JP7054797B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7054797B2 JP7054797B2 JP2017227649A JP2017227649A JP7054797B2 JP 7054797 B2 JP7054797 B2 JP 7054797B2 JP 2017227649 A JP2017227649 A JP 2017227649A JP 2017227649 A JP2017227649 A JP 2017227649A JP 7054797 B2 JP7054797 B2 JP 7054797B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- contact hole
- insulating layer
- semiconductor substrate
- layer
- interlayer insulating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims description 225
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 35
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 391
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 134
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 133
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 133
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 106
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 55
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 claims description 40
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 22
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 8
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 3
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 description 2
- 229910005883 NiSi Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009545 invasion Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/45—Ohmic electrodes
- H01L29/456—Ohmic electrodes on silicon
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/401—Multistep manufacturing processes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/0485—Ohmic electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/0445—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising crystalline silicon carbide
- H01L21/048—Making electrodes
- H01L21/049—Conductor-insulator-semiconductor electrodes, e.g. MIS contacts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31105—Etching inorganic layers
- H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
- H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
- H01L21/3105—After-treatment
- H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
- H01L21/31144—Etching the insulating layers by chemical or physical means using masks
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/324—Thermal treatment for modifying the properties of semiconductor bodies, e.g. annealing, sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/768—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
- H01L21/76838—Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
- H01L21/76877—Filling of holes, grooves or trenches, e.g. vias, with conductive material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
- H01L23/482—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body
- H01L23/485—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of lead-in layers inseparably applied to the semiconductor body consisting of layered constructions comprising conductive layers and insulating layers, e.g. planar contacts
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/535—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including internal interconnections, e.g. cross-under constructions
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66053—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide
- H01L29/66068—Multistep manufacturing processes of devices having a semiconductor body comprising crystalline silicon carbide the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/7827—Vertical transistors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
Description
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に位置するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う層間絶縁層と、
前記ゲート絶縁層および前記層間絶縁層を貫通し、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールと、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の少なくとも一部を覆う金属層と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線と、
を備え、
前記金属層のうち少なくとも前記コンタクトホールの前記内側面の下部を覆う部分の厚さは、35nm以上である、
半導体装置。
前記金属層のうち前記コンタクトホールの前記内側面の前記下部を覆う部分の厚さを第1の厚さとし、
前記金属層のうち前記層間絶縁層の前記上面を覆う部分の厚さを第2の厚さとするとき、
前記第1の厚さは、前記第2の厚さの35%以上である、
項目1に記載の半導体装置。
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記半導体基板の前記表面と、前記コンタクトホールの前記内側面の前記下部とがなす角度は75度以下である、
項目1または2に記載の半導体装置。
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、
前記第1の角度は、75度以下である、
項目3に記載の半導体装置。
半導体基板と、
前記半導体基板の表面に位置するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に位置するゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う層間絶縁層と、
前記ゲート絶縁層および前記層間絶縁層を貫通し、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールと、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の少なくとも一部を覆う金属層と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線と、
を備え、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす角度よりも小さい、
半導体装置。
露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部は、シリサイドから形成されるシリサイド層である、
項目1から5のいずれかに記載の半導体装置。
前記シリサイド層の一部は、前記ゲート絶縁層の前記側面を覆う、
項目6に記載の半導体装置。
前記金属層は、2つの異なる金属から形成された2層構造を備える、
項目1から7のいずれかに記載の半導体装置。
前記半導体装置は、MOSFETである、
項目1から8のいずれかに記載の半導体装置。
半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記金属層のうち少なくとも前記コンタクトホールの前記内側面の下部を覆う部分の厚さは、35nm以上である、
半導体装置の製造方法。
半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす角度よりも小さい、
半導体装置の製造方法。
前記第4の工程における前記ゲート電極を覆う前記層間絶縁層の表面は、平坦部と傾斜部とを備え、
前記第5の工程おける前記マスク層は、前記コンタクトホールを規定するための開口部を備え、
前記マスク層の前記開口部内において、前記層間絶縁層の前記表面における前記平坦部と、前記傾斜部とが存在する、
項目11に記載の半導体装置の製造方法。
前記第6の工程において、前記エッチングを、CHF3、CF4およびArの混合ガスによって実施する、
項目10から12のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
前記第6の工程において、前記エッチングを60秒実施する工程と、前記エッチングの後に冷却する工程とを繰り返す、
項目13に記載の半導体装置の製造方法。
以下では、模式図を用いて、本開示を包括的に説明する。本開示は、後述するコンタクトホールの内側面の形状と、その側面に位置する金属層の厚さとの関係に関する。本実施形態における半導体装置は、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。
11s 半導体基板の表面
17 ゲート絶縁層
17s ゲート絶縁層の側面
18 ゲート電極
19 ソース配線
20 金属層
21 シリサイド層
23 コンタクトホール
23o コンタクトホールの開口部
23s コンタクトホールの内側面
23s1 コンタクトホールの下部の内側面
23s2 コンタクトホールの上部の内側面
31 マスク層
31o マスク層の開口部
38 層間絶縁層
38s 層間絶縁層の側面
38u 層間絶縁層の上面
38su 層間絶縁層の表面
38fl 層間絶縁層の表面の平坦部
38sl 層間絶縁層の表面の傾斜部
100 半導体装置
Claims (15)
- 半導体基板と、
前記半導体基板の表面に位置するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に位置するゲート電極と、
単層構造を有し、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層と、
前記ゲート絶縁層および前記層間絶縁層を貫通し、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールと、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の少なくとも一部を覆う金属層と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線と、
を備え、
前記金属層のうち少なくとも前記コンタクトホールの前記内側面の下部を覆う部分の厚さは、35nm以上であり、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記半導体基板の前記表面と、前記コンタクトホールの前記内側面の前記下部とがなす角度は75度以下である、
半導体装置。 - 前記金属層のうち前記コンタクトホールの前記内側面の前記下部を覆う部分の厚さを第1の厚さとし、
前記金属層のうち前記層間絶縁層の前記上面を覆う部分の厚さを第2の厚さとするとき、
前記第1の厚さは、前記第2の厚さの35%以上である、
請求項1に記載の半導体装置。 - 前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面の近くに位置する前記内側面の前記下部である第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部の近くに位置する前記内側面の上部である第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、
前記第1の角度は、75度以下である、
請求項1または2に記載の半導体装置。 - 半導体基板と、
前記半導体基板の表面に位置するゲート絶縁層と、
前記ゲート絶縁層上に位置するゲート電極と、
単層構造を有し、前記ゲート電極を覆う層間絶縁層と、
前記ゲート絶縁層および前記層間絶縁層を貫通し、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールと、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の少なくとも一部を覆う金属層と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線と、
を備え、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、
前記第1の角度は、75°以下である、
半導体装置。 - 露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部は、シリサイドから形成されるシリサイド層である、
請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記シリサイド層の一部は、前記ゲート絶縁層の前記側面を覆う、
請求項5に記載の半導体装置。 - 前記金属層は、2つの異なる金属から形成された2層構造を備える、
請求項1から6のいずれかに記載の半導体装置。 - 前記半導体装置は、MOSFETである、
請求項1から7のいずれかに記載の半導体装置。 - 半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を、単層構造を有する層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記金属層のうち少なくとも前記コンタクトホールの前記内側面の下部を覆う部分の厚さは、35nm以上であり、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記半導体基板の前記表面と、前記コンタクトホールの前記内側面の前記下部とがなす角度は75度以下である、
半導体装置の製造方法。 - 半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を、単層構造を有する層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、
前記第1の角度は、75°以下である、
半導体装置の製造方法。 - 前記第4の工程における前記ゲート電極を覆う前記層間絶縁層の表面は、平坦部と傾斜部とを備え、
前記第5の工程おける前記マスク層は、前記コンタクトホールを規定するための開口部を備え、
前記マスク層の前記開口部内において、前記層間絶縁層の前記表面における前記平坦部と、前記傾斜部とが存在する、
請求項10に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第6の工程において、前記エッチングを、CHF3、CF4およびArの混合ガスによって実施する、
請求項9から11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。 - 前記第6の工程において、前記エッチングを60秒実施する工程と、前記エッチングの後に冷却する工程とを繰り返す、
請求項12に記載の半導体装置の製造方法。 - 半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、前記第1の角度は、75°以下であり、
前記第4の工程における前記ゲート電極を覆う前記層間絶縁層の表面は、平坦部と傾斜部とを備え、
前記第5の工程おける前記マスク層は、前記コンタクトホールを規定するための開口部を備え、
前記マスク層の前記開口部内において、前記層間絶縁層の前記表面における前記平坦部と、前記傾斜部とが存在する、
半導体装置の製造方法。 - 半導体基板を用意する第1の工程と、
前記半導体基板の表面にゲート絶縁層を設ける第2の工程と、
前記ゲート絶縁層上にゲート電極を設ける第3の工程と、
前記ゲート電極を層間絶縁層で覆う第4の工程と、
前記層間絶縁層上にマスク層を設ける第5の工程と、
前記マスク層を用いて前記層間絶縁層および前記ゲート絶縁層をエッチングすることにより、前記半導体基板の前記表面の一部を露出し、前記層間絶縁層の側面および前記ゲート絶縁層の側面によって規定される内側面を備えるコンタクトホールを設ける第6の工程と、
前記マスク層を除去する第7の工程と、
前記コンタクトホールによって露出した前記半導体基板の前記表面の前記一部を金属で覆い、アニール処理することにより、シリサイド層を形成する第8の工程と、
前記層間絶縁層の上面、前記コンタクトホールの前記内側面、および前記シリサイド層の少なくとも一部を覆う金属層を設ける第9の工程と、
前記コンタクトホールを介して、前記金属層のうち少なくとも前記シリサイド層の前記少なくとも一部を覆う部分と接続するソース配線を設ける第10の工程と、
を包含し、
前記半導体基板の前記表面に垂直な断面において、前記コンタクトホールの前記内側面は前記コンタクトホールの開口部に面し、
前記コンタクトホールの前記内側面は、前記半導体基板の前記表面に近い第1の内側面と、前記コンタクトホールの前記開口部に近い第2の内側面とを備え、
前記コンタクトホールの前記第1の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第1の角度は、前記コンタクトホールの前記第2の内側面と、前記半導体基板の前記表面とがなす第2の角度よりも小さく、前記第1の角度は、75°以下である、
前記第6の工程において、前記エッチングを、CHF3、CF4およびArの混合ガスによって実施し、
前記第6の工程において、前記エッチングを60秒実施する工程と、前記エッチングの後に冷却する工程とを繰り返す、
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017227649A JP7054797B2 (ja) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
US16/188,332 US10439034B2 (en) | 2017-11-28 | 2018-11-13 | Semiconductor device and method for manufacturing same |
CN201811375094.5A CN109841685B (zh) | 2017-11-28 | 2018-11-19 | 半导体装置及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017227649A JP7054797B2 (ja) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019096848A JP2019096848A (ja) | 2019-06-20 |
JP7054797B2 true JP7054797B2 (ja) | 2022-04-15 |
Family
ID=66632714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017227649A Active JP7054797B2 (ja) | 2017-11-28 | 2017-11-28 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10439034B2 (ja) |
JP (1) | JP7054797B2 (ja) |
CN (1) | CN109841685B (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4260334B2 (ja) | 1999-03-29 | 2009-04-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP2012129503A (ja) | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
JP2016115735A (ja) | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0476915A (ja) * | 1990-07-19 | 1992-03-11 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JP3842852B2 (ja) * | 1995-11-27 | 2006-11-08 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
US5940732A (en) * | 1995-11-27 | 1999-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., | Method of fabricating semiconductor device |
US6365932B1 (en) * | 1999-08-20 | 2002-04-02 | Denso Corporation | Power MOS transistor |
TW546846B (en) * | 2001-05-30 | 2003-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Thin film transistor and method for manufacturing the same |
US7696024B2 (en) * | 2006-03-31 | 2010-04-13 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP6168732B2 (ja) * | 2012-05-11 | 2017-07-26 | 株式会社日立製作所 | 炭化珪素半導体装置およびその製造方法 |
JP6617292B2 (ja) * | 2014-05-23 | 2019-12-11 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 炭化珪素半導体装置 |
DE112015004093B4 (de) * | 2015-01-16 | 2023-09-28 | Fuji Electric Co., Ltd. | Siliciumcarbid-halbleitervorrichtung und verfahren zum herstellen einer siliciumcarbid-halbleitervorrichtung |
-
2017
- 2017-11-28 JP JP2017227649A patent/JP7054797B2/ja active Active
-
2018
- 2018-11-13 US US16/188,332 patent/US10439034B2/en active Active
- 2018-11-19 CN CN201811375094.5A patent/CN109841685B/zh active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4260334B2 (ja) | 1999-03-29 | 2009-04-30 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置の作製方法 |
JP2012129503A (ja) | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
JP2016115735A (ja) | 2014-12-12 | 2016-06-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置及びその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019096848A (ja) | 2019-06-20 |
US20190165119A1 (en) | 2019-05-30 |
US10439034B2 (en) | 2019-10-08 |
CN109841685A (zh) | 2019-06-04 |
CN109841685B (zh) | 2024-03-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6214595B2 (ja) | 量子井戸トランジスタへのコンタクトを形成する方法 | |
TWI445093B (zh) | 具有下凹閘極之iii族氮化物元件 | |
JP6051168B2 (ja) | GaNトランジスタの製造方法 | |
TWI502742B (zh) | 形成在具有基板頂面之半導體基板上之半導體元件及其製備方法 | |
JP2007317794A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
TWI735938B (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
CN111613665B (zh) | 半导体装置及其制造方法 | |
CN107871784B (zh) | 半导体器件 | |
US8420421B2 (en) | Method for fabricating a GaN-based thin film transistor | |
US20220093483A1 (en) | Semiconductor Device and Method for Forming a Semiconductor Device | |
WO2014148255A1 (ja) | 窒化物半導体装置および窒化物半導体装置の製造方法 | |
TWI661555B (zh) | 增強型高電子遷移率電晶體元件 | |
JP7025853B2 (ja) | 窒化物半導体デバイスおよび窒化物半導体パッケージ | |
TW202015241A (zh) | 半導體裝置及其製造方法 | |
TW201947766A (zh) | 高電子遷移率電晶體 | |
TWI577010B (zh) | 功率金氧半導體場效電晶體 | |
WO2024104074A1 (zh) | 一种半导体装置及其形成方法 | |
JP4986420B2 (ja) | トランジスタ | |
JP7054797B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JP6804690B2 (ja) | 半導体装置 | |
US10032894B2 (en) | Silicon carbide semiconductor device and method of manufacturing silicon carbide semiconductor device | |
CN112753105B (zh) | 半导体器件结构及其制造方法 | |
US6723608B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device having a layered gate electrode | |
US8421182B2 (en) | Field effect transistor having MOS structure made of nitride compound semiconductor | |
TW202010125A (zh) | 半導體裝置及其製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200529 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210318 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210323 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210510 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211012 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211201 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220307 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7054797 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |