JPS6177343A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、　Ａｓ５Ｇ　（砒素シリケート・ガラス）等
のグラスフロー可能な絶縁層を有する半導体装置の製造
方法に関し、特に、上記絶縁層上に多結晶シリコン配線
層等を形成して活性化熱処理を施すような半導体装置の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置の製造工程において、例えば多層配線を施す
ための層間絶縁膜として、ＰＥＧ（燐シリケート・ガラ
ス）やＡｓ　ＳＧ　（砒素シリケート・ガラス）等のグ
ラスフロー可能な絶縁層を用い、この絶縁層上に配線用
の多結晶シリコン薄膜を被着形成することがある。この
場合に、多結晶シリコン薄膜には不純物が導入されたい
わゆるドープト・ポリシリコンを用い、薄膜を低抵抗化
するために上記不純物を活性化するための熱処理を施す
ことが必要とされる。このとき、上記絶縁層がグラスフ
ローされ得る温度以上の温度にて上記活性化熱処理を施
すと、多結晶シリコン薄膜下部の上記絶縁層が変形する
ために、多結晶シリコン薄膜の表面に「しわ」が生じて
しまう。このような「しわ」が生ずると、以後の例えば
フォト・リングラフィ工程において、マスク合せが困難
となったり、エツチングの不均一性、精度低下等の問題
が生じ、好ましくない。

これは特に、グラスフロー可能な絶縁層として、ＡＳＳ
Ｇのような比較的低融点（８５０℃〜９００℃）のもの
を用いた場合には、グラスフローが比較的低温で容易に
行える反面、上記「しわ」の発生が大きな問題となる。

このような「しわ」の発生を抑える方法としては、上記
グラスフロー可能な絶縁層の不純物濃度を下げて融点を
上げる方法等が考えられているが、グラスフローされた
形状が良好でなく、グラスフロ一本来の長所が損われる
という欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点１ 以上述べたように、グラスフロー可能な絶縁層上に不純
物ドープ多結晶シリコン薄膜を被着形成し、この多結晶
シリコン薄膜の不純物の活性化アニール処理（加熱処理
）を施すと、多結晶シリコン薄膜に「しわ」が生じ、以
後の工程（例えばフォト・リングラフィ工程）での精度
低下環の悪影響が生じてしまう。

そこで本発明は、上述した従来の実情に鑑み、簡単な手
段により上記活性化熱処理の際の１−シわ」の発生を防
止し得るような半導体装置の製造方法の提供を目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段］ すなわち、本発明に係る半導体の製造方法の特徴は、例
えばＰＳＧ、Ａｓ５Ｇ　等より成るグラスフロー可能な
絶縁層を有する半導体装置の製造方法において、上記絶
縁層上に例えば不純物ドープ多結晶シｉノコン等の半導
体薄膜を形成し、この半導体薄膜上に上記絶縁層よりも
熱的に変形を受けにくい例えば５ｉＯｚ等より成る緻密
な層を形成した後に例えば不純物の活性化のための熱処
理を施すことである。

〔作　用〕

このように、グラスフロー可能な絶縁層上の半導体薄膜
上に、例えば５ｉＯｚ層のような熱的に変形を受けにく
い緻密な層を形成していることより、例えば不純物活性
化のための熱処理を施して上記絶縁層が流動状態となっ
ても、上記緻密な層によ　　　゛り変形が抑えられ、上
記半導体薄膜に対する「しわ」の発生が有効に防止され
る。

〔実施例〕

以下、本発明に係る半導体の製造方法の好ましい実施例
について、第１図ないし第３図を参照しながら説明する
。

＝　３− 先ず第１図において、８ｉ　（シリコン）等のＰ型半導
体基板１にＮ＋型領領域２形成されており、さらに、こ
のＳｉｎｇ膜３上には、グラスフロー可能な絶縁層さし
て例えばＡｓ５Ｇ（砒素シリケート・ガラス）層４がい
わゆるＣｖＤ（気相成長）法等により例えば５０００Ａ
程度の厚みに被着形成されている。このＡｓ　８０層４
は、フォトリングラフィ等により上記虻型領域２上に窓
部５が形成されるとともに、例えば９００℃で１０分間
加熱することによりグラスフロー処理が施され、このと
き上記Ａｓ　ＳＧの流動現象により、上記窓部等に生じ
ていた段差が清らかに傾斜する形状に変形される。第１
図は、上記グラスフロー処理後の概略断面形状を示すも
のである。

次に、第２図に示すように、上記Ａｓ５Ｇ層４上に配線
用の多結晶シリコン膜６をＣＶＤ法等により例えば３０
０八程度の厚みに被着形成する。この多結晶シリコン膜
６にＡｓ”　（砒素イオン）をイオン注入すること等に
より不純物を導入する。

次に、加熱処理（アニール処理）により上記イオン注入
された不純物であるＡｓを活性化するわけであ゛るが、
このアニール処理前に、第３図に示すように、上記多結
晶シリコン膜６よりも熱的に変形を受けにくい緻密な層
としてのＳｉ０ｇ層７をＣＶＤ法等により例えば２００
０Ａ程度の厚みに被着形成する。この５ｉＯｚ層７を堆
積した後に、例えば９４０℃で１０分間程度の加熱処理
（アニール処理）を施して、上記多結晶シリコン膜６に
イオン注入された不純物であるＡｓを活性化する。

このとき、下地のＡｓ５Ｇ層４が流動状態となっても、
５ｉＣｈ層７により変形が抑えられるため、従来のよう
な、例えば第４図に示すような多結晶シリコン膜６の「
しわ」は発生しない。

なお、上記アニール処理した後には、いわゆる選択エツ
チング処理により上記堆積された５ｉＣｈ層７のみをエ
ツチング除去すれば、配線用の不純物ドープ多結晶シリ
コン膜６が露出され、以後の工程に変更を加えることな
く半導体装置の製造を進めることができる。この他、堆
積されたＳ　ｉ　０２層７を積極的に利用するような製
造工程に変更してもよいことは勿論である。

ここで第４図は、従来例として、上記５層０２層７を堆
積せずに上記活性化のための加熱処理を行った後の概略
断面形状を示しており、多結晶シリコン膜６に「しわ」
が生じていることが明らかである。この「しわ」により
、次段以降の工程におけるフォトリソグラフィ処理の際
のマスク合せが困難となり、エツチングが不均一となっ
て、精度低下等の悪影響が生じることは前述したとおり
である。なお、第４図の他の部分について、上述した実
施例と同じ部分には同一の参照番号を付して説明を省略
する。

ところで、上記熱的に変形を受けにくい緻密な層として
のＳ　ｉ　０２層７の厚みは、１００ＯＡ〜５０００Ａ
とするのが好ましい。これは、１０００Ａより薄いと、
グラスフロー可能な絶縁層（例えばＡｇ２Ｏ層４）の熱
による変形を充分に防止できず、また、５０００Ａより
厚いと、　Ｓｉｇｈ層７のバルクストレス等によりクラ
ンク等が生ずる虞れがあるからである。さらに、上記５
層０２層７としては、２０００Ａ〜３０００Ａの膜厚と
することが優れた効果を得る上でより好ましい。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、例えば５上記グラスフロー可能な絶縁層には、ＡＳ
ＳＧを用いる以外に、ＰＳＧ（燐シリケート・ガラス）
やＢＳＧ（ホウ素シリケート・ガラス）、５ｂＳＧ（ア
ンチモン・シリケート・ガラス）等を用いることができ
る。また、上記配線用等の半導体薄膜は、不純物ドープ
多結晶シリコン膜以外にも種々の半導体薄膜を用いるこ
とができ、多結晶シリコンを用いる場合の不純物として
は、Ａｓ以外に、Ｐ（燐）、ｓｂ　（アンチモン）等、
あるいはＩｎ（インジウム）、Ｇａ　（ガリウム）、Ｂ
（ホウ素）等を選んでもよい。さらに、上記熱的に変形
を受けにくい緻密な層としては、５ｉＯｚ層の他にも、
例えば減圧ＣＶＤ法で形成した５ｉＮ（窒化シリコン）
層や、上記配線用等の多結晶シリコンとは異なる不純物
をドープして選択エツチングによる除去を可能とした多
結晶シリコン層等を用いることができる。

〔発明の効果］ 以上の説明からも明らかなように、５ｉｎ２層等の熱的
に変形を受けにくい緻密な層により、不純物活性化のた
め等の加熱処理時にＡｇ２Ｏ層等のグラスフロー可能な
絶縁層が変形することがなく、多結晶シリコン膜等の半
導体薄膜に「しわ」が生ずることを有効に防止できる。

したがって、グラスフロー可能な絶縁膜の不純物濃度を
十分高くすることができ、グラスフロ一温度を任意に選
ぶことができる。このため、良好なグラスフロー形状、
すなわち表面の清らかなあるいはなだらかな形状を得る
ことができる。また、活性化熱処理温度を高めて不純物
を充分に活性化することも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例の要部を工程順
に示す概略断面図、第４図は従来例を示す概略断面図で
ある。 １・・・・・・・・・基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　グラスフロー可能な絶縁層を有する半導体装置の製造
   方法において、上記絶縁層上に半導体薄膜を形成し、こ
   の半導体薄膜上に上記絶縁層よりも熱的に変形を受けに
   くい緻密な層を形成した後に熱処理を施すことを特徴と
   する半導体装置の製造方法。