JPS63190357A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS63190357A
JPS63190357A JP2305487A JP2305487A JPS63190357A JP S63190357 A JPS63190357 A JP S63190357A JP 2305487 A JP2305487 A JP 2305487A JP 2305487 A JP2305487 A JP 2305487A JP S63190357 A JPS63190357 A JP S63190357A
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JP
Japan
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contact window
insulating film
wall
electrode
tapered
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JP2305487A
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English (en)
Inventor
Seiji Ueda
誠二 上田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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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】 産業上の利用分野 本発明は高密度MO8集積回路装置において、アルミニ
ウム電極接続部のコンタクト窓の段差部での断線を防止
し、配線密度の向上と、配線の信頼性の向上を図ること
を可能とする半導体装置の製造方法に関するものである
従来の技術 MO8集積回路装置の高密度・高集積化により、素子の
微細化がすすんでいる。素子の微細化では、素子寸法の
縮小と同時に、拡散長の浅薄化が必要となる。MO8集
積回路装置では、ソース、ドレイン拡散層の拡散長の浅
薄化が重要であり、ソース、ドレイン形成後の熱処理の
低温化が要求される。MOSトランジスタのチャンネル
長が1ミクロンでは、900℃程度の熱処理しか実施で
きない。
一方、微細化の最も困難な点は、アルミニウム電極の配
線である。アルミニウム配線は多くの素子の上に配線さ
れるため、下地に段差が多く、微細なパターンの形成が
むづかしくなる。これを改善するため、リン珪酸ガラス
のりフローによる平坦化がなされている。しかし、コン
タクト窓のりフローには950℃以上の高温熱処理を必
要とし、チャンネル長が1ミクロン以下では適用不可能
である。コンタクト窓の幅が1ミクロンに近いような半
導体装置では、コンタクト窓のりフローが実施不可能で
あるため、アルミニウム電極の配線の信頼性に問題があ
る。
従来から実施されているMO8集積回路装置の製造方法
、特にアルミニウム電極の形成方法を中心に一部構造断
面図を用いて説明する。第3図a〜dはアルミニウム電
極の取り出し部を模式的に表現した工程順断面図である
。第3図aのように、P型シリコン基板1にN+拡散領
域2を形成した後、リン珪酸ガラス膜3を堆積する。次
に、第3図すのように、リン珪酸ガラス膜3を、写真食
刻法により、開口し、N十拡散層2からの電極取り出し
窓11を形成する。そして、リン珪酸ガラス膜3のリフ
ロー処理により、第3図Cのように、コンタクト窓部の
段差12を滑らかにする。
リフローに必要な温度は、リン珪酸ガラス膜3の組成に
よって変り、例えばリン濃度が8重量%ではチッ素雰囲
気で1000℃、水蒸気雰囲気で950℃である。リン
濃度の増加することにより、低温化は可能であるが、例
えば、リン濃度を10重量%まで高くすれば、吸湿性が
非常に高くなり、信頼性上問題が起りやすくなる。この
リフロー処理により、第3図dのように、アルミニウム
配線5のステップカバーは向上し、コンタクト窓の被覆
率は1.2μm口の場合で50%以上となる。また、パ
ッシベーション膜6は均一に、コンタクト窓部でもカバ
ーされている。拡散層が深く、950℃以上の熱処理が
可能な場合、第3図のようにリフローによる形状改善で
きるが、高温熱処理が不可能でかつ、コンタクト窓の幅
が1.2μm以下の場合、第4図a −cの工程順断面
図で表わしたような問題が発生しやすい。第4図はコン
タクト窓の大きさが0.8μm口であり、しかも、N十
拡散層2が0.2μmと浅い場合であり、900℃の熱
処理のみしか実施できず、コンタクト窓のりフローは従
来の方法では不可能なものの場合である。第4図すの場
合、コンタクト窓の段差は急峻であり、したがって、第
4図Cのように、コンタクト窓でのアルミニウム膜5の
ステップカバーは著しく低下し、窓の底部で断線しやす
くなる。さらに、パッシベーション膜6は、コンタクト
窓内部に入らず、コンタクト窓上部で、パッシベーショ
ン膜のピンホールが生じる。
以上のように、微小コンタクト窓からのアルミニウム電
極の接続には、窓にテーパーを付けることが必須である
が、高温処理が困難であり、アルミニウム電極の接続不
良や、信頼性の低下が起りやすい。
発明が解決しようとする問題点 半導体集積回路装置の素子の微細化による高密度・高集
積化のため、素子の電極形成において、コンタクト窓が
微小化され、配線も微細化される。素子の微細化は、素
子寸法の縮小のみならず、不純物の拡散長も浅くなり低
温化が必要となる。従来、コンタクト窓は、リン珪酸ガ
ラス膜のりフローにより、傾斜が付けられていたが、低
温化により適用できなくなった。コンタクト窓が縮小さ
れ、かつ窓形状が急峻になったため、コンタクト窓での
アルミ断線やこの上部でのパッシベーション膜の被覆の
劣化が起る。半導体集積回路装置の製造歩留や信頼性を
低下しないため、上記問題点の解決が必要である。
問題点を解決するための手段 本発明は、あらかじめ半導体基板の主面に形成された素
子からの電極の取り出しに際して、素子の表面に形成さ
れた第1の絶縁膜に、コンタクト窓を開口した後、第2
の絶縁膜を堆積する工程と、この第2の絶縁膜を異方性
エツチングにより食刻し、コンタクト窓の内壁面にサイ
ドウオールを残置し、テーパーの内壁をもつコンタクト
窓を形成する工程と、このコンタクト窓に金属配線を形
成する工程とを含む半導体装置の製造方法である。
第2の絶縁膜の膜厚をコンタクト窓の大きさ、深さによ
って最適化することにより、コンタクト窓の内壁面の形
状を任意にコントロール可能である。
作用 本発明によると、高密度・高集積の半導体集積回路装置
において、微細配線の課題である微小コンタクト窓から
の電極の取り出し部分に、同コンタクト窓の内壁に傾斜
を付けることにより、この部分の段差でのアルミニウム
電極の断線を防止し、装置の製造歩留の向上と、信頼性
の向上とが可能になる。
実施例 次に本発明の半導体装置の製造方法を、図面を参照しな
がら、実施例により説明する。第1図a〜eは本発明実
施例の一部製造工程の工程順断面図である。第3図従来
例と同一部分については同一番号で示した。
まず、第1図aのように、P型シリコン基板1にN+拡
散層2を形成し、リン珪酸ガラスからなる層間絶縁膜3
を堆積する。次いで、第1図すのように、電極取り出し
窓11を開口する。窓の大きさAは1.2μmである。
次に、第1図Cのように、気相成長法により、二酸化珪
素膜4をコンタクト窓の内壁、底面に均一に0.2μm
の厚さで堆積する。この被膜4は絶縁膜であり、均一な
被覆性をもつものであれば、二酸化珪素膜に限らず、リ
ン珪酸ガラス膜、チッ化珪素膜のいずれでもよい。つぎ
に、CHF3102をエツチングガスとして、異方性エ
ツチングを行うことにより、第1図dのように、コンタ
クト窓の内壁にサイドウオール4aを形成する。このと
き、コンタクト窓の底および層間絶縁膜平面上の絶縁膜
は全て、エツチング除去される。サイドウオール4aの
厚みは0.2μmであり、コンタクト窓の仕上り寸法幅
Bは0.8μmとなる。
次に、第1図eのように、アルミニウム電極5、パッシ
ベーション膜6が堆積され、コンタクト窓上部でのパッ
シベーションのクラックやピンホールの発生をおさえ、
電極形成ができる。
次に、第2図a〜fに、ゲートアレイなどの第1アルミ
ニウム配線から第2のアルミニウム配線での電極取り出
しについて同様に示す。第2図aにおいて、1は半導体
基板、7は二酸化珪素膜を示し、8は第1のアルミニウ
ム配線である。なお、第2図の各図では半導体基板中の
素子構造は省略している。次に、第2図すのように、層
間絶縁膜3を堆積した後、写真食刻法により、第2図C
のように、寸法幅A゛のコンタクト窓13を開口した後
、二酸化珪素膜14を気相成長法により、第2図dのよ
うに、0.2μmの膜厚を堆積する。同じ(、二酸化珪
素膜14に異方性工・ソチングを行うことにより、第2
図eのように、サイドウオール14a、14bを形成す
る。コンタクト窓の大きさは、第2図C中の寸法幅A′
が1.2μm、第2図C中の寸法幅B゛が0.8μmと
なる。したがって、コンタクト窓形成のためのマスクパ
ターンは、従来の食刻技術で1.2μmを開口するよう
に設定すればよい。最終的には、第2図fのように、第
2のアルミニウム電極15、パッシベーション膜6を形
成する。第1のアルミニウム膜の段差はサイドウオール
14aにより傾斜が付けられたことにより緩やかになり
、コンタクト窓内壁と同時に、第2アルミニウム配線の
段差形状も同時に改善される。サイドウオール形成に用
いる二酸化珪素膜は、減圧気相成長法による二酸化珪素
膜、プラズマ励起型気相成長法のいずれも適用できる。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、高密度・高集積の半導
体集積回路装置のアルミニウム電極取り出しの際に、コ
ンタクト窓内壁にサイドウオールを形成して、傾斜を付
けることにより、段差形状が改善され、アルミニウム電
極の加工歩留や信頼性が向上できた。さらに、第1層の
アルミニウム配線から、第2のアルミニウム電極を取り
出す装置において、第2のアルミニウム配線の段差形状
も改善され、この部分での断線防止効果も得られた。
微小コンタクトの形成にあたっては、パターン寸法を実
寸法より、0.4〜0.6μm太き(開口し、サイドウ
オールにより開口幅がコントロールされて縮小できるの
で、従来の製造技術でサブミクロンのコンタクトの開口
が可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図a−eは本発明の第1実施例の一部製造工程順断
面図、第2図a〜fは本発明の第2の実施例の工程順断
面図、第3図a〜dは従来例の製造方法による一部製造
工程順断面図、第4図a〜Cは他の従来例の一部製造工
程順断面図である。 11・・・・・・コンタクト窓、2・・・・・・N十拡
散層、4・・・・・・二酸化珪素膜、8・・・・・・第
1のアルミニウム配線、4a・・・・・・サイドウオー
ル、5・・・・・・アルミニウム電極。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)あらかじめ半導体基板の主面に形成された素子か
    らの電極の取り出しに際して、前記素子の表面に形成さ
    れた第1の絶縁膜に、コンタクト窓を開口した後、第2
    の絶縁膜を堆積する工程と、前記第2の絶縁膜を異方性
    エッチングにより食刻し、前記第1の絶縁膜のコンタク
    ト窓の内壁面にサイドウォールを残置し、テーパー状の
    内壁をもつコンタクト窓を形成する工程と、このコンタ
    クト窓に金属配線を形成する工程を含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
  2. (2)第2の絶縁膜が、プラズマ励起型気相成長法によ
    り堆積した二酸化珪素膜であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造方法。
  3. (3)第2の絶縁膜が減圧気相成長法により堆積した二
    酸化珪素膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項に記載の半導体装置の製造方法。
JP2305487A 1987-02-02 1987-02-02 半導体装置の製造方法 Pending JPS63190357A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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