(57)【要約】【課題】半導体装置の高不純物濃度拡散層上に設ける金属電極の段切れを防止できる電極取り出し構造。【解決手段】半導体基板１上に選択的に設けられた半導体素子領域を区画する２つ以上の異なる絶縁膜の積層から成る絶縁膜４ａ、４ｂ、４ｃにおいて、最上部に積層されている絶縁膜４ｃが選択開孔側の側面部を覆い、高不純物濃度の拡散層にまで達するように形成されていることで、選択開孔形成時におこなう化学的エッチングにより、特定の絶縁膜だけが過剰にエッチングされて選択開孔側面にひさしのような空隙が形成されることを防ぐ。また、第１の選択開孔６ａよりも第２の選択開孔６ｂを小さく形成することで、絶縁膜の積層構造を段丘状にして、選択開孔の急峻な表面形状を改善する。【選択図】  図１
2004304107.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に選択的に設けられた半導体素子領域を区画する絶縁膜と、前記半導体素子領域に設けられた高不純物濃度の拡散層と、該拡散層上に設けられた選択開孔と、該選択開孔上に選択的に設けられた金属電極とを含んで成る電極構造を有する半導体装置において、前記絶縁膜は、二つ以上の異なる絶縁膜の積層から成る絶縁膜で、最上層部に積層されている絶縁膜が、前記絶縁膜における選択開孔側の側面部を覆い、前記高不純物濃度の拡散層にまで達していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
二つ以上の異なる絶縁膜の積層から成る絶縁膜において、絶縁膜の選択開孔側の側面部が段丘状に積層されてい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】
半導体基板上に半導体素子領域を区画する絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記半導体素子領域に高不純物濃度の拡散層を形成する工程と、前記半導体素子領域の上に各種絶縁膜を形成する工程と、前記高不純物濃度の拡散層に達する第１の選択開孔を前記絶縁膜に形成する工程と、前記第１の選択開孔を含む前記半導体素子領域の全面を覆う単一の絶縁膜を形成する工程と、前記高不純物濃度の拡散層に達する前記第１の選択開孔よりも小さい第２の選択開孔を形成する工程と、前記第２の選択開孔を通して前記高不純物濃度の拡散層に達する金属電極を形成する工程と、からなることを特徴とした半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置に関し、特に半導体基板上における拡散層領域からの電極取り出し構造を改善した半導体装置およびその製造方法に係わるものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置は高集積化及び微細化が著しく進み、表面実装化を受けて小型、薄型化される傾向にある。このため、従来では不具合とならなかったことが問題として生じており、これを解決するため、半導体装置の構造の改善や製造方法の改善などが提案されてきた（特許文献１参照）。
【０００３】
図５は、特許文献１に記載された半導体チップの構造断面図である。
【０００４】
同図の半導体チップは、まずＮ型シリコン基板１上に、二酸化シリコン膜３を選択的に形成し、この二酸化シリコン膜３で区画されるＮ型シリコン基板１上にＰ型拡散層２を形成する。さらに、これらの上に二酸化シリコン膜や窒化シリコン膜、リンシリケートグラスなどの絶縁膜４ａ、ｂ、ｃを化学的気相成長法（ＣＶＤ法）により堆積させる。次に、化学的エッチングにより、Ｐ型拡散層２に達する選択開孔６を前記絶縁膜４ａ、ｂ、ｃ上に形成し、その上にアルミニウムにより成る金属電極５を設けて成っている。
【０００５】
【特許文献１】
特公昭５４−３５０６９号公報（第３頁、第９図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の半導体装置の構造によれば、素子間分離領域となる二酸化シリコン膜３上に、二つ以上の絶縁膜を積層する構造のため、Ｐ型拡散層２上に比べ最上部の絶縁膜４ｃ上は数百ｎｍ以上高い位置となっており、極めて急峻な形状をしている。また、各絶縁膜のエッチングレートが異なるため、選択開孔６形成時におこなう化学的エッチングによって、特定の絶縁膜の層だけが過剰にエッチングされることにより、選択開孔６側面の一部がえぐれたひさしのような空隙が形成される。このため、選択開孔６上に被着される金属電極５の開孔内段差被覆性が悪くなり、金属電極５の段切れを起こすことになる。
【０００７】
すなわち、チップ表面の電極が段切れを起こすことで、電極構造の不具合を生じ、半導体装置の特性及び品質に影響を及ぼすという問題があった。また、この問題は半導体装置の高集積化及び微細化に伴い、より顕著になる傾向にある。
【０００８】
そこで本発明は、従来の上記実情に鑑みてなされたものであり、従来の技術に内在する上記課題を解決することを可能にする半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明による半導体装置は、半導体基板上に選択的に設けられた半導体素子領域を区画する絶縁膜と、半導体素子領域に設けられた高不純物濃度の拡散層と、この拡散層上に設けられた選択開孔と、この選択開孔上に選択的に設けられた金属電極とを含んで成る電極構造をし、絶縁膜が、二つ以上の異なる絶縁膜の積層から成り、最上部に積層されている絶縁膜が選択開孔側の側面部を覆い、高不純物濃度の拡散層にまで達している。また、二つ以上の異なる絶縁膜の積層から成る絶縁膜において、絶縁膜の選択開孔側の側面部が段丘状に積層されて成る。
【００１０】
また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板上に半導体素子領域を区画する絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記半導体素子領域に高不純物濃度の拡散層を形成する工程と、前記半導体素子領域の上に各種絶縁膜を形成する工程と、前記高不純物濃度の拡散層に達する第１の選択開孔を前記絶縁膜に形成する工程と、前記第１の選択開孔を含む前記半導体素子領域の全面を覆う単一の絶縁膜を形成する工程と、前記高不純物濃度の拡散層に達する前記第１の選択開孔よりも小さい第２の選択開孔を形成する工程と、前記第２の選択開孔を通して前記高不純物濃度の拡散層に達する電極用導電体膜を形成する工程と、からなる。
【００１１】
本発明によると、半導体装置における電極構造を改善することで、電極の段切れを防ぐことができる。したがって、良好な特性および高い信頼性を有する半導体装置およびその製造方法を提供することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１３】
図１は、本発明に係る半導体装置の実施の形態を説明するための半導体チップの構造断面図であり、図２（ａ）〜図４（ｊ）は、その製造方法を示す工程断面図である。
【００１４】
図１に示されるように、Ｎ型シリコン基板１上に、二酸化シリコン膜３が選択的に設けられており、この二酸化シリコン膜３で区画されるＮ型シリコン基板１上にＰ型拡散層２が形成されている。二酸化シリコン膜３上には、リンシリケートグラスや窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜などの絶縁膜４ａ、ｂ、ｃが堆積されており、Ｐ型拡散層２上に位置する絶縁膜４ａ、ｂ、ｃには、Ｐ型拡散層２に達する選択開孔６が形成されており、最上部の絶縁膜４ｃが選択開孔６側の絶縁膜４ａ、ｂの側面部を覆い、Ｐ型拡散層２にまで達している。この上に、選択開孔６を通してＰ型拡散層２にまで達するアルミニウムなどの金属により成る金属電極５が選択被着されている。また、Ｎ型シリコン基板１の裏面には、裏面電極７が形成されている。
【００１５】
この構造によれば、最上部の絶縁膜４ｃがその下の絶縁膜４ａ、ｂの選択開孔６側の側面部を覆っており、絶縁膜全体の積層構造が段球状になっている。このため、選択開孔６内の側面にひさしのような空隙がなく、また、選択開孔６の急峻な表面形状が緩和されているので、金属電極５の開孔内段差被覆性が著しく改善されている。したがって、従来の半導体装置の電極取り出し構造で見られた金属電極の段切れを防ぐことができる。
【００１６】
次に、図２〜図４を参照して、本発明にかかる半導体装置の実施の形態の製造方法について説明する。図２（ａ）および（ｂ）に示すように、Ｎ型シリコン基板１上に通常のパイロジェニックスチーム酸化法により、膜厚約６００ｎｍの二酸化シリコン膜３を形成し、所定のパターンのフォトレジスト８を形成しこれをマスクとして、二酸化シリコン膜３を選択的にエッチング除去することにより、半導体素子領域を区画する。次に、図２（ｃ）に示すように、この二酸化シリコン膜３で区画されるＮ型シリコン基板１上に窒化ホウ素を蒸着し、拡散炉にてホウ素をＮ型シリコン基板１内へ熱拡散させることでＰ型拡散層２を形成する。
【００１７】
図２（ｄ）に示すように、この上に順次リンシリケートグラスや窒化シリコン膜、二酸化シリコン膜などの絶縁膜４ａ、ｂを科学的気相成長法により堆積させる。次に、図３（ｅ）（ｆ）に示すように、Ｐ型拡散層２上に位置する絶縁膜４ａ、ｂに、Ｐ型拡散層２に達する第１の選択開孔６ａを所定のパターンのフォトレジスト８を形成しこれをマスクとして、化学的エッチングにより形成し、図３（ｇ）に示すように、その上に二酸化シリコンまたは、窒化シリコンなどの絶縁膜を一種類だけ被着形成する。
【００１８】
次に、図３（ｈ）、図４（ｉ）に示すように、Ｐ型拡散層２上に位置する絶縁膜４ｃに、Ｐ型拡散層２に達する第１の選択開孔６ａよりも小さい第２の選択開孔６ｂを所定のパターンのフォトレジスト８を形成しこれをマスクとして、化学的エッチングにより形成する。次に、図４（ｊ）に示すように、真空蒸着法によりアルミニウムを約４μｍの膜厚に成長させ、フォトリソグラフィ法によりパターニングしてアルミニウムより成る金属電極５を形成し、最後に、Ｎ型シリコン基板１の裏面に電子ビーム蒸着法により金、アンチモン、ニッケルからなる合金を約２μｍの膜厚に成長させ、裏面電極７を形成する。
【００１９】
選択開孔を二度に分けて形成するため、最上部に被着された絶縁膜４ｃが選択開孔側の側面部を覆う構造となる。また、第１の選択開孔６ａよりも第２の選択開孔６ｂの方が小さいため、絶縁膜の積層構造が段丘上となる。これにより、化学的エッチングによって特定の絶縁膜だけが過剰にエッチングされ、選択開孔６内側面にひさしのような空隙が形成するのを防ぐことができると同時に、選択開孔の急峻な表面形状を改善することができる。すなわち、金属電極５の開孔内段差被覆性が改善され、金属電極の段切れを防ぐことが可能となる。
【００２０】
本発明の上記実施の形態では、ＰＮ接合ダイオードおよびその製造方法に関して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ショットキーバリアダイオード、トランジスタ、ＩＣ等の半導体装置の電極または配線取り出し構造に適用できるものである。
【００２１】
【発明の効果】
本発明によれば、半導体基板上に選択的に設けられた半導体素子領域を区画する二つ以上の異なる絶縁膜の積層から成る絶縁膜において、最上部に積層されている絶縁膜が選択開孔側の側面部を覆い、高不純物濃度の拡散層にまで達しているため、選択開孔形成時におこなう化学的エッチングにより特定の絶縁膜だけが過剰にエッチングされて選択開孔側面にひさしのような空隙が形成されることを防ぐことができる。また、第１の選択開孔よりも第２の選択開孔の方が小さいため、絶縁膜の積層構造が段丘状となることから、選択開孔の急峻な表面形状が改善できる。すなわち、金属電極の開孔内段差被覆性が改善され、金属電極の段切れを防ぐことが可能となる。
【００２２】
したがって、本発明によれば、半導体チップ表面の電極の段切れを防ぐことで、良好な特性および高い信頼性を有する半導体装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置のチップ構造断面図
【図２】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程断面図で、
（ａ）基板上に二酸化シリコン膜、フォトレジストを形成した状態の断面図
（ｂ）半導体素子領域を区画形成した状態の断面図
（ｃ）区画された基板上にＰ型拡散層を形成した状態の断面図
（ｄ）Ｐ型拡散層上に絶縁膜を堆積形成した状態の断面図
【図３】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程断面図で、
（ｅ）絶縁膜に所定のフォトレジストを形成した状態の断面図
（ｆ）絶縁膜に第１の選択開孔を形成した状態の断面図
（ｇ）その上に絶縁膜を一種類だけ被着形成した状態の断面図
（ｈ）絶縁膜に所定のフォトレジストを形成した状態の断面図
【図４】本発明の実施の形態における半導体装置の製造方法の工程断面図で、
（ｉ）絶縁膜に、第１の選択開孔よりも小さい第２の選択開孔を形成した状態の断面図
（ｊ）アルミニウムにより成る電極、さらに基板の裏面に電極を形成した断面図
【図５】従来の半導体装置のチップ構造断面図
【符号の説明】
１  Ｎ型シリコン基板
２  Ｐ型拡散層
３  二酸化シリコン膜
４ａ  絶縁膜
４ｂ  絶縁膜
４ｃ  絶縁膜
５  金属電極
６  選択開孔
６ａ  第１の選択開孔
６ｂ  第２の選択開孔
７  裏面電極
８  フォトレジスト
【図１】
2004304107.tif 000003
【図２】
2004304107.tif 000004
【図３】
2004304107.tif 000005
【図４】
2004304107.tif 000006
【図５】
2004304107.tif 000007