JPS62126632A - 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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JPS62126632A
JPS62126632A JP60266951A JP26695185A JPS62126632A JP S62126632 A JPS62126632 A JP S62126632A JP 60266951 A JP60266951 A JP 60266951A JP 26695185 A JP26695185 A JP 26695185A JP S62126632 A JPS62126632 A JP S62126632A
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insulating film
semiconductor device
silicon
semiconductor
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Tatsuo Noguchi
達夫 野口
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板
表面の拡散層と配線との接続を行なうコンタクトホール
の形成に改良を施したものである。
〔発明の技術的背景〕
従来、半導体装置は例えば第2図(a)、(b)に示す
如く製造される。
まず、P型のシリコン基板1の表面にフィールド酸化膜
2を形成する。つづいて、このフィールド酸化膜2で囲
まれた素子領域上にゲート酸化膜3を介して多結晶シリ
コンからなるゲート電極4を形成する。次いで、前記ゲ
ート電極4をマスクとして素子領域にn型不純物を導入
し、N+型のソース・ドレイン領域5.6を形成する。
更に、全面に層間絶縁11117を形成した後、前記ソ
ース・ドレイン領域5.6上の層間絶縁膜7を選択的に
開口しコンタクトホール8を形成する(第2図(a)図
示)。しかる後、全面に八2などを蒸着した後、パター
ニングし、コンタクトホール8を介して前記ソース・ド
レイン領域5.6に電気的に接続する配置19を形成し
、半導体装置を製造する(第2図(b)図示)。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、従来技術によれば以下に示す問題点を有
する。ここで、第2図(a)において、コンタクトホー
ル8の径をW1層間絶縁M7のコンタクトホール8での
厚みをLとする。
即ち、従来技術では、素子が微細化するに従ってコンタ
クトホール8の径が小さくなる。一方、層間絶縁膜7の
厚みLを縮小することは配線容量の増大につながるとと
もに、素子の規模が大きくなるに従いゲート電極4を多
層で使う必要もでてくるため、厚みLはあまり縮小され
ずL/Wが大きくなる。従って、従来技術のようにAβ
等の金属をコンタクトホール8に形成する方法では、L
/Wが大きくなった場合、コンタクトホール8の底面に
金属が埋め込まれなかったり、コンタクトホール8の上
部のコーナ一部11で配線9が非常に薄くなり断切れが
発生するという問題が生ずる。
なお、これを回避を回避するためA℃を厚くつけるとい
う方法が考えられるが、配線容量の増加につながるため
好ましくない。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、断切れや配
線容量の増加を伴うことなく平坦な配線を形成できる半
導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は、表面に拡散層が形成された半導体基板上に絶
縁膜を形成する工程と、前記拡散層上の絶縁膜にコンタ
クトホールを形成する工程と、前記コンタクトホール内
に半導体層を形成する工程と、この半導体層の上部周辺
に該半導体層と配線を個性する金属パターンを形成する
工程とを具備することを特徴とし、もってコンタクトホ
ールの上部のコーナ一部での断切れや配線容量を増やす
ことなく配線の平坦化を図ったことを骨子とする。
本発明において、半導体層を形成する方法としては、以
下に示す2通りの方法が考えられる。第1の方法は、半
導体基板上に絶縁膜、コンタクトホールを形成した後、
この絶縁膜上にケイ素を含む金属層を堆積した後、熱処
理する方法であり、これにより、コンタクトホールの金
属層と半導体基板の接する部分から該半導体基板を核と
して金属中のケイ素が析出し、コンタクトホール内に半
導体層が形成される。第2の方法は、絶縁膜上に金属を
堆積し、更にこの上に多結晶シリコン層又は非晶質シリ
コン層を堆積した後、熱処理することにより形成する方
法で、上記と同様半導体基板を核として金属中のケイ素
が析出して半導体層が形成される。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を第1図(a)〜(d)を参照
して説明する。
(1)まず、P型のシリコン基板21の表面にフィール
ド酸化膜22を形成した。つづいて、このフィールド酸
化11!22で囲まれた素子領域上に、ゲート酸化膜2
3を介して多結晶シリコンからなるゲート電極24を形
成した。次いで、このゲート電極24をマスクとして前
記素子領域にn型不純物を導入し、N+型のソース・ド
レイン領域25.26を形成したく第1図(a)図示)
。更に、全面に層間絶縁膜27を形成した。しかる後、
前記ソース・ドレイン領域25.26上の層間絶縁膜2
7を選択的に開口し、コンタクトホール28を形成した
く第1図(b)図示)。
(2)次に、全面にシリコンを10%程度含んだへ2層
29を形成した。このAf1層29の厚みは、コンタク
トホール28の深さと同程度とする。
つづいて、450℃、30分〜1時間の条件で熱処理を
行なった。この結果、シリコン基板21とAn層28が
接している部分からAj2中のケイ素が析出し、コンタ
クトボール28内のANilはシリコン層(半導体層)
29aとなった(第1図(C)図示)。ここで、図中の
29bはケイ素が析出しないAa層である。なお、温度
条件は450℃に限らず、400〜600℃の範囲であ
ればよい。この範囲を外れると、ケイ素が十分析出せず
満足な効果が得られない。また、上記シリコン層29a
には、Afiの固溶限度以上のケイ素が含まれている。
次いで、例えば塩酸を用いてケイ素が析出しないAβ層
29bを除去した。ここで、A1層29から析出したケ
イ素はP型になっているため、N型が必要な領域にはリ
ン拡散又はイオン注入を行なう。更に、全面にA℃を蒸
着した後、パターニングして前記シリコン層29aに電
気的に接続するAflパターン30を形成して該Aff
iff−ン30とシリコン層29aとから配線31を構
成し、半導体装置を製造した(第1図(d)図示)。
本発明によれば、層間絶縁膜27にコンタクトホール2
8を開口し、全面にケイ素を含むA42層29を形成し
た後、所定の条件下で熱処理を行なうことによりコンタ
フトホール28内に選択的にシリコン層29aを形成で
き、かつこのシリコン層29aの上部周辺に該シリコン
層29aに電気的に接続するAffパターン30を重ね
て配線31を形成できる。従って、従来の様にL/Wが
大きくなっても、配線31の一部であるシリコン層29
aがコンタクトホール28内に十分に埋め込まれ、かつ
コンタクトホール28の上部のコーナ一部での配線31
の断切れを防止できる。それ故、配線31を従来と比べ
薄くして配線31の平坦化ができるとともに、配線31
一基板21間、配線31−配線31間の容量を低減でき
、素子の高速化にも有効である。
なお、上記実施例ではAλ中のケイ素を熱処理により析
出する場合について述べたが、これに限定されない。こ
の方法は、第3図に示す如く層間絶縁膜27にコンタク
トホール28を形成し、全面にAβ層41を形成し、更
に多結晶シリコン1(又は非晶質シリコン層)42を形
成した後、熱処理することによりコンタクトホール28
内にシリコン層を形成する方法である。
また、上記実施例では、金属として八βを用いたが、こ
れに限らず、白金(Pt)、タングステン(W)、チタ
ン(T+)、コバルト(Go)、もしくはタンタル(T
a)等の金属でもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、断切れや配線容置の
増加伴うことなく配線の平坦化が可能な半導体装置の製
造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例に係る半導体
装置の製造方法を製造工程順に示す断面図、第2図(a
)、(b)は従来の半導体装置の製造方法を製造工程順
に示す断面図、第3図は本発明の他の実施例に係る半導
体装置の製造方法の説明図である。 21・・・P型のシリコン基板、22・・・フィールド
酸化膜、23・・・ゲート酸化膜、24・・・ゲート電
極、25・・・N+型のソース領域、26・・・N+型
のドレイン領域、27・・・層間絶縁膜、28・・・コ
ンタクトホール、29.29 b ・A J2層、29
 a−・・シリコン層、30・・・A℃パターン、31
・・・配線、41・・・AR層、42・・・多結晶シリ
コン層(非晶質シリコン層)。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)表面に拡散層が形成された半導体基板上に絶縁膜
    を形成する工程と、前記拡散層上の絶縁膜にコンタクト
    ホールを形成する工程と、前記コンタクトホール内に半
    導体層を形成する工程と、この半導体層の上部周辺に該
    半導体層と配線を構成する金属パターンを形成する工程
    とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記半導体層は、前記絶縁膜上にケイ素を含む金
    属層を堆積した後、熱処理することにより形成されるこ
    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
    の製造方法。
  3. (3)熱処理温度が400〜600℃であることを特徴
    とする特許請求の範囲第2項記載の半導体装置の製造方
    法。
  4. (4)前記半導体層は、前記絶縁膜上に金属層を堆積し
    、更にこの上に多結晶シリコン 又は非晶質シリコン層
    を堆積した後、熱処理することにより形成されることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
    造方法。
  5. (5)熱処理温度が400〜600℃であることを特徴
    とする特許請求の範囲第4項記載の半導体装置の製造方
    法。
  6. (6)前記半導体層中に該半導体層中の金属の固溶限度
    以上のケイ素が含まれ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の製造方法。
  7. (7)前記半導体層中に、アルミニウム、白金、タング
    ステン、チタン、コバルト、もしくはタンタルが含まれ
    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
    導体装置の製造方法。
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