JPS62113422A - コンタクト電極の形成方法 - 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、半導体装置におけるコンタクト電極形成に
関するものである。

〔従来の技術〕

第２図Ａ　−Ｄは従来のコンタクト電極形成方法の主要
段階における状態を示す断面図である〇以下、従来のコ
ンタクト電極形成方法の一例全第２図について説明する
。第２図Ａのように、半導体シリコン基板（１）上に酸
化シリコン膜等の絶縁膜（２）を堆積させ、配線全形成
すべき部位にコンタクトホール（３）全形成する。その
後、第２図Ｂのように、高融点金属層（４）ヲコンタク
トホール（３）の底部に埋め込む。ついで、第２図Ｃの
ように、熱処理によ・り半導体シリコン基板（１）との
高融点金属シリサイド層（５）　ｅ形成する。高融点金
属としてタンゲステンの化学気相成長を用いれば、絶縁
膜の酸化シリコン膜（２）上には堆積せず、コンタクト
ホール（３）の底部の半導体シリコン基板（１）上にの
み堆積し、コンタクトホール（３）底部への埋込みが可
能である。また、チタン等の高融点金属はスパッタ堆積
させ、半導体シリコン基板（１）とのシリサイド化を行
った後、未度応高融点金属を除去することにより、コン
タクトホール（３）底部に高融点金属シリサイドを形成
することができる。最後に、第２図Ｄのように、アルミ
ニウム配線Ｗｔスパッタ堆積によって形成する。こうし
て、コンタクト抵抗の小さいコンタクト電極が形成でき
、かつ、アルミニウムがシリコンと反応して半導体シリ
コン基板（１）表面部に形成された拡散層（図示省略）
を突き抜は電気的な短絡が起こるという現象を避けるこ
とができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕 従来のコンタクト電極形成方法は半導体素子の高集積化
によるコンタクトホールのアスペクト比（コンタクトホ
ール断面の縦横比〕の増大に伴い、スパッタによるアル
ミのカバレッジ（被覆性）が悪くなりコンタクト電極形
成が困難になるという問題点があった。また、コンタク
ト抵抗を下げる為にタングステン等を選択的にコンタク
トホールに埋め込むことによりアスペクト比を下げるこ
とができるが、埋め込む高融点金属の堆積膜厚及び堆積
速度に限界があり、コンタクトホールを完全に埋め込む
ことは困難であるという問題点があった０ この発明は上記のような問題点に鑑みてなされたもので
、半導体装置にコンタクト電極を低抵抗に形成し、かつ
コンタクトホールを完全に埋め込むことにより、アルミ
配線が容易になり平坦性にすぐれた半導体装置が得られ
るコンタクト電極形成方法を提供することを目的とする
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係るコンタクト電極の形成方法は、半導体シ
リコン基板の所望部位に電気的接続を形成するために、
その表面上に形成された絶縁膜にコンタクトホールを開
孔させた後、コンタクトホール側壁にポリシリコンを形
成し、上記ポリシリコン及びコンタクトホール底部の上
記半導体シリコン基板をシリサイド化すると共に、中空
のコンタクトホールをポリシリコンで埋め込み、その上
にアルミニウム配線を行うようにしたものである。

〔作用〕

この発明の方法では、コンタクトホール側壁のポリシリ
コン及びコンタクトホール底部の半導体シリコン基板に
高融点金属シリサイドを形成することによシ、コンタク
ト抵抗が低減でき、またコンタクトホールをポリシリコ
ンで埋め込むことにより、アルミ配線が容易になり平坦
性にすぐれ九コンタクト電極が形成される。

〔実施例〕

第１図Ａ−Ｈはこの発明の一実施例方法の主要段階にお
ける状態を示す断面図で、第２図の従来例と同一符号は
同等部分を示す。まず、従来と同様、第１図Ａのように
半導体シリコン基板（１）上の酸化シリコン膜（２）に
コンタクトホール（３）を形成した後、第１図Ｂのよう
に化学気相成長法でコンタクトホール（３）の内面に一
様に第１のポリシリコン層（７）を堆積形成する。つい
で、第１図Ｃのようにポリシリコンの異方性エツチング
を施し、コンタクトホール（３）の側壁にのみ第１のポ
リシリコン層（７）ｔ−残す。続いて、第１図りのよう
に、タングステン等のような高融点金属層（４）ヲ、コ
ンタクトホール（３）の側壁の第１のポリシリコン層（
７）及びコンタクトホール（３）の底部の半導体シリコ
ン基板（１）の表面上のみに化学気相成長法で堆積形成
させる。

その後、第１図Ｅのように熱処理を施し、上記高融点金
属層（４）ヲシリサイド化して高融点金属シリサイド層
（５）管形成し、低抵抗化させる。さらに、第１図Ｆの
ように、コンタクトホール（３）内（高融点金属層（４
）の表面上）を含めて酸化シリコン膜（２）の上に第２
のポリシリコン［（８）　を堆積形成させ、続いて異方
性エツチングを施して、渠１図Ｇのように、酸化シリコ
ン膜（２）上の第２のポリシリコン層（３）を除去して
、コンタクトホール（３）内には賎し、表面をほぼ平担
化する。最後に、第１図Ｈのように、上記平坦化された
表面にアルミニウム配！ｉＡ　Ｃ６）を形成する。

なお、上記実施例では第１図りにおいて、酸化シリコン
膜（２）上に堆積せず、半導体シリコン基板（１）やポ
リシリコン層（７）の上にのみ選択的に堆積するタング
ステンのような高融点金属層（４）全化学気相成長させ
たが、スパッタリングでコンタクトホール（３）ヲ埋め
込んだ後、熱処理を施し高融点金属をシリティド化させ
た後、未反応部分の高融点金属層取り除くことによって
、コンタクトホール（３）することもできる。

また、第１図Ｇにおいて埋め込みポリシリコン層（８）
の上部をシリサイド化する工程を付は加えることによジ
、さらにコンタクト抵抗の低減が図れる。

上記犬施例では、半導体シリコン基板とのコンタクト電
極形成方法を示したが、ポリシリコン配線とのコンタク
ト電極形成にも転用できる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によればコンタクトホール側壁
及び底部をシリサイド化し、更にポリシリコンでコンタ
クトホール内部を埋め込むようにしたので、半導体素子
の集積度が上が９、コンタクトホールのアスペクト比が
高くなっても、コンタクト抵抗が下けられ、かつ、金属
配線が容易になり、平坦性にすぐれた半導体装置が得ら
れる効果がある。また、アルミニウム配線を用いた場合
もアルミニウムが半導体シリコン基板に形成された拡散
層を突き抜け、電気的な短絡が起こるという問題も解消
されることは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例方法の主要段階での状態を
示す断面図、第２図は従来のコンタクト電極形成工程の
主要段階での状態を示す断面図である０ 図において、（１）は半導体シリコン基板、（２）は絶
縁膜、（３）はコンタクトホール、（４）は高融照合Ｊ
Ｉに’；（５）は高融点金属シリサイド層、（６）は金
属配線、（７）は第１のポリシリコン層、（８）は第２
のポリシリコン１である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体シリコン基板上に形成された絶縁膜にコン
   タクトホールを開孔させる第１の工程、上記絶縁膜の上
   及び上記コンタクトホールの内面に化学気相成長法によ
   つて第１のポリシリコン層を形成する第２の工程、この
   第１のポリシリコン層に異方性エッチングを施して上記
   コンタクトホールの内側面上にのみ上記第１のポリシリ
   コン層を残す第３の工程、上記第３の工程で残つた第１
   のポリシリコン層と上記コンタクトホールの底面の上記
   半導体シリコン基板との上に高融点金属層を形成する第
   ４の工程、熱処理を施して上記高融点金属層とこれに接
   する上記コンタクトホール内側面上の第１のポリシリコ
   ン層及び上記コンタクトホール底面の半導体シリコン基
   板との界面部をシリサイド化する第５の工程、上記第４
   の工程で高融点金属層を形成して更に残存する上記コン
   タクトホールの部分を第２のポリシリコン層で埋める第
   ６の工程、及び上記第２のポリシリコン層に接続するよ
   うに金属配線を形成する第７の工程を備えたコンタクト
   電極の形成方法。