JPS62145773A - 半導体装置およびその製造方法 - 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〕 本発明は半導体基板上に積層された絶縁膜を開孔してコ
ンタクトホールを形成した半導体装置およびその製造方
法に関する。

〔発明の技術向背オとその問題点〕

従来の半導体装置の製造工程を第２図に示す。

シリコンからなる半導体基板１が例えばＰ型に形成され
、この基板１上に第１絶縁膜２　ａ３よび第２絶縁膜３
を順に堆積し、さらにコンタク１〜ホール間孔予定部以
外の第２絶縁膜３」二にレジス１−等のマスク４を被覆
する（第２図（ａ））。次に、このマスク４を介して第
１絶縁膜２および第２絶縁膜３を反応性イオンエツチン
グ（ＲＩＥ）法によってエツチングし、コンタクトホー
ル６を開孔する（同図（ｂ））。この後、マスク４を除
去して、コンタクトホール６内および第２絶縁膜３上に
アルミニウム等の配線材５を蒸着し、製造工程を終了づ
゛る（同図（Ｃ））。

しかしながら、この方法によると、高集積化によってコ
ンタクトボールが微小径で成形される場合、配線材５が
コンタクトホール６内に侵入しにくく、第３図のＪ：う
にコンタクトホールの側壁部で配線材が断線したり、又
、コンタクトホール底部で第４図のように配線材の肉薄
部分が生じるため、信頼性に劣るものとなる。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、微小径の
コンタクトホールであっても、ここに配線材を確実に施
すことができる半導体装置およびその製造方法を提供す
ることを目的としている。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するため、本発明による半導体装置は、
半導体基板上に形成された少くとも２層の絶縁膜を開孔
し、この絶縁膜上へ配線層ど半導体基板とを接続するた
めのコンタク１−ボールを形成した半導体装置であって
、より上層の絶縁膜の開孔を゛より下層の絶縁膜の開孔
より大きくし、最上層の絶縁層の開孔を上方に向けて拡
開したことを特徴とする。

また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基
板上に第１絶縁膜おにび第２絶縁膜を順次に形成する工
程と、この第２絶縁膜のコンタクトホール開孔予定部以
外の部分にマスクを形成する工程と、マスクを介して第
２絶縁膜を等方性ニツチングしてこの第２絶縁膜に凹部
を形成する工程と、マスクを介して第１絶縁膜および第
２絶縁膜を異方性エツチングし、コンタクトホールを開
孔する工程と、マスクを除去した後、第１絶縁膜、第２
絶縁膜をエツチングして第２絶縁膜の開孔を第１の絶縁
膜の開孔より拡げる拡孔工程と、コンタクトホール内お
よび第２絶縁膜上に配線材を蒸着させる工程とを備える
ことを特徴としている。

〔発明の実施例〕

以下、本発明に係る半導体装置およびその製造方法の一
例を第１図ににり説明する。

本発明に係る半導体装置のコンタクトホール近傍の断面
形状は、第１図（ｄ）のようになっている。すなわち、
下層の第１絶縁膜１３に形成された開孔は、上層の第２
絶縁膜１４に形成された開孔より小さくなっている。そ
して、第２絶縁膜１４の開孔の上縁は、上方に向りて拡
開している。

次に、製造方法を■程順に従って説明する。まず、Ｐ型
半導体（シリコン）基板１１上にＮ型不純物を拡散して
例えば電極となるＮ＋拡散層１２を形成する。ぞして、
この拡散層１２上に第１絶縁ｌｌ！１３および第２絶縁
１１１１４を順に堆積する（第１図（ａ））。第１絶縁
膜１３としては例えば厚さ３０００への酸化膜が使用さ
れ、第２絶縁膜１７１１は、例えばＰＧＡ膜を７０００
人の厚さで堆積することで形成することができる。ＰＧ
Ａ膜としてはリンシリケートガラス又はボロンリンシリ
ケートガラスを選択することができる。

この第１および第２絶縁膜１３．１４の形成後には、コ
ンタクトホール開孔予定部１５以外の第２絶縁膜１４上
にレジスト等のマスク１６を被覆する。これは、例えば
コンタクトホール開孔予定部１５にレジストが残存しな
いように、レジストをパターニングすることで行なうこ
とができる。

そして、このマスク１６の形成後にこれをマスクにして
エツチングを順次、開始する。

まず、第１のエツチングは第２絶縁膜１４のコンタクト
ホール開孔予定部分１５に所定深さおよび径の凹部１８
を形成するために行なわれる。このエツチングはＮＨ４
Ｆ溶液により第２絶縁膜１／１を等方性エツチングする
ことで行なう（同図（ｂ））。このＮＨ４Ｆ溶液による
エツチングは等方性のため、第２絶縁膜１４に例えば深
さ３０００人の凹部１８が形成される。

この等方性エツチングにひぎつづぎ貸方性二Ｆツヂング
を行ない、コンタクトボール１９を開孔する。この異方
性エツチングはマスク１６を介してコンタクトホール開
孔予定部の第２絶縁膜１４の残膜および第１ｆ４！！縁
膜１３を、反応性イオンエツチング法によりエツチング
することで行なわれる。

この異方性エツチングは半導体基板１１上の拡散層１２
が露出Ｊる時点で終了し、これにより、第２絶縁１Ｂ！
　１４、第１絶縁膜１３が開孔されてコンタクトホール
１９が形成される。

界方性エツヂングの後はマスク１６を除去しく同図（Ｃ
））、第２絶縁膜１４の開孔をざらに拡孔する拡孔エツ
チングを行なう。この拡孔エツチングは第１絶縁膜１３
に対して第２絶縁膜１４のエツチングレートが速い薬剤
、例えば、弗酸１部を水２００部に混合した水溶液で行
なわれるものである。従って、拡孔エツチング後には第
２絶縁膜１４の開孔が第１絶縁膜１３の開孔よりも拡が
り、コンタクトボール１９側壁部に階段状の段差が形成
される。

そして、この拡孔エツチングの後アルミニウム等の配線
材１７をコンタクトホール１９内および第２絶縁膜１４
上に施して終了する（同図（ｄ））。このとぎ、第２絶
縁膜１４が大きく開孔しているため、配線材１７はコン
タクトホール１９内にスムーズに侵入でき、コンタクミ
ルホール内での断線および肉薄部分の形成が防止される
。

なお、上記実施例では等方性エツチングにＮＨ４Ｆ溶液
を使用したが、フレオン系ガスを用いて行なってもよい
。又、コンタクトホールを開孔し配線材を蒸着させる間
に、基板仝休を熱処理してもよい。さらには、第１絶縁
膜、第２絶縁膜とも複数の絶縁材を積層して形成しても
よい。その他、本発明は種々変形させることができる。

〔発明の効果〕

以上の通り本発明によれば、第２絶縁膜の開孔を拡孔し
てコンタクトホールの段差を形成した後に配線材を施す
Ｊ：うにしたので、コンタク１〜ボールが微小径でも配
線材の蒸着が確実に行なうことができ、断線がなく、又
、信頼性の高い半導体装置およびその製造方法を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】 第１図（ａ）〜（ｄ）は本発明に係る半導体装置および
その製造方法の工程順を示す断面図、第２図（ａ）〜（
Ｃ）は従来方法の工程順を示す断面図、第３図および第
４図は従来方法による欠陥を示す断面図である。 １１・・・半導体基板、１３・・・第１絶縁模、１４・
・・第２絶縁膜、１５・・・コンタクトホール開孔予定
部、１６・・・マスク、１７・・・配線材、１９・・・
コンタクトボール。 出願人代理人　　佐　　藤　　−雄 ？ｒＱ　　　−ト？Ｉｎ　　　− ￥２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に形成された少くとも２層の絶縁膜を
   開孔し、この絶縁膜上の配線層と前記半導体基板とを接
   続するためのコンタクトホールを形成した半導体装置に
   おいて、 より上層の絶縁膜の開孔をより下層の絶縁膜の開孔より
   大きくし、最上層の絶縁膜の開孔を上方に向けて拡開し
   たことを特徴とする半導体装置。 ２、半導体基板上に第１絶縁膜および第２絶縁膜を順次
   に形成する工程と、この第２絶縁膜のコンタクトホール
   開孔予定部以外の部分にマスクを形成する工程と、前記
   マスクを介して前記第２絶縁膜を等方性エッチングして
   この第２絶縁膜に凹部を形成する工程と、前記マスクを
   介して前記第１絶縁膜および第２絶縁膜を異方性エッチ
   ングし、コンタクトホールを開孔する工程と、前記マス
   クを除去した後、前記第１絶縁膜、第２絶縁膜をエッチ
   ングして前記第２絶縁膜の開孔を前記第１の絶縁膜の開
   孔より拡げる拡孔工程と、前記コンタクトホール内およ
   び第２絶縁膜上に配線材を蒸着する工程とを備える半導
   体装置の製造方法。 ３、ＮＨ＿４Ｆ溶液で前記等方性エッチングをする特許
   請求の範囲第２項記載の半導体装置の製造方法。 ４、前記第２絶縁膜がリンシリケートガラス又はボロン
   リンシリケートガラスである特許請求の範囲、第２項記
   載の半導体装置の製造方法。 ５、前記拡孔工程に弗酸水溶液を使用する特許請求の範
   囲第２項記載の半導体装置の製造方法。