KR940000504B1 - 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법 - Google Patents

반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR940000504B1
KR940000504B1 KR1019910004393A KR910004393A KR940000504B1 KR 940000504 B1 KR940000504 B1 KR 940000504B1 KR 1019910004393 A KR1019910004393 A KR 1019910004393A KR 910004393 A KR910004393 A KR 910004393A KR 940000504 B1 KR940000504 B1 KR 940000504B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
conductive layer
contact hole
layer
thin film
interlayer insulating
Prior art date
Application number
KR1019910004393A
Other languages
English (en)
Other versions
KR920018889A (ko
Inventor
배동주
장성남
Original Assignee
삼성전자 주식회사
김광호
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자 주식회사, 김광호 filed Critical 삼성전자 주식회사
Priority to KR1019910004393A priority Critical patent/KR940000504B1/ko
Priority to TW080106140A priority patent/TW297908B/zh
Priority to FR9109992A priority patent/FR2674372B1/fr
Priority to US07/741,991 priority patent/US5285110A/en
Priority to GB9117285A priority patent/GB2253938B/en
Priority to ITMI912236A priority patent/IT1251005B/it
Priority to DE4126775A priority patent/DE4126775C2/de
Priority to JP3220575A priority patent/JPH0831523B2/ja
Publication of KR920018889A publication Critical patent/KR920018889A/ko
Priority to US07/977,867 priority patent/US5320980A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR940000504B1 publication Critical patent/KR940000504B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • H01L21/76877Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5226Via connections in a multilevel interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204Conductive materials
    • H01L23/53271Conductive materials containing semiconductor material, e.g. polysilicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S257/00Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes
    • Y10S257/923Active solid-state devices, e.g. transistors, solid-state diodes with means to optimize electrical conductor current carrying capacity, e.g. particular conductor aspect ratio
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S438/00Semiconductor device manufacturing: process
    • Y10S438/978Semiconductor device manufacturing: process forming tapered edges on substrate or adjacent layers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

내용 없음.

Description

반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법
제1도는 일반적인 층간콘택구조를 갖는 반도체장치의 수직단면도.
제2도는 일반적인 층간콘택구조를 갖는 반도체장치중 하부도전층이 박막인 경우의 수직단면도.
제3도는 일반적인 층간콘택구조를 개선한 종래 반도체장치의 수직단면도들.
제4도는 본 발명에 의한 층간콘택구조 및 그 방법을 설명하기 위한 평면도.
제5도는 상기 제4도의 AA'선을 잘라본 본 발명에 의한 반도체장치의 층간콘택구조를 설명하는 사시도.
제6a도 내지 제6d도는 본 발명에 의한 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법을 설명하는 단면도들.
제7도는 본 발명에 의한 층간콘택구조의 제조방법의 일실시예를 나타낸 수직단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
30 : 박막의 도전층 30a : 박막의 도전층으로 된 수직벽
40 : 제1 층간절연층 42 : 제2 층간절연층
50 : 두꺼운 도전층 60 : 금속배선층
100 : 제1 콘택홀 200 : 제2 콘택홀
본 발명은 반도체장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 박막의 하층도전층과 상층도전층의 저항성 접속을 가능하게 한 반도체 장치의 층간콘택구조 및 제조방법에 관한 것이다.
VLSI에서 ULSI로의 미세화 진전에 따라 물리적 한계라고 할 수 있는 여러가지 문제가 가시화되고 있는데, 그중 콘택(Contact)에 관해서는, 기하학적인 단차증대, 콘택홀 및 비아홀의 미세화, 도전물질의 도포성 한계, 및 소자의 박막화에서 기인하는 단선등에 의한 불량 접속 문제가 지적되어 있다.
제1도는 상, 하도전층을 연결하기 위한 접속창(Contact hole)을 갖는 일반적인 반도체장치의 수직단면도를 도시한 것으로, 상기 반도체 장치는 그 표면에 두꺼운 절연막(2)이 형성되어 전기적으로 절연된 반도체 기판(1), 상기 절연막 상에, 예컨대 3000Å~4000Å 정도의 두께로 증착되어 패턴화된 제1도전층(3), 상기 절연막과 제1도전층 상에 형성되고 접속창에 의해 상기 제1도전층을 부분적으로 노출시킨 두꺼운 절연층 (4), 부분적으로 노출된 제1도전층과 상기 절연층(4)상에 형성된 금속배선(6) 및 상기 제1도전층(3)과 금속배선을 접속시키는 접속창(5)으로 구성되어 있다.
상기 반도체장치는 상기 접속창(5)을 통하여 제1도전층(3)과 금속배선(6)이 서로 연결되어 제1도전층 혹은 금속배선의 정보를 금속배선 혹은 제1도전층으로 전달하는 역할을 하는데, 이러한 정보 전달에 있어서 그 신뢰도는 도전층 자체의 물성에 뿐만 아니라 도전층 사이의 콘택에 의해서 좌우되기도 한다.
제1도에 있어서 상기 접촉창(5)은 이방성식각법, 예컨대 반응성 이온식각(RIE )법을 이용하여 형성하는데, 상기 식각법은 집적회로 패턴을 고집적화하는데 용이한 식각법이다.
고집적화에 의한 집적회로 패턴의 미세화에 따라 소자의 전체 크기를 줄이는 것은 물론, 그 폭이나 두께를 선택적으로 줄일 필요가 있게 되었는데, 예컨대 스태틱 RA M에 있어서는 각 메모리셀의 고저항소자를 형성시키기 위해 다결정실리콘층을 부분적으로 박막화하는 경우나, 상기 박막화된 고저항의 다결정실리콘층 대신 PMOS 박막 트랜지스터(TFT SRAM)를 사용하는 경우등이다.
제2도는 일반적으로 층간콘택구조를 갖는 반도체장치 중하부도전층이 박막인 경우의 수직단면도이다.
상기 수직단면도는 3000Å∼4000Å 정도의 제1도전층 두께가, 예컨대 500Å 정도로 얇아진 것을 제외하면 상기 제1도에서와 같은 공정에 의해 제조되는데, 절연막(2)상에 박막의 도전층(7)이 형성된 반도체기판(1)상에 두꺼운 절연층(4)을 형성한 후, 이방성식각, 예컨대 RIE법에 의해 상기 박막의 도전층(7)의 일부분이 노출되도록 접속창(5)을 형성한다. 이어서 상기 절연층(4)과 노출된 박막의 도전층 전면에 도전물질을 증착한 후 패터닝하여 박막의 도전층(7), 접속창(Contact hole)(5) 및 금속배선(6)으로 구성된 일반적인 층간콘택구조를 완성한다.
접속창(5)이 이방성식각, 예컨대 RIE법에 의해 형성될때, 가공해야 할 상기 절연층(4)에 대한 박막의 도전층(7), 예컨대 불순물이 도우프된 다결정실리콘층의 식각선택비는 그다지 크기 않기 때문에(일반적으로 10이하이다). 박막의 도전층(7)이 매우 얇은 두께, 즉 상술한 바와 같은 500Å 정도의 두께로 형성될 경우, 절연층(4)의 일부가 허용오차 또는 공정미아진을 고려한 통상적인 식각시간의 1.5배로 식각되거나 더욱 낮은 식각선택비에서 식각된다면, 상기 식각법에 의해 절연층(4) 뿐만아니라 박막의 도전층(7) 역시 식각되게 되고, 이와 동시에 절연막(2)의 일부도 식각되어 상기 반도체기판 (1)이 부분적으로 노출되게 되고, 이런 상태에서 금속배선(6)이 형성된다면 상기 금속배선은 반도체기판(1)의 노출된 부분과 직접 접속하게 되어 콘택불량을 초래한다.
또한, 상기 식각에 의해 절연막(2)의 일부가 제거되지 않은 채로 남는다해도 노출된 박막의 도전층 전면과 접속해야 할 상기 금속배선이 상기 식각공정에 의해 제거되고 남은 박막의 도전층(7)의 측면에만 접속하기 때문에 실제 접속면적이 줄어들어 저항성 콘택에 불리하게 된다.
제3도는 종래 방법에 의한 반도체장치의 층간콘택구조를 도시한 수직단면도로서 상기의 박막의 도전층과 금속배선을 직접적으로 연결하지 않고, 예컨대 금속과 실리사이드층 어느 하나 또는 두꺼운 다결정실리콘층(8)과 같은 도전물질을 개재하여 간접적으로 연결하는 방법을 소개한다.
종래 방법에 의한 상기 반도체장치는 그 표면에 두꺼운 절연막(2)이 형성되어 전기적으로 절연된 반도체 기판(1), 상기 절연막 상에 패턴화된 제 3도전층(8), 상기 제 3도전층(8)과는 제1층간절연층(9)에 의해 절연되고 제1콘택홀(100)을 통하여 제 3도전층과 연결되는 박막의 도전층(7) 및 상기 제 3도전층(8)과는 제1층간절연층(9) 및 제2층간절연층(10)에 의해 절연되고, 상기 박막의 도전층(7)과는 제2층간절연층(10)에 의해 절연되며 제2콘택홀(200)을 통하여 제 3도전층과 연결되는 금속배선(6)으로 구성된다.
상기 종래 방법에 의하여 박막의 도전층(7)이 제 3도전층(8)과 상기 제1콘택홀 (100)을 통해 1차적으로 연결되고, 상기 제3도전층(8)이 또다시 상기 제2콘택홀(20 0)을 통해 금속배선(6)과 연결되므로 박막의 도전층(7)에 인가된 정보는 제3도전층( 8)을 통해 금속배선(6)으로 전달되고, 금속배선(6)에 인가된 정보는 제 3도전층(8)를 통해 박막의 도전층(7)으로 각각 전달된다.
이는 금속배선(6)을 접속하기 위한 콘택홀을 상기 박막의 도전층 상에 직접적으로 형성하지 않고도 상기 박막의 도전층(7) 및 금속배선(6)을 연결할 수 있기 때문에 접속면적의 감소에 따른 저항성 콘택불량 유발을 방지할 수 있다. 하지만, 상기 제3도전층(8)으로 사용된 금속, 실리사이드 및 다결정실리콘층은 그 특성상 새로운 문제점을 일으키게 되었는데, 제 3도전층(8)으로 금속 또는 실리사이드를 사용한 경우에는, 박막의 도전층(7)으로 사용된 불순물이 도우프된 다결정실리콘층의 불순물 타입에 따라 상기 박막의 도전층(7)과 제3도전층(3)을 연결하는 콘택의 종류를 결정하게 되는데, 상기 도우프된 불순물의 타입이 N형일 경우엔 저항성 콘택이 가능하다. 상기 도우프된 불순물의 타입이 P형일 경우에 상기 박막의 도전층(7)과 제3도전층(8) 사이에는 PN접합이 생성된 것과 같은 효과가 생겨 정류성 콘택을 유발하므로 불량 콘택의 원인이 된다는 문제점이 생긴다. 제3도전층(8)으로 두꺼운 다결정실리콘층을 사용한 다른 경우에는, 상기 경우에서 설명한 것과 같은 원리로, 박막의 도전층으로 사용된 불순물이 도우프된 다결정실리콘층의 불순물 타입에 따라 상기 두꺼운 다결정실리콘층에 도우프된 불순물의 타입을 결정하는데, 통상 두 불순물 타입은 같은 것으로 하는 것이 신뢰도 높은 저항성콘택을 위해 바람직하다.
상술한 바와 같은 종래 방법에 의한 반도체장치의 층간콘택구조는 과다식각에 의해 박막의 도전층이 제거되는 것을 방지할 수 있으나, 정보가 제 3도전층을 통해 전달되기 때문에, 상기 제 3도전층변물질과의 물성차에 의한 불량콘택을 유발하게 되었다.
본 발명의 목적은 박막의 도전층과 두꺼운 도전층을 연결하는 콘택홀 구조와 상기 박막의 도전층과 금속배선을 연결하는 콘택홀 구조를 교차되게 형성하므로, 상기 박막의 도전층상에 직접 금속배선을 콘택할 수 있는 반도체 장치의 층간콘택구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 박막의 도전층과 금속 사이의 양호한 저항성 콘택을 제공하는 반도체장치의 층간 콘택구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 목적과 다른 목적을 달성하기 위한 적합한 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 상기 목적과 다른 목적을 달성하기 위한 반도체장치의 층간콘택구조는, 박막의 도전층과 금속 배선을 전기적으로 접속시키기 위한 층간콘택구조에 있어서, 반도체기판, 상기 반도체기판 상에 피복되는 절연막, 상기 절연막의 소정영역에 형성된 두꺼운 도전층, 상기 두꺼운 도전층을 덮는 제1층간절연층 상기 두꺼운 도전층 상의 상기 제1층간절연층내에 형성되는 1콘택홀, 상기 제1콘택홀의 내면에는 수직구조물의 형태이고, 상기 제1층간절연층 상에는 수평구조물의 형태인 박막의 도전층, 상기 박막의 도전층을 덮는 제2층간절연층, 상기 두꺼운 도전층 상의 상기 제1 및 제2층간절연층 내에 형성되고 상기 제1콘택홀과는 교차되는 모양으로 형성되는 제2콘택홀, 및 상기 제2콘택홀의 내부를 채우면서 상기 제2층간절연층 상에 형성되는 금속배선을 구비하여 상기 금속배선층과 박막의 도전층의 직접 접촉 면적을 크게 한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 또 다른 목적을 달성하기 위한 그 제조방법은, 박막의 도전층과 금속배선을 전기적으로 접속시키기 위한 층간콘택 구조에 있어서. 상기 박막의 도전층과 금속배선을 접속시키기 위한 콘택홀이 형성될 영역의 수직하단부에 두꺼운 도전층을 형성하는 공정, 상기 두꺼운 도전층 전면에 제1층간절연층을 형성하는 공정, 상기 제1층간절연층에 제1콘택홀을 형성하는 공정, 제1콘택홀이 형성된 상기 제1층간절연층 상에 박막의 도전층을 형성하는 공정, 상기 박막의 도전층을 패터닝하는 공정, 패터닝된 상기 박막의 도전층 전면에 제2층간절연층을 형성하는 공정, 상기 제2층간절연층 및 제1층간절연층에 상기 제1콘택홀과 교차되는 모양으로 제2콘택홀을 형성하는 공정, 제2콘택홀이 형성된 상기 제2층간절연층상에 도전 물질을 증착하는 공정, 및 상기 도전물질을 패터닝하여 금속배선을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명을 더욱 더 상세하게 설명하고자 한다.
제4도는 본 발명에 의한 층간콘택구조 및 그 제조방법을 설명하기 위한 평면도이다.
정사각형으로 한정되고 그 내부에 엉성한 사선이 그어진 영역은 두꺼운 도전층을 형성하기 위한 마스크패턴(P2)이고, 상기 마스크패턴(P2)의 내부에 형성되고 상하로 긴 직사각형을 이루는 영역은 두꺼운 도전층과 박막의 도전층을 연결하기 위한 제1콘택홀을 형성하기 위한 마스크패턴(Cl)이며, 횡방향으로 이어지며 그 내부에 조밀한 사선이 그어진 영역은 박막의 도전층을 형성하기 위한 마스크패턴(P1)이고, 상기 마스크 패턴(C1)과 교차되는 모양을 가지며 좌우로 긴 직사각형을 이루는 영역은 박막의 도전층과 금속배선을 연결하기 위한 제2콘택홀을 형성하기 위한 마스크패턴(C2)이며, 횡방향으로 이어지며 그 내부에 사선이 그어지지 않은 영역은 금속배선을 형성하기 위한 마스크패턴(P3)이다.
제5도는 본 발명에 의한 반도체장치의 층간콘택구조를 설명하는 사시도로서 상기 제4도의 AA'선을 잘라 본 것이다.
그 표면에 두꺼운 절연막(20)이 형성되어 전기적으로 절연된 반도체기판(10), 상기 절연막 상에 패턴화된 두꺼운 도전층(50), 상기 절연막(20) 전면에 형성되고, 상기 두꺼운 도전층(50) 상에서는 부분적으로 제거된 모양을 갖는 제1층간절연층(40), 상기 제1층간절연층이 부분적으로 제거된 영역에서는 수직벽모양으로 형성되고, 그외의 제1층간절연층 상에서는 일정한 모양으로 패턴화된 박막의 도전층(30 및 30a) 및 상기 패턴화된 박막의 도전층(30) 및 제거되지 않고 남은 제1층간절연층 상에 형성된 제2층간절연층(42)으로 구성된 본 발명에 의한 반도체장치의 층간콘택구조는 수직벽모양으로 형성된 상기 박막의 도전층(30a)에 의해 더 넓은 접속면적으로 확보할 수 있으므로 신뢰성 있는 저항성콘택을 가능하게 한다.
제6a도 내지 제6d도를 참조하여 본 발명에 의한 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법을 더욱 자세하게 설명하고자 한다.
먼저 제6a도를 참조하면, 제1층간절연층에 제1콘택홀을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 반도체기판(10) 전면에 절연막(20)을 두껍게 형성하여 상기 반도체기판을 전기적으로 절연시킨 후, 두꺼운 도전층(50)으로, 예컨대 다결정실리콘층과 같은 물질을 두겁게 도포한다. 이때 상기 다결정실리콘층은 상기 층간콘택 구조를 형성하기 위해 별도의 공정을 첨가하여 형성할 수 있으나, 통상 반도체소자 형성 도중에 생기는 두꺼운 다결정실리콘층의 일부분을 연장하여 형성하는 경우가 많은데, 예컨대 풀씨모오스 (Ful CMOS) 스태틱 RAM의 경우엔, MOS 트랜지스터를 사용한 통상의 회로구조는 층간절연층을 사이에 두고 상,하로 형성된 많은 게이트전극을 필요로 하기 때문에, 두꺼운 다결정실리콘층을 쉽게 제공할 수 있다. 또한 주변 회로에서 연장한 경우와 별도의 공정에 의해 형성된 경우 모두 상기 다결정실리콘층에 도우프된 불순물의 타입은 문제가 되지 않는데, 이는 종래방법에서와 달리, 상기 두꺼운 도전층으로 정보전달의 매개 역할을 하지 않기 때문이며, 통상 별도 공정에 의해 상기 다결정실리콘층을 형성할 때는 불순물을 도우프하지 않기도 한다. 이어서, 상기 마스크패턴(P2)을 이용하여 상기 다결정실리콘층을 패터닝 하여 두꺼운 도전층(50)을 형성하고 상기 두꺼운 도전층(50) 및 절연막 (20) 전면에 두껍게 절연물질을 도포하여 제1층간절연층(40)을 형성한다.
제1콘택홀(100)은 제1층간절연층에 상기 마스크패턴(C1)을 적용하여 형성하는데, 이때 사용되는 식각법은 이방성식각법으로서, 예컨대 반응성 이온 식각(RIE)법과 같은 것으로 한다. 이때 두꺼운 도전층(50)은 상기 식각공정에 대해 식각저지층으로 작용한다.
제6b도를 참조하면, 박막의 도전층(30) 및 제2층간절연층(42)를 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 제1콘택홀(100)이 형성된 반도체기판 전면에 박막의 도전층으로, 예컨대 불순물이 도우프된 다결정실리콘과 같은 물질을 약 500Å 정도의 두께로 도포한 후 상기 마스크패턴(Pl)을 적용하여 패터닝함으로써 박막의 도전층(30)을 형성한다.
이어서 절연물질을 도포한 후 그 표면을 평탄화하여 제2층간절연층(42)을 완성하는데 이때, 상기 절연물질은 절연효과가 있는 그 어떤 것이라도 가능하나 주의해야 할 것은 상기 제1층간절연층(40)을 구성하는 절연물질과 식각선택비가 동일하거나 비슷한 것이어야 한다.
제6c도를 참조하면, 제2콘택홀(200)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 제2층간절연층이 형성된 반도체기판 전면에 감광막을 도포한 후 상기 마스크패턴(C2)을 적용하여 패턴화하여 감광막패턴(70)을 형성한다. 이어서 상기 감광막패턴(70)이 형성된 반도체기판을 이방성식각을 위한 가스에 노출시키므로 상기 제2층간절연층에 제2콘택홀을 형성한다. 이때 상기 이방성식각공정은 제1콘택홀 형성을 위한 식각공정과 같은 방식으로 행하며, 마스크패턴(C2)을 적용하여 형성된 제2콘택홀(200)은 상기 마스크패턴(C1)을 적용하여 형성된 제1콘택홀(100)과는 교차되는 모양으로 형성된다.
제2콘택홀을 형성하기 위한 상기 이방성식각 공정시 발생하는 실험적인 여러가지 사실을 더욱 자세하게 설명하자면, 상기 식각공정에 의해 제거되어야 하는 물질은 제2층간절연층으로 한정되어야 하나 상기 박막의 도전층이 매우 얇은 두께로 형성될 경우, 즉 상술한 바와 같은 500Å 정도의 두께로 형성될 경우엔, 제2층간절연층(42)의 일부가 허용오차 또는 공정마아진을 고려한 통상적인 식각시간의 1.5배로 식각되거나 박막의 도전층과 제2층간절연층 사이의 시각선택비가 더욱 낮게 된다면, 상기 식각공정에 의해 제2층간절연층(42) 뿐만 아니라 상기 박막의 도전층(30) 역시 식각되게 되고, 이와 동시에 제1층간절연층(40)의 일부도 식각되어 상기 두꺼운 도전층이 부분적으로 노출된다. 이때 두꺼운 도전층(50)은 상기 식각공정을 멈추는 식각저지층으로서의 역할을 하며, 제1콘택홀, 내부 측벽이 형성된 박막의 도전층의 일부는 식각되지 않고 남는데, 이는 상기 박막이 도전층의 수평으로 노출된 부분은 매우 얇기 때문에 식각되어 없어지고 상기 제1콘택홀의 측벽에 수직방향으로 형성된 부분은 상기 이방성식각에 이해 제거되지 않으므로 수직벽 모양의 남는 부분이 생기게 된다.
상기 수직벽 모양의 박막의 도전층(30a)은 양측면 및 상면의 넓이를 합한 만큼을 금속콘택에 대한 접속면으로 제공하므로 양호한 저항성 콘택을 가능하게 한다.
제6d도를 참조하면, 금속배선(60)을 형성하는 공정을 도시한 것으로서, 제1콘택홀과 제2콘택홀이 교차되는 구조로 형성된 반도체기판 전면에 도전물질을 증착한 후 상기 마스크패턴(P3)을 적용하여 패터닝 하므로 상기 금속배선(60)을 완성한다. 이로써 제1콘택홀과 제2콘택홀이 교차되는 구조로 형성되고, 상기 구조 하부에 두꺼운 도전층이 형성되며, 상기 구조를 통하여 상기 두꺼운 도전층, 박막의 도전층 및 금속배선(6 0)이 연결되는 반도체장치의 층간콘택구조를 완성한다.
제7도는 본 발명에 의한 층간콘택구조를 적용한 반도체 소자의 한 예를 설명하기 위한 도시된 수직 단면도이다.
스택틱 RAM에 있어서는 각 메모리셀의 부하소자로서 다결정실리콘층으로 된 고저항소자를 이용하였는데, 상기 다결정실리콘으로된 저항소자의 활성에너지 및 낮은 전압에서의 소자 동작등을 고려해 볼때, 대기전류(Standby current)를 암페어(μA)수준으로 유지하면서 신뢰성 있는 메가비트(megabit)급 SRAM을 제조하기 위해 필요한 10TΩ의 저항소자를 제조하는데 많은 어려움이 발견되었기 때문에, 박막의 다결정실리콘으로된 PMOS를 상기 부하소자로서 사용되는 방법이 제안되었다.
PMOS 박막트랜지스터(TFT;Thin Film Transistor) 스택틱 RAM은 SRAM셀을 구성하는 NMOS 소자를 반도체기판에 먼저 형성한 후, 절연막을 도포하고, 상기 절연막 상에 박막의 다결정실리콘으로 된 PMOS 트랜지스터를 형성하는 방법에 의해 제조된 새로운 SRAM셀이다.
새로운 SRAM에서 상기 PMOS 트랜지스터는 부하소자로서 상기 PMOS를 형성하는 다결정실리콘층의 두께에 따라 그 전기적특성은 달라지게 되는데, 그 두께가 얇을수록 그 전기적특성이 향상된다는 것은 많은 보고에 의해 명백하다.
제7도에 소개된 반도체장치의 NMOS 트랜지스터가 형성되어 있는 반도체기판 (15) 상에 전기적 절연을 위해 형성된 절연막(20), 상기 절연막 상에 형성된 박막의 트랜지스터, 및 금속배선(600)으로 구성되어 있으며, 이때 상기 박막의 트랜지스터는 게이트전극(52), 채널영역(300b) 및 P타입 불순물확산영역(300)을 구비하여 상기 P타입 불순물확산영역(300)의 한 편은 상기 금속배선과 연결되어 있고, 다른 게이트전극을 연장한 두꺼운 다결정실리콘층(54)이 상기 P타입 불순물확산영역(300)과 금속배선을 연결하기 위한 영역 밑에 형성되어 있다. 본 발명에 의한 층간콘택 구조는 상기 불순물확산 영역(300)과 금속배선(600)을 접속하기 위해 이용되었다.
따라서 박막의 도전층 밑에 두꺼운 도전층이 형성되고, 상기 두 도전층이 연결되는 구조를 가지는 콘택구조이면 어디나 적용가능한 구조로서 박막의 도전층과 금속배선을 직접적으로 연결하면서도 신뢰성 있는 저항성콘택을 가능하게 했다.
본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며 많은 변형이 본 발명의 기술적 사상내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진자에 의하여 가능함은 명백하다.

Claims (9)

  1. 박막의 도전층과 금속배선을 전기적으로 접속시키기 위한 층간콘택구조에 있어서, 반도체기판, 상기 반도체기판 상에 피복되는 절연막, 상기 절연막의 소정영역에 형성된 두꺼운 도전층, 상기 두꺼운 도전층을 덮는 제1층간절연층, 상기 두꺼운 도전층 상의 상기 제1층간절연층내에 형성되는 제1콘택홀, 상기 제1콘택홀의 내면에는 수직구조물의 형태이고, 상기 제1층간절연층 상에는 수평구조물의 형태인 박막의 도전층, 상기 박막의 도전층을 덮는 제2층간절연층, 상기 두꺼운 도전층 상의 상기 제1 및 제2층간절연층 내에 형성되고 상기 제1콘택홀과는 교차되는 모양으로 형성되는 제2콘택홀, 및 상기 제2콘택홀의 내부를 채우면서 상기 제2층간절연층 상에 형성되는 금속배선을 구비하여 상기 금속배선과 박막의 도전층의 직접 접촉 면적을 크게 한 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조.
  2. 제1항에 있어서, 상기 두꺼운 도전층은 교차되는 모양으로 형성된 제1콘택홀 및 제2콘택홀의 전체 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조.
  3. 박막의 도전층과 감속배선을 전기적으로 접속시키기 위한 층간콘택구조를 갖는 반도체장치의 제조방법에 있어서, 상기 박막의 도전층과 금속배선을 접속시키기 위한 콘택홀이 형성될 영역의 수직하단부에 두꺼운 도전층을 형성하는 공정 ; 상기 두꺼운 도전층 전면에 제1층간절연층을 형성하는 공정 ; 상기 제1층간절연층에 제1콘택홀을 형성하는 공정 ; 제1콘택홀이 형성된 상기 제1층간절연층 상에 박막의 도전층을 형성하는 공정 ; 상기 박막의 도전층을 패터닝하는 공정 ; 패터닝된 상기 박막의 도전층 전면에 제2층간절연층을 형성하는 공정 ; 상기 제2층간절연층 및 제1층간절연층에 상기 제1콘택홀과 교차되는 모양으로 제2콘택홀을 형성하는 공정 ; 제2콘택홀이 형성된 상기 제2층간절연층 상에 도전물질을 증착하는 공정 및 ; 상기 도전물질을 패터닝하여 금속배선을 형성하는 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 두꺼운 도전층은 상기 제1콘택홀과 제2콘택홀이 교차되어 형성된 크기보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 층간콘택구조의 제조방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 두꺼운 도전층은 다결정실리콘층인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 두꺼운 도전층은 별도의 추가공정에 의해서 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 박막의 도전층은 불순물이 도우프된 다결정실리콘인 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법.
  8. 제3항에 있어서, 상기 제1층간절연층과, 제2층간절연층을 식각선택비가 같거나 비슷한 절연물질로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조이 제조방법.
  9. 제3항에 있어서, 상기 금속배선층은 수직벽 모양으로 형성된 상기 박막의 도전층이 제공하는 접속면을 에워싸는 모양으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 층간콘택구조의 제조방법.
KR1019910004393A 1991-03-20 1991-03-20 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법 KR940000504B1 (ko)

Priority Applications (9)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019910004393A KR940000504B1 (ko) 1991-03-20 1991-03-20 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법
TW080106140A TW297908B (ko) 1991-03-20 1991-08-05
FR9109992A FR2674372B1 (fr) 1991-03-20 1991-08-06 Structure d'interconnexion dans un dispositif a semiconducteurs et son procede de fabrication.
US07/741,991 US5285110A (en) 1991-03-20 1991-08-08 Interconnection structure in semiconductor device
GB9117285A GB2253938B (en) 1991-03-20 1991-08-09 Interconnection structure in semiconductor device and method of forming such interconnection
ITMI912236A IT1251005B (it) 1991-03-20 1991-08-09 Struttura di interconnessione in un dispositivo a semiconduttore e relativo metodo
DE4126775A DE4126775C2 (de) 1991-03-20 1991-08-13 Verbindungsstruktur eines Halbleiterbauelements und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP3220575A JPH0831523B2 (ja) 1991-03-20 1991-08-30 半導体装置の層間コンタクト構造及びその方法
US07/977,867 US5320980A (en) 1991-03-20 1992-11-17 Interconnection structure in semiconductor device and the method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019910004393A KR940000504B1 (ko) 1991-03-20 1991-03-20 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR920018889A KR920018889A (ko) 1992-10-22
KR940000504B1 true KR940000504B1 (ko) 1994-01-21

Family

ID=19312268

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019910004393A KR940000504B1 (ko) 1991-03-20 1991-03-20 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US5285110A (ko)
JP (1) JPH0831523B2 (ko)
KR (1) KR940000504B1 (ko)
DE (1) DE4126775C2 (ko)
FR (1) FR2674372B1 (ko)
GB (1) GB2253938B (ko)
IT (1) IT1251005B (ko)
TW (1) TW297908B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USRE36475E (en) 1993-09-15 1999-12-28 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method of forming a via plug in a semiconductor device
DE19521006C2 (de) 1994-06-08 2000-02-17 Hyundai Electronics Ind Halbleiterbauelement und Verfahren zu seiner Herstellung
US5627103A (en) * 1995-03-02 1997-05-06 Sony Corporation Method of thin film transistor formation with split polysilicon deposition
KR100338480B1 (ko) * 1995-08-19 2003-01-24 엘지.필립스 엘시디 주식회사 액정표시장치및그제조방법
GB2333393B (en) * 1995-08-19 2000-03-29 Lg Electronics Inc Wiring structure for a liquid crystal display device and a method of manufacturing the same.
JP2005150339A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電極形成方法、容量素子及びその製造方法
US11929280B2 (en) 2020-09-22 2024-03-12 Changxin Memory Technologies, Inc. Contact window structure and method for forming contact window structure
EP4002437B1 (en) 2020-09-22 2023-08-02 Changxin Memory Technologies, Inc. Method of forming a contact window structure
CN114256135A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 长鑫存储技术有限公司 开口结构及其形成方法、接触插塞及其形成方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3518506A (en) * 1967-12-06 1970-06-30 Ibm Semiconductor device with contact metallurgy thereon,and method for making same
JPS6276653A (ja) * 1985-09-30 1987-04-08 Toshiba Corp 半導体集積回路
JPH0815152B2 (ja) * 1986-01-27 1996-02-14 三菱電機株式会社 半導体装置及びその製造方法
JPS63268258A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Nec Corp 半導体装置
JPH0680733B2 (ja) * 1987-11-12 1994-10-12 株式会社東芝 半導体装置の配線接続部
DE69031543T2 (de) * 1989-02-17 1998-04-09 Matsushita Electronics Corp Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung
JP3199717B2 (ja) * 1989-09-08 2001-08-20 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR920018889A (ko) 1992-10-22
FR2674372B1 (fr) 1994-04-15
GB9117285D0 (en) 1991-09-25
IT1251005B (it) 1995-04-28
FR2674372A1 (fr) 1992-09-25
ITMI912236A1 (it) 1993-02-09
TW297908B (ko) 1997-02-11
JPH0831523B2 (ja) 1996-03-27
GB2253938A (en) 1992-09-23
US5285110A (en) 1994-02-08
GB2253938B (en) 1995-03-01
JPH04320051A (ja) 1992-11-10
ITMI912236A0 (it) 1991-08-09
DE4126775A1 (de) 1992-09-24
DE4126775C2 (de) 1994-07-28
US5320980A (en) 1994-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6806180B2 (en) Unitary interconnection structures integral with a dielectric layer
US7678691B2 (en) Method of making a semiconductor device having improved contacts
KR970007830B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조방법
JPH0982920A (ja) 高集積dramセルの製造方法
KR100292594B1 (ko) 반도체 메모리 장치
JP3955416B2 (ja) 自己整列コンタクト製造方法
KR940000504B1 (ko) 반도체장치의 층간콘택구조 및 그 제조방법
KR100328810B1 (ko) 반도체 장치를 위한 콘택 구조 및 제조 방법
US6399480B1 (en) Methods and arrangements for insulating local interconnects for improved alignment tolerance and size reduction
KR100334572B1 (ko) 반도체 장치의 자기정렬 콘택 형성 방법
US6140174A (en) Methods of forming wiring layers on integrated circuits including regions of high and low topography
KR100403329B1 (ko) 반도체소자의 비트라인 형성방법
EP0696060B1 (en) Method of making a wiring and a contact structure of a semiconductor device
KR19990005921A (ko) 반도체 메모리 장치 및 그 제조 방법
JPS63164359A (ja) 面積の減じられたバッティングコンタクト構造
JP3092254B2 (ja) ダイナミックram
JPH1050950A (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
KR100293715B1 (ko) 고집적 반도체 기억소자 제조방법
KR100349345B1 (ko) 반도체 장치의 비트라인 및 그 제조방법
KR100265830B1 (ko) 반도체장치의콘택홀형성방법
KR20030033697A (ko) 반도체소자 및 그 제조방법
JP2000323431A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH06295995A (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR20020002702A (ko) 반도체소자의 제조방법
JPH04291943A (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
G160 Decision to publish patent application
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20090102

Year of fee payment: 16

LAPS Lapse due to unpaid annual fee