JPS60126869A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS60126869A JPS60126869A JP58235302A JP23530283A JPS60126869A JP S60126869 A JPS60126869 A JP S60126869A JP 58235302 A JP58235302 A JP 58235302A JP 23530283 A JP23530283 A JP 23530283A JP S60126869 A JPS60126869 A JP S60126869A
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Classifications
-
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
、産業上の利用分野
本発明は半導体装置の製造方法特に多層配線構造ノコン
タクト形成に関する。
タクト形成に関する。
従来例の構成とその問題点
半導体装置、特に大規模集積回路(LSI)が高密度化
、高機能化されるのにともないLSI内部に形成される
配線を多層化する必要がある。たとえばStゲー)MO
8LSIの場合には半導体基板内の反対導電形不純物拡
散層、ゲート電極となる多結晶Si配線、それにAl配
線と本来3層配線が形成されているが、さらに第2の多
結晶St配線や第2のAl配線を、形成して4層配線や
5層配線とすることが多くなっている。なかでも第2の
多結晶St配線は従来のSiゲー)MO8LSIの製造
方法を大きく変更することなしに多8層配線を形成する
ことができるという利点がある。
、高機能化されるのにともないLSI内部に形成される
配線を多層化する必要がある。たとえばStゲー)MO
8LSIの場合には半導体基板内の反対導電形不純物拡
散層、ゲート電極となる多結晶Si配線、それにAl配
線と本来3層配線が形成されているが、さらに第2の多
結晶St配線や第2のAl配線を、形成して4層配線や
5層配線とすることが多くなっている。なかでも第2の
多結晶St配線は従来のSiゲー)MO8LSIの製造
方法を大きく変更することなしに多8層配線を形成する
ことができるという利点がある。
以下に第2の多結晶St配線を形成する半導体装置の製
造法の従来例とその問題点について述べる。
造法の従来例とその問題点について述べる。
第1図は2層多結晶St配線を有するS1ゲ一トMO8
LSIの工程断面図であり、1はシリコン基板、2はフ
ィールド酸化膜、3はゲートSi○2膜、4は第1の多
結晶S1よりなるゲート電極、5は、/−ス、ドレイ7
.6はCV D S 102膜、8はCSコンタクト窓
で9は第2の多結晶Si配線である。
LSIの工程断面図であり、1はシリコン基板、2はフ
ィールド酸化膜、3はゲートSi○2膜、4は第1の多
結晶S1よりなるゲート電極、5は、/−ス、ドレイ7
.6はCV D S 102膜、8はCSコンタクト窓
で9は第2の多結晶Si配線である。
p形Si基板1の主面にフィールドS 102膜2゜ゲ
ー)Si○2膜3を形成し、多結晶Si よ、シなるゲ
ート電極4を形成した後ソース、ドレイン5を形成する
ためにnデボ細物である砒素イオンを注入する(第1図
d)。次に層間絶縁膜として気相成長法でSiO2膜(
CV D S 102膜)6を形成し、写真蝕刻法によ
りソース、ドレイン6へのコンタクト窓(CSコンタク
ト窓と呼ぶ)8を開口する(第2図b)。続いて多結晶
si膜を形成した後必要に応じてソース、ドレインと同
導電形の不純物を添加し、写真蝕刻法により第2の多結
晶SL配線9を形成する。特にこの第2の多結晶St配
線9の一部がスタチックメモリーの負荷抵抗のように高
抵抗である場合にはソース、ドレイン5とのCSコンタ
クト部のみに不純物を添加する。その後はCVD法で8
102膜あるいはPSG膜を層間絶縁膜として形成し必
要な熱処理を施した後コンタクト窓を開口してAで配線
を形成する。
ー)Si○2膜3を形成し、多結晶Si よ、シなるゲ
ート電極4を形成した後ソース、ドレイン5を形成する
ためにnデボ細物である砒素イオンを注入する(第1図
d)。次に層間絶縁膜として気相成長法でSiO2膜(
CV D S 102膜)6を形成し、写真蝕刻法によ
りソース、ドレイン6へのコンタクト窓(CSコンタク
ト窓と呼ぶ)8を開口する(第2図b)。続いて多結晶
si膜を形成した後必要に応じてソース、ドレインと同
導電形の不純物を添加し、写真蝕刻法により第2の多結
晶SL配線9を形成する。特にこの第2の多結晶St配
線9の一部がスタチックメモリーの負荷抵抗のように高
抵抗である場合にはソース、ドレイン5とのCSコンタ
クト部のみに不純物を添加する。その後はCVD法で8
102膜あるいはPSG膜を層間絶縁膜として形成し必
要な熱処理を施した後コンタクト窓を開口してAで配線
を形成する。
以上に述べた従来方法でソース、ドレイン5とCSコン
タクト窓内で接している第2の多結晶Si配線とは、C
Sコンタクト部忙不純物が拡散されたにもかかわらず電
気的導通が悪い(コンタクト抵抗が大きい)ことが多く
、全く導通がなくなる事態も生じる。このコンタクト抵
抗が大きいCSコンタクト窓下の半導体基板には不純物
が殆んど拡散していないことが確認されている。
タクト窓内で接している第2の多結晶Si配線とは、C
Sコンタクト部忙不純物が拡散されたにもかかわらず電
気的導通が悪い(コンタクト抵抗が大きい)ことが多く
、全く導通がなくなる事態も生じる。このコンタクト抵
抗が大きいCSコンタクト窓下の半導体基板には不純物
が殆んど拡散していないことが確認されている。
このように高濃度の不純物を添加して形成したソース、
ドレイン6と第2の多結晶Si配線9との間のコンタク
ト不良の原因はソース、ドレイン6の表面に不純物拡散
や電気伝導を妨げるバリアが形成されたことである。
ドレイン6と第2の多結晶Si配線9との間のコンタク
ト不良の原因はソース、ドレイン6の表面に不純物拡散
や電気伝導を妨げるバリアが形成されたことである。
すなわち砒素などの高濃度の不純物イオンを注入し形成
したソース、ドレイン6の表面は非常に活性になり他の
原子と反応しやすくなっている。
したソース、ドレイン6の表面は非常に活性になり他の
原子と反応しやすくなっている。
したがってCSコンタクト窓8を開口してソース。
ドレイン5の一部を露出させると、露出した活性なソー
ス、ドレイン5表面が汚染されたり多結晶Si膜形成時
に酸化されたりして酸化膜などのノくリアが形成される
。このバリアは熱拡散で第2の多結晶St配線9のCS
コンタクト部に添加されたnデボ細物であるPがソース
、ドレイン5に達するのを妨げるとともに電気伝導をも
妨げLSIを動作不能にし製造歩留りを著るしく低下さ
せる。
ス、ドレイン5表面が汚染されたり多結晶Si膜形成時
に酸化されたりして酸化膜などのノくリアが形成される
。このバリアは熱拡散で第2の多結晶St配線9のCS
コンタクト部に添加されたnデボ細物であるPがソース
、ドレイン5に達するのを妨げるとともに電気伝導をも
妨げLSIを動作不能にし製造歩留りを著るしく低下さ
せる。
発明の目的
本発明はソース、ドレインのような高濃度拡散層と半導
体、高融点金属あるいはそれらの化合物よりなる配線と
の間の良好な電気的接続を実現する製造方法を提供する
ことを目的とする。
体、高融点金属あるいはそれらの化合物よりなる配線と
の間の良好な電気的接続を実現する製造方法を提供する
ことを目的とする。
発明の構成
本発明は、高濃度の不純物拡散層が形成された半導体基
板上の絶縁膜にたとえばCSコンタクト窓を開口し、C
Sコンタクト窓内の半導体基板を表面から所定の深さま
でエツチングした後、半導体または高融点金属や高融点
金属シリサイドなど導電体の薄膜あるいはこれらの多層
膜等を形成し、この半導体または導電体の薄膜あるいは
これらの多層膜を通してCSコンタクト窓下の半導体基
板に不純物拡散層と同じ導電形の不純物を添加すること
を特徴とする。
板上の絶縁膜にたとえばCSコンタクト窓を開口し、C
Sコンタクト窓内の半導体基板を表面から所定の深さま
でエツチングした後、半導体または高融点金属や高融点
金属シリサイドなど導電体の薄膜あるいはこれらの多層
膜等を形成し、この半導体または導電体の薄膜あるいは
これらの多層膜を通してCSコンタクト窓下の半導体基
板に不純物拡散層と同じ導電形の不純物を添加すること
を特徴とする。
本発明の製造方法は、高不純物濃度の不純物拡散層の代
シに低不純物濃度の半導体基板表面の絶縁膜にCSコン
タクト窓を開口した後、半導体や導電体の薄膜を形成し
、これらの半導体や導電体の薄膜に高濃度の不純物を添
加するとこの不純物は薄膜を通ってCSコンタクト窓下
の半導体基板に十分拡散され、薄膜と半導体基板との電
気的導通も良好であるという事実に基づく。
シに低不純物濃度の半導体基板表面の絶縁膜にCSコン
タクト窓を開口した後、半導体や導電体の薄膜を形成し
、これらの半導体や導電体の薄膜に高濃度の不純物を添
加するとこの不純物は薄膜を通ってCSコンタクト窓下
の半導体基板に十分拡散され、薄膜と半導体基板との電
気的導通も良好であるという事実に基づく。
すなわち不純物拡散上の絶縁膜にCSコンタクト窓を開
口し統御で不純物拡散層表面の高不純物濃度領域をエツ
チングによシ除去してCSコンタクト窓内には不純物拡
散層の活性な表面が露出しないようにしてバリアの形成
を防ぎ、半導体装置電体の薄膜を形成した後に改めて不
純物を添加することによって電気的導通を良くするもの
である。
口し統御で不純物拡散層表面の高不純物濃度領域をエツ
チングによシ除去してCSコンタクト窓内には不純物拡
散層の活性な表面が露出しないようにしてバリアの形成
を防ぎ、半導体装置電体の薄膜を形成した後に改めて不
純物を添加することによって電気的導通を良くするもの
である。
なお不純物拡散層の表面近傍はイオン注入時に非晶質化
されており、このことも表面が活性である一因ともなる
と考えられるが不純物拡散層表面をエツチングすること
により活性な非晶質化された部分(非晶質層)も除去さ
れる。
されており、このことも表面が活性である一因ともなる
と考えられるが不純物拡散層表面をエツチングすること
により活性な非晶質化された部分(非晶質層)も除去さ
れる。
実施例の説明
以下に本発明を実施例とともに詳しく説明する。
第2図は本発明の実施例の工程断面図であり、85はC
V D Si○2膜6に開口したコンタクト窓8下のソ
ース、ドレイン5の高不純物濃度領域である。
V D Si○2膜6に開口したコンタクト窓8下のソ
ース、ドレイン5の高不純物濃度領域である。
まず比抵抗が10QcmOp型半導体基板1の主面にフ
ィールドS i02膜2.厚さO、詭μm−のゲートS
iO2膜3と多結晶Stよりなるゲート電極4を形成し
た後、80KeVで加速したドーズ量4×10/Cmの
Asイオンを注入してソース。
ィールドS i02膜2.厚さO、詭μm−のゲートS
iO2膜3と多結晶Stよりなるゲート電極4を形成し
た後、80KeVで加速したドーズ量4×10/Cmの
Asイオンを注入してソース。
ドレイン6を形成する(第2図a)。
次にCVD法で厚さ0.4μmの5102膜(CVDS
iO2膜)6を形成し、900”C、N2中で25分間
熱処理を施した後、写真蝕刻法を用いてコンタクト部に
開口を有するホトレジスト膜7を形成しホトレジスト膜
7をマスクにしてHFの希釈液を用いてCV D S
102膜6をエツチングしてCSコンタクト窓8を開口
する。次にCCl4ガスを用いる反応性イオンエツチン
グ(RIE)法によりCSコンタクト窓8下のソース、
ドレイン6表面近傍の高不純物濃度領域86をエツチン
グする。
iO2膜)6を形成し、900”C、N2中で25分間
熱処理を施した後、写真蝕刻法を用いてコンタクト部に
開口を有するホトレジスト膜7を形成しホトレジスト膜
7をマスクにしてHFの希釈液を用いてCV D S
102膜6をエツチングしてCSコンタクト窓8を開口
する。次にCCl4ガスを用いる反応性イオンエツチン
グ(RIE)法によりCSコンタクト窓8下のソース、
ドレイン6表面近傍の高不純物濃度領域86をエツチン
グする。
上記のようにAsイオンを注入後熱処理を施すと拡散深
さが0.2μmのソース、ドレイン6が形成され、表面
から0.1μmまではAs濃度が1o19/crd以上
の高不純物濃度となっている。したがってソース、ドレ
イン5の表面から0・1μmまでの深さをエツチングす
ることにより、CSコンタクト窓8内には高濃度の活性
な表面が露出されることはない。またABイオンの注入
によってソース、ドレイン6表面に形成される非晶質層
は0.1μmよりも浅いので上記の工・7チングにより
非晶質層も除去される(第2図b)。
さが0.2μmのソース、ドレイン6が形成され、表面
から0.1μmまではAs濃度が1o19/crd以上
の高不純物濃度となっている。したがってソース、ドレ
イン5の表面から0・1μmまでの深さをエツチングす
ることにより、CSコンタクト窓8内には高濃度の活性
な表面が露出されることはない。またABイオンの注入
によってソース、ドレイン6表面に形成される非晶質層
は0.1μmよりも浅いので上記の工・7チングにより
非晶質層も除去される(第2図b)。
次に、ホトレジスト7を除去した後減圧した反応管中で
のS I H4の分解による減圧CVD法を用いて厚さ
0.4μmの第2の多結晶St膜9を形成し、95o”
CKおけるPOCl3と02の希釈雰囲気中でPを熱拡
散する(第2図C)。前述のようにC’Sコンタクト窓
8内に露出した低不純物濃度のSi基板表面は活性でな
いため第2の多結晶S1膜9を形成する前に酸化膜など
のバリアが形成さドレイレ50にも拡散する。
のS I H4の分解による減圧CVD法を用いて厚さ
0.4μmの第2の多結晶St膜9を形成し、95o”
CKおけるPOCl3と02の希釈雰囲気中でPを熱拡
散する(第2図C)。前述のようにC’Sコンタクト窓
8内に露出した低不純物濃度のSi基板表面は活性でな
いため第2の多結晶S1膜9を形成する前に酸化膜など
のバリアが形成さドレイレ50にも拡散する。
その後は第2の多結晶St膜9を写真蝕刻法を用いて第
2の配線パターンに成形し、その上に形成した絶縁膜1
0にコンタクト窓を開口した後M配線11を形成する(
第2図d)。
2の配線パターンに成形し、その上に形成した絶縁膜1
0にコンタクト窓を開口した後M配線11を形成する(
第2図d)。
以上の工程により製造された二層多結晶配線構造のSi
ゲートMO8LSIにおけるソース、ドレイン5と第2
層多結晶Si配a9との間には電気伝導を妨げるバリア
が形成されていないため良好な電気的接続が得られる。
ゲートMO8LSIにおけるソース、ドレイン5と第2
層多結晶Si配a9との間には電気伝導を妨げるバリア
が形成されていないため良好な電気的接続が得られる。
なお本実施例ではCV D S 102膜6にCSコン
タクト窓8を開口する際にHFの希釈液で工、ツチング
しているが03F8などを用いるRIEでも良く、エツ
チングガスや他の条件を選ぶことによってCVDSiO
2膜6をエツチングした後回−のエツチング装置で連続
してソース、ドレイン5の高不純物濃度領域86をエウ
チングすることもできる。
タクト窓8を開口する際にHFの希釈液で工、ツチング
しているが03F8などを用いるRIEでも良く、エツ
チングガスや他の条件を選ぶことによってCVDSiO
2膜6をエツチングした後回−のエツチング装置で連続
してソース、ドレイン5の高不純物濃度領域86をエウ
チングすることもできる。
まだCSコンタクト窓8下のソース、ドレイン5の高不
純物濃度領域86を工1.チングする際に低濃度の領域
までエツチングされたとしても、後々い。
純物濃度領域86を工1.チングする際に低濃度の領域
までエツチングされたとしても、後々い。
さらに第2の多結晶Si膜膜形形成後Pを熱拡散するの
ではなく、第2の多結晶St膜6で高抵抗負荷を形成す
る場合のように第2の多結晶Si膜を所定のパターンに
成形した後にCSコンタクト窓を含む限定された領域に
Pを熱拡散してもよく、Pの熱拡散の代りにPイオンを
注入しても同等の結果を得ることができる。
ではなく、第2の多結晶St膜6で高抵抗負荷を形成す
る場合のように第2の多結晶Si膜を所定のパターンに
成形した後にCSコンタクト窓を含む限定された領域に
Pを熱拡散してもよく、Pの熱拡散の代りにPイオンを
注入しても同等の結果を得ることができる。
なお第2の多結晶Si配線に代ってMo+Wなどの高融
点金属あるいはそれらとSiとの化合物であるシリサイ
ドの配線さらに多結晶Stと高融金属又は高融点金属シ
リサイドとの多層構造の配線を形成する場合にも本発明
の製造方法を用いることができる。
点金属あるいはそれらとSiとの化合物であるシリサイ
ドの配線さらに多結晶Stと高融金属又は高融点金属シ
リサイドとの多層構造の配線を形成する場合にも本発明
の製造方法を用いることができる。
発明の効果
本発明の製造方法を導入すると七により、半導体基板中
の高濃度不純物拡散層と、半導体、高融点金属、高融点
金属シリサイドあるいはそれらの多層簿竜よりなる配線
との電気的導通を良好にできるために高製造歩留シで多
層配線構造の高密度LSIを製造することができる。
の高濃度不純物拡散層と、半導体、高融点金属、高融点
金属シリサイドあるいはそれらの多層簿竜よりなる配線
との電気的導通を良好にできるために高製造歩留シで多
層配線構造の高密度LSIを製造することができる。
第1図(a)〜(c)は従来壱コンタクトの製造方法の
工程断面図、第2図[a)〜(d)は本発明の一実施例
のコンタクトの製造方法の工程断面図である。 1・・・・・・Si半導体基板、5・・・・・・ソース
、ドレイン、8・・・・・・コンタクト窓、86・旧・
・ソースドレインの高不純物濃度領域、9・・・・・・
第2の多結晶Si膜。 代理人の氏名 弁理士・中 尾 敏 男 はが1名第1
図 第 2 rs
工程断面図、第2図[a)〜(d)は本発明の一実施例
のコンタクトの製造方法の工程断面図である。 1・・・・・・Si半導体基板、5・・・・・・ソース
、ドレイン、8・・・・・・コンタクト窓、86・旧・
・ソースドレインの高不純物濃度領域、9・・・・・・
第2の多結晶Si膜。 代理人の氏名 弁理士・中 尾 敏 男 はが1名第1
図 第 2 rs
Claims (3)
- (1)不純物拡散層が形成された半導体基板の主面に絶
縁膜を形成する工程、前記不純物拡散層上の前記絶縁膜
に開口部を形成する工程、前記開口部下に位置する前記
半導体基板を所定の深さまで蝕刻する工程、少なくとも
前記開口部を含む所定の領域に半導体または導電体の薄
膜あるいは複数の前記薄膜よりなる多層膜を形成する工
程、前記薄膜あるいは前記多層膜を通して前記開口部下
の前記半導体基板に前記不純物拡散層と同導電形の不純
物を添加する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法。 - (2)所定の深さが少なくとも不純物拡散層の高不純物
濃度領域を含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
に記載の半導体装置の製造方法。 - (3)所定の深さが少なくとも表面の非晶質層を含むこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58235302A JPS60126869A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58235302A JPS60126869A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60126869A true JPS60126869A (ja) | 1985-07-06 |
JPH056346B2 JPH056346B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16984097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58235302A Granted JPS60126869A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60126869A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63131564A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Toshiba Corp | 出力保護回路 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51116675A (en) * | 1975-04-05 | 1976-10-14 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method for a semiconductor device |
US4125426A (en) * | 1975-04-29 | 1978-11-14 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device |
JPS57121225A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Formation of contact |
-
1983
- 1983-12-13 JP JP58235302A patent/JPS60126869A/ja active Granted
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51116675A (en) * | 1975-04-05 | 1976-10-14 | Fujitsu Ltd | Manufacturing method for a semiconductor device |
US4125426A (en) * | 1975-04-29 | 1978-11-14 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device |
JPS57121225A (en) * | 1981-01-20 | 1982-07-28 | Sanyo Electric Co Ltd | Formation of contact |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63131564A (ja) * | 1986-11-21 | 1988-06-03 | Toshiba Corp | 出力保護回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH056346B2 (ja) | 1993-01-26 |
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