JPS6261323A - Formation of ohmic contact - Google Patents
Formation of ohmic contactInfo
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- JPS6261323A JPS6261323A JP20144085A JP20144085A JPS6261323A JP S6261323 A JPS6261323 A JP S6261323A JP 20144085 A JP20144085 A JP 20144085A JP 20144085 A JP20144085 A JP 20144085A JP S6261323 A JPS6261323 A JP S6261323A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はオーミックコンタクトの形成方法に関するもの
で、特に外F′jI電極材と拡散層との間の実効接触面
積の拡大を図ることのできるオーミックコンタクトの形
成方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for forming an ohmic contact, and in particular to an ohmic contact formation method that can increase the effective contact area between an outer F'jI electrode material and a diffusion layer. The present invention relates to a method of forming a contact.
半導体集積回路の%J造工程においでは、半導体基板内
に形成した拡rl1層と外部電極材との間でオーミック
コンタク1−を形成する工程がある。In the manufacturing process of a semiconductor integrated circuit, there is a process of forming an ohmic contact 1- between an expanded RL1 layer formed in a semiconductor substrate and an external electrode material.
以下シリコンゲートnヂVネルMOSトランジスタを例
にとって、従来のオーミックコンタク1−の形成方法を
説明する。Hereinafter, a conventional method of forming an ohmic contact 1- will be described using a silicon gate n-V channel MOS transistor as an example.
第2図は従来のA−ミックコンタクトの形成方法を用い
て完成したシリコンゲートnチャネルMOSトランジス
タの断面構造を示寸図である。このような構造を実現す
るためには、まずp型半々体瞑板1の表面全面900人
程度酸化する。FIG. 2 is a dimensional diagram showing the cross-sectional structure of a silicon gate n-channel MOS transistor completed using the conventional A-mic contact formation method. In order to realize such a structure, first, the entire surface of the p-type half-half board 1 is oxidized by about 900 ml.
ついでMO8τ(トランジスタの形成予定領域のみに窒
化膜を被着し、この窒化膜をマスクとして選択酸化をお
こない約1μmの厚さのフィールド酸化膜2を形成する
。Next, a nitride film is deposited only on the region where the MO8τ (transistor) is to be formed, and selective oxidation is performed using this nitride film as a mask to form a field oxide film 2 with a thickness of about 1 μm.
ついで窒化膜を除去し、トランジスタ形成予定領域にゲ
ート酸化膜7を形成する。ついでこのゲート酸化膜7上
にゲート電極および配線どして機能する多結晶シリコン
4を形成し、オキシ塩化燐(POCl 3>雰囲気中に
数分間放置してリン(P)を多結晶シリコン4中に拡散
して低抵抗化し、所望の抵抗値を得る。そのtU M
OS型トランジスタの多結晶シリコンゲートおよび多結
晶シリコン配線となるべき多結晶シリコンのみを残して
他はエツヂング除去する。Next, the nitride film is removed, and a gate oxide film 7 is formed in the region where a transistor is to be formed. Next, polycrystalline silicon 4 that functions as a gate electrode and wiring is formed on this gate oxide film 7, and phosphorus (P) is dissolved in polycrystalline silicon 4 by leaving it in a phosphorous oxychloride (POCl3) atmosphere for several minutes. to lower the resistance and obtain the desired resistance value.The tU M
Only the polycrystalline silicon that will become the polycrystalline silicon gate and polycrystalline silicon wiring of the OS type transistor is left, and the rest is removed by etching.
ついで多結晶シリコン4の表面を酸化し薄い酸化膜5を
形成したのち、ソース・ドレイン予定領域にヒ素をイオ
ン注入し、ソース・トレイン層3を形成する。ついで絶
縁層間膜としてCVD膜6を全面に被着形成し、このC
VD膜6にコンタクトホールをあけ外部電極材としてア
ルミニウム8を被着して所定のパターニングを施し、配
線パターンを形成する。Next, the surface of the polycrystalline silicon 4 is oxidized to form a thin oxide film 5, and then arsenic ions are implanted into the intended source/drain regions to form the source/train layer 3. Next, a CVD film 6 is deposited on the entire surface as an insulating interlayer film, and this C
A contact hole is made in the VD film 6, aluminum 8 is deposited as an external electrode material, and a predetermined patterning is performed to form a wiring pattern.
最後に表面にリンシリケートガラス(PSG)等による
パッシベーション膜9を被着して素子を完成させる。こ
のようにして第2図に示すようなシリコンゲートnチャ
ネルMOSトランジスタが完成する。Finally, a passivation film 9 made of phosphosilicate glass (PSG) or the like is deposited on the surface to complete the device. In this way, a silicon gate n-channel MOS transistor as shown in FIG. 2 is completed.
このようにソース・ドレイン拡散層3にアルミニウム膜
8をコンタクト孔内で半導体基板面と接触させ、オーミ
ックコンタクトを形成するようにしている。In this way, the aluminum film 8 is brought into contact with the semiconductor substrate surface within the contact hole in the source/drain diffusion layer 3 to form an ohmic contact.
しかしながら、このようなオーミックコンタクトにおい
ては、ゲート長がサブミクロンオーダになるような高集
積化を図ると次のような問題が生じる。However, in such an ohmic contact, the following problems arise when high integration is attempted such that the gate length is on the order of submicrons.
第1の問題として、微細化に伴ってコンタクト面積が小
さくなり、例えば1μm口の面積となると急激にコンタ
クト抵抗が高くなるため縮小化が困難となる。The first problem is that the contact area becomes smaller with miniaturization. For example, when the area becomes 1 μm, the contact resistance suddenly increases, making it difficult to downsize.
第2の問題として、コンタクト面積が小さくなるとコン
タクト部における電流苦瓜が高くなり、丁しクトロマイ
グレーションが発生しやすくなるため信頼性上の問題か
ら縮小化が困難になる。The second problem is that as the contact area becomes smaller, the current flow in the contact portion becomes higher and chromatography becomes more likely to occur, making it difficult to downsize the device due to reliability issues.
本発明は上述した従来技術の欠点を解消するためになさ
れたしので、コンタクト面積の縮小化と信頼性の向上と
を同時に図ることのできるオーミックコンタクトの形成
方法を提供することをその目的とする。The present invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the prior art, and therefore, it is an object of the present invention to provide a method for forming an ohmic contact that can reduce the contact area and improve reliability at the same time. .
上記目的達成のため、本発明にがかるオーミックコンタ
クトの形成方法においては、半導体基板内に形成した不
純物拡散層上の絶縁膜にコンタクト取出しのための孔部
を形成する第1の工程と、この孔部底面の半導体基板を
選択的に加工して底面を粗面化する第2の工程と、孔部
を介して外部電極材を拡散層にオーミック接触させる第
3の工程とを具備している。これにより微小で信頼性の
高いオーミックコンタク1〜の形成が可能どなる。In order to achieve the above object, the method for forming an ohmic contact according to the present invention includes a first step of forming a hole for contact extraction in an insulating film on an impurity diffusion layer formed in a semiconductor substrate, and a step of forming a hole for taking out the contact. The method includes a second step of selectively processing the bottom surface of the semiconductor substrate to roughen the bottom surface, and a third step of bringing the external electrode material into ohmic contact with the diffusion layer through the hole. This makes it possible to form minute and highly reliable ohmic contacts 1 to 1.
以下本発明の一実施例を第1図を参照して詳細に説明す
る。An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to FIG.
第1図(a)〜(e)は本発明によるオーミックコンタ
クトの形成方法をシリコンゲートnチャネルMOSトラ
ンジスタの製造方法に適用した場合の工程別素子断面図
を示したものである。FIGS. 1(a) to 1(e) show cross-sectional views of elements by step when the method of forming an ohmic contact according to the present invention is applied to a method of manufacturing a silicon gate n-channel MOS transistor.
まずp型半導体基板10の表面を900人程人程化し、
ついでMO8型トランジスタ形成予定領域のみに窒化膜
を被着し、この窒化膜をマスクどして選択酸化をおこな
い、約1μm厚のフィールド酸化膜11を形成する。First, the surface of the p-type semiconductor substrate 10 is reduced to about 900 people,
Next, a nitride film is deposited only on the region where the MO8 type transistor is to be formed, and selective oxidation is performed using this nitride film as a mask to form a field oxide film 11 with a thickness of about 1 μm.
ついで窒化膜を除去し、500人程α0グー1〜酸化I
I!118を形成する。ついでゲート電極および配線と
なるべき多結晶シリコンを全面に被着し、オキシ塩化リ
ン雰囲気中に数分間放置して燐を多結晶シリコン中に拡
散し所望の抵抗を得る。Next, the nitride film was removed, and about 500 α0 goo 1 to oxide I
I! 118 is formed. Next, polycrystalline silicon, which is to become a gate electrode and wiring, is deposited on the entire surface and left in a phosphorus oxychloride atmosphere for several minutes to diffuse phosphorus into the polycrystalline silicon and obtain the desired resistance.
ついでMO3型トランジスタの多結晶シリコンゲート1
3および多結晶シリコン配線となるべき多結晶シリコン
のみを残し他はエツチング除去J−る。以上の■程によ
り第1図(a>に示すような構造が得られる。Next, polycrystalline silicon gate 1 of MO3 type transistor
3 and polycrystalline silicon, leaving only the polycrystalline silicon that will become the wiring, and removing the rest by etching. By the above step (2), a structure as shown in FIG. 1 (a>) is obtained.
ついで多結晶シリコンゲート13の表面を酸化して薄い
酸化膜14を形成したのち、ソース・ドレイン予定領域
にヒ素をイオン注入して熱処理をおこないソース・ドレ
イン領域12を形成する。Next, the surface of the polycrystalline silicon gate 13 is oxidized to form a thin oxide film 14, and then arsenic ions are implanted into the intended source/drain regions and heat treatment is performed to form the source/drain regions 12.
さらに基板表面全面に層間絶縁膜としてCVD膜15を
被着形成する。これにより第1図(b)に示す構造が得
られる。Furthermore, a CVD film 15 is formed as an interlayer insulating film over the entire surface of the substrate. As a result, the structure shown in FIG. 1(b) is obtained.
ついでソース・ドレイン領tfi12の上方のCvD膜
15を開孔してコンタクト取り出しのための孔部17を
形成し、ついで全面にフォトレジストを薄く塗布し、紫
外線レーザ(He−Cd)により回折格子を用いて干渉
縞露光(ホログラフィック露光)をおこなったのち現像
することにより、第1図(C)に示すように開孔17の
底面およびCVD膜15の表面に縞状に残るフォトレジ
スト19を形成する。Next, a hole 17 is formed in the CvD film 15 above the source/drain region tfi12 to form a hole 17 for taking out the contact, and then a thin layer of photoresist is applied to the entire surface, and a diffraction grating is formed using an ultraviolet laser (He-Cd). By performing interference fringe exposure (holographic exposure) using the photoresist and developing it, a striped photoresist 19 is formed on the bottom of the opening 17 and on the surface of the CVD film 15, as shown in FIG. 1(C). do.
ついでCVD膜19とシリコンとの選択比が大きなエツ
ヂャンi・ガスを用いて反応性イオンエツチング(RI
E)によりコンタクト孔17の底面のシリコンを選択的
にエツチングする。Next, reactive ion etching (RI) is performed using etching gas having a high selectivity between the CVD film 19 and silicon.
E) selectively etches the silicon on the bottom of the contact hole 17.
このとき、ボログラフィック露光により底面に残存する
レジスト19がエツチングマスクとして機能するため、
このレジメ1−19の残存していない部分のシリコンが
選択的にRIEによりエツチング除去される。At this time, the resist 19 remaining on the bottom surface due to bolographic exposure functions as an etching mask, so
The silicon in the remaining portions of this regimen 1-19 is selectively etched away by RIE.
これにより第1図(d)に示すようにソースドレイン領
域12の開孔表面に凹凸20が形成される。As a result, as shown in FIG. 1(d), unevenness 20 is formed on the surface of the opening in the source/drain region 12.
ついで外部電極材としてアルミニウム膜1Gを被着し、
所定のパターニングをおこない配線パターンを形成する
。Next, an aluminum film 1G was deposited as an external electrode material,
Predetermined patterning is performed to form a wiring pattern.
最後に全面にバッジベージ3ン膜21を?!l!看して
第1図(e)に示すようにシリコンゲートnチャネルM
OSトランスシタを完成させる。Finally, apply Badge Beige 3-inch film 21 on the entire surface? ! l! As shown in FIG. 1(e), the silicon gate n-channel M
Complete the OS transformer.
このようにして形成されたオーミックコンタクトでは、
開口部底面の凹凸20によりアルミニウム膜と基板間の
接触面積が増大しており、接触抵抗が低下している。し
たがって同じ接触抵抗値ではコンタクト孔を小さくする
ことができる。In the ohmic contact formed in this way,
The unevenness 20 on the bottom surface of the opening increases the contact area between the aluminum film and the substrate, reducing the contact resistance. Therefore, the contact hole can be made smaller with the same contact resistance value.
なお以上の説明ではnチせネルMOSトランジスタを実
施例としているが、pチャネルMOSトランジスタ、0
MO8,バイポーラ等地の半導体集積回路装置について
本発明を適用することが可能である。In the above description, an n-channel MOS transistor is used as an example, but a p-channel MOS transistor, 0
The present invention can be applied to semiconductor integrated circuit devices such as MO8 and bipolar.
また上述した実施例では孔部底面に凹凸を形成して、粗
面化するために紫外線レーザによるホログラフィック露
光を用いてレジストを残存させるようにしているが、水
酸化カリウム(K OH) 6を用いた異方性湿式エツ
チングを用いて開孔部底面をエツチングすることによっ
ても底面に凹凸を形成することができる。Furthermore, in the above-mentioned embodiment, in order to form irregularities on the bottom surface of the hole and roughen the surface, holographic exposure using an ultraviolet laser is used to leave the resist. The unevenness can also be formed on the bottom surface of the opening by etching the bottom surface of the opening using the anisotropic wet etching method.
またコンタクト部の接触抵抗を下げるためやコンタクト
部におけるシリコンの析出を押える等の目的のために窒
化チウン等のバリャメクルをスパッタによって2層構造
に形成したり、コンタクト開孔部ヘタングステン等のメ
タルを埋め込んだりする等の技術が知られているが、本
発明によるオーミックコンタクトの形成方法と、組み合
せて使用することにより一層の特性の向上を実現できる
。In addition, in order to lower the contact resistance of the contact area and to suppress the precipitation of silicon in the contact area, barrier metal such as chiun nitride is formed into a two-layer structure by sputtering, and metal such as tungsten is applied to the contact opening. Techniques such as embedding are known, but by combining them with the method of forming an ohmic contact according to the present invention, further improvements in characteristics can be realized.
以上実施例に基づいて詳細に説明したように、本発明に
よれば外部電極材と半導体との接触部において半導体部
を加工してその表面に凹凸を設けることにより外部電極
材との実効的な接触面積を拡大することにより、平面接
触面積を下げ接触抵抗を下げるようにしているので平面
的なコンタクト面積を縮小することが可能となる。As described above in detail based on the embodiments, according to the present invention, by processing the semiconductor part and providing unevenness on the surface at the contact part between the external electrode material and the semiconductor, effective contact with the external electrode material can be achieved. By enlarging the contact area, the planar contact area is reduced and the contact resistance is lowered, so it is possible to reduce the planar contact area.
したがって半導体集積回路装置の高集積化とチップ縮小
を図ることができる。Therefore, it is possible to increase the degree of integration of the semiconductor integrated circuit device and to reduce the size of the chip.
また接触面における電流の集中をさけるとともに電流密
度を下げる効果もあるためエレク1−ロマイグレーショ
ンに対しても強く、信頼性の向上を図ることができる。Furthermore, since it has the effect of reducing current density while avoiding concentration of current at the contact surface, it is resistant to electromigration and can improve reliability.
第1図は本発明によるオーミックコンタク1−の形成方
法を用いた半導体装置の−L程別索了断面図、第2図は
従来の方法を用いて構成された半導体に置の素子断面図
である。
12・・・ソースドレイン拡散層、15・・・絶縁膜、
16・・・アルミニウム層、17・・・開孔、19・・
・縞状に残存するレジスト、20・・・底面の凹凸。
出願人代理人 FL 藤 −雌〜 −FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device using the method for forming an ohmic contact 1 according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor device constructed using a conventional method. be. 12... Source-drain diffusion layer, 15... Insulating film,
16... Aluminum layer, 17... Opening, 19...
- Resist remaining in stripes, 20... unevenness on the bottom surface. Applicant's representative FL Fuji -Female-
Claims (1)
コンタクト取出しのための孔部を形成する第1の工程と
、前記孔部底面の半導体基板を選択的に加工して底面を
粗面化する第2の工程と、前記孔部を介して外部電極材
を前記拡散層にオーミック接触させる第3の工程とを具
備したオーミックコンタクトの形成方法。 2、前記第2の工程が、ホログラフィック露光を用いた
選択エッチングを含むことを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載のオーミックコンタクトの形成方法。 3、前記第2の工程が、水酸化カリウムによる異方性エ
ッチングを含むことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載のオーミックコンタクトの形成方法。[Claims] 1. A first step of forming a hole for contact extraction in an insulating film on an impurity diffusion layer formed in a semiconductor substrate, and selectively processing the semiconductor substrate at the bottom of the hole. A method for forming an ohmic contact, comprising: a second step of roughening the bottom surface by roughening the bottom surface; and a third step of bringing an external electrode material into ohmic contact with the diffusion layer through the hole. 2. The method for forming an ohmic contact according to claim 1, wherein the second step includes selective etching using holographic exposure. 3. The method of forming an ohmic contact according to claim 1, wherein the second step includes anisotropic etching using potassium hydroxide.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20144085A JPS6261323A (en) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | Formation of ohmic contact |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20144085A JPS6261323A (en) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | Formation of ohmic contact |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6261323A true JPS6261323A (en) | 1987-03-18 |
Family
ID=16441121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20144085A Pending JPS6261323A (en) | 1985-09-11 | 1985-09-11 | Formation of ohmic contact |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6261323A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04314352A (en) * | 1991-04-12 | 1992-11-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | Fabrication of semiconductor device |
US5409861A (en) * | 1993-09-15 | 1995-04-25 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a via plug in a semiconductor device |
USRE36475E (en) * | 1993-09-15 | 1999-12-28 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a via plug in a semiconductor device |
KR100504548B1 (en) * | 2000-12-14 | 2005-08-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming metal line of Semiconductor device |
-
1985
- 1985-09-11 JP JP20144085A patent/JPS6261323A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04314352A (en) * | 1991-04-12 | 1992-11-05 | Oki Electric Ind Co Ltd | Fabrication of semiconductor device |
US5409861A (en) * | 1993-09-15 | 1995-04-25 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a via plug in a semiconductor device |
USRE36475E (en) * | 1993-09-15 | 1999-12-28 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming a via plug in a semiconductor device |
USRE38383E1 (en) | 1993-09-15 | 2004-01-13 | Hyundai Electronics Industries Co. Ltd. | Method for forming a via plug in a semiconductor device |
KR100504548B1 (en) * | 2000-12-14 | 2005-08-03 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming metal line of Semiconductor device |
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