JPH0474457A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0474457A
JPH0474457A JP2187250A JP18725090A JPH0474457A JP H0474457 A JPH0474457 A JP H0474457A JP 2187250 A JP2187250 A JP 2187250A JP 18725090 A JP18725090 A JP 18725090A JP H0474457 A JPH0474457 A JP H0474457A
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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】 [発明の目的コ (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置及びその製造方法に関するもので、
特に微細配線を有する高密度LSIに使用されるもので
ある。
(従来の技術) 従来、半導体装置、例えばビット線か形成されたDRA
Mのメモリセルは、第8図(a)乃至(C)に示すよう
な構造をしている。ここで、同図(b)は同図(a)の
A−A’線に沿う断面図、同図(c)は同図(a)のB
−B’線に沿う断面図である。また、701はP型半導
体基板、702は素子分離酸化膜、703は酸化シリコ
ン膜、704はMOSFETのゲート電極、705はN
型拡散層、706A、706Bは層間絶縁膜、707A
、707Bはコンタクトホール、708はコンデンサの
下部電極、709はキャパシタ絶縁膜、710はコンデ
ンサの上部電極、711はビット線である。
なお、上記メモリセル上には、通常、平坦化された層間
絶縁膜、例えばBPSG膜か形成される。
また、前記絶縁膜上には、金属(例えばA、Q)配線か
形成される。さらに、前記金属配線上にはパッシベーシ
ョン膜が形成され、DRAMか完成する。以下、DRA
Mが完成するまでの製造方法を第8図乃至第10図を参
照しなから説明する。
まず、第8図に示すように、P型半導体基板701上に
素子分離酸化膜702を形成する。また、P型半導体基
板701の素子領域上に酸化シリコン膜703、ゲート
電極704、及びN型拡散層705をそれぞれ周知の方
法で形成し、MOSFETを形成する。全面に層間絶縁
膜706Aを形成した後、N型拡散層(ソース)705
へ達するコンタクトホール707Aを開孔スる。また、
コンタクトホール707A上にコンデンサの下部電極7
08、キャパシタ絶縁H709、及びコンデンサの上部
電極710を形成し、DRAMのセルキャパシタを形成
する。
全面に層間絶縁膜706Bを形成した後、N型拡散層(
ドレイン)705へ達するコンタクトホール707Bを
開孔する。この後、層間絶縁膜706B及びコンタクト
ホール707B上にビット線711を形成する。ここで
、ビット線711は、例えばMoSi2、WSi2等の
シリサイド膜をスパッタ法により被着することによって
形成される。
次に、第9図に示すように、全面に層間絶縁膜712、
例えばボロン(B)  リン(P)等を含んだシリケー
トガラス(BPSG膜)を形成する。ここで、同図(b
)に示すように、ビット線711近傍においては、層間
絶縁膜712の段差が大きくなっている。
次に、第10図に示すように、酸化性雰囲気中において
、高温の熱処理(アニール)を行い、層間絶縁膜712
表面を平坦化する。この時、酸化剤は、層間絶縁膜71
2中を通り抜け、シリサイド膜から構成されるビット線
711を酸化する。
このため、ビット線711の表面には、酸化膜713か
形成される。この後、平坦化された層間絶縁膜712上
に金属(例えばAF)配線714を形成する。また、全
面にパッシベーション膜715を形成し、DRAMを完
成する。
しかしなから、上述したような製造方法では、スパッタ
法により形成されたビット線711は、ステップカバレ
ーンが悪く、平面上に比較してコンタクトホール707
B内では、膜厚か薄くなることか知られている。よって
、この状態で、酸化性雰囲気中において熱処理を行うと
、コンタクトホール707B内のビット線711の薄く
なった部分か全て酸化されてしまい、断線や抵抗の増大
を誘発する。つまり、十分な歩留り、信頼性が得られな
いという欠点がある。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の半導体装置は、コンタクトホール部
での配線のステップカバレージが悪かった。このため、
後に熱処理を施すと、酸化剤か配線と反応し、酸化膜を
形成するため、コンタクトホール内の配線か薄くなった
部分では、断線や抵抗の増大という事態が発生する欠点
があった。
本発明は、上記欠点を解決すべくなされたもので、コン
タクトホール内での配線の断線や抵抗の増大を防くこと
により、高歩留り、高信頼性を得ることのできる半導体
装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
[発明の構成〕 (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、第
1の導電層と、前記第1の導電層に達するコンタクトホ
ールを有する絶縁層と、前記コンタクトホールを介して
前記第1の導電層に接続される第2の導電層と、前記第
2の導電層の表面の少なくとも一部に形成される耐酸化
性材料とを有している。
本発明の半導体装置の製造方法は、まず、半導体基板の
表面領域に第1の導電層を形し、前記半導体基板上に第
1の絶縁層を形成する。また、前記第1の絶縁層に前記
第1の導電層に達するコンタクトホールを形成する。さ
らに、全面に第2の導電層を形成した後、前記第2の導
電層をパターニングする。また、全面に耐酸化性材料を
形成し、全面に第2の絶縁層を形成する。この後、酸化
性雰囲気中で熱処理を行うというものである。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、まず、半導体
基板の表面領域に第1の導電層を形成し、前記半導体基
板上に第1の絶縁層を形成する。また、前記第1の絶縁
層に前記第1の導電層に達するコンタクトホールを形成
する。さらに、全面に第2の導電層を形成し、全面に耐
酸化性材料を形成する。また、前記耐酸化性材料及び前
記第2の導電層をパターニングし、全面に第2の絶縁層
を形成する。二の後、酸化性雰囲気中て熱処理を行うも
のである。
(作用) 上記構成によれば、第2の導電層の表面の少なくとも一
部には耐酸化性材料が形成されている。
このため、コンタクトホール内での配線の断線や抵抗の
増大を防ぐことができ、高歩留り、高信頼性の半導体装
置を提供することができる。
また、上記方法によれば、コンタクトホール内の導電層
の薄くなった部分に耐酸化性材料を覆わせることかでき
る。また、必要に応じてコンタクトホール外の導電層の
表面の一部に耐酸化性材料を覆わせることかできる。こ
のため、断線等を起こすことなく、配線の低抵抗化を達
成することかできる。
(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について詳
細に説明する。
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体装置を示すも
のである。ここで、同図(b)は同図(a)のA−A’
線に沿う断面図、同図(c)は同図(a)のB−B’線
に沿う断面図である。ここで、101はP型半導体基板
、102は素子分離酸化膜、103は酸化シリコン膜、
104はMOSFETのゲート電極、105はN型拡散
層(第1の導電層) 、106A、106Bは層間絶縁
膜(絶縁層)   107A、107Bはコンタクトホ
ール、108はコンデンサの下部電極、109はキャパ
シタ絶縁膜、110はコンデンサの上部電極、111は
ビット線(第2の導電層)である。
即ち、P型半導体基板101上には、素子分離酸化膜1
02が形成されている。また、P型半導体基板101の
素子領域上に酸化シリコン膜103、ゲート電極104
、及びN型拡散層105がそれぞれ形成され、これらに
よりMOSFETが構成されている。全面には、層間絶
縁膜]06Aが形成され、層間絶縁膜106Aには、N
型拡散層(ソース)105へ達するコンタクトホール1
07Aが開孔されている。また、コンタクトホール10
7A上には、コンデンサの下部電極108、キャパシタ
絶縁膜109、及びコンデンサの上部電極110か形成
され、DRAMのセルキャパシタが構成されている。全
面には、層間絶縁膜106Bか形成され、層間絶縁膜1
06Bには、N型拡散層(ドレイン)105へ達するコ
ンタクトホール107Bが開孔されている。層間絶縁膜
106B及びコンタクトホール107B上には、例えば
MoSi2、WSi2等のシリサイド膜により構成され
るビット線111が形成されている。また、ビット線1
11の表面には、例えば513N4から構成される耐酸
化性材料112か形成されている。
このような構成によれば、ビット線111は、耐酸化性
材料112によりその表面が覆われている。つまり、同
図(a)及び(b)からもわかるように、コンタクトホ
ール107B内のビット線111が薄くなった部分は耐
酸化性材料1]2により覆われているため、熱処理時に
酸化剤により酸化されることがない。よって、コンタク
トホール107B内のビット線111の酸化による断線
や抵抗値の増大を防止することかできる。
第2図乃至第4図は、本発明の一実施例に係わる半導体
装置の製造方法を示すものである。
まず、第2図に示すように、P型半導体基板101上に
素子分離酸化膜102を形成する。また、P型半導体基
板101の素子領域上に酸化シリコン膜103、ゲート
電極104、及びN型拡散層(第1の導電層)105を
それぞれ周知の方法で形成し、MOSFETを形成する
。全面に層間絶縁膜106Aを形成した後、N型拡散層
(ソス)105へ達するコンタクトホール]07Aを開
孔する。また、コンタクトホール1.07 A上にコン
デンサの下部電極108、キャパシタ絶縁膜109、及
びコンデンサの上部電極110を形成シ、DRAMのセ
ルキャパシタを形成する。全面に層間絶縁膜106Bを
形成した後、N型拡散層(ドレイン)105へ達するコ
ンタクトホール107Bを開孔する。この後、層間絶縁
膜106B及びコンタクトホール107B上にビット線
(第2の導電層)11]を形成する。ここで、ビット線
111は、例えばM o S i 2 、W S i 
2等のシリサイド膜をスパッタ法により被着することに
よって形成される。
次に、第3図に示すように、全面に耐酸化性材料112
、例えばSiN膜を形成する。また、耐酸化性材料11
2上に層間絶縁膜(第2の絶縁層)113、例えばボロ
ン(B)、リン(P)等を含んだシリケートガラス(B
PSG膜)を形成する。ここで、同図(b)に示すよう
に、ビットII 111近傍においては、層間絶縁[1
ユ3の段差が大きくなっている。
次に、第4図に示すように、酸化性雰囲気中において、
高温の熱処理(アニール)を行い、層間′絶縁膜113
表面を平坦化する。この時、酸化剤は、層間絶縁膜11
3中を通り抜けるか、ビット線111の表面か耐酸化性
材料112により覆われているため、コンタクホール1
07B内のビット線111は酸化されることがない。こ
の後、図示しないが、層間絶縁膜113上に金属(例え
ばA[)配線を形成する。また、全面にパッシベーショ
ン膜を形成し、DRAMを完成する。
このような方法によれば、コンタクトホール107B内
のビット線111の薄くなった部分にも耐酸化性材料]
12か覆われているため、この後、熱処理を行ってもコ
ンタクトホール107B内のビット線111は酸化され
ることかない。よって、ビット線111の断線や抵抗値
の増大を防ぐことかできる。
ところで、上記実施例において、ビット線111にNグ
os j2膜を用いた場合、M o S i 2膜は、
酸化されることによりそのシート抵抗値が下がることが
知られている。つまり、断線等を発生させない程度で、
意識的にビット線111を酸化させたい場合か生しる。
このような要求は、以下に示すような方法により満足さ
せることかできる。
第5図乃至第7図は、本発明の他の実施例に係わる半導
体装置の製造方法を示すものである。なお、上述した実
施例と同一の部分には同一の符号を付しである。
まず、第5図に示すように、P型半導体基板]01上に
素子分離酸化膜102を形成する。また、P型半導体基
板101上に酸化シリコン膜103、ゲート電極104
、及びN型拡散層(第1の導電層)105からなるMO
SFETを形成する。全面にコンタクトホール]07A
を有する層間絶縁膜]06Aを形成する。この後、下部
電極108、キャパシタ絶縁膜109、及び上部電極1
.10からなるDRAMのセルキャパシタを形成する。
全面にコンタクトホール107Bを有する層間絶縁膜1
06Bを形成する。続けて、全面に例えばMoS i2
 、WS i2等のシリサイド膜を形成する。また、シ
リサイド膜上に例えばSiN膜等の耐酸化性材料112
を形成する。この後、耐酸化性材料112及びシリサイ
ド膜の積層ラパターニングし、ビット線(第2の導電層
)111を形成する。ここで、耐酸化性材料112は、
ビット線111の上面にのみ存在し、その側面には存在
していない。
次に、第6図に示すように、全面に層間絶縁膜(第2の
絶縁層)113として、例えばボロン(B)、リン(P
)等を含んだシリケートガラス(BPSG膜)を形成す
る。ここで、同図(b)に示すように、ビット線111
近傍においては、層間絶縁膜113の段差が大きくなっ
ている。
次に、第7図に示すように、酸化性雰囲気中において、
高温の熱処理(アニール)を行い、層間絶縁膜113表
面を平坦化する。この時、酸化剤は、層間絶縁膜113
中を通り抜けるため、耐酸化性材料112により覆われ
たビット線111の上面を除き、その側面及び下面か酸
化され、酸化膜114か形成される。一方、コンタクホ
ール107B内のビット線111は、耐酸化性材料11
2に覆われているため、酸化されることがない。この後
、図示しないか、層間絶縁膜113上に金属(例えばA
Ω)配線を形成する。また、全面にパッンヘーンヨン膜
を形成し、DRAMを完成する。
このような方法によれば、ビット線111の上面にのみ
耐酸化性材料112が覆われている。このため、断線等
を発生させない程度に、意識的にビット線]1]の側面
及び下面を酸化させ、ビット線111の抵抗値を下げる
ことができる。また、コンタクトホール107B底部に
は酸化剤が届かないため、コンタクトホール107B内
のビット線111の薄くなった部分も酸化されることが
なく、断線や抵抗値の増大も防ぐことかできる。
なお、上記実施例において、ビット線111は、多結晶
シリコン膜とシリサイド膜の積層構造となっていてもよ
いことは言うまでもない。また、コンタクトホール10
7Bは、基板101に達するものに限られない。
さらに、上記実施例では、半導体メモリ装置であるD 
RA Mについて説明してきたか、これに限られるもの
ではなく、微細化された半導体素子を有する高密度LS
Iの全てについて適用か可能である。
[発明の効果] 以上、説明したように、本発明の半導体装置及びその製
造方法によれば、次のような効果を奏する。
パターニングされた導電層の表面の少なくとも一部が耐
酸化性材料により覆われている。このため、コンタクト
ホール内での配線の断線や抵抗の増大を防く二とができ
、高歩留り、高信頼性の半導体装置を提供することかで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体装置を示す図
、第2図乃至第4図はそれぞれ本発明の一実施例に係わ
る半導体装置の製造方法を示す図、第5図乃至第7図は
それぞれ本発明の他の実施例こ係わる半導体装置の製造
方法を示す図、第8図乃至第10図はそれぞれ従来の半
導体装置の製造方法を示す図である。 101− P型半導体基板、102・・・素子分離酸化
膜、103・・酸化シリコン膜、104・・・MOSF
ETのゲート電極、105・・・N型拡散層、106A
、106B・・・層間絶縁膜、107A107B・・・
コンタクトホール、108・・・コンデンサの下部電極
、]09・・・キャパシタ絶縁膜、110・・・コンデ
ンサの上部電極、111・・・ビット線、112・・・
耐酸化性材料、113・・・層間絶縁膜、4・・・酸化
膜。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第1の導電層と、 前記第1の導電層に達するコンタクトホールを有する絶
    縁層と、 前記絶縁層上に形成されると共に前記コンタクトホール
    を介して前記第1の導電層に接続される第2の導電層と
    、 前記第2の導電層の表面の少なくとも一部に形成される
    耐酸化性材料と を具備することを特徴とする半導体装置。
  2. (2)前記耐酸化性材料は、前記第2の導電層の上面の
    みに形成されていることを特徴とする請求項1記載の半
    導体装置。
  3. (3)前記耐酸化性材料は、前記第2の導電層の上面及
    び側面に形成されていることを特徴とする請求項1記載
    の半導体装置。
  4. (4)半導体基板の表面領域に第1の導電層を形成する
    工程と、 前記半導体基板上に第1の絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層に前記第1の導電層に達するコンタク
    トホールを形成する工程と、 全面に第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層をパターニングする工程と、全面に耐
    酸化性材料を形成する工程と、 全面に第2の絶縁層を形成する工程と、 酸化性雰囲気中で熱処理を行う工程と を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. (5)半導体基板の表面領域に第1の導電層を形成する
    工程と、 前記半導体基板上に第1の絶縁層を形成する工程と、 前記第1の絶縁層に前記第1の導電層に達するコンタク
    トホールを形成する工程と、 全面に第2の導電層を形成する工程と、 全面に耐酸化性材料を形成する工程と、 前記耐酸化性材料及び前記第2の導電層をパターニング
    する工程と、 全面に第2の絶縁層を形成する工程と、 酸化性雰囲気中で熱処理を行う工程と を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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