JPH04317357A - 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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JPH04317357A
JPH04317357A JP8485491A JP8485491A JPH04317357A JP H04317357 A JPH04317357 A JP H04317357A JP 8485491 A JP8485491 A JP 8485491A JP 8485491 A JP8485491 A JP 8485491A JP H04317357 A JPH04317357 A JP H04317357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
contact hole
stopper layer
etching
substrate
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8485491A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Kanazawa
金澤 政男
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH04317357A publication Critical patent/JPH04317357A/ja
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,半導体装置の製造方法
,特に浅い不純物添加領域へのコンタクトホールの形成
方法に関する。
【0002】集積回路の微細化に伴い,極めて浅い拡散
層又は浅い接合を有する領域に電極を形成する必要が生
じた。かかる薄い不純物添加領域への電極形成では,不
純物添加領域の表面近傍のダメージが素子特性の劣化を
引き起こす。
【0003】このため,厚い絶縁酸化膜を貫き下地基板
表面に達するコンタクトホールを,精密にかつ下地基板
の表面に深いダメージを与えることなく形成する方法が
求められている。
【0004】
【従来の技術】シリコン基板上の絶縁酸化膜にコンタク
トホールを形成するための穴を穿つ方法として,従来は
反応性イオンエッチングの如き異方性イオンエッチング
が用いられていた。
【0005】かかる異方性イオンエッチングは,通常プ
ラズマの形成により生成されたイオンに電界を加えて高
エネルギー粒子とし,これを絶縁酸化膜へ衝突させるこ
とにより異方性を有するエッチングが行われる。
【0006】従って,エッチング面近傍は高エネルギー
粒子の衝突によるダメージを受けている。さらに,表面
は炭素,弗素等により汚染された層に覆われている。こ
のため,コンタクトホールの底に生ずるダメージ層を除
去するために,シリコン基板の表面数十nmをかかるダ
メージを生ずることのない等方性エッチングにより除去
することが必要とされている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述の様に,従来のコ
ンタクトホールの形成方法では,コンタクトホールの底
にダメージ層が形成されるために,ダメージ層を除去す
るためシリコン基板の表面を数十nmの深さまでエッチ
ングする必要があった。
【0008】このため,コンタクトをとるため表面に高
不純物濃度層が形成された領域,例えばソース又はドレ
イン領域では,表面の高不純物濃度層がエッチングされ
てなくなり,コンタクト抵抗が大きくなるという欠点が
あった。また,浅い拡散層へのコンタクトでは,拡散層
表面がエッチングされて薄くなりコンタクト面とp−n
接合とが接近するため接合リーク電流の増加を招くとい
う問題があった。
【0009】本発明は,シリコン表面にダメージを導入
することなく絶縁酸化膜を異方性イオンエッチングして
,コンタクトホールを形成する半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】図1及び図2は本発明の
実施例工程図であり,コンタクトホールの形成工程を断
面により表している。
【0011】上述した課題を解決するための本発明の第
一の構成は,図1を参照して,シリコン基板1上に堆積
した絶縁酸化膜10を異方性イオンエッチングして該基
板1とのコンタクトホール12を形成する方法において
,該基板1表面と該絶縁酸化膜10との間に該異方性イ
オンエッチングにおいて酸化膜に対して大きな選択比を
有するストッパ層11を設ける工程と,該ストッパ層1
1をストッパとして該絶縁酸化膜10に前記コンタクト
ホール12となるべき穴を上記異方性イオンエッチング
により穿つ工程と,該穴の底のストッパ層11を等方性
エッチングにより除去して該コンタクトホール12を形
成する工程とを有することを特徴として構成され,及び
,第二の構成は,第一の構成の半導体装置の製造方法に
おいて,上記ストッパ層11は,上記シリコン基板1上
に形成された酸化膜3と,該酸化膜3上に堆積したポリ
シリコン膜7A又は酸化アルミニュウム膜14とからな
ることを特徴として構成される。
【0012】
【作用】本発明では,図1を参照して,絶縁酸化膜10
のエッチングには異方性イオンエッチングが用いられる
。このため,厚い絶縁酸化膜10を精密かつ高速に加工
できる。
【0013】他方,異方性イオンエッチングはストッパ
層11で停止される。このため,異方性イオンエッチン
グに伴い生ずるダメージは,ストッパ層11内に留まり
下地のシリコン基板1には導入されないのである。
【0014】さらに,本発明では,ストッパ層11をド
ライ又はウエット方式の等方性エッチングにより除去し
てシリコン表面を露呈する。この等方性エッチングは,
高エネルギー粒子を利用しないことから露呈したシリコ
ン表面にダメージを導入することがない。従って,従来
の方法の如くコンタクトホール12形成後にシリコン表
面をエッチングする必要がなく,コンタクト抵抗の増大
及び接合リーク電流の増加を招くことがないのである。
【0015】かかる効果を得るために,ストッパ層11
は異方性イオンエッチングにおいて絶縁酸化膜10に対
する選択比が大きく,かつ等方性エッチングにおいてシ
リコンに対するエッチ速度が大きな層とされる。
【0016】このようなストッパ層11の材料として,
例えばSi3 N4 又は各種の金属を用いることがで
きる。さらに2層からなる層,例えば薄い酸化膜3上に
ポリシリコン又はSi3 N4 の薄膜を形成したもの
をストッパ層11とすることもできる。このとき,スト
ッパ層11の除去はポリシリコン又はSi3 N4 を
エッチングした後に,さらに酸化膜3のエッチングとい
う2段階のエッチングにより行われる。
【0017】この2層のストッパ層とすることにより,
異方性エッチングのストッパとしての性質と等方性エッ
チングでシリコンを残して除去される性質とを,異なる
特性をもつ層に格別に分担させることができる。このた
め,ストッパ層11の絶縁酸化膜10に対する選択比と
シリコン基板1に対する選択比とを同時に大きくするこ
とが容易になるという効果を奏する。
【0018】なお,ストッパ層11は絶縁酸化膜10に
較べ極めて薄くてよく,等方性エッチングによる加工精
度の劣化は通常無視できる範囲にある。
【0019】
【実施例】本発明を実施例に即して図1を参照して説明
する。先ず,図1(a)を参照して,シリコン基板1に
通常のMOSトランジスタ製造工程により,酸化分離帯
2,表面を高濃度としたソース及びドレイン領域4,5
,厚さ8nmのゲート酸化膜3,及びゲート電極6を形
成する。
【0020】次いで,図1(b)を参照して,厚さ20
nmのポリシリコン膜7をCVD又はスパッタにより堆
積する。次いで,図1(c)を参照して,レジストパタ
ーン8をマスクとしてドライエッチングによりコンタク
トホール12を形成すべき部分のポリシリコン膜7Aを
残してポリシリコン膜7を除去し,ポリシリコン膜7A
と酸化膜3とからなるストッパ層11を形成した後,レ
ジストを除去する。
【0021】次いで,図1(d)を参照して,リンガラ
スフローにより厚さ600nmの絶縁酸化膜10を堆積
し,その上にレジスト9を塗布し,フォトリソグラフに
よりコンタクトホールパターン12Aを開口する。
【0022】次いで,図1(e)を参照して,CF4 
とCHF3の混合ガスを用いた平行平板型の反応性イオ
ンエッチングにより,コンタクトホールパターン12A
がポリシリコン7Aに達するまで絶縁酸化膜10を異方
性エッチングする。このとき,ポリシリコン膜7Aは異
方性エッチングのストッパとして機能する。
【0023】次いで,図1(f)を参照して,ポリシリ
コン層7Aのコンタクトホールパターン12Aの底の部
分を,等方性エッチング,例えばCF4 とO2 との
混合ガスを用いたイオンエッチング, 或いは弗硝酸を
用いたウエットエッチングにより除去する。
【0024】なお,ポリシリコン層7Aの表面側の一部
を予め異方性イオンエッチングを用いて除去することに
より,等方性エッチングによる加工精度の劣化を少なく
することができる。
【0025】次いで,図1(g)を参照して,酸化膜3
のコンタクトホールパターン12Aの底の部分を,等方
性エッチング,例えばCF4 とH2 の混合ガスを用
いた等方性のプラズマエッチング,あるいはバッファ弗
酸によるウエットエッチングにより除去してシリコン表
面を露呈させる。
【0026】次いで,図1(h)を参照して,レジスト
9を除去した後,配線材料を堆積ししてコンタクトを形
成し,その後配線13をパターンニングにより形成する
。図2は本発明の他の実施例工程図であり,上記ポリシ
リコン膜7に代えて酸化アルミニュウム膜とした例を表
している。
【0027】図2(a),(b)を参照して,ポリシリ
コン膜7に代え酸化アルミニュウム膜14をIAD(I
on−Assisted Deposition)法に
より例えば10nmの厚さに堆積する。
【0028】IAD法では,酸素イオンを蒸着時に基板
に付与し,酸化アルミニュウム膜の特性を向上できる。 次いで,図2(c),(d)を参照して,CF4 とC
HF3 の混合ガスを用いた平行平板型の反応性イオン
エッチングにより,絶縁酸化膜10にコンタクトホール
12になる穴を明ける。
【0029】このエッチングでの選択比は,Al2 O
3 膜:SiO2 膜=1:200で非常に大きいから
,精密な断面形状の加工ができる。次いで,上記穴の底
の酸化アルミニュウム膜14を例えば緩衝弗酸溶液に浸
漬して除去する。
【0030】次いで,酸化膜3を例えば緩衝弗酸溶液に
浸漬して除去する。このとき,10nmの酸化アルミニ
ュウム膜14を除去する間に,絶縁酸化膜10がエッチ
ングされる量は略25nmと僅かに過ぎない。従って,
形状の変形を小さくすることができる。
【0031】本実施例によれば,酸化アルミニュウムは
ポリシリコンと異なり絶縁物であるから,酸化アルミニ
ュウム膜14をコンタクト毎に分離する必要がない。こ
のため,図1(c)に示す如きポリシリコン膜7をパタ
ーンニングする工程を省略できるという効果を奏する。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば,コンタクトホールを絶
縁酸化膜の異方性エッチングを用いて形成しても,シリ
コン表面にダメージ層は形成されず,シリコン表面をエ
ッチングする必要がないので,低コンタクト抵抗かつ低
リーク電流のコンタクトがとれるコンタクトホールを高
精度に形成することができるので,半導体装置の性能向
上に寄与するところが大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の実施例工程図
【図2】  本発明の他の実施例工程図
【符号の説明】
1  基板 2  分離帯 3  酸化膜 4  ドレイン領域 5  ソース領域 6  ゲート 7,7A  ポリシリコン膜 8,9  レジスト 10  絶縁酸化膜 11  ストッパ層 12  コンタクトホール 12A  コンタクトホールパターン 13  配線 14  酸化アルミニュウム膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  シリコン基板(1)上に堆積した絶縁
    酸化膜(10)を異方性イオンエッチングして該基板(
    1)とのコンタクトホール(12)を形成する方法にお
    いて,該基板(1)表面と該絶縁酸化膜(10)との間
    に該異方性イオンエッチングにおいて酸化膜に対して大
    きな選択比を有するストッパ層(11)を設ける工程と
    ,該絶縁酸化膜(10)に前記コンタクトホール(12
    )となるべき穴を該ストッパ層(11)をストッパとす
    る上記異方性イオンエッチングにより穿つ工程と,該穴
    の底のストッパ層(11)を等方性エッチングにより除
    去して該コンタクトホール(12)を形成する工程とを
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】  請求項1記載の半導体装置の製造方法
    において,上記ストッパ層(11)は,上記シリコン基
    板(1)上に形成された酸化膜(3)と,該酸化膜(3
    )上に堆積したポリシリコン膜(7A)又は酸化アルミ
    ニュウム膜(14)とからなることを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
JP8485491A 1991-04-17 1991-04-17 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH04317357A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134428A (en) * 1995-11-06 2000-10-17 Seiko Epson Corporation Wrist mounted communicator
US6396144B1 (en) 1996-12-03 2002-05-28 Seiko Epson Corporation Mounting structure of semiconductor device, and communication apparatus using the same
JP2011018683A (ja) * 2009-07-07 2011-01-27 Mitsubishi Electric Corp 薄膜太陽電池およびその製造方法

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