JPS6016445A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、多結晶シリコン層とメタル層を重ねた配線と
絶縁膜をかいしてコンタクトホールで接続を取る多結晶
シリコン配線を持つ構造の半導体集積回路装置に関し、
コンタクトホール部での接続方法に関する。

半導体集積回路装置は年々、高密度、高集積化が進めら
れていて、１チツプに入る素子数はおおよそ２年で４倍
程度の伸びを示している。しかし、紫子数の伸びに対し
て、微細化の雁合がおいついていかず、チップの面積は
年々広大する方向である。

このように、微細化の波が急激で、しかもチップが犬き
くなると、神々の問題点が出てくる。その問題点の中で
、特にクローズアップされる問題点は、配Ｒノの抵抗で
ある。これは、配線がよりπ１１１〈なシ、長くなる事
による。これに対処する為、神々の配線制料及び方法が
検削されているが、その中でもっとも有望で、実用化さ
れはじめたのが、多結晶シリコン層の上に重ねてメタル
層を形成し、二層で配線とした配線である。この配線は
、たとえばＭ　（ｌ　Ｂ型半導体集積回路装置幌におい
ては、下層の多結晶シリコン層がゲート酸化膜との間で
安定性があり、上層のメタル層が抵抗を低くする役割を
しているため、先端デバイスで、実んの域に達してきて
−る情況である。しかしながら、問題点が凍ったくない
とｂうわけではない。先端のデバイスでは多層配＋ＩＪ
ｉｌ構造のものが多く、特に二層目以後の上層配線層に
多結晶シリコン層を配線として用いたいデバイスも多い
、しかし、配線の上層のメタル層と上部配線の多結晶シ
リコン配線の接続では、接触抵抗が大きい上に、上部配
線となる多結晶シリコン層の形成ロット毎はもぢろんの
事、ウェハー間、ウェハー内まで接触抵抗のバラツキが
あり、中には接触抵抗が実用範囲を越えて大きくなるも
のもあシ、足産技術としては、いま−歩という所である
。この原因としては、コンタクトホールをあけてメタル
を露出せしめた後のメタルの表面にナチョヲルオキサイ
ドが形成され、そのＪ９みがウェハーの場所によって異
なったシして、外界の雰囲気状態によって異なってくる
原因と、メタルと多結晶シリコンの界面で、ナチョヲル
オキザイドの酸素もまじった独特な接合状態ができあが
るためと考えられている。又、他の考えでは、メタル中
の不純物がｌ？Ｉ与して（ぬるという考え方もある。

以上のような理由が、多結晶シリコン層とメタル層を重
ねた配線と絶縁膜をかいしてコンタクトホールで接続を
取る多結晶シリコン配線を持ツ４４＋；造の実用化ヶは
ばんできた。

本発明は、このような欠点について改良を加えたもので
あって、本発明の目的は接続部での接触抵抗を小さく安
定化し、多結晶シリコン層とメタル層を重ねた配線と絶
ζゑ膜をかいしてコンタクトポールで接続を取る多結晶
シリコン配線を持つ多層配線構造の実用化にある。

第１図〜第４図に製造工程順の断面略図を示し以下に本
発明について説明する。８１４１図に示すようにＰ型単
結晶ｓ７基板１上にフィールド酸化＋１！、１２、ゲー
ト酸化膜３を形成し、さらに、多結晶シリコン層４を形
成した後メタル層５を形成して、ホトエツチングによっ
て配線を形成する。

第２図に示すように、イオン打込みによって？拡散層６
を形成した後、層間絶縁膜７を形成する。

その後、し１のように多結晶シリコン層とメタル層を重
ねた配線のすくなくとも一辺でオーバーサイズとなるよ
うに、層間絶縁膜７の一部をホトエツチングで除去して
、接続用のコンタクトホールをあける。

第３図に示すように、その上に多結晶シリコン層８を形
成し、ホトエツチングで追択的に除去してｒ１己糾を形
成する。

このように形成すると、多結晶シリコン層とメタル層を
１ねた配線の下層の多結晶シリコン層４と上部配線とな
る多結晶シリコン層８は、配線のサイドで直接接触する
事となる。

さらに、第４図に示すように、層間絶縁膜９を形成し、
その後、１８間絶縁膜９と層間絶縁膜７の一部を選択的
に除去し接続用のコンタクトホールをあける。そして、
その上にへ！配線Ｈ１を形成する。

以上のように、本発明の方法によると、多結晶シリコン
層とメタル層を重ねた配線のサイドで下層の多結晶シリ
コン層と、上部配線の多結晶シリコン配線とが接触して
いるため、コンタクト部における接触抵抗が小さく、安
定化して、従来方法でおきていたような接触抵抗が高く
なつｆｒ、リバヲツキを持ったシするという問題がなく
なる。

このように、下層に多結晶シリコン層とメタル層を重ね
た配線、その上層に多結晶シリコン配線が使用される構
造が取れるようになると、下の配線をゲートを祢を含む
配線、上の配に呈と抵抗を含む配線に使用する集積回路
装置等には特に有用である。

なお、本発明の例として、ＮチャンネルのＭＯ邸型半導
体集私回路装置について示したが、相補方式のＭＯ８型
半導体集槓回路装置においても同様であり、ＭＯ８型半
導体集粕回路装置以外の半専体巣積回路装置でも同お）
ζである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、本発り」の例について製造工程順を
おった断面略図である。 以　上 出願人　株式会社洒（訪ＫＴｔ工舎

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １１１　多結晶シリコン層とメタル層を重ねた配線と、
   該配線と絶縁膜をかいしてコンタクトホールで接続を取
   る多結晶シリコン配線を持つ構造の半導体集積回路装置
   において、該コンタクトホールが、該配線のすくなくと
   も一辺でオーバーサイズであけられて、該多結晶シリコ
   ン配線を形成する時、該配線の下層の該多結晶シリコン
   層ともサイドで接続を取った構造を持つ事を特徴とする
   半導体集積回路装置。 （２）該メタル層としてモリブデンを用いた事を特徴と
   する特許請求の範囲第一項記載の半導体集積回路装置。