JPS60242662A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS60242662A
JPS60242662A JP59098187A JP9818784A JPS60242662A JP S60242662 A JPS60242662 A JP S60242662A JP 59098187 A JP59098187 A JP 59098187A JP 9818784 A JP9818784 A JP 9818784A JP S60242662 A JPS60242662 A JP S60242662A
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JP
Japan
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layer
contact
polycrystalline
alloy
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JP59098187A
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English (en)
Inventor
Shintaro Kurihara
栗原 眞太郎
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Sony Corp
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Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0927Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors comprising a P-well only in the substrate

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は同一半導体基板に第1導電型層と第2導電型層
とに対するコンタクト電極を夫々形成した0MO3等の
半導体装置に関する。
背景技術とその問題点 従来、ICの第1層配線として1%のSiを含有してA
1合金が使われている。しかしながら従来の構造ではこ
のA1合金を直接N型又はP型シリコンにコンタクトし
ていたために次のような欠点があった・ (1) 、N型シリコンとのコンタクトにおいて、アロ
イスパイクによる基板とのショートが発生しやすい。こ
れは特に選択酸化(LOGO3)した部分の端部近傍で
起こりやすい。このため、従来、Nチャンネル部におい
ては、LOGO3端とコンタクトホールとの間の距離が
少なくとも1.0μm以上必要とされており、ICの高
集積化への障害となっていた。
(2)、又、N型シリコンとのコンタクトにおいて、コ
ンタクト抵抗値がかなり大きくなる。これは、コンタク
ト部分にAIを不純物として含むStが堆積するため、
又は、コンタクト下部のSiの不純物濃度が不充分なた
めと考えられている。
一方、コンタクト抵抗値を低下させるために、コンタク
ト下部のStの不純物濃度を高くすると、今度は浅いP
N接合を形成するのが困難になる。
上記の問題を解決するために、本発明者は、先ず、第1
図に示すような構造の0MO3について考察した。なお
第1図は0MO3の製造工程の途中段階(第1層配線が
形成された段階)を示している。
この第1図において、N型のSt基板1にソース及びド
レイン用のP゛不純物領域2が夫々イオン注入法により
拡散形成されている。一方、St基板1にはP型層3が
やはりイオン注入法により形成されている。そしてこの
P型層3にドレイン及びソース用のN゛不純物領域4が
夫々形成されてシAる。Si基板1上にはLOGO3に
より形成された5iOz膜5が設けられている。そして
このSiO□膜5上にP又はBをドープした多結晶St
のゲート6が形成されている。7はリンガラス(PSG
)からなる眉間膜である。
層間膜7及び5iOz膜5には従来周知の工・ノチン。
グ法によりコンタクトホール8及び9が夫々形成されて
いる。コンタクトホール8はP4不純物領域2上に形成
されており、コンタクトホール9はN゛不純物領域4上
及びゲート多結晶5i6a上Gこ夫々形成されている。
これらのコンタクトホール8及び9の内部及び眉間膜7
上には多結晶Si層10が薄く堆積されている。この多
結晶St層10は、後述するような方法によってN型の
不純物を拡散されたNチャンネル部分10aと、純粋な
多結晶Si又はP型の不純物を拡散された多結晶Siか
らなるPチャンネル部分10bとに区分されている。N
チャンネル部分10aはN゛不純物領域4及びゲート多
結晶5t6aに夫々コンタクトしており、Pチャンネル
部分10bはP4不純物領域2にコンタクトしている。
そして第1層配線としてのA1合金(1%のSi含有)
層11はこの多結晶St層10の上に形成されている。
12は5tO2膜である。
ICの第1層配線をこのような構造にすると、A1合金
層11はP’不純物領域2、N゛不純物領域4及びゲー
ト多結晶5i6aに直接コンタクトせず、夫々多結晶S
i層10が間に介されている。このため、既述した(1
)及び(2)の欠点が解消し、N型シリコンとのコンタ
クトとにおいては、アロイスパイクが無くしかもコンタ
クト抵抗の低いコンタクトを再現性よく形成することが
できる。
しかしながらP型シリコンとのコンタクトにおいては、
第1図のような構造の場合、次のような問題が生じる。
即ち、第1図の工程の後に実施される400℃程度の熱
処理時に多結晶Siが多結晶Si層10bからA1合金
層11に溶は込み、これが冷却時に再結晶して塊を作る
。このような塊がコンタクトホール8の部分に生じると
コンタクト抵抗が大きくなり、この結果、コンタクト抵
抗に非常に大きなばらつきを生してしまう。
発明の目的 本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであって、
N型及びP型半導体層のいずれのコンタクトにおいても
、アロイスパイクが無くしかも十分に低抵抗のコンタク
トを形成しようとするもの。
である。
発明の概要 上記目的は本発明により次のようにして達成される。即
ち、本発明においては、同一半導体基板に第1導電型層
と第2導電型層とに対するコンタクト電極を夫々形成し
た半導体装置において、上記第1s電型層への上記コン
タクト電極をアルミニウム合金で形成し、上記第2導電
型層への上記コンタクト電極を、半導体層又は金属間化
合物を下地とするアルミニウム合金で形成する。
このように構成することによって、N型及びP型半導体
層のいずれのコンタクトにおいても、アロイスパイクが
無くしかも十分に低抵抗のコンタクトを形成することが
できる。
実施例 以下、本発明を0MO3に適用した一実施例につき第2
A図〜第2G図を参照して説明する。なお第2A図〜第
2G図において、第1図と同一の部分には同一の符号を
付してその説明を省略する。
第2A図〜第2G図は0MO3の第1層配線を形成する
方法を工程順に示したものである。
先ず、第2A図に示すように、従来のプロセスによって
Si基板1上に各領域を形成し、層間膜7とSiO□膜
5とにコンタクトホール8及び9を夫々形成する。次い
で、CVDによって1000人程度の多結晶Si層10
を形成する。
次に、第2B図に示すように、CVDによって多結晶S
i層lOの上に8Ω/口のPSG層13を約1000人
の厚さに形成する。そしてこの上に更に約100.0人
程のSiO□層14をCVDによって形成する。 ゛ 次に、第2C図に示すように、ホトレジスト層15をS
iO□層14上に形成し、このホトレジスト層15を所
定パターンに窓あけする。そしてこのホトレジスト層1
5をエツチングマスクとして用い、Sin、層14及び
PS、0層13をHFによって図示のようにエツチング
する。即ち、多結晶Si層10のNチャンネル部分10
aとなる部分の上のPSG層13を残し、Pチャンネル
部分10bとなる部分の上のPSG層13をエツチング
除去する。
次に、第2D図に示すように、ホトレジスト層15を除
去し、この状態でアニールする。するとPSG層13中
のリンがこのPSG層13からその下の多結晶St層1
0に拡散し、PSG層13の下の部分の多結晶Si層1
0がN型の多結晶Siになる。このようにして多結晶S
t層10が、N型のNチャンネル部分10aと純粋な多
結晶SiからなるPチャンネル部分10bとに区分され
る。
次に、第2E図に示すように、Nチャンネル部分10a
上のPSG層13と5iOz層14とをエツチング除去
する。
そして、第2F図に示すように、ホトレジスト層16を
多結晶St層10上に形成し、第2C図と同様に窓あけ
する。そして多結晶Si層10をエツチングしてPチャ
ンネル部分10bを除去する。
この時には、RIE(反応性イオンエツチング)等の均
一性の良いエツチング法を用いるのが好ましい。又エツ
チング条件は、ジャストエッチ(多結晶Si層10が丁
度全部除去される状態)でなくアンダーエッチ(多結晶
Si層10が僅かに残る状態)でも良い。
次に、第2G図に示すように、1%のStを含有したA
I合金層11を3000人程度0厚さに蒸着する。そし
て適当なエツチングマスクを用いてこのA1合金層11
を図示の如く所定パターンにエツチングする。この時、
tE等によりAI合金層工1と下地の多結晶Sj層10
aとを1工程でエツチングすることができる。
以下、従来周知のプロセスによってCMO3を完成させ
れば良い。
本実施例においては、第2G図に示すように、第1層配
線としてのΔ1合金層11が、Si基板1のP+不純物
領域2には直接、N゛不純物領域4及びゲート多結晶5
i6aにはN型の多結晶Si層10aの下地を介して間
接的に夫々コンタクトしている。したがって、いずれの
コンタクトにおいても、アロイスパイクが無く、低抵抗
のコンタクトを再現性良く形成することができる。即ち
、N型St及びゲート多結晶Siとのコンタクトにおい
て。
は、AI合金層11がN型の多結晶St層10aの下地
を介してコンタクトしているので、既述した(1)及び
(2)の従来の欠点が解消されてアロイスパイクが無く
しかも低抵抗のコンタクトが再現性良く形成される。一
方、P型Siとのコンタクトにおいては、1合金層11
が直接コンタクトしており、上記のような下地を設けて
いないので、後の熱処理時にAI合金層11に多結晶S
iが溶は込んでコンタクト抵抗にばらつきを生じるよう
なことがない。
応用例 上記実施例においては、第1層配線としてのアルミニウ
ム合金としてAl−5i系のものを用いたが、Al−C
u系やAl−Cu−3i系のものを用いることもできる
。又、下地層として多結晶Siを用いたが、他の半導体
層又は金属間化合物、例えば、Ti−HlMo5iz 
、WSiz等を下地として用いても良い。更に、本発明
は0MO3以外の半導体装置にも適用できることはもち
ろんである。
発明の詳細 な説明したように、本発明においては、同一半導体基板
に第1導電型層と第2導電型層とに対するコンタクト電
極を夫々形成した半導体装置において、上記第1導電型
層への上記コンタクト電極をアルミニウム合金で形成し
、上記第2導電型層への上記コ、ンタクト電極を、半導
体層又は金属間化合物を下地とするアルミニウム合金で
形成している。
従って、N型及びP型半導体層のいずれのコンタクトに
おいても、アロイススパイクが無くしかも充分に低抵抗
のコンタクトを再現性良く形成することができる。この
結果、ICの高性能化が可能となる。又、N型半導体層
とのコンタクト部において、LOGO3端とコンタクト
ホールの端部との間の距離をOにすることが可能となる
ので、1− Cの高集積化が達成できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明をなすに当たって考察した0MO3の構
造を示す部分断面図である。 第2A図〜第2G図は本発明の一実施例によZCMO3
を製造工程順に示す部分断面図である。 なお図面に用いられた符号において、 1−・−−−−−−−・−・・・St基板2−−−−−
・−・−・−・−P゛不純物領域A 、−−−−−−−
・・−・−N”不純物領域8−・−・・−・−〜−−−
コンタクトホール9=・−−−−−−−−一−−−−−
・−コンタクトホール10・・−−−−−一−−−−−
−・−多結晶St層11−−−−−−−−一・−・A1
合金層である。 代理人 土星 勝 常包芳男

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 同一半導体基板に第1s電型層と第2導電型層とに対す
    るコンタクト電極を夫々形成した半導体装置において、
    上記第1s電型層への上記コンタクト電極をアルミニウ
    ム合金で形成し、上記第2導電型層への上記コンタクト
    電極を、半導体層又は金属間化合物を下地とするアルミ
    ニウム合金で形成したことを特徴とする半導体装置。
JP59098187A 1984-05-16 1984-05-16 半導体装置 Pending JPS60242662A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6447066A (en) * 1987-04-15 1989-02-21 Texas Instruments Inc Construction of contact of semiconductor integrated circuit and its manufacture
US6320260B1 (en) 1993-10-12 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same

Cited By (3)

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JPS6447066A (en) * 1987-04-15 1989-02-21 Texas Instruments Inc Construction of contact of semiconductor integrated circuit and its manufacture
US6320260B1 (en) 1993-10-12 2001-11-20 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same
US6326691B1 (en) 1993-10-12 2001-12-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method for manufacturing the same

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