JPS61222237A - 半導体装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明゛は半導体装置に関し、特に異層の配線層同志が
接続されるコンタクトホールに改良を加えた半導体装置
に係わる。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来、２層配線構造の半導体装置としては例えば第２図
（ａ）　、　（ｂ）　Ｋ示すものが知られている。

ここで、同図（、）は平面図、同図伽）は同図（ａ）の
ｘ−Ｘ線に沿う断面図である。

図中の１は半導体基板である。この基板１上には、５１
０２膜２を介して第１層目の配線３１，３□。

３３が夫々設けられている。これら配線は、例えば多結
晶シリコンからなる。これら配線３１〜３３を含むＳｉ
Ｏ□膜２上には層間絶縁膜４が設けられ、前記配線３□
に対応する眉間絶縁膜４にはコンタクトホール５が開口
されている。前記配線３□には、　ＡＩＩからなる第２
層目の配線６がコンタクトホール５を介して接続されて
い−る。なお、この配線６は、前記第１層目の配＋ｗ３
．〜３．と直交している。

ところで、こうした構造の半導体装置において、コンタ
クトホール５はマスク合せ誤差がありても配線３２上に
完全に配置されるように配置されている。即ち、コンタ
クトホール５を形成する場合には、第２図（ａ）に示す
如く第１層目の配線３□０幅よりも広い場所が必要とな
る。このため、本来は配線３．〜３３を出来るだけ高密
度に配線するため配線間隔の最小幅ａをもりて配置する
が、コンタクトホール５以外の場所はそれよりも広い幅
すを配置せざるを得ない。こうした配置をとる理由は、
コンタクトホール５が第１層目の配線３２上から外れて
Ｓ　１０２膜２上にも配置されると、配線３□とＳ　１
０２膜２との界面で段差が生じ、かつ、眉間絶縁膜４の
エツチング時ＫＳｉｎ２膜２の一部もエツチングされ、
段差がみかけ以上に大きくなるからである。そして、こ
の場合、第２層目の配線６の被着時に段差部で断線が生
じる。以上より、上述した従来技術によれば、高密度配
線が困難である。

しかるＫ、従来技術において高密度化を図るためには、
前述したコンタクト余裕を出来るだけ少々くすればよい
。しかし、これはコンタクトホールの開口面積を減少し
てコンタクト抵抗の増大をもたらすため、素子の動作上
大きな障害となる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、コンタクト
余裕を設け−ｊ＜、２層間の配線同志の接触面積を実質
的に増加し、コンタクト抵抗を低減できる半導体装置を
提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明は、半導体基板上に直接もしくは絶縁膜を介して
設けられた第１層目の配線と、この配線層の幅より広い
コンタクトホールと、このコンタクトホール中に前記配
線に接続するように充填された導電層と、前記配線層と
コンタクトホール中の導電層を介して接続された第２層
目の配線とを具備することを特徴とするもので、従来の
如くコンタクト余裕を設けずＫ、コンタクト抵抗の低減
をなし得る。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を第１図（、）　、　（ｂ）、第
３図（ａ）〜（ｄ）及び第４図を参照して説明する。

実施例１ 第１図において、１１は例えばＰａのシリコン基板であ
る。この基板１１上には、ＳｉＯ□膜１２全１２て多結
晶シリコンからなる第１層目の配線１Ｂ１，１３２，１
３．が夫々股、けられている。

これら配線１３１〜１３３を含むｓ　ｔｏ２膜１膜上２
上、眉間絶縁膜１４が設けられている。前記配線１３□
に対応する層間絶縁膜１４には、配線１３□の幅より大
きな開口径を有したコンタクトホール１５が開口されて
いる。このコンタクトホール１５には、多結晶シリコン
からなる導電層１６が前記配線１３□の上面及び側面と
接触し、かつ、前記８１０２膜１２側に一部突出して充
填されている。前記層間絶縁膜１４上には、前記コンタ
クトホール１５中の導電層１６を介して接続するＡＩか
らなる第２層目の配線１７が設けられている。この配＃
１１７はコンタクトホール１５の周辺で幅広となってい
る。

しかして、上記実施例１によれば、第１層目の配線１３
２に対応する層間絶縁膜１４に前記配線１３２０幅より
大きい開口径を有したコンタクトホール１５を設け、し
かもこのコンタクトホール１５！ＩＣ前記配線１３２の
上面及び側面と接触する導電層１６を充填した構造とな
っているため、従来の如くコンタクト余裕をとらずにコ
ンタクト抵抗を４に低減できる。っまシ、導電層１６が
第１層目の配線１３２と最大限に接触し、かつ導電層１
６と第２層目の配線１７とが接触することによ〕、コン
タクト抵抗を低減できる。

実施例２ 第３図（ａ）〜（４及び第４図に示す製造方法を併記し
て説明する。

まず、Ｐ型のシリコン基板２１上ＫＮ型層（図示せず）
を拡散によって形成した。つづいて、全面Ｋ　５ｉｎ２
膜を被着した後、所定のマスク工程を用いてこの５１０
２膜を選択的に除去し５ｉｏ２膜／４ターン２２を形成
した。次いで、この５ｉｎ２膜パターン２２をマスクと
して前記Ｎ型層及び基板２１を塩素系の非等方性工、チ
ングによシエッチングした（第３図（＆）図示）。その
結果、第１層目の配線２３１，２３□、２３３が得られ
た。しかる後、バイアスノや、夕法によって５ｔＯ２膜
２４を形成して全面を平坦化させた（第３図Ｃｂ）図示
＼更Ｋ、後記コンタクトホール用の所定のマスクを用い
てＳｉＯ□膜２４全２４４とＨ２中で非等方性工、チン
グにより、配線２３□の所定の部分が十分露出するまで
エツチングした。その結果、配線２３２の側面の一部及
び上面が露出したコンタクトホール２５を形成した。し
かる後、多結晶シリコン層２６をバイアススツク、？法
あるいはＣＶＤ法によってコンタクトホール２５上がほ
ぼ平坦になるまで形成した。ひきつづ巻、この多結晶シ
リコン層２６にヒ素あるいはリンを拡散して導体とした
（第３図（、）図示）。

次Ｋ、前記多結晶シリコン層２６を全面的にエツチング
除去し、コンタクトホール２５のみに多結晶シリコンか
らなる導電層２７を形成した（第３図（ｄ）図示）。こ
こで、導電層２７は、前記配線２３□の一部の側面及び
上面と接触することになる。つづいて、全面ＫＡｌを薬
層した後、／母夕゛−ニングして第２層目の配線２８を
形成した（第３図（ｄ）及び第４図図示）。ここで、第
４図は第３図（ｄ）の平面図であり、第３図（ｄ）をＸ
−Ｘ線に沿りて切断すると第４図となる。なお、第３図
（、）では多結晶シリコン層２６をエツチングしてコン
タクトホール２５のみに残存させたが、Ａ！層を残存さ
せてもよい。。

実施例２に係る半導体装置は、第３図（ｄ）及び第４図
に示す如く、シリコン基板２１上に第１層目の配線２３
．〜２３３を設け、前記配線２３□に対応する５ｉｎ２
膜２４１／Ｃコンタクトホール２５を設け、このコンタ
クトホール２５中に前記配線２３２の一部の側面及び上
面と接触する導電層２２を設け、かつ前記コンタクトホ
ール２５で導電層２１を介して配線２３□に接続する第
２層目の配線２８を設けた構造となっている。しかして
、こうした構造の半導体装置によれば、実施例１と同様
々効果を有する。

なお、上記実施例１．２では、２層間の配線同志の場合
について述べたが、これに限らず、３層以上の配線の場
合にも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く本発明によれば、従来の如くコンタク
ト余裕を設けることを回避するとともに、２層間の配線
同志の接触面積を実質的に増加してコンタクト抵抗を著
しく低減できる高信頼性の半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】 第１図（、）は本発明の一実施例に係る半導体装置の平
面図、同図（ｂ）は同図（１）のＸ−Ｘ線に沿う断面図
、第２図（ａ）は従来の半導体装置の平面図、同図（ｂ
）は同図（、）のＸ−Ｘ線に沿う断面図、第３図（、）
〜（ｄ）は本発明の他の実施例に係る半導体装置を工程
順に示す断面図、第４図は第３図（ｄ）の平面図である
。 １１．２１・・・Ｐ型のシリコン基板、１２．２４・・
・５１０２膜、１３．〜１３５ｅ２３．〜２３３・・・
第１層目の配線、１４・・・層間絶縁膜、１５．２５・
・・コンタクトホール、１６．２７・・・導電層、１７
．２８・・・第２層目の配線。 第１図 （ａ） （ｂ） 智 第２図 （ａ） （ｂ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に直接もしくは絶縁膜を介して設け
   られた第１層目の配線と、この配線の幅より広いコンタ
   クトホールと、このコンタクトホール中に前記配線に接
   続するように充填された導電層と、前記配線とコンタク
   トホール中の導電層を介して接続された第２層目の配線
   とを具備することを特徴とする半導体装置。
2. （２）コンタクトホール中の導電層が第１層目の配線の
   上面及び側面で接触している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。