JPS5984548A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPS5984548A
JPS5984548A JP19458082A JP19458082A JPS5984548A JP S5984548 A JPS5984548 A JP S5984548A JP 19458082 A JP19458082 A JP 19458082A JP 19458082 A JP19458082 A JP 19458082A JP S5984548 A JPS5984548 A JP S5984548A
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silicon
film
deposited
substrate
self
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村本 進
Takashi Morimoto
孝 森本
Katsuyuki Machida
克之 町田
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Abstract

PURPOSE:To obtain the semiconductor device of high density by forming a conductive material or an insulating film to the surface of a substrate with a stepped difference and isolating wirings or boring a through-hole in a self-alignment manner in a stepped difference section. CONSTITUTION:The stepped difference of the silicon semiconductor substrate 1 is formed by a material different from the substrate 1 such as polycrystalline silicon 5 and a silicon oxide film 7. Silicon patterns 201, 203 can be formed in a self-alignment manner to the thickness of approximately 4,500Angstrom of the stepped difference. Consequently, the silicon 201, 203 can be formed on the same plane while being extremely brought close to the silicon 5, and silicon 202 changed into the same pattern as the silicon 5 can also be formed. Accordingly, the density of the wirings can be increased efficiently because other conductors 201, 203 can be formed brought close to the conductor 5 and a space between the conductors 201, 203 can be brought to 0.3mum or less.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は高密度導電配線およびデバイス構造を有する半
導体装置およびその製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a semiconductor device having high-density conductive wiring and a device structure, and a method for manufacturing the same.

(従来技術) 従来、半導体集積回路において、配線間隔およびスルー
ホールの開孔はホトリソグラフイユ程における微細パタ
ーン精度および各層のマスク合せ余裕度によシ定められ
、この種の装置の高密度化及び高集積化の妨げ、となっ
ていた。
(Prior Art) Conventionally, in semiconductor integrated circuits, the wiring spacing and through-hole openings are determined by the fine pattern accuracy in photolithography and the mask alignment margin of each layer, and as this type of device increases in density and This was an impediment to higher integration.

(発明の目的) 本発明はこれらの欠点を解決するため、新しい基本原理
によシ段差のある一表面に導電拐料もしくは絶縁膜を形
成し、段差部で自己整合的に配線間の分離もしくはスル
ーホールの開孔を行ない、高密度な半導体装置を得るこ
とを目的とするものである。
(Objective of the Invention) In order to solve these drawbacks, the present invention uses a new basic principle to form a conductive material or an insulating film on one surface with a step, and to separate or separate the wiring in a self-aligned manner at the step. The purpose of this method is to obtain a high-density semiconductor device by forming through-holes.

(発明の構成) 前記の目的を達成するため、本発明は半導体基板表面上
に垂直段差を有し、該段差の側壁部の導電材料もしくは
絶縁材料が菱形状に除去されて段差部で分離がなされて
いることを%徴とする半導体装置を発明の要旨とするも
のである。さらに本発明は段差を有する表面にwaRプ
ラズマ堆積装置、マグネトロンスパッタ装置もしくはイ
オンビーム堆積装f等の薄膜堆積に方向性のある装置を
用いて絶縁膜もしくは導電膜を堆積し、該段差の側壁部
に菱形状に堆積した該絶縁膜もしくは該導電膜の脆弱膜
にエツチングもしくは酸化処理等を施し、該段差に対し
て自己整合的に該絶縁膜もしくは該導電j倶を分離する
ことを特徴とする半導体装置の製造方γ人を発明の要旨
とするものである。
(Structure of the Invention) In order to achieve the above object, the present invention has a vertical step on the surface of a semiconductor substrate, and conductive material or insulating material on the side wall of the step is removed in a rhombic shape so that separation occurs at the step. The gist of the invention is a semiconductor device which is characterized by the above-mentioned characteristics. Furthermore, the present invention deposits an insulating film or a conductive film on a surface having a step using a directional thin film deposition device such as a WAR plasma deposition device, a magnetron sputtering device, or an ion beam deposition device, and The method is characterized in that the insulating film or the conductive film deposited in a diamond shape is subjected to etching or oxidation treatment to separate the insulating film or the conductive film in a self-aligned manner with respect to the step. The gist of the invention is a method for manufacturing a semiconductor device.

次に本発明の実施例を添附図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明のAIi神を逸脱
しない範囲内で、種々の変更あるいは改良を行いうろこ
とは云うまでもない。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the embodiment is merely an illustration, and it goes without saying that various changes and improvements may be made without departing from the AIi spirit of the present invention.

第1図は本発明の基本原理を示す構造断面図である。図
において1は表面に段差を有する半導体基板、2は密な
膜質を有する堆積膜、2′は脆弱な膜質を有する堆積膜
であシ、1と同一材料からなる。第1図〔勾に示すよう
に、あらかじめ深さ1.0μmの段差を有するシリコン
半導体基板1に膜堆積に方向性を有する堆積法(たとえ
ばEOR型プラズマ堆積法、マグネトロンスパッタ汰、
イオンビーム堆積紙等)によシ、膜の厚さ1μmの導電
材料(たとえばSi 、 Mo 、 MoSi等)もし
くは絶縁膜(たとえばSi、N4. Sin、等)を堆
積する。基板lの平坦部b[は密な膜2が堆積し、段差
側壁部aには脆弱膜2′が堆積される。特に、FOR型
プラズマ堆積堆積法板温度100°C以下の低温で基板
表面の垂直方向に方向性をもたせて5in2. Si、
N、l、 Si 。
FIG. 1 is a structural sectional view showing the basic principle of the present invention. In the figure, 1 is a semiconductor substrate having a step on its surface, 2 is a deposited film having a dense film quality, and 2' is a deposited film having a brittle film quality, which is made of the same material as 1. As shown in FIG. 1, a film is deposited using a directional deposition method (e.g., EOR type plasma deposition method, magnetron sputtering method,
A conductive material (for example, Si, Mo, MoSi, etc.) or an insulating film (for example, Si, N4, Sin, etc.) with a film thickness of 1 μm is deposited using ion beam deposition paper, etc.). A dense film 2 is deposited on the flat part b[ of the substrate l, and a fragile film 2' is deposited on the stepped sidewall part a. In particular, 5 in 2. Si,
N, l, Si.

Mo 、 MoSi等の膜を堆積することができる。こ
のときの真空度は10 〜10  TOrrである。こ
の方法によれば、段差側壁aの堆積膜厚は平坦面すの約
”/4程度にな夛、側壁部aKは脆弱な″堆積膜2′が
形成される。この脆弱な堆積膜はスライトエツヂングに
よシ容易にエツチングされる。(側壁部aに堆積した脆
弱膜ダのエツチング速度は平坦面すに堆積した密な膜2
のエツチング速度の100倍以上になる。従って3%H
F液で数秒でエツチングされる。)また、平坦面に堆積
したS10.膜、81膜、Si3N4膜等の膜質はとも
にそれぞれ熱酸化膜、CVZD 膜と同程度の膜質およ
びシリコンとの界面特性を得ることができる。さらに、
これらの膜は、5ixOy、 Six′N; というよ
うな組成の異なる膜を容易に得ることができ、基板との
熱応力差を考慮し、組成を選択することができる。この
ため、後のプロセス工程で高温熱処理があっても応力の
少ない祠料の選択が可能である。
A film of Mo, MoSi, etc. can be deposited. The degree of vacuum at this time is 10 to 10 Torr. According to this method, the thickness of the deposited film on the stepped sidewall a increases to about 4/4 of that of the flat surface, and the fragile deposited film 2' is formed on the sidewall portion aK. This fragile deposited film is easily etched by light etching. (The etching rate of the brittle film deposited on the side wall a is the same as that of the dense film deposited on the flat surface.
The etching speed is more than 100 times that of the previous one. Therefore, 3%H
Etched with F solution in a few seconds. ) Also, S10. The film quality of the film, the 81 film, the Si3N4 film, etc. is comparable to that of the thermal oxide film and the CVZD film, respectively, and the interface characteristics with silicon can be obtained. moreover,
These films can be easily obtained with different compositions such as 5ixOy and Six'N; and the composition can be selected in consideration of the thermal stress difference with the substrate. For this reason, it is possible to select an abrasive with less stress even if high-temperature heat treatment is performed in a subsequent process step.

本発明の基本原理は第1図(A)に示した、段差側壁部
aで自己整合的に堆積膜2を分離することにある。第1
図(B)は段差側壁部aに堆積した脆弱膜2′をエツチ
ングにより除去し、段差側壁部aにそって溝Cを形成す
ることによシ本発明を実現したものであ7〜4.cの溝
Cすなわち堆積膜とシリコン基板の段差側壁となす角θ
は約30度走なる。この角度は堆積時、平坦面と側壁部
に形成される膜厚比によシ決まる。また、第1図(0)
は脆弱な堆積膜2′を他の物質3に変化させることによ
シ本発明を実現したものである。この場合堆積膜2はシ
リコン、金属シリサイド等その酸化物、窒化物等が品質
上安定であることが望ましい。また堆積膜2が導電性の
場合はその化合物3は絶縁族に変化することが望ましい
。本実施例ではシリコンを堆積し、900°Cウェット
0□雰囲気中で30分の酸化処理を施した。このとき、
脆弱膜のみが酸化され、平坦面に堆積した膜はほとんど
酸化されない。
The basic principle of the present invention is to separate the deposited film 2 in a self-aligned manner at the step sidewall portion a shown in FIG. 1(A). 1st
Figure (B) shows the present invention realized by removing the fragile film 2' deposited on the step side wall a by etching and forming a groove C along the step side wall a.7-4. The angle θ between the groove C of c, that is, the deposited film and the stepped sidewall of the silicon substrate
runs about 30 degrees. This angle is determined by the thickness ratio of the film formed on the flat surface and the side wall portion during deposition. Also, Figure 1 (0)
The present invention was realized by changing the fragile deposited film 2' to another substance 3. In this case, it is desirable that the deposited film 2 be made of silicon, metal silicide, or other oxides, nitrides, etc. of stable quality. Further, when the deposited film 2 is conductive, it is desirable that the compound 3 changes to an insulating group. In this example, silicon was deposited and oxidized for 30 minutes at 900° C. in a wet 0□ atmosphere. At this time,
Only fragile films are oxidized; films deposited on flat surfaces are hardly oxidized.

M2図は本発明の実施例を示す。図においてlはシリコ
ン半導体基板、201 、202 、203は密な良質
を有する堆積族(シリコン)、2′は脆弱な膜質を有す
る堆積膜(シリコン)、5は導電材料(シリコンもしく
は金属)、7は絶縁材料(S102)である。本実施例
においては段差の形成はシリコン半導体基板1と異なる
材料、すなわち多結晶シリコン5とシリコン酸化膜7か
ら形成されている。
Diagram M2 shows an embodiment of the invention. In the figure, l is a silicon semiconductor substrate, 201, 202, and 203 are a deposited film (silicon) with a dense and good quality, 2' is a deposited film (silicon) with a fragile film quality, 5 is a conductive material (silicon or metal), and 7 is an insulating material (S102). In this embodiment, the step is formed from a material different from that of the silicon semiconductor substrate 1, that is, polycrystalline silicon 5 and silicon oxide film 7.

それぞれの膜厚は4500 A 、 1000 Aであ
る。段差の形成方法以外は第1図と同様な方法で得るこ
とができる。本構造によれば導電体である多結晶シリコ
ン5と絶縁材料であるシリコン酸化膜7によシ構成され
る段差厚さ約450OAに対し、自己整合的にシリコン
パターン201 、202 、203 カ形成できる。
The respective film thicknesses are 4500 A and 1000 A. It can be obtained by the same method as shown in FIG. 1 except for the method of forming the step. According to this structure, silicon patterns 201, 202, and 203 can be formed in a self-aligned manner for a step thickness of approximately 450 OA formed by polycrystalline silicon 5, which is a conductor, and silicon oxide film 7, which is an insulating material. .

このことはシリコン5に非常に接近し、同一平面上でシ
リコン201 、203が形成でき、さらにシリコン5
と同一のパターンとなるシリコン202も形成できる。
This means that silicon 5 can be formed very close to silicon 5, silicon 201 and 203 can be formed on the same plane, and silicon 5 can be formed on the same plane.
Silicon 202 having the same pattern can also be formed.

したがって導体5に接近させて、他の導体201 、2
03が形成でき、その間隔を0.3μm以下にすること
ができるので、配線密度を効率よくあげることができる
Therefore, the other conductors 201 and 2 are placed close to the conductor 5.
03 can be formed and the interval between them can be made 0.3 μm or less, so the wiring density can be efficiently increased.

第3図は本発明の他の実施例であって、本発明原理をM
O8集積回路に適用した場合をプロセス工程を説明する
ための図である。MrJ3図(A)はMO8集積回路の
製造工程でゲート多結晶シリコンの加工が終了した構造
断面図である。図において11はp形シリコン基板、9
はフィールド酸化膜(膜厚1μIn )、4tまゲート
酸化膜(膜厚5oon)、5′はゲート多結晶シリコン
(膜厚2000λ)を示す。ここまでの工程は通常のM
O8集積回路の公知方法で製造できている。つぎに、第
3図(B)に示すようにEOR型プラズマ堆積方法によ
、!1lln形不純物(p)を含む、シリコン堆積膜2
01 、202 、203 、2を厚さ2000λに堆
積する。形成条件はマイクロ波電力150W、真空度5
 X 10−’TOrr 、 5in4流量20CO/
iで、この場合、第1図(A)で示したように段差の側
壁部には脆弱な膜質を有するシリコン堆積膜2′が堆積
される。このときの堆積速度は360 A/viaであ
る。つぎにウェットozl囲気中900°C230程度
度の熱処理を行なうと、段差側壁部のシリコン2は容易
に酸化され、シリコンの堆積膜201 、202 。
FIG. 3 shows another embodiment of the present invention, in which the principle of the present invention is applied to M
FIG. 3 is a diagram for explaining process steps when applied to an O8 integrated circuit. MrJ3 (A) is a cross-sectional view of the structure after the gate polycrystalline silicon has been processed in the MO8 integrated circuit manufacturing process. In the figure, 11 is a p-type silicon substrate, 9
5 indicates a field oxide film (film thickness 1 μIn), 4t gate oxide film (film thickness 5oon), and 5' gate polycrystalline silicon (film thickness 2000λ). The process up to this point is normal M
It can be manufactured using known methods for O8 integrated circuits. Next, as shown in FIG. 3(B), by the EOR type plasma deposition method! Silicon deposited film 2 containing 1lln type impurity (p)
01, 202, 203, and 2 are deposited to a thickness of 2000λ. Formation conditions are microwave power 150W, vacuum degree 5
X 10-'TOrr, 5in4 flow rate 20CO/
In this case, as shown in FIG. 1A, a silicon deposited film 2' having a brittle film quality is deposited on the side wall of the step. The deposition rate at this time was 360 A/via. Next, when heat treatment is performed at about 900°C and 230°C in a wet ozl atmosphere, the silicon 2 on the step sidewalls is easily oxidized and the silicon deposited films 201 and 202 are formed.

203はそれぞれ段差部でシリコン酸化膜3によシ分離
される。900°Cの熱処理時、シリコンの堆積& 2
01 、203に含まれたN形不純物がシリコン基板1
1表面に拡散し、MOS )ランジスタのソースおよび
ドレインf@ 601 、’ 603が形成できる。そ
の後、シリコンの堆積膜201 、202 、203を
ホトリソグラフィおよびエツチング処理によシ加″工し
、第3図ゆ〕に示す構造を得る。最後に公知の集積回路
製造技術によシリコン基板m 111をOVD法によル
厚さ5ooo Xに堆積し、スルーホール形成を行ない
、AJ−電極211 、213を形成する。結果的に第
3図(D)に示すようなMO8集積回路を(Jjる。
203 are separated by the silicon oxide film 3 at the stepped portions. During heat treatment at 900°C, silicon deposition &2
The N-type impurities contained in 01 and 203 form silicon substrate 1.
1 surface, and the source and drain f@601, '603 of a MOS transistor can be formed. Thereafter, the deposited silicon films 201, 202, and 203 are processed by photolithography and etching to obtain the structure shown in FIG. is deposited to a thickness of 5 mm by the OVD method, through holes are formed, and AJ-electrodes 211 and 213 are formed.As a result, an MO8 integrated circuit as shown in FIG. .

本実施例では第3図CB)の工程後ウェット0□雰囲気
中での酸化によシ、ゲー・ト電極をソースおよびドレイ
ン引出 シリコンの脆弱膜2′をエツチング除去することによっ
ても分MLが行なえることはいうまでもない。
In this example, after the process shown in FIG. 3 CB), ML can also be performed by etching away the weak film 2' of the source and drain lead silicon for the gate electrode by oxidation in a wet 0□ atmosphere. Needless to say.

上記の実施例によれば通常のMO8集積回路に比+px
し、利点として次の3点があげられる。
According to the above embodiment, compared to a normal MO8 integrated circuit, +px
However, there are three advantages:

(イ) この構造での特徴は、段差部での分離の形状が
菱形になっている点にある。本構造によれば段差が絶縁
物であるゲー)&化膜と導体であるゲートポリS1から
形成されておシ、ソースおよびドレインの引きだし電極
となるシリコンが、EOR型プラズマ堆積法によシ形成
される。段差部での分離が菱形になることによシ、原理
的にはゲートポリS1とソースおよびドレイン引出し電
極の分離はゲート酸化膜の側壁のみで行なうことも可能
となシ、シリコン基板の表面上でみた分離中を零にする
ことができる。
(b) The feature of this structure is that the separation at the step part has a rhombic shape. According to this structure, the step is formed from the insulating film (G) and the gate polysilicon (S1), which is the conductor, and the silicon which becomes the source and drain lead electrodes is formed by the EOR type plasma deposition method. Ru. Since the separation at the step part becomes diamond-shaped, it is theoretically possible to separate the gate poly S1 from the source and drain lead electrodes only by the sidewalls of the gate oxide film, and it is possible to do so on the surface of the silicon substrate. The amount of separation seen can be reduced to zero.

本実施例でもゲート電極5 、202とソースおよびド
レイン引き出し電極の分離中は帆1μm以下にできた。
In this embodiment as well, the separation between the gate electrodes 5 and 202 and the source and drain lead-out electrodes was made to be less than 1 μm.

したがって本構造はデノくイスの高密度に非常に有利で
ある。
Therefore, this structure is very advantageous for high density of denomination chairs.

(ロ)・ ソース、ドレイン拡散Jii 601 、6
03はシリコン201 、203に含まれる不純物の拡
散によシ形成されるのでイオン注入法による接合の形成
に比較して非常に浅い接合(厚さ0.1μm以下)を形
成することができる。このことはMOS )ランジスタ
の微細化で問題になっているショートチャネル効果(チ
ャネル長が小さくなってゆくと閾値電圧が著しく低くな
る効果)を小さくすることができる。
(b) Source and drain diffusion Jii 601, 6
Since 03 is formed by diffusion of impurities contained in silicon 201 and 203, it is possible to form a very shallow junction (thickness of 0.1 μm or less) compared to the formation of a junction by ion implantation. This can reduce the short channel effect (the effect in which the threshold voltage becomes significantly lower as the channel length becomes smaller), which has become a problem with the miniaturization of MOS transistors.

(ハ) ソース・ドレインの引出し電極である堆積膜2
01 、203をフィールド酸化膜9上におくことによ
シ、ソースおよびドレイン拡散層601,603の面積
を小さくすることができる。この“ため、ソース基板間
の電気容量を犬[1〕に低減でき尚速MO8集積回路を
実現することができる。またソースおよびドレイン拡散
層601 、603の面積が小さくなることから、回路
動作を不良にするα線等の影響も少なくすることができ
る。
(c) Deposited film 2 which is source/drain extraction electrode
By placing 01 and 203 on field oxide film 9, the area of source and drain diffusion layers 601 and 603 can be reduced. For this reason, the capacitance between the source and substrate can be reduced to 100%, making it possible to realize a high-speed MO8 integrated circuit.Also, since the area of the source and drain diffusion layers 601 and 603 is reduced, the circuit operation can be improved. It is also possible to reduce the influence of alpha rays that cause defects.

第4図は第3図の実施例を改良した他の実施例である。FIG. 4 shows another embodiment that is an improvement on the embodiment shown in FIG.

第3図の実施例と異なる点は第3図CB)の工5程でF
OR型プラズマ堆積法で不純物を含むシリコンを形成し
たが、本実施例ではE(ER型プラズマ堆積法で不純物
を含むシリコン21.21につづいてMo 22.22
を堆積している点にある。それぞれの膜厚は500〜1
000 A 、 1000〜3000λである。本実施
例によれば、ゲート電極5,21゜22、ソースおよび
ドレイン引出し電極21 、22の抵抗を0.1Ω口以
下に(シリコンのみのときは20Ω〜50Ω程展)低減
できかつ、ソースおよびドレイン拡散/i 601 、
603の深さを0.1/Zm以下に浅くすることができ
るので高密度・高速なMO8集積回路が実現できる。
The difference from the embodiment shown in Fig. 3 is F in step 5 of Fig. 3 CB).
Silicon containing impurities was formed by OR type plasma deposition method, but in this example, E (E (ER type plasma deposition method) was used to form silicon containing impurities 21.21, followed by Mo 22.22).
The point is that it is accumulating. Each film thickness is 500~1
000 A, 1000-3000λ. According to this embodiment, the resistance of the gate electrodes 5, 21° 22, the source and drain lead electrodes 21, 22 can be reduced to 0.1Ω or less (approximately 20Ω to 50Ω when silicon is used only), and the resistance of the source and drain diffusion/i 601,
Since the depth of 603 can be made shallow to 0.1/Zm or less, a high-density and high-speed MO8 integrated circuit can be realized.

第5図は第3図の実施例を改良した他の実施例である。FIG. 5 shows another embodiment that is an improvement on the embodiment shown in FIG.

第3図の実施例と異なる点は第3図(A)の工程でゲー
トシリコン5およびゲー)m化膜4の加工後、比較的濃
度のうすいソース・ドレイン層601’ 、 603’
を形成しているところにある。具体的にはシリコン基板
としてn形を用いた場合、Asをエネルギ100KeV
でドース量I X 10” crn−2の条件でイオン
打込を行っている。本実施例によれば、第3図の実施例
に比較し、ソースおよびドレイン601 、603とシ
リコン基板11間の接合耐圧を大巾にあげることができ
かつ、第3図の実施例と同様にMOS )ランジスタの
ショートチャネル効果を押えることができる。
The difference from the embodiment shown in FIG. 3 is that in the step shown in FIG. 3(A), after processing the gate silicon 5 and the nitride film 4, relatively lightly concentrated source/drain layers 601' and 603' are formed.
It is located in the area where it forms. Specifically, when an n-type silicon substrate is used, As is heated to an energy of 100 KeV.
Ion implantation is performed under the condition of a dose of I x 10" crn-2. According to this embodiment, compared to the embodiment shown in FIG. The junction breakdown voltage can be greatly increased, and the short channel effect of the MOS transistor can be suppressed as in the embodiment shown in FIG.

第6図は本発明原理を半導体プロセス巾の酸化マスク、
拡散マスク等に応用した実施例を示す。
Figure 6 shows the principle of the present invention as an oxidation mask with a semiconductor process width.
An example of application to a diffusion mask etc. will be shown.

図において11はシリコン半導体基板である。第1図(
B)で説明した方法によシリコン基板11の段差部に溝
Cが形成されている。第6図はシリコン基板11とtj
、異なる拐料(例えば5tO2)、をマスクに溝Cを通
してシリコン基板11に拡散を施したものである。また
堆積膜2としてシリコン窒化膜等の耐酸化性膜を用いる
ことによシ、堆積膜2をマスクに溝Cを通してシリコン
基板11を選択的に酸化できることは云うまでもない。
In the figure, 11 is a silicon semiconductor substrate. Figure 1 (
A groove C is formed in the stepped portion of the silicon substrate 11 by the method described in B). Figure 6 shows the silicon substrate 11 and tj
, a different impurity (for example, 5 tO2) is diffused into the silicon substrate 11 through the groove C using a mask. It goes without saying that by using an oxidation-resistant film such as a silicon nitride film as the deposited film 2, the silicon substrate 11 can be selectively oxidized through the groove C using the deposited film 2 as a mask.

本実施例によれば段差部側壁に選択的に不純物拡散層や
熱酸化膜が容易に形成することができる。
According to this embodiment, an impurity diffusion layer and a thermal oxide film can be easily formed selectively on the sidewalls of the step portion.

また、段差部での開孔は菱形になっておシ、本構造によ
れば原理的には段差側壁部のみの表面を露出させること
がn」能である。本実施例の結果では開孔部におけるシ
リコン平坦部の露出はo、iμm以下であシ、はとX7
ど霧出していない。
Further, the openings at the stepped portions are diamond-shaped, and according to the present structure, it is theoretically possible to expose only the surface of the stepped sidewall portions. The results of this example show that the exposure of the silicon flat part in the opening is less than 0,iμm.
No fog is coming out.

第7図は本発明の他の実施例を示す。図において11)
まシリコン半導体基板、2はシリコン酸化1蒋(厚さ5
000 A )、8は不純物拡散層、91 。
FIG. 7 shows another embodiment of the invention. In the figure 11)
A silicon semiconductor substrate, 2 is a silicon oxide substrate (thickness 5
000 A), 8 is an impurity diffusion layer, 91.

91′は不純物を含むシリコンを示す。第7図(A)は
第6図で示した方法によシネ細物拡1rk層8を形成し
、その後、通常のOVD法もしくは減圧OVD法によシ
ネ細物を含むシリコン91を膜J!、1.300OAに
形成したものである。これらのシリコン形成法によれば
第6図で示した溝Cは容易にシリコンで充填される。こ
こで不純物拡散層8の形成は不純物を含むシリコン91
からの拡散によっても形成が可能である。この後、平行
平板プラズマエツチング法もしくはりアクティブイオン
エツチング(R工E+)法等の方向性のあるエツチング
法によシ、シリコン91をエツチング処理すると、第7
図CB)に示す如く、不純物を含むシリコン91′を溝
に充填されたまま平坦部のシリコンを除去することがで
きる。
91' indicates silicon containing impurities. In FIG. 7(A), a cine thin material expanded 1rk layer 8 is formed by the method shown in FIG. , 1.300OA. According to these silicon forming methods, the groove C shown in FIG. 6 is easily filled with silicon. Here, the impurity diffusion layer 8 is formed using silicon 91 containing impurities.
Formation is also possible by diffusion from. Thereafter, the silicon 91 is etched by a directional etching method such as a parallel plate plasma etching method or an active ion etching (R-E+) method.
As shown in FIG. CB), the silicon in the flat portion can be removed while the trench is filled with silicon 91' containing impurities.

本実施例によればシリコン基板11の段差部に形成され
た拡散層8から自己整合的に引き出し電極91′を形成
することができ高密度な集積回路が実現できる。
According to this embodiment, the extraction electrode 91' can be formed in a self-aligned manner from the diffusion layer 8 formed in the stepped portion of the silicon substrate 11, and a high-density integrated circuit can be realized.

第8図は氾7図の実施例をバイポーラトランジスタに応
用した実施例を示す。図において11はp形シリコン基
板、8,8′はn膨拡散層、6″はp膨拡散層、2はシ
リコン酸化膜、91′はベーlス引出し電極用のシリコ
ン、111はシリコン酸化M、214 、215はAJ
電極である。本実施例によれば、バイポーラトランジス
タのベース形成部に第7図の実施例が応用されておシ、
ベース面積が′大巾に減少されている。
FIG. 8 shows an example in which the embodiment shown in FIG. 7 is applied to a bipolar transistor. In the figure, 11 is a p-type silicon substrate, 8 and 8' are n-swelled diffusion layers, 6'' is a p-swelled diffusion layer, 2 is a silicon oxide film, 91' is silicon for the base extraction electrode, and 111 is silicon oxide M , 214, 215 are A.J.
It is an electrode. According to this embodiment, the embodiment shown in FIG. 7 is applied to the base forming portion of the bipolar transistor.
The base area has been drastically reduced.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明は新しい基本原理により段
差のある表面に導電羽村もしくは絶縁材料を形成し、こ
の段差部で自己整合的に配線の分離、スルーホールの形
成、拡散・酸化マスクの形成等重密度、高速、商集積な
半導体装置を提供するものである。上述の説明では説明
を簡単にするためにMO8集積回路を主として説明した
が、バイポーラ集積回路等信の集積回路にも本発明が実
施できることは云うまでもない。
(Effects of the Invention) As explained above, the present invention uses a new basic principle to form a conductive layer or an insulating material on a surface with a step, and to conduct wiring separation, through-hole formation, and diffusion in a self-aligned manner at the step.・Provides a semiconductor device with high density, high speed, and high integration density such as oxide mask formation. In the above explanation, MO8 integrated circuits have been mainly explained for the sake of simplicity, but it goes without saying that the present invention can also be implemented in integrated circuits such as bipolar integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の基本原理を示す構造断面図、第2図は
本発明の一実施例、第3図乃至第8図は夫々本発明の他
の実施例を示す。 1・・・半導体基板、2・・・堆積膜、2・・・堆積膜
、3・・シリコン酸化腕、4・・・ゲート酸化膜、5・
・・導電材料(シリコン)、5′・・・ゲート多結晶シ
リコン、7・・・絶縁羽村(シリコン酸化膜)、8,8
・・・n膨拡散層、9・・・フィールド酸化膜、11・
・・p形シリコン基板、21.21’・・・不純物を含
むシリコン、22・・・MO191,91’・・・シリ
コン、111・・・シリコン酸化族、201 、202
 、203・・・密な膜質を有する堆積膜、211 、
213・・・A1電極、214 、215・・・AV電
極、601・・・MOS )ランジスタのソース拡散1
’fd、603・・・MOS )ランジスタのドレイン
拡散層特許出願人 第4図 第6図
FIG. 1 is a structural sectional view showing the basic principle of the present invention, FIG. 2 is an embodiment of the invention, and FIGS. 3 to 8 each show other embodiments of the invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... Deposited film, 2... Deposited film, 3... Silicon oxide arm, 4... Gate oxide film, 5...
... Conductive material (silicon), 5'... Gate polycrystalline silicon, 7... Insulating Hamura (silicon oxide film), 8,8
. . . n-swelled diffusion layer, 9 . . . field oxide film, 11.
...p-type silicon substrate, 21.21'...silicon containing impurities, 22...MO191,91'...silicon, 111...silicon oxide group, 201, 202
, 203...Deposited film having dense film quality, 211,
213...A1 electrode, 214, 215...AV electrode, 601...MOS) Source diffusion 1 of transistor
'fd, 603...MOS) Drain diffusion layer of transistor Patent applicant Figure 4 Figure 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板表面上に垂直段差を有し、該段差の側
壁部の導電材料もしくは絶縁材料が菱形状に除去されて
段差部で分離がな、されていることを特徴とする半導体
装置。
(1) A semiconductor device having a vertical step on the surface of a semiconductor substrate, and a conductive material or an insulating material on the side wall of the step is removed in a rhombus shape and separated at the step.
(2)段差の形成が2種以上の異なる材料によシ構成さ
れ、MOS )ランジスタのゲート電極となシ、該ゲー
ト電極に自己整合的に比較的不純物濃度の低、 い第1
の拡散層と比較的不純物論度の高い第2の拡散層からな
シ、該第1の拡散層の深さが該第2の拡散層の深さよル
も深いことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半
導体装置。
(2) The step formation is made of two or more different materials, and the gate electrode of the MOS transistor is self-aligned with the gate electrode and has a relatively low impurity concentration.
and a second diffusion layer having a relatively high degree of impurity, the depth of the first diffusion layer is also greater than the depth of the second diffusion layer. A semiconductor device according to scope 1.
(3)段差を有する表面にECRプラズマ堆積装置、マ
グネトロシスバッタ装置もしくはイオンビーム堆積装置
等の薄膜堆積に方向性のある装置を用いて絶縁膜もしく
は導電膜を堆積し、該段差の側壁部に菱形状に堆積した
該絶縁膜もしくは該導電膜の脆弱膜にエツチングもしく
は酸化処理等を施し、該段差に対して自己整合的に該絶
縁膜もしくは該導電膜を分離することを特徴とする半導
体装置の製造方法。
(3) Depositing an insulating film or a conductive film on a surface having a step using a device with directionality for thin film deposition such as an ECR plasma deposition device, a magnetrosis battering device, or an ion beam deposition device, and depositing an insulating film or a conductive film on the side wall of the step. A semiconductor characterized in that the insulating film or the conductive film is separated in a self-aligned manner with respect to the step by etching or oxidizing the fragile film of the insulating film or the conductive film deposited in a rhombus shape. Method of manufacturing the device.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5568075A (en) * 1978-11-17 1980-05-22 Charbonnages De France Automatic temperature control electric heating panel heater and method of manufacturing same
JPS5928358A (en) * 1982-08-10 1984-02-15 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device

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