JPS59184548A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS59184548A
JPS59184548A JP5868783A JP5868783A JPS59184548A JP S59184548 A JPS59184548 A JP S59184548A JP 5868783 A JP5868783 A JP 5868783A JP 5868783 A JP5868783 A JP 5868783A JP S59184548 A JPS59184548 A JP S59184548A
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JP
Japan
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insulating film
wiring layer
layer
contact hole
etching
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Application number
JP5868783A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuro Yanai
矢内 鉄朗
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve the yield by preventing the disconnection at the part of a contact hole on a diffused region by a method wherein the diameter of the part of an aperture is widened by making the etching speed for the second insulation film much higher than that for the first one. CONSTITUTION:The first and second insulation film 25 and 26 are successively deposited over the entire surface of a P type Si substrate 21, and the insulation film is flatted by using dry etching technique. Next, contact holes 200 and 201 are formed at the parts corresponding to the source or drain region 24 and the first wiring layer 23 by means of a photoresist 27. Then, using such an etching condition that the ratio of the etching speed for the second insulation film 26 to that for the first one 25 becomes 5 or more, said film 26 of the contact holes 200 and 201 is selectively etched, thereby widening the diameter of the contact hole of said film 26 approx. 1.3-2 times as much as before etching. After removing the photoresist 27, the second wiring layer 28 made of Al is formed.

Description

【発明の詳細な説明】 (技術分野) この発明は、簡単にして、歩留のよいコンタクトホール
を形成し、信頼性の高い半導体装置を得ることができる
半導体装置の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that can easily form contact holes with a high yield and obtain a highly reliable semiconductor device.

(従来技術) 第1図は従来のLOCO8構造の半導体装置の構造を示
すものであり、この第1図において1はP型シリコン基
板である。このP型シリコン基板1にシリコン酸化膜2
を形成し、このシリコン酸化膜2上に第1層の配線層3
を形成し、次いで、P型シリコン基板lの菓子領域にソ
ースまたはドレイン領域4を形成する。
(Prior Art) FIG. 1 shows the structure of a conventional LOCO8 structure semiconductor device, and in FIG. 1, 1 is a P-type silicon substrate. A silicon oxide film 2 is formed on this P-type silicon substrate 1.
A first wiring layer 3 is formed on this silicon oxide film 2.
, and then a source or drain region 4 is formed in the confection region of the P-type silicon substrate l.

このソースまたはドレイン領域4の形成後、P型シリコ
ン基板1の全面にリンガラスなどの層間絶縁層5を堆積
し、その後、第1層の配線層3、ソースまたはドレイン
領域4に対応する個所において、層間絶縁層5にコンタ
クトの開口部を形成し、この開口部に第2層の配線層7
を形成する。
After the formation of the source or drain region 4, an interlayer insulating layer 5 such as phosphor glass is deposited on the entire surface of the P-type silicon substrate 1, and then the first wiring layer 3 and the portions corresponding to the source or drain region 4 are deposited on the entire surface of the P-type silicon substrate 1. , a contact opening is formed in the interlayer insulating layer 5, and a second wiring layer 7 is formed in the opening.
form.

このように、多層配線層、すなわち、第1層の配線層3
、第2層の配線層7を有しかつ層間絶縁層5が平坦化さ
れているIC装置において、第2層の配線層7とソース
またはドレイン領域4とのオーミックコンタクトを形成
する場合、コンタクトの開口部の端部での配線切れが発
生する。このため、配線歩留が非蕪に悪くなると太う欠
点があった。
In this way, the multilayer wiring layer, that is, the first wiring layer 3
When forming an ohmic contact between the second wiring layer 7 and the source or drain region 4 in an IC device having a second wiring layer 7 and a planarized interlayer insulating layer 5, Wire breakage occurs at the end of the opening. For this reason, there is a drawback that the wiring yield becomes extremely poor and the wiring becomes thick.

すなわち、従来は層間絶縁層5を平坦化し、第1層の配
線層3などの段差をなくして、第2層の配線層7の配線
歩留を向上した反面、ソースまたはドレイン領域4との
コンタクトでの断線が発生すると云う欠点があった。
That is, in the past, the interlayer insulating layer 5 was flattened to eliminate steps in the first wiring layer 3, etc., and the wiring yield of the second wiring layer 7 was improved. There was a drawback that wire breakage occurred.

(発明の目的) この発明は、上記従来の欠点を除去するためになされた
もので、拡散領域上のコンタクトホールの部分での断線
を防止でき、歩留の向上を期することのできる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
(Object of the Invention) The present invention has been made to eliminate the above-mentioned conventional drawbacks, and is a semiconductor device capable of preventing disconnection at the contact hole portion above the diffusion region and improving yield. The purpose is to provide a manufacturing method for.

(発明の構成) この発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に素
子分離用の酸化膜を形成した後に、この酸化膜上に第1
肩の配線層を形成するとともに、半導体基板に拡散層を
形成し、この拡散層の形成後記1および第2の2層構造
の絶縁膜を形成して表面を平坦化し、ホトレジス)f塗
布した後第1層の配線層と拡散層に対応する個所に第2
の絶縁膜のエツチング速度が第1の絶縁膜のそれより大
幅に速くなるようにエツチングして第1の配線層上のコ
ンタクトホールより拡散層のコンタクトホールの径を大
きくシ、このコンタクトホールの形成後上面に第2層の
配線層を形成するようにしたものである。
(Structure of the Invention) The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes forming an oxide film for element isolation on a semiconductor substrate, and then forming a first film on the oxide film.
Along with forming a shoulder wiring layer, a diffusion layer is formed on the semiconductor substrate, and after forming this diffusion layer, an insulating film with a two-layer structure as described in 1 and 2 is formed, the surface is flattened, and a photoresist) f is applied. A second layer is placed in a location corresponding to the wiring layer and diffusion layer of the first layer.
Forming a contact hole by etching the insulating film so that the etching speed of the first insulating film is much faster than that of the first insulating film so that the diameter of the contact hole in the diffusion layer is larger than that of the contact hole on the first wiring layer. A second wiring layer is formed on the rear upper surface.

(実施例) 以下、この発明の半導体装置の製造方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第2図(a)ないし第2図0
1)はその一実施例の構成を説明するための工程\説明
図である。
(Example) Hereinafter, an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described based on the drawings. Figure 2 (a) to Figure 2 0
1) is a process/explanatory diagram for explaining the configuration of one embodiment.

まず第2図(a)において、P型シリコン基板21上2
に素子分離のための厚いシリコン酸化膜22を形成する
First, in FIG. 2(a), 2
A thick silicon oxide film 22 for element isolation is then formed.

次に、第2図(b)に示すように、リンを高濃度に添加
した多結晶シリコンからなる第1層の配線層23を形成
し、その後に、As 、 P 、などのN型となる原子
をイオン注入法などの不純物ドーピング法でP型シリコ
ン基板21の素子領域に導入し、熱処理などを行なって
、第2図(e)のような、たと、t[MO8)ランジス
タのソースまたはドレイン領域24を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), a first wiring layer 23 made of polycrystalline silicon doped with phosphorus at a high concentration is formed, and then an N-type wiring layer such as As, P, etc. is formed. Atoms are introduced into the element region of the P-type silicon substrate 21 by an impurity doping method such as ion implantation, and heat treatment is performed to form the source or drain of a t[MO8] transistor as shown in FIG. 2(e). A region 24 is formed.

次に、第2図(d)に示すように、P型シリコン基板2
1の全面に第1図におけるリンガラスに代えて、第1の
絶縁膜25と第2の絶縁膜26を順次堆積する。
Next, as shown in FIG. 2(d), a P-type silicon substrate 2
A first insulating film 25 and a second insulating film 26 are sequentially deposited on the entire surface of the substrate 1 instead of the phosphor glass shown in FIG.

ここで、この発明の重要な点の一つは、第1の絶縁膜2
5と第2の絶縁膜26とから成る2層構造の絶縁膜を形
成し、第1の絶縁膜25に対する第2の絶縁膜26のエ
ツチング速度を異なるものとするところにある。
Here, one of the important points of this invention is that the first insulating film 2
The second insulating film 26 is etched at a different etching rate than the first insulating film 25.

第1の絶縁膜25および第2の絶縁膜26の形成は、C
VD法あるいはスフ4ツタリング法などにより堆積する
The formation of the first insulating film 25 and the second insulating film 26 is performed using C.
It is deposited by a VD method or a step-4 stumbling method.

第1の絶縁膜25と、第2の絶縁膜26の膜厚比は1/
2〜2であり、全体の膜厚は、第1図のPSG(リンガ
ラス)による層間絶縁膜と同様にする。
The film thickness ratio of the first insulating film 25 and the second insulating film 26 is 1/
2 to 2, and the overall film thickness is the same as that of the interlayer insulating film made of PSG (phosphorus glass) shown in FIG.

また、第1の絶縁膜25に対する第2の絶縁膜26のエ
ツチング速度比は5以上とする。このときのエツチング
方法はウェット法、ドライ法を問わない。
Further, the etching rate ratio of the second insulating film 26 to the first insulating film 25 is set to 5 or more. The etching method at this time does not matter whether it is a wet method or a dry method.

たとえば、低温常圧CVD法によるシリコン酸化膜(第
1絶縁膜25)と、24wt%のP2O。
For example, a silicon oxide film (first insulating film 25) formed by low-temperature atmospheric pressure CVD and 24 wt% P2O.

(第2絶縁膜26)濃度のPSGをそれぞれ第1の絶縁
膜25および第2の絶縁膜26とすると、室温の1%H
F水溶液のエツチング液を用いた場合、シリコン酸化膜
は400 X/分、PSGは6000 X/分のエツチ
ング速度が得られ、エツチング速度比は15となる。
(Second insulating film 26) When PSG concentration is assumed to be the first insulating film 25 and second insulating film 26, respectively, 1%H at room temperature
When an etching solution of F aqueous solution is used, an etching rate of 400X/min for the silicon oxide film and 6000X/min for PSG is obtained, giving an etching rate ratio of 15.

さらに、第1の絶縁膜25の堆積後、800〜1100
℃で1分〜2時間程度の熱処理を行ない第1の絶縁膜2
5を改質した後に第2の絶縁膜26を堆積して、所定の
エツチング速度比を得ることもできる。
Furthermore, after the deposition of the first insulating film 25, 800 to 1100
Heat treatment is performed at ℃ for about 1 minute to 2 hours to form the first insulating film 2.
A predetermined etching rate ratio can also be obtained by depositing the second insulating film 26 after modifying the etching rate.

このようにして、第2図(d)の工程の後に、従来方法
と同様にドライエツチング技術を用いた絶縁膜の平坦化
を行ない、第2図(e)に示されるように、表面を滑ら
かにする。
In this way, after the step shown in FIG. 2(d), the insulating film is flattened using dry etching technology as in the conventional method, and the surface is smoothed as shown in FIG. 2(e). Make it.

次に、第2図(f) K示すように、ホトレジスト27
を用いて、公知のホトリンエツチング技術により、ソー
スまたはドレイン領域24と第1層の配線層23に対応
する個用に、コンタクトホール200゜201を形成す
る。このとき第2図(f)に示すようにホトレジスト2
7を残しておく。
Next, as shown in FIG. 2(f), a photoresist 27 is applied.
Contact holes 200.degree. 201 are formed individually corresponding to the source or drain region 24 and the first layer wiring layer 23 by a known photolithography etching technique. At this time, as shown in FIG. 2(f), the photoresist 2
Leave 7.

次に、前に説明した第1の絶縁膜25に対する第2の絶
縁膜26のエツチング速度比が、5以上となるようなエ
ツチング条件を用いて、第2図(g)に示すようにコン
タクトホール200.201の第2の絶縁膜26を選択
的にエツチングして、第2の絶縁膜26のコンタクトホ
ール径を、エツチング以前に比べ1.3〜2倍程度広げ
る。
Next, contact holes are formed as shown in FIG. 2(g) using etching conditions such that the etching rate ratio of the second insulating film 26 to the first insulating film 25 is 5 or more. The second insulating film 26 of 200 and 201 is selectively etched to widen the contact hole diameter of the second insulating film 26 by about 1.3 to 2 times compared to before etching.

このとき、第1の絶縁膜25はほとんどエツチングされ
ないので、元のコンタクトホールの径がほぼ保たれ、第
2図Q)に示されるような2段構造のコンタクトホール
202が形成される。
At this time, since the first insulating film 25 is hardly etched, the original diameter of the contact hole is almost maintained, and a contact hole 202 having a two-stage structure as shown in FIG. 2Q) is formed.

また、第1層の配線層23上のコンタクトホール201
は平坦化処理の際、第2の絶縁膜26がほぼ除去されて
いるので、はとんど形状を変えることはない。
In addition, the contact hole 201 on the first wiring layer 23
Since most of the second insulating film 26 is removed during the planarization process, the shape hardly changes.

したがって、ホトレジスト27を除去した後、スパッタ
によるAtからなる第2の配線層28を形成すると、第
2図(h)に示されるように、ソースまたはドレイン領
域24上のコンタクトホールで断線することがなく、良
好な配線が形成できる。
Therefore, if the second wiring layer 28 made of At is formed by sputtering after removing the photoresist 27, disconnection may occur at the contact hole on the source or drain region 24, as shown in FIG. 2(h). Therefore, good wiring can be formed.

以上説明したように、2層構造の第1の絶縁膜25と第
2の絶縁膜26をドライエツチング技術を用いた平坦化
処理を行ない、その後の、コンタクトホールを形成する
工程において、拡散層ニよるソースまたはドレイン領域
24上のコンタクトホールの見かけの大きさを広げるこ
とができ、その端部の傾斜がなだらかになるので、第2
の配線層28が断線せず、したがって歩留がよく、信頼
性の高い、配線を形成することが可能となる。
As explained above, the first insulating film 25 and the second insulating film 26 having a two-layer structure are planarized using dry etching technology, and in the subsequent step of forming contact holes, the diffusion layer Ni The apparent size of the contact hole on the source or drain region 24 can be expanded, and the slope of the end thereof can be made gentle.
The wiring layer 28 of the wiring layer 28 is not disconnected, so that it is possible to form wiring with high yield and high reliability.

また、第2の絶縁膜26を選択的にエツチングする際、
第1の配線層23は、第1の絶縁膜25で覆われている
ため、必要以上のエツチングを行なった場合でも、第1
の配線層23と第2の配線層28とが短絡することもな
い。
Furthermore, when selectively etching the second insulating film 26,
Since the first wiring layer 23 is covered with the first insulating film 25, even if more than necessary etching is performed, the first wiring layer 23
The wiring layer 23 and the second wiring layer 28 will not be short-circuited.

なお、上記第1の絶縁膜25と第2の絶縁膜26の他の
組合わせとしては次の第1表に示すごとき、I〜■種類
の場合でもよい。
It should be noted that other combinations of the first insulating film 25 and the second insulating film 26 may be of types I to II as shown in Table 1 below.

〈第1表〉 (発明の効果) 以上のように、この発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、第1層の配線層の形成抜駆1および第2の絶縁膜を
形成して平坦化を行なった後、第1層の配線層と拡散層
にコンタクトホールを開口させ、拡散層に対応するコン
タクトホールの開口に際し、第1の絶縁膜のエツチング
速度より第2の絶縁膜のエツチング速度を大幅に速くし
て開口部分の径を広げるようにしたので、この拡散部に
対応するコンタクトホールの端部の傾斜をなだらかにで
き、コンタクトホールでの第2層の配線層の断線がなく
なり、配線の歩留が向上できる利点を有する。
<Table 1> (Effects of the Invention) As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the first wiring layer formation step 1 and the second insulating film formation and planarization are performed. After performing this, contact holes are opened in the wiring layer and diffusion layer of the first layer, and when opening the contact holes corresponding to the diffusion layers, the etching rate of the second insulating film is set lower than the etching rate of the first insulating film. By significantly increasing the speed and increasing the diameter of the opening, the slope of the end of the contact hole corresponding to this diffusion region can be made gentler, eliminating disconnections in the second layer wiring layer at the contact hole, and improving the wiring. This has the advantage that the yield can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の半導体装置の製造方法を示す断面図、第
2図(a)ないし第2図(h)はそれぞれこの発明の半
導体装置の製造方法の一実施例の工程説明図である。 21・・・PWシリコン基板、22・・・シリコン酸化
膜、23・・・第1の配線層、24・・・ソースまたは
ドレイン領域、25・・・第1の絶縁膜、26・・・第
2の絶縁膜、27・・・ホトレジスト、28・・・第2
の配線M、200〜202・・・コンタクトホール。 l!k   Q   m第 5F34   蔭 第2図 手続補正書 昭和58年7(、’r月1グ゛ス日 特許庁長官若杉和夫 殿 1、事件の表示 昭和58年 特 許 願第 58687  号2、発明
の名称 半導体装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係     特 許 出願人(029)沖電
気工業株式会社 4、代理人 5、補正命令の日刊゛  昭和  年  月  日(自
発)6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 別紙の通り 7 補正の内容 1)明細書9頁の第1表を下記のように訂正する。 記 〈第1表〉
FIG. 1 is a sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 2(a) to 2(h) are process explanatory diagrams of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 21... PW silicon substrate, 22... Silicon oxide film, 23... First wiring layer, 24... Source or drain region, 25... First insulating film, 26... Third 2 insulating film, 27... photoresist, 28... second
Wiring M, 200-202...contact hole. l! k Q m No. 5F34 Figure 2 Procedural Amendment 7, 1988 (, 'r. 1st, 1983) Kazuo Wakasugi, Commissioner of the Patent Office, 1, Indication of the Case, 1983 Patent Application No. 58687, 2, Invention Name Manufacturing method of semiconductor device 3, Relationship with the case of the person making the amendment Patent Applicant (029) Oki Electric Industry Co., Ltd. 4, Agent 5, Daily publication of the amendment order ゛ Showa year, month, day (spontaneous) 6, Amendment Column 7 of Detailed Description of the Invention in the Subject Specification, Contents of Amendment as shown in Attachment 7 Contents of Amendment 1) Table 1 on page 9 of the specification is corrected as follows. Notes (Table 1)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上に菓子分離のための酸化膜を形成しかつこ
の酸化膜上に第1層の配線層を形成した後に上記半導体
基板に拡散層を形成する工程と、上記拡散層の形成後記
1および第2の絶縁膜を順次形成して2層の絶縁膜を形
成した後に表面を平坦化する工程と、この平坦化を行な
った後にホトレジストを表面に塗布して上記拡散層およ
び第1層の配線層上にコンタクトホールを形成するため
に上記第1の絶縁膜に対して第2の絶縁膜のエツチング
速度を大幅に高くして上記第1の配線層上のコンタクト
ホールよりも上記拡散層上のコンタクトホールの径を大
きくする工程と、このコンタクトホールの形成後上記ホ
トレジストを除去して第2層の配線層を形成する工程と
よりなる半導体装置の製造方法。
After forming an oxide film for separating confectionery on a semiconductor substrate and forming a first wiring layer on this oxide film, forming a diffusion layer on the semiconductor substrate, and forming the diffusion layer described in 1 and below. A process of sequentially forming a second insulating film to form a two-layer insulating film and then flattening the surface, and after this flattening, applying photoresist to the surface to form the diffusion layer and the first layer wiring. In order to form a contact hole on the layer, the etching rate of the second insulating film is significantly higher than that of the first insulating film to form a contact hole on the diffusion layer than a contact hole on the first wiring layer. A method for manufacturing a semiconductor device comprising the steps of increasing the diameter of a contact hole, and removing the photoresist after forming the contact hole to form a second wiring layer.
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