JPH0620989A - Contact hole formation - Google Patents
Contact hole formationInfo
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- JPH0620989A JPH0620989A JP17805192A JP17805192A JPH0620989A JP H0620989 A JPH0620989 A JP H0620989A JP 17805192 A JP17805192 A JP 17805192A JP 17805192 A JP17805192 A JP 17805192A JP H0620989 A JPH0620989 A JP H0620989A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路に用い
られる、コンタクトホールの形成方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming contact holes used in semiconductor integrated circuits.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子が微細化されるに従い、半導
体素子の不純物拡散層と配線層を接続するコンタクトホ
ールにおける配線金属のカバレッジが問題となる。配線
金属は、従来スパッタ法で行われていたため、特にカバ
レッジが悪く、その信頼性が低下すると言う問題が生じ
ている。このコンタクトホールに埋め込みを行うため
に、たとえば多結晶シリコン(以下poly−Siと記
す)を堆積してコンタクトを埋め込むpoly−Siプ
ラグ法が開発されている。この形成工程の概略を図2
(a)〜(c)を用いて説明する。2. Description of the Related Art As semiconductor elements are miniaturized, the coverage of wiring metal in contact holes connecting the impurity diffusion layer of the semiconductor element and the wiring layer becomes a problem. Since the wiring metal has been conventionally formed by the sputtering method, it has a problem that its coverage is particularly poor and its reliability is lowered. In order to fill the contact hole, for example, a poly-Si plug method has been developed in which polycrystalline silicon (hereinafter referred to as poly-Si) is deposited to fill the contact. The outline of this forming process is shown in FIG.
A description will be given using (a) to (c).
【0003】図2(a)は、Si基板1の表面に形成さ
れた不純物拡散層2と、配線層間の絶縁膜であるホウ素
とリンを含むCVDシリコン酸化膜であるBPSG3と
に、コンタクトホール5を形成する。コンタクトホール
5は、通常のドライエッチングによりレジスト4をマス
クとして開口する。この後、図2(b)のように、全面
にpoly−Si6を堆積し、コンタクトホール5を埋
め込む。この後、poly−Siをエッチバックして、
図2(c)のようにコンタクトホール5内にpoly−
Siプラグ7を残す。次に、不純物拡散層2の導電型に
合わせて、poly−Siプラグ7にレジストをマスク
として不純物をイオン注入する。たとえば、不純物層が
p型であればBF2 +、n型であればAs+を注入する。
この後熱処理をして、不純物を活性化させ、上層配線を
形成する。FIG. 2 (a) shows a contact hole 5 in an impurity diffusion layer 2 formed on the surface of a Si substrate 1, a boron silicon which is an insulating film between wiring layers, and a BPSG3 which is a CVD silicon oxide film containing phosphorus. To form. The contact hole 5 is opened by using the resist 4 as a mask by normal dry etching. Then, as shown in FIG. 2B, poly-Si 6 is deposited on the entire surface to fill the contact hole 5. After this, etch back poly-Si,
As shown in FIG. 2C, the poly- is formed in the contact hole 5.
Leave the Si plug 7. Then, according to the conductivity type of the impurity diffusion layer 2, impurities are ion-implanted into the poly-Si plug 7 using the resist as a mask. For example, the impurity layer is BF 2 + if p-type, implanting As + if n-type.
After this, heat treatment is performed to activate the impurities and form the upper wiring.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成により構成されたコンタクトホール5では、p
型拡散層に対するコンタクト抵抗が高いという問題点が
ある。これは、poly−Siプラグ7に不純物注入を
行い活性化の熱処理を行う際に、層間絶縁膜として使用
しているBPSG3からリンがpoly−Siプラグ7
中に拡散する。このため、poly−Siプラグ7中で
のキャリアが減少し高抵抗化する。However, in the contact hole 5 constructed as described above, p
There is a problem that the contact resistance to the type diffusion layer is high. This is because phosphorus is added to the poly-Si plug 7 from the BPSG 3 used as the interlayer insulating film when impurities are injected into the poly-Si plug 7 and heat treatment for activation is performed.
Spread inside. Therefore, the carriers in the poly-Si plug 7 are reduced and the resistance is increased.
【0005】本発明は、コンタクト抵抗の低いpoly
−Siプラグを用いたコンタクトホールの形成方法を提
供することを目的とする。The present invention provides a poly with low contact resistance.
An object of the present invention is to provide a method for forming a contact hole using a Si plug.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のコンタクトホールの形成方法は、半導体素
子が形成された基板上に層間絶縁膜を形成し、前記層間
絶縁膜上に第1の多結晶シリコン膜を堆積する工程と、
前記層間絶縁膜と前記第1の多結晶シリコン膜にコンタ
クトホールを開口する工程と、全面にCVD−酸化膜を
形成する工程と、前記コンタクトホール内に前記CVD
−酸化膜のサイドウォールとして残す工程と、前記コン
タクトホール内に第2の多結晶シリコンを埋め込む工程
と、前記コンタクトホール直下の前記半導体基板の導電
型と同じ導電型を前記第2の多結晶シリコンに与える工
程を有する。In order to achieve the above object, a method of forming a contact hole according to the present invention comprises forming an interlayer insulating film on a substrate on which a semiconductor element is formed, and forming a first interlayer insulating film on the interlayer insulating film. Depositing a polycrystalline silicon film of 1;
A step of forming a contact hole in the interlayer insulating film and the first polycrystalline silicon film; a step of forming a CVD-oxide film on the entire surface; and a step of forming the CVD in the contact hole.
A step of leaving as a sidewall of an oxide film, a step of embedding a second polycrystalline silicon in the contact hole, and a second polycrystalline silicon having the same conductivity type as that of the semiconductor substrate immediately below the contact hole. And the step of giving.
【0007】[0007]
【作用】本発明は、コンタクトホール開口後に、CVD
−酸化膜をコンタクトホール内にサイドウォールとして
残すことにより、poly−Siプラグ中に層間絶縁膜
リンの拡散を防止し、コンタクト抵抗の上昇を防ぐもの
である。また、このサイドウォール形成の際のCVD−
酸化膜のエッチバックの際に、CVD−酸化膜と層間絶
縁膜との間にpoly−Si膜を形成しておくことによ
り、コンタクト内でのSiのエッチレートが増加するこ
とを防止する。According to the present invention, after the contact hole is opened, the CVD
-By leaving the oxide film as a sidewall in the contact hole, the diffusion of the interlayer insulating film phosphorus in the poly-Si plug is prevented and the contact resistance is prevented from increasing. In addition, the CVD-
When the oxide film is etched back, a poly-Si film is formed between the CVD-oxide film and the interlayer insulating film to prevent the Si etch rate in the contact from increasing.
【0008】[0008]
【実施例】図1は、本発明のコンタクトホールの形成方
法の実施例の工程断面図を示すものである。以下この図
を用いて本発明を説明する。まずSi基板11上に半導
体素子を形成し、層間絶縁膜としてBPSG13を形成
するまでは、通常の半導体集積回路の形成工程と同じで
ある。次に、BPSG13上にpoly−Si膜14を
堆積する。poly−Si膜14は、サイドウォール形
成時に、エッチングストッパとコンタクトホール内での
Siのエッチレートの増加を防ぐ役目がある。膜厚とし
ては10〜100nmが適当である。次に目的とするS
i基板11上の不純物拡散層12へのコンタクトホール
のパターンのレジスト15を形成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a process sectional view of an embodiment of a method for forming a contact hole according to the present invention. The present invention will be described below with reference to this drawing. First, the steps for forming a semiconductor element on the Si substrate 11 and forming the BPSG 13 as an interlayer insulating film are the same as those for forming a normal semiconductor integrated circuit. Next, the poly-Si film 14 is deposited on the BPSG 13. The poly-Si film 14 has a role of preventing an increase in the etching rate of Si in the etching stopper and the contact hole when the sidewall is formed. A suitable film thickness is 10 to 100 nm. Next target S
A resist 15 having a pattern of contact holes to the impurity diffusion layer 12 on the i substrate 11 is formed.
【0009】次に、図1(a)のように、レジスト15
をマスクとして、ドライエッチングによりコンタクトホ
ール16を開口する。たとえば、poly−Si膜14
のエッチングはSF6、BPSG13のエッチングはC
HF3+O2の混合ガスを用いる。Next, as shown in FIG. 1A, the resist 15
Using the as a mask, the contact hole 16 is opened by dry etching. For example, the poly-Si film 14
Is etched with SF 6 , and BPSG 13 is etched with C
A mixed gas of HF 3 + O 2 is used.
【0010】この後、レジスト15を除去し、減圧CV
D法によりCVD−酸化膜を全面に堆積する。この膜厚
は、50〜300nmが適当である。次に、たとえば、
CHF3+O2の混合ガスを用いて異方性のドライエッチ
ングを行い、コンタクトホール16内にのみ、図1
(b)に示すようにサイドウォール17を残す。このエ
ッチングの際、poly−Si膜14が形成していなけ
れば、エッチングの終了点近傍でコンタクトホ−ル16
内にSi基板11が露出してきたときに、Siのエッチ
レートが大きくなるという問題が発生する。これは、エ
ッチングされる部分の大半がBPSG13等のシリコン
酸化膜系であるため、エッチング中に酸化膜から酸素が
供給され、酸素の分圧が大きくなって発生する。しかし
ながら本発明では、poly−Si膜14を形成してあ
ることにより、エッチング中に酸化膜から酸素が供給さ
れることなく、酸素分圧が大きくならない。このためこ
のような問題は生じない。After that, the resist 15 is removed, and the reduced pressure CV is applied.
A CVD-oxide film is deposited on the entire surface by the D method. The appropriate film thickness is 50 to 300 nm. Then, for example,
Anisotropic dry etching is performed using a mixed gas of CHF 3 + O 2 so that only the inside of the contact hole 16 is exposed.
The sidewall 17 is left as shown in FIG. If the poly-Si film 14 is not formed during this etching, the contact hole 16 near the end point of the etching.
When the Si substrate 11 is exposed inside, there arises a problem that the etching rate of Si increases. Since most of the etched portion is of a silicon oxide film type such as BPSG 13, oxygen is supplied from the oxide film during etching, and the partial pressure of oxygen is increased. However, in the present invention, since the poly-Si film 14 is formed, oxygen is not supplied from the oxide film during etching, and the oxygen partial pressure does not increase. Therefore, such a problem does not occur.
【0011】また、エッチングが、poly−Si膜1
4で停止するため、層間絶縁膜BPSG13の膜厚が減
少することもない。Further, the etching is performed on the poly-Si film 1
Since it stops at 4, the film thickness of the interlayer insulating film BPSG13 does not decrease.
【0012】この後、コンタクトホール16を埋め込む
poly−Si膜を堆積する前に、コンタクトホール1
6内に生じている自然酸化膜をバッファフッ酸等を用い
て除去する。この後、poly−Si膜を堆積する。こ
の時のpoly−Si膜の堆積膜厚は、開口されたコン
タクトホール16の短辺側のサイズの0.6〜1倍程度
が適当である。After that, before depositing the poly-Si film filling the contact hole 16, the contact hole 1 is formed.
The natural oxide film generated in 6 is removed using buffer hydrofluoric acid or the like. After this, a poly-Si film is deposited. At this time, it is appropriate that the deposited film thickness of the poly-Si film is about 0.6 to 1 times the size on the short side of the opened contact hole 16.
【0013】次に、図1(c)に示すように、たとえば
SF6+CF4の混合ガスを用いてドライエッチングを行
い、poly−Si膜をエッチバックして、コンタクト
ホール16内にpoly−Siプラグ18を残す。最後
に、不純物拡散層12がp型であれば、poly−Si
プラグ18にp型の導電型、n型であればn型の導電型
を与える。Next, as shown in FIG. 1C, dry etching is performed using, for example, a mixed gas of SF 6 + CF 4 to etch back the poly-Si film to form poly-Si in the contact hole 16. Leave the plug 18. Finally, if the impurity diffusion layer 12 is p-type, poly-Si
The plug 18 is given a p-type conductivity type and an n-type conductivity type if it is n-type.
【0014】たとえば、図1(c)の状態からp型の不
純物拡散層に対応するコンタクトホール16部分のみ開
口したレジストパターンを形成し、BF2 +を3×1016
cm-2注入する。レジストを除去した後、n型不純物拡散
層に対応するコンタクトホール16部分のみ開口したレ
ジストパターンを形成し、P+を2×1016cm-2注入す
る。この後、レジストを除去して窒素雰囲気中で900
℃、30分の熱処理を行い不純物を活性化させる。この
時、層間絶縁膜であるBPSG13からのP等がpol
y−Siプラグ18へ拡散しようとしても、サイドウォ
ール17があるため防止される。以上により、本発明に
よるコンタクトホールの形成は終了し、以降は、通常の
方法により配線層を形成することにより、低抵抗で信頼
性の高いコンタクトが形成できる。For example, from the state shown in FIG. 1C, a resist pattern is formed in which only the contact hole 16 corresponding to the p-type impurity diffusion layer is opened, and BF 2 + is 3 × 10 16.
cm -2 inject. After removing the resist, a resist pattern in which only the contact hole 16 corresponding to the n-type impurity diffusion layer is opened is formed, and P + is implanted at 2 × 10 16 cm -2 . After that, the resist is removed and 900
Heat treatment is performed at 30 ° C. for 30 minutes to activate the impurities. At this time, P or the like from the BPSG 13 which is the interlayer insulating film is polled.
Even if an attempt is made to diffuse into the y-Si plug 18, it is prevented because of the sidewall 17. As described above, the formation of the contact hole according to the present invention is completed, and thereafter, by forming the wiring layer by the usual method, a contact having low resistance and high reliability can be formed.
【0015】なお、本実施例では、サイドウォールとし
てCVD−酸化膜を用いたが、CVD−窒化膜を用いて
も同様に形成することができる。この場合は、窒化膜は
シリコン酸化膜よりもBPSGからのP等の拡散を抑え
る能力が高いため、サイドウォールを薄膜化できる効果
がある。また層間絶縁膜はBPSGとしたが、Bを含ま
ないPSGでも同様のことができる。In this embodiment, the CVD-oxide film is used as the side wall, but a CVD-nitride film can be used to form the same. In this case, since the nitride film has a higher ability to suppress diffusion of P and the like from BPSG than the silicon oxide film, it has an effect of making the sidewall thin. Although the interlayer insulating film is BPSG, the same can be applied to PSG not containing B.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によればコ
ンタクト抵抗が低く、コンタクトが完全に埋め込まれ、
信頼性の高いコンタクトが形成でき、その実用的効果は
大きい。As described above, according to the present invention, the contact resistance is low and the contact is completely embedded.
A highly reliable contact can be formed and its practical effect is great.
【図1】本発明の実施例の工程断面図FIG. 1 is a process sectional view of an embodiment of the present invention.
【図2】従来の技術の工程断面図FIG. 2 is a process sectional view of a conventional technique.
11 Si基板 12 不純物拡散層 13 BPSG 14 poly−Si膜 15 レジスト 16 コンタクトホール 17 サイドウォール 18 poly−Siプラグ 11 Si Substrate 12 Impurity Diffusion Layer 13 BPSG 14 Poly-Si Film 15 Resist 16 Contact Hole 17 Sidewall 18 Poly-Si Plug
Claims (1)
膜を形成し、前記層間絶縁膜上に第1の多結晶シリコン
膜を堆積する工程と、前記層間絶縁膜と前記第1の多結
晶シリコン膜にコンタクトホールを開口する工程と、全
面にCVD−酸化膜を形成する工程と、前記コンタクト
ホール内に前記CVD−酸化膜のサイドウォールとして
残す工程と、前記コンタクトホール内に第2の多結晶シ
リコンを埋め込む工程と、前記コンタクトホール直下の
前記半導体基板の導電型と同じ導電型を前記第2の多結
晶シリコンに与える工程を有することを特徴とするコン
タクトホールの形成方法。1. A step of forming an interlayer insulating film on a substrate on which a semiconductor element is formed and depositing a first polycrystalline silicon film on the interlayer insulating film, the interlayer insulating film and the first polycrystalline silicon film. A step of forming a contact hole in the crystalline silicon film, a step of forming a CVD-oxide film on the entire surface, a step of leaving the CVD-oxide film as a sidewall of the CVD-oxide film in the contact hole, and a second step in the contact hole. A method of forming a contact hole, comprising: a step of burying polycrystalline silicon; and a step of providing the second polycrystalline silicon with the same conductivity type as that of the semiconductor substrate immediately below the contact hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17805192A JPH0620989A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Contact hole formation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17805192A JPH0620989A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Contact hole formation |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0620989A true JPH0620989A (en) | 1994-01-28 |
Family
ID=16041748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17805192A Pending JPH0620989A (en) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | Contact hole formation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0620989A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6417097B1 (en) | 2000-08-28 | 2002-07-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming a contact structure in a semiconductor device |
KR100558008B1 (en) * | 2003-12-29 | 2006-03-06 | 삼성전자주식회사 | Wiring Method of Semiconductor Devices |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP17805192A patent/JPH0620989A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6417097B1 (en) | 2000-08-28 | 2002-07-09 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming a contact structure in a semiconductor device |
KR100558008B1 (en) * | 2003-12-29 | 2006-03-06 | 삼성전자주식회사 | Wiring Method of Semiconductor Devices |
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