JPH02203536A - 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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JPH02203536A
JPH02203536A JP1024198A JP2419889A JPH02203536A JP H02203536 A JPH02203536 A JP H02203536A JP 1024198 A JP1024198 A JP 1024198A JP 2419889 A JP2419889 A JP 2419889A JP H02203536 A JPH02203536 A JP H02203536A
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thin film
forming
insulating thin
gate electrode
semiconductor device
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Mikio Nishio
西尾 幹夫
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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】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に微細な半導
体素子のコンタクト窓形成に関する。
従来の技術 半導体装置の高集積化に伴い、素子の微細化が進んでい
る。この素子の微細化を実現するためには、素子に用い
る配線用のコンタクト窓を微細に形成する必要がある。
そこで従来の半導体装置の製造方法では、微細なフォト
レジストパターン窓形成により実現を図っている、例え
ば第5図(a)から(e)を用いて説明すると、まず第
5図(a)に示すように、素子間絶縁分離領域に酸化膜
102を形成して素子分離を施したP型S1基板101
において、ゲート酸化膜103およびゲート電極配線材
料であるポリ51104を形成する。そして、ゲート電
極配線を形成すべき位置にフォトリングラフイー技術を
用いてレジスト105を形成する。
次に同(b)に示す様に、前記レジスト105をエツチ
ングマスクとしてポリ51104を異方性エツチングし
てゲート配線104”を得る。レジスト105を除去し
た後全面にCVD酸化膜を形成する。さらにCVD酸化
膜をドライエツチングにより異方性エツチングして同(
C)のサイドウオールスペーサ106′ヲ形成し、コン
タクト部にイオン注入などでn4領域IO7を形成する
。次に同(d)に示す様にPSG(IJンドープドガラ
ス)又はBPSG (ボロン・リンドープドガラス)な
どのCVD酸化膜108を形成し熱処理を行なって表面
をなだらかにする。
そして、フォトリングラフイー技術を用いてコンタクト
形成部のレジストを除去したレジスト103を形成する
。レジスト109を工□ッチングマスクとしてCVD酸
化[%108をエツチングして、コンタクト部のn・領
域107の表面を露出させた後、同(e)の様にAI配
線110を形成して、MOSFET)ランジスタのソー
ス及びドレインの配線コンタクトを形成するというもの
であった。
発明が解決しようとする課題 しかし、第5図で示した従来の製造方法では、以下に記
述する様な課題が残っている。
(1)第5図(d)に示したレジスト109は、コンタ
クト部が1μm以下になると、レジスト109のコンタ
クト窓を精度良く形成する事が非常に困難となり、1μ
讃よりも小さな窓あけは非常にむつかしい。また、コン
タクトが大きく広がってしまうと、ゲート電極!04′
とAI配線110が接してしまいMOSFETとしての
動作をしなくなる。
(2)レジスト109はフォトリングラフイー技術のマ
スク合わせを用いて形成しているので通常0゜2〜0.
5μ閣程度の合わせズレを生じる。この合わせズレによ
る不良を防ぐために合わせ余裕が必要となる。合わせ余
裕を設けることにより一素子あたりの占める領域が広く
なるため、素子の微細化及び高集積化は困難となる。
課題を解決するための手段 本発明は、素子分離領域とゲート酸化膜を形成した半導
体基板の一主面において、少なくとも全面にゲート電極
となる導体薄膜を形成する工程と、前記導体薄膜上に第
1の絶縁性薄膜を形成する工程と、ゲート電極を形成す
る領域に第1のフォトレジストを形成する工程と前記第
1のフォトレジストをエツチングマスクとして前記第1
の絶縁性薄膜と導体薄膜をエツチングする工程と、前記
第1のフォトレジストを除去する工程と、全面に第2の
絶縁性薄膜を形成する工程と、前記第2の絶縁性薄膜を
形成する工程と、前記第2の絶縁性薄膜を所望の1異方
性エツチングする工程と、コンタクト部にイオン注入等
により高不純物濃度領域を形成する工程と、全面に第3
の絶縁性薄膜を形成する工程と、前記ゲート電極とコン
タクト形成部との余裕を考慮せずにコンタクト形成部付
近の領域に第2のフォトレジストを形成する工程と、前
記第2のフォトレジストをエツチングマスクとして、前
記第3の絶縁性薄膜を所望の量エツチングする工程と、
前記第2のフォトレジストを除去する工程と、配線を形
成する工程により形成する方法である。
作用 本発明は上記構成により、ゲート電極配線上の第1の絶
縁性薄膜と第2の絶縁性薄膜により、ゲート電極を絶縁
分離した後、第3の絶縁性薄膜を形成し、ゲート電極上
の一部(または全部)の第3の絶縁性薄膜をエツチング
してコンタクト窓を形成することでコンタクト部がゲー
ト電極と自己整合的に形成できるので、コンタクト形成
時のレジストの窓あけは微小にする必要がなく、形成が
容易にできる。
また、コンタクト形成時のレジスト形成で、マスク合わ
せの合わせズレを生じたとしても、ゲート電極と配線間
の絶縁性には影響を与えないので、合わせ余裕が不要で
あり、素子を微細化できる。
また、これにより、高集積化が可能となる。
実施例 以下に、本発明の半導体装置の製造方法を図面に基づい
て説明する。
(第1実施例) 第1図は、第1の発明の半導体装置の製造方法の第1の
実施例を説明するための工程断面図であり、素子間絶縁
分離領域に酸化膜2を形成した後、MOSFETのゲー
ト酸化[3を形成したP型(100)シリコン(S+)
基板1上に、第1図(A)に示す様にゲート電極となる
導体薄膜としてのリンをドープしたn3ポリシリコン4
を300nm形成し、第1の絶縁性薄膜としてのCVD
酸化膜5を300nm形成する。
そして、ゲート電極を形成すべき領域上にフォトリング
ラフイー技術を用いて第1のレジストとしてのレジスト
8を形成する。次に、同(B)に示す様にレジスト6を
エツチングマスクとして、ドライエツチング等によりC
VD酸化膜5を異方性エツチングし、n4ポリシリコン
4を異方性エツチングしてゲート電極4′とした後、レ
ジスト6を除去して、全面に第2の絶縁性薄膜としての
CVD酸化膜7を!00〜300nm形成する。次に同
(C)に示す様にCVD酸化膜7をドライエツチング等
により異方性エツチングしてサイドウオールスペーサー
7″を形成した後、イオン注入等によりヒ素(As)を
導入してn4領域8を形成する。次に同(D)に示す様
に、全面に第3の絶縁性薄膜としての熱流動性の低いC
VD酸化M9を200nmと熱流動性の高い絶縁性薄膜
としてのボロン(B)とリン(P)を含んだCVD酸化
膜(BPSG膜) 10を300nm形成する。
次に、同(E)に示す様に、800℃以上の霧囲気中で
熱処理を施しBPSG膜!0膜流0させ表面をなだらか
にして、以後に形成する配線の形成を容易にした後、コ
ンタクト形成領域およびコンタクトを形成するゲート電
極4I付近以外の領域つまり、ゲート電極上とコンタク
ト領域をのぞく領域にフォトリングラフィ技術により第
2のレジストとしチルシスト11を形成する。この時レ
ジストの開口部はコンタクト部よりも広くレジストの微
細な穴あけは不要である次に同(F)に示す様に、ドラ
イエツチング等によりBPSGIOとCVD酸化膜9を
異方性エツチングする。この時、一部のBPSG膜lO
とCVD酸化膜9がサイドウオールスペーサ7′近くに
残る。これにより、n◆領域8のコンタクト面の一端は
ゲート電極4′との間で自己整合的に決まる。次に同(
G)に示す様に、レジスト11を除去し、n◆領域8表
面に自然形成される自然酸化膜をウェットエツチング等
により除去した後、配線形成のためのA1薄膜I2と、
AI配線形成領域上のレジスト13を形成する。次に、
同(■)に示す様にレジストI3をエツチングマスクと
してAI薄膜I2をエツチングした後、レジスト13を
除去して、MOSFETのソース・ドレイン領域のコン
タクトを形成する。
(第2実施例) 第2図は本発明の半導体装置の製造方法の第2の実施例
を説明するための工程断面図であり、前述の第1実施例
の第1図(A)から(C)と同様の方法で形成した後、
第2図(D′)に示す様に全面に第3の絶縁性薄膜とし
ての熱流動性の高いの絶縁性薄膜としてのBPSG膜1
2膜形2する。次に同図(E′)に示す様に、800℃
以上の霧囲気中で熱処理を施しBPSG膜lOを流動さ
せ表面をなだらかにし以後の配線形成が容易になる様に
した後、コンタクト形成領域およびコンタクトを形成す
るゲート電極4”付近以外の領域にレジスト!■を形成
する。
この時レジストの開口部はコンタクト部よりも広くレジ
ストの微細な穴あけは不要である。以下、第1実施例と
ほぼ同様にしてBPSG膜夏0をエツチングした後、A
I配線12’を形成して同(■′)を得る。
(第3実施例) 第3図は本発明の半導体装置の製造方法の第3の実施例
を説明するための工程断面図であり、前述の第1実施例
の第1図(A)から(C)と同様の方法で形成した後、
第3図(1)に示す様に第3の絶縁性薄膜としてのCV
D酸化膜8を形成した後、コンタクト形成領域およびコ
ンタクトを形成するゲート電極4′付近以外の領域にレ
ジスト1】を形成する。これも、前述の第1実施例や第
2実施例と同様にレジストの微細な穴あけは不要である
以下、第1実施例とほぼ同様にして、CvD酸化膜θを
エツチングした後、AI配線12’を形成して同(K)
を得る。
(第4実施例) 第4図は本発明の半導体装置の製造方法の第4の実施例
を説明するための工程断面図であり、前述の第1実施例
の第1図(A)から(D)と同様の方法で形成した後、
800℃以上の霧囲気中で熱処理を施しB P S G
 roWXを流動させ表面をなだらかにしする。次に第
4図(L)に示す様にコンタクト形成領域以外にレジス
ト11を形成する。この時レジスト!■はゲート電極4
″領域を完全に覆う必要がなく一部露出する程度に形成
するので実際のコンタクト領域よりも広く穴あけできる
。以後、第1実施例とほぼ同様にしてBPSG@10と
CVD酸化膜9をエツチングした後A1配線12″を形
成して同(N)を得る。
以上、第1実施例から第4実施例まで、熱流動性の高い
絶縁膜としてBPSG膜を用いて説明したが、これは塗
布焼成膜(SOG)やPSG膜(リンドープドガラス)
等の膜を用いても良い。以上の第1実施例から第4実施
例で説明した様に微細なコンタクトを必要とする場合で
あっても、ゲート電極上にコンタクトの窓あけ用のレジ
スト開口部を形成でき、レジストの微細な穴あけは不要
になる。また、ゲート電極4′とコンタクト部が自己整
合的に決まるので、マスク合わせの時の合わせ余裕をと
る必要がなくなる。
発明の効果 以上述べてきたように、本発明の半導体装置の製造方法
によれば、以下の様な効果が得られる。
(1)第1の絶縁性薄膜と第2の絶縁性薄膜によりゲー
ト電極を覆うため、コンタクト形成用のレジスト開口部
はゲート電極上にあっても良く、微細なコンタクトを形
成する際でも、レジストの窓あけは大きくてすむので、
コンタクト用のレジスト穴の形成が容易になる。
(2)また、コンタクト形成は、ゲート電極に対して自
己整合的に行なえるため、コンタクト部とゲート電極と
のマスク合わせ余裕が不要になり、素子を微細に形成で
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の製造方法の第1実施例を
説明するための工程断面図、第2図は本発明の半導体装
置の製造方法の第2実施例を説明するための工程断面図
、第3図は本発明の半導体装置の製造方法の第3実施例
を説明するための工程断面図、第4図は本発明の半導体
装置の製造方法の第4実施例を説明するための工程断面
図、第5図は従来の半導体装置の製造方法の一例を示す
ための工程断面図である。 1・・・・シリコン基板、8・・・・レジスト(第1の
レジスト)、2・・・・酸化膜、7・・・・CVD酸化
膜(第2の絶縁性薄膜)、3・・・・ゲート酸化膜、7
9・・・・サイドウオールスペーサ、4・・・・n◆ポ
リシリコン、8・・・・n4領域、4′・・・・ゲート
電極、9・・・・CVD酸化膜(第3の絶縁性薄膜)、
5・・・・CVD酸化膜(第1の絶縁性薄膜)、lO・
・・・BPSG膜(熱流動性の高い絶縁性薄膜)。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名簿 図 麻 図 第 図 第 図 7′ゲイトウオールスペーサー 12°Ajl’縁 箒 図 第 図 第 図 第 図 第 図 簗 図 第 図 手続補正置部式) %式% 発明の名称 半導体装置の製造方法 補正をする者 事件との関係 住  所 名   称 代表者 特  許  出  願  人 大阪府門真市大字門真1006番地 (582)松下電器産業株式会社 谷   井   昭   雄 4代理人 住  所 〒 571 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器産業株式会社内 (乏の4) 2 図(その2) 第 2 図くその3) l事件の表示 2発明の名称 半導体装置の製造方法 3補正をする者 事件との関係 住  所 名   称 代表者 特  許  出  願  人 大阪府門真市大字門真1006番地 (582)松下電器産業株式会社 谷   井   昭   雄 4代理人 住  所 〒 571 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器産業株式会社内 6、補正の内容 (1)明細書第10ベージ第5行目の「第2図(D勺」
を「第2図(D)」と補正します。 (2)同書第10ページ第8行目のr (E’) Jを
r(E)Jと補正します。 (3)同書第10ページ第16行目(7)r (H勺」
をr(H)Jと補正します。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)素子分離領域とゲート酸化膜を形成した半導体基
    板の一主面において、少なくとも全面にゲート電極とな
    る導体薄膜を形成する工程と、前記導体薄膜上に第1の
    絶縁性薄膜を形成する工程と、ゲート電極を形成する領
    域に第1のフォトレジストを形成する工程と、前記第1
    のフォトレジストをエッチングマスクとして前記第1の
    絶縁性薄膜と導体薄膜をエッチングする工程と、前記第
    1のフォトレジストを除去する工程と、全面に第2の絶
    縁性薄膜を形成する工程と、前記第2の絶縁性薄膜を所
    望の量異方性エッチングする工程と、コンタクト部にイ
    オン注入等により高不純物濃度領域を形成する工程と、
    全面に第3の絶縁性薄膜を形成する工程と、前記ゲート
    電極とコンタクト形成部との余裕を考慮せずにコンタク
    ト形成部付近以外の領域に第2のフォトレジストを形成
    する工程と、前記第2のフォトレジストをエッチングマ
    スクとして、前記第3の絶縁性薄膜を所望の量エッチン
    グする工程と、前記第2のフォトレジストを除去する工
    程と、配線を形成する工程より成る半導体装置の製造方
    法。
  2. (2)第3の絶縁性薄膜を熱流動性の低い絶縁性薄膜を
    形成した後、熱流動性の高い絶縁性薄膜を形成し、熱処
    理により、前記熱流動性の高い絶縁性薄膜を流動させて
    形成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)第3の絶縁性薄膜を、熱流動性の高い絶縁性薄膜
    を用い、熱処理により、前記第3の絶縁性薄膜を流動さ
    せて形成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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