JPS6240743A - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に多層配線の
形成に改良を施したものである。

（発明の技術的背景とその問題点〕 周知の如く、２層Ａｆｆｉ配線技術に代表される多層配
線技術は、ＬＳＩのますますの微細化及び高速化などの
高性能化に対して必須の技術となっている。

従来、２層Ａ℃配線を有した半導体装置は、例えば第３
図に示す如く製造されている。まず、例えばシリコン基
板１上に絶縁膜２を介してＡｎを蒸着した後、写真蝕刻
法及びエツチング法によりＡ２からからなる第１の配線
層３を形成した。次いで、プラズマ酸化膜などの層間絶
縁膜４を形成した後、第１の配線層３上の前記層間絶縁
Ｉｌｌ　４を選択的に除去して、σ甘口ａＩｉ５を形成
する。更に、全面に再度Ａ２を蒸着し、写真蝕刻法及び
エツチング法により、開口部５を通して第１の配線層３
と電気的に接、続する第２の配線層６を形成し、２１ｉ
ｅｕ配線構造の半導体装置を製造する。

しかしながら、従来技術によれば、第２図に示す如く層
間絶縁ｆｆ１４の厚さＤに対し開口部５の大　　　　　
ｉきさＬとの関係がＬ＜Ｄとなると、第１の配線層　　
　　　：３と第２の配線１１６の接続不良が引起こされ
る。

また、この接続不良を防止するため、第５図に示す如く
開口部５の層間絶縁膜４に傾斜を付けることが一般に行
われるが、その傾斜角を制御することが難しいとともに
、傾斜を付ける事がＬＳＩの微細化を妨げるという欠点
を有する。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、層間絶縁膜
の開口部の大ぎさが層間絶縁膜の厚みよりも小さい場合
でも、開口部の層間絶縁膜に戸斜を付けることなく第１
、第２配線層間の良好な電気的接続が可能な半導体装置
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、半導体基板上に絶縁膜を介して表面に半導体
層を有した第１の配線層を形成する工程と、全面に層間
絶縁膜を形成する工程と、前記第１の配線層上の層間絶
縁膜を選択的に除去し開口部を形成する工程と、この開
口部から露出する前記半導体層上に金属層を選択的に形
成する工程と、この金属層を介して前記第１の配ｗＡ層
に接続する第２の配線層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴とし、もって第１の配線層と第２の配線層が電
気的に良好に接続することを図ったものである。

〔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）Ｐ型のシリコン基板２１上に絶縁Ｉｔ！　２２を
介してＡｆｆ層２３をスパッタリング法により形成した
。つづいて、このへρ層２３上に半導体層としての厚さ
約１０００人の多結晶シリコン層２４を形成した（第１
図（ａ）図示）。次に、写真蝕刻法及びエツチング法に
より前記多結晶シリコン１１２４及びＡｎｌｉ２３を所
望の形状にバターニングし、Ａ２層２３及び多結晶シリ
コン層２４からなる第１の配線層２５を形成した。更に
、全面に、層間絶縁膜２６をプラズマＣｖＤ法及びバイ
アススパッタ法等により被着した後、前記第１の配線層
２５上の１！１間絶縁膜２６を写真蝕刻法及びエツチン
グ法により選択的に除去して開口部２７を形成し、下層
の第１の配線層２５の一部を構成する多結晶シリコン層
２４を露出させたく第１図（ｂ）図示）。

（２）次に、金属層としてのタングステン（Ｗ）１１２
８を、３５０〜５５ｏ℃の温度でタングステンＣＶＤ法
により、前記開口部２７から露出する多結晶シリコン層
２４上に選択的に形成した。この際、下記に示す反応が
生じた。

ＷＦｓ＋３／２Ｓｉ→Ｗ＋３／２８　ｉ　Ｆ４その結果
、開口部２７から露出した多結晶シリコン層２４の約５
００人が消費され、た。ここで、ＷＩｉ２８は層間絶縁
Ｉ！！２６土よりも多結晶シリコ効率よく厚く成長させ
るため、レーザー光あるいは紫外線などの光を照射しな
がら反応させてもよい。つづいて、全面にＡ２を蒸着に
より被着した後、写真蝕刻法及びエツチング法により所
定の形状にバターニングし、開口部２７を通して第１の
配線層２５と電気的に接続する八２からなる第２の配線
層２９を形成し、２層へ２配線構造の半導体装置を製造
した（第１図（ｄ）図示）。

しかるに、本発明によれば、層間絶縁ＩＩ！２６の開口
部２７から露出する第１の配線層２５の多結晶シリコン
層２４上に、Ｗ層２８を前述した反応により選択的に成
長し、更に開口部２７を通して第２の配線層２９をＷ層
２８に電気的に接続するため、第２の配線層２９をＷ層
２８を介して第１の配線層２５と電気的に良好に接続す
ることができる。以下、これについて第２図を参照して
説明する。なお、図において、Ｗ！２８の厚みを王、開
口部２７の大きざをし、層間絶縁膜２６の厚みをＤとす
る。即ち、本発明においては、Ｌ＞Ｄ−Ｔなる関係が成
立するようにＷ層２８を形成すると、開口部２７の大き
さが層間絶縁膜の厚みより小さい場合でも接続状態が良
好な第２の配線Ｗ１２９を形成できる。従って、第２の
配線層２９の断線を生じることなく、第１の配線層２５
と第２の配線１１２９との信頼性の高い電気的接続を（
ｑることかできた。また、開口部２７の層間絶縁膜２６
に従来（第５図）の如く傾斜を設けることが不要なため
、より微細化した高性能で高信頼性の多層配線のＶＬＳ
Ｉを製作できた。

なお、上記実施例では、半導体層として多結晶シリコン
層を、かつ金属層としてＷ　ｍを用いたが、これに限ら
ない。例えば、半導体層としては単結晶シリコン層でも
よい。また、金属層としては、層間絶縁膜の開口部から
露出する前記半導体層上に選択的に成長できる材料なら
なんでもよい。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれば、層間絶縁膜の開口部
の大きさが層間絶縁膜の厚みより小さい場合でも、開口
部の層間絶縁膜に傾斜を設けることなく第２の配線層の
断線を防止でき、第１の配線層と第２の配線層とを良好
に電気的接続ｇ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
装置の製造方法を工程順に示す断面図、第２図は本発明
に係る半導体装置の効果を説明するだめの断面図、第３
図は従来の半導体装置の製造方法を説明するための断面
図、第４図及び第５図は夫々従来の改良された半導体装
置の欠点を説明するための断面図である。 ２１・・・Ｐ型のシリコン基板、２２・・・絶縁膜、２
３・・・へ２層、２４・・・多結晶シリコン層、２５・
・・第１の配ａ層、２６・・・層間絶縁膜、２７・・・
開口部、２８・・・Ｗ層、２９・・・第２の配線層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に絶縁膜を介して表面に半導体層を
   有した第１の配線層を形成する工程と、全面に層間絶縁
   膜を形成する工程と、前記第１の配線層上の層間絶縁膜
   を選択的に除去し開口部を形成する工程と、この開口部
   から露出する前記半導体層上に金属層を選択的に形成す
   る工程と、この金属層を介して前記第１の配線層に接続
   する第２の配線層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）半導体層が多結晶シリコン層で、かつ金属層がタ
   ングステン層であ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。