JP2002134614A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP2002134614A
JP2002134614A JP2001229743A JP2001229743A JP2002134614A JP 2002134614 A JP2002134614 A JP 2002134614A JP 2001229743 A JP2001229743 A JP 2001229743A JP 2001229743 A JP2001229743 A JP 2001229743A JP 2002134614 A JP2002134614 A JP 2002134614A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
silicon nitride
semiconductor device
protective film
nitride film
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.)
Pending
Application number
JP2001229743A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisaharu Kiyota
久晴 清田
Hisao Hayashi
久雄 林
Hisayoshi Yamoto
久良 矢元
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2001229743A priority Critical patent/JP2002134614A/ja
Publication of JP2002134614A publication Critical patent/JP2002134614A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水素を含む窒化シリコン膜とが積層形成され
た半導体装置における基板と保護膜との界面の電荷密度
の増大を抑え、Al配線電極の腐蝕を防止する。 【解決手段】半導体基板1に形成した保護膜3上に水素
を含む第1の窒化シリコン膜10がパシベーション膜と
して積層形成されてなる半導体装置において、保護膜3
と第1の窒化シリコン膜10の間に、膜厚が100〜5
00Åの第2の窒化シリコン膜5により保護膜3を覆う
ように形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板に複数個の
MOS FET等の素子が形成された半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、NチャンネルMOS型FET
(電界効果トランジスタ)あるいはバイポーラ・トラン
ジスタを有するIC(集積回路)やLSI(大規模集積
回路)等の半導体装置において、半導体基板上にAsS
G(砒素シリケート・ガラス)あるいはSbSG(アン
チモン・シリケート・ガラス)等より成るリフロー膜を
形成し、さらにこのリフロー膜上に直接あるいはSiO
層を介してプラズマSiN(窒化シリコン)膜を形成
した構造が知られている。
【0003】すなわち、図3はこのような半導体装置の
一例として、NチャンネルMOS型FET素子30,3
0を有するICあるいはLSIの一部を示している。こ
の図3において、例えばN型シリコン半導体基板31の
表面に臨んでP型領域32が形成され、このP型領域3
2の表面に臨んで上記FET素子30,30のソース、
ドレイン領域となるN型領域が拡散法等により形成さ
れている。
【0004】ここで、P型領域32の表面には選択酸化
法等によりSiOの絶縁保護膜33を形成し、この保
護膜33上にPoly−Si(多結晶シリコン)より成
るゲート電極34や配線電極35等を形成した後、PS
G(燐シリケート・ガラス)、BPSG(ホウ素・燐シ
リケート・ガラス)、AsSG(アンチモン・シリケー
ト・ガラス)のリフロー膜36を形成している。この例
えばAsSGのリフロー膜36は、比較的低温でリフロ
ー処理が行え、Al(アルミニウム)電極35等を形成
したときのAlの腐蝕やマイグレーションによる悪影響
が少なく配線の信頼性が高い等の特徴を有している。
【0005】次に、AsSGリフロー膜36上に、必要
に応じてAl電極37等を形成した後、表面安定化(パ
シベーション)用のSiN(窒化シリコン)膜38をプ
ラズマCVD法により被着形成する。このプラズマSi
N膜38は、耐湿性や化学的安定性あるいは物理的安定
性に優れ、また比較的低温で被着形成が行えるという利
点を有している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
AsSGリフロー膜36上にプラズマSiN膜38を積
層形成した構造において、いわゆるフォーミング・アニ
ール処理を例えば350〜450℃の温度範囲で30分
〜120分程度行うと、基板のSiとSiO絶縁保護
膜33との界面に存在する電荷の密度QSSが著しく増
大し、特に各FET素子30,30間の素子分離領域3
9の界面電荷密度Qssが増加することによって、素子
間の絶縁分離が有効に行えなくなる。すなわち、通常の
ssの値は1〜5×1010cm−2程度であるのに
対し、上記構成におけるQssの値は1〜5×1212
cm−2にも達し、素子分離領域39が略導通状態に近
くなってしまう。
【0007】これは、プラズマSiN膜38が[H]
(水素)を5〜20atm%と比較的多量に含んでいる
点が原因となって、上記アニール処理時に、プラズマS
iN膜38の[H]が移動し、途中のリフロー膜36に
捕らえられることなくSi(基板)−SiO(保護
膜)界面にまで到達して電荷として蓄積され、いわゆる
フィールド反転現象が生じて上記素子分離領域のSi-
SiO界面に擬似的なNチャンネルが形成されてしま
うからと考えられている。
【0008】なお、光CVD法やスパッタリング等によ
り被着形成されたSiN(窒化シリコン)膜にも水素が
含まれており、上述したプラズマSiN膜と同様な悪影
響が生じ得る。
【0009】また、配線電極にAl(アルミニウム)を
用いる場合には、層間絶縁膜によるAl腐蝕を防止する
ことが必要とされる。
【0010】本発明は、このような実情に鑑み、水素を
含む窒化シリコン膜とが積層形成された半導体装置にお
ける基板と保護膜との界面の電荷密度の増大を抑えるこ
とが可能な半導体装置を提供することを目的とし、さら
にはAl配線電極等の腐蝕を防止することが可能な半導
体装置を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ために、本発明は、半導体基板に形成した保護膜上に水
素を含む第1の窒化シリコン膜がパシベーション膜とし
て積層形成されてなる半導体装置において、上記保護膜
と上記第1の窒化シリコン膜の間に、膜厚が100〜5
00オングストロームの第2の窒化シリコン膜を上記保
護膜を覆うように形成したものである。
【0012】
【作用】保護膜と上記第1の窒化シリコン膜の間に、保
護膜を覆うように形成された膜厚が100〜500オン
グストロームの第2の窒化シリコン膜により、半導体基
板と保護膜との界面に存在する電荷密度Qssの増大を
防止するとともに、アルミニウム配線電極の腐食を防止
する。
【0013】
【実施例】以下、本発明に係る好ましい実施例につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0014】図1は、本発明に係る半導体装置の要部を
示す概略断面図であり、Si半導体基板1のP型領域の
表面に臨んで、N型のソース領域2S及びドレイン領域
2Dが、例えば拡散法等によりそれぞれ複数組形成され
ている。これらのソース領域2Sとドレイン領域2Dと
で挟まれた能動領域の上方には、膜厚の薄いSiO2等
より成るゲート絶縁膜3Gを介してPoly-Si(多
結晶シリコン)よりなるゲート電極4Gが形成されてい
る。
【0015】ここで、ゲート絶縁膜3Gについては、S
i基板表面に対して例えば選択酸化法を施すことによ
り、他の部分の膜厚の厚い、例えば3000〜8000
Å程度のフィールド絶縁膜3Fとともに形成すればよ
い。フィールド絶縁膜3Fには、必要に応じて例えばP
oly−Siより成る配線電極4Wを形成しておけばよ
い。これらのゲート絶縁膜3G及びフィールド絶縁膜3
Fより成る絶縁保護膜3上には、SiN(窒化シリコ
ン)薄膜5がプラズマCVD法や減圧CVD法等により
被着形成される。このSiN薄膜5は、約100Å程度
あるいはそれ以上で、ストレス等を考慮して500Å以
下の厚みとすることが好ましい。このSiN薄膜5上に
は、AsSG(砒素シリケート・ガラス)が例えばCV
D法により3000〜8000Å程度の厚みに被着形成
され、その後、例えば900℃、10分間程度の加熱に
よるリフロー処理(あるいはガラス・フロー処理)が施
されて、AsSGリフロー膜6が形成されている。この
リフロー処理は、上記加熱時のガラスの流動現象を利用
して、エッチング緑部等の段部の傾斜をゆるくし、断線
等を防止するためのものである。
【0016】なお、このリフロー処理前のAsSG被着
形成後には、ソース、ドレイン各領域2S,2Dに対す
るコンタクト用の窓開け処理が施され、ソース、ドレイ
ン各電極7S,7Dが形成されることにより、Nチャン
ネルMOS型FET(電界効果トランジスタ)の素子が
形成される。
【0017】次に、AsSG膜6を例えば層間絶縁膜と
して用い、このAsSG膜6上に必要に応じてAl(ア
ルミニウム)等より成る配線電極8aを形成した後、P
SG(燐シリケート・ガラス)を例えばCVD法等によ
り被着形成することにより、PSG膜9を形成してい
る。このときのPSG膜9の厚みは3000〜8000
Åとしており、P(燐)の濃度は5重量%以下としてい
る。
【0018】次に、PSG膜9上に、必要に応じてAl
等より成る配線電極8bを形成した後、プラズマCVD
法によりSiN(窒化シリコン)膜10を例えば750
0〜12000Å(0.75〜1.2μm)程度の厚さ
に被着形成する。
【0019】このように、最上層のプラズマSiN膜1
0とSiO等の絶縁保護膜3との間に、P(燐)濃度
が5重量%以下のPSG膜9と膜厚が約100Å程度か
ら500Å以下の範囲のSiN薄膜5とを設けた構造に
よれば、絶縁保護膜3のフィールド絶縁膜3FとSi基
板1との界面電荷密度Qssの増大を抑制することがで
きるのみならず、PSG膜9のP濃度が比較的低いた
め、Al配線電極8a,8b等の腐食を防止することが
できる。また、PSG膜を用いているため、CVD形成
したSiO膜に比べて、ストレスの大幅な低減がで
き、減圧CVD法によるPSG膜の形成の導入も可能と
なって、多層配線に好適である。さらに、この例では、
SiN薄膜5とPSG膜9とが接していないので、Si
N薄膜にクラックが発生することもない。
【0020】次に、図2は、本発明に係る半導体装置の
他の例を示す要部概略断面図であり、Si基板11上に
熱酸化法により形成されたSiOより成る絶縁保護膜
12上には、Poly−Si等より成る配線電極13が
形成され、この上に膜厚が100Å程度以上500Å以
下のSiN薄膜14がプラズマCVD法や減圧CVD法
等により被着形成される。このSiN薄膜14上にP
(燐)濃度が5重量%以下のPSG膜15が1000Å
〜3000Å程度の厚みに被着形成され、このPSG膜
15上にAsSG膜16が3000Å〜8000Å程度
の厚みに被着形成され、リフロー処理される。
【0021】AsSGリフロー膜16上には、必要に応
じてAl等の配線電極17を形成した後、P(燐)濃度
が5重量%以下のPSG膜18を被着形成する。このP
SG膜18上に、必要に応じてAl等の配線電極19を
形成した後、プラズマCVD法によりSiN膜20を7
500Å〜12000Å(0.75μm〜1.2μm)
程度の膜厚に被着形成する。
【0022】この図2に示す半導体装置においても、前
述したものと同様に、絶縁保護膜12とSi基板11と
の界面の電荷密度の増大を抑制でき、Al配線電極1
7,18の腐食を防止できる。
【0023】なお、本発明は、上述の実施例のみに限定
されるものではなく、リフロー膜としてはAsSG膜以
外にもPSG膜、BPSG(ホウ素・燐シリケート・ガ
ラス)膜、SbSG(アンチモン・シリケート・ガラ
ス)膜や、これらの多層構造を用いることができる。ま
た、最上層のプラズマSiN膜の代わりに、光CVD法
やスパッタリング法等により形成された水素を含むSi
Nを用いた場合にも本発明を適用できることは勿論であ
る。
【0024】
【発明の効果】上述したように、本発明に係る半導体装
置によれば、半導体基板と絶縁保護膜との間の界面電荷
密度Qssの増大を抑制すると同時に、Al配線電極の
腐食を防止でき、また、CVD法によるSiO膜を層
間絶縁膜とする場合に比べてストレスの大幅な低減を図
ることができる。また、減圧CVD法によるPSG膜形
成工程の導入も可能となり、多層配線に適用して好まし
いものである。
【0025】さらに、本発明に係る半導体装置によれ
ば、PSG膜とSiN薄膜が直接接触することで起きる
SiN薄膜のクラックを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の一例を示す要部概略
断面図である。
【図2】本発明に係る半導体装置の他の例を示す要部概
略断面図である。
【図3】従来例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1,11 Si基板、 3,12 絶縁保護膜、 5,
14 SiN薄膜、6,16 AsSG膜、 9,1
5,18 PSG膜、 8a,8b,17,19 Al
配線電極
フロントページの続き (72)発明者 矢元 久良 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 Fターム(参考) 4M104 BB02 EE06 EE12 EE15 EE17 GG09 GG14 GG15 HH20 5F033 HH04 HH08 QQ74 QQ75 RR06 RR12 RR13 RR14 RR15 SS08 SS11 SS13 SS14 SS15 TT02 XX17 XX18 5F058 BA05 BC08 BD01 BD02 BD06 BD10 BF02 BF04 BF07 BJ02 5F140 AA00 AA16 AB01 BA01 BF01 BF04 BK26 CA03 CA06 CB01 CC01 CC03 CC04 CC05 CC07 CC08 CC11 CC12 CC13 CC20

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に形成した保護膜上に水素を
    含む第1の窒化シリコン膜がパシベーション膜として積
    層形成されてなる半導体装置において、 上記保護膜と上記第1の窒化シリコン膜の間に、膜厚が
    100〜500オングストロームの第2の窒化シリコン
    膜が上記保護膜を覆うように形成され、 上記第2の窒化シリコン膜と上記第1の窒化シリコン膜
    の間に燐の含有量が5重量%以下であるシリケート・ガ
    ラス膜が少なくとも一層形成されていることを特徴とす
    る半導体装置。
JP2001229743A 2001-07-30 2001-07-30 半導体装置 Pending JP2002134614A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229743A JP2002134614A (ja) 2001-07-30 2001-07-30 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001229743A JP2002134614A (ja) 2001-07-30 2001-07-30 半導体装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01221799A Division JP3237640B2 (ja) 1999-01-20 1999-01-20 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002134614A true JP2002134614A (ja) 2002-05-10

Family

ID=19062046

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001229743A Pending JP2002134614A (ja) 2001-07-30 2001-07-30 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002134614A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103515417A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 台湾积体电路制造股份有限公司 钝化方案

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103515417A (zh) * 2012-06-29 2014-01-15 台湾积体电路制造股份有限公司 钝化方案

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7176121B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7723849B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2932552B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100380890B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조방법
JPH0752772B2 (ja) 半導体装置の製法
JPH06244185A (ja) 配線構造とその製法
US6541373B2 (en) Manufacture method for semiconductor with small variation in MOS threshold voltage
US6271594B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2002134614A (ja) 半導体装置
JP3237640B2 (ja) 半導体装置
JP2907765B2 (ja) 半導体装置
JP2907765B6 (ja) 半導体装置
JPH1050698A (ja) 半導体装置
JP2937886B2 (ja) 半導体素子の層間絶縁膜形成方法
KR20020067990A (ko) 질화물 소비를 감소시키기 위한 집합 유전체층
JPH118234A (ja) 半導体装置
JP2940316B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH1187499A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2002026009A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0691074B2 (ja) 半導体装置
JPS6112033A (ja) 半導体装置
JPH09213942A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0746698B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR950007960B1 (ko) 반도체장치 및 그 제조방법
JP2880892B2 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20020903