JPH02299238A - 半導体装置 - 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】 ［概　要］ 導電型の異なる（ｎ型及びｐ型）複数の半導体層〈不純
物領域）を有する場合、又は濃度の異なる（高濃度、低
濃度等）複数の半導体層（不純物領域）を有する場合の
半導体装置において、前記複数の半導体層の接続は、前
記半導体層上の絶縁膜又は前記半導体層に設けられた開
孔に概略埋め込まれた導電膜を介してなされる構造に形
成されているため、二次元又は三次元に形成した異なる
導電型の半導体層を微細に接続できることによる高集積
化を、異なる濃度の半導体層を抵抗値を変えずに接続で
きることによる高性能化を、接続領域を平坦に形成でき
ることによる高信頼性を可能とした半導体装置。

［産業上の利用分野］ 本発明はＭＩＳ及びバイポーラ型半導体装置に係り、特
に、導電型の異なる複数の半導体層又は濃度の異なる複
数の半導体層間の微細な接続の形成を可能とした半導体
装置に関する９ 従来、導電型の異なる複数の半導体層間の接続において
は、それぞれの半導体層上の絶縁膜に別々の開孔を設け
、この開孔を結ぶ配線体を設けることにより接続を形成
していたため微細化ができない、ステップカバレッジの
良い配線体が形成できないという欠点があり、又、同導
電型の濃度の異なる複数の半導体層間の接続においては
、両頭域を直接接続することから微細な接続は可能であ
るが、低濃度の抵抗値が変動し特性が劣化する現象が生
じ、抵抗値の変動しない微細な接続か形成できないとい
う欠点もあり、高集積化への妨げになるという問題が顕
著になってきている９そこで、ステップカバレッジが良
く、抵抗値が変動せず、しかも微細な接続が形成できる
手段が要望されている。

Ｕ従来の技術］ 第７図は従来の半導体装置における第１の実施例の模式
側断面図で、５１はｐ−型シリコン（Ｓｉ　）基板、５
２はフィールド酸化膜、５３はｎ十型不純物領域、５４
はｐ十型不純物領域、５５はブロック用酸化膜、５６は
燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜、５７はＡ１配線を示してい
る９ 同図において、ｎ十型不純物領域５３及びｐ上型不純物
領域５４上の絶縁膜（燐珪酸ガラス（ＰＳＧ）膜５６及
びブロック用酸化膜５５）にそれぞれ電極コンタクト窓
を形成し、この電極コンタクト窓を結ぶＡＩ配線５７を
形成することによりｎ＋型不純物領域５３とｐ十を不純
物領域５４の接続を収る構造に形成されている。ここで
はｎ十型不純物領域５３及びｐ上型不純物領域５４上に
別々に電極コンタクト窓を形成しているため集積度があ
がっていない。又、微細な電極コンタクト窓で直接接続
を収っているなめステップカバレッジが極めて悪いＡ１
配線５１を形成しておりエレクトロマイグレーションに
より寿命が劣化し高信頼性に難がある。

第８図は従来の半導体装置における第２の実施例の模式
側断面図で、５１．５２．５４〜５７は第７図と同じ物
を、５８はｐ−型不純物領域を示している。

同図において、ｐ十型不純物領域５４とｐ−型不純物領
域５８とは直接接続されており、微細な接続は可能であ
るが、プロセス中に加えられる高温の熱処理のために、
ｐ十型不純物領域５４内の不純物がｐ−型不純物領域５
８に拡散し、ｐ−型不純物領域５８の高抵抗値が変動し
特性が劣化する現象が生じ、高性能が確保できないとい
う欠点がある９［発明が解決しようとする問題点１ 本発明が解決しようとする問題点は、上記の二従来例に
示されるように、導電型の異なる複数の半導体層又は濃
度の異なる複数の半導体層の接続において、ステップカ
バレッジが良く、抵抗値の変動がなく、且つ微細である
接続が形成できなかったことである。

［問題点を解決するための手段］ 上記問題点は、導電型又は濃度の異なる複数の半導体層
が、前記半導体層上の絶縁膜又は前記半導体層に設けら
れた開孔に概略埋め込まれた導電膜を介して接続されて
いる本発明による半導体装置によって解決される。

［作　用］ 即ち本発明の半導体装置においては、導電型の異なる（
ｎ型及びｐ型）複数の半導体層を有する場合、又は濃度
の異なる（高濃度、低濃度等）複数の半導体層を有する
場合の半導体装置において、前記複数の半導体層の接続
は、前記半導体層上の絶縁膜又は前記半導体層に設けら
れた開孔に概略埋め込まれた導電膜を介してなされる構
造に形成されている。したがって、二次元又は三次元に
形成した異なる導電型の半導体層間に微細に形成した開
孔にセルファラインで選択化学気相成長膜を埋め込み接
続できるため、高集積及びステップカバレッジの良い接
続の形成が可能である。又、同導電型の異なる濃度の半
導体層間に微細に形成しな開孔にセルファラインで選択
化学気相成長膜を埋め込み接続することもできるため、
高濃度領域からの不純物の拡散を防止できるので、抵抗
値の変化のない高性能な接続の形成も可能である。

即ち、極めて高集積、高信頼且つ高性能な半導体集積回
路の形成を可能とした半導体装置を得ることができる。

［実施例］ 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。

第１図は本発明の半導体装置における第１の実施例の模
式側断面図、第２図は本発明の半導体装置における第２
の実施例の模式側断面図、第３図は本発明の半導体装置
における第３の実施例の模式側断面図、第４図は本発明
の半導体装置における第４の実施例の模式側断面図、第
５図は本発明の半導体装置における第５の実施例の模式
側断面図、第６図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体装置
における製造方法の一実施例の工程断面図である９全図
を通じ同一対象物は同一符号で示す。

第１図はｐ型シリコン（Ｓｉ）基板を用いた際の本発明
の半導体装置における第１の実施例の模式側断面図で、
１は１０Ｉ５Ｃ「３程度のｐ−型シリコン（Ｓｉ）基板
、２は３０Ｏｎ＋ｓ程度の第１の絶縁膜（熱酸化膜）、
３は１ｏ２０Ｃ「３程度のｎ十型不純物領域、４は１０
２０Ｃ１ｌ−３程度のｐ十型不純物領域、５は５００−
程度の第２の絶縁膜（化学気相成長酸化膜）、６は埋め
込み導電膜（選択化学気相成長タングステン膜）を示す
。

同図においては、ｐ−型シリコン（Ｓｉ）基板１上に第
１の絶縁膜（熱酸化膜）２を介してｎ＋型不純物領域３
及びｐ＋型不純物領域４が設けられており、ｎ十型不純
物領域３及びｐ十型不純物領域４上に設けられた第２の
絶縁膜（化学気相成長酸化膜）にｎ十型不純物領域３及
びｐ十型不純物領域４の一部を露出する開孔を設け、こ
の開孔を選択化学気相成長タングステン膜６によりセル
ファラインに埋め込み、この選択化学気相成長タングス
テン膜６を介してｎ＋型不純物領域３とｐ士型不純物領
域４との接続を形成している。したがって、異なる導電
型の不純物領域間に高集積及びステップカバレッジの良
い接続の形成を可能にすることができる９ なお同図においては、ｐ十型不純物領域４上の選択化学
気相成長タングステン膜６の膜厚はｎ＋型不純物領域４
上の選択化学気相成長タングステン膜６の膜厚よりやや
薄く形成されている。これは一般に選択化学気相成長導
電膜はｎ型不純物領域上とｐ型不純物領域上では成長速
度が異なるためであり、同膜厚に形成したいならば本発
明者により出願されている受付番号１−１８２６０の形
成技術を使用すれば良い９ 第２図は本発明の半導体装置における第２の実施例の模
式側断面図で、１〜６は第１図と同じ物を示している９ 同図においては、ｎ十型不純物領域３及びｐ＋型不純物
領域４を形成している多結晶シリコン層にｎ＋型不純物
領域３及びｐ十型不純物領域４の側壁を露出する開孔を
設け、この開孔を選択化学気相成長タングステン膜６の
ラテラル成長によりセルファラインに埋め込み、この選
択化学気相成長タングステン膜６を介してｎ十型不純物
領域３とｐ十型不純物領域４の接続を形成したものであ
り、第１の実施例同様、高集積及びステップカバレッジ
の良い接続の形成を可能にすることができる。

第３図は本発明の半導体装置における第３の実施例の模
式側断面図で、１〜４．６は第１図と同じ物を示してい
る。

同図においては、ｐ−型シリコン（Ｓｉ）基板１にｎ十
型不純物領域３が形成されており、ｐ−型シリコン（Ｓ
ｉ）基板１上に第１の絶縁膜（熱酸化膜）２を介してｐ
十型不純物領域４が形成されており、ｐ十型不純物領域
４下の第１の絶縁膜（熱酸化膜）にはｎ十型不純物領域
３の一部を露出する開孔が設けられ、この開孔は選択化
学気相成長タングステン膜６によりセルファラインで埋
め込まれており、この選択化学気相成長タングステンＨ
６を介してパーティカル方向のｎ十型不純物領域３とｐ
十型不純物領域４の接続を形成したものである。これも
第１の実施例同様、高集積及びステップカバレッジの良
い接続の形成を可能にすることができる９ 第４図は本発明の半導体装置における第４の実施例の模
式側断面図で、１．２．４〜６は第１図と同じ物を、３
ａは第１のｎ十型不純物領域、３ｂは第２のｎ十型不純
物領域を示している。

同図においては、三導電領域の同時接続を形成したもの
である９ｐ−型シリコン（Ｓｉ）基板１に第１のｎ十型
不純物領域３ａが形成されており、ｐ−型シリコン（Ｓ
ｉ）基板１上に第１の絶縁膜（８酸化膜）２を介して第
２のｎ十型不純物領域３ｂ及びｐ＋型不純物領域４を形
成している多結晶シリコン層が設けられており、この多
結晶シリコン層及び第１の絶縁膜（熱酸化膜）２に第２
のｎ　＋型不純物領域３ｂ及びｐ十型不純物領域４の側
壁且つ第１のｎ十型不純物領域３ａの上面の一部を露出
する開孔を設け、この開孔を選択化学気相成長タングス
テン膜６のラテラル及びパーティカル成長によりセルフ
ァラインに埋め込み、この選択化学気相成長タングステ
ン膜６を介して第１のｎ十型不純物領域３ａ、第２のｎ
十型不純物領域３ｂ及びｐ十型不純物領域４の接続を形
成したものである。これも第１の実施例同様、高集積及
びステップカバレッジの良い接続の形成を可能にするこ
とができる９第５図は本発明の半導体装置における第５
の実施例の模式側断面図で、ｌ、２．４〜６は第１図と
同じ物を、７はｐ−型不純物領域を示している同図にお
いては、ｐ十型不純物領域４及びｐ−型不純物領域７を
形成している多結晶シリコン層にｐ十型不純物領域４及
びｐ−型不純物領域７の側壁を露出する開孔を設け、こ
の開孔を選択ｆヒ字気相成長タングステン膜６のラテラ
ル成長によりセルファラインに埋め込み、この選択化学
気相成長タングステン膜６を介してｐ十型不純物領域４
とｐ−型不純物領域７の接続を形成したものであり、こ
の選択化学気相成長タングステン膜６の介在により高濃
度領域からの不純物の拡散を防止できるので、抵抗値の
変化のない高性能な接続の形成を可能にすることができ
る９又、第１の実施例同様の効果を得ることもできる。

次いで本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例に
ついて第６図（ａ）〜（Ｃ）及び第１図を参照して説明
する。

第６図（ａ） 通常の技法を適用することにより、ｐ−型シリコン（Ｓ
ｉ）基板１に第１の絶縁膜（熱酸化膜）２、多結晶シリ
コン層８及び第２の絶縁膜（化学気相成長酸化膜）５を
順次成長する。

第６図（ｂ） 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト（図示せず）をマスク層として、砒素をイオン注入
してｎ＋型不純物領域３を、硼素をイオン注入してｐ十
型不純物領域４をそれぞれ選択的に多結晶シリコン層８
に形成する。

第６図（Ｃ） 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト（図示せず）をマスク層として、選択的に第２の絶
縁膜（化学気相成長酸化膜）５をエツチング除去し、ｎ
＋型不純物領域３とｐ十型不純物領域４の境界近傍を露
出する開孔を形成する９ 第１図 次いで前記開孔を選択化学気相成長タングステン膜６に
よりセルファラインに埋め込む。次いで通常のフォトリ
ソグラフィー技術を利用し、レジスト（図示せず）をマ
スク層として、前記多結晶シリコン層８をパターニング
形成する９以上実施例に示したように、本発明の半導体
装置によれば、二次元又は三次元に形成した異なる導電
型の不純物領域間に微細に形成した開孔にセルファライ
ンに選択化学気相成長膜を埋め込み接続できるため、高
集積及びステップカバレッジの良い接続の形成が可能で
ある。又、同導電型の異なる濃度の不純物領域間に微細
に形成した開孔にセルファラインで選択化学気相成長膜
を埋め込み接続することもできるため、高濃度領域から
の不純物の拡散を防止できるので、抵抗値の変化のない
高性能な接続の形成も可能にすることができる［発明の
効果］ 以上説明のように本発明によれば、ＭＩＳ及びバイポー
ラ型半導体装置において、導電型の異なる複数の半導体
層又は濃度の異なる複数の半導体層の接続は、前記半導
体層上の絶縁膜又は前記半導体層に設けられな開孔に概
略埋め込まれた導電膜を介してなされる構造に形成され
ているため、二次元又は三次元に形成した異なる導電型
の半導体層を微細に接続できることによる高集積１ヒを
、異なる濃度の半導体層を抵抗値を変えずに接続できる
ことによる高性能ｆヒを、接続領域を平坦に形成できる
ことによる高信頼性を可能とすることができる。即ち、
極めて高集積、高ずｚｍ社つ高性能な半導体集積回路の
形成を可能とした半導体装置を得ることができる。

４図面の簡単な説明 第１図は本発明の半導体装置における第１の実施例の模
式側断面図、 第２図は本発明の半導体装置における第２の実施例の模
式側断面図、 第３図は本発明の半導体装置における第３の実施例の模
式側断面図、 第４図は本発明の半導体装置における第４の実施例の模
式側断面図、 第５図は本発明の半導体装置における第５の実施例の模
式側断面図、 第６図（ａ）〜（Ｃ）は本発明の半導体装置における製
造方法の一実Ｒ（ｉ例の工程断面図、第７図は従来の半
導体装置における第１の実施例の模式側断面図、 第８図は従来の半導体装置における第２の実施例の模式
側断面図である９ 図において、 ■はｐ−型シリコン（Ｓｉ）基板、 ２は第１の絶縁膜（熱酸化膜）、 ３．３ａ、３ｈはｎ十型不純物領域、 ４はｐ十型不純物領域、 ５は第２の絶縁膜（化学気相成長酸化膜）、６は埋め込
み導電膜（選択化学気相成長タングステン膜）、 ７はｐ−型不純物領域、 ８は多結晶シリコン層 を示す９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）導電型又は濃度の異なる複数の半導体層が前記半
   導体層上の絶縁膜又は前記半導体層に設けられた開孔に
   概略埋め込まれた導電膜を介して接続されていることを
   特徴とする半導体装置。
2. （２）前記導電膜が選択化学気相成長導電膜からなるこ
   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
   。