JPH01255251A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は半導体装置の製造方法、特に第１導体膜と第
２導体膜の間のリーク電流を防止するセルファライン・
コンタクトの形成工程を含む半導体装置の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

従来のセルファライン・コンタクト形成工程を、第２図
に基づいて説明する。第２図の（ａ）から（濁は、セル
ファライン・コンタクト形成工程フローに沿ったトラン
ジスタ形成領域ｌの断面図である。

まず、第２図（ａ）に示すように、シリコン基板からな
る半導体基板５のトランジスタ形成領域ｌの上のシリコ
ン酸化膜３上に、例えばポリソリコン膜からなる第１導
体膜２を全面に堆積した後、第１導体１１１２と第２導
体膜（後述）の間のコンタクト部の分離用の例えばＣＶ
Ｄシリコン酸化膜からなる絶縁膜４を全面に堆積する。

そして、第２図（ｂ）に示すようにゲート領域６以外の
絶縁膜４と第１導体膜２をエツチングする。

次に、第１導体膜２の側面を保護するサイド・ウオール
を形成するために、第２図（Ｃ）に示すように例えばＣ
ＶＤシリコン酸化膜からなる絶縁膜７を全面に堆積した
後、第２図（ｄ）に示すように平坦部の絶縁体膜７を反
応性イオンエツチング（ＲＩＥ）でドライ・エツチング
する。

そして、第２図（ｅ）に示すように、第１導体膜２と第
２導体膜の層間絶縁膜となる例えばリンガラス膜からな
る絶縁体膜８を全面に堆積する。

次に、第２図（ｆ）に示すように、コンタク）６５域９
の絶縁体膜８をエツチングしてコンタクト領域９の半導
体基板５の表面を露出させる。

この時、コンタクト領域９の半導体基板５の表、面が完
全に露出していないと、例えばアルミニウム膜からなる
第２導体膜１０と半導体基板５とのコンタクト抵抗が大
きくなってしまう、それを防ぐためには、この時に、オ
ーバー・エツチングをする必要がある。また、エツチン
グのパターンは半導体基板５と第２１体膜１０とがコン
タクトする面積よりも大きくなっており、ゲーＨ１域６
の上に被さっている。このため、オーバー・エツチング
をし過ぎると第１導体膜２を保護している上面の絶縁膜
４および側面の絶縁膜７の膜厚が小さくなってしまう。

そして、第２図（（イ）に示すように、例えばアルミニ
ウム膜からなる第２導体膜１０を全面に堆積する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の製造方法では、第２導体膜１０と半導体基板５と
のコンタクト抵抗を小さくするために絶縁体膜８をオー
バー・エツチングすると、第１導体膜２を保ｉｉシてい
る第１導体膜２の上面の絶縁膜４および側面の絶縁膜７
の膜厚が小さくなってしまう。そのため、例えばポリシ
リコン膜からなる第１導体膜２と例えばアルミニウム膜
からなる第２導体膜ｌＯとが第１導体膜２の上面の絶縁
膜４および側面の絶縁膜７の膜厚が小さくなった部分で
第２図（（２）に示すようにシゴートしてしまい、第１
導体ｌｌＩ２と第２導体膜１０の間のリーク電′流が大
きくなるという問題があった。

したがって、この発明の目的は、このような第１導体膜
と第２導体膜の間のリーク電流の原因となる第１導体膜
を保護しているコンタクト領域の眉間絶縁膜の膜厚の減
少のないセルファライン・コンタクト形成工程を含む半
導体装置の製造方法を徒供することである。

〔ｙＡＩｌ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、所定領域上に上面
および側面を絶縁膜で覆われた第１導体膜を有する半導
体基板上に酸化阻止膜、半導体膜。

絶縁体膜を堆積する工程と、前記絶縁体膜の前記絶縁膜
の上方の一部およびその近傍を除去する工程と、前記半
導体膜の露呈した箇所を除去する工程と、酸化性雰囲気
で熱処理して前記半導体膜を酸化すると同時に前記絶縁
体膜をフローして前記酸化阻止膜の露呈面の少なくとも
前記絶縁膜の上方領域を被覆する工程と、前記酸化阻止
膜の露呈した箇所を除去する工程と、第２２４体膜を堆
積する工程とを含んでいる。

〔作　用〕

上記製造方法により、前記絶縁体膜の前記絶縁膜の上方
の一部およびその近傍のエツチングの際には、前記半導
体膜がエツチングのストッパーとして作用するため、オ
ーバー・エンチングを行っても例えばポリシリコン膜か
らなる第１導体膜を保護しているコンタクト領域の眉間
絶縁膜である第１導体膜の上面の絶縁膜および側面の絶
ａ膜の膜厚が小さくなることはない。

次に、エツチングのストッパーとして用いた前記半導体
膜の露呈した箇所のエツチングを行うが、この際には前
記酸化阻止膜がエツチングのストッパーとして作用する
ため、オーバー・エツチングを行っても第１導体膜を保
護しているコンタクト領域の第１導体膜の上面の絶縁膜
および側面の絶縁膜の膜厚が小さくなることはない。

そして、酸化性雰囲気で熱処理を行うときに、前記半導
体膜の下には酸化のストッパーとして作用する酸化阻止
膜があるので、第１導体膜と半導体基板は酸化されず、
前記半導体膜のみが酸化される。また、この際に前記絶
縁体膜としてリンガラスまたはボロンリンガラスを用い
れば、ガラスフローも同時に行われて、前記酸化阻止膜
の露呈面および少なくとも前記絶縁膜の上方領域を被覆
するため、第１導体膜を保護しているコンタクト領域の
第１導体膜の上面の絶縁膜および側面の絶縁体膜を保護
する形状になる。この結果、コンタクト領域の半導体基
板上の前記酸化阻止膜の露呈した箇所をエツチングする
際、第１導体膜を保護しているコンタク）８５域の第１
導体膜の上面の絶縁膜および側面の絶縁膜の膜厚が小さ
くなることはない。

次に、前記第２導体膜の堆積を行うが、前記第１導体膜
との間には不純物や金属の拡散のストッパーとして作用
する前記酸化阻止膜と前記酸化阻止膜によって完全に保
護されている前記第１導体膜の側面の絶縁膜とがあるた
め、前記第１導体膜と前記第２導体膜とのリーク電流を
完全に防止することができる。また、ガラスフローによ
ってコンタクト９１域の段差が緩和されているので、前
記第２導体膜の段切防止にも効果がある。

〔実　施　例〕

この発明のセルファライン・コンタクト形成工程の一実
施例を、第１図に基づいて説明する。第１図の（ａ）か
ら（ｊ）は、セルファライン・コンタクト形成工程フロ
ーに沿ったトランジスタ形成領域１の断面図である。

まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板を実施
例とする半導体基板５のトランジスタ形成領域１の上の
シリコン酸化１１３の上にポリシリコン膜を実施例とす
る第１導体１ＩＩ２を全面に堆積した後、第１２ＩＬ体
膜と第２導体膜（後述）の間のコンタクト部の分離用の
ＣＶＤシリコン酸化膜を実施例とする絶縁膜４を全面に
堆積する。

そして、第１［；！Ｉ（ｂ）に示すようにゲー）１域６
以外の絶縁膜４と第１導体膜２をエツチングする。

次に、第１導体膜２の側面を保護するサイド・ウオール
を形成するために、第１図（Ｃ）に示すようにＣＶＤシ
リコン酸化膜を実施例とする第２の絶縁膜７を全面に堆
積した後、第１図（ｄ）に示すように平坦部の絶縁膜７
を反応性イオンエンチング（ＲＩ　Ｂ）でドライ・エツ
チングする。

この結果、第１導体膜２は、第１導体膜２の上面を絶縁
膜４で覆われ、側面を絶縁膜７で覆われることになる。

そして、第１図（ｅ）に示すように、シリコン窒化膜を
実施例とする酸化阻止膜１３、ポリシリコン膜を実施例
とする半導体膜１１、リンガラス膜を実施例とする絶縁
体膜８を全面に順次堆積する。

次に、第１図（ｆ）に示すように半導体膜１１をエツチ
ングのストッパーとして、絶縁膜４．７の上方の一部お
よびその近傍であるコンタクト領域９の絶縁体膜８をエ
ツチングする。この時、半導体膜１１と絶縁体膜８の選
択比は充分大きいので、オーバー・エツチングを行って
も半導体１８１１１の膜厚が小さくなることはない。

そして、第１図（ｇ）に示すようにシリコン窒化膜を実
施例とする酸化阻止ＩＩＷ１３をエツチングのストッパ
ーとしてコンタクト部域９の半導体１ｔＱ１１の露呈し
た箇所をエツチングする。この時、酸化阻止膜１３と半
導体膜１１の選択比は充分大きいので、オーバー・エツ
チングを行っも酸化膜ｌＧ１３の膜厚が小さくなること
はない。

次に、第１図（ｈ）に示すように酸化性の雰囲気で熱処
理を行って半導体１１９１１をポリシリコン酸化膜１２
に酸化するが、半導体膜１１の下には酸化のストンパー
として酸化阻止膜１３があるので、第１導体［２と半導
体基板５は酸化されない、この時、絶縁体膜８のガラス
フローも同時に行われて、第１図（５）に示す位置Ｂよ
りも右側に絶縁体膜８がフローされる。この結果、フロ
ーした絶縁体膜８は、酸化阻止膜１３の露呈面の少な（
とも絶縁膜４，７の上方領域を被覆するため、第１導体
膜２を保護しているコンタクト領域９の層間の絶縁膜４
．７と酸化阻止膜１３とを保護する形状になる。

また、これによって下層の段差が軽減されるので、後工
程でアルミニウム等の配線を形成した際のショートや段
切れの防止に効果がある。また、この時、３０ｎｍ程度
のポリシリコンを実施例とする半導体膜１１が３００ｎ
ｍ程度のリンガラスを実施例とする絶縁体膜８の下にあ
る場合には、９００°Ｃで３０分のパイロ酸化によって
半導体膜１１は完全に熱酸化される。

また、層間の絶縁体膜８としてリンガラス膜よりも粘度
の低いボロンリンガラスＭＷを用いれば、熱酸化時の半
導体膜１１の堆積膨張によるストレスの緩和の効果がさ
らに大きい。それ故、アルミニウム膜を実施例とする第
２導体膜ＩＯとポリシリコン膜を実施例とする第１導体
膜２との間のリーク電流をさらに低減することができる
。

そして、第１図（ｉ）に示すように酸化阻止Ｉｌ＊１３
の露呈した箇所をエツチングするが、ゲーＤＩ域６の酸
化阻止膜１３は絶縁体膜８によって保護されているので
、従来のようにオーバー・エツチングを行っても第１導
体膜２を保護しているコンタクト領域９の眉間の第１導
体膜の上部の絶縁膜４と側面の絶縁膜７の膜厚が小さく
なることはない。

次に、第１図０）に示すように第２導体膜１０を全面に
堆積する。この時、ガラスフローによって下層の段差が
軽減されているので、第２導体膜ＩＯの堆積の時の配線
のンゴートや段切が防止される。

〔発明の効果〕

この発明の半導体の製造方法によれば、第１導体膜と第
２導体膜との層間の絶縁膜の膜厚を減少させることがな
いので、第１導体膜と第２導体膜との眉間のリーク電流
を大幅に低減でき、製品の歩留まりを格段に向上するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図の（ａ）〜（ｊ）は本発明の一実施例におけるト
ランジスタの製造方法を示す工程断面図、第２図の（ａ
）〜（濁は従来の製造方法を示す工程断面図である。 ２・・・第１導体膜、４．７・・・絶縁膜、５・・・半
導体基板、８・・・絶縁体膜、１０・・・第２導体膜、
１１・・・半導体膜、１３・・・酸化阻止膜 第１図 第１図 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　所定領域上に上面および側面を絶縁膜で覆われた第１
   導体膜を有する半導体基板上に酸化阻止膜、半導体膜、
   絶縁体膜を堆積する工程と、前記絶縁体膜の前記絶縁膜
   の上方の一部およびその近傍を除去する工程と、前記半
   導体膜の露呈した箇所を除去する工程と、酸化性雰囲気
   で熱処理して前記半導体膜を酸化すると同時に前記絶縁
   体膜をフローして前記酸化阻止膜の露呈面の少なくとも
   前記絶縁膜の上方領域を被覆する工程と、前記酸化阻止
   膜の露呈した箇所を除去する工程と、第２導体膜を堆積
   する工程とを含んだことを特徴とする半導体装置の製造
   方法。