(57)【要約】【課題】本発明は、半導体基板とコンタクト部材との接触抵抗をより低減可能な半導体装置を提供する。【解決手段】  第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域ＡＡと、前記活性領域ＡＡを分離する素子分離絶縁膜１１とが設けられた半導体基板２１ａと、前記半導体基板２１ａの主表面上に形成された第２の層間絶縁膜２４と、前記第２の層間絶縁膜２４内に設けられ、前記半導体基板２１ａ上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分から、はみ出した形状である第２の部分を有するコンタクト部材２２とを備え、前記第１の方向における前記第２の部分最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜２４に接触していることを特徴とする半導体装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、前記活性領域を分離する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の主表面上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分から、はみ出した形状である第２の部分を有するコンタクト部材とを備え、
前記第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、
前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の方向における前記コンタクト部材の幅が、前記第２の方向における前記活性領域の幅よりも短く、
前記第２の方向における前記第２の部分の幅は、前記第２の方向における前記第１の部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の方向における前記第１の部分の一部分は、前記素子分離絶縁膜上面と接触しており、前記第２の部分側面は、前記素子分離絶縁膜上面の角部を共有する前記素子分離絶縁膜の側面に接触していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の方向における前記コンタクト部材の幅が、前記第２の方向における前記活性領域の幅より広く、
第２の方向における前記活性領域の中心部に凸部を有し、
前記凸部を含めた活性領域上に前記コンタクト部材を設けることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記コンタクト部材が、シリコンポリプラグであることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれか１項記載の半導体装置。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、活性領域に接続されるコンタクト部材を備えた半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積度や高密度化に伴い、半導体基板とコンタクト部材との接触面積は小さくなる。
【０００３】
しかし、半導体基板とコンタクト部材との接触面積が小さくなると、半導体基板とコンタクト部材との接触抵抗が増大し、半導体基板上に形成され、コンタクト部材と電気的に接続された半導体素子の誤作動が生じる可能性がある。
【０００４】
従来では、半導体基板上に形成された凸状半導体層と、凸状半導体層上面と側面の一部とに接触し、この凸状半導体層と電気的に接続されるコンタクト部を設けることにより、凸状半導体層とコンタクト部との接触抵抗の低減を図っていた（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、このような従来の接触抵抗の低減では十分でない可能性が生じてきた。
【０００６】
また、近年の半導体装置の低消費電力化の観点からも、半導体基板とコンタクト部材との接触抵抗をより低減することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１２３４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、半導体基板とコンタクト部材との接触抵抗をより低減可能な半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置は、第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、前記活性領域を分離する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の主表面上に形成された第２の層間絶縁膜と、前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分から、はみ出した形状である第２の部分を有するコンタクト部材とを備え、前記第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に接触していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、半導体基板とコンタクト部材との接触抵抗をより低減可能な半導体装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第1の実施形態における半導体装置の構成を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。
【図３】図３（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図３（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造工程を第１の方向から眺めたフロー図である。
【図５】本発明の第１の実施形態における半導体装置の製造工程を第２の方向から眺めたフロー図である。
【図６】図６（ａ）は本発明の実施形態における半導体装置のうち、コンタクト部材と半導体基板の接続状態を示す断面図であり、図６（ｂ）は従来の半導体装置のうちコンタクト部と凸状半導体層の接続状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の変形例における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。
【図８】図８（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図８（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。
【図１０】図１０（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図１０（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。この説明に際し、全図にわたり、共通する部分には共通する参照符号を付す。
【００１３】
（第１の実施形態）
［第１の実施形態の構成］
本発明の第１の実施形態にかかる半導体装置の構成については、図１及び図２を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実施形態における半導体装置の構成を示す平面図である。図２は、本発明の第１の実施形態における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。
【００１４】
図１に示すように、本実施形態の一態様であるＮＡＮＤ型不揮発性半導体装置１００には、半導体基板２１ａと、ＮＡＮＤストリング１０と、半導体基板２１ａと接続されたコンタクト部材２２と、コンタクト部材２２上に形成されたタングステン配線（図示略）と、タングステン配線上に形成され、タングステン配線と後述する金属配線ＢＬを接続するプラグ（図示略）と、金属配線ＢＬとで構成される。
【００１５】
＜＜半導体基板＞＞
図１に示すように、第１の方向（図１のＸ方向）に延びる複数の活性領域ＡＡが、半導体基板２１ａの表面部分に形成されており、それぞれの活性領域ＡＡを分離するように素子分離絶縁膜１１（例えば、ＳＴＩ構造）が形成されている。ビット線ＢＬは活性領域ＡＡに重なるように、活性領域ＡＡの上方に配置されている。一方で、複数のワード線ＷＬが図１の第１の方向と直交する方向（Ｙ方向）に延び、Ｘ方向に所定の間隔をおいて配置されている。この複数のワード線ＷＬを挟むように選択ゲート線ＳＧが形成されている。
【００１６】
＜＜ＮＡＮＤストリング＞＞
メモリセルは、ＭＯＳ型メモリセルであり、図１に示すように、ワード線ＷＬと活性領域ＡＡの交点が制御ゲートとなるように形成される。また、ＮＡＮＤストリング１０は活性領域ＡＡの長手方向（図１のＸ方向）に直列に接続された複数のメモリセルと、その両端部に配置された選択ゲートトランジスタにより構成される。このＮＡＮＤストリング１０は、マトリックス状に複数形成されている。
【００１７】
＜＜コンタクト部材＞＞
コンタクト部材２２は、コンタクト部材２２の上に積層されたタングステン配線（図示略）と半導体基板２１ａのうち、活性領域ＡＡ内に設けられたＮ型拡散層２１ｂとに接続されている。コンタクト部材２２は、活性領域ＡＡの長手方向に隣接する２つのＮＡＮＤストリング１０間に挟まれた部分にそれぞれ配置される。ここで、このコンタクト部材２２とＮ型拡散層２１ｂの接続状態の一例について図２及び図３を参照して説明する。図３（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図３（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。
【００１８】
図３に示すように、Ｎ型拡散層２１ｂと素子分離絶縁膜１１上に形成された層間絶縁膜２４中にコンタクト部材２２が形成されている。このコンタクト部材２２の一部が、活性領域ＡＡ内のＮ型拡散層２１ｂに埋め込まれた構成をしている。図２及び図３に示すように、このコンタクト部材２２を構成する第１のコンタクト部材２２ａ（第１の部分）と第２のコンタクト部材２２ｂ（第２の部分）を以下のように定義する。層間絶縁膜２４で周りを囲まれている部分を第１のコンタクト部材２２ａと定義し、Ｎ型拡散層２１ｂで周りを囲まれている部分を第２のコンタクト部材２２ｂと定義する。
【００１９】
図２に示すように、第１のコンタクト部材２２ａについては、第２の方向（Ｙ方向）の幅ｈｃ１と第１の方向（Ｘ方向）の幅ｗｃ１により構成される四角形を断面とし一定の高さを有する略直方体の構造をなしている。
【００２０】
ここで、第２の方向における第１のコンタクト部材２２ａの幅ｈｃ１は、第２の方向における活性領域ＡＡの幅ｈａよりも短く、幅ｗｃ１は所定の一定幅である。
【００２１】
次に、図２に示すように、第２のコンタクト部材２２ｂの上面（Ｎ型拡散層２１ｂの上面と同一平面で切断したときの第２のコンタクト部材２２ｂの面を意味する）について、第２の方向の最大幅ｈｃ２は第１のコンタクト部材２２ａの幅ｈｃ１よりも長く、第１の方向の最大幅ｗｃ２は第１のコンタクト部材２２ａの幅ｗｃ１よりも長く、上面の隅には弧状を含む形状である。具体的には、第１のコンタクト部材２２ａ下面（Ｎ型拡散層２１ｂの上面と同一平面で切断したときの第１のコンタクト部材２２ａの面を意味する）と第２のコンタクト部材２２ｂ上面が接続されたとき、第１のコンタクト部材２２ａ上面のうち、第１のコンタクト部材２２ａが接続されない部分（第２のコンタクト部材２２ｂ上面のうち、第１のコンタクト部材２２ａ下面からはみ出た部分）は、層間絶縁膜２４で覆われている。なお、第２のコンタクト部材２２ｂの幅ｈｃ２は、活性領域ＡＡの幅ｈａよりも短い。
【００２２】
また、図３（ａ）に示すように、第２のコンタクト部材２２ｂの断面を第１の方向から眺めた場合、第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接続部分は、弧が下向き（図２におけるＺ方向負の向き）である略円弧形状であり、図３（ｂ）に示すように、第２のコンタクト部材２２ｂの断面を第２の方向から眺めた場合、上記同様に第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接続部分は、弧が下向きである略円弧形状である。
【００２３】
なお、上記の略円弧形状である構造は、等方性エッチングにより形成される形状であり、厳密な円弧形状でなくてもよい。また、第２のコンタクト部材２２ｂ上面が、Ｎ型拡散層２１ｂの上面と面一でなくてもよく、例えばＮ型拡散層２１ｂの上面に対して上方に向かう斜面形状であってもよい。この斜面形状上は、層間絶縁膜２４で覆われている。
【００２４】
［第１の実施形態の製造方法］
次に、第１の実施形態における半導体装置の製造方法について図４の第１の方向から眺めた製造工程断面図及び図５の第２の方向から眺めた製造工程断面図を参照して説明する。
【００２５】
半導体基板２１ａ内に素子分離絶縁膜１１で構成される素子分離領域を形成した後、Ｎチャネル領域及びＰチャネル領域が形成される領域にそれぞれウェル形成用のイオン注入を実施する。その後、ポリシリコン等を堆積し、加工することにより、ワード線ＷＬ及び選択ゲート線ＳＧを形成する。なお、ポリシリコン等の形成は素子分離領域を形成する前に堆積しても良い。その後、イオン注入法により、コンタクト部材２２が形成される領域の半導体基板２１ａの表面にＮ型拡散層２１ｂを形成する。
【００２６】
そして、素子分離絶縁膜１１とＮ型拡散層２１ｂ上に層間絶縁膜２４を形成する（図４（ａ）及び図５（ａ）参照）。
【００２７】
この後に、層間絶縁膜２４の全面にフォトレジスト（図示略）を塗布し、リソグラフィ技術により所望のレジストパターンを形成する。そして、このレジストパターンをマスクとして層間絶縁膜２４をドライエッチング（例えば、ＲＩＥ）により加工し、層間絶縁膜２４に溝（コンタクト用の溝）を形成する（図４（ｂ）及び図５（ｂ）参照）。その際、この溝の第２の方向における幅を幅ｈｃ１に、この溝の第１の方向における幅を幅ｗｃ１になるように形成する。
【００２８】
その後、Ｎ型拡散層２１ｂに等方性エッチングを施すことにより、コンタクト用の溝に露出したＮ型拡散層２１ｂを等方的に食刻除去する（図４（ｃ）及び図５（ｃ）参照）。例えば、等方性エッチングとして、ＨＦを含むＨＮＯ３溶液を用いたウエットエッチングであってもよいし、Ｃl４を含むハロゲン化物ガスを用いてＮ型拡散層２１ｂのみを選択的にエッチングできるドライエッチングを用いてもよい。
【００２９】
そして、このコンタクト用の溝に金属層を埋め込み、コンタクト部材２２を形成する（図４（ｄ）及び図５（ｄ）参照）。なお、Ｎ型拡散層２１ｂ及び第１の絶縁膜２４と金属層との間に、バリアメタル層を形成してもよい。
【００３０】
以上により、コンタクト部材２２の一部がＮ型拡散層２１ｂに埋め込まれた構造になっているために、半導体基板２１ａとコンタクト部材２２との接触抵抗をより低減可能な半導体装置を提供できる。
【００３１】
以下では、第１のコンタクト部材２２ａの形状は円を断面とする円柱として、図６を用いて、Ｎ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとが第１の実施形態のように接触される場合の接触面積と、上記特許文献１におけるコンタクト部２２−１と凸型半導体層２１ｂ−１の接触面積の比較を説明する。なお、第１のコンタクト部材２２ａが円柱形状である場合には、幅ｗｃ１（＝ｈｃ１），ｗｃ２（＝ｈｃ２）はそれぞれの円の直径を意味する。
【００３２】
図６（ａ）は本発明の実施形態における半導体装置のうち、コンタクト部材と半導体基板の接続状態を示す断面図であり、図６（ｂ）は従来の半導体装置のうちコンタクト部と凸状半導体層の接続状態を示す断面図である。説明の便宜上、図６ではハッチングを省略した。
【００３３】
ただし、図６（ａ）の高さＨ１と図６（ｂ）の高さＨ２は等しく、図６（ｂ）においてコンタクト部２２−１と接触する凸型半導体層２１ｂ−１上面の領域Ｙ１の面積が、本実施形態の第１のコンタクトプラグ２２ａと第２のコンタクトプラグ２２ｂの接触領域Ｘ１の面積と等しいとする。
【００３４】
図６（ａ）に示すように、第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接触面を以下のように領域Ｘ２と領域Ｘ３に分ける。領域Ｘ２は、第１のコンタクト部材２２ａを、第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接触面に射影したときに形成できる接触面の領域であり、領域Ｘ３は、第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接触面から領域Ｘ２を差し引いた領域である。一方で、図６（ｂ）に示すように、コンタクト部２１ｂ−１と凸型半導体層２２−１側面の接触面を領域Ｙ２とする。
【００３５】
このとき、図６（ａ）に示すように、本実施形態における第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接続部分は、弧が下向きである略円弧形状であるため、領域Ｘ２は領域Ｙ１よりも大きく、領域Ｘ３が領域Ｙ２よりも大きくなる。したがって、本発明の実施形態の場合のＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂの接触面積は、上記特許文献１における凸型半導体層２１ｂ−１とコンタクト部２１−１の接触面積に比べ、大きい。
【００３６】
その結果、本実施形態における半導体基板２１ａのＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触抵抗を軽減することができる。
【００３７】
このため、Ｎ型拡散層２１ｂとコンタクト部材２２との間の電流が小さくなることを防止できる。即ち、ＮＡＮＤストリング１０に流れる電流が小さくなることを防止できる。その結果、ＮＡＮＤ型フラッシュメモリの読み出し速度を速めることができるとともに素子の誤作動を軽減することができる。
【００３８】
また、本実施形態において、Ｎ型拡散層２１ｂ表面に等方性エッチングを施している。このため、ウェル形成、または、Ｎ型拡散層２１ｂ形成用のイオン注入を実施したときに発生する欠陥層も同時にエッチングで除去することができる。その結果、半導体基板２１ａとコンタクト部材２２との接触抵抗を軽減することができる。また、欠陥層の除去により、接触抵抗値の分散を小さくすることができる。その結果、半導体素子の誤動作を抑制できる。
【００３９】
また、Ｎ型拡散層２１ｂ表面に施す等方性エッチングにより、図４（ｂ）及び図５（ｂ）の工程でコンタクト用の溝に露出した半導体基板２１ａ表面に形成された自然酸化膜も同時に除去することができる。その結果、Ｎ型拡散層２１ｂとコンタクト部材２２との接触抵抗をさらに低減することができる。
【００４０】
（第１の実施形態の変形例）
なお、第１の実施形態では、第２の方向における第２のコンタクト部材２２ｂの幅ｈｃ２が活性領域ＡＡの第２の方向における幅ｈａよりも短く、第１のコンタクト部材２２ａの全てが活性領域ＡＡ上に形成されているが、上述したリソグラフィ技術の合わせずれにより第１のコンタクト部材２２ａの一部が活性領域ＡＡからはみ出し、素子分離領域上に形成される場合もある。
【００４１】
以下、本発明の第１の実施形態の変形例にかかる半導体装置の構成については、図７及び図８を参照して説明する。
【００４２】
なお、第１の実施形態の変形例に係る半導体装置は、第１の実施形態の半導体装置に対して、コンタクト部材２２の配置及び形状が異なり、その他の構成部分については、同一構成を有している。従って、図７と図８では半導体装置の主要構成部分以外の構成部分については省略する。
【００４３】
図７は、本発明の第１の実施形態の変形例における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。また、図８（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図８（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。また、本第１の実施形態の変形例における半導体装置の製造方法は第１の実施形態と同様である。
【００４４】
［第１の実施形態の変形例の構成］
以下の説明においても、第１の実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分（コンタクト部材２２）について説明する。
【００４５】
＜＜コンタクト部材＞＞
コンタクト部材２２を第１の実施形態同様に、第１のコンタクト部材２２ａと第２のコンタクト部材２２ｂに分けて定義する。第１のコンタクト部材２２ａの幅ｈｃ１と活性領域ＡＡの幅ｈａとの大小関係、第１のコンタクト部材２２ａの幅ｗｃ１と第２のコンタクト部材２２ｂの幅ｗｃ２の大小関係については、第１の実施形態と同様である。
【００４６】
第１のコンタクト部材２２ａについては、第２の方向の幅ｈｃ１と第１の方向の幅ｗｃ１により構成される四角形を断面とし一定の高さを有する略直方体形状の構成をなしている。光リソグラフィ技術の合わせずれにより、第１のコンタクト部材２２ａの一部が活性領域ＡＡに対して第２の方向にずれて設けられている。例えば、図８（ａ）において、第１のコンタクト部材２２ａの一部が、活性領域ＡＡに対してＹ方向正の向きにずれて配置されている。図８（ａ）に示すように、第１のコンタクト部材２２ａの下面は半導体基板２１ａ内のＮ型拡散層２１ｂと素子分離絶縁膜１１に接する構成となる。
【００４７】
第２のコンタクト部材２２ｂは、層間絶縁膜２４にコンタクト用の溝を形成する際に、露出した半導体基板２１ａ表面のＮ型拡散層２１ｂを等方的に食刻除去された形状である。例えば、図８（ａ）に示す場合には、第２のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接続部分は、弧が下向き（図２におけるＺ方向負の向き）である略円弧形状である。即ち、第２の方向における第１のコンタクト部材２２ａ下面の一部は、素子分離絶縁膜１１上面と接触しており、第２のコンタクト部材２２ｂの側面は、第１のコンタクト部材２２ａ下面と接触している素子分離絶縁膜１１の上面の角部を共有する素子分離絶縁膜１１の側面と接触している。
【００４８】
以上により、コンタクト部材２２の一部はＮ型拡散層２１ｂに埋め込まれた構造になっているために、半導体基板２１ａのＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触抵抗をより低減可能な半導体装置を提供できる。
【００４９】
本実施形態におけるコンタクト部材２２ｂのＮ型拡散層２１ｂに対する合わせずれの方向及び距離が、特許文献１におけるコンタクト部の凸型半導体層に対する合わせずれの方向及び距離が同一の場合には、第１の実施形態の効果と同様に、本実施形態の場合のＮ型拡散層２１ｂとコンタクト部材２２ｂの接触面積は、上記特許文献１におけるコンタクト部が凸型半導体層に対して合わせずれが生じた場合の凸型半導体層とコンタクト部の接触面積に比べ、大きい。本実施形態のコンタクト部材２２ｂとＮ型拡散層２１ｂの接触部分の断面が、弧が下向きである略円弧形状となるためである。このため、半導体基板２１ａとコンタクト部材２２の接触抵抗を軽減することができる。
【００５０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本発明の第２の実施形態における半導体装置のうち半導体基板とコンタクト部材の接続状態の一例を示す斜視図である。また、図１０（ａ）は、図１のＡ−Ａにおける断面図であり、図１０（ｂ）は図１のＢ−Ｂにおける断面図である。
【００５１】
なお、第２の実施形態に係る半導体装置は、第１の実施形態の半導体装置に対して、第２の方向におけるコンタクト部材２２の幅ｈｃ１、ｈｃ２が活性領域ＡＡの幅ｈａより長い点が異なり、その他の構成部分については、同一構成を有している。ここで、第２の方向におけるコンタクト部材２２の幅がリソグラフィの加工バラツキにより活性領域ＡＡの幅よりも長くなった場合も含まれる。従って、図９及び図１０では半導体装置の主要構成部分以外の構成部分については省略する。また、第２の実施形態における半導体装置の製造方法は第１の実施形態と同様である。
【００５２】
［第２の実施形態の構成］
以下の説明においても、第１の実施形態と同様の構成部分については、詳細説明を省略し、異なる構成部分（Ｎ型拡散層２１ｂとコンタクト部材２２）について説明する。
【００５３】
＜＜半導体基板＞＞
図１０（ａ）に示すように、コンタクト部材２２と接触するＮ型拡散層２１ｂにおいては、第２の方向における活性領域ＡＡの幅の中心部に上（Ｚ方向正の向き）に略凸な凸部２５を有する形状である。
【００５４】
ここで、凸部２５は、Ｎ型拡散層２１ｂ上面及び側面が露出されるように、素子分離絶縁膜１１と層間絶縁膜２４内にコンタクト用の溝を設けた後に、Ｎ型拡散層２１ｂに対して等方性エッチングすることで形成される。
【００５５】
＜＜コンタクト部材＞＞
コンタクト部材２２を第１の実施形態同様に、第１のコンタクト部材２２ａと第２のコンタクト部材２２ｂに分けて定義する。図９に示すように、第１のコンタクト部材２２ａの幅ｈｃ１、第２のコンタクト部材２２ｂの幅ｈｃ２、活性領域ＡＡの幅ｈａが以下の式（１）を満たすように設定する。
【００５６】
ｈｃ１＝ｈｃ２＞ｈａ    …式（１）
図１０（ａ）に示すように、第２のコンタクト部材２２とＮ型拡散層２１ｂの断面を第１の方向から眺めた場合には、Ｎ型拡散層２１ｂ上面は、コンタクト部材２２ｂのみが接触しており、第２の層間絶縁膜２４とは接触していない。
【００５７】
素子分離絶縁膜１１と層間絶縁膜２４に設けられたコンタクト用の溝にコンタクト部材２２を形成するため、Ｎ型拡散層２１ｂにおける凸部２５と係合するように、第２のコンタクト部材２２ｂが設けられている。この凸部２５は、等方性エッチングの条件を調整することによって、Ｎ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触面積をより増大する形状にできる。
【００５８】
図９に示すように、第１の実施形態同様に、第２のコンタクト部材２２ｂの第１の方向の最大幅ｗｃ２は第１のコンタクト部材２２ａの第１の方向の幅ｗｃ１よりも長く、図１０（ｂ）に示すように、第２の方向から第２のコンタクト部材２２ｂの断面を眺めた場合には、Ｎ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接続部分は、弧が下向きである略円弧形状をなしている。
【００５９】
以上により、コンタクト部材２２の一部はＮ型拡散層２１ｂに埋め込まれた構造になっているために、半導体基板２１ａのＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触抵抗をより低減できる。
【００６０】
また、本実施形態では、Ｎ型拡散層２１ｂに設けられた凸部２５が第２の方向における活性領域ＡＡの幅に対して中心部に設けられている。このため、光リソグラフィ技術の合わせずれにより、コンタクト部材２２の配置が活性領域ＡＡに対して、第２の方向にずれたとしても、凸部２５上にコンタクト部材２２が形成されやすく、Ｎ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触面積を、特許文献１の場合に比べて、より増大させることが可能である。
【００６１】
さらに、本実施形態では、第２の方向におけるコンタクト部材２２の幅ｈｃ１，ｈｃ２を第２の方向における活性領域ＡＡの幅ｈａより大きくすることができる。その結果、本実施形態のＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触抵抗を、第１の実施形態に比べて、より低減することが可能である。
【００６２】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。例えば、各実施形態において、コンタクト部材２２の材質をシリコンポリプラグとしてもよい。これにより、コンタクト部材２２にバリアメタル層を設ける必要がなくなる。その結果、半導体基板２１ａのＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂの接触抵抗をより低減することができる。
【００６３】
さらに、例えばリンドープのＮ型シリコンポリプラグでは、半導体基板２１ａのＮ型拡散層２１ｂとＮ型シリコンポリプラグの界面で、Ｎ型シリコンポリプラグからＮ型拡散層２１ｂにリンの拡散が起きる。その結果、半導体基板２１ａ内のＮ型拡散層２１ｂとコンタクト部材２２ｂ間界面の電子キャリア濃度が増加し、接触抵抗や接触抵抗の分散をより低減することができる。
【００６４】
また、第２の実施形態では、式（１）の関係を満たす幅として幅ｈｃ１，ｈｃ２，ｈａ定義したが、以下の不等式を満たすように幅ｈｃ１，ｈｃ２，ｈａを設定してもよい。
【００６５】
ｈｃ１＝ｈｃ２＝ｈａ    …式（２）
この場合にも、第１の実施形態及び第２の実施形態と同様に半導体基板２１ａ内のＮ型拡散層２１ｂと第２のコンタクト部材２２ｂとの接触抵抗を軽減することができる。
【００６６】
また、コンタクト部材２２の形状は四角形を断面とする略直方体でなくても、楕円を断面とする略円柱形でもよい。なお、コンタクト部材２２が円柱形状である場合には、上記の幅とは、幅ｗｃ１，ｗｃ２は楕円のうち長手方向の幅（長径）を、一方で幅ｈｃ１，ｈｃ２は楕円のうち短手方向の最も長い幅（短径）を意味する。
【００６７】
更に、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…ＮＡＮＤストリング
１１…素子分離絶縁膜
２１…半導体基板
２２…コンタクト部材
２２ａ…第１のコンタクト部材
２２ｂ…第２のコンタクト部材
２４…層間絶縁膜
２５…凸部
１００…半導体装置 
【図１】
2011138961.tif 000003
【図２】
2011138961.tif 000004
【図３】
2011138961.tif 000005
【図４】
2011138961.tif 000006
【図５】
2011138961.tif 000007
【図６】
2011138961.tif 000008
【図７】
2011138961.tif 000009
【図８】
2011138961.tif 000010
【図９】
2011138961.tif 000011
【図１０】
2011138961.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月26日(2011.1.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、
前記活性領域を分離する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の主表面上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分からはみ出した形状で、前記半導体基板と電気的に接続された第２の部分を有するコンタクト部材と
を備え、
前記第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、
前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に接触しており、
前記第２の方向における前記コンタクト部材の幅が、前記第２の方向における前記活性領域の幅よりも短く、
前記第２の方向における前記第２の部分の幅は、前記第２の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、
前記コンタクト部材の第２の部分の断面を第１の方向から眺めたとき、第２の部分と前記半導体基板の接続部分は、略円弧形状であり、
前記コンタクト部材の第２の部分の断面を第２の方向から眺めたとき、第２の部分と前記半導体基板の接続部分は、略円弧形状であり、
前記コンタクト部材が、シリコンポリプラグである
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、
前記活性領域を分離する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の主表面上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分から、はみ出した形状で、前記半導体基板と電気的に接続された第２の部分を有するコンタクト部材と
を備え、
前記第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、
前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第２の方向における前記コンタクト部材の幅が、前記第２の方向における前記活性領域の幅よりも短く、
前記第２の方向における前記第２の部分の幅は、前記第２の方向における前記第１の部分の幅よりも広いことを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の方向における前記第１の部分の一部分は、前記素子分離絶縁膜上面と接触しており、前記第２の部分側面は、前記素子分離絶縁膜上面の角部を共有する前記素子分離絶縁膜の側面に接触していることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の方向における前記コンタクト部材の幅が、前記第２の方向における前記活性領域の幅より広く、
第２の方向における前記活性領域の中心部に凸部を有し、
前記凸部を含めた活性領域上に前記コンタクト部材を設けることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項６】
前記コンタクト部材が、シリコンポリプラグであることを特徴とする請求項２乃至請求項５いずれか１項記載の半導体装置。 
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月27日(2011.4.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の方向に延在し第１の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、前記活性領域を分離する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、
前記半導体基板の主表面上に形成された第２の層間絶縁膜と、
前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第１の部分から、はみ出した形状で、前記半導体基板と電気的に接続された第２の部分を有するコンタクト部材と
を備え、
前記第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分の幅よりも広く、
前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に接触し、
前記第２の部分と前記半導体基板の接続部分は、略円弧形状であり、
前記第２の方向における前記第１の部分の一部分は、前記素子分離絶縁膜の上面と接触しており、前記第２の部分の側面は、前記素子分離絶縁膜上面の角部を共有する前記素子分離絶縁膜の側面に接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記コンタクト部材が、シリコンポリプラグであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。 
【請求項３】
前記略円弧形状は、等方性エッチングにより形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の半導体装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体装置は、第１の方向に延在し第１
の方向と直交する第２の方向に所定の間隔で設けられた活性領域と、前記活性領域を分離
する素子分離絶縁膜とが設けられた半導体基板と、前記半導体基板の主表面上に形成され
た第２の層間絶縁膜と、前記第２の層間絶縁膜内に設けられ、前記半導体基板上方の配線
と電気的に接続された第１の部分及び、前記第１の部分と接続され、上面視すると前記第
１の部分から、はみ出した形状である第２の部分を有するコンタクト部材とを備え、前記
第１の方向における前記第２の部分の最大幅は、前記第１の方向における前記第１の部分
の幅よりも広く、前記第２の部分は、前記第１の部分を包囲する前記第２の層間絶縁膜に
接触し、前記第２の部分と前記半導体基板の接続部分は、略円弧形状であり、前記第２の方向における前記第１の部分の一部分は、前記素子分離絶縁膜の上面と接触しており、前記第２の部分の側面は、前記素子分離絶縁膜上面の角部を共有する前記素子分離絶縁膜の側面に接触していることをを特徴とする。