JPH0620989A - コンタクトホールの形成方法 - Google Patents

コンタクトホールの形成方法

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JPH0620989A
JPH0620989A JP17805192A JP17805192A JPH0620989A JP H0620989 A JPH0620989 A JP H0620989A JP 17805192 A JP17805192 A JP 17805192A JP 17805192 A JP17805192 A JP 17805192A JP H0620989 A JPH0620989 A JP H0620989A
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JP
Japan
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contact hole
poly
film
forming
interlayer insulating
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Pending
Application number
JP17805192A
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English (en)
Inventor
Yoji Masuda
洋司 益田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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Publication of JPH0620989A publication Critical patent/JPH0620989A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 コンタクト抵抗が低く信頼性の高いコンタク
トホールを形成する。 【構成】 層間絶縁膜BPSG13を形成した後、po
ly−Si膜14を堆積し、レジスト15によりコンタ
クトホール16を開口する。全面にCVD−シリコン酸
化膜を形成し、エッチバックをしてコンタクトホール1
6内にサイドウォール17として残す。poly−Si
を堆積してコンタクトホール内を埋め込み、エッチバッ
クしてコンタクトホール16内のみにpoly−Siプ
ラグ18として残す。最後に、イオン注入法と熱処理を
行うことで、コンタクトホールがp型拡散層の場合には
p型、n型拡散層の場合にはn型の導電型を、poly
−Siプラグ18に与える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に用い
られる、コンタクトホールの形成方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】半導体素子が微細化されるに従い、半導
体素子の不純物拡散層と配線層を接続するコンタクトホ
ールにおける配線金属のカバレッジが問題となる。配線
金属は、従来スパッタ法で行われていたため、特にカバ
レッジが悪く、その信頼性が低下すると言う問題が生じ
ている。このコンタクトホールに埋め込みを行うため
に、たとえば多結晶シリコン(以下poly−Siと記
す)を堆積してコンタクトを埋め込むpoly−Siプ
ラグ法が開発されている。この形成工程の概略を図2
(a)〜(c)を用いて説明する。
【0003】図2(a)は、Si基板1の表面に形成さ
れた不純物拡散層2と、配線層間の絶縁膜であるホウ素
とリンを含むCVDシリコン酸化膜であるBPSG3と
に、コンタクトホール5を形成する。コンタクトホール
5は、通常のドライエッチングによりレジスト4をマス
クとして開口する。この後、図2(b)のように、全面
にpoly−Si6を堆積し、コンタクトホール5を埋
め込む。この後、poly−Siをエッチバックして、
図2(c)のようにコンタクトホール5内にpoly−
Siプラグ7を残す。次に、不純物拡散層2の導電型に
合わせて、poly−Siプラグ7にレジストをマスク
として不純物をイオン注入する。たとえば、不純物層が
p型であればBF2 +、n型であればAs+を注入する。
この後熱処理をして、不純物を活性化させ、上層配線を
形成する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成により構成されたコンタクトホール5では、p
型拡散層に対するコンタクト抵抗が高いという問題点が
ある。これは、poly−Siプラグ7に不純物注入を
行い活性化の熱処理を行う際に、層間絶縁膜として使用
しているBPSG3からリンがpoly−Siプラグ7
中に拡散する。このため、poly−Siプラグ7中で
のキャリアが減少し高抵抗化する。
【0005】本発明は、コンタクト抵抗の低いpoly
−Siプラグを用いたコンタクトホールの形成方法を提
供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンタクトホールの形成方法は、半導体素
子が形成された基板上に層間絶縁膜を形成し、前記層間
絶縁膜上に第1の多結晶シリコン膜を堆積する工程と、
前記層間絶縁膜と前記第1の多結晶シリコン膜にコンタ
クトホールを開口する工程と、全面にCVD−酸化膜を
形成する工程と、前記コンタクトホール内に前記CVD
−酸化膜のサイドウォールとして残す工程と、前記コン
タクトホール内に第2の多結晶シリコンを埋め込む工程
と、前記コンタクトホール直下の前記半導体基板の導電
型と同じ導電型を前記第2の多結晶シリコンに与える工
程を有する。
【0007】
【作用】本発明は、コンタクトホール開口後に、CVD
−酸化膜をコンタクトホール内にサイドウォールとして
残すことにより、poly−Siプラグ中に層間絶縁膜
リンの拡散を防止し、コンタクト抵抗の上昇を防ぐもの
である。また、このサイドウォール形成の際のCVD−
酸化膜のエッチバックの際に、CVD−酸化膜と層間絶
縁膜との間にpoly−Si膜を形成しておくことによ
り、コンタクト内でのSiのエッチレートが増加するこ
とを防止する。
【0008】
【実施例】図1は、本発明のコンタクトホールの形成方
法の実施例の工程断面図を示すものである。以下この図
を用いて本発明を説明する。まずSi基板11上に半導
体素子を形成し、層間絶縁膜としてBPSG13を形成
するまでは、通常の半導体集積回路の形成工程と同じで
ある。次に、BPSG13上にpoly−Si膜14を
堆積する。poly−Si膜14は、サイドウォール形
成時に、エッチングストッパとコンタクトホール内での
Siのエッチレートの増加を防ぐ役目がある。膜厚とし
ては10〜100nmが適当である。次に目的とするS
i基板11上の不純物拡散層12へのコンタクトホール
のパターンのレジスト15を形成する。
【0009】次に、図1(a)のように、レジスト15
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16を開口する。たとえば、poly−Si膜14
のエッチングはSF6、BPSG13のエッチングはC
HF3+O2の混合ガスを用いる。
【0010】この後、レジスト15を除去し、減圧CV
D法によりCVD−酸化膜を全面に堆積する。この膜厚
は、50〜300nmが適当である。次に、たとえば、
CHF3+O2の混合ガスを用いて異方性のドライエッチ
ングを行い、コンタクトホール16内にのみ、図1
(b)に示すようにサイドウォール17を残す。このエ
ッチングの際、poly−Si膜14が形成していなけ
れば、エッチングの終了点近傍でコンタクトホ−ル16
内にSi基板11が露出してきたときに、Siのエッチ
レートが大きくなるという問題が発生する。これは、エ
ッチングされる部分の大半がBPSG13等のシリコン
酸化膜系であるため、エッチング中に酸化膜から酸素が
供給され、酸素の分圧が大きくなって発生する。しかし
ながら本発明では、poly−Si膜14を形成してあ
ることにより、エッチング中に酸化膜から酸素が供給さ
れることなく、酸素分圧が大きくならない。このためこ
のような問題は生じない。
【0011】また、エッチングが、poly−Si膜1
4で停止するため、層間絶縁膜BPSG13の膜厚が減
少することもない。
【0012】この後、コンタクトホール16を埋め込む
poly−Si膜を堆積する前に、コンタクトホール1
6内に生じている自然酸化膜をバッファフッ酸等を用い
て除去する。この後、poly−Si膜を堆積する。こ
の時のpoly−Si膜の堆積膜厚は、開口されたコン
タクトホール16の短辺側のサイズの0.6〜1倍程度
が適当である。
【0013】次に、図1(c)に示すように、たとえば
SF6+CF4の混合ガスを用いてドライエッチングを行
い、poly−Si膜をエッチバックして、コンタクト
ホール16内にpoly−Siプラグ18を残す。最後
に、不純物拡散層12がp型であれば、poly−Si
プラグ18にp型の導電型、n型であればn型の導電型
を与える。
【0014】たとえば、図1(c)の状態からp型の不
純物拡散層に対応するコンタクトホール16部分のみ開
口したレジストパターンを形成し、BF2 +を3×1016
cm-2注入する。レジストを除去した後、n型不純物拡散
層に対応するコンタクトホール16部分のみ開口したレ
ジストパターンを形成し、P+を2×1016cm-2注入す
る。この後、レジストを除去して窒素雰囲気中で900
℃、30分の熱処理を行い不純物を活性化させる。この
時、層間絶縁膜であるBPSG13からのP等がpol
y−Siプラグ18へ拡散しようとしても、サイドウォ
ール17があるため防止される。以上により、本発明に
よるコンタクトホールの形成は終了し、以降は、通常の
方法により配線層を形成することにより、低抵抗で信頼
性の高いコンタクトが形成できる。
【0015】なお、本実施例では、サイドウォールとし
てCVD−酸化膜を用いたが、CVD−窒化膜を用いて
も同様に形成することができる。この場合は、窒化膜は
シリコン酸化膜よりもBPSGからのP等の拡散を抑え
る能力が高いため、サイドウォールを薄膜化できる効果
がある。また層間絶縁膜はBPSGとしたが、Bを含ま
ないPSGでも同様のことができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンタクト抵抗が低く、コンタクトが完全に埋め込まれ、
信頼性の高いコンタクトが形成でき、その実用的効果は
大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の工程断面図
【図2】従来の技術の工程断面図
【符号の説明】
11 Si基板 12 不純物拡散層 13 BPSG 14 poly−Si膜 15 レジスト 16 コンタクトホール 17 サイドウォール 18 poly−Siプラグ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体素子が形成された基板上に層間絶縁
    膜を形成し、前記層間絶縁膜上に第1の多結晶シリコン
    膜を堆積する工程と、前記層間絶縁膜と前記第1の多結
    晶シリコン膜にコンタクトホールを開口する工程と、全
    面にCVD−酸化膜を形成する工程と、前記コンタクト
    ホール内に前記CVD−酸化膜のサイドウォールとして
    残す工程と、前記コンタクトホール内に第2の多結晶シ
    リコンを埋め込む工程と、前記コンタクトホール直下の
    前記半導体基板の導電型と同じ導電型を前記第2の多結
    晶シリコンに与える工程を有することを特徴とするコン
    タクトホールの形成方法。
JP17805192A 1992-07-06 1992-07-06 コンタクトホールの形成方法 Pending JPH0620989A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417097B1 (en) 2000-08-28 2002-07-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming a contact structure in a semiconductor device
KR100558008B1 (ko) * 2003-12-29 2006-03-06 삼성전자주식회사 반도체 소자의 배선 방법

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6417097B1 (en) 2000-08-28 2002-07-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming a contact structure in a semiconductor device
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