JPH03116852A - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は半導体装置に関し、特に、多層の配線層を有す
る半導体装置に関する。

［従来の技術］ ２層の配線層を有する従来の半導体装置の断面図を第４
図に示す、同図に示されるように、従来の半導体装置は
、フィールド絶縁膜４０２、拡散層４０３を有する半導
体基板４０１上に第１コンタクト孔４０５を有する第１
の絶縁膜４０４を設け、該第１の絶縁股上に、第１コン
タクト孔４０５を介して拡散層４０３と接触する第１Ａ
ρ配線層４１４を設け、さらに該配線層４１４上に、第
２コンタクト孔４１０を有する第２の絶縁膜４０９を設
け、第２の絶縁膜上に第２コンタクト孔４１Ｏを介して
第１Ａ、Ｒ配線層４１４と接触する第２／ｌ配線層４１
１を設けるものであった。

第５図は、他の従来例を示す断面図である。この例では
、第５図に示されるように、第１コンタクト孔内にポリ
シリコン４１６を埋め込み、コンタクト部を平坦にした
後その上に第１ＡＩ配線層４１５を形成していた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述した第４図に示した従来例では、第１コンタクト孔
と第２コンタクト孔との距ＭＡを一定以上（例えば１μ
ｍ以上）に確保する必要があるので、このことが半導体
装置の高密度化の妨げとなっていた。このように両コン
タクト、孔の位置をすらさなけばならないのは、第１コ
ンタクト孔４０５の真上に第２コンタクト孔４１０を開
孔した場合、第６図に示すように、第１ＡＪ配線層４１
４を形成する際に第１コンタクト孔４０５の段差が第１
ＡｉＩ配線層４１４に反映され、第２コンタクト孔４１
０の深さが第１のコンタクト段差と第２のコンタクト段
差が合わさった深さになるため、第２ＡｉＩ配線層４１
１が第２コンタクト段菰で断線するという事故が発生す
るからである。

また、第５図に示すように、第１コンタクト孔内部にポ
リシリコン４１６を埋め込んだ場合は、ポリシリコン４
１６に不純物をイオン注入で導入し、その後熱処理を行
ってコンタクト接続抵抗を下げる必要がある。しかしな
がら、近年、半導体装置の高性能化、特にトランジスタ
の高性能化のため、チャネル長を短く保つ必要があるの
で、熱処理は極力抑えられる傾向にある。従って、上記
熱処理についても十分な熱処理を行うことができず、コ
ンタクト接続抵抗を十分に低抵抗化することができなか
った。

［課題を解決するための手段］ 本発明の半導体装置は、少なくとも２層の多層配線を有
するものであって、該多層配線の下層の配線層は、その
下に設けられている絶縁膜上に延在し、該絶縁膜に形成
されたコンタクト孔を介し°ＣＣ絶絶縁膜下形成されて
いる導電体層と接触している。そして、前記下層の配線
層は、前記絶縁股上、前記コンタクト孔の側壁および底
面を覆う第１の導体層と、該第１の導体層上にあって前
記コンタクト孔を埋め込むパッド層と、前記第１の導体
層上および前記パッド層を覆って形成された第２の導体
層とにより構成されている。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図である。同図
において第４図に示した従来例の部分と同等の部分には
、下２桁が共通する参照番号が付されているので重複す
る説明は省略するが、本実施例の第４図の従来例と相違
する点は、第１層の配線層が、拡散層１０３と接触し、
第１の絶縁膜１０４上に延在する薄いタングステンシリ
サイド層１０６と、第１コンタクト孔１０５を平坦に埋
め込む二酸化シリコン膜１０７と、タングステンシリサ
イド層１０６および二酸化シリコン膜１０７上に形成さ
れた第１Ａ、ｌｆｌ配線層１０８によって構成されてい
る点である。すなわち、本実施例では、コンタクト孔部
分では、タングステンシリサイド層１０６と第１Ａｆ配
線層１０８とが二酸化シリコン膜１０７によって分離さ
れており、それ以外の部分では、配線層はシリサイド層
１０６と第１ＡｉＩ配線層との２層構造となっている。

この構成によれば、第１Ａ、Ｏ配線層１０８がコンタク
ト部でも平坦に形成されているため、第２コンタクト孔
１１０を第１コンタクト孔１０５の真上に開孔しても、
第２Ａ、Ｒ配線層１１１が第２コンタクト部で断線する
ことはない。

電気的導通に関しては、第１コンタクト部では拡散層１
０３と第１Ａｆｆｌ配線層１０８はタングステンシリサ
イド層１０６を介して接続されるが、タングステンシリ
サイド層は、その比抵抗が２Ω・ｃｍ程度と低いため、
コンタクト接続抵抗は第４図の従来例のものとほとんど
変わらない。

次に、第２図（ａ）〜（ｆ）を参照して本実施例の製造
方法について説明する。

まず、第２図（ａ）に示すように、半導体基板１上に従
来法と同じようにフィールド絶縁膜１０２および拡散層
１０３を形成し、第１の絶縁膜１ｏ４を膜厚１０，００
０人に形成した後、フォトエツチング法により、大きさ
１８ｍＸ１μｍの第１コンタクト孔１０５を開孔する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、膜厚】０００人のタ
ングステンシリサイド層１０６ａをスパッタ法により形
成する。

次いで、第２図（ｃ）に示すように、二酸化シリコン膜
１０７ａをＣＶＤ法により厚さ１０　、０００人に形成
する。このように厚く形成するとコンタクト孔内部は埋
め込まれかつ成長表面もほとんど平坦となる。

次に、第２図（ｄ）に示すように、全面エツチングによ
り、第１コンタクト孔１０５内部のみに二酸化シリコン
膜１０７が残るようにする。続いて、第２図（ｅ）に示
すように、膜厚８０００人のＡｐ層１０８ａを形成する
。

しかる後に、第２図（ｆ）に示すようにフォトエツチン
グ法により、ＡＪ層１０８ａおよびタングステンシリサ
イド層１０６ａにバターニングを施して第１ＡＪ配線層
１０８およびタングステンシリサイド層１０６を形成す
る。

その後は、常法により、膜厚ｉ　ｏ　、　ｏｏｏ人の第
２の絶縁膜１０９を形成し、第２コンタクト孔１１０を
開孔した後、膜厚８０００人の第２ＡＪ配線層１１１を
形成すれば第１図に示される半導体装置が完成する。

第３図は、本発明の他の実施例を示す断面図である。同
図において、先の実施例の部分と同等の部分については
同一の参照番号が付されている。

本実施例では、下地配線層が拡散層からポリシリコン層
１１２に変わっている。また、第１コンタクト孔１０５
を埋め込んでいる物質もポリシリコン１１３になり、さ
らにタングステンシリサイド層１０６′はコンタクト孔
の周辺部に形成されているのみである０本実施例でも、
先の実施例と同様の効果を有するが、本実施例では、コ
ンタクト孔部がポリシリコン層１１３で埋め込まれてい
るため、ポリシリコン１１３中に不純物を導入すれば、
導電性のポリシリコンを介してもコンタクト接続ができ
るようになり、コンタクト接続抵抗を下げることができ
る。

以上の実施例では、第１コンタクト孔でコンタクトをと
るための材料としてタングステンシリサイドを用いてい
たが、これを他の金属シリサイドあるいは高融点金属材
料に変更することできる。

さらに、コンタクト孔内に埋め込む材料しては、ＰＳＧ
、ＰＢＳＧ、窒化シリコン等を用いることができる。

また、実施例では２膚のＡｆ配線層を有する半導体装置
について説明したが、本発明はこれに限定されるもので
はなく、３層以上のＡＩＩ配線層を有するものについて
も同様に実施できる。

その場合には、複数層の配線層に対して、第１コンタク
ト孔１０５と同様のコンタクト構造を採用すればよい。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の半導体装置は、下層の配
線層を、第１コンタクト孔において下層の導電体層とコ
ンタクトする第１の導体層と、第１コンタクト孔を埋め
るパッド層と、第１導体層およびパッド層を覆って形成
された第２導本層とによって構成したものであるので１
本発明によれば、第１コンタクト孔の真上に第２コンタ
クト孔を設けても上層の配線層に断線が発生することが
ない、従って１本発明によれば、第１コンタクト孔と第
２コンタクト孔との間に一定の距離を設ける必要がなく
なり、半導体装置を高密度化することが可能となる。さ
らに、コンタクトをとるための材料に低抵抗の導体層を
用いているので、コンタクト接続抵抗を十分低くするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ
）〜（ｆ）は、その製造工程を説明するための半導体装
置の断面図、第３図は、本発明の他の実施例を示す断面
図、第４図〜第６図は、それぞれ従来例を示す断面図で
ある。 １０１．４０１・・・半導体基板、　　　１０２．４０
２・・・フィールド絶縁膜、　　　１０３．４０３００
．拡散層、　　１０４，４０４・・・第１の絶縁膜、１
０５．４０５・・・第１コンタクト孔、１０６．１０６
ａ、１０６　’　−・・タングステンシリサイド層、　
　１０７．１０７ａ・・・二酸化シリコン膜、　　１０
８・・・第１ＡＪ配線層、　　１０８ａ・・・Ａ（層、
　　　１０９・・・第２の絶縁膜、１１０．４１０・・
・第２コンタクト孔、１１１．４１１・・・第２Ａ、Ｒ
配線層、　　　１１２・・・ポリシリコン層、　　　　
１１３・・・ポリシリコン、４１４．４１５・・・第１
Ａ、Ｒ配線層、　　４１６・・・ポリシリコン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 下層の導電体層と、該下層の導電体層を覆う第１の絶縁
   膜と、該第１の絶縁膜に形成された第１のコンタクト孔
   を介して前記下層の導電体層と接続され前記第１の絶縁
   膜上に延在する第１の配線層と、該第１の配線層を覆う
   第２の絶縁膜と、該第２の絶縁膜に形成された第２のコ
   ンタクト孔を介して前記第１の配線層と接続され前記第
   ２の絶縁膜上に延在する第２の配線層とを具備する半導
   体装置において、前記第１の配線層は、前記第１の絶縁
   膜上並びに前記第１のコンタクト孔の側壁および底面を
   覆う第１の導体層と、前記第１のコンタクト孔内に埋め
   込まれたパッド層と、前記第１の導体層および前記パッ
   ド層上を覆って形成された第２の導体層とによって構成
   されていることを特徴とする半導体装置。