JPS5978573A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は導電型の異なる半導体領域がオーミックに相互
接続され、かつ高密度に配線された半導体装置に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device in which semiconductor regions of different conductivity types are ohmically interconnected and wired at high density.
(従来技術)
半導体LSIにおいては不純物を高濃度に含んだ、多結
晶シリコンおよびシリコン単結晶基板表面(拡散層)が
配線材料としても使用されている。この種の半導体材料
による配線では同じ4電型を有するものを相互に接続さ
せることは容易であるが、異なる導電型を有するものを
相互に接続した場合、オーミックな接続を得ることは難
しい。(Prior Art) In semiconductor LSIs, polycrystalline silicon and silicon single crystal substrate surfaces (diffusion layers) containing impurities at a high concentration are also used as wiring materials. With wiring made of this type of semiconductor material, it is easy to connect interconnections having the same four conductivity types to each other, but when interconnections having different conductivity types are connected to each other, it is difficult to obtain an ohmic connection.
第1図はNおよびP導電型を有する配線を相互接続する
場合の従来例を示す。第1四回は導電型の異なる多結晶
シリコンを相互に接続した例でちる。図において1はシ
リコン基板、5はシリコン酸化膜、6はAJ電極配線、
7はn導電型を有する多結晶シリコン、8はn導電型を
有する多結晶シリコンを示す。ここでIIj:n導電型
を有する多結晶シリコン7とn導電型を有する多結晶シ
リコン8とは直接接続せず、A1電極配線6を介して接
続している。第1図CB)は導電型の異なる拡散層間を
接続した従来例を示す。1はシリコン基板、2はn膨拡
散層、3は高濃度不純物を含むn膨拡散層、4はp膨拡
散層、5はシリコン酸化膜、6はAJ−電極を示す。こ
こではp膨拡散層4とn膨拡散層2とは接触して因るも
のの、pn接合を形成しているのでオーミック接触は得
られていない。FIG. 1 shows a conventional example of interconnecting wiring having N and P conductivity types. The 14th article is an example of interconnecting polycrystalline silicon of different conductivity types. In the figure, 1 is a silicon substrate, 5 is a silicon oxide film, 6 is AJ electrode wiring,
7 indicates polycrystalline silicon having an n-conductivity type, and 8 indicates polycrystalline silicon having an n-conductivity type. Here, IIj: the polycrystalline silicon 7 having the n conductivity type and the polycrystalline silicon 8 having the n conductivity type are not directly connected, but are connected via the A1 electrode wiring 6. FIG. 1 CB) shows a conventional example in which diffusion layers of different conductivity types are connected. 1 is a silicon substrate, 2 is an n-swelled diffusion layer, 3 is an n-swollen diffusion layer containing a high concentration impurity, 4 is a p-swelled diffusion layer, 5 is a silicon oxide film, and 6 is an AJ-electrode. Here, although the p-swelling diffusion layer 4 and the n-swelling diffusion layer 2 are in contact with each other, ohmic contact is not obtained since they form a pn junction.
AJ−電極6および高濃度不純物を含むn膨拡散層3を
介してp膨拡散層4とn膨拡散層2が接続されている。The p-swelled diffusion layer 4 and the n-swelled diffusion layer 2 are connected via the AJ-electrode 6 and the n-swelled diffusion layer 3 containing high concentration impurities.
第1図(A) 、 CB)の従来例から明らかなように
、導電型の異なる半導体の相互接続はA1電極配線を介
さなければならず、コンタクトホール9の数が多くなシ
、かつAJ−電極による配線占有面積が大きくなる欠点
があった。As is clear from the conventional example shown in FIG. There was a drawback that the wiring area occupied by the electrodes was large.
(発明の目的)
本発明の目的は導電型の異なる領域を相互接続するため
の占有面積を少なくし、高密度、高集積度の半導体装置
を得る新技術を提供することにある。(Objective of the Invention) An object of the present invention is to provide a new technique for obtaining a high-density, highly integrated semiconductor device by reducing the area occupied by interconnecting regions of different conductivity types.
本発明の他の目的は、半導体基板表面の拡散層と、半導
体基板とに接して金属もしくは金属シリサイドを埋置す
ることによシ半導体基板を電源線として構成し、高密度
、高集積度の半導体装置を提供することにある。Another object of the present invention is to configure the semiconductor substrate as a power supply line by embedding a metal or metal silicide in contact with the diffusion layer on the surface of the semiconductor substrate and the semiconductor substrate, thereby achieving high density and high integration. The purpose of the present invention is to provide a semiconductor device.
(発明の構成)
前記の目的を達成するため、本発明はN導電型領域とP
導電型領域とを有する半導体装置において、スルーホー
ルを設け、該スルーホール内において金属もしくは金属
シリサイドを埋置することKよシ該N導電型領域と、該
P導電型領域とを接触させることを特徴とする半導体装
置を発明の要旨とするものである。(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention provides an N conductivity type region and a P conductivity type region.
In a semiconductor device having a conductivity type region, a through hole is provided and metal or metal silicide is buried in the through hole, and the N conductivity type region and the P conductivity type region are brought into contact. The gist of the invention is a semiconductor device having characteristics.
さらに本発明はMOS )ランシンタのソース拡散領域
の一部に金属もしくは金属シリサイドを埋置し、該ソー
ス拡散領域と半導体基板とを接触させることを含む半導
体装置を発明の要旨とするものである。Furthermore, the gist of the present invention is a semiconductor device including embedding metal or metal silicide in a part of the source diffusion region of a MOS (MOS) run sinter, and bringing the source diffusion region into contact with a semiconductor substrate.
次に本発明の実施例を添附図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲内で、種々の変更あるいは改良を行いうろことは
いうまでもない。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. It should be noted that the embodiments are merely illustrative, and it goes without saying that various changes and improvements may be made without departing from the spirit of the present invention.
第2図は本発明の一実施例を示すものであって、図にお
いてJはシリコン基板、2はn膨拡散層、4はp膨拡散
層、5はシリコン酸化膜、6け金属まだは金属シリサイ
ド、7はp膨長結晶シリコン、8はn膨長結晶シリコン
を示す。FIG. 2 shows an embodiment of the present invention, in which J is a silicon substrate, 2 is an n-swelled diffusion layer, 4 is a p-swelled diffusion layer, 5 is a silicon oxide film, and 6 is a metal. silicide, 7 indicates p-expanded crystal silicon, and 8 indicates n-expanded crystal silicon.
第2四回はp膨長結晶シリコン7とn膨長結晶シリコン
8に通ずるスルーホールを形成し、このスルーホール内
に金属もしくは金属シリサイド6を埋置した例であシ、
1個のスルーホールによシル膨長結晶シリコン7とn膨
長結晶シリコン8がオーミックに接続されている。The 24th example is an example in which a through hole communicating with the p-expanded crystal silicon 7 and the n-expanded crystal silicon 8 is formed, and a metal or metal silicide 6 is buried in this through-hole.
The sill expanded crystal silicon 7 and the n expanded crystal silicon 8 are ohmically connected through one through hole.
第2図(B)は(A)と同様であるが、シリコン酸化膜
5を介してp膨長結晶シリコン7とn膨長結晶シリコン
8が形成されておシ、かつ、1個のスルーホールによシ
、p膨長結晶シリコンとn膨長結晶シリコン8をオーミ
ックに接続することができる。FIG. 2(B) is similar to FIG. 2(A), except that p-expanded crystalline silicon 7 and n-expanded crystalline silicon 8 are formed through a silicon oxide film 5, and one through hole is formed. Alternatively, the p-expanded crystal silicon and the n-expanded crystal silicon 8 can be ohmically connected.
この場合、スルーホール形成部で金属もしくは金属シリ
サイドを介する以外はp膨長結晶シリコン7とn膨長結
晶シリコン8は直接接触することはない。In this case, the p-expanded crystalline silicon 7 and the n-expanded crystalline silicon 8 do not come into direct contact with each other except through the metal or metal silicide at the through-hole forming portion.
第2図(C)はp膨拡散層4とn形拡散Nl12に通ず
るスルーホールを形成し、このスルーホール内に金属も
しくは金属シソサイドをa置した例であシ、1個のスル
ーホールによシル膨拡散層4とn膨拡散層2がオーミッ
クに接続されていzoこの実施例から明らかなように本
発明によれば導電型の異なる半導体領域を1個のスルー
ホールでオーミックに接続できる。このことは従来例で
述べたように配線金属材料によシ平面的に接続する場合
に比較し、スルーホール数を少なくし、かつ、配線占有
面積を大巾に減少することができる。FIG. 2(C) is an example in which a through hole communicating with the p-swelled diffusion layer 4 and the n-type diffusion layer 12 is formed, and a metal or metal silicide is placed in this through hole. The sill expansion diffusion layer 4 and the n expansion diffusion layer 2 are ohmically connected.As is clear from this embodiment, according to the present invention, semiconductor regions of different conductivity types can be ohmically connected with one through hole. This makes it possible to reduce the number of through holes and greatly reduce the area occupied by the wiring, compared to the case where the wiring is connected in a plane using a metal wiring material as described in the conventional example.
第3図は本発明装置を製造する場合の一実施例を示すも
のである。第3図fa)は通常よく知られている方法に
よl)p膨長結晶シリコン7およびn膨長結晶シリコン
8が形成された後、それぞれパターン形成を行なった構
造断面図を示す。図中、記された各構成材料の符号は第
2図(A) l (0)の符号と同様である。つぎに、
レジストパターン10を形成し所望の位置に平行平板ド
ライエツチング(OF4+H,雰囲気)によシ第3図(
b)に示すように異なる導電型を有する半導体を通して
穴11.If’を設ける。ここで、穴11はp膨長結晶
シリコン7とn膨長結晶シリコン8に通ずるものであシ
、穴11′はp膨拡散層4とn膨拡散層2に通ずるもの
である。もちろん、拡散層パターンおよび多結晶パター
ンの構成によシ、導電型の異なる多結晶シリコンと拡散
層に通ずる穴もこの工程で形成することが可能である。FIG. 3 shows an embodiment for manufacturing the device of the present invention. FIG. 3fa) shows a cross-sectional view of the structure in which p-expanded crystalline silicon 7 and n-expanded crystalline silicon 8 are formed by a well-known method and then patterned. In the figure, the reference numerals of the constituent materials shown are the same as those in FIG. 2(A) l (0). next,
A resist pattern 10 is formed and parallel plate dry etching (OF4+H, atmosphere) is performed at desired positions as shown in FIG.
b) Through holes 11. through semiconductors having different conductivity types as shown in FIG. If' is provided. Here, the hole 11 communicates with the p-expanded crystal silicon 7 and the n-expanded crystal silicon 8, and the hole 11' communicates with the p-expanded diffusion layer 4 and the n-expanded diffusion layer 2. Of course, depending on the configuration of the diffusion layer pattern and the polycrystalline pattern, holes communicating with polycrystalline silicon of different conductivity types and the diffusion layer can also be formed in this step.
つぎに第3図(0)に示すように方向性のある堆積法(
段差側壁に堆積しにくい)、たとえば蒸着法、プラズマ
中での金属イオンビーム堆積法によシ、金属(601)
を堆積する。ここではA1を室温で蒸着した。尚5′は
シリコン酸化膜を示す。Next, as shown in Figure 3 (0), a directional deposition method (
metal (601), which is difficult to deposit on the side walls of steps), for example, by vapor deposition or metal ion beam deposition in plasma.
Deposit. Here, A1 was deposited at room temperature. Note that 5' indicates a silicon oxide film.
つぎに第3図(d、)に示すようにレジメ) 10をス
テンシルとして金属6(Hのり7トオ7を行なう。Next, as shown in FIG. 3(d), metal 6 (H glue 7 to 7) is applied using Regime 10 as a stencil.
この場合レジストは商品名AZI370です7トオ7は
超音波アセトン中で行なった。In this case, the resist is AZI370 (trade name).7 to 7 was carried out in ultrasonic acetone.
以上のような工程で本発明装置を実現することができる
。本実施例はリフトオフによりスルーホール内に金属を
埋置しているが、もちろんり7トオ7を用いず、本発明
を実施することができる。The device of the present invention can be realized through the steps described above. In this embodiment, the metal is buried in the through hole by lift-off, but the present invention can of course be practiced without using the hole 7.
すなわち、スルーホールエツチング後、レジストを除去
し、配線金属を形成する。その後、ホ) +7ソグ2ン
イーとエツチングにより埋置された金属を含むようにス
ルーホール近傍領域に金属パターンを形成しても本発明
装置を実現し得ることは、言うまでもない。That is, after through-hole etching, the resist is removed and wiring metal is formed. It goes without saying that the device of the present invention can also be realized by forming a metal pattern in the vicinity of the through hole by etching and then etching the metal pattern in the vicinity of the through hole.
第4図は本発明の他の実施例である。図において、工は
シリコン基板、5はシリコン酸化膜、7はp膨長結晶シ
リコン、8はn膨長結晶シリコンである。この実施例は
第2図(A) 、 (B)の改良型である。すなわち、
p膨長結晶シリコン7とn膨長結晶シリコン8とは同一
平面上にあシ、かつ、その境界にスルーホールを形成し
、金属6′を埋置し、たものである。このようにするこ
とによシ第2図仏)。FIG. 4 shows another embodiment of the invention. In the figure, numeral 5 is a silicon substrate, 5 is a silicon oxide film, 7 is p-expanded crystal silicon, and 8 is n-expanded crystal silicon. This embodiment is an improved version of FIGS. 2(A) and 2(B). That is,
The p-expanded crystal silicon 7 and the n-expanded crystal silicon 8 are arranged on the same plane, and a through hole is formed at the boundary thereof, and a metal 6' is buried therein. This is how you do it (Figure 2 Buddha).
(B)の実施例に対して半導体素子表面の凹凸を少なく
することができかっ、導電型の異なる半導体材料間を1
個のスルーホールに金属を埋置することにより、オーミ
ックに接続することができる。Compared to the embodiment (B), it was not possible to reduce the unevenness on the surface of the semiconductor element.
By embedding metal in each through hole, an ohmic connection can be made.
第5図は本発明の他の実施例である。lはシリコン基板
、2はn膨拡散層、4はp膨拡散層である。この実施例
は第2図(0)の改良型である。すなわち、p膨拡散層
4の端にスルーホールを設は金属Jを埋置することKよ
シ、導電型の異なる半導体材料間をオーミックに接続し
ている。この実施例によれば、第2図(C)の実施例よ
シもスルーホール形成に必要な面積を少なくできかつス
ルーホールの深さを浅くすることができる。FIG. 5 shows another embodiment of the invention. 1 is a silicon substrate, 2 is an n-swelled diffusion layer, and 4 is a p-swelled diffusion layer. This embodiment is an improved version of FIG. 2(0). That is, by providing a through hole at the end of the p-swelled diffusion layer 4, instead of burying the metal J, semiconductor materials of different conductivity types are ohmically connected. According to this embodiment, the area required for forming the through hole can be reduced and the depth of the through hole can be made shallower than the embodiment shown in FIG. 2(C).
第6図(A)は本発明装置をCMO8集積回路に適用し
た場合の一実施例である。lはp形シリコン基板、2は
n膨拡散層、31.32はn膨拡散層でnチャネルMO
S )ランシンタQNのソースおよびドレインを構成し
ている。41.42はp膨拡散層でpチャネルMO8)
ランシンタQ、Pのソースおよびドレインを構成してい
る。(B)図はpチャネル及びnチャネルMOS )ラ
ンシンタの接続図を示す。51はシリコン酸化膜、61
.62は埋置された金属層、8はn膨長結晶シリコンで
ある。埋置された金属61はnチャネルMOS トラン
ジスタQ8のソースとなるn膨拡散層31とp形シリコ
ン基板1とをオーミックに接続しておシ、電極ライン■
ssはp形シリコン基板で構成することができる。また
、埋置された金属62はpチャネルMO8)ランシンタ
QPのソースとなる拡散層42とn膨拡散層2とをオー
ミックに接続しておシ、電源ライ/vDDはn膨拡散層
2で構成することができる。したがって従来のCM O
S回路からA1電極配線による電源ラインの配線を取シ
去ることができ、A!電極配線の占有面積を大巾に少な
くすることができる。FIG. 6(A) shows an embodiment in which the device of the present invention is applied to a CMO8 integrated circuit. 1 is a p-type silicon substrate, 2 is an n-swelled diffusion layer, 31.32 is an n-swelled diffusion layer, and is an n-channel MO.
S) Constitutes the source and drain of the run sinter QN. 41.42 is p swelling diffusion layer and p channel MO8)
It constitutes the source and drain of the run sinter Q and P. (B) The figure shows a connection diagram of p-channel and n-channel MOS) run sinter. 51 is a silicon oxide film, 61
.. 62 is a buried metal layer, and 8 is n-expanded crystal silicon. The buried metal 61 connects the n-swelled diffusion layer 31, which becomes the source of the n-channel MOS transistor Q8, and the p-type silicon substrate 1 ohmically, and forms an electrode line.
ss can be constructed from a p-type silicon substrate. In addition, the buried metal 62 connects the diffusion layer 42 which becomes the source of the p-channel MO8) and the n-swelled diffusion layer 2 ohmically to the n-swelled diffusion layer 2, and the power supply line/vDD is composed of the n-swelled diffusion layer 2. can do. Therefore, traditional CMO
The power line wiring using the A1 electrode wiring can be removed from the S circuit, and the A! The area occupied by the electrode wiring can be greatly reduced.
以上の実施例においては、スルーホール内に埋設する金
属としてAJ−その他の金属を用いることができるが、
A!以外の金属を用いた場合、p導電型領域とN導電型
領域における濃度との関係は第1表に示すようである。In the above embodiments, AJ and other metals can be used as the metal buried in the through hole.
A! When other metals are used, the relationship between the concentrations in the p conductivity type region and the n conductivity type region is as shown in Table 1.
尚この表においてN導電属領域の下欄の「濃い」とは「
10」 かあるいはそれ以上を示し、「うすい」とは「
101g」未満を云うものであシ、またP導電型領域の
下欄の「うすい」とはr 1 ’01sJ未満を云い、
「濃い」とは「1OIIl」かあるいはそれ以上を示す
。In this table, "dark" in the lower column of the N-conducting metal region means "
10" or more, and "light" means "
101 g", and "thin" in the lower column of the P conductivity type region means less than r 1 '01 sJ,
"Dark" means "1OIIl" or more.
第1表
(発明の効果)
以上説明したように、本発明によれば、1個のスルーホ
ールによシ導電型の異なる領域をオーミックに接続する
ことができ、高密度高集積な半導体装置を実現すること
ができる。Table 1 (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, regions of different conductivity types can be ohmically connected through a single through hole, and a high-density and highly integrated semiconductor device can be realized. It can be realized.
第1図は従来の半導体装置の構造断面図、第2図(A)
〜(0)、第4図、第5図、第6図(A) 、 (B)
は本発明の実施例を示し、第3図(a)〜fd)は本発
明の製造方法の一例を示す。
l・・シリコン基板、2・・・n膨拡散層、3,31゜
32・・・n膨拡散層、4,41.42・・・p膨拡散
層、5.51.5’・・・シリコン酸化膜、6,6,6
,61゜601 、62・・・金属埋込み層、7・・p
膨長結晶シリコン、8・・・n膨長結晶シリコン、9・
・・コンタクト穴、10・・・レジスト、11.11’
・・・穴、601・・・金属
特許出願人
第1図
竿2図
第3図
第4図Figure 1 is a cross-sectional view of the structure of a conventional semiconductor device, Figure 2 (A)
~(0), Figure 4, Figure 5, Figure 6 (A), (B)
3 shows an example of the present invention, and FIGS. 3(a) to 3(fd) show an example of the manufacturing method of the present invention. l...Silicon substrate, 2...N swelling diffusion layer, 3,31°32...N swelling diffusion layer, 4,41.42...P swelling diffusion layer, 5.51.5'... Silicon oxide film, 6, 6, 6
, 61° 601 , 62...metal buried layer, 7...p
Expanded crystalline silicon, 8...n Expanded crystalline silicon, 9.
...Contact hole, 10...Resist, 11.11'
... Hole, 601 ... Metal patent applicant Figure 1 Rod Figure 2 Figure 3 Figure 4
Claims (3)
置において、スルーホールを設け、該スルーホール内に
おいて金属もしくは金属シリサイドを埋置することによ
シ該N導電型領域と、該P導電型領域とを接触させるこ
とを特徴とする半導体装置。(1) In a semiconductor device having an N conductivity type region and a P conductivity type region, by providing a through hole and burying metal or metal silicide in the through hole, the N conductivity type region and the P conductivity type region can be separated. A semiconductor device characterized in that a conductive type region is brought into contact with the conductive type region.
を構成していることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置。(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein in the MO8 integrated circuit, the semiconductor substrate constitutes a power supply line.
部に金属もしくは金属シリサイドを埋置し、該ソース拡
散領域と半導体基板とを接触させることを含む半導体装
置。(3) A semiconductor device comprising burying metal or metal silicide in a part of the source diffusion region of a MOS l-run sinter, and bringing the source diffusion region into contact with a semiconductor substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18738882A JPS5978573A (en) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP18738882A JPS5978573A (en) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5978573A true JPS5978573A (en) | 1984-05-07 |
Family
ID=16205140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP18738882A Pending JPS5978573A (en) | 1982-10-27 | 1982-10-27 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5978573A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61271826A (en) * | 1985-05-27 | 1986-12-02 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
US5604382A (en) * | 1993-11-25 | 1997-02-18 | Nec Corporation | Semiconductor device with pillar-shaped contact layer |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5558567A (en) * | 1978-10-25 | 1980-05-01 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
-
1982
- 1982-10-27 JP JP18738882A patent/JPS5978573A/en active Pending
Patent Citations (4)
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