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JPS6257266B2 - - Google Patents
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JPS6257266B2 - - Google Patents

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JPS6257266B2
JPS6257266B2 JP56183395A JP18339581A JPS6257266B2 JP S6257266 B2 JPS6257266 B2 JP S6257266B2 JP 56183395 A JP56183395 A JP 56183395A JP 18339581 A JP18339581 A JP 18339581A JP S6257266 B2 JPS6257266 B2 JP S6257266B2
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Japan
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mask
film
forming
pattern
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Koichiro Kotani
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/80FETs having rectifying junction gate electrodes

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (1) 発明の技術分野 本発明は、ゲート電極をマスクとしてイオン注
入を行う電界効果トランジスタを含む半導体装置
について、上層配線の断線障害等の排除、ゲート
耐電圧の向上等を実現する、該ゲート電極及びそ
の他の電極・第一層配線パターンの製造方法の改
善に関する。
[Detailed Description of the Invention] (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device including a field effect transistor in which ions are implanted using a gate electrode as a mask, eliminating problems such as disconnection of upper layer wiring, and improving gate withstand voltage. The present invention relates to an improvement in a manufacturing method of the gate electrode, other electrodes, and first layer wiring patterns, which realizes the above.

(2) 技術の背景 半導体装置特に集積回路において、トランジス
タ、ダイオード等の電極もしくは引出電極間を接
続する配線パターンは、しばしば一部の電極と同
一導体膜から形成される。またこれらの一の配線
が他の配線と交叉することがしばしば必要とされ
るが、この場合にはその電極・配線パターンは通
常二層以上の導体膜を用いて形成される。
(2) Background of the Technology In semiconductor devices, especially integrated circuits, wiring patterns that connect electrodes or extraction electrodes of transistors, diodes, etc. are often formed from the same conductive film as some of the electrodes. Further, it is often necessary for one of these wirings to cross another wiring, and in this case, the electrode/wiring pattern is usually formed using two or more layers of conductor films.

すなわちまず第一層の導体膜に所要のパターニ
ングを施して電極・配線パターンの第一層を形成
し、その上に例えば二酸化シリコン(SiO2)、窒
化シリコン(Si3N4)等よりなる層間絶縁膜を形成
してこれに所要の開口を設ける。次いで第二層の
導体膜を設け、所要のパターニングを施して電
極・配線パターンの第二層を形成することによ
り、層間絶縁膜により交叉する配線相互間が絶縁
され、所要の接続が層間絶縁膜の開口においてな
される電極・配線パターンが形成される。
That is, first, the first layer of conductive film is patterned to form a first layer of electrode/wiring patterns, and then an interlayer of silicon dioxide (SiO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), etc. is formed on top of that. An insulating film is formed and required openings are provided therein. Next, a second layer of conductive film is provided and required patterning is performed to form a second layer of electrode/wiring patterns, thereby insulating the intersecting wires with the interlayer insulating film and making the necessary connections through the interlayer insulating film. An electrode/wiring pattern is formed in the opening.

(3) 従来技術と問題点 前記の如く電極・配線パターンを交叉させる場
合において、第一層の電極・配線によりその上に
形成された層間絶縁膜に段差を生じ、第二層の配
線パターンは一般にこの段差を横断する形状とな
るから、段差のエツジ部分で第二層の配線パター
ンの断面を生じ易い。
(3) Prior art and problems When the electrodes and wiring patterns intersect as described above, the electrodes and wiring in the first layer create a step in the interlayer insulating film formed thereon, and the wiring pattern in the second layer Since the shape generally crosses this step, a cross section of the second layer wiring pattern is likely to occur at the edge of the step.

この断線に対する対策として、層間絶縁膜の凹
凸部分を絶縁膜で埋め込んで段差をなくする樹脂
膜コート法と呼ばれる方法、或いは層間絶縁膜を
酸化ゲルマニウム(GeO2)を含んだ燐珪酸ガラス
によつて形成し、これに高温熱処理を施してその
形状を滑らかにする方法等が従来実施されてい
る。
As a countermeasure against this disconnection, there is a method called the resin film coating method in which uneven parts of the interlayer insulating film are filled with an insulating film to eliminate the level difference, or the interlayer insulating film is made of phosphosilicate glass containing germanium oxide (GeO 2 ). Conventionally, a method has been practiced in which the shape is smoothed by forming the shape and subjecting it to high-temperature heat treatment to make the shape smooth.

これらの既に知られている高温熱処理を含む方
法は、高温熱処理に比較的に耐えるシリコン
(Si)を半導体材料とする場合には容易に活用で
きるが、例えばガリウム砒素(GaAs)等の化合
物半導体材料による半導体装置の製造工程におい
ては、結晶特性の劣化を発生させることなく450
℃程度以上の高温熱処理を長時間施すことは非常
に困難であるために、前記方法に代る新しい製造
方法が必要とされる。
These already known methods involving high-temperature heat treatment can be easily utilized when the semiconductor material is silicon (Si), which is relatively resistant to high-temperature heat treatment, but for example, when using compound semiconductor materials such as gallium arsenide (GaAs). In the manufacturing process of semiconductor devices using
Since it is very difficult to perform high-temperature heat treatment at a temperature of about 0.degree.

またGaAs等の化合物半導体装置においてはシ
ヨツトキバリア形電界効果トランジスタ素子が多
く用いられ、そのゲート電極をマスクとしてソー
ス及びドレイン領域に不純物イオン注入を行うセ
ルフアライメント(Self alignment)法により特
性が改善されるが、この場合にはゲート電極の側
端面の傾斜が特に問題となる。
Furthermore, Schottky barrier field effect transistor elements are often used in compound semiconductor devices such as GaAs, and their characteristics can be improved by a self-alignment method in which impurity ions are implanted into the source and drain regions using the gate electrode as a mask. In this case, the slope of the side end surfaces of the gate electrode becomes a particular problem.

すなわち台形断面のゲート電極をマスクとして
不純物注入を行つた場合には不純物の一部がその
裾の部分を透過し、マスク効果の不完全な領域が
意図した不純物注入領域に連続して形成されて、
ソース領域及びドレイン領域が不明確にぼかさ
れ、半導体装置完成後においてゲート耐電圧の低
下をもたらす結果となる。
In other words, when impurity implantation is performed using a gate electrode with a trapezoidal cross section as a mask, a portion of the impurity passes through the bottom part of the gate electrode, and a region with an incomplete mask effect is formed continuously in the intended impurity implantation region. ,
The source region and the drain region become unclear and blurred, resulting in a reduction in gate withstand voltage after the semiconductor device is completed.

しかるに電極・配線をパターニングするエツチ
ング処理は、半導体基体の損傷を抑止することが
重要であるためにイオンミリング法等の物理的エ
ツチング方法を用いず、ウエツトエツチング法あ
るいはリアクテイブイオン・エツチング法等が一
般に適用されるが、これらの方法は完全にあるい
は殆ど等方性でマスク下にサイドエツチングが進
行し、ウエツトエツチングよりは方向性を得易い
リアクテイブイオン・エツチングでも、パターン
断面は上辺がマスクより狭く、下辺が上辺より広
い裾広がりの台形となり、上記の問題を生じてい
る。
However, since it is important to prevent damage to the semiconductor substrate in the etching process for patterning electrodes and wiring, physical etching methods such as ion milling are not used, but wet etching or reactive ion etching is used instead. However, in these methods, side etching progresses under the mask completely or almost isotropically, and even in reactive ion etching, which is easier to obtain directionality than wet etching, the pattern cross section has a top edge. The trapezoid is narrower than the mask and has a wider bottom edge than the top edge, causing the above-mentioned problem.

(4) 発明の目的 本発明は、ゲート電極をマスクとしてイオン注
入を行う電界効果トランジスタ素子を含む半導体
装置について、該ゲート電極と立体交叉の下層配
線となる第一層の配線パターンとを同一導体膜よ
り形成する製造方法を提案するものであるが、条
件の異なるるゲート電極と配線パターンにそれぞ
れ最適の断面形状を与えて、後段の製造工程にお
いて高温熱処理を施すことなく上層配線の断線等
の障害を排除し、かつ前記のゲート耐電圧低下等
の問題を解決することを目的とする。
(4) Purpose of the Invention The present invention relates to a semiconductor device including a field effect transistor element in which ions are implanted using a gate electrode as a mask, in which the gate electrode and a first layer wiring pattern serving as a lower layer wiring of a three-dimensional intersection are made of the same conductor. This method proposes a manufacturing method in which the gate electrode and wiring pattern are formed from a film, but by giving the gate electrode and wiring pattern an optimal cross-sectional shape, which have different conditions, it is possible to prevent disconnections in the upper layer wiring without performing high-temperature heat treatment in the subsequent manufacturing process. The purpose of this invention is to eliminate obstacles and solve problems such as the reduction in gate withstand voltage mentioned above.

(5) 発明の構成 本発明の前記目的は、半導体基体上の導体膜上
に設けた第一のマスクを用いて、該導体膜に効果
が垂直方向に大きい異方性の第一のエツチングを
施し、電界効果トランジスタ素子のゲートパター
ン並びにソース及びドレインとする不純物イオン
注入領域の開口を形成する工程と、該第一のマス
クを除去して、該導体膜に該第一のエツチングよ
り異方性を強めた第二のエツチングを施し、該ゲ
ートパターンの側端面の勾配を急峻にし、かつそ
の肩の部分を丸みをおびた滑らかな形状とする工
程と、該開口に所要の不純物のイオン注入を行う
工程と、該導体膜の電極及び/もしくは配線とす
る領域、並びに該ゲートパターン及び該開口を選
択的に覆う第二のマスクを形成する工程と、該導
体膜に該第一のエツチングより異方性を弱めた第
三のエツチングを施し、上面と側端面の間の肩の
角度が該ゲートパターンより大きい電極及び/も
しくは第一層の配線パターンを形成する工程と、
所要の開口を設けた層間絶縁膜を該半導体基体上
に被着する工程と、該層間絶縁膜上に第二層の配
線パターンを形成する工程とを有する本発明によ
る半導体装置の製造方法により達成される。
(5) Structure of the Invention The above object of the present invention is to perform anisotropic first etching on the conductor film, which has a large effect in the vertical direction, using a first mask provided on the conductor film on a semiconductor substrate. and forming openings for impurity ion implantation regions to be used as the gate pattern and source and drain of the field effect transistor element, and removing the first mask and etching the conductive film with anisotropic etching. A step of performing a second etching to strengthen the etching, making the slope of the side end face of the gate pattern steep, and making the shoulder part into a rounded and smooth shape, and ion implantation of the required impurity into the opening. a step of forming a second mask that selectively covers the region of the conductor film to be used as an electrode and/or wiring, the gate pattern and the opening; and a step of etching the conductor film different from the first etching step. performing a third etching with a weakened orientation to form an electrode and/or a first layer wiring pattern having a shoulder angle between the top surface and the side end surface larger than that of the gate pattern;
Achieved by the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, which includes the steps of depositing an interlayer insulating film with a required opening on the semiconductor substrate, and forming a second layer wiring pattern on the interlayer insulating film. be done.

(6) 発明の実施例 以下に本発明を実施例により、図面を参照して
具体的に説明する。
(6) Examples of the invention The present invention will be specifically described below using examples with reference to the drawings.

第1図乃至第10図はGaAs集積回路における
本発明の実施例を示す断面図であり、各図を通じ
て同一符号は同一対象部分を示す。また第11図
及び第12図はそれぞれ本発明によるゲート電極
及び配線パターンのエツチングを説明する模式図
である。
1 to 10 are cross-sectional views showing an embodiment of the present invention in a GaAs integrated circuit, and the same reference numerals indicate the same parts throughout the figures. Further, FIGS. 11 and 12 are schematic diagrams each illustrating the etching of a gate electrode and a wiring pattern according to the present invention.

第1図に示す如く、半絶縁性GaAs基板1上に
例えばSiO2によりマスク2を設けて、Siもしくは
錫(Sn)等の選択的イオン注入を行い、温度700
℃乃至900℃程度の酸素を含まない雰囲気中で15
分間程度の熱処理を施してn型活性層3を形成す
る。
As shown in FIG. 1, a mask 2 made of, for example, SiO 2 is provided on a semi-insulating GaAs substrate 1, and selective ions such as Si or tin (Sn) are implanted at a temperature of 700°C.
15°C to 900°C in an oxygen-free atmosphere
A heat treatment is performed for about a minute to form an n-type active layer 3.

次に第2図に示す如く、前記選択的イオン注入
に用いたマスク2を除去し、基板1の全表面にゲ
ート電極及び第一層配線の材料となる高融点金属
珪化物、例えばチタン/タングステン・シリサイ
ドによりなる第一の導体膜4を、厚さ600nm程度
にスパツタ法もしくはMO―CVD法等により形成
する。
Next, as shown in FIG. 2, the mask 2 used for the selective ion implantation is removed, and the entire surface of the substrate 1 is covered with a high melting point metal silicide, such as titanium/tungsten, which will be the material for the gate electrode and the first layer wiring. - A first conductor film 4 made of silicide is formed to a thickness of about 600 nm by sputtering, MO-CVD, or the like.

次に第3図に示す如く、ゲートパターン並びに
ソース及びドレインとする不純物イオン注入領域
の開口を形成するためのマスク5をSiO2等によ
り前記導体膜4上に形成する。このマスク5の形
成は、CVD法等により形成されたSiO2膜上に一
旦レジストよりなるマスク(図には表示を省略)
を設け、ドライもしくはウエツトエツチングを施
すものである。
Next, as shown in FIG. 3, a mask 5 of SiO 2 or the like is formed on the conductor film 4 to form openings for a gate pattern and impurity ion implantation regions to be used as sources and drains. This mask 5 is formed by using a resist mask (not shown in the figure) on the SiO 2 film formed by CVD method etc.
dry or wet etching.

次いで前記導体膜4をエツチングし、ゲートパ
ターン6及び前記イオン注入窓7を形成するが、
上述の様にゲートパターンの断面形状が裾広がり
の台形となることを抑止することが重要であり、
かつ本発明ではその肩の部分を丸みをおびた滑ら
かな形状とすることを意図している。
Next, the conductor film 4 is etched to form the gate pattern 6 and the ion implantation window 7.
As mentioned above, it is important to prevent the cross-sectional shape of the gate pattern from becoming a trapezoid with a wide base.
In addition, the present invention intends that the shoulder portion has a rounded and smooth shape.

この様な断面形状を実現するために、本発明で
は第11図a,bに模式的に示す如く、特性が異
なる2回の異方性エツチング処理を下記の様に実
施する。この様にエツチング特性を制御するに
は、化学反応によるリアクテイブ・エツチング効
果と、イオン・エツチング技術の特質である異方
性エツチング効果とを有するリアクテイブイオ
ン・エツチング法が最も適している。
In order to realize such a cross-sectional shape, in the present invention, as schematically shown in FIGS. 11a and 11b, two anisotropic etching processes having different characteristics are performed as follows. In order to control the etching characteristics in this manner, the most suitable method is the reactive ion etching method, which has a reactive etching effect based on a chemical reaction and an anisotropic etching effect, which is a characteristic of ion etching technology.

なおこのリアクテイブイオン・エツチング処理
には平行平板型装置が適しており、また導体膜4
に例えばチタン/タングステン・シリサイドを用
いた本実施例では、炭化水素の弗素を主とするフ
ルオルクロル置換体、例えば四弗化炭素(CF4
を主成分とするガスがエツチヤントに適する。
A parallel plate type device is suitable for this reactive ion etching process, and the conductor film 4
In this example, titanium/tungsten silicide is used as
A gas containing as the main component is suitable as an etchant.

すなわち第一のエツチング処理ではエツチング
速度を考慮してガス圧力は通常さほど低くせず、
バイアス電圧を高めて垂直方向の異方性を強めて
おり、第11図aの如く、従来技術よりサイドエ
ツチングが少ないが、なお裾が拡がつた台形とな
つている。
In other words, in the first etching process, the gas pressure is usually not so low considering the etching speed.
By increasing the bias voltage, the anisotropy in the vertical direction is strengthened, and as shown in FIG. 11a, there is less side etching than in the prior art, but it still forms a trapezoid with a widened base.

次いで第二のエツチング処理では高真空リアク
テイブイオン・エツチング技術を用いて更に垂直
方向の異方性を強め、かつマスク5を除去して、
第11図bに示す如く、ゲートパターン6の裾の
部分を除去するとともにその肩の部分のエツチン
グを進行させる。なお半導体基体の損傷を考慮し
て、通常前記第一のエツチングよりバイアス電圧
を低くする。
Next, in a second etching process, the vertical anisotropy is further strengthened using high vacuum reactive ion etching technology, and the mask 5 is removed.
As shown in FIG. 11b, the bottom portion of the gate pattern 6 is removed and the shoulder portion thereof is etched. Note that in consideration of damage to the semiconductor substrate, the bias voltage is usually lower than that in the first etching.

すなわち本実施例では、第4図に示す如き前記
導体膜4からゲートパターン6及びイオン注入窓
7を形成する前記第一のエツチングを、例えば下
記例の如き条件のリアクテイブイオン・エツチン
グ法により、サイドエツチングがさほど進行しな
い程度に実施する。
That is, in this embodiment, the first etching process for forming the gate pattern 6 and the ion implantation window 7 from the conductor film 4 as shown in FIG. Carry out the process to the extent that side etching does not progress too much.

エツチヤントガス組成: CF4+H2=80sccm+20sccm エツチヤントガス圧力: 2pa セルフバイアス電圧: 140V 高周波電力: 100W エツチング速度: 約200Å/分 次に第5図に示す如く、前記マスク5を除去し
た後に例えば下記例の如き条件で前記第二のエツ
チングを短時間実施し、前記ゲートパターン6の
裾の前記マスク効果の不完全な領域を除去乃至削
減するとともに、その上端面と両側端面とによつ
て形成される肩(エツジ)部分の尖り乃至は角を
除去して丸みをおびた滑らかな形状とする断面形
状の整形を行う。
Etching gas composition: CF 4 + H 2 = 80 sccm + 20 sccm Etching gas pressure: 2 pa Self-bias voltage: 140 V High frequency power: 100 W Etching rate: Approximately 200 Å/min Next, as shown in FIG. The second etching is performed for a short time under certain conditions to remove or reduce the incomplete area of the mask effect at the bottom of the gate pattern 6, and to remove the shoulder ( The cross-sectional shape is shaped by removing sharp edges or corners to create a rounded and smooth shape.

エツチヤントガス組成: CF4=100sccm エツチヤントガス圧力: 0.5pa セルフバイアス電圧: 100V 高周波電力: 50W エツチング速度: 約100Å/分 次に不純物イオン注入によるソース及びドレイ
ン高濃度領域の形成を行う。すなわち、前記の如
くゲートパターン6及びイオン注入窓7が形成さ
れた導体膜4をマスクとしてSi等の選択的イオン
注入を行い、続いて例えば第6図に示す如く、全
面にSiO2等による保護膜8を設けた後に前記と
同様の熱処理を施して、キヤリア濃度が表面で3
×1017cm-3程度のソース高濃度領域9及びドレイ
ン高濃度領域10が形成される。
Etchant gas composition: CF 4 =100 sccm Etchant gas pressure: 0.5 pa Self-bias voltage: 100 V High frequency power: 50 W Etching rate: Approximately 100 Å/min Next, the source and drain high concentration regions are formed by impurity ion implantation. That is, selective ion implantation of Si or the like is performed using the conductor film 4 on which the gate pattern 6 and the ion implantation window 7 are formed as a mask, and then, as shown in FIG. 6, the entire surface is protected with SiO 2 or the like. After providing the film 8, the same heat treatment as described above is performed to reduce the carrier concentration to 3 on the surface.
A high concentration source region 9 and a high concentration drain region 10 of approximately ×10 17 cm -3 are formed.

次に第7図に示す如く、例えば前記保護膜8を
利用して第一層の配線パターンのマスクを形成
し、ゲートパターン6及びイオン注入窓7につい
ても保護膜8を残置しマスクとして、導体膜4に
第三のエツチングを施し、第一層の配線パターン
11を形成する。
Next, as shown in FIG. 7, for example, the protective film 8 is used to form a mask for the first-layer wiring pattern, and the protective film 8 is also left for the gate pattern 6 and the ion implantation window 7, and the conductor is used as a mask. A third etching process is performed on the film 4 to form a first layer wiring pattern 11.

この第三のエツチングは、第12図に示す模式
図の如く、第一層の配線パターン11の側端面を
基板に対して緩徐に傾斜させ、その上面と側端面
の間の肩の角度を当初のゲートパターンより大き
くするために、リアクテイブイオン・エツチング
法による場合には、例えば下記の如く前段の第一
のエツチング条件よりガス圧力を高く、バイアス
電圧を低くして等方性に近づける。
In this third etching, as shown in the schematic diagram in FIG. 12, the side end surface of the first layer wiring pattern 11 is gently inclined with respect to the substrate, and the angle of the shoulder between the top surface and the side end surface is initially adjusted. In order to make the gate pattern larger than that of , when reactive ion etching is used, the gas pressure is set higher and the bias voltage is set lower than the first etching conditions in the preceding stage, for example, as described below, to approximate isotropy.

エツチヤントガス組成: CF4+O2=90sccm+10sccm エツチヤントガス圧力: 5pa セルフバイアス電圧: 120V 高周波電力: 100W エツチング速度: 約500Å/分 なおこのエツチングに際して、ゲートパターン
6はマスクされているために断面積の減少がな
く、ゲート抵抗の上昇がない。
Etchant gas composition: CF 4 + O 2 = 90 sccm + 10 sccm Etchant gas pressure: 5 pa Self-bias voltage: 120 V High frequency power: 100 W Etching rate: Approximately 500 Å/min During this etching, since the gate pattern 6 is masked, there is no reduction in cross-sectional area. , there is no increase in gate resistance.

次に第8図に示す如く、第一層の配線パターン
11の形成に際してマスクとした保護膜8を除去
した後、ソース及びドレイン領域にオーミツク接
触する電極12及び13等を、例えば金・ゲルマ
ニウム・金により構成する。
Next, as shown in FIG. 8, after removing the protective film 8 that was used as a mask when forming the first layer wiring pattern 11, the electrodes 12 and 13, etc., which are in ohmic contact with the source and drain regions, are made of, for example, gold or germanium. Consists of money.

次に第9図に示す如く層間絶縁膜14を設け
る。
Next, as shown in FIG. 9, an interlayer insulating film 14 is provided.

この層間絶縁膜14は例えばCVD法による
SiO2とし、厚さ600nm程度とする。本実施例にお
いては以上説明した如く、ゲートパターン6の肩
の部分が丸みをおびた滑らかな形状に整形され、
配線パターン11は側端面が緩徐に傾斜し肩の部
分が大きい鈍角であるために、この層間絶縁膜1
4はゲートパターン6或いは配線パターン11上
の段差部分においても滑らかな形状となる。
This interlayer insulating film 14 is formed by, for example, the CVD method.
It is made of SiO 2 and has a thickness of about 600 nm. In this embodiment, as explained above, the shoulder part of the gate pattern 6 is shaped into a rounded and smooth shape,
Since the wiring pattern 11 has a gently sloped side end face and a large obtuse angle at the shoulder, the interlayer insulating film 1
4 has a smooth shape even in the stepped portion on the gate pattern 6 or the wiring pattern 11.

次に第10図に示す如く、前記層間絶縁膜14
に所要の開口、例えば15及び16をリソグラフ
イ法により設けた後、第二層の導体膜を形成し、
所要のパターニングを実施して第二層の配線パタ
ーン17を得る。
Next, as shown in FIG. 10, the interlayer insulating film 14
After providing necessary openings, for example 15 and 16, by lithography, a second layer of conductive film is formed,
Required patterning is performed to obtain the second layer wiring pattern 17.

この第二層の配線パターン17の形成は従来技
術によつて実施することが可能であるが、更に第
三層の配線パターンを設けるなど、第二層の配線
パターン17の断面形状を整える必要がある場合
には、前記第一層の配線パターン11のエツチン
グと同様の方法及び条件による。
Although the formation of the second layer wiring pattern 17 can be carried out using conventional techniques, it is necessary to further prepare the cross-sectional shape of the second layer wiring pattern 17, such as by providing a third layer wiring pattern. In some cases, the same method and conditions as those for etching the first layer wiring pattern 11 are used.

(7) 発明の効果 本発明は以上説明した如く、ゲート電極をマス
クとしてイオン注入を行う電界効果トランジスタ
素子を含む半導体装置の製造工程において、導体
膜に特性が異なる2回の異方性エツチング処理を
実施し、特にその第二回の処理では異方性を強め
マスクを除去して、肩の部分が丸みをおびた滑ら
かな形状で側端面が急峻なゲートパターンとソー
ス・ドレインイオン注入窓を形成し、不純物のイ
オン注入後に、等方性に近い第三のエツチングに
より、側端面が緩徐に傾斜してその上面と側端面
の間の肩の角度がゲートパターンより大きい第一
層の配線パターン等を該導体膜から形成すること
により、層間絶縁膜が段差部分においても滑らか
となり、その上に形成する電極・配線パターンの
第二層の断線等の障害が排除されるものであつ
て、同目的に対する従来技術の如く高温度の熱処
理を必要とせず、広い適用範囲を有する。
(7) Effects of the Invention As explained above, the present invention applies two anisotropic etching treatments with different characteristics to a conductor film in the manufacturing process of a semiconductor device including a field effect transistor element in which ions are implanted using a gate electrode as a mask. In particular, in the second process, the anisotropy was strengthened and the mask was removed to create a gate pattern with a smooth shape with rounded shoulders and steep side edges, and a source/drain ion implantation window. After forming and implanting impurity ions, a third near-isotropic etching process is performed to form a first-layer wiring pattern whose side end surfaces are gently inclined and whose shoulder angle between the top surface and the side end surfaces is larger than that of the gate pattern. By forming the interlayer insulating film from the conductive film, the interlayer insulating film becomes smooth even at the stepped portion, and problems such as disconnection of the second layer of the electrode/wiring pattern formed thereon are eliminated. It does not require high-temperature heat treatment as in the prior art and has a wide range of applications.

また電界効果トランジスタ素子のゲート電極パ
ターンの側端面が急峻となることにより、これを
マスクとしてイオン注入を行うソース・ドレイン
高濃度領域が明確となり、ゲート耐電圧が向上す
るなどの効果が得られる。
Furthermore, since the side end faces of the gate electrode pattern of the field effect transistor element are steep, the high concentration regions of the source and drain where ions are implanted using this as a mask become clear, and effects such as improved gate withstand voltage can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第10図は本発明の実施例を示す断
面図、第11図及び第12図はそれぞれ本発明に
よるゲート電極パターン及び第一層の配線パター
ンのエツチングを説明する模式断面図である。 図において、1は基板、2はマスク、3はn型
活性層、4は導体膜、5はマスク、6はゲート電
極パターン、7はイオン注入窓、8は保護膜、9
はソース高濃度領域、10はドレイン高濃度領
域、11は第一層の配線パターン、12はソース
電極、13はドレイン電極、14は層間絶縁膜、
15は開口、16は開口、17は第二層の配線パ
ターンを示す。
FIGS. 1 to 10 are cross-sectional views showing embodiments of the present invention, and FIGS. 11 and 12 are schematic cross-sectional views illustrating etching of a gate electrode pattern and a first layer wiring pattern according to the present invention, respectively. . In the figure, 1 is a substrate, 2 is a mask, 3 is an n-type active layer, 4 is a conductor film, 5 is a mask, 6 is a gate electrode pattern, 7 is an ion implantation window, 8 is a protective film, 9
10 is a source high concentration region, 10 is a drain high concentration region, 11 is a wiring pattern of the first layer, 12 is a source electrode, 13 is a drain electrode, 14 is an interlayer insulating film,
15 is an opening, 16 is an opening, and 17 is a second layer wiring pattern.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基体上の導体膜上に設けた第一のマス
クを用いて、該導体膜に効果が垂直方向に大きい
異方性の第一のエツチングを施し、電界効果トラ
ンジスタ素子のゲートパターン並びにソース及び
ドレインとする不純物イオン注入領域の開口を形
成する工程と、 該第一のマスクを除去して、該導体膜に該第一
のエツチングより異方性を強めた第二のエツチン
グを施し、該ゲートパターンの側端面の勾配を急
峻にし、かつその肩の部分を丸みをおびた滑らか
な形状とする工程と、 該開口に所要の不純物のイオン注入を行う工程
と、 該導体膜の電極及び/もしくは配線とする領
域、並びに該ゲートパターン及び該開口を選択的
に覆う第二のマスクを形成する工程と、 該導体膜に該第一のエツチングより異方性を弱
めた第三のエツチングを施し、上面と側端面の間
の肩の角度が該ゲートパターンより大きい電極及
び/もしくは第一層の配線パターンを形成する工
程と、 所要の開口を設けた層間絶縁膜を該半導体基体
上に被着する工程と、 該層間絶縁膜上に第二層の配線パターンを形成
する工程とを有することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
[Claims] 1. Using a first mask provided on a conductor film on a semiconductor substrate, the conductor film is subjected to first anisotropic etching with a large effect in the vertical direction, thereby forming a field effect transistor element. forming gate patterns and openings for impurity ion implantation regions to be used as sources and drains, and removing the first mask and etching a second etching layer on the conductor film, which has stronger anisotropy than the first etching process. a step of etching the gate pattern to steepen the slope of the side end face and give the shoulder portion a rounded and smooth shape; a step of ion-implanting a required impurity into the opening; forming a second mask that selectively covers the region of the film to be used as an electrode and/or wiring, the gate pattern and the opening, and etching the conductor film with a second mask having weaker anisotropy than the first etching. Step 3: performing etching to form an electrode and/or a first layer wiring pattern having a shoulder angle between the top surface and the side end surface larger than that of the gate pattern, and forming an interlayer insulating film with a required opening into the semiconductor A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: depositing on a substrate; and forming a second layer wiring pattern on the interlayer insulating film.
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