JPS6017914A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 ２　゛・ 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法、特に、半導体集積回
路（ＩＣ）、大規模集積回路（ＬＳＩ）における相互接
続配線層あるいは電極配線層のコンタクト窓部における
断線等の不良発生を防止することのできる製造方法に関
するものである。

従来例の構成とその問題点 半導体装置、特に、ＩＣあるいはＩ、ＳＩでは、半導体
基板上を覆う絶縁膜に形成したコンタクト窓の開口端縁
を越えて絶縁膜−にに丑で延びる電極配線層あるいは相
互接続配線層の形成が不可欠である。捷だ、ＩＣあるい
はＩ、ＳＩの配線構造が多層配線構造であるときには、
下側の配線層とこの上を覆う絶縁層上に形成される上側
の配線層との間の接続部においても−ｈ記と同様にコン
タクト窓の開口端縁を越えて−に細配線層が延びるとこ
ろとなる。

第１図は、半導体基板内へ作り込まれた領域に対して、
上記のような関係で相互接続配線層の形成がなされた状
態を例示する断面図であり、図示するように、半導体基
板１と、この中に形成され／ζ領域２の上を覆う絶縁膜
３の、領域２の」二の一部分を除いてコンタクト窓４を
形成し、さらに、この中に露出する領域２ヘオーミツク
接続して絶縁膜４の」二に件で延びるアルミニウム層な
どの配線層５を形成した構造となっている。このような
構造でＣ１［、コンタクト窓４の開口端縁部４１の上部
に位置する配線層部分６１の厚みが他部分に位置する配
線層の厚みよりも薄くなることが避けられない。

すなわ“１）、コンタクト窓の開口端縁部４１は図ニウ
ムなどの配線層用金属の蒸着時に平州面部分−４二の膜
厚よりも開口端縁部上の膜厚が小さくなるこの傾向ば、
絶縁膜３の厚みｔ（段差）が犬どなるほど、寸／こ、開
目端縁部の断面形状が直角に近い形状となるほど顕著に
なり、配線層の厚みが小さくなることに」＝る配線抵抗
の増大がもたらされるばかりでなく、断線事故の発生す
るおそれもあった。

ＩＣあるいはＬＳＩでは、その製作技術の進歩により集
積度が飛躍的に高められており、相互配線層パターンの
微細化が進んでいる。とのよう々状況下では、上記の不
都合の排除が極めて重要々課題である。

発明の目的 本発明の目的は、コンタクト窓の開口端縁部を越えて延
ひる配線層の厚みが、開口端縁部上なら工１ びに平担面部分上の双方においてほぼ等しくなり、従来
の方法に存在した不都合をｕ［′除することができる半
導体装置の製造方法を提供するととにある。

発明の構成 本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に形成
された絶縁膜にコンタクト窓を穿設したのち、同コンタ
クト窓内を導電性物質で埋めて導電性物質領域とし、さ
らに、同導電物質領域にオーミンク接続し、前記接ＲＩ
Ｉの−１−贋で延びる配線層を形成する方法である。

この製造方法によれば、コンタクト窓の穿設で出来る段
差が、導電性物質の埋め込みで消失する６　し゛ か、もしくは、低くなるため、全域にわたって厚みが均
一であるとみなすことができる配線層の形成が可能にな
る。

実施例の説明 以下に図面を参照して、本発明の半導体装置の製造方法
について詳しく説明する。

第２図は、本発明の製造方法によって形成された半導体
装置のコンタクト部近傍を拡大して示した断面図であり
、図示するように、コンタクト窓層６が形成されている
点で、第１図で示した従来の方法による構造とは相違し
ている。

第３図（８Ｌ）〜（０は、かかる構造を得ることができ
る本発明の製造方法を具体的に説明するため、製造工程
に対応させて断面の構造を例示した図である。

第３図（ａ）は、例えば、Ｐ形のシリコン基板１の中に
所定の導電形の拡散領域２が作り込まれ、さらに表面全
域が絶縁膜３（例えば５ｉ０２膜）により６ベ；・ 被覆された後の断面形状、すなわち、配線層を形成する
前の断面形状を示す。本発明では、前記の絶縁膜３を周
知のフォトエツチング法で選択的に除去して拡散領域２
の］一部にコンタクト窓４を形成し〔第３図（ｂ）〕、
次いで、第３図（Ｃ）で示すように、表面全域に絶縁膜
３とほぼ同じ厚さの導電性物質層６を形成する３、この
導電性物質層６は、例えば、不純物を高濃度にドープし
た多結晶シリコン層であり、不純物ガス古してホスフィ
ン（ＰＨ３）を含むシランガス（ＳｉＨ４）の熱分解を
利用する周知の減圧気相化学成長法によって形成する。

次いで、第３図（ｄ）で示すように、フォトレジスト膜
７を全面に塗布形成する。このフォトレジスト克 ト膜の塗布形成に際してｄｌ、全域を平和とすることが
大切であり、このためには、比較的粘性の高い状態でフ
ォトレジストを使用する。

辿 このようにして表面全域を平担化したのち、フレオン（
ＣＦ４）と酸素（０２）の混合ガスを用いたプラズマガ
スエツチングにより、最上層の７オトレジスト膜７と仁
の下の多結晶シリコンからなる導電性物質層６を順次全
面エツチングする。

ところで、−に記のブラズマガスエッチンクでは、比 酸素の混合化が小さいと導電性物質層６に対するエツチ
ング速度がフォトレジスト膜７に対するエツチング速度
、ｌこりも大きく寿り、一方、酸素の混合比を大きくし
てゆくと両者に対するエツチング速度の差が小さくなり
、さらに酸素の混合比を大きくすると、フォトレジスト
膜７に対するエツチング速度が大きくなる。

本発明では、コンタクト窓部内に絶縁膜３とほぼ同じ厚
さで導電性物質層６を残す必要があるため、酸素の混合
比を、フォトレジストｓ了ならびに導電性物質層６に対
するエツチング速度がほぼ同じとなるよう、すなわち、
両者に対する選択性が悪くなる」：うな値に設定する。

このような配慮を払うならば、コンタクト窓部」二にお
いてフォトレジストアが局部的に厚くはなってはいるが
、このことに影響されることなく均一にエツチングが進
む。しだか−〕て、絶縁１Ｉｉ５１３が露出したところ
でエツチングを停止するならば、第３図（８）で示すよ
うに導電性物質層６の表面は絶縁膜３の面とほぼ同一の
乎面内に位置し、コンタクト窓に起因する段差がシリコ
ン基板−にから除かれる。

こののち、第３図（０で示すように配線層５ｆ：形成す
ることにより、第２図で示した構造が得られる。

以上、１つの拡散領域とこれに対する配線層の形成を例
示して本発明を説明したのであるが、本発明は、バイポ
ーラＩ　Ｃ、ＭＯ３ＬＳＩ　あるいは単体の半導体素子
の全てに適用可能である。また、例示した一層の配線構
造のみならず、多層配線構造にも実施できること勿論で
ある。

発明の効果 本発明の半導体装置の製造方法によれば、絶縁膜に形成
し／こコンタクト窓の開口端縁部に段差が生じても、こ
のコンタクト窓内が導電性物質によって埋められるため
、前記の段差は除かれる。このため、コンタクト窓の開
口端縁部を越える関係で配線層を形成しても、その厚み
が局部的に薄く９、・ジ なるおそれはない。

したがって配線層の厚みが局部的に薄くなることによっ
てもたらされる配線抵抗の増大あるいは配線層の断線な
どの不都合をことごとく排除するととができる。

特に、本発明の半導体装置の製造方法は、ＬＳＩあるい
はこれよりもさらに集積度を高めたＶＬＳＩなどのよう
に、配線層パターンが微細化される傾向にあるものの製
造に好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の方法で形成した半導体装置における配
線層のコンタクト部近傍を示す断面図、第２図は、本発
明の製造方法で形成した半導体装置における配線層のコ
ンタクト部近傍を示す断面図、第３図（ａ）〜（０は本
発明の製造方法を説明するだめの図である。 １・・・・・半導体基板（Ｐ形シリコン基板）、２・・
・・・・拡散領域、３・・・・・・絶縁膜（Ｓｉ０２膜
）、４・・・・・・コンタクト窓、６・・・・・配線層
、６・・・・・・導電性物質層（多結晶シリコン層）、
７・・・・・・フォトレジスト膜、１　Ｑベ−ノ ４１・・・・・・コンタクト窓の開口端縁部、６１・・
・・・・薄い配線層部分。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　第 ４− ３図 （ａ、）　（（Ｌ〕 （ｂ）　（ｅ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板−にに形成された絶縁膜にコンタクト
   窓を穿設したのち、同コンタクト窓内を導電性物質で埋
   めて導電性物質領域とし、さらに、同導電性物質領域に
   オーミック接続するとともに、前記絶縁膜−に１でのび
   る配線層を形成することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
2. （２）　コンタク］・窓内への導電性物質の埋め込みが
   、全面への導電性物質層の形成と、この上へのフメトレ
   ジスト膜の形成と、これらを順次エツチングし、絶縁膜
   を露出させうるエツチング処理とでなされることを特徴
   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. （３）導電性物質が不純物のドープされた多結晶シリコ
   ンである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。