JPH0461226A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

半導体素子の製造方法

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JPH0461226A
JPH0461226A JP16982790A JP16982790A JPH0461226A JP H0461226 A JPH0461226 A JP H0461226A JP 16982790 A JP16982790 A JP 16982790A JP 16982790 A JP16982790 A JP 16982790A JP H0461226 A JPH0461226 A JP H0461226A
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silicon
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Masahiro Ishihara
政広 石原
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MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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MIYAGI OKI DENKI KK
Oki Electric Industry Co Ltd
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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]1−の利用分野〕 この発明は、半導体素子の製造方法に関し、特にゲー 
)・電極、配線あるいは拡散層と、土層に形成されZ+
 Al−3i ’5たはAl−3i−Cu等の配線との
間のコンタクト形成を良好に行えるようcした半導体素
子の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
最近、す導体素−fの高密度化のための、配線層と拡散
層あるいは配線層と配線層とのコンタクト形状の微細化
技術の進歩はIjざましく、何らがの導電性膜をコンタ
クト孔内に埋め込んで素子間の配線層の接続、を8昂に
し7なければならない状況にある。
イこで、この種の分野の技術としては、:7ンタクト孔
内に多結晶シリコン酸化を埋め込んだ半導体素子が形成
されている。
以下、第2図(a)ないし2第2図(d)の1程断面図
により、従来の半導体素子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、通常の1.、 OC
O5(Local 0xidation of 5il
icori)法を用いて、P型シリコン基板101およ
びNウェル層101aのFに素子骨jei tii域に
なるフィールド酸化膜102を形成する。
次に、素子形成領域■にn型不純物、素子−形成饋域U
CP型不純物をイオン注入し、拡散層103および10
3aを形成する。
次に、常圧CVD法により、シリコン酸化膜1、04を
1000人程度形成する。続いて、同し7く常圧CVD
法により、不純物(ボロン リン等)を含むシリコン酸
化膜105を500o人〜7000人程度形成する。
次に、熱処理を行い このシリコン酸化膜1050表面
を平坦にり、た後C,通常の2引jリソ技化および1ツ
ナング技術を用いて、第2.図(+))に示すようCご
、拡散層1.03の土にズンタクト孔1064形成する
次に、滅lコーCV I)法により、多結晶シリ:ly
p】07を1oooo人程度堆積させる。
次に、RIE法による異方性エツチング技術を用いで、
多結晶シリコン膜107をエッチハックし、コンタクト
孔106内にのみ多結晶パ/リコン膜107を残す。
次に1、コンタクト孔106内の多結晶シリコン膜10
7にn型不純物またはP型不純物をイオン注入法により
導入する。
次に、多結晶シリコン膜107中の不純物を活性化させ
るために、熱処理を行なう。このとき1、不純物を含む
シリコン酸化膜からの不純物の固相拡散およびオートド
ーピングを防くために、N 、 +0□雰囲気中で行な
い、コンタクト孔1.06の周辺および表面に、第2図
(C)に示すように、シリコン酸化膜108および10
8aを形成する。
続いて、多結晶シリコン[107中の不純物をさらに活
性化するために、N、雰囲気中で短時間アニーリングを
行なう。
次に、コンタクト孔106の表面のシリコン酸化W11
.08および108aを希弗酸(1%程度)でエツチン
グ除去する。
次に、第2図(均に示すように、全面にスバ・ツタリン
グ法により、Af−5t膜109を7000人程度堆積
させる。
次に、通常のホトリソ技術とエツチング技術を用いてA
l−5ill!配線のバターニングを1]なう。最後に
、■□ガス雰囲気中でシンタリングを行ない、/d−5
311109と多結晶シリコン膜107の接触を良くす
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、以上述べた半導体素子の製造方法では、
多結晶シリコンl]!107中の不純物を活性化するた
めに、N、 + O,雰囲気中で熱処理を行う際、n型
不純物を導入した部分の表面がP型不純物を導入した部
分の表面よりも厚く酸化され、梠弗酸ζこよる酸化膜の
除去が十分でないと、第2図(ci)の符号■で示した
ように、n型コンタクト表面にのみ酸化膜が残りやすく
、コンタクト抵抗の増大を招く。
これに対して、必要以上にエンチングすると、不純物を
含むシリコン酸化膜105も同時にエツチングされるた
め、Af−5i膜109の配線と下層配線の間の絶縁マ
ージンが十分とれなくなるおそれがあるという問題点が
あった。
この発明は、前記従来技術が持っている問題点のうち、
n型コンタクト表面の酸化膜のエツチング不足によるコ
ンタクト抵抗の増加する問題点と、逆にエツチング過剰
による絶縁マージンが低■するという間凹点について解
決した半導体素子の15製造力法を提供するものである
(課題を解決するだめの手段] この発明は前記問題点を解決するために、半導体素子の
製造方法において、コンタクト孔内の多結晶シリコン膜
中の不純物を活性化させるためN2+0□雰囲気中で熱
処理を行う前に、P゛イオン注入マスクを用いて窒化シ
リコン膜をバターニングL、てD型コンタクトの表面を
覆う」程を導入したものである。
[fI  用〕 この発明によれば、半導体素子の製造方法において、以
」−のような工程を導入したので、窒化シリコン膜が:
jンタクト孔内の多結晶シリコン膜の表面に被覆され熱
処理により多結晶シリコン膜の表面の酸化が抑制され、
後の酸化膜除去」程において、エツチング不足によるコ
ンタクトの高抵抗化や、エツチング過剰による絶縁マー
ジンの低下を抑制するように作用し、したがって、前記
問題点を除去できる。
[実施例] 以)゛、この発明の半導体素子の製造方法の実施例に・
ついて図面に基づき説明する。第1図(a)ないし第1
J(d)はその一実施例の工程断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、P型シリコン基板】
にリンをイオン注入し、熱処理によりNウェル層1aを
形成り、ておく。
次に、通常の1.、、 OCOs法を用い″ζ、フィー
ルド酸化膜2を形成づ゛る。次に、P型シリコン基板1
土の素f−形成領域Iにり二・をイオン注入し7、N゛
拡散層3を、また、Nつy−ルXi 1 a 、U−の
素Y形成領域HにBF□をイオン注入17、P゛拡散層
3aをそれぞれ形成づる。
次に、常圧CVD法Qこよりシリコン酸化膜4を100
0人程度形成する6綺、い゛こ、常圧CVD法により、
不純物(ボロンとリン)を含むシリコン酸化膜5を50
00人〜7000人程度形成する。
次に、900 ’Cで15分間、N2ガス雰囲気中で熱
処理を行ない、不純物を含むシリコン酸化膜5をガラス
の粘性流動により表面を平坦にする。
次に、通常のホトリソ技術とエツチング技術を用いて、
N゛拡散層3およびP゛拡散N3aのJ二に第1図(b
lに示すように、コンタクト径0,8μm1「〕のN゛
コンタクト孔6およびP゛コンタクト孔6aを形成する
次に、減圧CVD法により多結晶シリコン膜7を100
00人程度堆形成せる。
次に、RIE法による異方性工・7チング技術を用いて
エッチバックし、コンタクト孔6および6a内にのみ多
結晶シリコン膜7を残す。
次に、N゛コンタクト孔孔内内多結晶シリコン膜7にn
型不純物(リン)をイオン注入法により導入する。続い
て、このときマスクとして用いたホ[・レジストを除去
する。
次に、fil(CVD法またはプラズマCVD法により
、第1図(C)に示すように、窒化シリコン膜10を1
00人〜1000人程形成成する。
次に、通常のホトリソ技術、エツチング技術により、P
゛イオン注入マスクを用いて、窒化シリコンIg1!1
0をバターニングする。
次に、P″コンタクト孔6り内の多結晶シリコン膜にP
型不純物(ボロン)をイオン注入法により導入する。、
続いて、この時マスクとして用いたホ]・レジストを除
去する。
次に、多結晶シリコン膜7中の不純物を活性化させるた
めに、まず電気炉アニール法により、900℃で15分
間、N2→08ガス雰囲気中で熱処理を行なう。このと
きのN 、 + 0.ガスの0□ガラス圧は20%〜4
0%である。
なお、l〕゛ のコンタクト孔6a内の多結晶シリコン
狡7の周辺および表面には 100A〜200人のシリ
コン酸化膜8が形成されるが、N゛のコンタクト孔6内
の多結晶シリコン膜7の表面は窒化シリコン膜10で覆
われているため、表面に酸化膜は形成され4″、周辺に
のめ200人〜300人のシリコン酸化膜が形成される
また、二コンタクト孔周辺の不純物を含むシリコン酸化
膜5のエッヂは1.ガラスの粘性流動により丸くなる。
続いて、ランプアニール法により900 ’C−・95
0 ’Cの範囲で10秒間、N、ガス雰囲気中で熱処理
を行ない、多結晶シリコン膜7中の不純物の活性化率を
高くする。
次に、第1図(d)に示すように、等方性エツチングに
より、窒化シリコン膜10を除去する。次に、P゛コン
タクト孔6aの表面のシリコン酸化膜8を希弗酸(1%
程度)で工ンチュ/グ除去する。
次に、第1閲(d)にボ”4よう4゛2全而にノ、バッ
タリング法によりIJ −S i膜9を7000人程度
堆積さセる。
次に、通常の、1ζ1リソ技術とユッナング技術を用い
て、Al−5itlりC1の配線のバクーニングを?コ
な°フ 。
最後に、400 ’Cご20分間、H,ガス雰囲気中で
シンタリングを行ない、Al−5i膜9と多結晶シリ7
ゴン膜′7の接触4良くする。
なお、途中の窒化−′/リーy 7 瞑]、 0の形成
は、N゛コンタクト孔15内の多結晶シリコン膜′7に
Il型不純物を導入”づる際のイオン↑J込みエネルギ
4最適化1れば1.イオン打込みのためのマスクを形成
°4るボトリソユ程の前にjう・)ことがごきる。
〔発明の効果] 以」−2r+ m←′説明したよ・うに、この発明によ
れば、コンタクト孔内の多結晶・シリコン膜中の不純物
を・活性化!1″るための熱処理の前に、P゛イメンγ
141711人川しビで窒化シリコン膜をバター、−1
゛/グし、熱処理後にこオフ庖除去゛づるようにしたの
で、N’ rンタクト札内の多結晶シリ37ン表面が酸
化されなくなり、後の=〕ンタクト表曲の酸化膜除去の
1−稈rおいて、〕ノチング不yに、上、るN″ コン
〃りlの高抵抗化や、逆に〕、ン(ング過剰による絶縁
マージンの低トを防11=する。−とが期待ごきるもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし第11¥1(d)はこの発明の1′
導体(;了の製造方法の・実施例の]程断曲図、第12
図(31)ないし第2 r (a)は−従宋の半導体累
fの型造メツ法り、リー■程断If]1し]ごある。 1・・・P型シリ−27基板、1a・・・Nつ、ル層、
2・・・フィールド酸化膜、;3・・・N゛拡散層、3
.う・・・P゛拡散層、4.り・・・シリ−1ン酸化膜
、(j・・・N゛コンタクト孔6 a−P” :Jンタ
クト孔、’? −・・多結晶シリコン膜、8・・・シリ
コン酸化膜、イ〕・・・A、/Si膜、lO・・・窒化
シリコン膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (a)半導体基板上に拡散層を形成した後、不純物を含
    まないシリコン酸化膜と、不純物を含むシリコン酸化膜
    とを連続的に堆積させる工程と、 (b)上記不純物を含むシリコン酸化膜を熱処理により
    平坦化した後、RIE法によりコンタクト孔を形成する
    とともに、このコンタクト孔にのみ多結晶シリコン膜を
    残す工程と、 (c)上記多結晶シリコン膜にn型不純物をイオン注入
    した後、窒化シリコン膜を堆積させ、この窒化シリコン
    膜をP^+イオン注入マスクを用いてパターニングする
    工程と、 (d)P型不純物を上記多結晶シリコン膜にイオン注入
    した後、この多結晶シリコン膜中の不純物を活性化させ
    るために熱処理を行なう工程と、 (e)この熱処理に続いて、上記窒化シリコン膜をエッ
    チングにより除去するとともに、上記P型不純物を注入
    した上記多結晶シリコン膜の表面に形成されたシリコン
    酸化膜を除去する工程と、 (f)上記シリコン酸化膜除去工程に続いて、上記多結
    晶シリコン膜と配線との接触を良くするシンタ工程と、 からなる半導体素子の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5837602A (en) * 1995-07-24 1998-11-17 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing doped interconnect

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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