JPH09223732A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH09223732A JPH09223732A JP5412396A JP5412396A JPH09223732A JP H09223732 A JPH09223732 A JP H09223732A JP 5412396 A JP5412396 A JP 5412396A JP 5412396 A JP5412396 A JP 5412396A JP H09223732 A JPH09223732 A JP H09223732A
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- Japan
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- sio
- polycrystalline
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 接続孔及び配線層に必要な面積を縮小させる
ことができるにも拘らず、微細で且つ信頼性の高い接続
孔を配線層に対して自己整合的に形成する。 【解決手段】 ポリサイド層15、SiO2 膜24及び
多結晶Si膜25を順次に堆積させ、これらをゲート電
極のパターンに加工し、SiO2 膜16を堆積させる。
ポリサイド層15等と一部同士で重畳する開口16aを
形成し、SiO2膜21から成る側壁スペーサを開口1
6a内に形成して、接続孔22を形成する。このため、
開口16aの形成時に多結晶Si膜25がエッチングス
トッパになり、SiO2 膜24でポリサイド層15と多
結晶Si膜23とを絶縁する。
ことができるにも拘らず、微細で且つ信頼性の高い接続
孔を配線層に対して自己整合的に形成する。 【解決手段】 ポリサイド層15、SiO2 膜24及び
多結晶Si膜25を順次に堆積させ、これらをゲート電
極のパターンに加工し、SiO2 膜16を堆積させる。
ポリサイド層15等と一部同士で重畳する開口16aを
形成し、SiO2膜21から成る側壁スペーサを開口1
6a内に形成して、接続孔22を形成する。このため、
開口16aの形成時に多結晶Si膜25がエッチングス
トッパになり、SiO2 膜24でポリサイド層15と多
結晶Si膜23とを絶縁する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、配線層に対し
て自己整合的に接続孔を形成する半導体装置の製造方法
に関するものである。
て自己整合的に接続孔を形成する半導体装置の製造方法
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】配線層に対して自己整合的に接続孔を形
成することによって、配線層と接続孔との間の合わせ余
裕を不要にする自己整合接続技術が、半導体装置の微細
化に伴って重要になってきている。また、接続孔と配線
層との一部同士を平面的に重畳させることによって、接
続孔及び配線層に必要な面積を縮小させることも考えら
れている。
成することによって、配線層と接続孔との間の合わせ余
裕を不要にする自己整合接続技術が、半導体装置の微細
化に伴って重要になってきている。また、接続孔と配線
層との一部同士を平面的に重畳させることによって、接
続孔及び配線層に必要な面積を縮小させることも考えら
れている。
【0003】図3は、この様な接続孔を有する半導体装
置の製造方法の一従来例を示している。この一従来例で
は、図3(a)に示す様に、Si基板11の表面にゲー
ト酸化膜としてのSiO2 膜12を形成した後、多結晶
Si膜13とWSix 膜14とを順次に堆積させてポリ
サイド層15を形成し、このポリサイド層15をゲート
電極のパターンに加工する。
置の製造方法の一従来例を示している。この一従来例で
は、図3(a)に示す様に、Si基板11の表面にゲー
ト酸化膜としてのSiO2 膜12を形成した後、多結晶
Si膜13とWSix 膜14とを順次に堆積させてポリ
サイド層15を形成し、このポリサイド層15をゲート
電極のパターンに加工する。
【0004】その後、層間絶縁膜としてのSiO2 膜1
6をCVD法で堆積させ、接続孔を形成すべき位置に開
口17aを有するフォトレジスト17をSiO2 膜16
上に形成する。そして、図3(b)に示す様に、フォト
レジスト17をマスクにしたエッチングでSiO2 膜1
6に開口16aを形成した後、フォトレジスト17を除
去する。
6をCVD法で堆積させ、接続孔を形成すべき位置に開
口17aを有するフォトレジスト17をSiO2 膜16
上に形成する。そして、図3(b)に示す様に、フォト
レジスト17をマスクにしたエッチングでSiO2 膜1
6に開口16aを形成した後、フォトレジスト17を除
去する。
【0005】次に、図3(c)に示す様に、SiO2 膜
21をCVD法で堆積させる。そして、SiO2 膜21
の全面をエッチバックし、図3(d)に示す様に、Si
O2膜21から成る側壁スペーサを開口16a内に形成
して、SiO2 膜21に囲まれている接続孔22をポリ
サイド層15に対して自己整合的に形成する。その後、
図3(e)に示す様に、不純物を含有する多結晶Si膜
23で、接続孔22を介してSi基板11に接続する配
線を形成する。
21をCVD法で堆積させる。そして、SiO2 膜21
の全面をエッチバックし、図3(d)に示す様に、Si
O2膜21から成る側壁スペーサを開口16a内に形成
して、SiO2 膜21に囲まれている接続孔22をポリ
サイド層15に対して自己整合的に形成する。その後、
図3(e)に示す様に、不純物を含有する多結晶Si膜
23で、接続孔22を介してSi基板11に接続する配
線を形成する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の一従
来例では、図3(d)(e)からも明らかな様に、接続
孔22とポリサイド層15との一部同士を平面的に重畳
させると、側壁スペーサであるSiO2 膜21がポリサ
イド層15上に残らない部分が生じ、この部分でポリサ
イド層15と多結晶Si膜23とが短絡する可能性があ
って、半導体装置の信頼性が低下していた。
来例では、図3(d)(e)からも明らかな様に、接続
孔22とポリサイド層15との一部同士を平面的に重畳
させると、側壁スペーサであるSiO2 膜21がポリサ
イド層15上に残らない部分が生じ、この部分でポリサ
イド層15と多結晶Si膜23とが短絡する可能性があ
って、半導体装置の信頼性が低下していた。
【0007】CVD法で堆積させるSiO2 膜21の膜
厚を厚くすれば、側壁スペーサとしてのSiO2 膜21
の幅も広くなって、このSiO2 膜21でポリサイド層
15を覆い易くなる。しかし、開口16aが埋められる
ほどに厚い膜厚のSiO2 膜21を堆積させると、ポリ
サイド層15に対して自己整合的に接続孔22を形成す
ることができない。
厚を厚くすれば、側壁スペーサとしてのSiO2 膜21
の幅も広くなって、このSiO2 膜21でポリサイド層
15を覆い易くなる。しかし、開口16aが埋められる
ほどに厚い膜厚のSiO2 膜21を堆積させると、ポリ
サイド層15に対して自己整合的に接続孔22を形成す
ることができない。
【0008】一方、開口16aの径を大きくすれば、膜
厚の厚いSiO2 膜21を堆積させても、開口16aは
SiO2 膜21に埋められない。しかし、開口16aの
径を大きくすれば、接続孔22の径も大きくなるので、
微細な半導体装置を製造することができない。つまり、
上述の一従来例では、微細で且つ信頼性の高い半導体装
置を製造することが困難であった。
厚の厚いSiO2 膜21を堆積させても、開口16aは
SiO2 膜21に埋められない。しかし、開口16aの
径を大きくすれば、接続孔22の径も大きくなるので、
微細な半導体装置を製造することができない。つまり、
上述の一従来例では、微細で且つ信頼性の高い半導体装
置を製造することが困難であった。
【0009】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、第1の配線層上に絶縁膜を形成し、層間絶
縁膜に対してエッチング選択性を有する材料膜を前記絶
縁膜上に形成し、前記材料膜上に前記層間絶縁膜を形成
することを特徴としている。
製造方法は、第1の配線層上に絶縁膜を形成し、層間絶
縁膜に対してエッチング選択性を有する材料膜を前記絶
縁膜上に形成し、前記材料膜上に前記層間絶縁膜を形成
することを特徴としている。
【0010】請求項2の半導体装置の製造方法は、前記
層間絶縁膜に対するエッチング選択性と絶縁性とを有す
る絶縁性材料膜を前記絶縁膜及び前記材料膜の代わりに
用いることを特徴としている。
層間絶縁膜に対するエッチング選択性と絶縁性とを有す
る絶縁性材料膜を前記絶縁膜及び前記材料膜の代わりに
用いることを特徴としている。
【0011】請求項1の半導体装置の製造方法では、第
1の配線層上に絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に対するエ
ッチング選択性を有する材料膜を絶縁膜上に形成してい
るので、接続孔を形成すべき位置の層間絶縁膜に形成す
る開口と第1の配線層との一部同士を平面的に重畳させ
ても、第1の配線層上には絶縁膜が残る。
1の配線層上に絶縁膜を形成し、層間絶縁膜に対するエ
ッチング選択性を有する材料膜を絶縁膜上に形成してい
るので、接続孔を形成すべき位置の層間絶縁膜に形成す
る開口と第1の配線層との一部同士を平面的に重畳させ
ても、第1の配線層上には絶縁膜が残る。
【0012】このため、接続孔と第1の配線層との一部
同士を平面的に重畳させることができて、接続孔及び第
1の配線層に必要な面積を縮小させることができるにも
拘らず、開口の径が小さくて絶縁性の側壁スペーサの幅
が狭くても、接続孔において第1の配線層と第2の配線
層との間に絶縁耐圧を確保することができ、微細で且つ
信頼性の高い接続孔を第1の配線層に対して自己整合的
に形成することができる。
同士を平面的に重畳させることができて、接続孔及び第
1の配線層に必要な面積を縮小させることができるにも
拘らず、開口の径が小さくて絶縁性の側壁スペーサの幅
が狭くても、接続孔において第1の配線層と第2の配線
層との間に絶縁耐圧を確保することができ、微細で且つ
信頼性の高い接続孔を第1の配線層に対して自己整合的
に形成することができる。
【0013】請求項2の半導体装置の製造方法では、層
間絶縁膜に対するエッチング選択性と絶縁性とを有する
絶縁性材料膜を絶縁膜及び材料膜の代わりに用いている
ので、膜の堆積工程やパターニング工程が少なくてよ
い。
間絶縁膜に対するエッチング選択性と絶縁性とを有する
絶縁性材料膜を絶縁膜及び材料膜の代わりに用いている
ので、膜の堆積工程やパターニング工程が少なくてよ
い。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本願の発明の一実施形態
を、図1、2を参照しながら説明する。本実施形態で
は、図1(a)に示す様に、Si基板11の表面にゲー
ト酸化膜としてのSiO2 膜12を形成した後、多結晶
Si膜13、WSix 膜14、SiO2 膜24及び多結
晶Si膜25を順次に堆積させる。多結晶Si膜25の
堆積は、例えば、次の条件で行う。
を、図1、2を参照しながら説明する。本実施形態で
は、図1(a)に示す様に、Si基板11の表面にゲー
ト酸化膜としてのSiO2 膜12を形成した後、多結晶
Si膜13、WSix 膜14、SiO2 膜24及び多結
晶Si膜25を順次に堆積させる。多結晶Si膜25の
堆積は、例えば、次の条件で行う。
【0015】多結晶Si膜の堆積条件 装置;減圧CVD装置 ガス;SiH4 /He/N2 =100/400/200
sccm 圧力;70Pa 温度;610℃
sccm 圧力;70Pa 温度;610℃
【0016】その後、ゲート電極のパターンのフォトレ
ジスト26を多結晶Si膜25上に形成し、このフォト
レジスト26をマスクにして、多結晶Si膜25、Si
O2膜24及び多結晶Si膜13とWSix 膜14とか
ら成るポリサイド層15に対して、下記の条件のドライ
エッチングを行う。
ジスト26を多結晶Si膜25上に形成し、このフォト
レジスト26をマスクにして、多結晶Si膜25、Si
O2膜24及び多結晶Si膜13とWSix 膜14とか
ら成るポリサイド層15に対して、下記の条件のドライ
エッチングを行う。
【0017】多結晶Si膜のエッチング条件 装置;ECRエッチング装置 ガス;Cl2 /O2 =10/5sccm 圧力;0.1Pa 高周波出力;50W マイクロ波出力;350W
【0018】SiO2 膜のエッチング条件 装置;ECRエッチング装置 ガス;Cl2 /O2 /SF6 =5/2/50sccm 圧力;0.1Pa 高周波出力;150W マイクロ波出力;350W
【0019】ポリサイド層のエッチング条件 装置;ECRエッチング装置 ガス;Cl2 /O2 =10/5sccm 圧力;0.1Pa 高周波出力;50W マイクロ波出力;350W
【0020】次に、図1(b)に示す様に、フォトレジ
スト26を除去し、層間絶縁膜としてのSiO2 膜16
を下記の条件で堆積させた後、接続孔を形成すべき位置
に開口17aを有するフォトレジスト17をSiO2 膜
16上に形成する。開口17aはポリサイド層15等と
一部同士で平面的に重畳させる。
スト26を除去し、層間絶縁膜としてのSiO2 膜16
を下記の条件で堆積させた後、接続孔を形成すべき位置
に開口17aを有するフォトレジスト17をSiO2 膜
16上に形成する。開口17aはポリサイド層15等と
一部同士で平面的に重畳させる。
【0021】SiO2 膜の堆積条件 装置;常圧CVD装置 ガス;SiH4 /O2 /N2 =100/500/100
0sccm 温度;410℃
0sccm 温度;410℃
【0022】次に、図1(c)に示す様に、フォトレジ
スト17をマスクにして、多結晶Si膜25をエッチン
グのストッパにすることができる様に、多結晶Si膜2
5に対して大きなエッチング選択比を確保することがで
きる条件、例えば下記の条件のエッチングでSiO2 膜
16に開口16aを形成した後、フォトレジスト17を
除去する。
スト17をマスクにして、多結晶Si膜25をエッチン
グのストッパにすることができる様に、多結晶Si膜2
5に対して大きなエッチング選択比を確保することがで
きる条件、例えば下記の条件のエッチングでSiO2 膜
16に開口16aを形成した後、フォトレジスト17を
除去する。
【0023】SiO2 膜のエッチング条件 装置;枚葉式マグネトロンRIE装置 ガス;CHF3 /O2 =50/50sccm 圧力;5.3Pa 高周波出力;1600W サセプタ温度;20℃
【0024】次に、図2(a)に示す様に、下記の条件
でSiO2 膜21を堆積させる。 SiO2 膜の堆積条件 装置;減圧CVD装置 ガス;TEOS/N2 =50/5sccm 圧力;80Pa 温度;720℃
でSiO2 膜21を堆積させる。 SiO2 膜の堆積条件 装置;減圧CVD装置 ガス;TEOS/N2 =50/5sccm 圧力;80Pa 温度;720℃
【0025】次に、下記の条件でSiO2 膜21の全面
をエッチバックし、図2(b)に示す様に、SiO2 膜
21から成る側壁スペーサを開口16a内に形成して、
SiO2 膜21に囲まれている接続孔22をポリサイド
層15に対して自己整合的に形成する。
をエッチバックし、図2(b)に示す様に、SiO2 膜
21から成る側壁スペーサを開口16a内に形成して、
SiO2 膜21に囲まれている接続孔22をポリサイド
層15に対して自己整合的に形成する。
【0026】SiO2 膜のエッチバック条件 装置;枚葉式マグネトロンRIE装置 ガス;CHF3 /O2 =40/10sccm 圧力;2.7Pa 高周波出力;1600W サセプタ温度;20℃
【0027】次に、図2(c)に示す様に、不純物を含
有する多結晶Si膜23を下記の条件で堆積させ、この
多結晶Si膜23をパターニングして、接続孔22を介
してSi基板11に接続する配線を形成する。
有する多結晶Si膜23を下記の条件で堆積させ、この
多結晶Si膜23をパターニングして、接続孔22を介
してSi基板11に接続する配線を形成する。
【0028】多結晶Si膜の堆積条件 装置;減圧CVD装置 ガス;SiH4 /PH3 /He=500/25/30s
ccm 圧力;70Pa 温度;610℃
ccm 圧力;70Pa 温度;610℃
【0029】以上の様な本実施形態では、ポリサイド層
15上にSiO2 膜24を形成しているので、図2
(b)(c)からも明らかな様に、接続孔22とポリサ
イド層15との一部同士を平面的に重畳させて、側壁ス
ペーサであるSiO2 膜21が多結晶Si膜25上に残
らない部分が生じても、この部分におけるポリサイド層
15と多結晶Si膜23との短絡を防止することができ
る。
15上にSiO2 膜24を形成しているので、図2
(b)(c)からも明らかな様に、接続孔22とポリサ
イド層15との一部同士を平面的に重畳させて、側壁ス
ペーサであるSiO2 膜21が多結晶Si膜25上に残
らない部分が生じても、この部分におけるポリサイド層
15と多結晶Si膜23との短絡を防止することができ
る。
【0030】このため、側壁スペーサを形成するための
SiO2 膜21をCVD法で堆積させる際の膜厚を厚く
する必要がなく、開口16aがSiO2 膜21で埋めら
れないので、既述の様に、ポリサイド層15に対して自
己整合的に接続孔22を形成することができる。従っ
て、SRAM及びDRAMやこれらを搭載するASIC
等の様に特に微細化が要求される半導体装置を良好に製
造することができる。
SiO2 膜21をCVD法で堆積させる際の膜厚を厚く
する必要がなく、開口16aがSiO2 膜21で埋めら
れないので、既述の様に、ポリサイド層15に対して自
己整合的に接続孔22を形成することができる。従っ
て、SRAM及びDRAMやこれらを搭載するASIC
等の様に特に微細化が要求される半導体装置を良好に製
造することができる。
【0031】なお、上述の実施形態では、SiO2 膜1
6に開口16aを形成する際に多結晶Si膜25をエッ
チングのストッパにしているが、非晶質Si膜や酸素の
含有量が多い半絶縁性多結晶Si膜であるサイポス膜等
の様にSiの組成比が高い膜や、タングステンシリサイ
ド膜やチタンシリサイド膜等のシリサイド膜や、タング
ステン膜等の金属膜等を、多結晶Si膜25の代わりに
用いてもよい。
6に開口16aを形成する際に多結晶Si膜25をエッ
チングのストッパにしているが、非晶質Si膜や酸素の
含有量が多い半絶縁性多結晶Si膜であるサイポス膜等
の様にSiの組成比が高い膜や、タングステンシリサイ
ド膜やチタンシリサイド膜等のシリサイド膜や、タング
ステン膜等の金属膜等を、多結晶Si膜25の代わりに
用いてもよい。
【0032】また、上述の実施形態では、絶縁膜として
のSiO2 膜24とストッパ層としての多結晶Si膜2
5との両方を用いているが、単一層でストッパ層になり
得る絶縁膜があれば、この絶縁膜をSiO2 膜24及び
多結晶Si膜25の代わりに用いてもよい。
のSiO2 膜24とストッパ層としての多結晶Si膜2
5との両方を用いているが、単一層でストッパ層になり
得る絶縁膜があれば、この絶縁膜をSiO2 膜24及び
多結晶Si膜25の代わりに用いてもよい。
【0033】また、上述の実施形態は、配線である多結
晶Si膜25とSi基板11とを接続するための接続孔
22を有する半導体装置の製造に本願の発明を適用した
ものであるが、配線同士を接続するための接続孔を有す
る半導体装置の製造にも本願の発明を適用することがで
きる。
晶Si膜25とSi基板11とを接続するための接続孔
22を有する半導体装置の製造に本願の発明を適用した
ものであるが、配線同士を接続するための接続孔を有す
る半導体装置の製造にも本願の発明を適用することがで
きる。
【0034】
【発明の効果】請求項1の半導体装置の製造方法では、
接続孔及び配線層に必要な面積を縮小させることができ
るにも拘らず、微細で且つ信頼性の高い接続孔を配線層
に対して自己整合的に形成することができるので、微細
で且つ信頼性の高い半導体装置を製造することができ
る。
接続孔及び配線層に必要な面積を縮小させることができ
るにも拘らず、微細で且つ信頼性の高い接続孔を配線層
に対して自己整合的に形成することができるので、微細
で且つ信頼性の高い半導体装置を製造することができ
る。
【0035】請求項2の半導体装置の製造方法では、膜
の堆積工程やパターニング工程が少なくてよいので、微
細で且つ信頼性の高い半導体装置を低コストで製造する
ことができる。
の堆積工程やパターニング工程が少なくてよいので、微
細で且つ信頼性の高い半導体装置を低コストで製造する
ことができる。
【図1】本願の発明の一実施形態の前半を順次に示す側
断面図である。
断面図である。
【図2】一実施形態の後半を順次に示す側断面図であ
る。
る。
【図3】本願の発明の一従来例を順次に示す側断面図で
ある。
ある。
11 Si基板 15 ポリサイド層 1
6 SiO2 膜 16a 開口 21 SiO2 膜 2
2 接続孔 23 多結晶Si膜 24 SiO2 膜 2
5 多結晶Si膜
6 SiO2 膜 16a 開口 21 SiO2 膜 2
2 接続孔 23 多結晶Si膜 24 SiO2 膜 2
5 多結晶Si膜
Claims (2)
- 【請求項1】 第1の配線層同士の間で且つ前記第1の
配線層よりも下層の導電領域と前記第1の配線層よりも
上層の第2の配線層とを接続するための接続孔を形成す
べき位置の層間絶縁膜に開口を形成した後に、絶縁性の
側壁スペーサを前記開口内に形成することによって、前
記第1の配線層に対して自己整合的に前記接続孔を形成
する半導体装置の製造方法において、 前記第1の配線層上に絶縁膜を形成し、 前記層間絶縁膜に対してエッチング選択性を有する材料
膜を前記絶縁膜上に形成し、 前記材料膜上に前記層間絶縁膜を形成することを特徴と
する半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】 前記層間絶縁膜に対するエッチング選択
性と絶縁性とを有する絶縁性材料膜を前記絶縁膜及び前
記材料膜の代わりに用いることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5412396A JPH09223732A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5412396A JPH09223732A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09223732A true JPH09223732A (ja) | 1997-08-26 |
Family
ID=12961831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5412396A Pending JPH09223732A (ja) | 1996-02-16 | 1996-02-16 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09223732A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013131580A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1996
- 1996-02-16 JP JP5412396A patent/JPH09223732A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013131580A (ja) * | 2011-12-20 | 2013-07-04 | Toshiba Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
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