JPH0629406A - コンタクト構造及びそのコンタクト形成方法 - Google Patents

コンタクト構造及びそのコンタクト形成方法

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JPH0629406A
JPH0629406A JP30177191A JP30177191A JPH0629406A JP H0629406 A JPH0629406 A JP H0629406A JP 30177191 A JP30177191 A JP 30177191A JP 30177191 A JP30177191 A JP 30177191A JP H0629406 A JPH0629406 A JP H0629406A
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JP
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conductive layer
film
contact
contact hole
forming
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JP30177191A
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Michitaka Kubota
通孝 窪田
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】コンタクトホール6を構成した導電層3とコン
タクトホール6内に形成した配線層との間の耐圧を向上
させるコンタクト構造及びそのコンタクト形成方法を提
供する。 【構成】第1導電層1上方に、順次形成された第2導電
層とオフセット絶縁膜4に該第2の導電層とオフセット
絶縁膜を通して設けられたコンタクトホール6と、該コ
ンタクトホール側面に設けられた絶縁材側壁9と、上記
コンタクトホール6内に自己整合的に設けられた配線層
10とからなるコンタクト構造において、上記オフセッ
ト絶縁膜直下の第2導電層部位に前記側壁の突出部9b
を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、コンタクト構造及びコ
ンタクト形成方法に係り、特にコンタクトホールにセル
フアライン(自己整合)でコンタクトを形成するコンタ
クト構造及びコンタクト形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】MOSトランジスタ等の半導体装置の製
造においてシリコン基板や下層配線との電気的コンタク
トをとる方法として、特に微細なルールのプロセスに適
したセルフアラインコンタクト(Self Aligned Contac
t:SAC)形成方法が知られている。図3は従来の上記S
ACの典型的な形成方法を示す工程断面図である。
【0003】従来のSACの形成方法はまず図3(a)
に示す様に、シリコン(Si)基板1上にゲート酸化膜
2、ゲートポリシリコン(Poly−Si)膜3、オフ
セットSiO2膜4を順次形成した後、図3(b)に示
す様にホトレジスト(PR)膜をリソグラフィ技術でパ
ターニングし、レジストパターン5を形成し、それをマ
スクとしてオフセットSiO2膜4、そしてゲートPo
ly−Si膜3を順次RIE(反応性イオンエッチン
グ)法によりエッチング除去してコンタクトホール6を
形成する。このRIEにより、開口部の薄いゲート酸化
膜2も除去されるため、図3(c)に示すようにレジス
トパターン5を除去した後、熱酸化により開口部のSi
基板1表面及びゲートPoly−Si膜3の側壁を酸化
し、酸化膜7をUの字状に形成する。次に、SiO2
CVD(化学的気相成長)法により堆積させてSiO2
層8を形成し、上方からのRIEによるエッチバックに
より、開口部にSiO2サイドウォール(側壁)8aを
形成する(図3(d))。
【0004】次に、不純物イオン注入により拡散層を形
成した後、アルミニウム(Al)あるいはPoly−S
iを全面に被着し、パターニングによりセルフアライン
コンタクトの配線層10が形成される(図3(e))。
【0005】上記従来のセルフアラインコンタクト形成
方法では、コンタクト部がゲートPoly−Si膜3の
エッジからSiO2側壁8aの幅だけ離れた部位に自動
的に形成されるため、マスクずれ等の問題がなく、しか
もコンタクトの微細化には適した方法である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のコンタクト
形成では、図3(e)に示したゲートPoly−Si膜
3の肩の角の部位Aに、電場が集中し易く、また配線層
10との距離もそれ程離れていないために、その部位A
でゲートPoly−Si膜3と配線層10間の耐圧が低
下する。
【0007】そこで、本発明はコンタクトホールを構成
した導電層とコンタクトホール内に形成した配線層との
間の耐圧を向上させるコンタクト構造及びそのコンタク
ト形成方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、第1の導電層上方に、順次形成された第2の導電層
とオフセット絶縁膜に該第2の導電層とオフセット絶縁
膜を通して設けられたコンタクトホールと、該コンタク
トホール側面に設けられた絶縁材側壁と、前記コンタク
トホール内に自己整合的に設けられた配線層とからなる
コンタクト構造において、前記オフセット絶縁膜直下の
第2導電層部位に前記絶縁材側壁の突出部を設けたこと
を特徴とするコンタクト構造によって解決される。
【0009】更に、上記課題は本発明によれば、第1の
導電層上方に第2の導電層及びオフセット絶縁膜を順次
形成する工程、前記オフセット絶縁膜にコンタクトホー
ル上部を形成して前記第2の導電層を露出する工程、前
記オフセット絶縁膜をマスクとして前記第2の導電層を
等方性エッチングして前記オフセット絶縁膜直下の前記
第2の導電層に穴を形成する工程、前記オフセット絶縁
膜をマスクとして異方性エッチングしてコンタクトホー
ル下部を形成する工程、前記穴を埋め込む絶縁材側壁を
前記コンタクトホール内に形成する工程、及び全面に導
電材料を被着し、パターニングすることにより、前記コ
ンタクトホール内に自己整合的に配線層を形成する工程
を含むことを特徴とするコンタクト形成方法によって解
決される。
【0010】
【作用】本発明によれば、コンタクトホール6を構成す
る第2の導電層3の肩の角部(オフセット絶縁膜4直下
部)が除去されて絶縁材側壁9bが形成されているので
電場集中を緩和することができ、且つ第2導電層3と配
線層10間との距離を大きくすることができる。
【0011】
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
【0012】図1は本発明のコンタクト構造の一実施例
を示す断面図である。
【0013】図1に示すコンタクト構造は、第1導電層
としてのシリコン(Si)基板1上に配線層10がセル
フアラインで形成されており、Si基板1上のゲートポ
リシリコン(Poly−Si)膜3と配線層10間に形
成されたSiO2サイドウォール(側壁)9aによって
分離されている。SiO2サイドウォール9aはゲート
Poly−Si膜3の肩の角部に側壁の突出部としての
電場集中緩和サイドウォール部9bを形成することによ
り、文字通り電場の集中を緩和して耐圧の向上を図って
いる。ゲートPoly−Si膜3上にはオフセットSi
2膜(絶縁膜)4がエッチバックの際のオフセット材
の役をすべく設けられている。
【0014】次に、図1に示したコンタクト構造の形成
方法を説明する。
【0015】図2はその工程を示す断面図であり、従来
工程の図3(a)の工程に続く工程を示す。
【0016】本実施例は、まず従来と同様に図3(a)
に第1導電層としてのSi基板1上にゲート酸化膜2、
第2導電層としてのゲートPoly−Si膜3、そして
オフセットSiO2膜(絶縁膜)4を順次形成する。
【0017】本実施例ではゲート酸化膜2の厚さを20
nm、ゲートPoly−Si膜3の厚さを200nm、
オフセットSiO2膜4の厚さを300nmとした。
【0018】次に、約1μmの厚さのレジストをオフセ
ットSiO2膜4上に形成し、約0.6μm幅の開口を
有するレジストパターン5を形成し、このレジストパタ
ーン5をマスクとして図2(a)に示す様に、オフセッ
トSiO2膜4をCH4/H2ガスを用いたRIE(反応
性イオンエッチング)等の異方性エッチングにより除去
してコンタクトホール6を形成する。
【0019】次に、図2(b)示す様に、ゲートPol
y−Si膜3の厚さの1/4〜1/2(50nm〜10
0nm)の厚さを、例えばCH4+O2によるプラズマエ
ッチングによる等方性エッチングにより除去する。この
エッチングは等方性エッチングのため、コンタクトホー
ルを形成したオフセットSiO2膜4直下の部分も除去
した舟型形状となっている。11はこのエッチングによ
って除去された等方性エッチング除去部である。
【0020】ゲートPoly−Si膜3の横方向(オフ
セットSiO2膜4直下)の等方性エッチングを助長
し、その膜の角部を除去する効果を高めるために、ゲー
トPoly−Si膜3をCVD法で形成した後、シリコ
ン(Si)や燐(P)等のイオン注入を行ってゲートP
oly−Si膜3の表面にダメージ層を形成しても良い
し、オフセットSiO2膜4をエッチングし、ゲートP
oly−Si膜3を露出した後、斜めイオン注入によっ
てオフセットSiO2膜4直下のゲートPoly−Si
膜3にダメージ層を形成しても良い。
【0021】次に、図2(c)に示す様にレジストパタ
ーン5及びオフセットSiO2膜4をマスクとしてRI
Eにより残りのゲートPoly−Si膜3及び汚染され
たゲート酸化膜2を除去する。
【0022】次に、レジストを剥離除去した後、図2
(d)に示す様に熱酸化し、ゲートPoly−Si膜3
及びSi基板1上に酸化膜7を形成した後、減圧CVD
法により全面にSiO2層9を形成する。この際オフセ
ットSiO2膜4直下の横穴状の等方性エッチング除去
部11内にもSiO2が堆積され、電場集中緩和サイド
ウォール部9bを形成する。その後、図2(e)に示す
様に、RIEによりSiO 2層9を上方から異方性エッ
チング(エッチバック)して、SiO2サイドウォール
(側壁)9aを形成する。
【0023】以下、上方からアルミニウム(Al)等の
メタルを全面に被着し、パターニングすることによっ
て、自己整合的に(セルフアラインで)配線層10を形
成する(図1)。また、上記実施例ではコンタクトをと
る対象がSi基板であるが、Poly−Siその他の導
電層であっても良い。
【0024】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明によれば半導
体装置の動作時の電場の集中を緩和し、しかも第2導電
層3と配線層10間との距離を大きくとることができる
ためその間の耐圧を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンタクト構造の一実施例を示す断面
図である。
【図2】本発明の上記実施例を形成するための工程断面
図である。
【図3】従来のセルフアラインコンタクト(SAC)の
典型的な形成方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン(Si)基板(第1導電層) 2 ゲート酸化膜 3 ゲートポリシリコン(Poly−Si)膜(第2導
電層) 4 オフセットSiO2 膜(絶縁膜) 5 レジストパターン 6 コンタクトホール 7 酸化膜 8,9 SiO2 層 8a,9a SiO2 サイドウォール(絶縁材側壁) 9b 電場集中緩和サイドウォール部(側壁の突出部) 10 配線層 11 等方性エッチング除去部(穴)
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年6月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】MOSトランジスタ等の半導体装置の製
造においてシリコン基板や下層配線との電気的コンタク
トをとる方法として、特に微細なルールのプロセスに適
したセルフアラインコンタクト(Self Aligned Contac
t:SAC)形成方法が知られている。図4は従来の上記S
ACの典型的な形成方法を示す工程断面図である。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0003
【補正方法】変更
【補正内容】
【0003】従来のSACの形成方法はまず図4(a)
に示す様に、シリコン(Si)基板1上にゲート酸化膜
2、ゲートポリシリコン(Poly−Si)膜3、オフ
セットSiO2膜4を順次形成した後、図4(b)に示
す様にホトレジスト(PR)膜をリソグラフィ技術でパ
ターニングし、レジストパターン5を形成し、それをマ
スクとしてオフセットSiO2膜4、そしてゲートPo
ly−Si膜3を順次RIE(反応性イオンエッチン
グ)法によりエッチング除去してコンタクトホール6を
形成する。このRIEにより、開口部の薄いゲート酸化
膜2も除去されるため、図5(a)に示すようにレジス
トパターン5を除去した後、熱酸化により開口部のSi
基板1表面及びゲートPoly−Si膜3の側壁を酸化
し、酸化膜7をUの字状に形成する。次に、SiO2
CVD(化学的気相成長)法により堆積させてSiO2
層8を形成し、上方からのRIEによるエッチバックに
より、開口部にSiO2サイドウォール(側壁)8aを
形成する(図5(b))。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】次に、不純物イオン注入により拡散層を形
成した後、アルミニウム(Al)あるいはPoly−S
iを全面に被着し、パターニングによりセルフアライン
コンタクトの配線層10が形成される(図5(c))。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0006
【補正方法】変更
【補正内容】
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のコンタクト
形成では、図5(c)に示したゲートPoly−Si膜
3の肩の角の部位Aに、電場が集中し易く、また配線層
10との距離もそれ程離れていないために、その部位A
でゲートPoly−Si膜3と配線層10間の耐圧が低
下する。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正内容】
【0015】図2及び図3はその工程を示す断面図であ
り、従来工程の図4(a)の工程に続く工程を示す。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】本実施例は、まず従来と同様に図4(a)
に第1導電層としてのSi基板1上にゲート酸化膜2、
第2導電層としてのゲートPoly−Si膜3、そして
オフセットSiO2膜(絶縁膜)4を順次形成する。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0021
【補正方法】変更
【補正内容】
【0021】次に、図3(a)に示す様にレジストパタ
ーン5及びオフセットSiO2膜4をマスクとしてRI
Eにより残りのゲートPoly−Si膜3及び汚染され
たゲート酸化膜2を除去する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0022
【補正方法】変更
【補正内容】
【0022】次に、レジストを剥離除去した後、図3
(b)に示す様に熱酸化し、ゲートPoly−Si膜3
及びSi基板1上に酸化膜7を形成した後、減圧CVD
法により全面にSiO2層9を形成する。この際オフセ
ットSiO2膜4直下の横穴状の等方性エッチング除去
部11内にもSiO2が堆積され、電場集中緩和サイド
ウォール部9bを形成する。その後、図3(c)に示す
様に、RIEによりSiO 2層9を上方から異方性エッ
チング(エッチバック)して、SiO2サイドウォール
(側壁)9aを形成する。 ─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成5年9月2日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のコンタクト構造の一実施例を示す断面
図である。
【図2】本発明の上記実施例を形成するための前半工程
断面図である。
【図3】本発明の上記実施例を形成するための後半工程
断面図である。
【図4】従来のセルフアラインコンタクト(SAC)の
典型的な形成方法を示す前半工程断面図である。
【図5】従来のセルフアラインコンタクト(SAC)の
典型的な形成方法を示す後半工程断面図である。
【符号の説明】 1 シリコン(Si)基板(第1導電層) 2 ゲート酸化膜 3 ゲートポリシリコン(Poly−Si)膜(第2導
電層) 4 オフセットSiO2 膜(絶縁膜) 5 レジストパターン 6 コンタクトホール 7 酸化膜 8,9 SiO2 層 8a,9a SiO2 サイドウォール(絶縁材側壁) 9b 電場集中緩和サイドウォール部(側壁の突出部) 10 配線層 11 等方性エッチング除去部(穴)
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の導電層上方に、順次形成された第
    2の導電層とオフセット絶縁膜に該第2の導電層とオフ
    セット絶縁膜を通して設けられたコンタクトホールと、
    該コンタクトホール側面に設けられた絶縁材側壁と、前
    記コンタクトホール内に自己整合的に設けられた配線層
    とからなるコンタクト構造において、 前記オフセット絶縁膜直下の第2導電層部位に前記絶縁
    材側壁の突出部を設けたことを特徴とするコンタクト構
    造。
  2. 【請求項2】 第1の導電層上方に第2の導電層及びオ
    フセット絶縁膜を順次形成する工程、 前記オフセット絶縁膜にコンタクトホール上部を形成し
    て前記第2の導電層を露出する工程、 前記オフセット絶縁膜をマスクとして前記第2の導電層
    を等方性エッチングして、前記オフセット絶縁膜直下の
    前記第2の導電層に穴を形成する工程、 前記オフセット絶縁膜をマスクとして、異方性エッチン
    グしてコンタクトホール下部を形成する工程、 前記穴を埋め込む絶縁材側壁を前記コンタクトホール内
    に形成する工程、及び全面に導電材料を被着しパターニ
    ングすることにより、前記コンタクトホール内に自己整
    合的に配線層を形成する工程、を含むことを特徴とする
    コンタクト形成方法。
JP30177191A 1991-11-18 1991-11-18 コンタクト構造及びそのコンタクト形成方法 Pending JPH0629406A (ja)

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Cited By (6)

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