DE19637458A1 - Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung

Info

Publication number
DE19637458A1
DE19637458A1 DE19637458A DE19637458A DE19637458A1 DE 19637458 A1 DE19637458 A1 DE 19637458A1 DE 19637458 A DE19637458 A DE 19637458A DE 19637458 A DE19637458 A DE 19637458A DE 19637458 A1 DE19637458 A1 DE 19637458A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
film
oxide film
sccm
flow rate
approximately
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
DE19637458A
Other languages
English (en)
Inventor
Si Bum Kim
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Electronics Industries Co Ltd filed Critical Hyundai Electronics Industries Co Ltd
Publication of DE19637458A1 publication Critical patent/DE19637458A1/de
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76801Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the dielectrics, e.g. smoothing
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel­ lung einer Halbleitervorrichtung, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung.
Bei der Planarisierung einer CMOS-Vorrichtung mit einem Mehr­ schichtverdrahtungsaufbau wird typischerweise aufschleuderbares Glas (spin on glass; SOG) als ein Zwischenschichtisolationsfilm verwendet. Eine Metallverdrahtung wird auf der obersten Schicht ausgebildet. Ein Schutzfilm aus SiNx wird über der Metallver­ drahtung abgelagert.
Da H, OH, H₂O etc., das in dem SOG-Film und dem SiNx enthalten ist, in die Halbleitervorrichtung beim Durchführen eines nach­ folgenden thermischen Prozesses eindringt, kann ein Feldinver­ sionseffekt auftreten, da die Isolationseigenschaft zwischen der Drain und der Source eines parasitären MOSFETs verschlech­ tert ist.
Als Folge davon wird eine Schwellenspannung zwischen der Drain und der Source abgesenkt, wogegen sich ein Leckstrom erhöht. Aus diesem Grund gibt es ein Problem darin, daß die Betrieb­ scharakteristik der Vorrichtung instabil wird.
In diesem Zusammenhang wird nun die Herstellung einer CMOS-Vor­ richtung mit einer Doppelschichtmetallverdrahtungsstruktur in Verbindung mit Fig. 4 beschrieben.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervor­ richtung mit einer Doppelschichtverdrahtungsstruktur zeigt, bei der ein nach dem Stand der Technik hergestellter Zwischen­ schichtisolationsfilm verwendet wird.
Gemäß diesem Verfahren wird zuerst ein Halbleitersubstrat 1 hergestellt, und eine P-Typ-Wanne 3 wird in dem Halbleiter­ substrat 1 ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt ist. Ein Fel­ doxidfilm 5 wird auf der Oberfläche der P-Typ-Wanne 3 ausgebil­ det zum Bestimmen aktiver Bereiche und der Feldbereiche. Ein Gateoxidationsfilm 7 wird dann über dem aktiven Bereich der P-Typ-Wanne 3 gebildet. Nachfolgend werden Gateelektroden 9a, 9b, 9c auf dem Gateoxidfilm 7 gebildet.
Danach werden Dotierstoffionen in das Halbleitersubstrat 1 zu beiden Seiten einer jeden Gateelektrode 9a, 9b, 9c implantiert, wodurch die Source-/Drain-Bereiche 13 gebildet werden. Somit entstehen zwei normale MOSFETs, die jeweils die Elemente 9a, 13a und 13b und die Elemente 9c, 13a und 13b umfassen, sowie ein parisitärer MOSFET, der die Elemente 9b, 13a und 13b um­ faßt.
Nachfolgend wird ein Bor-Phosphor-Silikat-Glas (BPSG)-Film 15 über der gesamten oberen Oberfläche der sich ergebenden Struk­ tur abgelagert, wodurch eine planarisierte obere Oberfläche ge­ schaffen wird. Eine erste Metallverdrahtungsschicht 17 wird dann auf einem gewünschten Teil des BPSG-Films 15 gebildet.
Über der sich ergebenden Struktur wird dann ein erster Zwi­ schenschichtisolationsfilm 19, ein zweiter Zwischenschichtiso­ lationsfilm 21 und ein dritter Zwischenschichtisolationsfilm 23 der Reihe nach mit einem plasinaverstärkten chemischen Gaspha­ senabscheidungsverfahren (PECVD) gestapelt.
Eine zweite Metallverdrahtungsschicht 25 wird dann auf dem dritten Zwischenschichtisolationsfilm 23 gebildet. Dann wird SiNx über der zweiten Metallverdrahtungsschicht 25 abgelagert, wodurch ein Oberflächenschutzfilm 27 gebildet wird.
In dem oben erwähnten Verfahren zur Herstellung eines Zwischen­ schichtisolationsfilms tritt jedoch ein Feldinversionseffekt zwischen der Drain und der Source des parasitären n-Kanal-MOSFETs bei Durchführung eines thermischen Prozesses nach der Ablagerung des Oberflächenschutzfilms aus SiNx auf. Ein derar­ tiger Inversionseffekt tritt auf, da in dem Schutzfilm enthal­ tener Wasserstoff nach unten diffundiert und mit in dem SOG-Film enthaltenen OH, CH₃, H₂O etc. reagiert, wodurch ein Reak­ tionsprodukt erzeugt wird. Dieses Reaktionsprodukt dringt in die Vorrichtung durch den Zwischenschichtisolationsfilm ein.
Der Feldinversionseffekt resultiert auch von in dem SOG-Film enthaltenem OH und H₂O. Das in dem SOG-Film enthaltende OH und H₂O dient als ein Dotierstoff eines Donatortyps, wenn es in die Halbleitervorrichtung eindringt, oder erzeugt positive Ladung in dem Feldoxidfilm.
Mit anderen Worten, der Grund dafür, daß ein Feldinversionsef­ fekt auftritt, liegt darin, daß der untere Zwischenschichtiso­ lationsfilm nicht verhindern kann, daß die beim Durchführen des Prozesses erzeugten Verunreinigungen in die Vorrichtung ein­ dringen.
Als Folge davon wird die Schwellenspannung zwischen der Drain und der Source abgesenkt und der Leckstrom erhöht sich. Aus diesem Grund wird ein Problem darin erzeugt, daß die Betrieb­ scharakteristik der Vorrichtung instabil wird. Dies führt zu Betriebsfehlern.
Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Her­ stellen eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleiter­ vorrichtung zu schaffen, mit dem ein Feldinversionseffekt zwi­ schen der Drain und der Source eines parasitären MOSFETs ver­ mieden werden kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, mit dem eine Verbesserung in der Charakteristik eines Zwischenschichtisolationsfilms erziel­ bar ist, wodurch eine Verbesserung in der Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung erzielt wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolations­ films einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, mit dem die Her­ stellung eines Zwischenschichtisolationsfilms, der für hochin­ tegrierte Halbleitervorrichtungen verwendbar ist, erzielbar ist.
Gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Lösung umfaßt das Verfah­ ren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Herstellen eines Halbleitersubstrats mit einer an seiner oberen Oberfläche ge­ bildeten unteren Metallverdrahtungsschicht; Bilden einer Bar­ rierenschicht auf einer freiliegenden Oberfläche des Halblei­ tersubstrats; Überziehen eines Films aus aufschleuderbarem Glas über die Barrierenschicht und dann Ausbacken des Films aus auf­ schleuderbarem Glas; und Bilden eines isolierenden Films über dem Film aus aufschleuderbarem Glas.
Gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Lösung umfaßt ein Verfah­ ren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Herstellen eines Halbleitersubstrats mit einer auf seiner oberen Oberfläche aus­ gebildeten unteren Metallverdrahtungsschicht; Bilden eines mit Silizium angereicherten Oxidfilms über einer frei liegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats; Bilden eines Siliziumni­ tridoxidfilms über dem mit Silizium angereicherten Oxidfilm; Bilden eines Films aus aufschleuderbarem Glas über dem Silizi­ umnitridoxidfilm; und Bilden eines Oxidfilms über dem Film aus aufschleuderbarem Glas.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft für vorteilhafte Ausführungsformen in bezug auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert und beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrich­ tung mit einer Doppelschichtmetallverdrahtungsstruktur darstellt, bei der ein erfindungsgemäß hergestellter Zwischenschichtisolationsfilm verwendet wird;
Fig. 2 eine Grafik, die die Beziehung des Brechungsindex des erfindungsgemäßen Isolationsfilms zu der kritischen Isolationsdurchbruchsspannung zeigt;
Fig. 3 eine Grafik, die die Beziehung zwischen dem Brechungs­ index des Isolationsfilms und der Lebensdauer von hei­ ßen Ladungsträgern in jedem MOSFET zeigt; und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervorrich­ tung mit einer Doppelschichtmetallverdrahtungsstruktur zeigt, bei der ein gemäß dem Stand der Technik herge­ stellter Zwischenschichtisolationsfilm verwendet wird.
Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht, die eine Halbleitervor­ richtung mit einer Doppelschichtmetallverdrahtungsstruktur zeigt, bei der ein erfindungsgemäß hergestellter Zwischen­ schichtisolationsfilm verwendet wird.
Erfindungsgemäß wird ein Halbleitersubstrat 101 hergestellt, und dann wird ein P-Typ-Wanne 103 in einem gewünschten Teil des Halbleitersubstrats 101 gebildet, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Feldoxidfilm 105 wird dann auf der Oberfläche der P-Typ-Wan­ ne 103 gebildet, um die aktiven Bereiche und die Feldberei­ che zu bestimmen.
Ein Gateoxidfilm 107 wird dann über dem aktiven Bereich der P-Typ-Wanne 103 gebildet. Nachfolgend werden Gateelektroden 109a, 109b und 109c jeweils auf gewünschten Gebieten des Gateoxid­ films 107 gebildet. Die Wanne kann auch auch N-leitend sein, in Abhängigkeit von der Leitfähigkeit des Halbleitersubstrats 101.
Danach werden Seitenwandbeabstandungen 111 an gegenüberliegen­ den Seitenflächen jeder Gateelektrode 109a, 109b oder 109c ge­ bildet. Unter Verwendung der Gateelektroden 109a, 109b und 109c als Maske werden Dotierstoffionen mit einer zu der P-Typ-Wanne 103 entgegengesetzten Leitfähigkeit in das Halbleitersubstrat 101 implantiert, wodurch Sourcebereiche 113a und Drainbereiche 113b gebildet werden.
Somit umfassen zwei normale MOSFETs jeweils die Elemente 109a, 113a und 113b und die Elemente 109b, 113a und 113b, und ein pa­ rasitärer MOSFET umfaßt die Elemente 109b, 113a und 113b.
Nachfolgend wird ein BPSG-Film 115 über der gesamten oberen Oberfläche der sich ergebenden Struktur abgelagert, wodurch ei­ ne planarisierte obere Oberfläche geschaffen wird. Eine erste Metallverdrahtungsschicht 117 wird dann auf einem gewünschten Teil des BPSG-Films 115 gebildet.
Über der gesamten oberen Oberfläche der sich ergebenden Struk­ tur einschließlich der freiliegenden Oberflächen des BPSG-Films 115 und der ersten Metallverdrahtungsschicht 117 wird dann der Reihe nach ein erster Zwischenschichtisolationsfilm 119 und ein mit Silizium angereicherter Oxidfilm 121 beispielsweise durch ein PECVD-Verfahren aufgeschichtet.
Der mit Silizium angereicherte Oxidfilm 121 wird in einer Dicke von ungefähr 50 bis 300 nm (500 bis 3000 Å) abgelagert. Der er­ ste Zwischenschichtisolationsfilm 119 umfaßt einen Oxidfilm und den mit Silizium angereicherten Oxidfilm 121, der als ein unte­ rer Zwischenschichtisolationsfilm verwendet wird.
Wenn die Halbleitervorrichtung einen zunehmenden Integrations­ grad aufweist, wird der Abstand zwischen nebeneinanderliegenden Leitungen der ersten Metallverdrahtungsschicht beispielsweise auf 4 Bin oder weniger in DRAM-Vorrichtungen der 256 Megabitstu­ fe verringert. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache kann der untere Zwischenschichtisolationsfilm nur aus dem mit Silizium angereicherten Oxidfilm gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bestehen, anstatt sowohl aus einem ersten Oxidfilm 119 und dem mit Silizium angereicherten Oxid­ film. Dies hat seinen Grund darin, daß im Falle des Übereinan­ derstapels sowohl des ersten Oxidfilms als auch des mit Silizi­ um angereicherten Oxidfilms der Raum zwischen nebeneinanderlie­ genden Leitungen der Metallverdrahtung zu eng ist, um darauf eine Beschichtung mit einem SOG-Film durchzuführen.
Die Ablagerung des mit Silizium angereicherten Oxidfilms 121 wird ausgeführt, während die Flußrate von SiH₄, das eine Sili­ ziumquelle darstellt, erhöht wird, wogegen jedoch die Flußrate von N₂O, das eine Sauerstoffquelle bei der Ablagerung des Sili­ ziumoxidfilms unter Verwendung des wohlbekannten PECVD-Verfah­ rens darstellt, verringert wird.
Wenn das Druckverhältnis von SiH₄ zu N₂O sich erhöht, erhöht sich der Brechungsindex des Films auf ungefähr 1,55 oder mehr.
Der Streßzustand des Films kann so gesteuert werden, daß er ei­ nem Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) durch Steuerung der Mikrowellenleistung entspricht.
Alternativ dazu kann der mit Silizium angereicherte Oxidfilm 121 unter Verwendung eines reaktiven Gases aus SiH₄/N₄O/NH₃/N₂ mit einem wohlbekannten PECVD-Verfahren abgelagert werden. In diesem Fall wird die Ablagerung des mit Silizium angereicherten Oxidfilms 121 unter den Bedingungen ausgeführt, daß die Flußra­ te von SiH₄ ungefähr 300 bis 600 SCCM, die Flußrate von N₂O un­ gefähr 4000 bis 7000 SCCM und die Flußrate von N₂ ungefähr 3000 bis 6000 SCCM beträgt. In diesem Fall werden ein Ablage­ rungsdruck von ungefähr 2 bis 3 Torr, eine Leistung von unge­ fähr 0,3 bis 0,7 KW bei einer Mikrowellenfrequenz von 13,56 MHz und eine Leistung von ungefähr 0,4 bis 0,8 KW mit einer niedri­ gen Frequenz verwendet. Der Streßzustand des Films wird so ge­ steuert, daß er einem Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) durch Steuerung der Mikrowellenleistung entspricht.
Wenn das Verhältnis der Flußraten von NH₃, N₂O und N₂ sich er­ höht, erhöht sich der Brechungsindex des Films auf ungefähr 1,68 oder mehr.
Wenn ein Siliziumnitridoxidfilm anstelle des mit Silizium ange­ reicherten Films 121 verwendet wird, kann der gleiche Effekt erzielt werden.
In diesem Fall wird der Siliziumnitridoxidfilm mit einer Dicke von ungefähr 50 bis 300 nm (500 bis 3000 Å) abgelagert. Die Ablagerung des Siliziumnitridoxidfilms wird unter den Bedingun­ gen ausgeführt, daß die Flußrate von SiH₄ ungefähr 200 bis 350 SCCM, die Flußrate von N₂O ungefähr 1000 bis 4000 SCCM, die Flußrate von NH₃ ungefähr 1000 bis 4000 SCCM und die Flußrate von N₂O ungefähr 3.000 bis 6.000 SCCM beträgt.
Es ist bevorzugt, daß der Brechungsindex des Films ungefähr 1,55 bis 1,85 beträgt, was durch geeignete Steuerung des Fluß­ ratenverhältnisses von SiH₄ zu NH₃ erzielt wird. Der Streßzu­ stand des Films wird so gesteuert, daß er einem Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) entspricht durch Steuerung der Mikrowellenleistung. In diesem Fall wird ein Ablagerungsdruck von ungefähr 2 bis 3 Torr, eine Leistung von ungefähr 0,4 bis 0,6 KW bei einer Mikrowellenfrequenz von 13,56 MHz und eine Leistung von unge­ fähr 0,4 bis 0,7 KW bei einer niedrigen Frequenz verwendet.
Beispielsweise bei der Verwendung des Films als Barriere kann der Film den mit Silizium angereicherten Oxidfilm 121 und einen Siliziumnitridoxidfilm (nicht gezeigt), der über dem mit Sili­ zium angereicherten Oxidfilm 121 ausgebildet ist, umfassen. In diesem Fall wird die Ablagerung des Films unter den gleichen Bedingungen wie in dem Fall ausgeführt, bei dem der mit Silizi­ um angereicherte Oxidfilm 121 und der Siliziumnitridoxidfilm selektiv als Barriere verwendet werden.
Danach wird ein SOG-Film 123 über dem mit Silizium angereicher­ ten Oxidfilm 121 gebildet und ausgebacken. Der SOG-Film 123 wird als ein Zwischenschichtisolationsfilm zum Schaffen einer planarisierten Oberfläche verwendet.
Über dem SOG-Film 123 wird dann ein zweiter Oxidfilm 125 mit dem PECVD-Verfahren abgelagert. Der zweite Oxidfilm 125 dient als ein oberer Zwischenschichtisolationsfilm.
Dann wird eine zweite Metallverdrahtungsschicht 127 auf dem zweiten Oxidfilm 125 gebildet. Dann wird SiNx über der zweiten Metallverdrahtungsschicht 127 abgelagert, wodurch ein Oberflä­ chenschutzfilm 129 gebildet wird, der nachfolgend thermisch be­ handelt wird.
Der Siliziumnitridfilm als Oberflächenschutzfilm 129 wird mit einer Dicke von ungefähr 50 bis 150 nm (500 bis 1.500 Å) abge­ lagert. Der Ablagerung des Siliziumnitridfilms wird unter den Bedingungen ausgeführt, daß die Flußrate von SiH₄ ungefähr 450 bis 550 SCCM, die Flußrate von NH₃ ungefähr 3000 bis 6000 SCCM und die Flußrate von N₂ ungefähr 2000 bis 3000 SCCM be­ trägt. Es ist bevorzugt, daß der Brechungsindex des Films unge­ fähr 1,95 bis 2,1 beträgt, was durch geeignete Steuerung des Verhältnisses der Flußraten von SiH₄ und NH₃ erzielt wird. In diesem Fall wird ein Ablagerungsdruck von ungefähr 2 bis 3 Torr, eine Leistung von ungefähr 0,4 bis 0,6 KW bei einer Mikrowellenfrequenz von 13,56 MHz und eine Leistung von unge­ fähr 0,4 bis 0,7 KW bei einer niedrigen Frequenz verwendet. Der Streßzustand des Films wird so gesteuert, daß er einem Druck­ streßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) durch Steuerung der Mikrowellenleistung entspricht.
Die Fig. 2 zeigt einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des isolierenden Films zu der kritischen Isola­ tionsdurchbruchsspannung zwischen dem n⁺ Sourcegebiet und dem n⁺ Draingebiet zeigt.
Wie in Fig. 2 gezeigt ist, erhöht sich die kritische Isolati­ onsdurchbruchsspannung zwischen der Source und der Drain so wie sich der Brechungsindex erhöht. Der Brechungsindex des erfin­ dungsgemäßen mit Silizium angereicherten Oxidfilms befindet sich den Messungen entsprechend in dem Bereich von 1,55 bis 1,65, wogegen der gemäß herkömmlichen Verfahren hergestellte erste Oxidfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,47 aufweist. In bezug auf Fig. 2 kann inan auch herausfinden, daß der mit Si­ lizium angereicherte Oxidfilm einen Streß aufweist, der sich im Bereich von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) bewegt.
Im Falle des Siliziumnitridoxidfilms tritt ein Brechungsindex im Bereich von 1,68 bis 1,8 auf. Der Siliziumnitridoxidfilm weist ebenfalls Streßwerte im Bereich von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) auf.
Weiter zeigt Fig. 3 einen Graphen, der die Beziehung zwischen dem Brechungsindex des isolierenden Films und der Lebensdauer von heißen Ladungsträgern in jedem MOSFET darstellt.
In bezug auf Fig. 3 kann inan herausfinden, daß die Lebensdauer der heißen Ladungsträger bei höherem Brechungsindex verlängert ist.
Wie sich aus der obigen Beschreibung ergibt, schafft das erfin­ dungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines isolierenden Films verschiedene Effekte. Somit ist es möglich, das Auftreten eines Feldinversionseffekts zwischen der Drain und der Source eines parasitären MOSFETs zu vermeiden, wenn der untere Zwischen­ schichtisolationsfilm einen mit Silizium angereicherten Oxid­ film oder Siliziumnitridoxidfilm umfaßt. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch die Lebensdauer der heißen Ladungsträger verlängern, wodurch eine Verbesserung in der Betriebscharakte­ ristik der Halbleitervorrichtung erzielt wird. Mit dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren wird die Barrierencharakteristik des Zwischenschichtisolationsfilms verbessert. Dementsprechend kann das erfindungsgemäße Verfahren effektiv bei der Herstellung von hochintegrierten Halbleitervorrichtungen verwendet werden.

Claims (20)

1. Ein Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolati­ onsfilms einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schrit­ ten:
Herstellen eines Halbleitersubstrats (101) mit einer auf seiner oberen Oberfläche ausgebildeten unteren Metallverdrahtungs­ schicht (117);
Bilden einer Barrierenschicht (121) auf einer freiliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats;
Überziehen eines Films (123) aus aufschleuderbarem Glas über der Barrierenschicht und anschließendes Ausbacken des Films aus aufschleuderbarem Glas; und
Bilden eines isolierenden Films (125) über dem Film aus auf­ schleuderbarem Glas.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das weiter den Schritt des se­ quentiellen Bildens einer Vielzahl von MOS-Vorrichtungen und eines isolierenden Films (115) vor der Bildung der unteren Me­ tallverdrahtungsschicht umfaßt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiter den Schritt des Bil­ dens eines Siliziumoxidfilms (119) über der freiliegenden Ober­ fläche des Halbleitersubstrats vor der Bildung der Barrieren­ schicht (121) umfaßt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Barrierenschicht (121) einen mit Silizium angereicherten Oxidfilm umfaßt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der mit Silizium angerei­ cherte Oxidfilm gemäß einem plasmaverstärktem chemischen Gas­ phasenablagerungsverfahren unter Verwendung eines SiH₄, N₂O und N₂ umfassenden reaktiven Gases unter den Bedingungen abgelagert wird, das die Flußrate von SiH₄ ungefähr 300 bis 600 SCCM, die Flußrate von N₂O ungefähr 4000 bis 7000 SCCM und die Flußrate von N₂ ungefähr 3000 bis 6000 SCCM beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der mit Silizium angerei­ cherte Oxidfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,55 bis 1,65 und einen Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) zeigt.
7. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Barrierenschicht (121) einen Siliziumnitridoxidfilm umfaßt.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Siliziumnitridoxidfilm gemäß einem plasmaverstärkten chemischen Gasphasenablagerungs­ verfahren unter Verwendung eines reaktiven Gases, das SiH₄, NH₃, N₂O und N₂ umfaßt, unter den Bedingungen abgelagert wird, daß die Flußrate von SiH₄ ungefähr 200 bis 350 SCCM, die Fluß­ rate von N₂O ungefähr 1000 bis 4000 SCCM, die Flußrate von NH₃ ungefähr 1000 bis 4000 SCCM und die Flußrate von N₂ unge­ fähr 5000 bis 8000 SCCM beträgt.
9. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Siliziumnitridoxidfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,55 bis 1,85 und einen Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) zeigt.
10. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Barrierenschicht eine Dicke von ungefähr 50 bis 300 nm aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der isolierende Film (125) einen Siliziumoxidfilm umfaßt.
12. Verfahren gemäß Anspruch 1, das weiter die Schritte des Bildens einer oberen Metallverdrahtungsschicht (127) auf dem isolierenden Film und des Bildens eines Schutzfilms (129) über der gesamten freiliegenden Oberfläche der sich ergeben­ den Struktur, die nach der Bildung der oberen Metallverdrah­ tungsschicht erhalten wird, umfaßt.
13. Ein Verfahren zum Herstellen eines Zwischenschichtisola­ tionsfilms einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten:
Herstellen eines Halbleitersubstrats (101) mit einer auf sei­ ner Oberfläche ausgebildeten unteren Metallverdrahtungs­ schicht (117);
Bilden eines mit Silizium angereicherten Oxidfilms (121) über einer freiliegenden Oberfläche des Halbleitersubstrats, und Bilden eines Siliziumnitridoxidfilm über dem mit Silizium an­ gereicherten Oxidfilm;
Bilden eines Films aus aufschleuderbarem Glas (123) über dem Siliziumnitridoxidfilm; und
Bilden eines Oxidfilms (125) über dem Film aus aufschleuder­ barem Glas.
14. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der mit Silizium ange­ reicherte Oxidfilm (121) gemäß einem plasmaverstärktem chemi­ schen Gasphasenablagerungsverfahren unter Verwendung eines reaktiven Gases, das SiH₄, N₂O und N₂ umfaßt, unter den Be­ dingungen abgelagert wird, daß die Flußrate von SiH₄ ungefähr 300 bis 600 SCCM, die Flußrate von N₂O ungefähr 4000 bis 7000 SCCM und die Flußrate von N₂ ungefähr 3000 bis 6000 SCCM beträgt.
15. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der mit Silizium ange­ reicherte Oxidfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,55 bis 1,65 und einen Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) zeigt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Siliziumnitri­ doxidfilm gemäß einem plasmaverstärktem chemischen Gasphasen­ ablagerungsverfahren unter Verwendung eines reaktiven Gases, das SiH₄, NH₃, N₂O und N₂ umfaßt, unter den Bedingungen abge­ lagert wird, daß die Flußrate von SiH₄ ungefähr 200 bis 350 SCCM, die Flußrate von N₂O ungefähr 1000 bis 4000 SCCM, die Flußrate von NH₃ ungefähr 1000 bis 4000 SCCM und die Fluß­ rate von N₂ ungefähr 5000 bis 8000 SCCM beträgt.
17. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Siliziumnitrid­ oxidfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,55 bis 1,85 und einen Druckstreßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) zeigt.
18. Verfahren gemäß Anspruch 13, das weiter die Schritte des Bildens einer oberen Metallverdrahtungsschicht (127) auf dem Siliziumnitridoxidfilm und des Bildens eines Schutzfilms (129) über der gesamten freiliegenden Oberfläche der sich er­ gebenden Struktur, die nach der Bildung der oberen Metallver­ drahtungsschicht erhalten wird, umfaßt.
19. Verfahren nach Anspruch 13, das weiter den Schritt des sequentiellen Bildens einer Vielzahl von MOS-Vorrichtungen und eines isolierenden Films (115) vor der Bildung der unte­ ren Metallverdrahtungsschicht umfaßt.
20. Verfahren gemäß Anspruch 13, wobei der Schutzfilm einen Brechungsindex von ungefähr 1,95 bis 2,1 und einen Druck­ streßzustand von -5×10-6 bis -1,5×10-5 N/cm² (-0,5 bis -1,5 Dyne/cm²) zeigt.
DE19637458A 1995-09-14 1996-09-13 Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung Ceased DE19637458A1 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950030005A KR100197980B1 (ko) 1995-09-14 1995-09-14 반도체 소자의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19637458A1 true DE19637458A1 (de) 1997-03-20

Family

ID=19426789

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19637458A Ceased DE19637458A1 (de) 1995-09-14 1996-09-13 Verfahren zur Herstellung eines Zwischenschichtisolationsfilms einer Halbleitervorrichtung

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP2937886B2 (de)
KR (1) KR100197980B1 (de)
DE (1) DE19637458A1 (de)
GB (1) GB2305295B (de)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313968A (ja) * 2001-02-08 2002-10-25 Seiko Epson Corp 半導体装置およびその製造方法
JP5110783B2 (ja) * 2004-10-28 2012-12-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
CN111725180A (zh) * 2020-07-23 2020-09-29 华虹半导体(无锡)有限公司 用于功率mos器件的层间介质层结构及其制作方法
CN112635329A (zh) * 2020-12-14 2021-04-09 华虹半导体(无锡)有限公司 Dmos器件的层间介质层及其制作方法
CN115745417B (zh) * 2022-11-08 2024-07-19 福建华佳彩有限公司 一种使用在铟镓锌氧化物上的氮氧化硅成膜方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4676867A (en) * 1986-06-06 1987-06-30 Rockwell International Corporation Planarization process for double metal MOS using spin-on glass as a sacrificial layer
US5003062A (en) * 1990-04-19 1991-03-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Semiconductor planarization process for submicron devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP2937886B2 (ja) 1999-08-23
KR100197980B1 (ko) 1999-06-15
GB9619116D0 (en) 1996-10-23
GB2305295A (en) 1997-04-02
JPH09129625A (ja) 1997-05-16
KR970018399A (ko) 1997-04-30
GB2305295B (en) 2000-05-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69323396T2 (de) Herstellungsverfahren einer planarisierten, isolierenden Zwischenschicht bestehend aus gestapelter BPSG- und Ozon-TEOS-NSO-Schicht in einer Halbleiter Vorrichtung
DE69032234T2 (de) Halbleiteranordnung mit einem durch Verfliessen gefüllten Graben
DE60312467T2 (de) Vorrichtung zum verhindern der seitlichen oxidation in einem transistor unter verwendung einer ultradünnen sauerstoffdiffusionsbarriere
DE4420365C2 (de) Halbleiterbauelement-Isolierverfahren und integrierte Schaltungen für eine Speicheranordnung
DE3834241A1 (de) Halbleitereinrichtung
DE102019128268A1 (de) Verfahren zum reduzieren von durchschlagausfällen in einem mim-kondensator
DE3873903T2 (de) Verfahren, um eine elektrische verbindung auf einer silizium-halbleitervorrichtung herzustellen.
DE102018119795B4 (de) Spannungsmodulation für dielektrische Schichten
DE102019109861A1 (de) Gatestapel-Behandlung
DE3841588A1 (de) Dynamischer vertikal-halbleiterspeicher mit wahlfreiem zugriff und verfahren zu seiner herstellung
EP1113493A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines ferroelektrischen Halbleiterspeichers
DE3525396A1 (de) Vertical mosfet und verfahren zu seiner herstellung
DE4400727A1 (de) Verfahren zur Herstellung von integrierten Schaltkreiskondensatoren
DE10051583A1 (de) Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen
DE4127967A1 (de) Mos-transistor mit gate-drain-elektrodenueberlapp und verfahren zu seiner herstellung
DE68916166T2 (de) Herstellen von selbstjustierenden Kontakten ohne Maske.
DE2445879C2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelementes
DE19629886A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
DE3588129T2 (de) Verbesserungen von Verfahren zum Herstellen von Chips mit einer integrierten Schaltung und auf diese Art hergestellte Chips
DE102005052052B4 (de) Ätzstoppschicht für Metallisierungsschicht mit verbesserter Haftung, Ätzselektivität und Dichtigkeit und Verfahren zur Herstellung eines dielektrischen Schichtstapels
DE3931127C2 (de) Verfahren zum Herstellen einer Halbleitereinrichtung
DE19907070A1 (de) Halbleitervorrichtung und zugehöriges Herstellungsverfahren
DE10056868A1 (de) Halbleiterbauteil mit verringerter Leitungskapazität und verringertem Übersprechrauschen
DE10158706B4 (de) Halbleitervorrichtung und Verfahren zu deren Herstellung
DE69724965T2 (de) Verfahren zur vereinfachung der herstellung eines dielektrischen zwischenschicht-stapels

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8125 Change of the main classification

Ipc: H01L 21/768

8131 Rejection