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JPS6346577B2 - - Google Patents
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JPS6346577B2 - - Google Patents

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Publication number
JPS6346577B2
JPS6346577B2 JP57129177A JP12917782A JPS6346577B2 JP S6346577 B2 JPS6346577 B2 JP S6346577B2 JP 57129177 A JP57129177 A JP 57129177A JP 12917782 A JP12917782 A JP 12917782A JP S6346577 B2 JPS6346577 B2 JP S6346577B2
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JP
Japan
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polycrystalline silicon
contact
silicon layer
layer
conductive layer
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JP57129177A
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Takahiko Yamauchi
Teruo Seki
Keizo Aoyama
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to US06/513,611 priority patent/US4549199A/en
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/01Manufacture or treatment
    • H10W20/031Manufacture or treatment of conductive parts of the interconnections
    • H10W20/0698Local interconnections

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (A) 発明の技術分野 本発明は半導体装置に関し、特に隣接配置され
た2種の導電層間を第3の導電層パターンを渡設
して接続したコンタクト構造を有する半導体装置
に関する。
(B) 技術の背景 集積回路、特にMIS型集積回路では多結晶シリ
コン層配線が多用されているが、集積密度の向上
に伴い更に多層配線化したり、或いは抵抗体とし
て利用するため、2層の多結晶シリコン層を多層
配線構造に設けることが行なわれるようになつて
いる。旧来の1層多結晶シリコン層構造は所謂シ
リコンゲート構造であるが、多結晶シリコン層と
ソース・ドレイン拡散層との直接的コンタクトを
実現するためには、特公昭50−40835号公報など
に見られるような所謂埋込コンタクト構造が採用
されている。この埋込コンタクト構造はコンタク
ト部の小型化には有利であるが、多結晶シリコン
層の形成前(従つてソース・ドレイン領域形成
前)にコンタクト窓開き工程が余分に必要になる
という煩しさを持つ。それ故、2層多結晶シリコ
ン構造の場合には、埋込コンタクト構造は採ら
ず、2層目多結晶シリコン層パターンを隣接配置
された拡散層と1層目多結晶シリコン層との間に
渡設して両者の接続を図るコンタクト構造を採る
ことが提案されている。2層目多結晶シリコン層
形成前にはいずれにしても既設の拡散層又は1層
目多結晶シリコン層へのコンタクト窓形成工程が
必要なので、上記既提案構造を採用しても特別の
工程を追加することにはならず、拡散層と1層目
多結晶シリコン層との接続を図れる。このような
コンタクト構造は、例えば雑誌IEEE Journal of
S.S.C.Vol.SC―16、October1981の444〜448頁な
どで公知である。
(C) 従来技術と問題点 上記した公知のコンタクト構造の典型的なレイ
アウト例を第1図aに、そのA―A′断面図を第
1図bに夫々示す。同図にて、1はシリコン基
板、2は厚いフイールド酸化膜、2′はフイール
ド酸化膜端、3はゲート酸化膜、4はソース・ド
レイン用n型領域、5は1層目多結晶シリコン
層、6は多結晶シリコン層間絶縁用の窒化シリコ
ン膜、6′は窒化シリコン膜6に開けたコンタク
ト窓、7は2層目多結晶シリコン層である。図示
の如く、n型領域4に対しその先端部が隣接する
ように1層目多結晶シリコン層5の指状部分を延
在させ、両者に跨つてコンタクト部分を画定する
窓6′を形成し、この窓6′を完全に覆うパターン
に2層目多結晶シリコン層7を形成している。こ
の構造により、n型領域4は2層目多結晶シリコ
ン層7を経由して1層目多結晶シリコン層5へ接
続がなされる。工程的には1層目多結晶シリコン
層5を形成する前にコンタクト窓を形成する工程
を必要としなくなるため有利であるが、コンタク
ト部に要する面積が大きくなり勝ちである短所も
ある。ここには3種の導電層パターンが集中する
ので、いずれの導電層を利用しても他の導電パタ
ーンは所要のマージンを取つた外方にしか配置で
きず、集積密度に及ぼす影響はかなり大きい。し
かも3層間のパターン形成工程に伴う位置ずれに
対し余裕を見る必要があるため、位置ずれに対す
るマージンもかなり大き目に取る必要がある。第
1図aについてみると、窓6′内において、n型
領域4へのコンタクトを確保するためのマージン
を見込んだ寸法L1を、また1層目多結晶シリコ
ン層5へのコンタクトを確保するためのマージン
を見込んだ寸法L2を取つたレイアウトとしてあ
る。A―A′線と直交する方向のマージンについ
ては、1層目多結晶シリコン層5が主にゲート電
極に利用されてゲート長に応じた最小線幅に近い
微小幅を有するとは言え、位置ずれマージンより
やや大きく設定された寸法L1,L2と比べれば同
等以上の幅を有するので、ここでは全く問題とは
していない。窓6′の幅を小さくし得るなら、A
―A′線に直交する方向では窓6′の幅を1層目多
結晶シリコン層5の幅より狭くしてもよい。いず
れにしてもこの方向についてはコンタクト領域を
画定する窓パターンとn型領域4或いは1層目多
結晶シリコン層5との2層間の重ね合せの問題で
あり、何ら特殊性は存在しない。これに対しA―
A′方向については3層パターン間の重ね合せ位
置ずれを考慮する必要があり、従来のレイアウト
では寸法L1及びL2部分を直列に並置する必要が
あり、これ以上の小型化は難しい。
(D) 発明の目的 本発明は以上の点に鑑み、更に小型化が可能な
3層間コンタクト構造を提供することを目的とす
る。
(E) 発明の構成 本発明による半導体装置は、基板内或いは上に
形成せれた第1導電層と、その一先端部が第1導
電層に隣接するように延在された第2導電層と、
該隣接箇所で第1及び第2導電層上に跨るように
画定された矩形のコンタクト領域において第1及
び第2導電層に接触して両者を接続する第3導電
層とから成る接続構造を具備し、前記第2導電層
の前記先端部の前記コンタクト領域矩形の一辺に
沿う方向の幅がその先端部に近い部分では他の部
分より狭くなるような形状であることを特徴とす
るものである。
(F) 発明の実施例 第2図は本発明実施例のコンタクト構造部のレ
イアウトを示す図であり、12′は厚いフイール
ド酸化膜端の境界、15は1層目多結晶シリコン
層、16′はコンタクト領域を画定する絶縁膜の
窓パターン、17は2層目多結晶シリコン層であ
る。図から明らかなように、本発明によると、1
層目多結晶シリコン層15のパターンを先端で幅
狭となるようにしてコンタクト窓16′内に配置
し、それにより、位置ずれ余裕を見込んで各層へ
のコンタクト確保に必要な寸法L1,L2部分をず
れた位置で確保している。従つて両層を接続する
方向(第1図aのA―A′方向に相当する方向)
の寸法は従来より大幅に縮小し得る。結果的にコ
ンタクト部に占有される面積は小さくなり、集積
密度の向上をもたらす。ここで注意すべきこと
は、集積密度の向上には周囲のパターンをどれだ
け接近して密に配置できるかが基準となるのであ
り、例えばコンタクト窓16′の形状を矩形と異
ならせてその面積そのものを小さくしても必ずし
も集積密度の向上にはつながらないことである。
周囲パターンはコンタクト窓16′の矩形の各辺
に平行に一定のマージン以上離間して配置され
る。従つて第2図に示すようなコンタクト部のサ
イズの縮小は集積密度の向上に効果がある。更に
また、L1,L2のマージン確保のために多結晶シ
リコン層15のパターンを複雑化することは、集
積密度向上のためパターンサイズを極小化してい
ることから難しい。本実施例では多結晶シリコン
層15の指状パターン先端角部を切欠いただけの
単純なパターンなので、パターン精度向上を必要
とするものではない。
本発明のコンタクト構造を理解するのを容易に
するため、ここで第2図におけるB―B′線に沿
つた断面構造を製造工程を追つて第3図に順次示
し、製造方法概要について説明する。
先ずp型シリコン基板11上に、周知の選択酸
化技術により、厚さ8000Å程度のフイールド酸化
膜12を所定のパターンに形成する。選択酸化マ
スク膜を除去し、フイールド酸化膜12で覆われ
ていない素子領域表面に厚さ約400Åの熱酸化膜
13(ゲート絶縁膜用)を形成した状態を第3図
aに示す。
次に1層目多結晶シリコン層をCVDにより厚
さ4000Å位に被着形成し、これをゲート電極及び
配線の形状にパターニングする。このパターン形
成工程で形成された1層目多結晶シリコン層15
のパターンとフイールド酸化膜12とをマスクと
して、ソース・ドレインn型領域14形成のため
の砒素イオン注入を行なう(第3図b)。1層目
多結晶シリコン層15も砒素がドープされ低抵抗
化する。ここまではありきたりの単層多結晶シリ
コンによるシリコンゲート工程と同じであり、但
し埋込コンタクト工程は採つていない。
ソース・ドレイン領域14上の厚さ400Åの酸
化膜が完全に除去される程度に二酸化シリコンの
エツチングを行なつてから、多結晶シリコン層間
絶縁を行なうための絶縁膜、例えば厚さ700Åの
窒化シリコン膜16をCVD法により被着する。
2層目多結晶シリコン層をコンタクトさせるべき
箇所の窒化膜16を選択的に除去して窓16′を
形成する(第3図c)。
その後、2層目多結晶シリコン層を厚さ2500Å
程度にCVD法で被着し、ノンドープで成長した
場合には引続いて所定ドーズ量で砒素をイオン打
込し、所要の比抵抗に調整する。2層目多結晶シ
リコン層17は例えば負荷抵抗として用いられ、
その場合は高い比抵抗となるよう低ドーズ量打込
みを行なう。これをパターニングした状態を第3
図dに示す。2層目多結晶シリコン層17が高比
抵抗を有するものでも、ソース・ドレイン用n型
領域14と1層目多結晶シリコン層とは隣接して
形成されているので、両者間は導電的に接続され
る。しかも、一般的に1層目多結晶シリコン層1
5は高入力インピーダンスのゲート用配線に用い
られるので多少の寄生抵抗の挿入は無視できる。
この後は更に絶縁膜形成、コンタクト窓形成、
アルミニウム電極形成等の工程を経て装置を完成
するが、それらは本発明には関与しないので説明
を省略する。また第3図a〜d工程中に通常行な
われるチヤネルストツプ領域の形成工程やトラン
ジスタの閾値制御のためのイオン注入工程なども
説明を簡明にするため省略した。
第3図aの工程の後は、各層のパターン形成工
程毎に、既設の他のパターンに対する位置合せず
れが発生し得る。従つてこれらの位置合せずれを
見込んで、第2図に示す寸法L1,L2の設定を行
なわねばならないことが理解されよう。
第4図a及びbは夫々、本発明の他の実施例の
レイアウトを示すもので、第2図と同一部分は同
一番号で示してある。これらの実施例から判るよ
うに、本発明によると、第2導電層であるところ
の1層目多結晶シリコン層15の矩形コンタクト
領域(即ち矩形窓16′)内における形状を、部
分的に幅を変えることによつてマージンを大とし
ている。このことは第1図aと特に第4図bとを
対比させると容易に理解できる。即ち、第1図a
の場合、コンタクト確保のために下限値が定めら
れる最小寸法L1,L2はコンタクト領域矩形の辺
に沿つた方向で規定される。ところが第4図bの
レイアウトでは、位置ずれマージンの最も小さい
方向は、コンタクト領域矩形の対角線の方向であ
る。従つてこの対角線方向に沿つて最小寸法L1
L2を確保すればよいので、コンタクト領域矩形
はより小型化できるのである。第4図aでも同様
であり、この場合マージン最小の方向はコンタク
ト領域矩形の辺とは異なる方向になるので、より
小型の矩形領域で最小寸法L1,L2を確保できる。
以上の実施例では、基板内のn型領域と1層目
多結晶シリコンとの間を2層目多結晶シリコン層
で接続する例を述べているが、本発明はこれに限
定されず、3種の導電層間でのコンタクトを採る
場合に適用できる。また上記実施例ではコンタク
ト領域は絶縁膜16に形成したコンタクト窓1
6′によつて画定しているが、この代わりに、第
3導電層のパターンそのものでコンタクト領域を
画定することも可能である。
(G) 発明の効果 本発明によれば、隣接配置された2種の導電層
間を第3の導電層パターンを渡設して接続したコ
ンタクト構造の占有面積を小さくでき、従つて半
導体装置の集積密度向上の効果を奏するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図a及びbは従来の3層間コンタクト構造
を例示するための平面図と断面図、第2図は本発
明実施例のレイアウトを示す図、第3図a〜dは
その製造工程に沿つた構造断面図、第4図a及び
bは夫々本発明の他の実施例のレイアウトを示す
図である。 12′……フイールド酸化膜端、14……n型
領域、15……1層目多結晶シリコン層、16′
……コンタクト窓、17……2層目多結晶シリコ
ン層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 基板内或いは上に形成せれた第1導電層と、
    その一先端部が第1導電層に隣接するように延在
    された第2導電層と、該隣接箇所で第1及び第2
    導電層上に跨るように画定された矩形のコンタク
    ト領域において第1及び第2導電層に接触して両
    者を接続する第3導電層とから成る接続構造を具
    備し、前記第2導電層の前記先端部の前記コンタ
    クト領域矩形の一辺に沿う方向の幅がその先端部
    に近い部分では他の部分より狭くなるような形状
    であることを特徴とする半導体装置。
JP57129177A 1982-07-24 1982-07-24 半導体装置 Granted JPS5919354A (ja)

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