JP2973955B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、基板コンタクト
のために不純物導入を行う半導体装置の製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】MOSFETにおいて、ソース・ドレイ
ン領域にそれぞれの電極配線を接続する場合、電極とソ
ース・ドレイン界面における接触抵抗を下げる必要があ
る。このために、ソース・ドレイン表面に新たに不純物
を導入してより高濃度とするようにしている。以下、C
MOS構成を用いたSRAM製造において、その不純物
導入プロセスを行う場合について説明する。
【0003】まず、通常のプロセスによりnチャネルM
OSFETとpチャネルMOSFETとを形成する。す
なわち、図3(a)に示すように、まず、n形の半導体
基板31上の所定領域にp形ウエル32を形成し、その
p形ウエル32上にゲート酸化膜33を介してnチャネ
ルMOSFETを構成するゲート電極34を形成し、ま
た、半導体基板31上の他の所定領域上に、ゲート酸化
膜33を介してpチャネルMOSFETを構成するゲー
ト電極35を形成する。なお、nチャネルMOSトラン
ジスタの領域とpチャネルMOSFETの領域は、フィ
ールド酸化膜36で区画されている。引き続き、ソース
・ドレインとなるn形の拡散層37およびp形の拡散層
38を形成する。また、p形ウエル32上の他の領域に
おいて、ボディコンタクトのためのn形の拡散層37a
を形成する。
【0004】次に、図3(b)に示すように、ゲート電
極34,35およびフィールド酸化膜36を含む半導体
基板31上に、層間絶縁膜39を形成する。ついで、図
3(c)に示すように、層間絶縁膜39の拡散層37a
上の領域に、コンタクトホール37bを形成する。そし
て、図3(d)に示すように、このコンタクトホール3
7b内に不純物がドープされた多結晶シリコンからなる
プラグ40aを埋め込み、これに接続するGND配線4
0bを形成する。
【0005】次に、図4(e)に示すように、GND配
線40bを含む層間絶縁膜39上に平坦化層間絶縁膜4
1を形成する。また、図4(f)に示すように、ソース
・ドレインとなる拡散層37,38が露出するようにコ
ンタクトホール42,43を形成する。そして、図4
(g)に示すように、拡散層37,38にp形不純物を
イオン注入し、p形の高濃度不純物導入層44とp形の
高濃度不純物導入層45を形成する。ついで、図4
(h)に示すように、コンタクトホール43部分を含む
pチャネルMOSFET形成領域をレジストパタン46
で覆った状態で、n形MOSFETを構成するソース・
ドレインとなる拡散層37にn形不純物をイオン注入
し、n形の高濃度不純物導入層44aを形成する。
【0006】この高濃度不純物導入層44,45aによ
り、ソース・ドレインに接続するソース・ドレイン配線
を形成した場合、その電極配線層と各拡散層37,38
とのコンタクト抵抗を下げることができる。また、上述
したように、GND配線とソース・ドレインに接続する
ソース・ドレイン配線を異なる層で形成する、すなわ
ち、多層配線構造とすることで、電極配線の取り回しに
余裕を持たせることができ、より集積度を向上させるこ
とが可能となる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ここで、従来では、以
上に説明したように、ソース・ドレインにおける電極配
線層とのコンタクト抵抗を下げるための不純物導入にお
いて、異なる導電形の不純物を所定の領域に導入するた
めに、工程が長くなるという問題があった。すなわち、
n形不純物を導入するときは、p形不純物が導入される
ところはレジストパタンなどによりマスクしておく必要
があり、このレジストパタン形成のためのフォトリソグ
ラフィを含む工程が必要となる。このため、異なる導電
形の不純物を、それぞれ所定の領域に導入する場合は、
どうしても工程が長くなってしまう。
【0008】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、nチャネルMOSFET
と、pチャネルMOSFETとが、同一基板上に形成さ
れている場合などの半導体装置の製造工程を、より短縮
できるようにすることを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、
絶縁膜の所定領域に第1と第2のコンタクトホールを形
成する工程と、第1のコンタクトホール内にその底部に
露出している半導体基板に接触して半導体層を形成する
工程と、第2のコンタクトホール底部の半導体基板表面
が見えない角度以上で、その絶縁膜をマスクとして半導
体基板に対して斜めにイオン注入を行う工程とを少なく
とも備えるようにした。以上示したようにすることで、
半導体基板に対して斜めにおこなったイオン注入では、
注入するイオンが第2のコンタクトホール底部に露出し
ている半導体基板には到達しない。
【0010】
【発明の実施の形態】以下この発明の実施の形態を図を
参照して説明する。図1,2は、この発明の実施の形態
における半導体装置の製造方法を示す説明図である。以
下、この図1,2を用いて、この発明における製造方法
の要部に関して説明する。まず、図1(a)に示すよう
に、n形の半導体基板1上の所定領域にp形ウエル2を
形成し、そのp形ウエル2上にゲート酸化膜3を介して
nチャネルMOSFETを構成するゲート電極4を形成
する。また、半導体基板1上の他の所定領域上に、ゲー
ト酸化膜3を介してpチャネルMOSFETを構成する
ゲート電極5を形成する。なお、nチャネルMOSトラ
ンジスタの領域とpチャネルMOSFETの領域は、フ
ィールド酸化膜6で区画されている。引き続き、ソース
・ドレインとなるn形の拡散層7およびp形の拡散層8
を形成する。また、p形ウエル2上の他の領域において
ボディコンタクトのためのn形の拡散層7aを形成す
る。
【0011】次に、図1(b)に示すように、ゲート電
極4,5およびフィールド酸化膜6を含む半導体基板1
上に層間絶縁膜9を形成する。ついで、図1(c)に示
すように、層間絶縁膜9の拡散層7a上の領域にコンタ
クトホール7bを形成する。ここで、この実施の形態で
は、同時に、拡散層7上にもコンタクトホール7cを形
成する。そして、図1(d)に示すように、このコンタ
クトホール7b内にn形の不純物がドープされた多結晶
シリコンからなるプラグ10aを埋め込み、コンタクト
ホール7c内に、多結晶シリコンからなる埋め込み層1
0bを形成する。加えて、プラグ10aにおいては、こ
れに接続するGND配線10cを形成する。
【0012】次に、図2(e)に示すように、GND配
線10cを含む層間絶縁膜9上に平坦化層間絶縁膜11
を形成する。この平坦化層間絶縁膜11は、例えばケミ
カル・メカニカル・ポリッシュ(CMP)方など、通常
用いられる平坦化技術により平坦化するようにすればよ
い。ついで、図2(f)に示すように、埋め込み層10
bおよびソース・ドレインとなる拡散層8が露出するよ
うにコンタクトホール12,13を形成し、図2(g)
に示すように、p形不純物を垂直にイオン注入し、p形
の不純物導入層14とp形の高濃度不純物導入層15を
形成する。ついで、図2(h)に示すように、今度は、
n形不純物を斜め方向からイオン注入し、n形の高濃度
不純物導入層14aを形成する。ここで、このイオン注
入は、コンタクトホール13底部の半導体基板1表面
(拡散層8)が見えない角度以上で、半導体基板1に対
して斜めに行うようにする。
【0013】このように、このイオン注入では、不純物
イオンが斜め方向から飛来するため、深いコンタクトホ
ール13の底面にはn形不純物イオンが到達しない。し
かし、浅いコンタクトホール12の底面、すなわち埋め
込み層10b上にはn形不純物イオンが到達し、そこに
はn形の高濃度不純物導入層14aが形成されることに
なる。なお、この斜めに行うイオン注入は、1方向のみ
からおこなうのではなく、イオン注入処理対象基板を回
転させながらおこなうなど、半導体基板1に対して所定
の角度とした状態で全方位からイオン注入するようにし
た方がよい。
【0014】以上のように形成した高濃度不純物導入層
14a上にソース・ドレイン配線を形成すれば、従来と
同様に、そのコンタクト抵抗を低減することができる。
また、nチャネルMOSFETを構成するソース・ドレ
インとなる拡散層7上には、n形の不純物がドープされ
た多結晶シリコンからなる埋め込み層10bがあり、こ
の表面のn形の高濃度不純物導入層14aを介してソー
ス・ドレイン配線が接続するので、やはりそのコンタク
ト抵抗を低減することができる。そして、この実施の形
態によれば、コンタクト抵抗を低減するために形成する
高濃度不純物導入層14a,15の形成において、それ
らが異なる導電形であっても、フォトリソグラフィによ
るレジストパタンを用いた選択イオン注入を行わない。
したがって、この実施の形態によれば、従来では必要で
あったフォトレジストパタンの形成工程を行わなくても
すむ。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、半
導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、絶縁膜の所定領
域に第1と第2のコンタクトホールを形成する工程と、
第1のコンタクトホール内にその底部に露出している半
導体基板に接触して半導体層を形成する工程と、第2の
コンタクトホール底部の半導体基板表面が見えない角度
以上で、その絶縁膜をマスクとして半導体基板に対して
斜めにイオン注入を行う工程とを少なくとも備えるよう
にした。以上示したようにすることで、半導体基板に対
して斜めにおこなったイオン注入では、注入するイオン
が第2のコンタクトホール底部に露出している半導体基
板には到達しない。
【0016】したがって、この発明によれば、従来では
フォトリソグラフィなどによるレジストパタンをマスク
として形成することで、イオン注入を選択的に行うよう
にしていたところを、そのレジストパタンを用いること
なく、選択的にイオン注入ができることになる。この結
果、この発明によれば、例えば、nチャネルMOSFE
TとpチャネルMOSFETとが同一基板上に形成され
ている半導体装置の製造工程を、より短縮できるという
効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態における半導体装置の
製造方法を示す説明図である。
【図2】 図1に続く、この発明の実施の形態における
半導体装置の製造方法を示す説明図である。
【図3】 従来の半導体装置の製造方法を示す説明図で
ある。
【図4】 図3に続く、従来の半導体装置の製造方法を
示す説明図である。
【符号の説明】
1…半導体基板、2…p形ウエル、3…ゲート絶縁膜、
4,5…ゲート電極、6…フィールド酸化膜、7,7
a,8…拡散層、7b,7c,12,13…コンタクト
ホール、9…層間絶縁膜、10a…プラグ、10b…埋
め込み層、10c…GND配線、11…平坦化層間絶縁
膜、14…不純物導入層、14a,15…高濃度不純物
導入層。

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程
    と、 前記絶縁膜の所定領域に第1と第2のコンタクトホール
    を形成する工程と、 前記第1のコンタクトホール内にその底部に露出してい
    る前記半導体基板に接触して半導体層を形成する工程
    と、 前記第2のコンタクトホール底部の前記半導体基板表面
    が見えない角度以上で、前記絶縁膜をマスクとして前記
    半導体基板に対して斜めにイオン注入を行う工程とを少
    なくとも備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記半導体層には、あらかじめ不純物が導入されている
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
    工程と、 前記半導体基板の第1の領域上の前記第1の絶縁膜に第
    1のコンタクトホールを形成する工程と、 前記第1のコンタクトホール内に半導体層を充填する工
    程と、 前記半導体層を含めた前記第1の絶縁膜上に第2の絶縁
    膜を形成する工程と、 前記第1のコンタクトホールが形成されている領域の上
    の前記第2の絶縁膜に第2のコンタクトホールを形成
    し、同時に前記半導体基板の第2の領域上の第1の絶縁
    膜および第2の絶縁膜に第3のコンタクトホールを形成
    する工程と、 前記第2の絶縁膜をマスクとして前記半導体基板に対し
    て垂直に第2導電形のイオン注入を行う工程と、 前記第3のコンタクトホール底部の前記半導体基板表面
    が見えない角度以上で、前記第2の絶縁膜をマスクとし
    て前記半導体基板に対して斜めに第1導電形のイオン注
    入を行う工程とを少なくとも備えたことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、 前記半導体層には、あらかじめ第1導電形の不純物が導
    入されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 第1導電形の半導体基板上に第2導電形
    のウエルを形成する工程と、 前記ウエル領域上の所定位置にゲート絶縁膜を介して第
    1の電界効果トランジスタを構成する第1のゲート電極
    を形成し、前記半導体基板の前記ウエル外の領域の所定
    位置にゲート絶縁膜を介して第2の電界効果トランジス
    タを構成する第2のゲート電極を形成する工程と、 前記ウエル領域上の前記第1のゲート電極が形成された
    両脇に第1導電形の不純物領域からなる前記第1の電界
    効果トランジスタを構成する第1のソース・ドレイン、
    および、前記ウエルの他の領域に第1導電形の不純物領
    域からなるボディコンタクトを形成する工程と、 前記半導体基板上の前記第2のゲート電極が形成された
    両脇に第2導電形の不純物領域からなる前記第2の電界
    効果トランジスタを構成する第2のソース・ドレインを
    形成する工程と、 前記第1,2のゲート電極を含む前記半導体基板上に第
    1の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記ボディコンタクトおよび前記第1のソース・ドレイ
    ン上の前記第1の層間絶縁膜に第1および第2のコンタ
    クトホールを形成する工程と、 前記第1および第2のコンタクトホールに第1導電形の
    不純物が導入された第1および第2の半導体層を充填す
    る工程と、 前記第1の半導体層に接触する電極配線層を形成する工
    程と、 前記電極配線および前記第2の半導体層を含む前記第1
    の層間絶縁膜上に第2の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の半導体層上の前記第2の層間絶縁膜および前
    記第2のソース・ドレイン上の前記第1,第2の層間絶
    縁膜に、第3および第4のコンタクトホールを形成する
    工程と、 前記第2の層間絶縁膜をマスクとして前記半導体基板に
    対して垂直に第2導電形のイオン注入を行う工程と、 前記第4のコンタクトホール底部の前記第2のソース・
    ドレインが見えない角度以上で、前記第2の絶縁膜をマ
    スクとして前記半導体基板に対して斜めに第1導電形の
    イオン注入を行う工程とを少なくとも備えたことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
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