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JP2000068228A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JP2000068228A
JP2000068228A JP10253285A JP25328598A JP2000068228A JP 2000068228 A JP2000068228 A JP 2000068228A JP 10253285 A JP10253285 A JP 10253285A JP 25328598 A JP25328598 A JP 25328598A JP 2000068228 A JP2000068228 A JP 2000068228A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
impurity region
main surface
sub
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10253285A
Other languages
English (en)
Inventor
Noriyuki Mitsuhira
規之 光平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP10253285A priority Critical patent/JP2000068228A/ja
Publication of JP2000068228A publication Critical patent/JP2000068228A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】基板の不純物領域と接続する微細なコンタクト
ホールを容易にしかも基板へのダメージを防止しながら
形成し、またコンタクト抵抗も小さくする。 【解決手段】シリコン基板1の表面に素子分離4、ゲー
ト電極3及びその上側面の酸化膜2を形成し、不純領領
域8を形成する。次に、金属膜5を全面に形成する。次
に、金属膜5上にレジストマスク6を選択的に形成す
る。次に、レジストマスク6をエッチングマスクとして
金属膜5を不純物領域8が露出しないようにエッチング
して、金属床52とその上の金属柱51とからなる電極
53を形成する。金属床52は、不純物領域8を全面に
覆うように形成する。次に、層間絶縁膜7を全面に形成
する。次に、層間絶縁膜7をエッチングして金属柱51
を露出させる。次に、金属柱51と接続する金属上配線
54を層間絶縁膜7上に選択的に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特にMOS(Metal-Oxide-Semicond
uctor )型トランジスタを備える半導体装置およびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】MOS型トランジスタを備える半導体装
置200を製造するには、図2(A)に示すように、ま
ず、ゲート電極3、拡散層等の不純物領域8をシリコン
等の半導体基板1に作り込んだ後、図2(B)に示すよ
うに、層間絶縁膜17を基板1上に形成し、その後、図
2(C)に示すように、リソグラフィー技術を用いてコ
ンタクトホール形成用の開口161を備えるエッチング
マスク16を層間絶縁膜17上に形成し、その後、図2
(D)に示すように、エッチングマスク16をマスクと
して層間絶縁膜17をエッチングして不純物領域8を露
出するコンタクトホール171を形成する。次に、図2
(E)に示すように、スパッタ、CVDなどの手法を用
いて、層間絶縁膜17上にコンタクトホール171を通
じて不純物領域8と接続する配線150を作る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の製造方法や
従来の製造方法で製造した半導体装置200には次のよ
うな問題点がある。
【0004】1.基板1の不純物領域8との接続はコン
タクトホール171内の導電体のみを介して行っている
ので、微細なコンタクトホール171では、基板1と配
線150との間でコンタクト抵抗が大きくなる。0.2
μmφ以下では100Ω以上になる。
【0005】2.基板1の不純物領域8をコンタクトホ
ール171に露出させるために層間絶縁膜17をオーバ
ーエッチングするが、層間絶縁膜17をオーバーエッチ
ングしている間基板1をエッチングすることになるた
め、基板1にプラズマによるダメージが形成される。
【0006】3.コンタクトホール171形成用のレジ
ストマスク16を作る際には、コンタクトホール形成用
の開口161形成するが、この開口161は抜きパター
ンであるのでそのホール径を制御するのが困難である。
また、抜きパターンでは、ステッパーの性能上の限界を
超える微細な配線パターンの形成ができない。
【0007】4.微細なコンタクトホール171のエッ
チングではエッチストップという現象がおき、不純物領
域8を露出する微細なコンタクトホール171を形成す
ることができない。
【0008】5.微細なコンタクトホール171では金
属等の導電体の埋め込みが困難である。
【0009】従って、本発明の目的は、基板の不純物領
域を接続する微細なコンタクトホールを容易に形成で
き、コンタクト形成時に基板へのダメージを防止でき、
しかもコンタクト抵抗を小さくできる半導体装置の製造
方法、および基板の不純物領域を微細なコンタクトホー
ルで接続してもコンタクト抵抗を小さくできる半導体装
置を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1によれば、半導
体基板の一主面に不純物領域が前記不純物領域の表面の
一部または全部を前記一主面から露出して形成された前
記半導体基板の前記一主面上に、少なくとも前記不純物
領域の前記露出する一部または全部の表面を覆って導電
膜を形成する工程と、エッチングマスクであって、前記
一主面の上方から前記一主面の方を見た場合に、前記エ
ッチングマスクの投影面積が前記不純物領域の露出する
面積よりも小さいエッチングマスクを、前記導電膜上に
選択的に形成する工程と、前記エッチングマスクをマス
クとして前記導電膜をエッチングして、前記不純物領域
上の第1の副電極と、前記第1の副電極上の第2の副電
極であって前記一主面の上方から前記一主面の方を見た
場合に前記第2の副電極の投影面積が前記第1の副電極
の投影面積よりも小さい前記第2の副電極とを備える電
極を形成する工程と、を備えることを特徴とする半導体
装置の製造方法が提供される。
【0011】請求項2によれば、前記導電膜を形成する
前記工程が、前記半導体基板の前記一主面に前記不純物
領域が前記一主面上に形成された絶縁体の開口部から前
記不純物領域の表面の一部または全部を露出して形成さ
れた前記半導体基板の前記一主面上に、少なくとも前記
不純物領域の前記開口部に露出する部分を全面に覆って
前記導電膜を形成する工程であり、前記電極を形成する
前記工程が、前記エッチングマスクをマスクとして前記
導電膜をエッチングして、前記不純物領域の前記開口部
に露出する部分を全面に覆って前記絶縁体の前記開口部
内に存在する前記第1の副電極と、前記第1の副電極上
の前記第2の副電極であって前記一主面の上方から前記
一主面の方を見た場合に前記第2の副電極の投影面積が
前記第1の副電極の投影面積よりも小さい前記第2の副
電極とを備える前記電極を形成する工程であることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法が提供さ
れる。
【0012】請求項3によれば、前記第1の副電極と前
記第2の副電極とが同一の導電材料で出来ていることを
特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方
法が提供される。
【0013】請求項4によれば、半導体基板の一主面に
不純物領域が形成された前記半導体基板の前記一主面上
に導電膜を形成する工程と、前記導電膜上にエッチング
マスクを選択的に形成する工程と、前記エッチングマス
クをマスクとして前記導電膜を前記不純物領域が露出し
ないようにエッチングする工程と、を備えることを特徴
とする半導体装置の製造方法が提供される。
【0014】請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法においては、好ましくは、前記不純物領
域が、ソース領域および/またはドレイン領域である。
【0015】また、好ましくは、上記各請求項記載のよ
うにして導電膜をエッチング形成した後、導電膜を埋め
る層間絶縁膜を形成し、その後この層間絶縁膜をエッチ
ング等により加工して導電膜を露出させ、その後、露出
した導電膜を接続する導電体により所定の配線等を形成
する。
【0016】請求項5によれば、半導体基板と、前記半
導体基板の一主面に形成された不純物領域と、前記不純
物領域上に形成された電極と、前記電極上に形成された
柱状電極とを備え、前記一主面の上方から前記一主面の
方を見た場合に、前記電極の投影面積が前記柱状電極の
投影面積よりも大きいことを特徴とする半導体装置が提
供される。
【0017】請求項6によれば、前記半導体基板の一主
面上に形成された絶縁体であって、前記不純物領域を露
出する開口部を備える前記絶縁体をさらに備え、前記電
極が前記不純物領域の前記開口部に露出する部分を全面
に覆って前記絶縁体の前記開口部内に設けられているこ
とを特徴とする請求項5記載の半導体装置が提供され
る。
【0018】請求項5または6記載の半導体装置におい
ては、好ましくは、前記不純物領域が、ソース領域およ
び/またはドレイン領域である。
【0019】請求項7によれば、前記電極と前記柱状電
極とが同一の導電材料で出来ていることを特徴とする請
求項5または6記載の半導体装置が提供される。
【0020】
【発明の実施の形態】層間絶縁膜にコンタクトホールを
形成し、そのコンタクトホールに配線を埋め込むのでは
なく、先に基板と層間絶縁膜上を走る配線とをつなぐポ
ールを形成することにより、従来技術の上記問題点は解
決できる。層間絶縁膜を形成する前に金属膜を形成して
おき、その後、ゲート電極もしくは素子分離膜と基板と
の間まで金属膜をエッチングするが、この際、基板に形
成された拡散層等の不純物領域が露出しないように金属
膜を残すことにより、不純物領域は金属で覆われること
になるのでコンタクト抵抗が大幅に減少し、また基板を
エッチングしないのでプラズマによるダメージが基板に
形成されない。その後、層間絶縁膜を形成し、層間絶縁
膜をエッチング等により加工して金属膜からなるポール
を露出させ、その後ポールに接続する所定の配線パター
ンを形成する。このようにすれば、微細配線化が容易に
出来、導通がとりやすく、拡散層にも余分なダメージが
加わらないという高信頼性が実現可能な半導体装置が提
供される。
【0021】本発明はこのような知見に基づくものであ
り、次に、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明
する。
【0022】図1(A)〜(G)は、本発明の半導体装
置およびその製造方法を説明するために工程順に示した
概略断面図である。
【0023】まず、図1(A)に示すように、シリコン
基板1の表面にLOCOS(LocalOxidation of Silico
n)工程によりフィールド酸化膜からなる素子分離4を
形成する。その後、シリコン基板1の表面にゲート酸化
膜(図示せず。)を形成し、その後、ゲート電極3を形
成し、その後、ゲート電極3の上面および側面に酸化膜
2を形成する。その後、シリコン基板1の表面に不純物
を導入してソース領域およびドレイン領域となる不純領
領域8をシリコン基板1の表面に形成する。
【0024】次に、図1(B)に示すように、平坦化さ
れた金属膜5を基板1の全面にわたって形成する。
【0025】その後、図1(C)に示すように、金属膜
5の上にレジストを基板1の全面に形成し、露光・現像
してレジストマスク6を選択的に形成する。
【0026】その後、図1(D)に示すように、このレ
ジストマスク6をエッチングマスクとして金属膜5を不
純物領域8が露出しないようにエッチングして、金属床
52とその上の金属柱51とからなる電極53を形成す
る。金属床52は、素子分離4のフィールド酸化膜とゲ
ート電極3の側面の酸化膜2との間に露出する不純物領
域8の露出部分全面を覆って形成されており、また、素
子分離4のフィールド酸化膜とゲート電極3の側面の酸
化膜2とで囲まれる領域内のみに存在している。金属床
52の投影面積はその上の金属柱51の投影面積よりも
大きい。
【0027】その後、図1(E)に示すように、層間絶
縁膜7をシリコン基板1の全面に形成する。
【0028】その後、図1(F)に示すように、層間絶
縁膜7をエッチングして金属柱51を露出させる。
【0029】その後、図1(G)に示すように、金属柱
51と接続する金属上配線54を層間絶縁膜7上に選択
的に形成する。
【0030】本実施の形態においては、次のような作用
・効果がある。
【0031】1.拡散層等の不純物領域8全体を電極5
3の金属床52が覆うため、コンタクト抵抗を非常に小
さくすることができる(通常の方法で形成されるコンタ
クト抵抗に比べ約10分の1)。
【0032】2.金属膜5をエッチングする際、基板1
をエッチングしないので、基板1に対するプラズマダメ
ージが小さい。
【0033】3.金属柱51形成用レジストマスク6を
金属膜5上に形成する際、レジストマスク6は残しパタ
ーンとなるため、抜きパターンに比べ、その最小加工サ
イズを小さくすることができ、一世代前のステッパーで
も露光可能となる。
【0034】4.金属柱51形成用のレジストマスク6
の位置が多少ゲート電極3にかかっても、ゲート電極3
と金属膜5との間には既に絶縁膜である酸化膜2が存在
するので、ポール51とゲート電極3との間で短絡を起
こすことなく基板1とのコンタクトをとることができ
る。従って、通常の方法に比べマスクの重ね合わせ精度
が低くて済む。これに対して図2を参照して説明した従
来の方法では、コンタクトホール171形成用のレジス
トマスク16を作る際に重ね合わせ精度が悪いと、その
後のレジストマスク16をマスクとして層間絶縁膜17
をエッチングしてコンタクトホール171を形成する際
に、ゲート電極3の上や側面に形成された酸化膜2をエ
ッチングしてしまい、コンタクト配線とゲート電極3の
間で短絡が起きることがあった。
【0035】5.金属膜5をエッチングする際、通常の
コンタクトホール形成工程とは異なり、エッチングされ
る面積が大きいため、エッチストップが起こらない。
【0036】6.予め金属柱51を形成しておき、その
後層間絶縁膜7を形成するので、微細なホールに金属を
埋め込む技術は不要である。
【0037】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、基板の不純物領域を接続する微細なコンタクトホー
ルを容易に形成でき、コンタクト形成時に基板へのダメ
ージを防止でき、しかもコンタクト抵抗を小さくでき
る。また、本発明の半導体装置によれば、基板の不純物
領域を微細なコンタクトホールで接続してもコンタクト
抵抗を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置およびその製造方法を説明
するための概略断面図である。
【図2】従来の半導体装置およびその製造方法を説明す
るための概略断面図である。
【符号の説明】
1…シリコン基板 2…酸化膜 3…ゲート電極 4…素子分離 5…金属膜 8…不純物領域 50…金属配線 51…金属柱 52…金属床 53…電極 54…金属上配線 6…レジストマスク 7…層間絶縁膜 100…半導体装置

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の一主面に不純物領域が前記不
    純物領域の表面の一部または全部を前記一主面から露出
    して形成された前記半導体基板の前記一主面上に、少な
    くとも前記不純物領域の前記露出する一部または全部の
    表面を覆って導電膜を形成する工程と、 エッチングマスクであって、前記一主面の上方から前記
    一主面の方を見た場合に、前記エッチングマスクの投影
    面積が前記不純物領域の露出する面積よりも小さいエッ
    チングマスクを、前記導電膜上に選択的に形成する工程
    と、 前記エッチングマスクをマスクとして前記導電膜をエッ
    チングして、前記不純物領域上の第1の副電極と、前記
    第1の副電極上の第2の副電極であって前記一主面の上
    方から前記一主面の方を見た場合に前記第2の副電極の
    投影面積が前記第1の副電極の投影面積よりも小さい前
    記第2の副電極とを備える電極を形成する工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】前記導電膜を形成する前記工程が、 前記半導体基板の前記一主面に前記不純物領域が前記一
    主面上に形成された絶縁体の開口部から前記不純物領域
    の表面の一部または全部を露出して形成された前記半導
    体基板の前記一主面上に、少なくとも前記不純物領域の
    前記開口部に露出する部分を全面に覆って前記導電膜を
    形成する工程であり、 前記電極を形成する前記工程が、 前記エッチングマスクをマスクとして前記導電膜をエッ
    チングして、前記不純物領域の前記開口部に露出する部
    分を全面に覆って前記絶縁体の前記開口部内に存在する
    前記第1の副電極と、前記第1の副電極上の前記第2の
    副電極であって前記一主面の上方から前記一主面の方を
    見た場合に前記第2の副電極の投影面積が前記第1の副
    電極の投影面積よりも小さい前記第2の副電極とを備え
    る前記電極を形成する工程であることを特徴とする請求
    項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】前記第1の副電極と前記第2の副電極とが
    同一の導電材料で出来ていることを特徴とする請求項1
    または2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】半導体基板の一主面に不純物領域が形成さ
    れた前記半導体基板の前記一主面上に導電膜を形成する
    工程と、 前記導電膜上にエッチングマスクを選択的に形成する工
    程と、 前記エッチングマスクをマスクとして前記導電膜を前記
    不純物領域が露出しないようにエッチングする工程と、 を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】半導体基板と、 前記半導体基板の一主面に形成された不純物領域と、 前記不純物領域上に形成された電極と、 前記電極上に形成された柱状電極とを備え、 前記一主面の上方から前記一主面の方を見た場合に、前
    記電極の投影面積が前記柱状電極の投影面積よりも大き
    いことを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】前記半導体基板の一主面上に形成された絶
    縁体であって、前記不純物領域を露出する開口部を備え
    る前記絶縁体をさらに備え、 前記電極が前記不純物領域の前記開口部に露出する部分
    を全面に覆って前記絶縁体の前記開口部内に設けられて
    いることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】前記電極と前記柱状電極とが同一の導電材
    料で出来ていることを特徴とする請求項5または6記載
    の半導体装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020048615A (ko) * 2000-12-18 2002-06-24 박종섭 반도체 소자의 콘택홀 형성방법
JP2009099993A (ja) * 2007-10-17 2009-05-07 Toshiba Corp デュアル・ストレス・ライナ・プロセスと共存できる逆テーパ・コンタクト構造

Cited By (2)

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KR20020048615A (ko) * 2000-12-18 2002-06-24 박종섭 반도체 소자의 콘택홀 형성방법
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Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

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Effective date: 20010911