JPH07263556A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH07263556A
JPH07263556A JP6563095A JP6563095A JPH07263556A JP H07263556 A JPH07263556 A JP H07263556A JP 6563095 A JP6563095 A JP 6563095A JP 6563095 A JP6563095 A JP 6563095A JP H07263556 A JPH07263556 A JP H07263556A
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insulating film
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徹 加賀
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芳男 酒井
Naotaka Hashimoto
直孝 橋本
Toshiaki Yamanaka
俊明 山中
Yoshio Honma
喜夫 本間
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Abstract

(57)【要約】 【目的】Alとシリコン基板の間の合金化を防止して、
信頼性の高い接続を有する半導体装置を形成する。 【構成】コンタクト孔を介して露出された不純物ドープ
層46の表面上から、第2の絶縁膜44上に延伸する多
結晶シリコン膜45およびその上に導電性膜(Al膜)
47を形成し、これら多結晶シリコン膜45およびその
上に導電性膜47は、上記第2の絶縁膜44上の同一の
位置で終端する。 【効果】多結晶シリコン膜45によって、コンタクト孔
底部の凹凸が緩和されてAl膜47とシリコン基板41
の間の合金化が防止され、形成も容易である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、詳し
くは、半導体基の表面領域内に形成された不純物ドープ
層(拡散層)と、良好な接触を形成することができる配
線構造体を有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のコンタクト構造は、例えば、19
85年秋季第46回応用物理学会学術講演予稿集第41
1頁。3a−V−1において論じられているように、拡
散層の上にTiN膜を直接被着し、その上にAlあるい
はAl化合物を被着していた。TiN膜を拡散層とAl
膜の間に介在させるのは、TiN膜が、AlとSiの合
金化を防ぐバリヤとして働くためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、被着
方法(スパッタリング)に起因するTiNの被覆性の不
良を十分に配慮していないため、コンタクト孔が小さく
なって、開口面積に対する深さの比が大きくなった場合
は、コンタクト孔の内面が、TiN膜によって十分被覆
されないことが起こる。
【0004】さらに、第2図および第3図に示したよう
に、コンタクト領域25が、拡散層23、33からずれ
て、アイソレーション用のSiO2膜22、32に入り
込んだ場合は、コンタクト孔を形成する際に、上記アイ
ソレーション用のSiO2膜22、32の端部もエッチ
されてしまうため、コンタクト孔の内部にさらに深いみ
ぞあるいは凹部が形成され、TiN膜10によって、コ
ンタクト孔内部のすべてを完全に被覆することができな
い。
【0005】そのため、TiN膜6の上にAl膜11を
形成した際に、SiとAlが、直接接触し、その後に行
われるアニールによって合金化が進み、形成されたAl
−Si合金が、拡散層3を突き抜けてSi基板1内に入
り、その結果、Si基板1とAl膜11が互いにショー
トしてしまう。
【0006】本発明の目的は、従来技術の有する上記問
題を解決し、コンタクト領域が拡散層からずれて、アイ
ソレーション領域に入り込んだ場合でも、Si基板と配
線が互いにショートすることがなく、拡散層と良好な接
続を行うことができる、高い信頼性を有する半導体装置
を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アイソレーション用絶縁膜とその上に形
成された第2の絶縁膜の積層絶縁膜と、上記アイソレー
ション用絶縁膜の端部を含む領域の上記積層絶縁膜に設
けられた基板コンタクト用開口部と、当該開口部に形成
された電極を有する半導体装置において、上記電極は、
多結晶シリコン膜およびその上に形成された二層膜と
し、かつ、上記多結晶シリコン膜と導電性膜の終端部
は、鉛直上方から見たときに上記層絶縁膜上の同一の位
置に設けるものである。
【0008】
【作用】上記多結晶シリコン膜は、被覆性が極めて良好
な低圧化学気相成長法によって形成できるので、上記コ
ンタクト孔内は、上記多結晶シリコンによって平坦化さ
れ、TiNの低い被覆性に起因するAl膜とSi基板の
ショートは防止できる。さらに、上記アニールによっ
て、TiN膜の下方の深い位置に良好な接合が形成され
ているため、AlとSiの合金化が万一発生しても、合
金化した領域が、拡散層を突き抜けて、その下のSi基
板に到達する恐れはほとんどなく、この点からも、Al
膜とSi基板のショートは効果的に防止される。
【0009】また、上記多結晶シリコン膜とその上に形
成された導電性膜の終端部が、開口部を有する絶縁膜上
の、同一の位置に形成されるので、所要面積も少なく、
形成も容易である。
【0010】
【実施例】
〈実施例1〉本発明の一実施例を図1を用いて説明す
る。まず、図1(1)に示したように、周知の方法を用
いて、SiO2膜2からなるアイソレーション領域を形
成し、周知のイオン打込み法を用いて不純物領域3を形
成した後、周知の化学気相成長法を用いて、リンケイ酸
ガラス膜4を形成した。
【0011】図1(2)に示したように、レジスト膜5
をマスクとして用いた異方性エッチングによって、コン
タクト孔を形成し、の表面の一部を露出させた。この
際、アイソレーション領域である上記SiO2膜2の端
部がエッチされて、Si基板1の表面の一部に凹部が形
成され、Si基板1の一部が露出される場合がある。
【0012】しかし、図1(3)に示したように、上記
Si基板1の露出された表面上からリンケイ酸ガラス膜
4の表面上に延伸する多結晶シリコン膜6を低圧気相成
長法によって形成すると、上記凹部は、この多結晶シリ
コン膜6によって充填され、コンタクト孔の底部は平坦
になった。
【0013】次に、リン7をイオン打込みしてリン層8
を形成した後、アニールを行い、多結晶シリコン特有の
速い不純物拡散を利用して、上記Si基板1にあらかじ
め形成されてあるn+拡散領域8より深い第2のn+拡散
領域9を、コンタクト孔の下方に自己整合的に形成し
た。
【0014】AlとSiの合金化を防止するためのバリ
ヤ膜として、TiN膜10を上記多結晶シリコン膜6の
上に形成し、さらに、その上にAl膜11を形成した
後、、周知の選択エッチング法によって、多結晶シリコ
ン膜6、TiN膜10およびAl膜11からなる積層膜
を所定の形状に加工して、図1(4)に示したように、
多結晶シリコン膜6、TiN膜10およびAl膜11の
終端部が、上記リンケイ酸ガラス膜4上の同一の位置に
形成されるようにした。
【0015】この場合、TiN膜10はスパッタ法で形
成されるので、表面被覆性が低い。そのため、多結晶シ
リコン膜6が存在しないと、Si基板1に形成された上
記凹部がTiN膜10によって完全には充填されず、そ
のため、AlとSiの間の化合および合金化が起って、
Al膜11とSi基板1が互いにショートする場合があ
る。このショートは、図2に示したように、SiO2
22が周知のLOCOS(Local Oxidation of Silico
n)によって形成された場合は、比較的少なかったが、
図3に示した埋込型アイソレーションの場合は、アイソ
レーション用のSiO2膜32の端部の傾斜が直角に近
いため、イオン打込みとアニールによって形成された拡
散層36の深さが実質的に浅くなり、ショートが発生し
やすくなってしまう。しかし、図1(4)に示した本発
明の構造では、深く良好な接合が形成されるので、その
ような恐れはない。
【0016】さらに、図1(3)に示したように、本実
施例においては、上記多結晶シリコン膜6、TiN膜1
0およびAl膜11が、上記リンケイ酸ガラス膜4上の
同一の位置において終端しているので、積層膜からなる
所要面積の少ない電極が、極めて容易に形成できる。
【0017】〈実施例2〉本発明の第2の実施例を図4
に示した。図4に示したように、コンタクト孔が比較的
大きく、拡散層43も比較的深い場合は、上記TiNな
どからなるバリア層を設けないで、多結晶シリコン膜4
5の上に導電性膜(本実施例ではAl膜)を直接形成し
てもよい。この場合も、良好な接合が形成されて、良好
なコンタクトが実現できる。
【0018】さらに、本実施例においても、図4から明
らかなように、上記多結晶シリコン膜45およびAl膜
47が、リンケイ酸ガラス膜44上の同一の位置におい
て終端しているので、上記実施例1と同様の利点が得ら
れる。
【0019】〈実施例3〉本発明を相補型集積回路に適
用した第3の実施例を図5を用いて説明する。まず、図
5(1)に示したように、n型Si基板51の表面に、
n型ウエル52、p型ウエル53、アイソレーション領
域54、p+型拡散層55、n+拡散層56およびリンケ
イ酸ガラス膜57を、周知の方法を用いて順次形成した
後、コンタクト孔を形成し、さらに多結晶シリコン膜5
8を、周知の低圧化学気相成長法を用いて全面に形成し
た。
【0020】図5(2)に示したように、レジスト膜5
9によってn型ウエル52を覆い、露出されているp型
ウエル53のみにリン60をイオン打込みして、上記コ
ンタクト孔下部の上記p型ウエル53に、リン層61を
形成した。
【0021】図5(3)に示したように、上記n型ウエ
ル52上のレジスト膜59を除去した後、p型ウエル5
3の上にレジスト膜62を形成し、同様に、p型ウエル
53にボロン63をイオン打ち込みして、上記コンタク
ト孔下部の上記n型ウエル52に、ボロン層64を形成
した。
【0022】次に、図5(4)に示したように、アニー
ルを行ってp+型拡散層65およびn+型拡散層66を形
成した後、多結晶シリコン膜58、TiN膜67および
Al膜68を周知の方法を用いて形成し、周知の選択エ
ッチングによって所定の形状に加工して、多結晶シリコ
ン膜58、TiN膜67およびAl膜68が、リンケイ
酸ガラス57上の同一の位置において終端する配線を形
成した。
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、シリコン基板の表面領
域内に形成された拡散層とコンタクトを形成する場合、
コンタクト領域がずれてアイソレーション領域に入り込
み、アイソレーション用のSiO2膜の端部が深くエッ
チされてしまっても、エッチされた部分が多結晶シリコ
ン膜によって埋められて、良好な接続が得られる。しか
も、上記多結晶シリコン膜によって、コンタクト孔内の
凹部が充填されて極端な凹凸がなくなるので、TiN膜
からなるバリヤ膜を形成しても、TiN膜の被覆性が低
いために生じるAlとシリコン基板の間の合金化反応は
効果的に防止される。さらに、上記多結晶シリコン膜と
導電性膜が同一の位置で終端しているため、所要面積は
小さく、形成も容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための工程
図、
【図2】従来のコンタクト部を示す断面図、
【図3】埋込型アイソレーションを用いた場合の従来の
コンタクト部を示す断面図、
【図4】本発明の第2の実施例を説明するための断面
図、
【図5】本発明の第3の実施例を説明するための工程
図。
【符号の説明】
1、21、31、41……シリコン基板、 2、22、32、42、54……アイソレーション用S
iO2膜、 3、9、23、26、33、36、43、46、56、
56、66……n+拡散層、 55、66……p+拡散層、 4、24、34、44、57……リンケイ酸ガラス膜、 5、59、62……レジスト膜 6、45、58……多結晶シリコン膜、 10、67……TiN膜、 11、27、37、47、68……Al膜、 52……n型ウエル、 53……p型ウエル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山中 俊明 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 本間 喜夫 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型を有する半導体基板の主表面上
    に形成されたアイソレーション用の第1の絶縁膜と、上
    記半導体基板の表面領域内に形成された上記第1導電型
    とは逆の第2導電型を有する不純物ドープ層と、当該不
    純物ドープ層の表面上から上記第1の絶縁膜の表面上に
    延伸する第2の絶縁膜と、当該第2の絶縁膜の所望部分
    および上記第1の絶縁膜の端部を除去して形成され、上
    記不純物ドープ層の表面の所望部分を露出する開口部
    と、当該開口部を介して露出された上記不純物ドープ層
    の表面上から上記第2の絶縁膜の表面上に延伸する上記
    第2導電型を有する多結晶シリコン膜と、当該多結晶シ
    リコン膜の上に形成された導電性膜を有し、上記多結晶
    シリコン膜と上記導電性膜は、上記第2の絶縁膜の表面
    上の同一の位置に終端部を有していることを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】上記多結晶シリコン膜と上記導電性膜の間
    にはバリヤ膜が介在し、当該バリヤ膜は、上記多結晶シ
    リコン膜および上記導電性膜の終端部と同じ位置に終端
    部を有していることを特徴とする請求項1に記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】上記バリヤ膜は、TiN膜であることを特
    徴とする請求項2に記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】上記導電性膜はアルミニウムからなること
    を特徴とする請求項1から3のいずれか一に記載の半導
    体装置。
  5. 【請求項5】上記開口部の底端部には凹部が形成され、
    当該凹部は上記多結晶シリコン膜によって充填されてい
    ることを特徴とする請求項1から4のいずれか一に記載
    の半導体装置。
  6. 【請求項6】上記凹部の下の上記半導体基板内には、上
    記不純物ドープ層より深く、かつ、上記第2導電型を有
    する第2の不純物ドープ層が形成されているいることを
    特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】上記第1および第2の絶縁膜は、それぞ
    れ、二酸化シリコンおよびリンケイ酸ガラスからなるこ
    とを特徴とする請求項1から6のいずれか一に記載の半
    導体装置。
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