821355 A JPS5821355 A JP S5821355A JP 11882181 A JP11882181 A JP 11882181A JP 11882181 A JP11882181 A JP 11882181A JP S5821355 A JPS5821355 A JP S5821355A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polycrystalline silicon
layer
etching
contact
contact hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11882181A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiaki Yadoiwa
宿岩 義昭
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
Priority to JP11882181A priority Critical patent/JPS5821355A/ja
Publication of JPS5821355A publication Critical patent/JPS5821355A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76897Formation of self-aligned vias or contact plugs, i.e. involving a lithographically uncritical step

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置にかが抄、とくに2層以上の多結晶
シリコン層を配線もしくは、ゲート電極。
抵抗、容量等に用い九半導体装置の多結晶シリコ7間の
接続構造もしくは多結晶シリコンからの電極の取り出し
位置構造に関するものである。
近年、半導体装置が高密度化、高速度化が要求され、そ
れらを実現する為に、多結晶シリコンを多層に用いる技
術が利用されている。
例えば、多結晶シリコン層を積極的に用いているN−チ
ャンネルシリコンゲーFMOB型ダイナミ、りRAM等
では、容量部分に1層目の多結晶シリコン層を用い、ゲ
ート電極及び配線として2層目の多結晶シリコン層を用
い、更に配線の自由度を得てチダプ面積の縮少化を計る
為に、3層目の多結晶シリコン層を配線として用いると
いった多結晶シリコン層の3層構造も考えられている。
また、 C1C,Dデバイスでも、電荷の搬送に2層の
多結晶シリコ/を用い、ゲート電極及び配線に3層目の
多結晶シリス/層を用いるといった3層多結晶シリコン
構造が用いられている。
現在、一般に使用されているN−チャンネルシリコンゲ
ート型MO8デバイスでは、容量、抵抗、と、−ズ等に
多結晶シリコン層を2層以上に用いることはもはや常識
となってきている。本発明は、これら多結晶シリコン層
を多層に用いる場合の°コンタクトホールの敗る位置に
関するものである。
従来の多結晶シリコン層を多層に用いている半導体装置
の製法及び構造について第1図を参照しながら説明する
Si半導体基板上に熱酸化もしくは、気相成長等により
形成した絶縁物l及び1’(1’の部分は。
通常の7オトエヅチ/グ工程を用いて選択的にエツチン
グを行い、1′の部分の絶縁物を除去した後。
再度、薄い絶縁物を形成し先部分である。)上に多結晶
シリコ/層を成長させ通常のフォトエツチング工程を経
て、1層目の多結晶シリコン層2のパターンを形成する
。次に、多結晶シリコン層2を熱酸化するか、もしくは
、気相成長によって絶縁物3を形成した後、1層目の多
結晶シリコン層2からの電極引出しの為、絶縁4Iy3
の1111に通常のフォトエツチング工程を行い、1層
目の多結晶シリコンの電極引出し用コンタクトホール5
を形成する。つづいて、2層目の多結晶シリコンを成長
させ、再び通常のフォトエツチング工程を経て、2層目
の多結晶シリコン層4のパターンを形成する。これら1
層目及び2層目の多結晶シリコンへの不純物のドープは
、一般には、多結晶シリコンを成長させ喪後で、熱拡散
により、硼素、又は燐等の不純物をドープしているが、
不純物をドープした多結晶シリコ/を気相成長でも形成
できる。
この時、拡散層10の形成は、多結晶クリコツ層に熱拡
散によって不純物をドープする際に、同時に拡散層lO
を形成することもできるが、パターンの高密度化に伴い
、拡散層の深さも浅くする必要があ抄、一般には、多結
晶シリコン層のパターン形成が終了した後、砒素のイオ
ン注入によ抄浅い拡散層lOを形成している。
多結晶シリコ/層4のパターン形成が終了し。
浅い拡散層lOの形成を終えてから、多結晶シリコン層
4を熱酸化するか、もしく#i、気相成長により、 P
、8.G膜を成長させ、多結晶シリコン段部や形状をP
、8.Gにより滑らかKする熱酸化を行って絶縁膜8を
形成する。次に、絶縁物8の一11SK、配線電極に接
続する為のコンタクトホールを通常のフォトエツチング
工程を用いて選択的に開孔し、コンタクトホール7およ
び9を形成する。
この後、アルミニウム(AIり電極(浅い拡散層の場合
では、一般にA//8j電極を用いる)のパターン6を
通常のフォトエツチング工程を用いて形成し、2層の多
結晶シリコン層を有する半導体装置の完成となる。
この従来法では、2層月の多結晶シリコ/層4からムを
電極6へのコンタクトホール7は、1層目の多結晶シリ
コン2と2層目の多結晶シリコン層4の導通を取ってい
る=r/タクトホール5の直上に形成していた。しかし
、?−の従来法では、コンタクトホールの形成に問題が
生ずることが解った。つまり、多結晶シリコン層4とA
I!電極6との関に形成する絶縁物8は−、前述したよ
うに、通常は、6〜iowt%程度の燐を含んだ酸化膜
(P。
S、 a )を形成したのち、熱酸化を行い、P、8.
G。
の流動性を利用して、多結晶シリコン段部の形状を滑ら
かにし、ムl電極配線の形成を容易にしている。しかし
、この時多結晶7リコン層と多結晶シリコ/層の導通を
取る為に、多結晶シリコン層が互いに接続しているコン
タクトホール5の部分忙成長する酸化膜厚は、絶縁物上
に形成しぇ多結晶シリコン層上に成長する酸化膜厚に比
べ約1.5〜2.5倍厚くなる。第3図にその様子を示
してあ傘嗜る。第3図では、燐をドープした多結晶シリ
コンを熱酸化した場合、酸化時間に対して、多結晶シリ
コン層と多結晶シリコン層が2層に重なっ先部分に成長
する酸化膜厚(Toxpp )と多結晶シリコン層が重
なっていない部分に成長する酸化膜(Toxp ) (
D比を9000及びtoooDK”ついて示し九もので
ある。さらVc、多結晶シリコ/層と多結晶シリコン層
が重なり先部分に成長する酸化膜厚と砒素をイオン注入
し九拡散層上に成長する酸化膜厚の比について同様のデ
ータを調べたが、この場合、その比は1.4〜2.3倍
であった。伺れKせよ、多結晶シリコ/層と多結晶シリ
コン層が重なった部分KFi、厚く酸化膜が成長する。
従って通常のフォトエツチング工程を用いて多結晶シリ
コツ層上にコンタク、トホールを開孔する場合、多結晶
シリコ/層が重なった部分に開孔するコンタクトホール
は、他の多結晶シリコ/層が重なっていない部分、及び
拡散層上に開孔する:1/タクトホールに比べ、エツチ
ング時間が1.5倍以上にな抄多結晶シリコン層が重な
っていない部分及び拡散層上のコンタクトホールは、オ
ーバー、エッチされ、微細加工に適さな゛い。特に、超
し8I等圧なると、コンタクトホールの開孔に1通常、
ドライエッチ/グ技術を用いるが、この場合、酸化膜と
7リコ/の選択比(酸化膜とシリコ/のエッチ/ゲスピ
ードの比)が小さいので(一般には、酸化膜/シリコ7
”Q10〜7)、多結晶シリコ/層が重なった部分を開
孔する為に1.5倍以上のオーバーエッチを行うことに
よ−、拡散層自身のシリコンまでがエツチングされてし
まいジャ/クシ冒ン耐圧の劣化、及びリーク電流め増大
をもたらすという欠点があった。このことにより、ダイ
ナきツクな動作をするRAM等では、データをホールド
することができなく、著しく歩留を低下させる原因であ
った。
本発明は、前述した欠点を解決し、良好で安定した特性
が得られ、また微細化に適し九構造を提供することKあ
る。
つまり1本発明によれば、コ/り′タトホールのオーバ
ーエッチや、拡散層自身がエツチングされてしまうこと
なしに、コンタクトホールを開孔できる構造である。
本発明の特徴は2層以上の多結晶シリコン層を用いる半
導体装置において多結晶シリコ/層から電気的に導通を
取る為に、多結晶シリコ/層を互に接続する場合、′も
しくは、金属電極と接続する場合、多結晶シリコ/層か
らの電気的接続を行うコンタクトホールの位置が、その
下層の多結晶シリコン層との電気的接続を行うコンタク
トホールの位置と異る位置にある半導体装置である。
以下1本発明による実施例について、第2図を参照しな
がら説明する。
+11  st基板上に5ooc−iioocの温度で
0.8〜1.2μ程度の熱酸化膜lを形成する。
(2)  ゲート部、もしくは容量部を形成する1′の
部分の酸化膜を通常のフォトエツチング技術を用いて選
択的に除去し、薄い酸化膜1′を形成する。
(3)多結晶シリコン層を気相成長法で0.4〜0.6
μ程度、全面に形成し、900℃〜xooocの温度で
熱拡散により隣をドープする。
(4)1層目の多結晶シリコン層2のパター/を通常の
フォトエツチング技術を用いて形成する。
この場合、多結晶シリコ/層のエツチングはノ(ター/
精度向上の為、 CF、等のガスでプラズマエツチング
によ抄行う。
(5)多結晶シリコン層2を熱酸化するか、もしくは、
気相成長法によって層間の絶縁酸化膜3を0.3〜0.
6μ形成する。
(6)酸化11[3上に1層目の多結晶シリコン2から
の導通な取る為のコンタクトホール5を通常のフォトエ
ツチング技術を用いて開孔する。
(7)前記(31項と同じように、多結晶シリコン層を
気相成長法で、0.4〜0.6μ程度、全面に形成し。
9000−tooocの温度で熱拡散により燐をドープ
する。
(8)2層目の多結晶シリコン層番のパターンを通常の
フォト・エツチング技術を用いて形成する。
多結晶シリコン層のバタン形成を精密に行う場合は、平
行平板型のドライエブチ装置を用いることによって達成
できる。
(9)拡散層を形成する部分10の酸化膜を通常のフォ
トエツチング技術を用いて選択的に除去し、イオノ注入
法により、ドーズ量が3X10”コ/cm”〜a X 
10 Z 6コ/12程度の砒素もしくは燐を酸化膜を
マスクにしてイオン注入する。
次に、900’C〜11000の温度てイオン注入層の
アニールを行い、所定の層抵抗と深さを持つ拡散層10
を形成する。
ul  燐を6〜10wTn含んだIII化1ll(P
、8.G、)8を1.0〜1.5μ程度気相成長法によ
秒全面に形成し、 9ooc〜1050℃糧変の温度で
熱酸化を行いP、S、Gの熱流動性を利用して、ポリシ
リ段部等の段の形状を滑らかにする。
α1)2層目の多結晶シリコン層4及び、拡散層lOか
らのA/電極への引出し用コンタクトホール7及び9を
通常のフォトエツチング技術もしくは、微細なコンタク
トホールを形成する場合はド2イエッテ/グ技術を用い
て開孔する。このとき。
2層目の多結晶シリコン層のコンタクトホール7は、1
層目の多結晶シリコン層、2層目の多結晶シリコ/層の
導通を敗る為のコンタクトホール5とは異る位置に開孔
する。
04  配線用Ae、または、A//8i層を通常の真
空蒸着法、もしくはスパッタ法により全面に被着した後
1通常の7オトエヴチ/グ技術を用い。
配線用金属のパター76を形成する。
この場合、配線用金属の微細パターンの形成は。
やはり平行平板型のドライエヴチング装置によって行う
03  +oOC〜5oocのフォーミングガス中でシ
ンターを行い、配線用金属と拡散層及び多結晶シリコン
とのオーミツクコ/タクトを形成して、半導体装置の完
成となる。
上記の実施例に示したように本発明によれば。
多結晶シリコン層4上のコンタクトホールフは。
1層目の多結晶シリコン層と2層目の多結晶シリコン層
との導通を取る為2層に多結晶シリコンが重なっている
コンタクトホール5の部分と異る位置にあるので、多結
晶シリコン上には、従来法によるような厚い酸化膜が成
長することがなく、また、多結晶シリコン層のコンタク
トホール7の部分の酸化膜厚と拡散層のコンタクトホー
ル9の部分の酸化膜厚ははぼ同じなので、コンタクトホ
ール開孔の際のエツチングにおいて、オーバーエッチに
なるとか、拡散層自身がエツチングされてしまうといっ
た問題は無い。従って、本発明ては。
コンタクトホールの構造を変えることにより、微細パタ
ーン化を防げるオーバーエッチとか、ジャ/クシ、ン特
性を劣化させる拡散層のエツチングとかいった従来法に
おける問題を解決できる。
特に、今後、高声、度化を行う為多結晶シリコンを多層
に用いる場合、また微細パター/を形成する為に% ド
2イエブチ/グ技術を用いる場合1本発明は良好で安定
した特性が得られるとともに。
微細パターンを可能にすることができる非常に有効な方
法である。
本実施例では、多結晶シリコンを2層に用いた例である
が、多層に用いても同様である。また本発明は、多結晶
シリコ/を多層に用いたすべての半導体装置に対して有
効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来法による2層の多結晶シリコン層を用いた
半導体装置を断面図、第2図は本発明による改良したコ
ンタクトホール構造を有する2層の多結晶シリコン層を
用いた半導体装置の実施例の断面図、第3図は900℃
及び1000’Cで熱酸化を行った場合多結晶シリコン
が2層に重なった部分に成長する酸化膜厚(Vppox
 )と多−晶シリコ/が重なっていない部分に成長する
酸化膜厚(Vpox )の比を酸化時間に対して示した
図である。 面図に於いて、1・・・・・・酸化膜、1′・・・・・
・薄い酸化膜、2・・・・・・不純物をドープしfc1
層目の多結晶シリコン、3・・・・・・層間の絶縁膜、
4・・・・・・不純物をドープし几2層目の多結晶シリ
コン、5・・・・・・1層目の多結晶シリコン上のコン
タクトホール、6・・・・・・金属電極、7・・・・・
・2層目の多結晶シリコン上のコンタクトホール、8・
・・・・・燐を含んだ酸化膜、9・・・・・・拡散層上
のコンタクトホール、10・川・・拡散層である。 X ・   9 、−゛

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 2層以上の多結晶シリ:1ノ層を有する半導体装置にお
    いて、多結晶シリコ/層から電気的に導通を取る為に、
    多結晶シリコン層と他の多結晶シリコン層とを接続する
    場合、もしくは多結晶シリコン層と金属電極と接続する
    場合、多結晶シリコン層からの電気的接続を行うコンタ
    クトホールの位置が、その下層の多結晶シリコ/層との
    電気的接続を行うコンタクトホールの位置と異る位置に
    あることを特徴とする半導体装置。
JP11882181A 1981-07-29 1981-07-29 半導体装置 Pending JPS5821355A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11882181A JPS5821355A (ja) 1981-07-29 1981-07-29 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11882181A JPS5821355A (ja) 1981-07-29 1981-07-29 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5821355A true JPS5821355A (ja) 1983-02-08

Family

ID=14745972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11882181A Pending JPS5821355A (ja) 1981-07-29 1981-07-29 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5821355A (ja)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51134085A (en) * 1975-05-15 1976-11-20 Fujitsu Ltd Method to manufacture the semiconductor unit
JPS5575243A (en) * 1978-12-04 1980-06-06 Hitachi Ltd Method of fabricating mis semiconductor device having two-layer polycrystalline silicon wired layer

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS51134085A (en) * 1975-05-15 1976-11-20 Fujitsu Ltd Method to manufacture the semiconductor unit
JPS5575243A (en) * 1978-12-04 1980-06-06 Hitachi Ltd Method of fabricating mis semiconductor device having two-layer polycrystalline silicon wired layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0465548B2 (ja)
JPS6279666A (ja) バイポ−ラ型半導体集積回路装置の製造方法
JPH05206451A (ja) Mosfetおよびその製造方法
JP2684978B2 (ja) 半導体装置
JPS6156445A (ja) 半導体装置
JPS5821355A (ja) 半導体装置
JPH039572A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63237456A (ja) 半導体装置
JPS632375A (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JPS6185857A (ja) 半導体メモリ素子の製造方法
KR960006339B1 (ko) 반도체장치의 제조방법
KR0157119B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조방법
KR100325465B1 (ko) 반도체 소자의 제조방법
JPS6013313B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS625657A (ja) 半導体集積回路装置
JPS6125217B2 (ja)
JPS6038026B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS59121978A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0338732B2 (ja)
JP3182168B2 (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JPS5867069A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0464470B2 (ja)
JPS6112055A (ja) 容量素子
JPS62206873A (ja) 半導体装置の製造方法
KR20000007533A (ko) 이이피롬 장치의 제조 방법