JPS60160653A - 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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JPS60160653A
JPS60160653A JP59015114A JP1511484A JPS60160653A JP S60160653 A JPS60160653 A JP S60160653A JP 59015114 A JP59015114 A JP 59015114A JP 1511484 A JP1511484 A JP 1511484A JP S60160653 A JPS60160653 A JP S60160653A
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JP
Japan
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film
insulating film
contact hole
shaped
psg
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JP59015114A
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English (en)
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Takashi Azuma
吾妻 孝
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/482Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
    • H01L23/485Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body consisting of layered constructions comprising conductive layers and insulating layers, e.g. planar contacts
    • HELECTRICITY
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    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は高集積度のMOS LSIに用いて好適な半導
体装置の製造方法に関するものでるる。
〔発明の背景〕
半導体装置の集積度を高めるにしたがって、MOS F
ETのチャンネル長が短かくなり、また信号配線間、例
へばダイナミックRAMにおけるワード線間の距離も小
さくなる傾向がるるか、このために種々の問題が生じる
第1図は従来の1つのMOS FET と1つのキャパ
シタとで構成されるダイナミックメモリ素子の断面図を
示す。図において、1はP形シリコン基板、2はN形不
純物を拡散して形成された即“領域、3はワード線とな
るポリシリコンからなるトランスファゲート電極、4は
ゲート酸化膜、6は電源に接続されるポリシリコンから
なるメモリゲート電極、7け燐ガラス(PSG)膜、8
はアルミニウムからなるデータ線、9鉱コンタクトホー
ルでるる。データ線8はPSG膜7にエツチングで形成
されたコンタクトホール9を介してN+領域2に接続さ
れている。N+領域2の図でみて中心から左右でそれぞ
れ1ビツトの1対のメモリ素子が構成される。
コンタクトホール9の幅は、トランスファゲート電極3
の端の直下のN”P接合とデータ線8との間の短絡を防
ぐために、PSG Mγの幅と同程度の余裕+11i1
fR(例えば0.5−1.0μm)kもって形成さ扛る
しかしなから、集8f度が高くなると、左右のトランス
ファゲート電極間の間隔が小さくなるため、コンタクト
ホールをエツチングする際の余裕幅Rを確保するとコン
タクトホールの幅が小さくな9、エツチングが事笑止で
きなくなる。
また、層間絶縁膜としてのPSG膜は、データ線とワー
ド線としてのトランスファゲート電極との間の電気的容
量結合を小さくするために、最小限の値(例えば0.5
μm)以上は必要である。従って、余裕幅としては例え
ば0.3.〜0.5μm以上が必要となる。
一方、製造工程においてエツチング可能な最小のコンタ
クトホールの幅は、例えばサブミクロンのオーダでbる
が、プロセスマージンから見ればできるだけ大きい力、
がよく、例えば1.0〜1.5μm程度とることが好ま
しい。この場合、高集積化のためもし左右のトランスフ
ァゲート電極間の距離として1.0〜1.5μmが要求
されると、余裕幅Rとして0.3〜0.5がとれなくな
り、生産性のよい製造ができなくなる。
このような問題を解決するものとして、自己整合コンタ
クトホールエツチング技術が提案されている(M、Sa
kamoto et al、Proc、13thCon
f、5olid 5tate Device、 Tok
yo 。
1981)。
第2図(a)+(f)はこのような方法によってダイナ
ミックメモリ素子のコンタクトホールを形成する際の各
工程の断面図を示す。第2図(a)において11はP形
のシリコン基板、12はN+領領域13はポリシリコン
からなるトランス7アグート電極、14はゲート酸化膜
でるる。シリコン基板11上にゲート酸化膜14となる
5iOJi:Q形成した後、この上にポリシリコン層を
形成する。次いで、ポリシリコン層と5t(h膜を選択
的にエツチング除去して開口を形成し、残ったトランス
7アゲート電極13をマスクにしてN形不純物を注入し
、N+領域12を形成するとともに、トランスファゲー
ト電極13をN形化する。
次に、表面を酸化してS i Ch膜15.15aを形
成する。このときトランスファゲート電極13上の5i
Oz膜15はN+領域12上のS i Ox膜15a 
より厚くなる(第2図(b))。
次に、Sing 膜15 、15a fニー”ツチング
して、薄いN+領域12上の S i Ox膜15a 
のみ除去する(第2図(C))。
次に、熱窒化によりN+領域12上にS i s Na
膜16全形成する(第2図(d))。
次に、再酸化によりポリシリコンのトランス7アゲート
電極13上の5tO2膜15を厚くする(第2 E(e
) )。トランスファゲート電極13の側面、すなわち
開口内壁の810F膜15も厚くなる。
次に、アルミニウム膜を形成しパターニングしてデータ
線1Tを形成し、N+領域12と接続する。
このように、以上の製造方法ではコンタクトホール全ホ
トリソグラフィの工程によって作る必要がないため、前
記第1図で説明した余裕幅Rに関係なくコンタクトホー
ルを形成することができる。
しかしながら、このような製造方法によると、ポリシリ
コンのトランス7アグート電極とアルミニウムのデータ
線との間の層絶縁膜は、ポリシリコンの自己酸化によっ
て形成するため、この膜厚をろまp厚くできないという
欠点がろる。例えば、両配線の容量結合を要求される最
小限にするために膜厚が0.5〜1.0μm程度必要で
めったとすると、この厚さを得るために消費されるポリ
シリコンの厚さは 0.25〜0.5μm程度となり、
最初に形成するポリシリコン層の厚さは、例えば0.7
5〜1.0μm程度になる。このように厚くなると、ポ
リシリコン層を高精度に微細加工することが離しくなる
。また、ワード線となるトランスファゲート電極として
ポリシリコンでなくモリブデン。
タンタル、タングステン等のり7ラクトリー金属を使用
した場合は、事実上絶縁膜の形成は不可能となる。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来の欠点を解消するためになされ
たものでろり、その目的とするところは、ワード線とな
るトランスファゲート電極等の第1層配線がどのような
材料であっても、その上に形成されるデータ線等の第2
層配線との間に所望の■ 厚さの層絶縁膜が形成でき、シフ01もコンタクトホー
ルを生産性よく高精度に形成することができる半導体装
置の製造方法を提供することにめる。
〔発明の概要〕
本発明はこのような目的を達成するために、基板上に所
定領域をはさんで第1層配線を形成し、この上に表面が
平坦になるように眉間絶縁膜を形成し、この上に第1の
絶縁膜のマスクパターンを作って所定領域上の層間絶縁
膜を所定深さ除去して凹部を形成し、全面に第2の絶縁
膜を形成した後、凹部の側壁部のみ残してエツチング除
去し、残った第2の絶縁膜と第1の絶縁膜をマスクにし
て層間絶縁膜をエツチングして所定領域上にコンタクト
ホールを形成し、眉間絶縁膜上に第2層配線を形成して
コンタクトホールを介して所定領域と接続するようにし
たものでるる。
〔発明の実施例〕
以下、実施例にもとづいて本発明の詳細な説明する。
第3図(a)〜(f)は本発明に係る牛導体@懺の製造
方法tMOsダイナミックメモリ累子に適用した一実施
例における各工程の断面図でるる。
先ず、P形シリコン基板21の主表面にポリシリコンま
たはモリブデン、タングステン等の高耐熱性金属筒を形
成し、ホトリソグラフィ技術によってバターニングして
ワード線となるトランス7アゲート電極22を形成する
。そして、このトランス7アゲート電極22をSD (
ソースドレイン)マスクとしてN形不純物を注入し、ソ
ース、ドレイン領域となるN+領域23を形成するとと
もに、トランス7アゲート電極22をN形化する。しか
る後、トランスファゲート電極22の上面およびクリ面
にSiO2膜24全24する。この状態全第3図(a)
に示す。
次に、この表面に層間絶縁膜となる低燐濃度の燐ガラス
(PSG)膜z5e例えば0.5〜1.0μmの厚さに
形成する。次いで、この上に高燐濃度のPSG膜26′
に形成した後、アニールまたは周知の平坦化処理により
表面を平坦化する。この場合、PSG膜26の厚さは平
坦化が可能な厚さにする。
この状態を第3図(b)に示す。
次に、この上に例えばそれぞれ100〜500λ程度の
厚さの薄い絶縁膜でめるS is N4 [27。
Sigh膜2 B 、 5iaN4膜29を順次形成す
る。
しかる後、隣接するトランスファゲート電極22の間隔
Sと同程度またはこれよりやや小さい寸法径の凹部を形
成するため、ホトマスクを用いてマスク合せを行ないホ
トリソグラフィ技術により5isNi膜27 + S 
i02膜2 B 、 Si3N4膜29のホーA/全形
成する部分をエツチング除去する。この場合、目合わせ
精度は±0.2μm以下でるることが望ましい。次いで
、これら絶縁膜をマスクにして自己整合的に高燐濃度P
SG膜26をエツチングし凹部30を形成する。この場
合、PSG膜26は高濃度の燐を含むため、低燐濃度の
PSG換25よpもエツチング速度が早く、それらの界
面でエツチングが急激に遅くなり凹状のエツチングが可
能となる。lた、5isN4膜28は上記エツチングの
際にその下の5iOz膜28がエツチングされるのを防
ぐ作用をなす。この状態を第3図(c)に示す。
次に、この上にプラズマCVD法によジ比較的厚い(例
えば0.3〜0.7 μm ) Si3N4膜を全面的
に形成した後、反応性イオンエツチングにより凹部30
の内壁面の部分のみ残して、側壁S i s N4膜3
1を形成する。なお、Si3N2膜の厚さは余裕幅Rを
規定するものでめり、所望の余裕幅Rに応じて所定の厚
さが設定される。上記エツチング時に5LlN4膜29
はエツチング除去されるが、Sigh膜28がめるため
にその下の5isN4膜27は残る。この状態を第3図
(d)に示す。なお、第3図(d)の点線はプラズマC
VD法で形成されその後エツチング除去される5isN
4膜を示している。
次に、5isN4膜2Tと側壁5isN4膜31をマス
クにしてPSG膜21エツチングしてコンタクトホール
32を形成する。このとき、Sing膜28は除去され
る。コンタクトホール32はN+領域23の中央部上に
形成される。この状態を第3図(e)に示す。
次に、燐酸処理によフS is N4膜27と側壁S 
i s N4膜31を除去する。しかる後、この表面に
アルミニウムを被着しパターニングしてデータ線33の
配Mを形成する。このデータ線33はコンタクトホール
32を介してN+領域23と接続される。この状態を第
3図(f)に示す。
このように構成したダイナミックメモリ素子によると1
1例えば±0.2μm程度のマスクの目合わせ精度によ
って、0.8〜1.3μm程度のコンタクトホールをホ
トエツチングすることができるため、トランス7アゲー
ト電極間の距yIsSが10〜1.5μm程度の設計の
微細パターンを有するメモリ素子でめっでも、実質的に
サブミクロンのコンタクトホールエツチングが可能とな
る。すなわち、S=1.5μm設計のものにおいて、0
.5μmの余裕幅Rt−有する径0.5μmのコンタク
トホー/I/全容易に形成することができる。
以上の実施例では、凹部30に形成する側壁絶縁膜とし
てS i s N4を用いたが、このかわりにポリシリ
コンを用いることもてきる。この場合、高濃度PSG膜
の上に形成する薄い絶縁膜は、5isN4膜、5io−
膜、 5iaNn膜の3層にする必要はな(,5isN
4膜27の1層でよい。また、ポリシリコンの側壁絶縁
膜は除去することなくそのま萱残し、この状態でアルミ
ニウムを被着することができる。
また、シリコン基板をP形、ソース、ドレイン領域をN
形にしたが、これと反対の導電形でも全く同様でめる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明に係る半導体装置の製造方法
によると、第1層配線と第2N配線との間の層絶縁膜の
厚さが第1層配線の材料に関係なく十分にとれるため、
両配線間の容量結合を小さくすることが可能となり、ま
た、層絶縁膜に生産性よくかつ高精度にコンタクトホー
ルを形成することができるという優れた効果がめる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のダイナミックメモリ素子の断面図、@2
図(a)〜(f)は従来の他のダイナミックメモリ素子
の各製造工程における断面図、第3図は本発明に係る半
導体装置の製造方法をダイナミックメモリ素子に適用し
た一実施例の各工程における断面図である。 21・・・・シリコン基板、22−−・・トランスファ
ゲート電極、23・・・・N+領領域25・・・・低燐
濃度のPSG膜、26・・・・高燐濃度のPSG膜、2
7 + 29−・*咎51gN4膜、28・会・・ 5
102膜、30 ・−・・凹部、31・・・・ 側壁S
i3N4膜、32 拳・・・コンタクトホール、33・
−・・y’−1線。 第1図 (C1) (d) (b) (e) (c) (f) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電形の半導体基板の表面に第2導電形の領域を形
    成する工程と、この領域をはさんで前記半導体基板上に
    第1層配線を形成する工程と、全面に表面が平坦になる
    ように層間絶縁膜を形成する工程と、この層間絶縁膜の
    上に第1の絶縁膜を形成する工程と、この第1の絶縁膜
    の前記領域上の部分を除去する工程と、この部分的に除
    去されたMlの絶縁膜をマスクにして前記層間絶縁膜を
    所定深さまでエツチング除去して凹部な形成する工程と
    、全面に第2の絶縁膜を形成する工程と、この第2の絶
    縁膜を前記凹部の側壁部のみ残してエツチング除去する
    工程と、この残った第2の絶縁膜と前記第1の絶縁膜を
    マスクにして前記層間絶縁膜をエツチングして前記領域
    上にコンタクトホールを形成する工程と、前記層間絶縁
    膜上に第2層配線を形成するとともにこのコンタクトホ
    ール會介して前記領域と接続する工程とを有する半導体
    装置の製造方法。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62224068A (ja) * 1986-03-26 1987-10-02 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JPS6484735A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0215632A (ja) * 1988-04-08 1990-01-19 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体集積回路の製造方法
EP0380327A2 (en) * 1989-01-25 1990-08-01 Nec Corporation Structure of semiconductor device with funnel-shaped inter-level connection
JPH04364034A (ja) * 1991-06-11 1992-12-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH06216125A (ja) * 1992-10-24 1994-08-05 Hyundai Electron Ind Co Ltd 高集積半導体素子のコンタクトホール形成方法
JPH06244129A (ja) * 1992-10-06 1994-09-02 Hyundai Electron Ind Co Ltd 半導体素子の微細コンタクトホール形成方法
JPH06260442A (ja) * 1992-11-27 1994-09-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
KR100367495B1 (ko) * 1995-12-22 2003-03-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의콘택홀형성방법
US6731008B1 (en) 1996-04-22 2004-05-04 Renesas Technology Corp. Semiconductor device with conductive contact layer structure

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62224068A (ja) * 1986-03-26 1987-10-02 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JPS6484735A (en) * 1987-09-28 1989-03-30 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH0215632A (ja) * 1988-04-08 1990-01-19 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体集積回路の製造方法
EP0380327A2 (en) * 1989-01-25 1990-08-01 Nec Corporation Structure of semiconductor device with funnel-shaped inter-level connection
JPH04364034A (ja) * 1991-06-11 1992-12-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法
JPH06244129A (ja) * 1992-10-06 1994-09-02 Hyundai Electron Ind Co Ltd 半導体素子の微細コンタクトホール形成方法
JPH06216125A (ja) * 1992-10-24 1994-08-05 Hyundai Electron Ind Co Ltd 高集積半導体素子のコンタクトホール形成方法
JPH06260442A (ja) * 1992-11-27 1994-09-16 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
US6097052A (en) * 1992-11-27 2000-08-01 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and a method of manufacturing thereof
US6586329B1 (en) 1992-11-27 2003-07-01 Mitsubishi Denki Kabshiki Kaisha Semiconductor device and a method of manufacturing thereof
KR100367495B1 (ko) * 1995-12-22 2003-03-06 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의콘택홀형성방법
US6731008B1 (en) 1996-04-22 2004-05-04 Renesas Technology Corp. Semiconductor device with conductive contact layer structure

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