JPS6222481A - セルフアライン・コンタクトの形成方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置におけるセル７アライン・コンタク
トの形成方法に関するものである。

〔従来の技術〕

半導体装置においては、半導体基板と金撫配線あるいは
電極と金属配線とのコンタクト（接触）をとることが必
要であるが従来は双方の間に形成された絶縁膜にリング
ラフィ技術によってコンタクト孔をあけ、この孔を介し
てコンタクトをとる方法が用いられている。＠２図（ａ
）〜（ｃ）は従来方法を示す工程断面図であシ、まず（
ａ）に示すようにフィールド酸化膜３によって選択分離
されたシリコン半導体基Ｆ１１にゲート酸化膜４．ゲー
ト電極５ｂ。

ソースおよびドレイン領域となる拡散層９．１０を形成
する。次に伽）のようにＰ　Ｓ　Ｇ　（Ｐｈｏｓｐｈ。

５ｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）等の絶縁膜１１を堆積
し、その後リングラフィ技術によシレジストをマスクと
して絶縁膜１１をエツチングしてコンタクト孔１２を形
成する。かくして（ｅ）のようにアルミ等の金属膜１３
ｔ−被着しリングラフィ技術によジノぐターニングを行
ない、拡散層９．ｌＯのコンタクト全形成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の従来方法では絶縁膜１１にコンタクト孔１２をあ
け、この孔を介してコンタク１１−形成するためリング
ラフィ工程が必要である。すなわち素子の微細化に伴な
い限られた狭い領域に小さいコンタクト孔１２を形成し
なければならないが、アライメント余裕や加工精度に問
題があり、微細化にとって大きな制限要因となっている
。また、素子の微細化によりコンタクト孔１２は非常に
小さい寸法となるためコンタクト抵抗の増大やカッマー
レッジが悪くなシコンタクト孔部での金属配線の断線が
発生しやすぐなる問題がある。さらにセルファラインコ
ンタクト法に比較して従来方法はリングラフィ工程が必
要となるので工程の簡略化においても不利となる。

この発明は従来方法における欠点を除去するもので、セ
ルファラインによってコンタクトが形成でき、半導体素
子の微細化つまシ超高集積化にとって有効なセルフアラ
イン・コンタクトの形成方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明はセルファライ／・コンタクトの形成方法にお
いて、半導体基板上に選択的に分離された能動領域にゲ
ート酸化膜と多結晶シリコンゲート電極を形成した後、
ゲート電極上のレジストを・マスクとして半導体基板表
面に窒素を注入して耐酸化性の表面領域を形成し、この
領域をマスクとしてゲート電極となる多結晶シリコン表
面ｆ、選択的に厚く酸化し、その後、基板に不純物の拡
散層を形成し、その上から金属膜を被着し拡散層とセル
ファラインでコンタクトを形成したものである。

〔作　用〕

この発明は以上のように窒素のイオン注入によって形成
した耐酸化マスクを用いて選択的に酸化膜を成長させ、
この酸化膜を介してセルファラインで金属配線と拡散層
とのコンタクトを形成することができるので、従来方法
で必要であったリングラフィ工程でのアライメント余裕
や加工精度を考慮することがなくなり、半導体素子の微
細化が容易に行なうことができる。

〔発明の実施例〕

第１図（ａＪ〜（ｆ）はこの発明の一実施例を示す工程
図である。まず、（ａ）に示すようにＰ型のシリコン半
導体基板ｌ上に厚いフィールド酸化膜３によって分離さ
れた能動領域２を形成する。次に（ｂＪのようにシリコ
ン半導体基板１を熱酸化して能動領域２に１００〜５０
０Ａのゲート酸化膜４″に形成し、さらに不純物を高濃
度に含んだ多結晶シリコン膜５ａを３０００〜５０００
Ａ厚に被着する。その後、通常のりソグラフイ技術によ
シレジスト６ｔ−マスクとして多結晶シリコン膜５ａを
エツチングし、ゲート電極５ｂを形成する。次に（ｃ）
のようにゲート電極５ｂ上のレジスト６をマスクとして
半導体基板表面に窒素をイオン注入し、窒素の高濃度に
注入された領域７ａを形成する。イオン注入の条件はエ
ネルギー４０〜１００　ＫｅＶ、ドーズ量５Ｘ１０　〜
５Ｘ１０　　ｔｏｎ／（７）２　とする。かぐしてイオ
ン注入後、レジスト６を除去し、９００〜１１００℃の
ドライ窒素雰囲気中で３０〜６０分熱処理する。この熱
処理工程によって窒素が注入された領域７ａは窒化物層
７ｂに変換され、強い耐酸化性を有するものとなる。そ
の後、（ｄ）に示すように窒化物層７ｂを耐酸化マスク
としてゲート電極５ｂの多結晶シリコン表面を選択的に
厚く酸化してゲート電極５ｂを酸化膜８で覆った構造と
する。この酸化条件は８５０〜１０００’Ｃウエツト酸
素雰囲気で６０〜１８０分である。次に（ｅ）のように
ヒ素あるいはリンを拡散してンースードレイン領域とな
る拡散層９，１０を形成する。最後Ｋ　（ｆ）のように
アルミやアルミ合金等の金属膜１３を被着したのち、リ
ソグラフィ技術によシ金属膜１３のノぞターニングを行
なう。

以上の工程に示すようにこの発明による方法は従来のよ
うにコンタクト孔を形成することもなくセル７アライン
で金属配線と拡散層とのコンタクトが形成できると共に
、図示しないが保護膜を公知技術によシ形成し、半導体
装置を完成する。なお、実施例ではＭＯ８形半導体装置
について説明したが、他の半導体装置にも応用できるこ
とは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したようにこの発明によれば、窒素のイ
オン注入によって形成した耐酸化マスクを用いて選択的
に酸化膜を成長させ、この酸化膜を介してセルファライ
ンで金属配線と拡散層とのコンタクトラ形成するように
したので、従来方法におけるリングラフィ工程でのアラ
イメント余裕や加工精度を考慮する必要がなくなり半導
体素子の微細化が容易に行なえる。また、同じ素子面積
で比較した場合、従来方法に比べて大きなコンタクト面
積が得られるのでコンタクト抵抗を小さくできる。さら
に金属配線のカバーレッジが良好トなり断線が発生しに
ぐくなる利点も得られる。これによって特性のよい信頼
性の高い微細な半導体素子が形成でき、高集積半導体装
置を歩留りよく製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の一実施例によるセル
フアライン・コンタクトの形成方法の工程図、第２図（
ａ）〜（ｃ）は従来の製造方法の工程図である。 １・・・シリコン半導体基板、２・・・能動領域、３・
・・フィールド酸化膜、４・・・ゲート酸化膜、５ａ・
・・多結晶シリコン膜、５ｂ・・・ゲートを極、６・・
・レジスト、７ｂ・・・窒化物層、８・・・酸化膜、９
，１０・・・拡散層、１３・・・金践配線。 特許出願人　沖電気工業株式会社 ０　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　層一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体装置の製造方法において、フィールド酸化膜によ
   つて分離された半導体基板上にゲート酸化膜とゲート電
   極を形成した後、ゲート電極上のレジストをマスクとし
   て半導体基板表面に窒素をイオン注入する工程と、 レジスト除去後、ドライ窒素雰囲気中で熱処理する工程
   と、 その後、窒素を注入した領域をマスクとして上記ゲート
   電極表面を選択的に厚く酸化する工程と、次に半導体基
   板に不純物を拡散し拡散層を形成する工程と、 その後、金属膜を被着し金属配線と拡散層とのコンタク
   トを形成する工程とからなることを特徴とするセルフア
   ライン・コンタクトの形成方法。