JPS6150385B2 - - Google Patents
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- JPS6150385B2 JPS6150385B2 JP55056774A JP5677480A JPS6150385B2 JP S6150385 B2 JPS6150385 B2 JP S6150385B2 JP 55056774 A JP55056774 A JP 55056774A JP 5677480 A JP5677480 A JP 5677480A JP S6150385 B2 JPS6150385 B2 JP S6150385B2
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体装置にかかり、とくに多層配線
構造における断線および短絡が非常に少ない耐水
性に優れた層間絶縁膜を有する半導体装置に関す
る。
構造における断線および短絡が非常に少ない耐水
性に優れた層間絶縁膜を有する半導体装置に関す
る。
まず第1図に従来の多層配線を有する半導体装
置の代表例としてNチヤンネルSiゲートMOS半
導体装置の製造方法および構造を述べ、その問題
点を指摘する。P型単結晶シリコン基体1に選択
的に約1μmのフイールド酸化膜2a,2bを形
成し、さらに約100Åのゲート酸化膜3を形成す
る。次にゲート酸化膜3,フイールド酸化膜2
a,2bの表面上に公知の気相成長技術とフオト
エツチング技術により約0.5μmの厚さの多結晶
シリコンよりなるゲート電極4、多結晶シリコン
配線層5を形成する。次いでゲート電極4に覆わ
れていない表面をエツチング除去した領域に公知
の拡散技術、または、イオン注入技術によりN型
導電性をもつソース、ドレイン領域6,7を形成
し、さらに層間絶縁耐圧を高めるために、ソー
ス,ドレイン領域6,7ゲート電極4、多結晶シ
リコン配線層5の表面を例えば熱酸化により酸化
膜8a,8b,8c,8dを形成する(第1図
A)。次に、公知の気相成長法により約1μmの
リンガラス層9を成長させ表面をなだらかにする
ために、例えばN2雰囲気中で熱処理する。リン
ガラス層9は、リンの拡散によつても形成できる
(第1図B)。この平担なリンガラス層によるゲー
ト電極4、配線層5の上を交差して配線される
Al(アルミニウム)配線層の断線を防ぐことが
できる。次に、公知のフオトエツチング技術によ
り、リンガラス層9と、酸化膜8a,8b,8d
を選択的に除去し、第1のコンタクトホール1
0,11,12を開孔する(第1図C)。次に第
1のコンタクトホール10,11,12における
リンガラス層9の段差を緩和するために再度、熱
処理する。そして公知の気相成長法により約0.5
μmの酸化シリコン膜13を成長させる(第1図
D)。次に再度、公知のフオトエツチング技術に
より、第1コンタクト・ホール10,11,12
と同一の場所に、第2のコンタクトホール14,
15,16を開孔する(第1図E)。次に約1μ
mのAlを蒸着し、選択的にAl配線層17,1
8,19を形成し、NチヤンネルSiゲートMOS
半導体装置を完成する(第1図F)。
置の代表例としてNチヤンネルSiゲートMOS半
導体装置の製造方法および構造を述べ、その問題
点を指摘する。P型単結晶シリコン基体1に選択
的に約1μmのフイールド酸化膜2a,2bを形
成し、さらに約100Åのゲート酸化膜3を形成す
る。次にゲート酸化膜3,フイールド酸化膜2
a,2bの表面上に公知の気相成長技術とフオト
エツチング技術により約0.5μmの厚さの多結晶
シリコンよりなるゲート電極4、多結晶シリコン
配線層5を形成する。次いでゲート電極4に覆わ
れていない表面をエツチング除去した領域に公知
の拡散技術、または、イオン注入技術によりN型
導電性をもつソース、ドレイン領域6,7を形成
し、さらに層間絶縁耐圧を高めるために、ソー
ス,ドレイン領域6,7ゲート電極4、多結晶シ
リコン配線層5の表面を例えば熱酸化により酸化
膜8a,8b,8c,8dを形成する(第1図
A)。次に、公知の気相成長法により約1μmの
リンガラス層9を成長させ表面をなだらかにする
ために、例えばN2雰囲気中で熱処理する。リン
ガラス層9は、リンの拡散によつても形成できる
(第1図B)。この平担なリンガラス層によるゲー
ト電極4、配線層5の上を交差して配線される
Al(アルミニウム)配線層の断線を防ぐことが
できる。次に、公知のフオトエツチング技術によ
り、リンガラス層9と、酸化膜8a,8b,8d
を選択的に除去し、第1のコンタクトホール1
0,11,12を開孔する(第1図C)。次に第
1のコンタクトホール10,11,12における
リンガラス層9の段差を緩和するために再度、熱
処理する。そして公知の気相成長法により約0.5
μmの酸化シリコン膜13を成長させる(第1図
D)。次に再度、公知のフオトエツチング技術に
より、第1コンタクト・ホール10,11,12
と同一の場所に、第2のコンタクトホール14,
15,16を開孔する(第1図E)。次に約1μ
mのAlを蒸着し、選択的にAl配線層17,1
8,19を形成し、NチヤンネルSiゲートMOS
半導体装置を完成する(第1図F)。
以上、第1図では第1コンタクトホール10,
11,12と第2コンタクトホール14,15,
16とは図形的に一致するように図示し、説明し
たが現実には、第2図で図示するようにフオトエ
ツチング技術でのマスクずれがあり(Aは第1コ
ンタクトホールのマスク、Bは第2コンタクトホ
ールのマスク)第2コンタクトホールの開孔の
時、すなわち気相成長酸化膜13をエツチングす
る時、例えばフツ素系のエツチング液で気相成長
酸化膜13の下のリンガラス層9が大きくオーバ
ーエツチングされ、リンガラスがえぐられる。そ
こをAl配線層19が通れば断線する確率が高く
なる。
11,12と第2コンタクトホール14,15,
16とは図形的に一致するように図示し、説明し
たが現実には、第2図で図示するようにフオトエ
ツチング技術でのマスクずれがあり(Aは第1コ
ンタクトホールのマスク、Bは第2コンタクトホ
ールのマスク)第2コンタクトホールの開孔の
時、すなわち気相成長酸化膜13をエツチングす
る時、例えばフツ素系のエツチング液で気相成長
酸化膜13の下のリンガラス層9が大きくオーバ
ーエツチングされ、リンガラスがえぐられる。そ
こをAl配線層19が通れば断線する確率が高く
なる。
なお、熱酸化膜8、リンガラス層9、気相成長
酸化膜13の3層の層間絶縁膜を一度にエツチン
グすることもできるが、この場合、コンタクトホ
ールの急峻な断差をなくすことは困難である。
酸化膜13の3層の層間絶縁膜を一度にエツチン
グすることもできるが、この場合、コンタクトホ
ールの急峻な断差をなくすことは困難である。
このように、従来のリンガラス層の上に気相成
長酸化膜が存在する層間絶縁膜を有する半導体装
置は現在のフオトエツチング技術の能力から考え
れば、歩留りの低下は避けられなかつた。また、
気相成長酸化膜13によりリンガラス層9とAl
配線層19とが直接接することがなく、気相成長
酸化膜13に欠陥が少なければ耐水性にある程度
の効果があるが現実には気相成長酸化膜13は、
欠陥が多くその結果絶縁耐圧が低く耐水性が不十
分で、信頼性に多くの問題を持つていた。
長酸化膜が存在する層間絶縁膜を有する半導体装
置は現在のフオトエツチング技術の能力から考え
れば、歩留りの低下は避けられなかつた。また、
気相成長酸化膜13によりリンガラス層9とAl
配線層19とが直接接することがなく、気相成長
酸化膜13に欠陥が少なければ耐水性にある程度
の効果があるが現実には気相成長酸化膜13は、
欠陥が多くその結果絶縁耐圧が低く耐水性が不十
分で、信頼性に多くの問題を持つていた。
そこで本発明は、Al等の配線層のコンタクト
ホール部での断線の少ない、かつ、絶縁耐圧に優
れ、さらに耐水性に優れた層間絶縁膜を有する半
導体装置を提供することを目的とする。
ホール部での断線の少ない、かつ、絶縁耐圧に優
れ、さらに耐水性に優れた層間絶縁膜を有する半
導体装置を提供することを目的とする。
本発明は、多結晶シリコンを含む第1の配線層
の上にリンガラス層よりなる第1絶縁膜を有し、
前記第1絶縁膜の上に窒化シリコン膜よりなる第
2絶縁膜を有し、前記第2絶縁膜の上に1から7
モル%程度のリンを含んだ酸化シリコン膜よりな
る第3絶縁膜を有し、前記第3絶縁膜の上に、第
2の配線層を有することを特徴とした半導体装置
である。
の上にリンガラス層よりなる第1絶縁膜を有し、
前記第1絶縁膜の上に窒化シリコン膜よりなる第
2絶縁膜を有し、前記第2絶縁膜の上に1から7
モル%程度のリンを含んだ酸化シリコン膜よりな
る第3絶縁膜を有し、前記第3絶縁膜の上に、第
2の配線層を有することを特徴とした半導体装置
である。
以下、本発明の実施例の半導体装置を第3図で
説明する。本発明の半導体装置の製造工程は、第
3図A乃至第3図Cまでは従来技術を示す第1図
A乃至第1図Cと同一であるので説明は省略す
る。また、番号も第1図と同一である。本発明に
おいては第1コンタクトホールを開孔後、例えば
N2雰囲気中で熱処理した後、公知の気相成長法
により、約0.1μmの窒化シリコン膜120を形成さ
せた後、その上に、約0.5μm例えば4モル%濃
度のリンを含んだ酸化シリコン膜113を形成す
る(第3図D)。次に従来と同様に、公知のフオ
トエツチング技術により第2コンタクトホール1
4,15,16を開孔する。この時、少量のリン
を含んだシリコン酸化膜13の下の窒化シリコン
膜120がエツチングのストツパーとなり、たと
え第1コンタクトホール10,11,12と第2
コンタクトホール14,15,16のマスクずれ
があつても、リンガラス層9がエツチングされな
い(第3図E)。次に、窒化シリコン膜120を
除去し、その後、約1μmのAlを蒸着し、選択
的にAl配線層17,18,19を形成し、Nチ
ヤンネルSiゲートMOS半導体装置を完成する
(第3図F)。このような本発明によれば第4図に
示す通り、第1コンタクトホールのマスクAと、
第2コンタクトホールのマスクBとのマスクずれ
があつても、リンガラス層9がえぐられてエツチ
ングされることがないのでAl配線層19の断線
はない。また、リンガラス層9の上には、窒化シ
リコン膜120とち密な性質をもつ、少量のリン
を含んだシリコン酸化膜113の2層の膜が存在
し、耐水性に十分な効果をもたらす。少量のリン
を含んだシリコン酸化膜は1から7%のモル濃度
の濃度が最適である。さらに、層間絶縁膜の耐圧
については窒化シリコン膜120が耐圧を従来よ
りも高めている。
説明する。本発明の半導体装置の製造工程は、第
3図A乃至第3図Cまでは従来技術を示す第1図
A乃至第1図Cと同一であるので説明は省略す
る。また、番号も第1図と同一である。本発明に
おいては第1コンタクトホールを開孔後、例えば
N2雰囲気中で熱処理した後、公知の気相成長法
により、約0.1μmの窒化シリコン膜120を形成さ
せた後、その上に、約0.5μm例えば4モル%濃
度のリンを含んだ酸化シリコン膜113を形成す
る(第3図D)。次に従来と同様に、公知のフオ
トエツチング技術により第2コンタクトホール1
4,15,16を開孔する。この時、少量のリン
を含んだシリコン酸化膜13の下の窒化シリコン
膜120がエツチングのストツパーとなり、たと
え第1コンタクトホール10,11,12と第2
コンタクトホール14,15,16のマスクずれ
があつても、リンガラス層9がエツチングされな
い(第3図E)。次に、窒化シリコン膜120を
除去し、その後、約1μmのAlを蒸着し、選択
的にAl配線層17,18,19を形成し、Nチ
ヤンネルSiゲートMOS半導体装置を完成する
(第3図F)。このような本発明によれば第4図に
示す通り、第1コンタクトホールのマスクAと、
第2コンタクトホールのマスクBとのマスクずれ
があつても、リンガラス層9がえぐられてエツチ
ングされることがないのでAl配線層19の断線
はない。また、リンガラス層9の上には、窒化シ
リコン膜120とち密な性質をもつ、少量のリン
を含んだシリコン酸化膜113の2層の膜が存在
し、耐水性に十分な効果をもたらす。少量のリン
を含んだシリコン酸化膜は1から7%のモル濃度
の濃度が最適である。さらに、層間絶縁膜の耐圧
については窒化シリコン膜120が耐圧を従来よ
りも高めている。
なお、少量のリンを含んだ酸化シリコン膜11
3の上の配線層としては多結晶シリコンとAlの
ような半導体と金属の2層構造であつてもかまわ
ない。
3の上の配線層としては多結晶シリコンとAlの
ような半導体と金属の2層構造であつてもかまわ
ない。
以上説明した如く、本発明の構造に従えば従来
の半導体装置に比らべ信頼性および歩留りを大き
く向上させることができる。
の半導体装置に比らべ信頼性および歩留りを大き
く向上させることができる。
なお本発明は、実施例のようにNチヤンネルSi
ゲートMOS半導体装置に限定されることなく、
その他の多層配線を有する半導体装置に適用でき
ることは言うまでもない。
ゲートMOS半導体装置に限定されることなく、
その他の多層配線を有する半導体装置に適用でき
ることは言うまでもない。
第1図A乃至第1図Fは従来の多層配線構造の
半導体装置の製造方法を工程順に示した断面図で
ある。第2図は従来の半導体装置のコンタクトホ
ール部での拡大構造断面図である。第3図A乃至
第3図Fは本発明の実施例の半導体装置の製造を
工程順に示した断面図である。第4図は本発明の
半導体装置のコンタクトホール部での拡大構造断
面図である。 尚、図において、1はシリコン基板、2a,2
bはフイールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は
ゲート電極、5は配線層、6,7はソース、ドレ
イン領域、8a,8b,8c,8dは熱酸化膜、
9はリンガラス層、10,11,12は第1のコ
ンタクトホール、13は酸化シリコン膜、14,
15,16は第2のコンタクトホール、17,1
8,19はA配線層、120は窒化シリコン膜、
113は1から7モル%濃度のリンを含んだ酸化
シリコン膜である。
半導体装置の製造方法を工程順に示した断面図で
ある。第2図は従来の半導体装置のコンタクトホ
ール部での拡大構造断面図である。第3図A乃至
第3図Fは本発明の実施例の半導体装置の製造を
工程順に示した断面図である。第4図は本発明の
半導体装置のコンタクトホール部での拡大構造断
面図である。 尚、図において、1はシリコン基板、2a,2
bはフイールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は
ゲート電極、5は配線層、6,7はソース、ドレ
イン領域、8a,8b,8c,8dは熱酸化膜、
9はリンガラス層、10,11,12は第1のコ
ンタクトホール、13は酸化シリコン膜、14,
15,16は第2のコンタクトホール、17,1
8,19はA配線層、120は窒化シリコン膜、
113は1から7モル%濃度のリンを含んだ酸化
シリコン膜である。
Claims (1)
- 1 半導体基板上の多結晶シリコンを含む第1の
配線層の上にリンガラス層よりなる第1絶縁膜を
有し、前記第1絶縁膜の上に窒化シリコン膜より
なる第2絶縁膜を有し、前記第2絶縁膜の上に1
から7モル%濃度のリンを含んだ酸化シリコン膜
よりなる第3絶縁膜を有し、前記第3絶縁膜の上
に第2の配線層を有し、該第2の配線層が該第1
乃至第3の絶縁膜に設けられたコンタクトホール
を通して前記半導体基板に接続されていることを
特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5677480A JPS56153751A (en) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5677480A JPS56153751A (en) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | Semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56153751A JPS56153751A (en) | 1981-11-27 |
JPS6150385B2 true JPS6150385B2 (ja) | 1986-11-04 |
Family
ID=13036801
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5677480A Granted JPS56153751A (en) | 1980-04-28 | 1980-04-28 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS56153751A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2694252B2 (ja) * | 1987-06-18 | 1997-12-24 | セイコーインスツルメンツ株式会社 | 半導体装置 |
US5780364A (en) * | 1994-12-12 | 1998-07-14 | Micron Technology, Inc. | Method to cure mobile ion contamination in semiconductor processing |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5268388A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-07 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit |
JPS52113161A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
-
1980
- 1980-04-28 JP JP5677480A patent/JPS56153751A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5268388A (en) * | 1975-12-05 | 1977-06-07 | Nec Corp | Semiconductor integrated circuit |
JPS52113161A (en) * | 1976-03-19 | 1977-09-22 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS56153751A (en) | 1981-11-27 |
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