JPH0212872A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0212872A JPH0212872A JP16287988A JP16287988A JPH0212872A JP H0212872 A JPH0212872 A JP H0212872A JP 16287988 A JP16287988 A JP 16287988A JP 16287988 A JP16287988 A JP 16287988A JP H0212872 A JPH0212872 A JP H0212872A
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Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野コ
本発明は半導体装置のコンタクトホール構造、に関する
。
。
［従来の技術］
近年、半導体装置はますます微細化、高集積化されてき
ている。コンタクトホールも同様で、その寸法はサブミ
クロン領域まで微細化されてきている。ここで第２図Ｃ
（Ｌ’）、（ｂ）を用いて従来のコンタクトホールおよ
び配線層とシリコン基板の接触について述べる。第２図
（α＞、＜ｂ＞において２０１はＰ型シリコン基板、２
０２＆ｉＮｕ不純物層、２０６は素子分離用シリ２ン酸
化膜、２０４はシリコン酸化膜、２０５はコンタクトホ
ール、２０６はアルミニウム配線である。シリコン基板
２０１に形成されたＮ型不純物層２０２とアルミニウム
配線２０６とはシリコン酸化膜２゜４に形成されたコン
タクトホール２０５を介してオーミックに接続されてい
る。コンタクトホール２０５は従来、正方形または円で
あり、第２図（α）、１．６）のようにコンタクトホー
ル径よりアルミニウム配線の幅が大きくなっていた。
ている。コンタクトホールも同様で、その寸法はサブミ
クロン領域まで微細化されてきている。ここで第２図Ｃ
（Ｌ’）、（ｂ）を用いて従来のコンタクトホールおよ
び配線層とシリコン基板の接触について述べる。第２図
（α＞、＜ｂ＞において２０１はＰ型シリコン基板、２
０２＆ｉＮｕ不純物層、２０６は素子分離用シリ２ン酸
化膜、２０４はシリコン酸化膜、２０５はコンタクトホ
ール、２０６はアルミニウム配線である。シリコン基板
２０１に形成されたＮ型不純物層２０２とアルミニウム
配線２０６とはシリコン酸化膜２゜４に形成されたコン
タクトホール２０５を介してオーミックに接続されてい
る。コンタクトホール２０５は従来、正方形または円で
あり、第２図（α）、１．６）のようにコンタクトホー
ル径よりアルミニウム配線の幅が大きくなっていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかし、前述の従来技術ではコンタクトホールなサブミ
クロン領域まで微細化すると、コンタクトホールを開孔
スる際のフォトリソグラフィー工程において、光が回折
して円形又は正方形のコンタクトホールのマスクを通り
ぬける際、光の強度が弱まるためレジストが完全に露光
されず、コンタクトホールが開孔できないという課題を
有していた。
クロン領域まで微細化すると、コンタクトホールを開孔
スる際のフォトリソグラフィー工程において、光が回折
して円形又は正方形のコンタクトホールのマスクを通り
ぬける際、光の強度が弱まるためレジストが完全に露光
されず、コンタクトホールが開孔できないという課題を
有していた。
また、前述の従来技術ではコンタクトホールなサブミク
ロン領域まで微細化すると、コンタクトホール形成後の
アルミニウム電極を形成するためのアルミニウムスパッ
タ工程において、スパッタされたアルミニウムがコンタ
クトホール内に入りにくくなるためコンタクトホール内
のアルミニウム膜厚が薄くなる。その結果、アルミニウ
ム配線とシリコン基板が接続されなかったり、アルミニ
ウム配線とシリコン基板に電流を流し続けるとコンタク
トホール内のアルミニウム膜厚の薄い部分が断線すると
いう課題を有していた。
ロン領域まで微細化すると、コンタクトホール形成後の
アルミニウム電極を形成するためのアルミニウムスパッ
タ工程において、スパッタされたアルミニウムがコンタ
クトホール内に入りにくくなるためコンタクトホール内
のアルミニウム膜厚が薄くなる。その結果、アルミニウ
ム配線とシリコン基板が接続されなかったり、アルミニ
ウム配線とシリコン基板に電流を流し続けるとコンタク
トホール内のアルミニウム膜厚の薄い部分が断線すると
いう課題を有していた。
また、前述の従来技術ではコンタクトホール径よりアル
ミニウム配線幅を大きくしてあり、コンタクトホールの
マスクとアルミニウム電極のマスクの合わせ余裕分を見
込んでアルミニウム配線幅を大きくする必要があり、ア
ルミニウム配線間隔を微細化することがむずかしいとい
う課題も有していた。
ミニウム配線幅を大きくしてあり、コンタクトホールの
マスクとアルミニウム電極のマスクの合わせ余裕分を見
込んでアルミニウム配線幅を大きくする必要があり、ア
ルミニウム配線間隔を微細化することがむずかしいとい
う課題も有していた。
そこで本発明は、このような課題を解決するもので、そ
の目的とするところはコンタクトホールを微細化しても
コンタクトホールを開孔でき、又コンタクトホール内の
アルミニウム膜厚を厚くでき、またアルミニウム配線間
隔をさらに微細化できる半導体装置を提供するところに
ある。
の目的とするところはコンタクトホールを微細化しても
コンタクトホールを開孔でき、又コンタクトホール内の
アルミニウム膜厚を厚くでき、またアルミニウム配線間
隔をさらに微細化できる半導体装置を提供するところに
ある。
［課題を解決するための手段］
本発明の半導体装置は、半導体基板に設けられた能動領
域と、前記半導体基板上に設けられた酸化膜と、前記酸
化膜上に設けられた配線層と、前記半導体基板と前記配
線層とを接続する前記酸化膜に設けられたコンタクトホ
ールとを有する半導体装置において、前記コンタクトホ
ールが細長く前記細長いコンタクトホールの短辺方向に
前記配線層が横切っており、前記コンタクトホール内で
前記配線層が前記能動領域を覆っていることを特徴とす
る。
域と、前記半導体基板上に設けられた酸化膜と、前記酸
化膜上に設けられた配線層と、前記半導体基板と前記配
線層とを接続する前記酸化膜に設けられたコンタクトホ
ールとを有する半導体装置において、前記コンタクトホ
ールが細長く前記細長いコンタクトホールの短辺方向に
前記配線層が横切っており、前記コンタクトホール内で
前記配線層が前記能動領域を覆っていることを特徴とす
る。
［実施例］
本発明の実施例を第１図を用いて詳しく説明する。第１
図（α）は本発明の一実施例を示す平面図、第１図Ｃｂ
）は本発明の一実施例を示す断面図である。第１図にお
いて１０１はＰ型シリコン基板、１０２はＮ型不純物層
、１０３は素子分離用シリコン酸化膜、１０４はシリコ
ン酸化膜、１０５はコンタクトホール、１０６はアルミ
ニウム配線である。
図（α）は本発明の一実施例を示す平面図、第１図Ｃｂ
）は本発明の一実施例を示す断面図である。第１図にお
いて１０１はＰ型シリコン基板、１０２はＮ型不純物層
、１０３は素子分離用シリコン酸化膜、１０４はシリコ
ン酸化膜、１０５はコンタクトホール、１０６はアルミ
ニウム配線である。
次に第１図に示す本実施例の製造方法を示す。
まずＰ型シリコン基板１０１を酸化性雰囲気中で１００
０℃の酸化を行ない前記シリコン基板表面に約１０００
Ｘの酸化膜を形成し、続いてＣＩＶＤ法によりシリコン
窒化膜を約５ｏｏｏ′ｊ−形成する。
０℃の酸化を行ない前記シリコン基板表面に約１０００
Ｘの酸化膜を形成し、続いてＣＩＶＤ法によりシリコン
窒化膜を約５ｏｏｏ′ｊ−形成する。
次に写真蝕刻法により前記シリコン窒化膜の不要部分を
除去した後、酸化性雰囲気中で１０００℃の酸化を行な
い、前記シリコン窒化膜を除去した部分にシリコン酸化
膜を約１μｍ形成する。次に前記シリコン窒化膜を除去
して素子分離用酸化膜１０３を形成する。次にＮ型不純
物、ここではリンを注入エネルギー８０Ｋｅ’Ｖ、ドー
ズ量４×１０ ” ｃｍ−２でイオン注入した後、１０
００’０（７）７二−ルを行ないＮ型不純物層１０２を
形成する。
除去した後、酸化性雰囲気中で１０００℃の酸化を行な
い、前記シリコン窒化膜を除去した部分にシリコン酸化
膜を約１μｍ形成する。次に前記シリコン窒化膜を除去
して素子分離用酸化膜１０３を形成する。次にＮ型不純
物、ここではリンを注入エネルギー８０Ｋｅ’Ｖ、ドー
ズ量４×１０ ” ｃｍ−２でイオン注入した後、１０
００’０（７）７二−ルを行ないＮ型不純物層１０２を
形成する。
次にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜を約７０００人形成
し、写真蝕刻法により前記シリコン酸化膜の不要部分を
除去して細長いコンタクトホール１０５を形成する。次
にスパッタ法によりアルミニウムを約１μｍ形成し、写
真蝕刻法により前記アルミニウムの不要部分を除去して
アルミニウム配線１０６を細長いコンタクトホール１０
５の短辺方向に横切るように形成する。
し、写真蝕刻法により前記シリコン酸化膜の不要部分を
除去して細長いコンタクトホール１０５を形成する。次
にスパッタ法によりアルミニウムを約１μｍ形成し、写
真蝕刻法により前記アルミニウムの不要部分を除去して
アルミニウム配線１０６を細長いコンタクトホール１０
５の短辺方向に横切るように形成する。
第２図のような従来のコンタクトホールでは、その大き
さを縦０．６μｍ、横０．６μ扉とするとレンズＮＡ＝
０．４５の縮小投影露光装置を使用してもンジストを開
孔することは不可能であるが、第１図のような本実施例
でコンタクトホールの大きさを、縦０．６μｍ、横５．
０μｍとするとレンズＮ Ａ ＝ ０．４５の縮小投影
露光装置を使用すればレジストを開孔できる。
さを縦０．６μｍ、横０．６μ扉とするとレンズＮＡ＝
０．４５の縮小投影露光装置を使用してもンジストを開
孔することは不可能であるが、第１図のような本実施例
でコンタクトホールの大きさを、縦０．６μｍ、横５．
０μｍとするとレンズＮ Ａ ＝ ０．４５の縮小投影
露光装置を使用すればレジストを開孔できる。
また、第２図のような従来のコンタクトホールでその大
きさを縦０．８μｍ、横（ｌＬ８μｍ、シリコン酸化膜
２０４の膜厚を７ｏｏｏＸとして、アルミニウムをスパ
ッタするとアルミニウム原子がコンタクトホール内に入
りにくいためコンタクトホール内のアルミニウムの膜厚
は平担部のアルミニウムの膜厚の１０％以下となってし
まう。これに対し第１図の本実施例でコンタクトホール
の大き１． サラ縦ｏ、 ｓμ扉、横５．０μｍ、シリ
コン酸化膜１０４の膜厚を７０００にとしてアルミニウ
ムをスパッタするとコンタクトホールの長辺方向からの
アルミニウム原子はコンタクトホール内に入りやスくな
り、コンタクトホール中心部のアルミニウムの膜厚は平
担部のアルミニウムの膜厚の４０〜５０％となり、コン
タクトホールの中心部を通るようにアルミニウム配線を
通せば断線や接触不良がなくなる。
きさを縦０．８μｍ、横（ｌＬ８μｍ、シリコン酸化膜
２０４の膜厚を７ｏｏｏＸとして、アルミニウムをスパ
ッタするとアルミニウム原子がコンタクトホール内に入
りにくいためコンタクトホール内のアルミニウムの膜厚
は平担部のアルミニウムの膜厚の１０％以下となってし
まう。これに対し第１図の本実施例でコンタクトホール
の大き１． サラ縦ｏ、 ｓμ扉、横５．０μｍ、シリ
コン酸化膜１０４の膜厚を７０００にとしてアルミニウ
ムをスパッタするとコンタクトホールの長辺方向からの
アルミニウム原子はコンタクトホール内に入りやスくな
り、コンタクトホール中心部のアルミニウムの膜厚は平
担部のアルミニウムの膜厚の４０〜５０％となり、コン
タクトホールの中心部を通るようにアルミニウム配線を
通せば断線や接触不良がなくなる。
また、第２図のような従来のコンタクトホールでその底
部の大きさを縦ｏ、 ６μｍ、横０．８μ扉。
部の大きさを縦ｏ、 ６μｍ、横０．８μ扉。
シリコン酸化膜２０４の膜厚を７ｏｏｏＸとしてコンタ
クトホールのテーパー角を７０°とすると、コンタクト
ホールの上部の大きさは縦１．３μ” ＊ 横１．３μ
ｍとなる。ここでコンタクトホール２０５とアルミニウ
ム配線２０６のマスクの重ね合わせ精度を０．３μｍと
すると第２図のアルミニウム配線幅の最小寸法は１．９
μｍとなる。これに対し第１図の本実施例ではコンタク
トホールの底部の大きさを縦０．８μｍ、横５．０μｍ
、シリコン酸化膜１０４の膜厚を７ｏｏｏＫ、Ｎ型不純
物層１０２の幅を０．８／Ｊ７７Ｌ、Ｎ型不純物層１０
２とアルミニウム配線１０６のマスクの重ね合わせ精度
を０．３μｍとすると第１図のアルミニウム配置ｉｉ！
１ｌｌｉの最小寸法は１．４μｍとなり、第２図の従来
例と比べるとアルミニウム配線幅を０．５μｍｉ細化で
きる。
クトホールのテーパー角を７０°とすると、コンタクト
ホールの上部の大きさは縦１．３μ” ＊ 横１．３μ
ｍとなる。ここでコンタクトホール２０５とアルミニウ
ム配線２０６のマスクの重ね合わせ精度を０．３μｍと
すると第２図のアルミニウム配線幅の最小寸法は１．９
μｍとなる。これに対し第１図の本実施例ではコンタク
トホールの底部の大きさを縦０．８μｍ、横５．０μｍ
、シリコン酸化膜１０４の膜厚を７ｏｏｏＫ、Ｎ型不純
物層１０２の幅を０．８／Ｊ７７Ｌ、Ｎ型不純物層１０
２とアルミニウム配線１０６のマスクの重ね合わせ精度
を０．３μｍとすると第１図のアルミニウム配置ｉｉ！
１ｌｌｉの最小寸法は１．４μｍとなり、第２図の従来
例と比べるとアルミニウム配線幅を０．５μｍｉ細化で
きる。
本実施例では素子分離にＬＯＯＯ３法を使用したが第３
図（４）、Ｃｂ”）のようにシリコン基板に溝を形成し
た後、絶縁物で埋めた場所を素子分離領域３０３とする
トレンチ分離法を用いてもよい。また本実施例では１つ
の細長いコンタクトホールにアルミニウム配線は２本し
か横切らなかったが、第４図のように６本以上のアルミ
ニウム配線が横切ってもよい。また、細長いコンタクト
ホールは第５図のように途中で折れ曲がっていてもよい
。さらに、本実施例では配線層にアルミニウムを使用し
たが他に多結晶シリコンや、モリブデン、チタン、タン
グステンなどの高融点金属、銅、鉄、銀、白金などの金
属を使用してもよいし、これらの物質を重ね合わせた積
層構造の配線層を使用してもよい。
図（４）、Ｃｂ”）のようにシリコン基板に溝を形成し
た後、絶縁物で埋めた場所を素子分離領域３０３とする
トレンチ分離法を用いてもよい。また本実施例では１つ
の細長いコンタクトホールにアルミニウム配線は２本し
か横切らなかったが、第４図のように６本以上のアルミ
ニウム配線が横切ってもよい。また、細長いコンタクト
ホールは第５図のように途中で折れ曲がっていてもよい
。さらに、本実施例では配線層にアルミニウムを使用し
たが他に多結晶シリコンや、モリブデン、チタン、タン
グステンなどの高融点金属、銅、鉄、銀、白金などの金
属を使用してもよいし、これらの物質を重ね合わせた積
層構造の配線層を使用してもよい。
［発明の効果］
以上述べたように本発明によれば、コンタクトホールを
細長くシ、細長いコンタクトホールの短辺方向に配線層
が２本以上横切るようにすれば、コンタクトホールなら
びに配線層の微細化が可能になり半導体装置の微細化、
高集積化に大きな役割を果たす。また、コンタクトホー
ル内のアルミニウム配線のつきまわりがよくなるため、
シリコン基板とアルミニウム配線の接続の抵抗が低減で
き、半導体装置の動作が速くなり、エレクトロマイグレ
ーションにも強くなることから半導体装置の信頼性が高
くなる。これらのことから高速、高品質な半導体装置を
提供できる効果がある。
細長くシ、細長いコンタクトホールの短辺方向に配線層
が２本以上横切るようにすれば、コンタクトホールなら
びに配線層の微細化が可能になり半導体装置の微細化、
高集積化に大きな役割を果たす。また、コンタクトホー
ル内のアルミニウム配線のつきまわりがよくなるため、
シリコン基板とアルミニウム配線の接続の抵抗が低減で
き、半導体装置の動作が速くなり、エレクトロマイグレ
ーションにも強くなることから半導体装置の信頼性が高
くなる。これらのことから高速、高品質な半導体装置を
提供できる効果がある。
第１図（α）、（ｂ）は本発明の半導体装置の一実施例
を示す主要平面図および主要断面図。 第２図（α）、Ｃｂ）は従来例による半導体装置の主要
平面図および主要断面図。 第３図（α）ｔ（ｂ）を第４図、第５図は本発明の他の
実施例を示す平面図および断面図である１０１．２０１
，３０１，４０１，５０１ ・・・・・・・・・・・
・Ｐ型シリコン基板 １０２．２０２，３０２，４０２，５０２ ・・・・・
・・・・・・・Ｎ型不純物層 １０３．２０３，３０３・・・・・・素子分離用酸化膜
１０４．２０４，３０４・・・・・・シリコン酸化膜１
０５．２０５，３０５，４０５，５０５・・・・・・・
・・・・・コンタクトホール １０６．２０６，３０６，４０６，５０６・・・・・・
・・・・・・アルミニウム配線 以上
を示す主要平面図および主要断面図。 第２図（α）、Ｃｂ）は従来例による半導体装置の主要
平面図および主要断面図。 第３図（α）ｔ（ｂ）を第４図、第５図は本発明の他の
実施例を示す平面図および断面図である１０１．２０１
，３０１，４０１，５０１ ・・・・・・・・・・・
・Ｐ型シリコン基板 １０２．２０２，３０２，４０２，５０２ ・・・・・
・・・・・・・Ｎ型不純物層 １０３．２０３，３０３・・・・・・素子分離用酸化膜
１０４．２０４，３０４・・・・・・シリコン酸化膜１
０５．２０５，３０５，４０５，５０５・・・・・・・
・・・・・コンタクトホール １０６．２０６，３０６，４０６，５０６・・・・・・
・・・・・・アルミニウム配線 以上
Claims (1)
- 半導体基板に設けられた能動領域と、前記半導体基板上
に設けられた酸化膜と、前記酸化膜上に設けられた配線
層と、前記半導体基板と前記配線層とを接続する前記酸
化膜に設けられたコンタクトホールとを有する半導体装
置において、前記コンタクトホールが細長く、前記細長
いコンタクトホールの短辺方向に前記配線層が横切って
おり、前記コンタクトホール内で前記配線層が前記能動
領域を覆っていることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16287988A JPH0212872A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16287988A JPH0212872A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0212872A true JPH0212872A (ja) | 1990-01-17 |
Family
ID=15763000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16287988A Pending JPH0212872A (ja) | 1988-06-30 | 1988-06-30 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0212872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0538484A (ja) * | 1991-08-05 | 1993-02-19 | Nittetsu Mining Co Ltd | 気流分級機の粉体原料分散供給装置 |
| US5291253A (en) * | 1989-12-20 | 1994-03-01 | Hitachi, Ltd. | Corona deterioration and moisture compensation for transfer unit in an electrophotographic apparatus |
-
1988
- 1988-06-30 JP JP16287988A patent/JPH0212872A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5291253A (en) * | 1989-12-20 | 1994-03-01 | Hitachi, Ltd. | Corona deterioration and moisture compensation for transfer unit in an electrophotographic apparatus |
| JPH0538484A (ja) * | 1991-08-05 | 1993-02-19 | Nittetsu Mining Co Ltd | 気流分級機の粉体原料分散供給装置 |
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