JPS5823939B2 - 集積回路製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の利用分野 本発明は、集積回路に関し、更に詳しくは信頼性の高い
電極接続法に関するものである。

（２）従来技術 従来、シリコン集積回路に代表されを微小な集積回路に
おいては、一般に電極間接続は第１図のように行われて
いる。

第１図のａに示したように、基板１と絶縁するために第
１の絶縁膜２を被着した基板１上に、選択的に第１の電
極３を被着する。

選択的に被着するには、一般に広く用いられているホト
エツチング法やリフトオフ法なでを用いればよい。

この後に第２の電極と絶縁するために第２の絶縁膜４を
全面かあるいは一部に被着する。

その後第２の絶縁膜４に、第１の電極３と第２の電極と
の接続孔６を形成するために、エツチングレジスト５を
被着し広く用いられているホトエツチング法などで接続
孔６の部分を除去する。

この後、同図すに示すようにエツチングによって第１の
電極への接続孔６を第２の絶縁膜４に形成する。

このとき接続孔６や第１の電極３が微小であると接続孔
６と第１の電極３の位置合せ精度を保つのが困難となり
、接続孔６の位置がずれて、第２の絶縁膜４のエツチン
グ液が、第１の絶縁膜２を侵す場合にはアンダーカット
Ｉが生じる。

この上に同図Ｃに示すごとく第２の電極８を被着すると
アンダーカット１のために、第２の電極８の切断部９が
生じたり、切断しないまでもこの部分は第２の電極８が
薄くなったり、あるいは又さらにこの上に被着する膜の
均一性を妨げることになる。

またアンダーカット７の部分では第１の絶縁膜２が薄く
なっており、電気耐圧が低下するばかりでなく、もとも
と第１の絶縁膜２が薄い場合には、つけ抜けを起し、基
板１と第２の電極８との短絡を引き起す。

したがって従来は薄い第１の絶縁膜上ではこのような電
極接続孔を形成することをなるべく排除している。

シリコンを用いたＭＯ８集積回路に例をとれば、基板１
はシリコン単結晶ウェハ、第１、第２の絶縁膜は基板１
の酸化膜である５１０２や、Ｓ ｔ ０２を主成分とす
る絶縁膜であり、第１、第２の電極は多結晶シリコンや
、Ａ７．Ｃｒ、Ｔｉ。

Ｍｏ、Ｗなどの金属であることが多い。

したがって上述した従来法の欠点が生じることになる３
またこの従来法では同図ｄに平面図を示すごとく、第１
電極３と第２の電極８の接触部１０は、第１電極と接続
孔６の重なり部（同図ｄでは斜線で示している）であり
、第１の電極３と接続孔６の位置がずれればずれる程接
触部１０は小さくなり、第２の電極８との接触抵抗は大
きくなるだけでなく、信頼性も劣下する欠点をもつ。

（３）発明の目的 本発明の目的は上述した従来法の欠点を解決し、同じ位
置ぎめ精度でも従来法より大きな接触部を有する新規な
集積回路の製造法を提供することにある。

（４）発明の詳細説明 チングによって形成する以前に、あらかじめ接続孔とな
る部分に酸化防止膜を形成しておき、しかる後に選択的
に第１の電極を残存せしめ句これによって、もし位置ず
れがあっても本来の第１の電極の残余せしめる部分だけ
でなく第１の電極と第２の電極の接続孔部も又残余し、
接触部が増大することにある。

（５）実施例 以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。

まず第２図ａに示すごとくシリコン基板１上に第１の絶
縁膜としての基板１の熱酸化膜２を通常の熱酸化法で形
成する。

通常は基板１と配線電極との寄生容量を減少させるため
に、熱酸化膜２は１μｍ厚以上とすることが多い。

たとえば酸化速度を上げるためによく水蒸気を含んだ酸
素中で酸化を行うが、これを用いると１０００°Ｃと、
５時間の酸化で約１．０μｍ厚の熱酸化膜をうろことが
できる。

酸化雰囲気の圧力を上昇すると、それに伴って酸化速度
も上昇し、所定の酸化膜厚を得るのに酸化時間を短かく
することができる。

さらにこの熱酸化膜２の上に第１電極となる多結晶シリ
コン薄膜３′を通常のＣＶＤ法などで１００〜５ ０
０ ｎｍの厚さに被着する。

これにリンなどの不純物を添加して抵抗率を下げておく
。

この後所定の接続孔となる部分にあらかじめ１ ０ ０
ｎｍ程度のＳ ｘ ａ Ｎ４膜の酸化阻止膜１１を被
嘴する。

このＳｉ３Ｎ４膜は通常のＳｉＨ４＋ＮＨ３の反応で代
表されるＣＶＤ法を用いて被着することもできるし、多
結晶Ｓｉ全面にＮ２を表面濃度が約１０２１／層になる
ようにイオン打込みしてその後の熱処理で全面にＳｉ３
Ｎ４膜を形成することもできる。

その後、同図ｂに示すように多結晶シリコン膜３′のエ
ツチングマスクとして所定の部分に残存せしめたレジス
ト５又はエツチングによって所定の部分に残存せしめた
ＳｉＯ□などを用い、多結晶シリコン膜３′をＣＦ４プ
ラズマやＨＦ＋ＨＮ０３系溶液でエツチングして第１の
電極３のパターンを形成する。

しかる後に同図Ｃに示すようにレジスト５などのエツチ
ングマスクを除去し酸化阻止膜であるＳｉ３Ｎ４膜１１
をマスクとして露出した第１の電極３の表面を熱酸化す
る。

たとえば１０００℃ＤｒｙＯ□酸化、１時間で７ ０
ｎｍ程度の酸化膜１２が形成される。

またＷｅｔ．０□酸化ではＤｒｙ酸化より速い酸化速度
を得ることができ、酸化膜１２の厚さは任意に形成する
ことができる。

その後わずか酸化阻止膜であるＳｌ３Ｎ４膜１１上に形
成されたＳｉＯ。

を除去した後、ＣＦ４を用いたプラズマエツチングや１
８０℃前後に熱したリン酸で酸化阻止膜として用いたＳ
ｉ３ Ｎ４膜１１を除去した後同図ｄに示すように第
２の電極８を所定の部分に被着する。

以上のように本発明を適用すると同図ｅに示すごとく接
続孔６の部分に多結晶シリコンの第１の電極３が残存し
、この上に被着したＡ７や多結晶シリコンやその他の金
属等で代表される第２の電極８との接触部１０は第１図
の従来法の説明図と比較すると明らかに拡大しており、
接触抵抗が低減するばかりでなくアンダーカットが生じ
ない。

したがって第２の電極８の断線も生じないので信頼性の
高い電極配線が形成しうる。

また第１の絶縁膜２を１ ０ ０ ｎｍ程度のＭＯＳト
ランジスタの薄いゲート酸化膜とすると、本発明ではア
ンダーカットが生じないことから従来ではゲート酸化膜
上でゲートに直接接続孔６を形成することを避けていた
が、本発明ではゲート酸化膜上でゲートに接続孔を形成
することができ、集積回路の平面面積縮小に大きな効果
を発揮しうる。

（６）まとめ 以上説明したごとく本発明によれば第１の電極と第２の
電極の接続を従来より信頼性高く形成することができる
し、接触部が増大することから、より微細な配線を形成
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来法の説明図、第２図は本発明の実施例を示
す図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板上に絶縁膜を介して第１の電極用の薄膜
   を被着する工程とその表面上の、上記第１の電極と後に
   形成する第２の電極との接続孔部に酸化阻止膜を被着す
   る工程と、上記第１の電極用の薄膜の一部に上記酸化阻
   止膜部分を含んで上記第１の電極を形成する工程と、こ
   の後上記第１の電極の露出表面を酸化し、上記酸化阻止
   膜を除去する工程と、この後第２の電極を上記接続孔部
   の少なくとも一部を含むように形成する工程とからなる
   ことを特徴とする集積回路製造法。