JPH0414221A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔目次） ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術（第３回） ・発明が解決しようとする課題（第４図）・課題を解決
するための手段 ・作用（第２図） ・実施例（第１図） 発明の効果 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言えば、ステ
ップカバレージの改善のためのテーパを有するコンタク
トホールの作成方法を含む半導体装置の製造方法に関し
、 コンタクトホールの底部の半導体基板と引出し電極との
間のコンタクト抵抗を低減することができる半導体装置
の製造方法を提供することを目的とし、 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜に
開口部を形成する工程と、前記開口部の底部の半導体基
板表面に保護膜を選択的に形成する工程と、前記開口部
の角部の絶縁膜をドライエツチングすることによりテー
パを形成する工程と、前記保護膜を除去し、開口部の底
部に半導体基板を表出する工程を含み構成する。

〔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、更に詳しく言
えば、ステンプカバレージの改善のためのテーパを有す
るコンタクトホールの作成方法を含む半導体装置の製造
方法に関する。

〔従来の技術〕

第３図（ａ）〜（ｄ）は、従来例のテーパを有するコン
タクトホールの作成方法を含む半導体装置の製造方法に
ついて説明する断面図である。

まず、拡散層２の形成されたＳｉ基板１上にＳｉＯ□膜
３を形成する（同図（ａ））。

次に、拡散層２の上のＳｉＯ□膜３を選択的にドライエ
ツチングして除去し、コンタクトホール３ａを形成する
（同図（ｂ））。

次いで、前記コンタクトホール３ａの角部３ｂにテーパ
３ｃを形成するためアルゴンガスを用いて角部３ｂをド
ライエンチングする（同図（Ｃ））。

その後、ＡＩ膜を被覆した後、バターニングして引出し
電極４を形成すると、半導体装置が完成する（同図（ｄ
））。これにより、引出し電極４のステンプカハレージ
が改善される。

〔発明が解決しようとする課題］ ところで、コンタクトホール３ａの角部３ｂにテーパ３
ｃを形成した（第３図（Ｃ））後、ＡＩからなる引出し
電極４を形成する（第３図（ｄ））と、テーパ３Ｃを形
成しない半導体装置と比較してコンタクト抵抗値が大き
くなるという問題がある。また、引出し電極４を形成す
る前にフッ化水素酸（ＨＦ）の水溶液でＳｉ基板１表面
をライトエツチングしてもコンタクト抵抗値は大きいま
まで変わらない。

これは、テーパ３ｃを形成するためのアルゴンガスを用
いたドライエツチングの際（第３図（ｃ））、エツチン
グされた５ｉ０２膜３粒子やチャンバ内に存在するガス
粒子などが再結合してＳｉ基板１表面に除去困難な絶縁
膜５として残存する（第４図（ａ））ため、又は、アル
ゴン粒子が直接Ｓｉ基板１に衝突することにより、Ｓｉ
基ＦｉＩに結晶欠陥６などが生して引出し電極４とのコ
ンタクトが正常に行えなくなるため（第４［ｍ　（ｂ）
）など種々の原因が考えられる。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので
、コンタクトホールの底部の半導体基板と引出し電極と
の間のコンタクト抵抗を低減することができる半導体装
置の製造方法を擾供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段］ 上記課題は、第１に、半導体基板上に絶縁膜を形成する
工程と、前記絶縁膜に開口部を形成する工程と、前記開
口部の底部の半導体基板表面に保護膜を選択的に形成す
る工程と、前記開口部の角部の絶縁膜をドライエツチン
グすることによりテーパを形成する工程と、前記保護膜
を除去し、開口部の底部に半導体基板を表出する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法によっ
て解決され、 第２に、第１の発明に記載の保護膜が酸化膜又は窒化膜
であることを特徴とする第１の発明に記載の半導体装置
の製造方法によって解決される。

〔作用〕

表１は、本願発明者の実験により得た本発明の作用・効
果を説明する実験結果を示すものである。

即ち、第１の発明の半導体装置の製造方法により作成さ
れた試料のコンタクト抵抗値を示すもので、従来の方法
により作成された試料のコンタクト抵抗値と相対比較し
たものである。

注）なお、表１において、第１の発明の製造方法による
場合のコンタクト抵抗値は、従来法によるコンタクト抵
抗値を１とした場合の相対値で示している。

本実験に用いた第１の発明に係る試料は、次の様にして
作成された。即ち、第２図に示すように、ｎ型のＳｉ基
板１１に互いに分離して５００個形成されたｐ１型の各
拡散層１２ａ〜１２ｆ上のＳｉＯ□膜１３に２個ずつ、
計１０００個のコンタクトホール１３ａ〜１３ｍを形成
した後、各コンタクトホール１３ａ〜１３ｍの底部に膜
厚３００人のＳｉＯ□膜からなる保護膜を温度９００°
Ｃの熱酸化により形成し、次いで、各コンタクトホール
１３　ａ−１３ｍの角部の５ｉ０２膜１３にテーパを形
成するだめのドライエツチングをアルゴンガス流量５０
ＳＣＣＭ、圧力３〜５　ｍＴｏｒｒ　、電力２５０Ｗの
条件で行った後、ＨＦ水溶液を用いたウェットエツチン
グにより保護膜を除去し、その後、各拡散層１２ａ〜１
２７２を直列に接続するようにＡＩからなる引出し電極
１４ａ〜１４ｎを形成した。

更に、このような１０００個のチエインコンタクトを含
む試料の一電極と十電極との間に所定の電流を流したと
きの電圧を測定し、チエインコンタクトの電気抵抗値を
計算により求めた。

実験結果によれば、表１に示すように、第１の発明の製
造方法によるコンタクト抵抗値は従来の場合と比較して
１／２〜Ｉ／Ｉ　Ｏに低減した。

これは、テーパを形成するためのトライエツチングの前
にコンタクトホール１３ａ〜１３ｍの底部二二予め形成
された保護膜により、ドライエツチングの際にアルゴン
粒子がコンタクトホール１３ａ〜１３ｍの底部のＳｉ基
板１１表面に直接衝突するのを防止し、５１基板１１へ
の結晶欠陥などの導入を防止することができるためであ
ると考えられる。或いは、ドライエツチング中にエツチ
ングされたＳｉＯ□膜１３の粒子やエツチングチャンバ
内に存在するガス粒子などの再結合により形成される除
去困難な絶縁膜がたとえ保護膜上に残存しても、ドライ
エツチング後に保護膜を除去しているので、保護膜とと
もにこの絶縁膜も除去することができるためであると考
えられる。

また、第２の発明のように、保護膜として実験に用いた
ＳｉＯ□膜などの酸化膜の他、Ｓｉ３〜４膜などの窒化
膜を用いてもよい。

〔実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図（ａ）〜（ｆ）は、本発明の実施例のテーパを有
するコンタクトホールの作成工程を含む半導体装置の製
造方法について説明する断面図である。

まず、Ｓｉ基板（半導体基板）７に拡散層８を形成した
後、Ｓｉ基板７上に膜厚約１μｍのＳｉＯ□膜９を形成
する（同図（ａ））。

次に、拡散Ｎ８上のＳｉＯ□膜９を不図示のレジスト膜
をマスクとして選択的にエツチング・除去し、コンタク
トポール（開口部）９ａを形成する（同図（ｂ））。

次いで、レジスト膜を除去した後、コンタクトホール９
ａの底部のＳｉ基板７を乾燥酸素中、温度約９００″Ｃ
の条件で加熱処理し、膜厚約３００人のＳｉＯ□膜（保
護膜）１０を形成する（同図（Ｃ））。

続いて、不図示のチャンバ内に５１基板７を入れ、電力
２５０Ｗ、チャンバ内の圧力３〜５　ｍＴｏｒｒ　、ア
ルゴンガス流量５０ＳＣＣＭの条件でアルゴンガスをプ
ラズマ化した後、コンタクトホール９ａの角部９ｂをエ
ツチングし、幅約３０００人、深さ約３０００人のテー
パ９Ｃを形成する（同図（ｄ））。このとき、コンタク
トホール９ａの底部のＳｉ基板７はＳｉＯ□８１０で被
覆されているため、アルゴンガスはＳｉ基板７に直接衝
突しないので、Ｓｉ基板７への結晶欠陥などの導入を防
止することができる。また、アルゴンガスによりエツチ
ングされたＳｉＯ□膜９の粒子やチャンバ内に存在する
ガス粒子などがＳｉ粒子その他と再結合してＳｉ基板７
表面に直接堆積するのを防止することができる。

次に、Ｓｉ基ｖｉ、７表面Ｌコ残存ｉ−ル５ｉＯｚｌｊ
Ｊ　Ｊ　ＯヲＨＦ水溶液を用いたウェットエンチングに
より除去し、コンタクトホール９ａの底部にＳｉ基板７
を表出する（同図（ｅ））。このとき、エツチング粒子
などの再結合によってＳｉＯ□膜１０上に形成される除
去困難な絶縁膜が残存していたとしても、ＳｉＯ□膜１
０を除去することによりこの絶縁膜も共に除去されるの
で、コンタクトホール９ａの底部には８１基板７の表面
が露出することになる。

次いで、ＡＩ膜を形成した後、パターニングして引出し
電極１４を形成すると、ステップカバレージのよい半導
体装置が完成する（同図（ｆ））。

以上のように、本発明の実施例によれば、第１図（ｄ）
に示すように、ドライエツチングによりテーパ９ｃを形
成する際、コンタクトホール９ａの底部のＳｉ基板７を
５ｉｎ２膜１０で被覆しているので、Ｓｉ基板７への結
晶欠陥などの導入を防止することができる。更に、第１
図（ｅ）に示すように、ドライエツチング後にこの５ｉ
０２膜１０をウェットエツチングにより除去しているの
で、Ｓｉ基板７への新たな結晶欠陥などの導入を防止し
つつ、エツチングされた粒子などの再結合によって形成
される除去困難な絶縁膜がＳｉ基板７表面に残存するの
を防止することができる。

これにより、コンタクトホール９ａを介してＳｉ基板７
と引出し電極１４とを接続する場合、従来と比較してコ
ンタクト抵抗を低減することができる。

なお、保護膜として、本発明の実施例に用いたＳｉＯ□
膜１０などの酸化膜の他、Ｓｉ：＋Ｎａ膜などの窒化膜
を用いることもできる。

〔発明の効果］ 以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば
、ドライエツチングによりテーパを形成する際、開口部
の底部の半導体基板を保護膜で被覆しているので、半導
体基板への結晶欠陥などの導入を防止することができる
。更に、ドライエツチング後にこの保護膜をウェットエ
ツチングにより除去しているので、半導体基板への新た
な結晶欠陥などの導入を防止しつつ、エツチングされた
粒子などの再結合によって形成される除去困難な絶縁膜
が半導体基板の表面に残存するのを防止することができ
る。

これにより、開口部を介して半導体基板と引出し電極と
を接続する場合、従来と比較してコンタクト抵抗を低減
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例の半導体装置の製造方法を説
明する断面図、 第２図は、チエインコンタクトを説明する断面図、 第３図は、従来例の半導体装置の製造方法を説明する断
面図、 第４図は、従来例の問題点を説明する断面図である。 〔符号の説明］ １　・・・Ｓｉ基１反、 ２　、　８　、１２ａ−１２１！、・・・拡散層、３・
・・ＳｉＯ２膜、 ４□　１４．１４ａ〜１４ｎ・・・引出し電極、５・・
・絶縁膜、 ６・・・結晶欠陥、 ７、　１１−５ｉ基ｖｉ（半導体基板）、９．１３・・
・５ｉｎ２膜（絶縁膜）、９ａ、１３ａ〜１３ｍ・・・
コンタクトホール（開口部）、９ｂ・・・角部、 ９ｃ・・・テーパ、 １０・・・５ｉｎ２膜（保護Ｍ）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶
   縁膜に開口部を形成する工程と、 前記開口部の底部の半導体基板表面に保護膜を選択的に
   形成する工程と、 前記開口部の角部の絶縁膜をドライエッチングすること
   によりテーパを形成する工程と、 前記保護膜を除去し、開口部の底部に半導体基板を表出
   する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。
2. （２）請求項１記載の保護膜が酸化膜又は窒化膜である
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法
   。