JPH04343221A - 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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JPH04343221A
JPH04343221A JP3114843A JP11484391A JPH04343221A JP H04343221 A JPH04343221 A JP H04343221A JP 3114843 A JP3114843 A JP 3114843A JP 11484391 A JP11484391 A JP 11484391A JP H04343221 A JPH04343221 A JP H04343221A
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JP
Japan
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oxide film
film
polycrystalline silicon
region
diffusion layer
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Pending
Application number
JP3114843A
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English (en)
Inventor
Katsuya Shino
志 野 克 弥
Koshi Maeda
前 田 幸 志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Priority to KR1019920008337A priority patent/KR950011021B1/ko
Priority to US07/885,768 priority patent/US5279979A/en
Publication of JPH04343221A publication Critical patent/JPH04343221A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/01Manufacture or treatment
    • H10D64/011Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor
    • H10D64/0111Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor to Group IV semiconductors
    • H10D64/0113Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor to Group IV semiconductors the conductive layers comprising highly doped semiconductor materials, e.g. polysilicon layers or amorphous silicon layers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S148/00Metal treatment
    • Y10S148/02Contacts, special

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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に
係わり、とくに配線層の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法を、図2の
工程別素子断面図を参照して説明する。p型半導体基板
201上の素子分離領域にフィールド酸化膜202が形
成され、表面全体にシリコン酸化膜203が形成された
後、第1層目の多結晶シリコン膜204が形成される。 この多結晶シリコン膜204は、シリコン酸化膜203
のうち形成されるゲート電極下の部分がレジストにより
汚染されるのを防止するために形成される。表面全体に
レジストが塗布され、パターニングが施されてレジスト
膜205が形成されて、図2(a)に示されるような断
面構造となる。
【0003】レジスト膜205をマスクとしてエッチン
グが行われて、多結晶シリコン膜204及びシリコン酸
化膜203がパターニングされ、図2(b)のように多
結晶シリコン膜204a及び204bとシリコン酸化膜
203a及び203bとが形成される。第2層目の多結
晶シリコン膜206が表面全体に形成され、例えばリン
イオン(P+ )のような不純物が導入される。これに
より、半導体基板201までの膜厚が最も薄く、さらに
半導体基板201の表面上にシリコン酸化膜が存在しな
い領域にn型拡散層205が形成される。
【0004】表面全体にレジストが塗布され、パターニ
ングされてレジスト膜211が形成される(図2(c)
)。このレジスト膜211をマスクとして、多結晶シリ
コン膜206と、多結晶シリコン膜204a及び204
b、シリコン酸化膜203a及び203bがエッチング
される。これにより、図2(c)のようにゲート酸化膜
203aa上に多結晶シリコン膜204aa及び206
aから成るゲート電極が形成され、さらにはシリコン酸
化膜203b上に、多結晶シリコン膜204b及び20
6bから成る配線層が同時に形成される。
【0005】表面全体に熱酸化法によりシリコン酸化膜
220が形成される。この状態で、1回目のリンイオン
(P+ )の導入が行われ、ソース又はドレイン領域と
なるn型拡散層221及び222が形成される。ゲート
電極と配線層の側面に、側壁223及び224がそれぞ
れ形成され、2回目のリンイオン(P+ )の導入が行
われて、図2(d)のように濃度の高いn型拡散層22
5及び226が形成される。ここで、多結晶シリコン膜
206bのうち、シリコン酸化膜203bが下に形成さ
れていない部分は、n型拡散層205aを介してn型拡
散層222及び226と配線層とを接続するために形成
され、一般にベリッドコンタクト(Buried Co
ntact)と称されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の製造方法には次のような問題があった。図2(c)
に示されたように、ゲート電極と配線層を形成するため
に多結晶シリコン206,204a及び204b、シリ
コン酸化膜203a及び203bをエッチングすると、
レジスト膜212で覆われていない部分の半導体基板2
01表面が約1000オングストロームほど掘られて、
n型拡散層205に溝213が形成されるという現象が
起こる。これにより、n型拡散層205とn型拡散層2
22及び226との接続不良が生じたり、結晶欠陥が発
生したり、あるいは溝213の表面には二層目の配線層
との間に形成される層間絶縁膜が入りにくく絶縁不良を
起こすなどの弊害が生じる。
【0007】これは、図2(c)に示されたエッチング
を行う段階で、ゲート電極側のゲート酸化膜203aa
,多結晶シリコン膜204aa及び206aを合計した
膜厚よりも、ベリッドコンタクト領域の多結晶シリコン
膜206bの膜厚の方が薄いこと、さらに、ベリッドコ
ンタクト領域は、絶縁体であるシリコン酸化膜203が
除去されており、エッチストッパとしてのシリコン酸化
膜が存在しないことにより生ずる。この後、MOSFE
TのN型拡散領域222、および226を形成した時、
図2(d)に示すように、多結晶シリコン206b中に
含まれる不純物がP型基板201中に拡散することによ
り先に形成されたN型拡散領域205と電気的に接続す
る。しかし、この場合、溝213が大きいと接続しなく
なり、回路として不良となる。
【0008】そこで、溝213が生じない様に、多結晶
シリコン膜206の除去すべき領域をシリコン酸化膜2
03aの存在する領域にのみ認定することも考えられる
。しかし、この場合図2(e)に示す様に、このN型拡
散領域205と226、222が接続しなくなり、やは
り回路として不良となる。
【0009】さらに、図2(b)において多結晶シリコ
ン膜204にリンイオン(P+ )を拡散させる場合に
、より高濃度に不純物を導入することによりN型拡散領
域がより拡がるようにし、この問題を回避することも考
えられるが、この場合、n型拡散領域205がフィール
ド酸化膜202の下の領域に深く拡散していき、素子分
離耐圧が低下するという問題も発生しうる。
【0010】本発明は上記事情に鑑み、配線層と拡散層
との接続を確実に行い、結晶欠陥や絶縁不良等の発生を
防止し得る半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、第一導電型の半導体基板の表面のうち、素子
分離領域にフィールド酸化膜を形成し、さらに表面全体
にシリコン酸化膜を形成する工程と、シリコン酸化膜の
表面上に多結晶シリコンを堆積させて第1の多結晶シリ
コン膜を形成し、この第1の多結晶シリコン膜に不純物
を導入する工程と、第1の多結晶シリコン膜に写真蝕刻
法を用いてパターニングを行って、ゲート電極と配線層
とを形成する工程と、ゲート電極と配線層との表面上に
シリコン酸化膜を形成する工程と、第二導電型の不純物
を導入し、半導体基板の表面のうち、ゲート電極及び配
線層以外の領域に第二導電型の拡散層を形成することに
より、ソース領域及びドレイン領域と、ソース領域又は
ドレイン領域とフィールド酸化膜との間に接続用拡散層
とを連続した状態で形成する工程と、シリコン酸化膜の
うち、接続用拡散層が形成されている領域と、隣接した
フィールド酸化膜上の一部の領域とを選択的に除去する
工程と、全体に多結晶シリコンを堆積して第2の多結晶
シリコン膜を形成する工程と、写真蝕刻法を用いて第2
の多結晶シリコン膜にパターニングを行い、接続用拡散
層と配線層とを電気的に接続する部分を選択的に残す工
程とを備えたことを特徴とする。
【0012】
【作用】第1の多結晶シリコン膜がパターニングされて
ゲート電極と配線層が形成された後、ソース領域及びド
レイン領域と、接続用拡散層とが形成される。ここで、
接続用拡散層とソース又はドレイン領域とは同時に形成
されるため、別工程で形成された場合のようなエッチン
グによる基板表面への損傷が防止され、接続用拡散層と
ソース又はドレイン領域とが確実に接続される。接続用
拡散層に溝が掘られると、この上に層間絶縁膜を形成し
た場合に溝の内部に十分に入り込まず絶縁不良を起こす
が、このような事態が回避される。また、ゲート電極部
を形成する、第1の多結晶シリコン膜とベリッドコンタ
クト部の第2の多結晶シリコン膜のパターニングは別々
になされることから、ゲート電極と、接続用拡散層と配
線層とを電気的に接続する部分との間隔を短くすること
が可能で、より微細化が可能となる。また第1の多結晶
シリコン膜に不純物を導入する際に、この第1の多結晶
シリコン膜の下にはシリコン酸化膜が形成されているた
め、高濃度の不純物を導入してもフィールド酸化膜下に
不純物が拡散し素子分離耐圧が低下する虞れがなく、第
1の多結晶シリコン膜の抵抗値を十分に下げることがで
きる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
し説明する。図1に、工程別に素子の縦断面を示す。先
ず図1(a)のように、p型半導体基板101の表面の
うち、素子分離領域にフィールド酸化膜102が形成さ
れ、熱酸化法により表面全体に、例えば膜厚100〜2
00オングストロームのシリコン酸化膜103が形成さ
れる。その表面全体に、多結晶シリコンがCVD法によ
り堆積されて、膜厚が約2000オングストロームの多
結晶シリコン膜104が形成される。この多結晶シリコ
ン膜104の内部に、例えばリンイオン(P+ )等の
不純物が導入されて拡散される。
【0014】図1(b)のように、写真蝕刻法が用いら
れて多結晶シリコン膜104と酸化膜103とがパター
ニングされ、ゲート電極および配線層を形成すべき領域
を残して除去される。表面全体に熱酸化法によりシリコ
ン酸化膜109が形成された後、1回目のリンイオン(
P+ )が、ドーズ量数×1013(1/cm2 )、
加速電圧50〜60(keV)で注入され、n− 型拡
散層110及び111が形成される。多結晶シリコンが
堆積された後、異方性エッチングが行われて配線層領域
とゲート電極の領域の側面に側壁112が形成される。 さらに二回目のリンイオン(P+ )の導入が、ドーズ
量数×1015(1/cm2 )、加速電圧50〜60
(keV)で行われ、濃度の高いn+ 型拡散層113
及び114が形成される。これにより、この後形成され
る多結晶シリコンから成るベリッドコンタクトに接続さ
れる接続用拡散層と、ソースまたはドレイン用の拡散層
とが一つのn型拡散層111及び114として一体に形
成される。
【0015】レジストが表面に塗布され、ベリッドコン
タクト領域上の部分が除去され、図1(c)に示される
ようなレジスト膜121及び122が形成される。この
レジスト膜121及び122をマスクとして、シリコン
酸化膜109がエッチングされる。
【0016】レジスト膜121及び122が除去された
後、多結晶シリコンがCVD法により堆積されて、図1
(d)のように表面全体に膜厚500〜1000オング
ストロームの多結晶シリコン膜131が形成される。こ
の多結晶シリコン膜131に、抵抗値を下げるためにリ
ンイオン(P+ )等の不純物が導入され拡散される。
【0017】そして表面全体に、レジストが塗布される
。n型拡散層111aのうち、ベリッドコンタクト領域
に相当する部分よりも少し大きめの領域を残してパター
ニングが行われ、レジスト膜141が形成される。この
レジスト膜141をマスクとして多結晶シリコン膜13
1にエッチングが施され、図1(e)のように多結晶シ
リコン膜131aが残されてベリッドコンタクトが形成
される。
【0018】以上のように、本実施例ではゲート電極と
なる多結晶シリコン膜104aとソース又はドレイン領
域となるn型拡散層110a及び111aを形成した後
、ベリッドコンタクトに相当する多結晶シリコン膜13
1aを形成している。さらに、ソース又はドレイン領域
となる拡散層と、ベリッドコンタクトとを接続する接続
拡散層とがn型拡散層111aとして一体に形成される
。このため、従来の方法で問題となったn型拡散層20
5における溝213(図2(c))の発生が防止され、
ドレイン又はソース領域と配線層とが確実に接続される
。また溝213が発生しないことより、半導体基板10
1表面の結晶欠陥の発生が抑制され、さらにベリッドコ
ンタクトと二層目の配線層との間に形成される層間絶縁
膜が確実に堆積されて、絶縁不良が防止される。
【0019】また、図1(a)において多結晶シリコン
膜104にリンイオン(P+ )を拡散する際に、多結
晶シリコン膜104下にはシリコン酸化膜103が形成
されている。このため、従来の様にリンイオン(P+ 
)が多結晶シリコン膜104から半導体基板まで拡散す
ることはなく、十分に高濃度に拡散することが可能であ
る。 よってリンイオン(P+ )がフィールド酸化膜104
b下に拡散されるのが防止され、この部分の耐圧を低下
させることなく、配線層の抵抗値を下げることが可能で
ある。
【0020】上述した実施例は一例であり、本発明を限
定するものではない。例えば、半導体基板や拡散層の導
電型はそれぞれ反対導電型のものであってもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体装置
の製造方法は、ゲート電極と配線層が形成された後、ソ
ース領域及びドレイン領域と、これらの一方と配線層と
を接続する接続用拡散層とが同時に形成されるため、別
工程で形成された場合のようにエッチングによって基板
表面が損傷されて接続用拡散層に溝が掘られる虞れがな
く、接続用拡散層とソース又はドレイン領域とが確実に
接続されて結晶欠陥や絶縁不良等の発生が防止され、微
細化にも寄与し得る。さらに、第1の多結晶シリコン膜
の下にはシリコン酸化膜が形成されており、高濃度の不
純物を導入しても素子分離耐圧が低下する虞れがなく、
第1の多結晶シリコン膜の抵抗値を十分に下げることが
可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示した工程別素子断面図。
【図2】従来の半導体装置の製造方法を示した工程別素
子断面図。
【符号の説明】
101  半導体基板 102  フィールド酸化膜 103  シリコン酸化膜

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第一導電型の半導体基板の表面のうち、素
    子分離領域にフィールド酸化膜を形成し、さらに表面全
    体にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記シリコン酸
    化膜の表面上に多結晶シリコンを堆積させて第1の多結
    晶シリコン膜を形成し、この第1の多結晶シリコン膜に
    不純物を導入する工程と、前記第1の多結晶シリコン膜
    に写真蝕刻法を用いてパターニングを行って、ゲート電
    極と配線層とを形成する工程と、前記ゲート電極と前記
    配線層との表面上にシリコン酸化膜を形成する工程と、
    第二導電型の不純物を導入し、前記半導体基板の表面の
    うち、前記ゲート電極及び前記配線層以外の領域に第二
    導電型の拡散層を形成することにより、ソース領域及び
    ドレイン領域と、前記ソース領域又は前記ドレイン領域
    と前記フィールド酸化膜との間に接続用拡散層とを連続
    した状態で形成する工程と、前記シリコン酸化膜のうち
    、前記接続用拡散層が形成されている領域と、隣接した
    前記フィールド酸化膜上の一部の領域とを選択的に除去
    する工程と、表面全体に多結晶シリコンを堆積して第2
    の多結晶シリコン膜を形成する工程と、写真蝕刻法を用
    いて前記第2の多結晶シリコン膜にパターニングを行い
    、前記接続用拡散層と前記配線層とを電気的に接続する
    部分を選択的に残す工程とを備えたことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
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