JP2001168352A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 微細なコンタクトホールに埋め込むことが可
能な金属たとえばタングステンを用いて、耐圧に優れた
SDBを形成する。
【解決手段】 半導体基板1の主面上にn型ウェル4を
形成し、MISFETを形成した後これを覆うシリコン
酸化膜18,19を形成する。シリコン酸化膜19等に
接続孔20〜22を形成した後、p型不純物をイオン注
入して接続孔20の底部にp型半導体領域24を形成す
る。その後、スパッタ法によりタングステン膜25を形
成し、さらにCVD法によりタングステン膜26を形成
する。その後、タングステン膜26,25にCMPを適
用してプラグを形成する。これにより、MISFETの
ソース・ドレイン領域の引き出し用プラグを形成すると
ともに、n型ウェル4とタングステン膜25との間にp
型半導体領域24を形成し、耐圧に優れたSBD(ショ
ットキバリアダイオード)を形成する。
(57) [PROBLEMS] To form an SDB having excellent withstand voltage by using a metal such as tungsten which can be embedded in a fine contact hole. SOLUTION: An n-type well 4 is formed on a main surface of a semiconductor substrate 1, a MISFET is formed, and silicon oxide films 18 and 19 covering the MISFET are formed. After forming the connection holes 20 to 22 in the silicon oxide film 19 and the like, a p-type impurity is ion-implanted to form a p-type semiconductor region 24 at the bottom of the connection hole 20. Thereafter, a tungsten film 25 is formed by a sputtering method, and a tungsten film 26 is formed by a CVD method. Thereafter, a plug is formed by applying CMP to the tungsten films 26 and 25. As a result, a plug for leading out the source / drain region of the MISFET is formed, and a p-well is formed between the n-type well 4 and the tungsten film 25.
The type semiconductor region 24 is formed, and an SBD (Schottky barrier diode) having excellent withstand voltage is formed.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造技術に関し、特に、SBD(Schottky Barrier
Diode)素子を有する半導体装置に適用して有効な技術
に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing technology, and more particularly, to an SBD (Schottky Barrier).
The present invention relates to a technology that is effective when applied to a semiconductor device having a diode.
【0002】[0002]
【従来の技術】たとえば特開昭58−161378号公
報には、一導電型(n+ 型)の半導体基板上に逆導電型
(p型)のエピタキシャル層を形成し、このエピタキシ
ャル層上にショットキ接合を形成する金属電極層(たと
えばモリブデン)を形成して、定電圧ダイオードを得る
技術が開示されている。この技術により、パンチスルー
電圧のばらつきを低減し、低電圧から高電圧に渡り広い
範囲でパンチスルー電圧が設定できる。2. Description of the Related Art For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-161378 discloses a method of forming a reverse conductivity type (p type) epitaxial layer on a one conductivity type (n + type) semiconductor substrate and forming a Schottky layer on the epitaxial layer. A technique for forming a metal electrode layer (for example, molybdenum) for forming a junction to obtain a constant voltage diode is disclosed. With this technique, the variation of the punch-through voltage can be reduced, and the punch-through voltage can be set in a wide range from a low voltage to a high voltage.
【0003】また、たとえば特開平4−103170号
公報には、SBDとその引き出し電極を同時に形成する
工程を有する半導体装置に関する技術が記載されてい
る。すなわち、n型半導体基板上に素子分離領域、多結
晶シリコン膜を形成し、多結晶シリコン膜をパターニン
グした後、n型基板の露出部と多結晶シリコン膜上に金
属膜(タングステン膜)を選択的に形成し、このタング
ステン膜とn型基板との接合部でショットキ接合を形成
する技術が開示されている。このような技術により、多
結晶シリコン膜と金属膜とのパターンズレを防止し、さ
らにアルミニウムを使用するSBDと比較してシリコン
基板の<100>面が利用可能になるとしている。[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-103170 describes a technique relating to a semiconductor device having a step of simultaneously forming an SBD and its lead electrode. That is, after forming an element isolation region and a polycrystalline silicon film on an n-type semiconductor substrate and patterning the polycrystalline silicon film, a metal film (tungsten film) is selected on an exposed portion of the n-type substrate and on the polycrystalline silicon film. A technique for forming a Schottky junction at a junction between the tungsten film and the n-type substrate is disclosed. According to such a technique, pattern shift between the polycrystalline silicon film and the metal film is prevented, and the <100> plane of the silicon substrate can be used as compared with the SBD using aluminum.
【0004】また、たとえば特開平3−222362号
公報には、n型シリコン基板上に絶縁膜を形成し、この
絶縁膜にコンタクト窓を形成し、さらに、タングステン
からなるコンタクトメタル層を形成して熱処理を施し、
コンタクト窓底部のn型シリコン基板とコンタクトメタ
ル層(タングステン)との接触によりショットキバリア
を形成した半導体装置が開示されている。[0004] For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-222362, an insulating film is formed on an n-type silicon substrate, a contact window is formed in the insulating film, and a contact metal layer made of tungsten is formed. Heat treatment,
A semiconductor device in which a Schottky barrier is formed by contact between an n-type silicon substrate at the bottom of a contact window and a contact metal layer (tungsten) is disclosed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかし、本発明者らが
高集積な半導体装置にSBDを形成しようと検討を行っ
たところ、以下のような問題があることを認識した。However, the present inventors have studied to form an SBD in a highly integrated semiconductor device, and have recognized the following problems.
【0006】すなわち、半導体装置の集積化を考慮する
と、ダイオード素子を半導体基板上に個別に形成するよ
りも、MISFET等半導体素子を半導体基板上に形成
した後に形成する層間絶縁膜にコンタクトホールを形成
し、このコンタクトホール内に形成する金属と半導体基
板との接合によりSBDを形成してこれをダイオード素
子とすることが好ましい。この点の構成は前記文献(特
開平3−222362号公報)と同様である。このよう
な構成とすることにより、SBDをコンタクトホールの
形成面積(平面面積)で形成して集積化に有利に作用さ
せることができる。その他に、MISFET等を覆う絶
縁膜上に形成する配線とMISFETのソース・ドレイ
ン領域(半導体基板)とを接続する接続部材(プラグ)
を形成する工程で、SBDの一方の端子である金属端子
が同時に形成できる。これにより工程を簡略化すること
も可能となる。That is, considering the integration of a semiconductor device, a contact hole is formed in an interlayer insulating film formed after a semiconductor element such as a MISFET is formed on a semiconductor substrate, rather than forming a diode element individually on a semiconductor substrate. Preferably, an SBD is formed by joining the metal formed in the contact hole and the semiconductor substrate to form a diode element. The configuration in this respect is similar to that of the above-mentioned document (Japanese Patent Laid-Open No. 3-222362). With such a configuration, the SBD can be formed in an area (plane area) where the contact hole is formed, and can be advantageously used for integration. In addition, a connection member (plug) for connecting a wiring formed on an insulating film covering the MISFET and the like to a source / drain region (semiconductor substrate) of the MISFET.
In the step of forming (1), a metal terminal which is one terminal of the SBD can be simultaneously formed. As a result, the process can be simplified.
【0007】ここで、SBDの高周波特性等を考慮すれ
ばSBDのキャリアとしては電子が好ましく、このた
め、半導体基板(半導体側の接点)にはn型半導体領域
を用いている。他方の接点である金属にはその材料とし
てモリブデン系材料(モリブデンシリサイド等)にアル
ミニウム系の材料(アルミニウムシリサイド等)を積層
した積層膜を用いている。モリブデン系材料を用いるの
は、n型半導体領域の仕事関数との関係からそのような
材料を用いなければn型半導体領域とのショットキ障壁
を十分に高くすることができないためである。ショット
キ障壁の低下はSBDの逆方向耐圧を不十分にし、所望
のSBD特性を得ることができず不都合が生じる。本発
明者らの検討では、モリブデンの他に白金等の材料を用
いれば所定の特性があられるものの、タングステンやチ
タン等その他半導体プロセスで用いられる金属材料を用
いてn型半導体基板とのショットキ接合を形成しても、
十分な障壁電位が得られず、耐圧の十分に高いSBDを
形成することができないことが判明している。Here, in consideration of the high-frequency characteristics of the SBD, an electron is preferable as a carrier of the SBD. Therefore, an n-type semiconductor region is used for the semiconductor substrate (contact on the semiconductor side). As the metal at the other contact point, a laminated film in which a molybdenum-based material (molybdenum silicide or the like) is laminated with an aluminum-based material (aluminum silicide or the like) is used. The molybdenum-based material is used because the Schottky barrier between the n-type semiconductor region and the n-type semiconductor region cannot be sufficiently increased without using such a material in relation to the work function of the n-type semiconductor region. The reduction in the Schottky barrier causes the reverse breakdown voltage of the SBD to be insufficient, and a desired SBD characteristic cannot be obtained, which causes inconvenience. According to the study of the present inventors, although a predetermined characteristic can be obtained by using a material such as platinum in addition to molybdenum, a Schottky junction with an n-type semiconductor substrate using a metal material used in a semiconductor process such as tungsten or titanium can be obtained. Forming
It has been found that a sufficient barrier potential cannot be obtained and an SBD with a sufficiently high withstand voltage cannot be formed.
【0008】一方、半導体装置の高集積化のため、MI
SFETのソース・ドレイン(半導体基板)とその上層
に形成する配線との接続を行うためのプラグのサイズを
微細化することが要求されている。プラグは、MISF
ETを覆う絶縁膜にコンタクトホールを形成し、このコ
ンタクトホール内に金属材料を埋め込んで形成する。On the other hand, for higher integration of semiconductor devices, MI
There is a demand for miniaturizing the size of a plug for connecting a source / drain (semiconductor substrate) of an SFET and a wiring formed thereon. The plug is MISF
A contact hole is formed in an insulating film covering the ET, and a metal material is buried in the contact hole.
【0009】ところが、微細化されたコンタクトホール
に埋め込むには、前記したモリブデン系材料とアルミニ
ウム系材料の積層膜は不向きである。すなわち、アルミ
ニウム系材料では段差被覆性が良くなく、微細な(たと
えば0.5μm径)のコンタクトホールを埋め込むこと
が困難であることが判明している。However, the above-described laminated film of a molybdenum-based material and an aluminum-based material is not suitable for embedding in a miniaturized contact hole. That is, it has been found that an aluminum-based material does not have good step coverage, and it is difficult to bury a fine (for example, 0.5 μm diameter) contact hole.
【0010】微細なコンタクトホールを埋め込むに適し
た金属材料として、従来からタングステンが知られてい
る。ところが、タングステンでは耐圧に優れたSBDを
形成することができないのは前記のとおりである。ま
た、埋め込み性の優れたタングステンはCVD法で形成
されるが、CVD工程中での基板との反応性を抑制する
等の目的でチタンおよび窒化チタンの積層膜がバリア膜
として用いられるが、これらバリア膜に適した材料とn
型半導体領域との接合でも十分な特性のSBDを形成す
ることは困難である。[0010] Tungsten has been known as a metal material suitable for filling fine contact holes. However, as described above, it is not possible to form an SBD having excellent withstand voltage with tungsten. Tungsten having excellent embedding properties is formed by a CVD method, and a stacked film of titanium and titanium nitride is used as a barrier film for the purpose of suppressing reactivity with a substrate during the CVD process. Materials and n suitable for barrier film
It is difficult to form an SBD with sufficient characteristics even with a junction with the type semiconductor region.
【0011】一方、SBDの形成に適した材料としてモ
リブデン、白金が例示できるが、これら材料は半導体プ
ロセスで従来多用される材料ではなく、これら材料を用
いるには新たな設備が必要であり、また、これら材料を
使いこなす新たな技術開発が必要となる。これら設備へ
の投資、新たな開発要因は製品のコストを押し上げる要
因となり好ましくない。On the other hand, molybdenum and platinum can be exemplified as materials suitable for forming the SBD. However, these materials are not materials that are conventionally frequently used in a semiconductor process, and use of these materials requires new equipment. It is necessary to develop a new technology that makes full use of these materials. Investment in these facilities and new development factors are factors that increase the cost of products, which is not desirable.
【0012】本発明の目的は、微細なコンタクトホール
に埋め込むことが可能な金属たとえばタングステンを用
いて、耐圧に優れたSDBを形成できる技術を提供する
ことにある。An object of the present invention is to provide a technique capable of forming an SDB having excellent withstand voltage using a metal such as tungsten which can be embedded in a fine contact hole.
【0013】また、本発明の他の目的は、従来使い慣れ
た材料を用いて、耐圧に優れたSDBを形成できる技術
を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a technique capable of forming an SDB having excellent withstand voltage by using a conventionally used material.
【0014】さらに、本発明の他の目的は、前記した目
的を達成するために新たな工程を付加することなく簡易
に、耐圧に優れたSDBを有する半導体装置を形成でき
る技術を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a technique capable of easily forming a semiconductor device having an SDB with excellent withstand voltage without adding a new step to achieve the above-mentioned object. is there.
【0015】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.
【0017】本発明の半導体装置は、半導体基板の主面
に形成されたn型半導体領域と、主面上に形成された絶
縁膜と、絶縁膜に形成された第1接続孔と、第1接続孔
内に形成された金属または金属化合物からなる第1導電
部材とを有する半導体装置であって、第1導電部材とn
型半導体領域との間にp型半導体領域が形成されてい
る。このような半導体装置によれば、第1導電部材とn
型半導体領域との間にp型半導体領域が形成されている
ため、第1導電部材を一方の端子とし、n型半導体領域
を他方の端子とするSBD(ショットキーバリアダイオ
ード)の障壁電位を高くすることができる。これによ
り、耐電圧の高いSBDを形成することができる。ま
た、第1導電部材は絶縁膜に形成された第1接続孔(ス
ルーホール)内に形成されるため、SBDを形成するた
めに必要な平面面積を小さくして、高集積化を図ること
ができる。A semiconductor device according to the present invention includes an n-type semiconductor region formed on a main surface of a semiconductor substrate, an insulating film formed on the main surface, a first connection hole formed in the insulating film, A semiconductor device having a first conductive member made of a metal or a metal compound formed in a connection hole, wherein the first conductive member and n
A p-type semiconductor region is formed between the p-type semiconductor region and the p-type semiconductor region. According to such a semiconductor device, the first conductive member and n
Since the p-type semiconductor region is formed between the semiconductor device and the p-type semiconductor region, the barrier potential of the SBD (Schottky barrier diode) having the first conductive member as one terminal and the n-type semiconductor region as the other terminal is increased. can do. Thereby, an SBD with a high withstand voltage can be formed. Further, since the first conductive member is formed in the first connection hole (through hole) formed in the insulating film, the planar area required for forming the SBD can be reduced, and high integration can be achieved. it can.
【0018】ここで、p型半導体領域は、第1接続孔の
底部に、第1接続孔に対して自己整合的に形成できる。Here, the p-type semiconductor region can be formed at the bottom of the first connection hole in a self-aligned manner with respect to the first connection hole.
【0019】またp型半導体領域の厚さは、20〜30
nmの範囲とすることができる。The thickness of the p-type semiconductor region is 20-30.
It can be in the nm range.
【0020】また、第1導電部材は、第1接続孔の内壁
およびp型半導体領域に接して形成された第1導電膜
と、接続孔を埋め込む第2導電膜とを含み、第1導電膜
は、タングステン膜、チタン膜、タンタル膜、窒化タン
グステン膜、窒化チタン膜、または、窒化タンタル膜と
することができる。これら第1導電膜を直接n型半導体
領域に接して形成しても十分な耐圧を有するSBDを形
成することは困難だが、本発明では第1導電膜に接する
半導体領域としてp型半導体領域をn型半導体領域上に
形成しているので、十分に高いショットキ障壁を確保し
てSBDの耐圧を高めることができる。なお、これら第
1導電膜の材料は、従来半導体プロセスで良く用いられ
る材料であり、本発明の実施にために新たな製造装置の
導入や新たなプロセス開発の必要はない。The first conductive member includes a first conductive film formed in contact with the inner wall of the first connection hole and the p-type semiconductor region, and a second conductive film filling the connection hole. Can be a tungsten film, a titanium film, a tantalum film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film, or a tantalum nitride film. Although it is difficult to form an SBD having a sufficient withstand voltage even if these first conductive films are formed directly in contact with the n-type semiconductor region, in the present invention, the p-type semiconductor region is formed as an n-type semiconductor region in contact with the first conductive film. Since it is formed on the type semiconductor region, it is possible to secure a sufficiently high Schottky barrier and increase the breakdown voltage of the SBD. The material of the first conductive film is a material often used in a conventional semiconductor process, and there is no need to introduce a new manufacturing apparatus or develop a new process for implementing the present invention.
【0021】また、第2導電膜は、CVD法により形成
されたタングステン膜とすることができる。この第2導
電膜の材料(タングステン)も、従来半導体プロセスで
良く用いられる材料であり、本発明の実施にために新た
な製造装置の導入や新たなプロセス開発の必要はない。The second conductive film can be a tungsten film formed by a CVD method. The material (tungsten) of the second conductive film is also a material often used in the conventional semiconductor process, and there is no need to introduce a new manufacturing apparatus or develop a new process for implementing the present invention.
【0022】また、第1導電膜と第2導電膜との間に
は、CVD法でタングステンを形成する雰囲気に対して
耐性を有するバリア膜を形成できる。バリア膜の形成に
よりタングステンCVDにおける雰囲気(たとえばフッ
素等のハロゲン雰囲気)による基板、絶縁膜のダメージ
を抑制できる。バリア膜としては、窒化チタン膜、窒化
タングステン膜、または、スパッタ法により形成された
タングステン膜を例示できる。Further, a barrier film having resistance to an atmosphere for forming tungsten by a CVD method can be formed between the first conductive film and the second conductive film. By forming the barrier film, damage to the substrate and the insulating film due to the atmosphere (for example, a halogen atmosphere such as fluorine) in tungsten CVD can be suppressed. Examples of the barrier film include a titanium nitride film, a tungsten nitride film, and a tungsten film formed by a sputtering method.
【0023】前記半導体装置において、さらに、半導体
基板の主面に形成されたMISFETと、MISFET
のソース・ドレインとして機能する半導体領域上の絶縁
膜に形成された第2接続孔と、第2接続孔内に形成され
た金属または金属化合物からなる第2導電部材とを有
し、第2導電部材が、第1導電部材と同時に形成された
ものとすることができる。すなわち、SBDの他にMI
SFET等の他の素子を有し、MISFET等を覆う絶
縁膜にSBD形成のための第1導電部材を形成する一
方、MISFETのソース・ドレイン端子を引き上げる
ための第2導電部材を形成し、これら第1および第2導
電部材を同時に形成されたものとする。In the above-mentioned semiconductor device, the semiconductor device further comprises a MISFET formed on a main surface of the semiconductor substrate;
A second connection hole formed in an insulating film on a semiconductor region functioning as a source / drain of the first and second conductive members made of a metal or a metal compound formed in the second connection hole; The member may be formed simultaneously with the first conductive member. That is, in addition to SBD, MI
It has another element such as an SFET and forms a first conductive member for forming an SBD on an insulating film covering the MISFET and the like, and forms a second conductive member for pulling up a source / drain terminal of the MISFET. It is assumed that the first and second conductive members are formed at the same time.
【0024】このような半導体装置では、MISFET
のソース・ドレイン引き上げ部材(第2導電部材)とS
BDの一方の電極とを同時に形成することができ、工程
を簡略化することができる。特に、半導体装置が高集積
化されてくるとMISFETのソース・ドレイン端子を
引き上げるための第2導電部材の径(第2接続孔の径)
が小さくなる。このため、たとえば0.5μm程度の小
さな径の接続孔に第2接続部材を埋め込んで形成する必
要がある。従って、埋め込み特性に優れた材料を第2接
続部材の材料に選択する必要がある。本発明では前記の
とおり、タングステン膜、チタン膜、タンタル膜、窒化
タングステン膜、窒化チタン膜、または、窒化タンタル
膜等の第1導電膜、CVD法によるタングステン等の第
2導電膜を用いるので、凹部埋め込み性の要求を十分に
満たすことができる。In such a semiconductor device, the MISFET
Source / drain lifting member (second conductive member) and S
One electrode of the BD can be formed at the same time, and the process can be simplified. In particular, when the semiconductor device becomes highly integrated, the diameter of the second conductive member (diameter of the second connection hole) for raising the source / drain terminals of the MISFET is increased.
Becomes smaller. Therefore, it is necessary to embed the second connection member in a connection hole having a small diameter of, for example, about 0.5 μm. Therefore, it is necessary to select a material having excellent embedding characteristics as the material of the second connection member. In the present invention, as described above, a first conductive film such as a tungsten film, a titanium film, a tantalum film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film, or a tantalum nitride film, and a second conductive film such as tungsten formed by a CVD method are used. It is possible to sufficiently satisfy the requirement of the recess embedding property.
【0025】なお、第1接続孔と第2接続孔とは、同一
の設計開口寸法で加工できる。このように第1および第
2接続孔を同一開口径で形成することにより、接続孔開
口のためのフォトレジスト膜の形成(露光)が容易にな
る。すなわち、開口径の相違するフォトレジスト膜を同
時に露光するには、露光条件等の調整が困難になるが、
開口径が均一であれば、露光条件(露光光源の変形照明
法の選択、レジスト材料の選択等)が容易になる。The first connection hole and the second connection hole can be formed with the same design opening size. By forming the first and second connection holes with the same opening diameter in this manner, formation (exposure) of a photoresist film for opening the connection holes becomes easy. That is, in order to simultaneously expose photoresist films having different opening diameters, it is difficult to adjust exposure conditions and the like.
If the aperture diameter is uniform, exposure conditions (selection of a modified illumination method of an exposure light source, selection of a resist material, etc.) become easy.
【0026】また前記の場合、第1接続孔と第2接続孔
は、同一の加工工程で同時に開口されたものとすること
ができる。接続孔の開口径が均一であれば、エッチング
も容易になり、同時に加工することが可能となる。つま
り、接続孔内のエッチング速度は開口径に依存するた
め、開口径の異なる接続孔を同時に加工するためにはエ
ッチングストッパを用いる、あるいはエッチング条件を
最適化する等の調整が必要であり、一般にこのような調
整は困難である。ところが、本発明の場合は、開口径が
均一であるため、このような調整を必要とせず、接続孔
開口工程を簡易化することができる。In the above case, the first connection hole and the second connection hole can be opened simultaneously in the same processing step. If the opening diameter of the connection hole is uniform, etching becomes easy and processing can be performed at the same time. That is, since the etching rate in the connection hole depends on the opening diameter, it is necessary to adjust the use of an etching stopper or to optimize the etching conditions in order to simultaneously process the connection holes having different opening diameters. Such adjustments are difficult. However, in the case of the present invention, since the opening diameter is uniform, such an adjustment is not required, and the connection hole opening step can be simplified.
【0027】また前記の場合、第1接続孔を複数形成
し、第1接続孔内に形成された複数の第1導電部材は絶
縁膜上で互いに接続することができる。接続孔の口径を
MISFETの引き出し部材に合わせて小さく形成する
ため、SBDに必要な電流値を確保するためにSBDを
複数形成することができる。この場合、絶縁膜上の配線
でSBDの金属側端子(第1接続部材)を互いに接続し
SBDを並列に接続できる。In the above case, a plurality of first connection holes are formed, and the plurality of first conductive members formed in the first connection holes can be connected to each other on the insulating film. Since the diameter of the connection hole is made small in accordance with the lead-out member of the MISFET, a plurality of SBDs can be formed in order to secure a current value necessary for the SBD. In this case, the metal-side terminals (first connection members) of the SBD can be connected to each other by the wiring on the insulating film, and the SBD can be connected in parallel.
【0028】本発明の半導体装置の製造方法は、(a)
半導体基板の主面に素子分離領域を形成し、素子分離領
域で囲まれた活性領域のうち、一部の活性領域にn型半
導体領域を形成する工程、(b)活性領域にMISFE
Tを形成し、MISFETおよびn型半導体領域を覆う
絶縁膜を形成する工程、(c)絶縁膜に、n型半導体領
域に達する第1接続孔およびMISFETのソース・ド
レインとして機能する半導体領域に達する第2接続孔を
形成する工程、(d)第1接続孔にp型不純物をイオン
注入し、第1接続孔底部のn型半導体領域の表面にp型
半導体領域を形成する工程、(e)第1および第2接続
孔の内部を含む半導体基板の表面に第1導電膜を堆積す
る工程、(f)第1および第2接続孔の内部を埋め込む
第2導電膜を堆積する工程、を含む。このような半導体
装置の製造方法によれば、前記したSBDを有する半導
体集積回路装置が形成できる。また、絶縁膜に第1接続
孔を形成した後に、イオン注入でp型不純物をイオン注
入するため、p型半導体領域が第1接続孔に対して自己
整合的に形成できる。The method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises the steps of (a)
Forming an element isolation region on the main surface of the semiconductor substrate and forming an n-type semiconductor region in a part of the active region surrounded by the element isolation region; (b) MISFE in the active region
Forming T and forming an insulating film covering the MISFET and the n-type semiconductor region; (c) reaching the first connection hole reaching the n-type semiconductor region and the semiconductor region functioning as the source / drain of the MISFET in the insulating film; Forming a second connection hole, (d) ion-implanting a p-type impurity into the first connection hole, and forming a p-type semiconductor region on the surface of the n-type semiconductor region at the bottom of the first connection hole; (e) A step of depositing a first conductive film on the surface of the semiconductor substrate including the inside of the first and second connection holes; and (f) a step of depositing a second conductive film filling the inside of the first and second connection holes. . According to such a method of manufacturing a semiconductor device, a semiconductor integrated circuit device having the above-described SBD can be formed. Further, since the p-type impurity is ion-implanted by ion implantation after forming the first connection hole in the insulating film, the p-type semiconductor region can be formed in a self-aligned manner with the first connection hole.
【0029】なお、(c)工程における第1接続孔と第
2接続孔を、同一の加工工程で同時に形成できる。The first connection hole and the second connection hole in the step (c) can be formed simultaneously in the same processing step.
【0030】また、第1および第2接続孔は、同一の開
口寸法で加工できる。The first and second connection holes can be formed with the same opening size.
【0031】また、第1導電膜は、タングステン膜、チ
タン膜、タンタル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン
膜、または、窒化タンタル膜とすることができ、第2導
電膜は、CVD法により形成されたタングステン膜とす
ることができる。The first conductive film can be a tungsten film, a titanium film, a tantalum film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film, or a tantalum nitride film, and the second conductive film is formed by a CVD method. Tungsten film.
【0032】また、(f)工程の前に、CVD法でタン
グステンを形成する雰囲気に対して耐性を有するバリア
膜を形成できる。バリア膜は、窒化チタン膜、窒化タン
グステン膜、または、スパッタ法により形成されたタン
グステン膜とすることができる。Further, before the step (f), a barrier film having resistance to an atmosphere for forming tungsten by a CVD method can be formed. The barrier film can be a titanium nitride film, a tungsten nitride film, or a tungsten film formed by a sputtering method.
【0033】[0033]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.
【0034】(実施の形態1)図1〜図17は、図14
を除いて、本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図または平面図である。(Embodiment 1) FIGS.
3A and 3B are cross-sectional views or plan views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps, except for FIG.
【0035】まず、図1に示すように、半導体基板1の
主面に素子分離領域2、p型ウェル3およびn型ウェル
4を形成する。First, as shown in FIG. 1, an element isolation region 2, a p-type well 3, and an n-type well 4 are formed on a main surface of a semiconductor substrate 1.
【0036】半導体基板1は、たとえば抵抗率が数Ωc
mとなる程度にp型不純物が導入された単結晶シリコン
を用いる。いわゆる前工程の段階ではウェハ状の単結晶
シリコンが用いられるが、後工程以降ではウェハがチッ
プ状に分断される。以下本明細書では、ウェハ状、チッ
プ状のものを含めて半導体基板とする。なお、ここでは
単結晶シリコンウェハを例示しているが、単結晶シリコ
ンの上層に絶縁膜を形成しさらにその上層にエピタキシ
ャル成長層を形成したいわゆるSOI(Silicon On Ins
ulator)基板を用いても良い。また、ガラス基板等、絶
縁体基板上にシリコン膜を形成した基板を用いても良
い。The semiconductor substrate 1 has, for example, a resistivity of several Ωc.
Single crystal silicon into which a p-type impurity has been introduced to an extent of m is used. At the stage of the so-called pre-process, wafer-like single-crystal silicon is used, but after the post-process, the wafer is divided into chips. Hereinafter, in the present specification, a semiconductor substrate includes a wafer-like and a chip-like one. Although a single crystal silicon wafer is illustrated here, a so-called SOI (Silicon On Ins) in which an insulating film is formed on an upper layer of single crystal silicon and an epitaxial growth layer is further formed thereon.
ulator) A substrate may be used. Alternatively, a substrate such as a glass substrate in which a silicon film is formed over an insulating substrate may be used.
【0037】素子分離領域2は、たとえばLOCOS
(Local Oxidation of Silicon)法を用いて形成する。
すなわち、半導体基板1の表面に犠牲酸化膜およびシリ
コン窒化膜を形成し、素子分離領域2が形成される領域
に開口を有するように前記シリコン窒化膜をパターニン
グする。次に、シリコン窒化膜をマスクに用いて、たと
えば熱酸化処理を施し、前記開口部に厚いフィールド絶
縁膜を形成する。その後、シリコン窒化膜をたとえば熱
リン酸等を用いたウェットエッチングにより除去して図
1に示すような素子分離領域2を形成する。ここでは、
LOCOS法を例示しているが、浅溝素子分離構造を用
いても良い。つまり、半導体基板1に浅溝を形成し、こ
の浅溝を埋め込むシリコン酸化膜をたとえばTEOS
(テトラエトキシシラン)とオゾン(O3 )とを原料ガ
スに用いたCVD(Chemical Vapor Deposition )法に
より形成し(TEOS酸化膜)、このTEOS酸化膜を
たとえばCMP(Chemical Mechanical Polishing )法
により研磨して浅溝内にのみシリコン酸化膜を残し、素
子分離領域としても良い。The element isolation region 2 is, for example, LOCOS
(Local Oxidation of Silicon) method.
That is, a sacrificial oxide film and a silicon nitride film are formed on the surface of the semiconductor substrate 1, and the silicon nitride film is patterned so as to have an opening in a region where the element isolation region 2 is formed. Next, using a silicon nitride film as a mask, for example, thermal oxidation is performed to form a thick field insulating film in the opening. Thereafter, the silicon nitride film is removed by wet etching using, for example, hot phosphoric acid or the like to form an element isolation region 2 as shown in FIG. here,
Although the LOCOS method is illustrated, a shallow trench isolation structure may be used. That is, a shallow groove is formed in the semiconductor substrate 1 and a silicon oxide film filling the shallow groove is formed by, for example, TEOS.
(TEOS oxide film) formed by CVD (Chemical Vapor Deposition) using (tetraethoxysilane) and ozone (O 3 ) as source gases, and the TEOS oxide film is polished by, eg, CMP (Chemical Mechanical Polishing). The silicon oxide film may be left only in the shallow groove to serve as an element isolation region.
【0038】p型ウェル3およびn型ウェル4は、たと
えばイオン注入法により形成する。すなわち、p型ウェ
ル3を形成するには、ウェルを形成しようとする領域に
開口を有するフォトレジスト膜を形成し、このフォトレ
ジスト膜をマスクとして、たとえばボロン(B)をイオ
ン注入する。n型ウェル4を形成するには、同様にウェ
ル形成しようとする領域に開口が形成されたフォトレジ
スト膜を形成し、これをマスクとして、たとえばリン
(P)をイオン注入する。これらイオン注入の後、フォ
トレジスト膜をを除去し、不純物を活性化するための熱
処理を行う。ただし、熱処理はこの段階で行う必要はな
く、後の熱工程で活性化できる場合にはその後の熱工程
で不純物の活性化を兼ねることができる。熱処理は、た
とえばRTA(Rapid Thermal Anneal)法を用いる。な
お、以下の説明において、不純物をイオン注入する工程
について説明することがあるが、それらイオン注入によ
り形成された半導体領域内の不純物活性化のためには同
様に熱処理が必要である。これら熱処理がRTA法を用
いて行えること、また、熱処理はイオン注入工程毎に行
っても良いが、工程の最終段階で熱処理が行われていれ
ば良いことは、前記と同様である。このため、以下の説
明では熱処理工程は省略して説明する。The p-type well 3 and the n-type well 4 are formed by, for example, an ion implantation method. That is, in order to form the p-type well 3, a photoresist film having an opening in a region where a well is to be formed is formed, and for example, boron (B) is ion-implanted using the photoresist film as a mask. In order to form the n-type well 4, a photoresist film having an opening formed in a region where a well is to be formed is formed, and phosphorus (P) is ion-implanted using the photoresist film as a mask. After these ion implantations, the photoresist film is removed, and heat treatment for activating impurities is performed. However, the heat treatment does not need to be performed at this stage, and when the heat treatment can be performed in a subsequent heat step, the heat treatment can also be performed in the subsequent heat step. The heat treatment uses, for example, an RTA (Rapid Thermal Anneal) method. In the following description, steps for implanting impurities may be described, but heat treatment is similarly required to activate impurities in a semiconductor region formed by the ion implantation. These heat treatments can be performed using the RTA method, and the heat treatments may be performed for each ion implantation step, but it is only necessary that the heat treatments be performed at the final stage of the steps, as described above. Therefore, in the following description, the heat treatment step will be omitted.
【0039】なお、図1および以下の断面図において、
左側にSBD形成領域を示し、右側にMISFET形成
領域を示す。本実施の形態では、右側領域にMISFE
Tを示しているが、この他に抵抗素子、キャパシタ素
子、配線等が形成されていても良いことは言うまでもな
い。MISFET形成領域は、nチャネルMISFET
が形成されるnMISFET領域と、pチャネルMIS
FETが形成されるpMISFET領域に分けられる。
また、SBD形成領域は、後にショットキバリアが形成
される領域Sと、SBDの半導体側端子の引き上げ領域
Lとに分けられる。In FIG. 1 and the following sectional views,
The left side shows the SBD formation region, and the right side shows the MISFET formation region. In the present embodiment, the MISFE
Although T is shown, it goes without saying that a resistance element, a capacitor element, a wiring, and the like may be formed in addition to this. The MISFET formation region is an n-channel MISFET
An nMISFET region in which is formed, and a p-channel MIS
It is divided into pMISFET regions where FETs are formed.
Further, the SBD formation region is divided into a region S where a Schottky barrier is to be formed later and a pull-up region L of a semiconductor-side terminal of the SBD.
【0040】次に、図2に示すように、MISFET形
成領域の活性領域にMISFETのゲート絶縁膜5およ
びゲート電極6を形成する。さらに、ゲート電極6の両
側の活性領域にソース・ドレインの一部として機能する
低不純物濃度のn- 型半導体領域7およびp- 型半導体
領域8を形成する。Next, as shown in FIG. 2, a gate insulating film 5 and a gate electrode 6 of the MISFET are formed in the active region of the MISFET formation region. Further, an n − -type semiconductor region 7 and a p − -type semiconductor region 8 having a low impurity concentration and functioning as a part of a source / drain are formed in the active regions on both sides of the gate electrode 6.
【0041】ゲート絶縁膜5は、たとえば熱CVD法に
より形成でき、7〜十数nmの膜厚を有するシリコン酸
化膜である。半導体基板1の全面に形成され、次に説明
するゲート電極6形成の際のパターニングにより同時に
パターニングされる。The gate insulating film 5 can be formed by, for example, a thermal CVD method and is a silicon oxide film having a thickness of 7 to several tens nm. It is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 and is simultaneously patterned by patterning when forming the gate electrode 6 described below.
【0042】ゲート電極6は、多結晶シリコン膜からな
り、たとえばn型の不純物が高濃度に導入される。これ
によりゲート電極6を配線として機能させる。ゲート電
極6の形成は、前記ゲート絶縁膜となるシリコン酸化膜
上に、たとえばCVD法により多結晶シリコン膜を堆積
する。その後フォトレジスト膜をパターニングし、この
フォトレジスト膜をマスクとしてドライエッチング(異
方性エッチング)を施して形成する。ゲート電極6の膜
厚は数100nmとする。Gate electrode 6 is made of a polycrystalline silicon film, and for example, an n-type impurity is introduced at a high concentration. Thus, the gate electrode 6 functions as a wiring. The gate electrode 6 is formed by depositing a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film serving as the gate insulating film by, for example, a CVD method. Thereafter, the photoresist film is patterned, and dry etching (anisotropic etching) is performed using the photoresist film as a mask. The thickness of the gate electrode 6 is set to several hundred nm.
【0043】n- 型半導体領域7およびp- 型半導体領
域8は、イオン注入法により形成する。n- 型半導体領
域7の形成は、pMISFET領域およびSBDのショ
ットキバリアが形成される領域Sをフォトレジスト膜で
覆い、このフォトレジスト膜の存在下でn型不純物(た
とえばリンまたはヒ素(As))を低濃度にイオン注入
して形成する。なおこのとき、同時に、SBD形成領域
の後に引き出し電極が形成される領域Lにもn- 型半導
体領域9が形成される。これは、後に説明するn+ 型半
導体領域の形成時のフォトリソグラフィ用マスク(レチ
クル)を本工程に用いることを可能にする。但し、n-
型半導体領域9が形成された領域には、後にn+ 型半導
体領域が形成されるため、ここではn- 型半導体領域9
は形成しなくても良い。The n − type semiconductor region 7 and the p − type semiconductor region 8 are formed by an ion implantation method. The n − type semiconductor region 7 is formed by covering the pMISFET region and the region S where the Schottky barrier of the SBD is formed with a photoresist film, and n-type impurities (for example, phosphorus or arsenic (As)) in the presence of the photoresist film. Is formed by ion implantation at a low concentration. At this time, the n − type semiconductor region 9 is also formed in the region L where the extraction electrode is formed after the SBD formation region. This makes it possible to use a photolithography mask (reticle) for forming an n + -type semiconductor region, which will be described later, in this step. However, n -
For type semiconductor region 9 is the formed region, the n + -type semiconductor region later is formed, wherein the n - -type semiconductor region 9
Need not be formed.
【0044】p- 型半導体領域8の形成は、nMISF
ET領域およびSBD形成領域をフォトレジスト膜で覆
い、このフォトレジスト膜の存在下でp型不純物(たと
えばボロン)を低濃度にイオン注入して形成する。The p − type semiconductor region 8 is formed by nMISF
The ET region and the SBD formation region are covered with a photoresist film, and p-type impurities (for example, boron) are ion-implanted at a low concentration in the presence of the photoresist film.
【0045】前記イオン注入工程では、n- 型半導体領
域7およびp- 型半導体領域8はゲート電極6に対して
自己整合で形成される。In the ion implantation step, the n − type semiconductor region 7 and the p − type semiconductor region 8 are formed in self alignment with the gate electrode 6.
【0046】なお、n- 型半導体領域7およびp- 型半
導体領域8の形成工程において、n型、p型何れの不純
物もSBD形成領域のショットキバリアが形成される領
域Sには不純物は導入されない。これは、当該領域Sに
は後にSBDのショットキバリア形成に適した膜厚およ
び不純物濃度でp型不純物が導入されるためである。In the step of forming the n − -type semiconductor region 7 and the p − -type semiconductor region 8, neither the n-type impurity nor the p-type impurity is introduced into the region S of the SBD where the Schottky barrier is formed. . This is because a p-type impurity is introduced into the region S at a film thickness and an impurity concentration suitable for forming a Schottky barrier of the SBD later.
【0047】次に、図3に示すように、半導体基板1の
全面に絶縁膜10を形成する。絶縁膜10はたとえばT
EOS酸化膜とすることができる。絶縁膜10の膜厚
は、たとえば100〜数100nmとする。絶縁膜10
はシリコン窒化膜に代えても良い。Next, as shown in FIG. 3, an insulating film 10 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1. The insulating film 10 is, for example, T
An EOS oxide film can be used. The thickness of the insulating film 10 is, for example, 100 to several hundred nm. Insulating film 10
May be replaced with a silicon nitride film.
【0048】次に、図4に示すように、SBDのショッ
トキバリアが形成される領域Sを覆うようにフォトレジ
スト膜11をパターニングし、このフォトレジスト膜1
1の存在下で異方性エッチング(ドライエッチング)を
施す。これにより、フォトレジスト膜11が形成された
領域以外の領域の絶縁膜10を除去するとともに、ゲー
ト電極6の側壁にサイドウォールスペーサ12を形成す
る。Next, as shown in FIG. 4, the photoresist film 11 is patterned so as to cover the region S where the Schottky barrier of the SBD is formed.
Anisotropic etching (dry etching) is performed in the presence of 1. Thus, the insulating film 10 in a region other than the region where the photoresist film 11 is formed is removed, and the sidewall spacer 12 is formed on the side wall of the gate electrode 6.
【0049】次に、図5に示すように、イオン注入法に
より、MISFETのソース・ドレインの一部として機
能する高不純物濃度のn+ 型半導体領域13およびp+
型半導体領域14と、SBDの引き上げ電極に接する領
域となるn+ 型半導体領域15を形成する。Next, as shown in FIG. 5, the n + -type semiconductor region 13 having a high impurity concentration and functioning as a part of the source / drain of the MISFET and p +
The n + type semiconductor region 15 which is to be in contact with the pull-up electrode of the SBD is formed.
【0050】n+ 型半導体領域13、p+ 型半導体領域
14およびn+ 型半導体領域15は、イオン注入法によ
り形成する。n+ 型半導体領域13,15の形成は、p
MISFET領域およびSBDのショットキバリアが形
成される領域Sをフォトレジスト膜で覆い、このフォト
レジスト膜の存在下でn型不純物(たとえばリンまたは
ヒ素(As))を高濃度にイオン注入して形成する。The n + type semiconductor region 13, the p + type semiconductor region 14 and the n + type semiconductor region 15 are formed by ion implantation. The formation of the n + type semiconductor regions 13 and 15 is p
The MISFET region and the region S where the Schottky barrier of the SBD is formed are covered with a photoresist film, and are formed by ion-implanting n-type impurities (for example, phosphorus or arsenic (As)) at a high concentration in the presence of the photoresist film. .
【0051】p+ 型半導体領域14の形成は、nMIS
FET領域およびSBD形成領域をフォトレジスト膜で
覆い、このフォトレジスト膜の存在下でp型不純物(た
とえばボロン)を高濃度にイオン注入して形成する。The p + type semiconductor region 14 is formed by nMIS
The FET region and the SBD formation region are covered with a photoresist film, and p-type impurities (for example, boron) are ion-implanted at a high concentration in the presence of the photoresist film.
【0052】前記イオン注入工程では、n+ 型半導体領
域13およびp+ 型半導体領域14はゲート電極6とサ
イドウォールスペーサ12に対して自己整合で形成され
る。このような工程により、n- 型半導体領域7および
n+ 型半導体領域13、あるいは、p- 型半導体領域8
およびp+ 型半導体領域14からなるLDD(Lightly
Doped Drain )が形成される。また、n+ 型半導体領域
15は、前記したn-型半導体領域9に重ねて形成さ
れ、n- 型半導体領域9は消失する。n+ 型半導体領域
15が形成されるため、SBDの半導体側の端子で、半
導体基板1(n+型半導体領域15)と引き上げ電極と
の間にショットキバリアが形成されず、接触抵抗を低減
できる。また、n+ 型半導体領域13とn+ 型半導体
領域15とが同時に形成されるため、工程を簡略化でき
る。In the ion implantation step, the n + -type semiconductor region 13 and the p + -type semiconductor region 14 are formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 6 and the sidewall spacer 12. Through these steps, n − type semiconductor region 7 and n + type semiconductor region 13 or p − type semiconductor region 8
And it consists of p + -type semiconductor region 14 LDD (Lightly
Doped drain is formed. Further, the n + -type semiconductor region 15 is formed so as to overlap with the above-mentioned n − -type semiconductor region 9, and the n − -type semiconductor region 9 disappears. Since the n + -type semiconductor region 15 is formed, no Schottky barrier is formed between the semiconductor substrate 1 (n + -type semiconductor region 15) and the pull-up electrode at the semiconductor-side terminal of the SBD, and the contact resistance can be reduced. . Further, since the n + type semiconductor region 13 and the n + type semiconductor region 15 are formed at the same time, the process can be simplified.
【0053】なお、前記イオン注入工程において、前記
と同様に、n型、p型何れの不純物もSBD形成領域の
ショットキバリアが形成される領域Sには不純物は導入
されない。In the above-mentioned ion implantation step, no impurity is introduced into the region S where the Schottky barrier of the SBD formation region is formed, both n-type and p-type, as described above.
【0054】その後、フォトレジスト膜11を除去す
る。この段階では、SBD形成領域のショットキバリア
が形成される領域には絶縁膜10が残存している。この
ように絶縁膜10を残存させることにより、後に説明す
るサリサイド工程において、ショットキバリアが形成さ
れる領域へのシリサイド層の形成を防止することができ
る。After that, the photoresist film 11 is removed. At this stage, the insulating film 10 remains in the SBD formation region where the Schottky barrier is formed. By leaving the insulating film 10 in this manner, formation of a silicide layer in a region where a Schottky barrier is formed can be prevented in a salicide step described later.
【0055】次に、図6に示すように、金属膜16を形
成する。金属膜16は、たとえばスパッタ法により形成
でき、チタン、タングステン、コバルト等、シリコンと
の化合物(シリサイド物)を形成する材料を用いる。Next, as shown in FIG. 6, a metal film 16 is formed. The metal film 16 can be formed by, for example, a sputtering method, and uses a material that forms a compound (silicide) with silicon, such as titanium, tungsten, and cobalt.
【0056】次に、図7に示すように、半導体基板1
に、たとえばRTA法を用いて熱処理を施し、シリコン
と金属膜16とが接触している領域においてシリサイド
反応を起こさせ、当該接触部分にシリサイド層17を形
成する。その後未反応の金属膜16をたとえばウェット
エッチングにより除去する。Next, as shown in FIG.
Then, a heat treatment is performed using, for example, an RTA method to cause a silicide reaction in a region where the silicon and the metal film 16 are in contact with each other, thereby forming a silicide layer 17 in the contact portion. Thereafter, the unreacted metal film 16 is removed by, for example, wet etching.
【0057】前記のとおり、いわゆるサリサイド法を用
いてn+ 型半導体領域13,15、p+ 型半導体領域1
4およびゲート電極6の表面にシリサイド層17を同時
に形成する。これにより、工程を短縮して、n+ 型半導
体領域13,15、p+ 型半導体領域14上に形成され
る導電部材との接触抵抗(コンタクト抵抗)を低減する
とともに、n+ 型半導体領域13,15、p+ 型半導体
領域14およびゲート電極6のシート抵抗を低減でき
る。特に、ゲート電極6は配線としても機能するので、
ゲート配線抵抗の低減を図って、半導体装置の性能を向
上できる。また、コンタクト抵抗の低減も同様に半導体
装置の高性能化に寄与できる。高集積化が図られた半導
体装置の場合、その動作速度の向上は基本的な要求であ
り、本実施の形態の半導体装置はそのような要求を満足
するのに優れた方法を提供できる。As described above, the n + type semiconductor regions 13 and 15 and the p + type semiconductor region 1 are formed using the so-called salicide method.
A silicide layer 17 is simultaneously formed on the surfaces of the gate electrode 4 and the gate electrode 6. Thereby, the process is shortened to reduce the contact resistance (contact resistance) with the conductive members formed on the n + -type semiconductor regions 13 and 15 and the p + -type semiconductor region 14 and to reduce the n + -type semiconductor region 13 , 15, the p + type semiconductor region 14 and the gate resistance of the gate electrode 6 can be reduced. In particular, since the gate electrode 6 also functions as a wiring,
The performance of the semiconductor device can be improved by reducing the gate wiring resistance. In addition, the reduction of the contact resistance can also contribute to higher performance of the semiconductor device. In the case of a highly integrated semiconductor device, improvement of the operation speed is a fundamental requirement, and the semiconductor device of this embodiment can provide an excellent method for satisfying such requirement.
【0058】なお、SBD形成領域のショットキーバリ
アが形成される領域Sは、絶縁膜10で覆われているた
め、シリサイド層は形成されない。当該領域Sには、後
にショットキバリアを形成する必要があり、この領域に
シリサイド層を形成しないことは、SBDを形成するた
めに必要な要件である。Since the region S of the SBD formation region where the Schottky barrier is formed is covered with the insulating film 10, no silicide layer is formed. It is necessary to form a Schottky barrier later in the region S, and not forming a silicide layer in this region is a necessary condition for forming an SBD.
【0059】次に、図8に示すように、半導体基板1の
全面にシリコン酸化膜18を形成し、さらにシリコン酸
化膜19を形成する。シリコン酸化膜19の表面はたと
えばCMP法を用いて平坦化する。シリコン酸化膜18
は、たとえばTEOS酸化膜を用いることができる。シ
リコン酸化膜19はTEOS酸化膜を用いても良いが、
より段差被覆性(平坦性)に優れたシリコン酸化膜を用
いることが好ましい。たとえばSOG(Spin On Glass
)膜、PSG(Phosphor Silicate Glass )膜、BP
SG(Boron Phosphor Silicate Glass )膜等をシリコ
ン酸化膜19に用いる。さらに低誘電率のシリコン酸化
膜(たとえばフッ素が添加されたシリコン酸化膜)をシ
リコン酸化膜19に用いることができる。これにより、
配線間の浮遊容量を低減して半導体装置の高速応答性能
を向上できる。また、CMP法によるシリコン酸化膜1
9表面のダメージを回復するために、さらにシリコン酸
化膜(たとえばTEOS酸化膜)を形成しても良い。Next, as shown in FIG. 8, a silicon oxide film 18 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1, and further a silicon oxide film 19 is formed. The surface of the silicon oxide film 19 is planarized using, for example, a CMP method. Silicon oxide film 18
For example, a TEOS oxide film can be used. Although the silicon oxide film 19 may use a TEOS oxide film,
It is preferable to use a silicon oxide film having more excellent step coverage (flatness). For example, SOG (Spin On Glass
) Film, PSG (Phosphor Silicate Glass) film, BP
An SG (Boron Phosphor Silicate Glass) film or the like is used for the silicon oxide film 19. Further, a silicon oxide film having a low dielectric constant (for example, a silicon oxide film to which fluorine is added) can be used as the silicon oxide film 19. This allows
High-speed response performance of the semiconductor device can be improved by reducing stray capacitance between wirings. Also, a silicon oxide film 1 formed by a CMP method
9 In order to recover the damage on the surface, a silicon oxide film (for example, a TEOS oxide film) may be further formed.
【0060】次に、図9に示すように、シリコン酸化膜
19上にフォトレジスト膜をパターニングし、このフォ
トレジスト膜をマスクとしてシリコン酸化膜19等の層
間絶縁膜に接続孔20〜23を形成する。また、図10
は、この段階での平面パターンを示す平面図である。Next, as shown in FIG. 9, a photoresist film is patterned on the silicon oxide film 19, and connection holes 20 to 23 are formed in the interlayer insulating film such as the silicon oxide film 19 using the photoresist film as a mask. I do. FIG.
Is a plan view showing a plane pattern at this stage.
【0061】接続孔20は、SBDのショットキバリア
が形成される領域Sに開口され、比較的大きな開口径を
有する。接続孔20の開口径は、たとえば数μmであ
る。このように大きな開口径を形成することにより、シ
ョットキバリアの面積を大きくしてSBDに必要な電流
値を確保することができる。The connection hole 20 is opened in the region S where the Schottky barrier of the SBD is formed, and has a relatively large opening diameter. The opening diameter of the connection hole 20 is, for example, several μm. By forming such a large opening diameter, it is possible to increase the area of the Schottky barrier and secure a current value required for the SBD.
【0062】接続孔21は、SBDの半導体側端子の引
き上げ電極が形成される領域Lに形成され、比較的小さ
な開口で形成される。接続孔22は、MISFETのソ
ース・ドレイン領域に開口され、高集積化された半導体
装置においては、小さな開口径で形成される。その開口
径は、たとえば0.5μmである。接続孔23は、ゲー
ト電極6に接続するための接続孔であり、比較的小さな
開口径で形成される。The connection hole 21 is formed in the region L where the pull-up electrode of the semiconductor side terminal of the SBD is formed, and is formed with a relatively small opening. The connection hole 22 is opened in the source / drain region of the MISFET, and has a small opening diameter in a highly integrated semiconductor device. The opening diameter is, for example, 0.5 μm. The connection hole 23 is a connection hole for connecting to the gate electrode 6, and has a relatively small opening diameter.
【0063】接続孔21〜23の開口径が、接続孔20
の開口径に比較して小さく形成されるため、接続孔開口
工程は、接続孔20と接続孔21〜23とで分けること
が好ましい。すなわち、接続孔20を開口した後に接続
孔21〜23を開口する、あるいはその逆とし、開口の
ためのエッチング工程を別にする。前記したとおり接続
孔20の開口径が大きいため、仮に同一工程で接続孔2
0〜23を開口した場合、開口径の大きな接続孔20の
方がエッチング速度が大きくなり、先に半導体基板1
(n型ウェル4)に達してしまう。この段階では、接続
孔21〜23の開口は完了していないため、さらにオー
バーエッチングを施すこととなり、接続孔20底部での
エッチングが過剰となって、エッチングによるダメージ
を生じる可能性がある。このため、開口径によって相違
するエッチング速度を考慮して、接続孔開口工程がジャ
ストエッチをなるようにエッチング条件を最適化するこ
とが好ましい。このため、接続孔の開口径が大きく相違
する本実施の形態の場合にはそのエッチング工程を分け
ることが好ましい。但し、このようは工程の分離は本発
明の必須要件ではない。たとえば半導体基板1の表面に
薄いシリコン窒化膜を形成し、このシリコン窒化膜をエ
ッチングストッパとして用いることにより、エッチング
速度の相違を吸収する方策を講じることが可能となる。
たとえば、シリコン酸化膜がエッチングされるがシリコ
ン窒化膜がエッチングされない条件で第1のエッチング
を行い、次にシリコン窒化膜がエッチングされる第2の
エッチングを施す。このような2段階のエッチングによ
り、第1のエッチングではシリコン窒化膜がエッチング
ストッパとして機能するため、開口径の相違する接続孔
が混在しても十分なオーバーエッチングを施すことが可
能となり、一方、第2のエッチングではシリコン窒化膜
が薄いため、開口径が相違しても必要なオーバーエッチ
ング量は少なくて済み、下地基板を必要以上に傷めるこ
とはない、このようにして接続孔口径の相違する接続孔
を同時に開口することが可能となる。The opening diameter of the connection holes 21 to 23 is
It is preferable that the connection hole opening step is divided into the connection hole 20 and the connection holes 21 to 23 because the connection hole is formed to be smaller than the opening diameter. That is, the connection holes 21 to 23 are opened after the connection hole 20 is opened, or vice versa, and an etching process for opening is performed separately. As described above, since the opening diameter of the connection hole 20 is large, the connection hole 2 is temporarily formed in the same process.
When openings 0 to 23 are formed, the connection holes 20 having a larger opening diameter have a higher etching rate, and the semiconductor substrate 1
(N-type well 4). At this stage, since the openings of the connection holes 21 to 23 have not been completed, over-etching is further performed, and the etching at the bottom of the connection hole 20 becomes excessive, which may cause damage due to the etching. For this reason, it is preferable to optimize the etching conditions in consideration of the etching rate that varies depending on the opening diameter, so that the connection hole opening step performs just etching. Therefore, in the case of the present embodiment in which the opening diameters of the connection holes are largely different, it is preferable to separate the etching steps. However, such separation of the steps is not an essential requirement of the present invention. For example, by forming a thin silicon nitride film on the surface of the semiconductor substrate 1 and using this silicon nitride film as an etching stopper, it is possible to take a measure to absorb a difference in etching rate.
For example, the first etching is performed under the condition that the silicon oxide film is etched but the silicon nitride film is not etched, and then the second etching is performed to etch the silicon nitride film. By such two-stage etching, the silicon nitride film functions as an etching stopper in the first etching, so that sufficient over-etching can be performed even when connection holes having different opening diameters are mixed. In the second etching, since the silicon nitride film is thin, the required amount of over-etching is small even if the opening diameter is different, and the base substrate is not unnecessarily damaged. Thus, the connection hole diameters are different. The connection holes can be simultaneously opened.
【0064】次に、図11に示すように、p型不純物
(たとえば2フッ化ボロン(BF2 ))をイオン注入す
る。このイオン注入は図示するように半導体基板1の全
面に施す。これによりp型半導体領域24を接続孔20
の底部に形成する。注入イオンのエネルギーはたとえば
2〜3keVである。また、注入イオン濃度は、n型ウ
ェル4を反転させてp型半導体領域24を形成するに必
要な低濃度で十分である。このため、図示するように接
続孔20以外の接続孔21〜23にもp型イオンが注入
されてもよい。これら接続孔21〜23の底部には既に
高不純物濃度の半導体領域が形成されており、低濃度の
p型不純物が注入されても何ら影響を生じることはな
い。こため、本イオン注入工程ではフォトリソグラフィ
によるフォトレジスト膜の形成の必要が無く、工程を簡
略化することが可能となる。Next, as shown in FIG. 11, a p-type impurity (for example, boron difluoride (BF 2 )) is ion-implanted. This ion implantation is performed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 as shown. As a result, the p-type semiconductor region 24 is
Formed at the bottom. The energy of the implanted ions is, for example, 2-3 keV. The implanted ion concentration is low enough to form the p-type semiconductor region 24 by inverting the n-type well 4. For this reason, as shown, p-type ions may be implanted into the connection holes 21 to 23 other than the connection hole 20. A semiconductor region having a high impurity concentration has already been formed at the bottom of these connection holes 21 to 23, and even if a low concentration p-type impurity is implanted, there is no effect. For this reason, in this ion implantation step, there is no need to form a photoresist film by photolithography, and the step can be simplified.
【0065】p型半導体領域24の厚さは約20〜30
nmとする。なお、p型半導体領域24の厚さおよび不
純物量を制御することにより、後に説明するショットキ
バリアの高さ(障壁電位)を制御することができる。The thickness of the p-type semiconductor region 24 is about 20 to 30
nm. By controlling the thickness and the amount of impurities of the p-type semiconductor region 24, the height (barrier potential) of a Schottky barrier described later can be controlled.
【0066】また、本イオン注入工程では、接続孔20
が形成された後にイオン注入が行われるため、p型半導
体領域24は接続孔20に対して自己整合的に形成され
る。後に説明するように前記接続孔20内に金属の接続
部材が形成されて、この接続部材とp型半導体領域24
との接合によりショットキバリアが形成される。この接
続部材も接続孔20内に形成されることから結果として
接続部材はp型半導体領域24に対して自己整合で形成
されることとなる。これによりSBDを形成するための
無駄な平面面積を費やすことなく、高集積にSBDを有
する半導体装置を形成できる。In the present ion implantation step, the connection holes 20
Is formed, the p-type semiconductor region 24 is formed in a self-aligned manner with respect to the connection hole 20. As described later, a metal connection member is formed in the connection hole 20, and the connection member and the p-type semiconductor region 24 are formed.
And a Schottky barrier is formed. Since this connection member is also formed in the connection hole 20, the connection member is formed in a self-aligned manner with respect to the p-type semiconductor region 24. Thus, a semiconductor device having an SBD with high integration can be formed without wasting a wasteful planar area for forming the SBD.
【0067】このようなp型半導体領域24は、ショッ
トキバリアを形成するための接合金属が次に説明するよ
うなタングステンであっても、その障壁高さを十分に高
くすることができ、耐圧に優れたSBDを形成できる。In such a p-type semiconductor region 24, even if the junction metal for forming the Schottky barrier is tungsten as described below, the height of the barrier can be sufficiently increased, and the breakdown voltage can be reduced. An excellent SBD can be formed.
【0068】次に、図12に示すように、半導体基板1
の全面に第1導電層であるタングステン膜25を形成す
る。タングステン膜25はスパッタ法により形成する。
タングステン膜25は、図示するように接続孔20〜2
3の内面を覆うように段差被覆性よく形成される。これ
は、タングステン膜25の膜厚が段差被覆性よく形成さ
れる程度に薄く形成することで実現できる。また、タン
グステン膜25は、次工程で説明するタングステン膜を
CVD法により形成する際のブロッキング層(バリア
層)としても機能する。さらに、次工程で説明するCV
D法によるタングステン膜は接着性に乏しい欠点がある
が、タングステン膜25が形成されているため、CVD
法によるタングステン膜を接着性よく形成できる。Next, as shown in FIG.
Is formed on the entire surface of the substrate. The tungsten film 25 is formed by a sputtering method.
The tungsten film 25 has connection holes 20 to 2 as shown in FIG.
3 is formed with good step coverage so as to cover the inner surface. This can be realized by forming the tungsten film 25 so thin that the film thickness can be formed with good step coverage. Further, the tungsten film 25 also functions as a blocking layer (barrier layer) when a tungsten film described in the next step is formed by a CVD method. Further, the CV described in the next step
The tungsten film formed by the method D has a disadvantage of poor adhesion, but the tungsten film 25 is formed,
A tungsten film can be formed with good adhesion by the method.
【0069】次に、図13に示すように、接続孔20〜
23を埋め込むタングステン膜26を形成する。タング
ステン膜26は、CVD法により形成する。前記したと
おり、本実施の形態の半導体装置は高集積化されてお
り、接続孔22の開口径は0.5μmと小さい。このよ
うな開口径の小さな接続孔であっても、CVD法による
タングステン膜を用いれば、その凹部を良好に埋め込む
ことが可能となる。このような微細な接続孔を埋め込む
ことが可能な材料として従来からタングステンが知られ
ており、また半導体プロセスでは良く用いられている。
このようなタングステンをn型半導体領域(n型ウェル
4)上に形成しても十分な高さのショットキバリアが形
成されず、耐圧の低いSBDが形成されてしまうことは
前記したが、本実施の形態では、タングステン膜25と
接触する領域にp型半導体領域24を形成しているた
め、タングステン膜を用いても耐圧に優れたSBDを構
成できる。すなわち、タングステンのような微細加工用
途に優れ、またその適用性が実証されている材料を用い
てn型基板上に耐圧に優れたSBDを形成できる。Next, as shown in FIG.
A tungsten film 26 for burying 23 is formed. The tungsten film 26 is formed by a CVD method. As described above, the semiconductor device of the present embodiment is highly integrated, and the opening diameter of the connection hole 22 is as small as 0.5 μm. Even in the case of such a connection hole having a small opening diameter, it is possible to satisfactorily fill the concave portion by using a tungsten film formed by the CVD method. Tungsten has conventionally been known as a material capable of filling such fine connection holes, and is often used in semiconductor processes.
As described above, even when such tungsten is formed on the n-type semiconductor region (n-type well 4), a Schottky barrier having a sufficient height is not formed and an SBD with a low withstand voltage is formed. In the embodiment, since the p-type semiconductor region 24 is formed in a region that is in contact with the tungsten film 25, an SBD having excellent withstand voltage can be formed even if a tungsten film is used. That is, an SBD having excellent withstand voltage can be formed on an n-type substrate using a material which is excellent in micromachining applications such as tungsten and whose applicability has been proven.
【0070】図14を用いてこの点をさらに説明する。
図14(a)は、比較として示したn型基板上にタング
ステンを用いてショットキ接合を形成した場合のバンド
図を示し、図14(b)は、本実施の形態の場合の、n
型基板(n型ウェル4)上にp型半導体領域24を形成
し、さらにタングステンを用いてショットキ接合を形成
した場合のバンド図を示す。This point will be further described with reference to FIG.
FIG. 14A shows a band diagram when a Schottky junction is formed using tungsten on an n-type substrate shown as a comparison, and FIG. 14B shows an n-type substrate according to the present embodiment.
FIG. 4 shows a band diagram when a p-type semiconductor region 24 is formed on a mold substrate (n-type well 4) and a Schottky junction is formed using tungsten.
【0071】図14(a)に示すように、p型半導体領
域24を形成しないで金属(タングステン膜25)と半
導体基板(n型ウェル4)との接合を形成した場合の障
壁電位(Φb1)は、ショットキ接合が形成されるもの
の、その電位Φb1は小さい。本発明者らの検討によれ
ば、Φb1の値は0.55〜0.6eV程度である。そ
れに対して、本実施の形態では図14(b)に示すよう
に、金属(タングステン膜25)と半導体基板(n型ウ
ェル4)との間にp型半導体領域24を形成しているた
め、金属(タングステン膜25)と半導体基板(n型ウ
ェル4)との間のショットキバリアの高さ(障壁電位Φ
b2)は、Φb1より高くなる。Φb2の値は、本発明
者らの検討では、0.7eV以上にすることが可能であ
る。なお、Φb2の値は、p型半導体領域24に注入す
るイオン量(不純物量)およびその深さ(p型半導体領
域24の厚さ)で制御することができる。As shown in FIG. 14A, the barrier potential (Φb1) when the junction between the metal (tungsten film 25) and the semiconductor substrate (n-type well 4) is formed without forming the p-type semiconductor region 24. Although a Schottky junction is formed, the potential Φb1 is small. According to the study of the present inventors, the value of Φb1 is about 0.55 to 0.6 eV. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 14B, the p-type semiconductor region 24 is formed between the metal (tungsten film 25) and the semiconductor substrate (n-type well 4). The height of the Schottky barrier between the metal (tungsten film 25) and the semiconductor substrate (n-type well 4) (barrier potential Φ
b2) is higher than Φb1. According to the study of the present inventors, the value of Φb2 can be set to 0.7 eV or more. Note that the value of Φb2 can be controlled by the amount of ions (the amount of impurities) implanted into the p-type semiconductor region 24 and the depth thereof (the thickness of the p-type semiconductor region 24).
【0072】次に、図15に示すように、接続孔20〜
23以外の領域のタングステン膜26、25を、たとえ
ばCMP法による研磨により除去する。これにより接続
部材であるプラグ27〜29を形成する。プラグ27
(第2接続部材)はMISFETのソース・ドレインを
引き出す接続部材であり、プラグ28はSBDの半導体
側端子を引き出す接続部材である。また、プラグ29
(第1接続部材)は、SBDの金属側端子でもあり、同
時に該端子を引き出す接続部材としても機能する。前記
したとおり、プラグ29の底部にショットキバリアが形
成される。Next, as shown in FIG.
The tungsten films 26 and 25 in regions other than 23 are removed by polishing by, for example, a CMP method. As a result, plugs 27 to 29 as connection members are formed. Plug 27
The (second connection member) is a connection member for drawing out the source / drain of the MISFET, and the plug 28 is a connection member for drawing out the semiconductor-side terminal of the SBD. Also, plug 29
The (first connection member) is also a metal-side terminal of the SBD, and also functions as a connection member that draws out the terminal. As described above, the Schottky barrier is formed at the bottom of the plug 29.
【0073】次に、図16および17に示すように、半
導体基板1の全面にたとえばタングステン膜を堆積し、
このタングステン膜を所定の形状でパターニングして配
線30を形成する。ここでは、タングステン膜を例示し
たが、アルミニウム膜、窒化チタン膜とアルミニウムと
の積層膜、ダマシン法を用いた銅配線等を用いてもよ
い。Next, as shown in FIGS. 16 and 17, for example, a tungsten film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1,
The wiring 30 is formed by patterning this tungsten film in a predetermined shape. Here, a tungsten film is illustrated, but an aluminum film, a stacked film of a titanium nitride film and aluminum, a copper wiring using a damascene method, or the like may be used.
【0074】この後、さらに上層の配線を形成できる
が、この詳細な説明は省略する。Thereafter, a wiring in a further upper layer can be formed, but a detailed description thereof will be omitted.
【0075】本実施の形態によれば、SBDのショット
キバリアが形成される領域にp型半導体領域24を形成
するため、n型ウェル4上にタングステンを用いて、十
分に高いショットキバリア(障壁)を形成できる。これ
により、タングステン材料を用いた耐圧の高いSBDを
形成できる。また、SBDは接続孔20内に自己整合的
に形成されるため、高集積化に有利である。さらに、高
集積化された半導体装置のばあい接続孔22の開口径を
0.5μm程度に小さくせざるを得ないが、前記接続孔
22を埋め込む材料としてタングステンを用いるので、
接続孔の埋め込み性を良好に維持できる。また、これら
半導体装置を製造するために白金、モリブデン等を用い
る必要がなく、新たな設備の導入、新たなプロセス開発
を検討する必要もない。また、SBDのショットキバリ
アを形成するための接続部材29と、その他の接続部材
27,28を同時に形成することが可能であり、工程を
簡略化してSBDを有する半導体装置を形成できる。According to the present embodiment, a sufficiently high Schottky barrier (barrier) is formed by using tungsten on n-type well 4 to form p-type semiconductor region 24 in the region where the Schottky barrier of the SBD is formed. Can be formed. Thereby, an SBD with a high withstand voltage using a tungsten material can be formed. Further, since the SBD is formed in the connection hole 20 in a self-alignment manner, it is advantageous for high integration. Further, in the case of a highly integrated semiconductor device, the opening diameter of the connection hole 22 must be reduced to about 0.5 μm. However, since tungsten is used as a material for filling the connection hole 22,
The embedding property of the connection hole can be favorably maintained. In addition, there is no need to use platinum, molybdenum, or the like to manufacture these semiconductor devices, and there is no need to introduce new equipment and consider new process development. Further, the connecting member 29 for forming the Schottky barrier of the SBD and the other connecting members 27 and 28 can be formed at the same time, and the process can be simplified to form a semiconductor device having the SBD.
【0076】(実施の形態2)図18〜図23は、本発
明の他の実施の形態である半導体装置の製造方法を工程
順に示した断面図である。(Embodiment 2) FIGS. 18 to 23 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【0077】本実施の形態の製造方法は、実施の形態1
における図8までの工程と同様である。このため、その
詳細な説明は省略する。The manufacturing method of this embodiment is the same as that of the first embodiment.
Are the same as the steps up to FIG. Therefore, a detailed description thereof will be omitted.
【0078】図8に示すように、シリコン酸化膜19ま
での各部材を実施の形態1で説明したと同様に形成し、
その後、図18および図19に示すように、フォトリソ
グラフィを用いて接続孔31〜34を形成する。接続孔
31は、SBDのショットキバリアが形成される領域S
に開口され、後に当該接続孔31の底部にショットキバ
リアが形成される。接続孔32は、SBDの半導体側端
子の引き上げ電極が形成される領域Lに形成される。接
続孔33は、MISFETのソース・ドレイン領域に開
口され、高集積化された半導体装置においては、小さな
開口径で形成される。接続孔34は、ゲート電極6に接
続するための接続孔であり、比較的小さな開口径で形成
される。ここで、接続孔31〜34は、ほぼ同じ大きさ
の開口径となるように加工する。つまりこれら開口径
は、たとえば0.5μmである。As shown in FIG. 8, each member up to the silicon oxide film 19 is formed in the same manner as described in the first embodiment.
Thereafter, as shown in FIGS. 18 and 19, connection holes 31 to 34 are formed using photolithography. The connection hole 31 is formed in the region S where the Schottky barrier of the SBD is formed.
And a Schottky barrier is formed at the bottom of the connection hole 31 later. The connection hole 32 is formed in the region L where the pull-up electrode of the semiconductor-side terminal of the SBD is formed. The connection hole 33 is opened in the source / drain region of the MISFET, and has a small opening diameter in a highly integrated semiconductor device. The connection hole 34 is a connection hole for connecting to the gate electrode 6, and has a relatively small opening diameter. Here, the connection holes 31 to 34 are processed so as to have substantially the same opening diameter. That is, these opening diameters are, for example, 0.5 μm.
【0079】このように同じ開口径となるように接続孔
31〜34を形成することにより、接続孔形成のための
フォトレジスト膜のパターニング工程、および接続孔加
工のためのエッチング工程が容易になる。すなわち、加
工寸法(パターニング寸法)の異なるフォトレジスト膜
の形成には、フォトリソグラフィのための露光工程にお
ける露光条件の選択(たとえは変形照明法において通常
の照明法を用いるか輪帯照明法を用いるか、あるいは4
点照明法を用いるか等の選択)が困難になる。これに対
し、加工寸法が均一であれば、露光条件の選択が容易に
なり、すなわち、当該寸法に適した露光条件の選択が可
能となり、フォトレジスト膜の形成が容易になる。By forming the connection holes 31 to 34 so as to have the same opening diameter, the patterning process of the photoresist film for forming the connection holes and the etching process for processing the connection holes are facilitated. . That is, to form photoresist films having different processing dimensions (patterning dimensions), selection of exposure conditions in an exposure step for photolithography (for example, using a normal illumination method or an annular illumination method in a modified illumination method). Or 4
(E.g., whether to use a point illumination method) becomes difficult. On the other hand, if the processing dimensions are uniform, it is easy to select exposure conditions, that is, it is possible to select exposure conditions suitable for the dimensions, and it is easy to form a photoresist film.
【0080】また、接続孔31〜34の加工寸法が均一
になれば、各接続孔の開口径がほぼ均一であるため、接
続孔内のシリコン酸化膜等絶縁膜のエッチング速度がほ
ぼ同じになる。このため、半導体基板1の全面におい
て、ほぼ同じ速度で接続孔がエッチングされ、各接続孔
でほぼ同時にジャストエッチ状態にすることができる。
これにより、複雑な工程(たとえば薄いシリコン窒化膜
等を用いる工程)を用いなくても接続孔底部のオーバー
エッチングを抑制できる。When the processing dimensions of the connection holes 31 to 34 are uniform, the opening diameter of each connection hole is substantially uniform, so that the etching rate of the insulating film such as the silicon oxide film in the connection hole becomes substantially the same. . Therefore, the connection holes are etched at substantially the same speed over the entire surface of the semiconductor substrate 1, and the connection holes can be brought into a just-etched state almost simultaneously.
Thus, over-etching of the connection hole bottom can be suppressed without using a complicated process (for example, a process using a thin silicon nitride film or the like).
【0081】また、接続孔31〜34を同時に開口加工
できるため、工程を簡略化することができ、半導体装置
の製造コスト競争力を向上できる。Further, since the connection holes 31 to 34 can be simultaneously opened, the steps can be simplified and the manufacturing cost competitiveness of the semiconductor device can be improved.
【0082】なお、接続孔31を接続孔33等と同じサ
イズで形成したのでは十分なSBD電流容量を確保でき
ない可能性がある。このため、接続孔31は、SBDに
必要な電流容量が確保できるだけその数を増し、複数形
成することができる。図19においては接続孔31は1
6個形成しているが、この数に制限されないことは言う
までもない。If the connection hole 31 is formed in the same size as the connection hole 33 or the like, there is a possibility that a sufficient SBD current capacity cannot be secured. For this reason, the number of the connection holes 31 can be increased as much as possible to secure the current capacity required for the SBD, and a plurality of the connection holes 31 can be formed. In FIG. 19, the connection hole 31 is 1
Although six are formed, it is needless to say that the number is not limited to this.
【0083】次に、図20に示すように、実施の形態1
における図11の工程と同様にp型不純物(たとえばB
F2 )をイオン注入する。これにより接続孔31の底部
にp型半導体領域24が形成される。このとき、接続孔
32〜34の底部の半導体領域に影響を及ぼさないこと
は実施の形態1と同様である。Next, as shown in FIG.
P-type impurities (eg, B
F 2 ) is ion-implanted. As a result, the p-type semiconductor region 24 is formed at the bottom of the connection hole 31. At this time, there is no effect on the semiconductor region at the bottom of the connection holes 32 to 34 as in the first embodiment.
【0084】次に、図21に示すように、実施の形態1
と同様にタングステン膜25,26を形成し、図22お
よび図23に示すように、タングステン膜25,26に
CMP法を適用し研磨除去してプラグ27〜29を形成
する。さらに、実施の形態1と同様に配線30を形成す
る。Next, as shown in FIG.
In the same manner as described above, tungsten films 25 and 26 are formed, and as shown in FIGS. 22 and 23, the tungsten films 25 and 26 are polished and removed by applying a CMP method to form plugs 27 to 29. Further, the wiring 30 is formed as in the first embodiment.
【0085】プラグ29は、実施の形態1と同様、SB
Dの金属側端子である。必要な電流密度を確保するため
に複数のプラグ29を形成した場合には、図示するよう
に単一の配線30で接続してSBDが並列接続されるよ
うに形成する。その他の説明は実施の形態1と同様であ
るため省略する。As in the first embodiment, the plug 29 is
D is a metal side terminal. When a plurality of plugs 29 are formed in order to secure a necessary current density, the SBDs are connected by a single wiring 30 as shown in the drawing so that the SBDs are connected in parallel. The other description is the same as in the first embodiment, and will not be repeated.
【0086】本実施の形態によれば、SBDを形成する
ための接続孔31を複数設けてその寸法を他の接続孔3
2〜34とほぼ同じにする。このため、接続孔加工工程
のフォトリソグラフィおよびエッチング工程が容易とな
り、工程の短縮を図ることができる。また、SBDの必
要な電流容量は、接続孔31を複数形成してプラグを複
数形成し、これを並列接続することで実現できる。According to the present embodiment, a plurality of connection holes 31 for forming an SBD are provided, and the dimensions of the connection holes 31 are changed to other connection holes 3.
It is almost the same as 2-34. For this reason, the photolithography and etching steps of the connection hole processing step are facilitated, and the steps can be shortened. The necessary current capacity of the SBD can be realized by forming a plurality of connection holes 31 and a plurality of plugs and connecting them in parallel.
【0087】(実施の形態3)図24〜図26は、本発
明のさらに他の実施の形態である半導体装置の製造方法
を工程順に示した断面図である。(Embodiment 3) FIGS. 24 to 26 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps.
【0088】本実施の形態の半導体装置の製造方法は、
実施の形態1における図11までの工程と同様である。The method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment
This is the same as the steps up to FIG. 11 in the first embodiment.
【0089】図24に示すように、p型半導体領域24
を形成するためのイオン注入を行った後、実施の形態1
のタングステン膜25に代えて、窒化チタン膜40を形
成する。窒化チタン膜40は、たとえばCVD法、ある
いはスパッタ法により形成できる。As shown in FIG. 24, the p-type semiconductor region 24
Embodiment 1 after performing ion implantation for forming
Instead of the tungsten film 25, a titanium nitride film 40 is formed. The titanium nitride film 40 can be formed by, for example, a CVD method or a sputtering method.
【0090】その後、図25に示すように、スパッタ法
によるタングステン膜41を形成し、さらに図26に示
すように、CVD法によりタングステン膜42を形成す
る。この後の工程は、実施の形態1と同様である。Thereafter, as shown in FIG. 25, a tungsten film 41 is formed by sputtering, and as shown in FIG. 26, a tungsten film 42 is formed by CVD. Subsequent steps are the same as in the first embodiment.
【0091】本実施の形態では、p型半導体領域24と
接する金属(金属化合物)は窒化チタン膜40である。
窒化チタンを金属材料に用いてn型基板(n型ウェル
4)とショットキ接合を形成した場合、十分なショット
キバリアの高さ(障壁電位)が得られないことは前記し
た。しかし、本実施の形態では、p型半導体領域24を
形成しているため、窒化チタン膜40を形成した場合で
あっても、実施の形態1のタングステンの場合と同様に
十分な障壁電位を得ることができる。なお、窒化チタン
に材料を置換したため、障壁電位の最適値が変化する場
合がある。このような場合は、p型半導体領域24に導
入する不純物の量あるいはp型半導体領域24の厚さを
変化させて、障壁電位を最適化することができる。In this embodiment, the metal (metal compound) in contact with p-type semiconductor region 24 is titanium nitride film 40.
As described above, when a Schottky junction is formed with an n-type substrate (n-type well 4) using titanium nitride as a metal material, a sufficient Schottky barrier height (barrier potential) cannot be obtained. However, in the present embodiment, since the p-type semiconductor region 24 is formed, even when the titanium nitride film 40 is formed, a sufficient barrier potential is obtained as in the case of tungsten in the first embodiment. be able to. Note that the optimum value of the barrier potential may change because the material is replaced with titanium nitride. In such a case, the barrier potential can be optimized by changing the amount of impurities introduced into the p-type semiconductor region 24 or the thickness of the p-type semiconductor region 24.
【0092】なお、窒化チタン膜40に代えて、チタン
(Ti)膜、タンタル(Ta)膜、窒化タングステン
(WN)膜、または、窒化タンタル(TaN)膜を例示
できる。これらの金属あるいは金属化合物を用いてショ
ットキバリアを形成した場合にあっても、p型半導体領
域24に導入する不純物の量あるいはp型半導体領域2
4の厚さを変化させて、障壁電位を最適化することがで
きることは言うまでもない。Note that, instead of the titanium nitride film 40, a titanium (Ti) film, a tantalum (Ta) film, a tungsten nitride (WN) film, or a tantalum nitride (TaN) film can be exemplified. Even when a Schottky barrier is formed using these metals or metal compounds, the amount of impurities to be introduced into the p-type semiconductor region 24 or the p-type semiconductor region 2
Needless to say, the barrier potential can be optimized by changing the thickness of the substrate 4.
【0093】また、スパッタ法によるタングステン膜4
1は、CVD法によるタングステン膜42を堆積する際
の雰囲気により下地基板(半導体基板1)が腐食される
ことを防止する。すなわち、CVD法によるタングステ
ン膜の形成の際にはフッ素等ハロゲン雰囲気に暴露され
るため、このようなハロゲン雰囲気をブロッキングする
バリアの役割をタングステン膜41は有する。The tungsten film 4 formed by the sputtering method
1 prevents the undersubstrate (semiconductor substrate 1) from being corroded by the atmosphere when the tungsten film 42 is deposited by the CVD method. That is, when the tungsten film is formed by the CVD method, the tungsten film is exposed to a halogen atmosphere such as fluorine, so that the tungsten film 41 has a role of a barrier for blocking such a halogen atmosphere.
【0094】よって、ショットキ接合を形成する金属
(金属化合物)膜に前記雰囲気のブロッキング作用が備
わっている場合には、タングステン膜41は必要でな
い。図27はその一例を示す断面図であり、窒化チタン
膜40上に直接CVD法によるタングステン膜42が形
成された例を示す。このようなブロッキング作用を有す
る被膜として窒化チタン膜40の他に、窒化タングステ
ン膜、または、スパッタ法により形成されたタングステ
ン膜を例示できる。Therefore, when the metal (metal compound) film forming the Schottky junction has the above-described blocking function of the atmosphere, the tungsten film 41 is not necessary. FIG. 27 is a cross-sectional view showing one example, in which a tungsten film 42 is formed on a titanium nitride film 40 by a direct CVD method. In addition to the titanium nitride film 40, a tungsten nitride film or a tungsten film formed by a sputtering method can be exemplified as a film having such a blocking action.
【0095】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.
【0096】たとえば、実施の形態3で説明した窒化チ
タン膜40等を、実施の形態2で説明した接続孔31等
の構造に適用できることは勿論である。For example, it goes without saying that the titanium nitride film 40 and the like described in the third embodiment can be applied to the structure of the connection hole 31 and the like described in the second embodiment.
【0097】また、前記実施の形態では、配線30とし
てパターニングにより形成された配線を例示している
が、いわゆるダマシン法を用いて配線を形成しても良い
ことは言うまでもない。Further, in the above-described embodiment, a wiring formed by patterning is exemplified as the wiring 30, but it is needless to say that the wiring may be formed by using a so-called damascene method.
【0098】また、前記実施の形態では、SBDの他に
nチャネルMISFETとpチャネルMISFETを例
示しているが、これらMISFETに加えて他に能動素
子、たとえばバイポーラトランジスタが形成されてもよ
く、また、nチャネルMISFETのみ、pチャネルM
ISFETのみが形成されてもよい。さらに、DRA
M、フラッシュメモリ等のメモリセルが同一基板内に形
成されてシステムLSIを構成しても良い。In the above embodiment, an n-channel MISFET and a p-channel MISFET are exemplified in addition to the SBD. However, in addition to these MISFETs, an active element such as a bipolar transistor may be formed. , N channel MISFET only, p channel M
Only the ISFET may be formed. In addition, DRA
Memory cells such as M and flash memory may be formed on the same substrate to form a system LSI.
【0099】また、前記実施の形態では、SBDを有す
る半導体装置について一般的に説明したが、これらSB
Dは、整流、検波、あるいは、静電保護回路に適用する
ことが可能であり、これら整流、検波、あるいは、静電
保護回路が同一基板に構成された半導体装置に本発明を
適用することが可能である。たとえば遠隔操作が可能な
ICカード、テスター用のIC、あるいは、ハードディ
スクドライブのリード・ライト用ICに適用することが
可能である。In the above embodiment, the semiconductor device having the SBD has been generally described.
D can be applied to rectification, detection, or electrostatic protection circuits, and the present invention can be applied to a semiconductor device in which these rectification, detection, or electrostatic protection circuits are formed on the same substrate. It is possible. For example, the present invention can be applied to an IC card that can be remotely operated, an IC for a tester, or a read / write IC of a hard disk drive.
【0100】[0100]
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.
【0101】微細なコンタクトホールに埋め込むことが
可能な金属たとえばタングステンを用いて、耐圧に優れ
たSDBを形成できる。By using a metal such as tungsten that can be buried in a fine contact hole, an SDB with excellent withstand voltage can be formed.
【0102】従来使い慣れた材料を用いて、耐圧に優れ
たSDBを形成できる。An SDB having excellent withstand voltage can be formed by using a conventionally used material.
【0103】新たな工程を付加することなく簡易に、耐
圧に優れたSDBを有する半導体装置を形成できる。A semiconductor device having an SDB with excellent withstand voltage can be easily formed without adding a new process.
【図1】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 1 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図2】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 2 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;
【図3】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 3 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図4】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図5】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 5 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図6】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 6 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図7】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図8】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図9】本発明の一実施の形態である半導体装置の製造
方法を工程順に示した断面図である。FIG. 9 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図10】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断平面図である。FIG. 10 is a cross-sectional plan view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;
【図11】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図12】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 12 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;
【図13】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;
【図14】本発明の一実施の形態におけるショットキバ
リアの状態を示したバンド図(b)と比較のために示し
たバンド図(a)である。FIG. 14 is a band diagram (b) showing a state of a Schottky barrier and a band diagram (a) shown for comparison in one embodiment of the present invention.
【図15】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 15 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図16】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 16 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps;
【図17】本発明の一実施の形態である半導体装置の製
造方法を工程順に示した平面図である。FIG. 17 is a plan view showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention in the order of steps.
【図18】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 18 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図19】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した平面図である。FIG. 19 is a plan view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図20】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 20 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図21】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図22】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 22 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図23】本発明の他の実施の形態である半導体装置の
製造方法を工程順に示した平面図である。FIG. 23 is a plan view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図24】本発明のさらに他の実施の形態である半導体
装置の製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 24 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図25】本発明のさらに他の実施の形態である半導体
装置の製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 25 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図26】本発明のさらに他の実施の形態である半導体
装置の製造方法を工程順に示した断面図である。FIG. 26 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention in the order of steps.
【図27】本発明のさらに他の実施の形態である半導体
装置の製造方法の他の例を示した断面図である。FIG. 27 is a cross-sectional view showing another example of a method of manufacturing a semiconductor device according to still another embodiment of the present invention.
1 半導体基板 2 素子分離領域 3 p型ウェル 4 n型ウェル 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7 n- 型半導体領域 8 p- 型半導体領域 9 n- 型半導体領域 10 絶縁膜 11 フォトレジスト膜 12 サイドウォールスペーサ 13 n+ 型半導体領域 14 p+ 型半導体領域 15 n+ 型半導体領域 16 金属膜 17 シリサイド層 18、19 シリコン酸化膜 20〜23 接続孔 24 p型半導体領域 25、26 タングステン膜 27〜29 プラグ(接続部材) 30 配線 31〜34 接続孔 40 窒化チタン膜 41、42 タングステン膜Reference Signs List 1 semiconductor substrate 2 element isolation region 3 p-type well 4 n-type well 5 gate insulating film 6 gate electrode 7 n - type semiconductor region 8 p - type semiconductor region 9 n - type semiconductor region 10 insulating film 11 photoresist film 12 sidewall Spacer 13 n + type semiconductor region 14 p + type semiconductor region 15 n + type semiconductor region 16 metal film 17 silicide layer 18, 19 silicon oxide film 20-23 connection hole 24 p type semiconductor region 25, 26 tungsten film 27-29 plug (Connection member) 30 Wiring 31-34 Connection hole 40 Titanium nitride film 41, 42 Tungsten film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/092 Fターム(参考) 4M104 AA01 AA09 BB14 BB17 BB18 BB20 BB25 BB28 BB30 BB32 BB33 CC01 CC03 DD02 DD07 DD26 DD37 DD43 DD75 DD84 FF13 FF22 FF31 GG03 GG09 GG10 GG14 HH09 HH17 5F033 HH08 HH11 HH19 HH33 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK25 KK27 KK28 MM01 MM05 NN06 PP06 PP15 PP33 QQ37 QQ58 QQ65 QQ70 RR04 RR06 RR09 RR11 RR14 RR15 SS04 VV00 XX14 5F048 AA01 AA05 AA09 AB01 AC01 AC03 AC05 AC10 BA01 BB06 BB08 BB12 BC06 BE03 BF06 BF07 BG12 CC06 DA25 DA27──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/092 F term (Reference) 4M104 AA01 AA09 BB14 BB17 BB18 BB20 BB25 BB28 BB30 BB32 BB33 CC01 CC03 DD02 DD07 DD26 DD37 DD43 DD75 DD84 FF13 FF22 FF31 GG03 GG09 GG10 GG14 HH09 HH17 5F033 HH08 HH11 HH19 HH33 JJ18 JJ19 JJ21 JJ32 JJ33 JJ34 KK01 KK25 KK27 KK28 MM01 MM05 NN06 PP04 Q15 RR15Q14 AQ14 RRQA AB01 AC01 AC03 AC05 AC10 BA01 BB06 BB08 BB12 BC06 BE03 BF06 BF07 BG12 CC06 DA25 DA27
Claims (17)
体領域と、前記主面上に形成された絶縁膜と、前記絶縁
膜に形成された第1接続孔と、前記第1接続孔内に形成
された金属または金属化合物からなる第1導電部材とを
有する半導体装置であって、 前記第1導電部材と前記n型半導体領域との間にp型半
導体領域が形成されていることを特徴とする半導体装
置。1. An n-type semiconductor region formed on a main surface of a semiconductor substrate, an insulating film formed on the main surface, a first connection hole formed in the insulating film, and the first connection hole. A semiconductor device having a first conductive member made of a metal or a metal compound formed therein, wherein a p-type semiconductor region is formed between the first conductive member and the n-type semiconductor region. Characteristic semiconductor device.
第1接続孔に対して自己整合的に形成されていることを
特徴とする半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the p-type semiconductor region is formed at a bottom of the first connection hole in a self-aligned manner with respect to the first connection hole. Characteristic semiconductor device.
って、 前記p型半導体領域の厚さは、20〜30nmの範囲であ
ることを特徴とする半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said p-type semiconductor region has a thickness in a range of 20 to 30 nm.
体装置であって、 前記第1導電部材は、前記第1接続孔の内壁および前記
p型半導体領域に接して形成された第1導電膜と、前記
接続孔を埋め込む第2導電膜とを含み、 前記第1導電膜は、タングステン膜、チタン膜、タンタ
ル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜、または、窒
化タンタル膜であることを特徴とする半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first conductive member is formed in contact with an inner wall of the first connection hole and the p-type semiconductor region. A first conductive film, and a second conductive film filling the connection hole, wherein the first conductive film is a tungsten film, a titanium film, a tantalum film, a tungsten nitride film, a titanium nitride film, or a tantalum nitride film. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
テン膜であることを特徴とする半導体装置。5. The semiconductor device according to claim 4, wherein said second conductive film is a tungsten film formed by a CVD method.
でタングステンを形成する雰囲気に対して耐性を有する
バリア膜が形成されていることを特徴とする半導体装
置。6. The semiconductor device according to claim 5, wherein a barrier film having resistance to an atmosphere in which tungsten is formed by a CVD method is provided between the first conductive film and the second conductive film. A semiconductor device characterized by being formed.
または、スパッタ法により形成されたタングステン膜で
あることを特徴とする半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the barrier film is a titanium nitride film, a tungsten nitride film,
Alternatively, a semiconductor device is a tungsten film formed by a sputtering method.
体装置であって、さらに、 前記半導体基板の主面に形成されたMISFETと、前
記MISFETのソース・ドレインとして機能する半導
体領域上の前記絶縁膜に形成された第2接続孔と、前記
第2接続孔内に形成された金属または金属化合物からな
る第2導電部材とを有し、 前記第2導電部材が、前記第1導電部材と同時に形成さ
れたものであることを特徴とする半導体装置。8. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a MISFET formed on a main surface of the semiconductor substrate; and a semiconductor region functioning as a source / drain of the MISFET. A second connection hole formed in the insulating film above, and a second conductive member made of a metal or a metal compound formed in the second connection hole; A semiconductor device formed simultaneously with a conductive member.
寸法で加工されていることを特徴とする半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 8, wherein the first connection hole and the second connection hole are processed to have the same design opening size.
同時に開口されたものであることを特徴とする半導体装
置。10. The semiconductor device according to claim 9, wherein said first connection hole and said second connection hole are simultaneously opened in the same processing step.
であって、 前記第1接続孔は複数形成され、前記第1接続孔内に形
成された複数の前記第1導電部材は前記絶縁膜上で互い
に接続されていることを特徴とする半導体装置。11. The semiconductor device according to claim 9, wherein a plurality of said first connection holes are formed, and said plurality of first conductive members formed in said first connection holes are formed on said insulating film. A semiconductor device, wherein the semiconductor devices are connected to each other.
域を形成し、前記素子分離領域で囲まれた活性領域のう
ち、一部の活性領域にn型半導体領域を形成する工程、 (b)前記活性領域にMISFETを形成し、前記MI
SFETおよびn型半導体領域を覆う絶縁膜を形成する
工程、 (c)前記絶縁膜に、前記n型半導体領域に達する第1
接続孔および前記MISFETのソース・ドレインとし
て機能する半導体領域に達する第2接続孔を形成する工
程、 (d)前記第1接続孔にp型不純物をイオン注入し、前
記第1接続孔底部の前記n型半導体領域の表面にp型半
導体領域を形成する工程、 (e)前記第1および第2接続孔の内部を含む半導体基
板の表面に第1導電膜を堆積する工程、 (f)前記第1および第2接続孔の内部を埋め込む第2
導電膜を堆積する工程、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。12. (a) forming an element isolation region on a main surface of a semiconductor substrate, and forming an n-type semiconductor region in a part of the active region surrounded by the element isolation region; b) forming a MISFET in the active region;
Forming an insulating film covering the SFET and the n-type semiconductor region; (c) forming a first film on the insulating film reaching the n-type semiconductor region;
Forming a connection hole and a second connection hole reaching the semiconductor region functioning as a source / drain of the MISFET; (d) ion-implanting a p-type impurity into the first connection hole, and forming the second connection hole at the bottom of the first connection hole. forming a p-type semiconductor region on the surface of the n-type semiconductor region; (e) depositing a first conductive film on the surface of the semiconductor substrate including the inside of the first and second connection holes; A second filling the inside of the first and second connection holes;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing a conductive film.
法であって、 前記(c)工程における前記第1接続孔と第2接続孔
を、同一の加工工程で同時に形成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。13. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the first connection hole and the second connection hole in the step (c) are simultaneously formed in the same processing step. A method for manufacturing a semiconductor device.
置の製造方法であって、 前記第1および第2接続孔は、同一の開口寸法で加工す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the first and second connection holes are formed with the same opening size.
の半導体装置の製造方法であって、 前記第1導電膜は、タングステン膜、チタン膜、タンタ
ル膜、窒化タングステン膜、窒化チタン膜、または、窒
化タンタル膜であり、前記第2導電膜は、CVD法によ
り形成されたタングステン膜であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。15. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 12, wherein the first conductive film is a tungsten film, a titanium film, a tantalum film, a tungsten nitride film, and a titanium nitride film. Or the tantalum nitride film, and the second conductive film is a tungsten film formed by a CVD method.
法であって、 前記(f)工程の前に、CVD法でタングステンを形成
する雰囲気に対して耐性を有するバリア膜を形成するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。16. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 15, wherein before the step (f), a barrier film having resistance to an atmosphere for forming tungsten by a CVD method is formed. Manufacturing method of a semiconductor device.
法であって、 前記バリア膜は、窒化チタン膜、窒化タングステン膜、
または、スパッタ法により形成されたタングステン膜で
あることを特徴とする半導体装置の製造方法。17. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 16, wherein the barrier film is a titanium nitride film, a tungsten nitride film,
Alternatively, a method for manufacturing a semiconductor device, comprising a tungsten film formed by a sputtering method.
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| JP34871699A JP2001168352A (en) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288082A (en) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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-
1999
- 1999-12-08 JP JP34871699A patent/JP2001168352A/en active Pending
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