図面 (/)
※この項目の情報は公開日時点（1996年1月12日）のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります
図面 (2)
目的
構成
概要
背景
概要
コンタクトホ−ルが形成される部分に保護膜を形成しコンタクトホ−ル形成工程時、シリコン基板のエッチングを防止し、その後保護膜を除去しコンタクト接触面積を増加させることのできる半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法を提供する。
コンタクトホ−ルが形成される接合領域４上に予定されたコンタクトホ−ルの大きさより大きく保護膜５を残留させ接合領域上に残留させた保護膜を含む全体構造の上部に絶縁酸化膜６を形成したのち、保護膜５がある程度エッチングされるように絶縁酸化膜６を所定部分エッチングして第１コンタクトホ−ル７Ａを形成し、第１コンタクトホ−ルを介して露出された保護膜を除去し第２コンタクトホ−ル７Ｂを形成する。
目的
従って、本発明は絶縁酸化膜の形成前に保護膜を接合領域の上部にのみ形成し、コンタクトホ−ルの形成の後、保護膜を除去することによって、コンタクトホ−ルの基底部での金属と接合領域との間の接触面積を増加させ、また接合領域のシリコン基板のエッチングを防止することが出来る半導体素子のコンタクトホ−ルの形成方法を提供することにその目的がある。
効果
実績
- 技術文献被引用数
- 0件
- 牽制数
- 1件
この技術が所属する分野
（分野番号表示ON）※整理標準化データをもとに当社作成
請求項1
半導体素子のコンタクトホ−ルの形成方法に於いて、シリコン基板に接合領域を形成する段階と、前記接合領域を含む前記シリコン基板上に保護膜を形成する段階と、前記保護膜を予定されたコンタクトホ−ルの大きさより大きく前記接合領域上に残留させるために前記保護膜の所定部分をエッチングする段階と、前記接合領域上に残留させた前記保護膜を含む全体構造の上部に絶縁酸化膜を形成する段階と、前記保護膜がある程度エッチングされるように絶縁酸化膜を所定部分エッチングして第１コンタクトホ−ルを形成する段階と、前記接合領域上に残留させた前記保護膜を除去し、第２コンタクトホ−ルを形成する段階とからなることを特徴とする半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法。
請求項2
第１請求項に於いて、前記保護膜はシリコンナイトライドを蒸着し形成されることを特徴とする半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法。
請求項3
請求項4
第１請求項に於いて、前記第２コンタクトホ−ルはシリコン基板と絶縁酸化膜に対して保護膜のエッチング選択比が大きい化学溶液によって保護膜を除去して形成することを特徴とする半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法。
請求項5
第１請求項に於いて、前記保護膜がシリコンナイトライドである場合、前記第２コンタクトホ−ルはリン酸溶液によって前記残留された保護膜を除去して形成することを特徴とする半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法。
技術分野
0001
本発明は半導体素子のコンタクトホ−ル形成方法に関するものであって、特に絶縁酸化膜（Interpoly Oxide Film）形成の前に保護膜を接合領域の上部にのみ形成し、コンタクトホ−ルの形成の時発生する接合領域のエッチングを防止し、コンタクト抵抗を減少させることの出来る半導体素子のコンタクトホ−ルの形成方法に関するものである。
背景技術
0002
一般に半導体素子が高集積化されていることによって接合の大きさ及び深さが減少し、またコンタクトホ−ルの大きさも減少する。コンタクトホ−ルの形成のためのエッチング工程時、接合領域のシリコン基板はエッチング損傷を受けるようになり、そのため素子の特性が低下する。特に低い接合の深さを有する素子からはもっと激しくなる。
発明が解決しようとする課題
0003
このようなシリコン基板の接合領域のエッチングを減少させるためには酸化膜とシリコン基板とのエッチング選択比が大きいガスを用いてコンタクトを形成するなどの多くの研究が進行中であるものの、シリコン基板のエッチングは不可避な状況である。
0004
また、コンタクトホ−ルの大きさが減少すると、コンタクト抵抗が増加する。このようなコンタクト抵抗を減少させるためには、接合領域の大きさに対応するコンタクトホールを形成しなければならないが、コンタクトホ−ル形成時にミスアライン（misalign）が発生するため正確なコンタクトホ−ルの形成をすることが難しい。
0005
また、コンタクトホ−ルの大きさが大きければウェットまたはドライ（wet または dry）エッチング方法によって形成されたコンタクトホ−ルに金属配線を形成した時、電気的な信号を伝達する他の配線との電気的な攪乱と段落を誘発する。
0006
そのため、接合領域の上にコンタクトホ−ルを形成する時にはコンタクトホ−ルの上部の直角面を所定の傾斜面で形成し、一定距離の工程マ−ジン（margin）を置いてコンタクトホ−ルを形成しなければならない。
0007
コンタクト抵抗減少の一つの方法として接合領域上の全面にTiSi2 を形成したセルフアラインジャンクション（self-aligned junction ）工程が多く研究されているものの、これはセルフアラインジャンクションの形成時にシリコン基板を消耗し実際の接合の深さが低くなり、TiSi2 の熱的な不安定性によってたくさんの問題点が発生している。
0008
従って、本発明は絶縁酸化膜の形成前に保護膜を接合領域の上部にのみ形成し、コンタクトホ−ルの形成の後、保護膜を除去することによって、コンタクトホ−ルの基底部での金属と接合領域との間の接触面積を増加させ、また接合領域のシリコン基板のエッチングを防止することが出来る半導体素子のコンタクトホ−ルの形成方法を提供することにその目的がある。
課題を解決するための手段
0009
前記した目的を達成するための本発明のコンタクトホ−ル形成工程はシリコン基板に接合領域を形成する段階と、前記接合領域を含む前記シリコン基板上に保護膜を形成する段階と、前記保護膜を予定されたコンタクトホ−ルの大きさより大きく前記接合領域上に残留させるために前記保護膜の所定部分をエッチングする段階と、前記接合領域上に残留させた前記保護膜を含む全体構造の上部に絶縁酸化膜を形成する段階と、前記保護膜がある程度エッチングされるように絶縁酸化膜を所定部分エッチングし第１コンタクトホ−ルを形成する段階と、前記接合領域上に残留させた前記保護膜を除去し第２コンタクトホ−ルを形成する段階とからなることを特徴とする。
0010
前記手段によれば、コンタクトホールが形成される部分に保護膜を形成しコンタクトホール形成工程時、シリコン基板のエッチングを防止し、その後保護膜を除去し、コンタクト接触面積を増加させる。
0012
図１Ａはシリコン基板１上にフィ−ルド酸化膜２を形成し、アクティブ領域（Active Region ）にゲ−ト電極３を形成し、ゲ−ト電極３の側壁にスペ−サ酸化膜９を形成し、その後ｎまたはｐ不純物のイオン注入工程によってジャンクション（Junction）領域４を形成したのち、接合領域４の上部に保護膜５を全体的に形成した状態の断面図である。
0013
保護膜５はシリコン基板１と後続工程によって形成される絶縁酸化膜に対してエッチング選択比が大きい物質例えば、シリコンナイトライド（SixNy ）を蒸着し形成する。
0015
予定された大きさで残留させた保護膜５は金属配線と接合領域間の接触面積を増加させるための後続工程によって形成されるコンタクトホ−ルの大きさより大きく残留させる。そして保護膜５はコンタクトホ−ルの形成時に発生するシリコン基板のエッチングを防止する役割をする。
0016
図１Ｃは全体構造の上部に絶縁酸化膜６を蒸着したのち、リソグラフィ及びエッチング工程によって残留させた保護膜５がある程度エッチングされるように絶縁酸化膜６を所定部分エッチングして第１コンタクトホ−ル７Ａを形成した状態の断面図である。
0017
第１コンタクトホ−ル７Ａは絶縁酸化膜６をウェット及びドライエッチング工程によって順次にエッチングし、第１コンタクトホ−ル７Ａの上部が傾斜した形状（Profile ）となるように形成する。そして第１コンタクトホ−ル７Ａの形成のためのエッチング工程時、残留させた保護膜５はシリコン基板１に形成された接合領域４のエッチングを防止する役割をする。
0018
図１Ｄは第１コンタクトホ−ル７Ａの接合領域４上に残留させた保護膜５を除去し第２コンタクトホ−ル７Ｂを形成した状態の断面図である。
0019
残留させた保護膜５を選択的にエッチングする時用いられるエッチング溶液はシリコン基板１と絶縁酸化膜６に対して保護膜５のエッチング選択比が大きい化学溶液（例えば、保護膜がシリコンナイトライドである場合燐酸（H3PO4 ））を用いて残留させた保護膜５を除去する。
0020
図１Ｅはタングステン10を選択的に蒸着し第２コンタクトホ−ル７Ｂ内部を完全に埋めこんだ状態の断面図であり、図１Ｆはアルミニウムスパッタリング蒸着法を用いて金属配線８を形成した状態の断面図である。
発明の効果
0021
前述のように本発明によればコンタクトホ−ルの形成時、発生する接合領域のエッチングを防止し、コンタクトホ−ル内で金属と接合領域の接触面積が蒸着させられるためコンタクト抵抗を減少させることが出来る卓越な効果がある。
図面の簡単な説明
0022
図１本発明による半導体素子のコンタクトホ−ルを形成する段階を説明するために示した素子の断面図である。
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0023
１…シリコン基板
２…フィ−ルド酸化膜
３…ゲ−ト電極
４…接合領域
５…保護膜
６…絶縁酸化膜
７Ａ…第１コンタクトホ−ル
７Ｂ…第２コンタクトホ−ル
８…金属配線
９…スペ−サ酸化膜
10…タングステン
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