JP2512900B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳
しくは、半導体装置におけるコンタクトホール構造の形
成手段の改良に係るものである。
しくは、半導体装置におけるコンタクトホール構造の形
成手段の改良に係るものである。
従来から、半導体装置に形成されるところの，いわゆ
るスムースコート膜としては、一般にPSG（Phospho−si
licate−glass）による絶縁膜が用いられている。このP
SG膜は、アルカリ金属のゲッタリングおよびブロッキン
グの作用をもち、しかもシリコン基板とか配線材料に悪
影響を与える惧れもないなど，スムースコート膜として
の優れた特性を有しており、また一方では、現在，半導
体装置での高速化，微細化への要求が一層高まるにつれ
て、接合のシャロー化が必要となり、リフロー工程での
低温化を意図して、BPSG（Boro−phospho−silicate−g
lass）膜の導入が進みつゝある。
るスムースコート膜としては、一般にPSG（Phospho−si
licate−glass）による絶縁膜が用いられている。このP
SG膜は、アルカリ金属のゲッタリングおよびブロッキン
グの作用をもち、しかもシリコン基板とか配線材料に悪
影響を与える惧れもないなど，スムースコート膜として
の優れた特性を有しており、また一方では、現在，半導
体装置での高速化，微細化への要求が一層高まるにつれ
て、接合のシャロー化が必要となり、リフロー工程での
低温化を意図して、BPSG（Boro−phospho−silicate−g
lass）膜の導入が進みつゝある。
こゝで、従来例でのこの種のBPSG膜によるスムースコ
ート膜をもつ半導体装置でのコンタクト部の概要断面構
造を第６図に示す。
ート膜をもつ半導体装置でのコンタクト部の概要断面構
造を第６図に示す。
すなわち、この第６図従来例によるコンタクトホール
構造においては、よく知られている通り、まず、CVD（C
hemical−Vapour−Deposition,化学気相成長法）装置を
用い、シリコン半導体基板１の下敷き酸化膜２上に、前
記したスムースコート膜としてのBPSG膜４を形成させ、
ついで、異方性エッチングなどによつて、コンタクトホ
ール７を開口させ、さらにその後、リフロー処理を行な
うことで、コンタクトホール７の開口形状を良好に処理
してから、図示省略したがスパッタリングなどにより、
Al−Siなどの配線層を形成するのである。
構造においては、よく知られている通り、まず、CVD（C
hemical−Vapour−Deposition,化学気相成長法）装置を
用い、シリコン半導体基板１の下敷き酸化膜２上に、前
記したスムースコート膜としてのBPSG膜４を形成させ、
ついで、異方性エッチングなどによつて、コンタクトホ
ール７を開口させ、さらにその後、リフロー処理を行な
うことで、コンタクトホール７の開口形状を良好に処理
してから、図示省略したがスパッタリングなどにより、
Al−Siなどの配線層を形成するのである。
すなわち，この場合、前記スムースコート膜としてPS
G膜よりもBPSG膜のほうが、装置構成の高速化，微細化
に適しているのは、前記リフロー工程での温度が低くて
すみ、従つて接合深さを浅く保ち得るからである。
G膜よりもBPSG膜のほうが、装置構成の高速化，微細化
に適しているのは、前記リフロー工程での温度が低くて
すみ、従つて接合深さを浅く保ち得るからである。
しかしながら、一方，前記BPSG膜４を用いたスムース
コート膜によるコンタクトホール７の構造では、そのリ
フロー処理に際して、第６図に符号６で示した部分に見
られるように、BPSG膜４のダレのために、これがシリコ
ン基板１に直接々触する部分を生じて、この部分６から
BPSG膜４中のボロン，リンなどが、基板１中に，またコ
ンタクトに析出されたシリコン中にそれぞれ拡散されて
ゆき、結果的に一方では、コンタクト部にオーミック不
良を発生すると云う不都合があり、また他方では、Al−
Siなどの配線層に対してBPSG膜４が接触されるために、
配線層中にもボロン，リン，シリコンなどが拡散され
て、コンタクト部に析出するなどの好ましくない問題点
があつた。
コート膜によるコンタクトホール７の構造では、そのリ
フロー処理に際して、第６図に符号６で示した部分に見
られるように、BPSG膜４のダレのために、これがシリコ
ン基板１に直接々触する部分を生じて、この部分６から
BPSG膜４中のボロン，リンなどが、基板１中に，またコ
ンタクトに析出されたシリコン中にそれぞれ拡散されて
ゆき、結果的に一方では、コンタクト部にオーミック不
良を発生すると云う不都合があり、また他方では、Al−
Siなどの配線層に対してBPSG膜４が接触されるために、
配線層中にもボロン，リン，シリコンなどが拡散され
て、コンタクト部に析出するなどの好ましくない問題点
があつた。
この発明は従来のこのような問題点を解消するために
なされたものであつて、その目的とするところは、BPSG
によるスムースコート膜を用いた半導体装置において、
同BPSG膜が、シリコン基板，およびコンタクト部を含む
配線層に直接々触することのないようにした，この種の
半導体装置の製造方法を得ることである。
なされたものであつて、その目的とするところは、BPSG
によるスムースコート膜を用いた半導体装置において、
同BPSG膜が、シリコン基板，およびコンタクト部を含む
配線層に直接々触することのないようにした，この種の
半導体装置の製造方法を得ることである。
〔問題点を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、この発明にかかる半導体
装置の製造方法は、半導体基板表面が露出しない状態
で、下層絶縁膜上に形成したスムースコート膜としてBP
SG膜を貫通する開口部を形成したあと、そのBPSG膜をリ
フローし、その後、この上に上層絶縁膜を形成してか
ら、開口部にそれより小さい寸法のコンタクトホールを
形成するようにしたものである。
装置の製造方法は、半導体基板表面が露出しない状態
で、下層絶縁膜上に形成したスムースコート膜としてBP
SG膜を貫通する開口部を形成したあと、そのBPSG膜をリ
フローし、その後、この上に上層絶縁膜を形成してか
ら、開口部にそれより小さい寸法のコンタクトホールを
形成するようにしたものである。
すなわち，この発明においては、BPSG膜によるスムー
スコート膜の下層に下敷き膜，上層にBPSG膜以外の絶縁
膜をそれぞれに被覆させて、BPSG膜からのシリコン基板
中，およびコンタクト部を含む配線層中への、ボロン，
リン，シリコンなどの拡散と析出を避けるようにしたか
ら、コンタクト部での接続不良を改善でき、低温リフロ
ーが可能であると云う,BPSG膜によるスムースコート膜
での特長を充分に活用し得るのである。
スコート膜の下層に下敷き膜，上層にBPSG膜以外の絶縁
膜をそれぞれに被覆させて、BPSG膜からのシリコン基板
中，およびコンタクト部を含む配線層中への、ボロン，
リン，シリコンなどの拡散と析出を避けるようにしたか
ら、コンタクト部での接続不良を改善でき、低温リフロ
ーが可能であると云う,BPSG膜によるスムースコート膜
での特長を充分に活用し得るのである。
以下、この発明に係る半導体装置およびその製造方法
の実施例につき、第１図ないし第５図を参照して詳細に
説明する。
の実施例につき、第１図ないし第５図を参照して詳細に
説明する。
第１図はこの発明の一実施例を適用したBPSG膜による
スムースコート膜をもつ半導体装置のコンタクト部を示
す概要断面図であり、この第１図実施例装置において、
前記第６図従来例装置と同一符号は同一または相当部分
を示している。
スムースコート膜をもつ半導体装置のコンタクト部を示
す概要断面図であり、この第１図実施例装置において、
前記第６図従来例装置と同一符号は同一または相当部分
を示している。
この第１図実施例装置では、前記BPSG膜４の形成に先
立つて、前記下敷き酸化膜２上に第２の下敷き絶縁膜3,
例えば前記したPSG膜を形成させ、またこの下敷き絶縁
膜３を下層としてBPSG膜４の形成後，コンタクトホール
７に接する部分を含めた上層に絶縁膜5,例えばSOG（Spi
n−on−Glass）膜を被覆させたものである。
立つて、前記下敷き酸化膜２上に第２の下敷き絶縁膜3,
例えば前記したPSG膜を形成させ、またこの下敷き絶縁
膜３を下層としてBPSG膜４の形成後，コンタクトホール
７に接する部分を含めた上層に絶縁膜5,例えばSOG（Spi
n−on−Glass）膜を被覆させたものである。
こゝで、前記SOG膜とは、二酸化硅素（SiO2）を有機
溶剤に溶融させた溶液を基板上に滴下させ、かつ同基板
をスピンさせる手法，いわゆるスピンコート法によつて
形成したシリコン酸化膜を指している。
溶剤に溶融させた溶液を基板上に滴下させ、かつ同基板
をスピンさせる手法，いわゆるスピンコート法によつて
形成したシリコン酸化膜を指している。
しかして、第２図（ａ）ないし（ｄ）には、前記第１
図実施例構成での製造プロセスフローの概要を示してあ
る。
図実施例構成での製造プロセスフローの概要を示してあ
る。
すなわち，まず、前記シリコン半導体基板１上にあつ
て、第１の下敷き酸化膜2,第２の下敷き絶縁膜，こゝで
はPSG膜3,またスムースコート膜としてのBPSG膜４を順
次に形成させた上で、異方性エッチングにより、このBP
SG膜4,それにPSG膜３の表面一部を、選択的にやゝ大き
目の寸法で開口7aさせる（同図（ａ））。続いて、前記
BPSG膜４のリフロー処理により、開口7aに面した表面側
をなだらかな曲面とし（同図（ｂ））、かつその上にSO
G膜５を塗布形成した後（同図（ｃ））、さらに異方性
エッチングにより、これらのSOG膜5,BPSG膜4,PSG膜3,そ
れに下敷き酸化膜２を、それぞれ選択的に開口7aより小
さい所期寸法通りに開口させてコンタクトホール７を形
成させるのである（同図（ｄ））。
て、第１の下敷き酸化膜2,第２の下敷き絶縁膜，こゝで
はPSG膜3,またスムースコート膜としてのBPSG膜４を順
次に形成させた上で、異方性エッチングにより、このBP
SG膜4,それにPSG膜３の表面一部を、選択的にやゝ大き
目の寸法で開口7aさせる（同図（ａ））。続いて、前記
BPSG膜４のリフロー処理により、開口7aに面した表面側
をなだらかな曲面とし（同図（ｂ））、かつその上にSO
G膜５を塗布形成した後（同図（ｃ））、さらに異方性
エッチングにより、これらのSOG膜5,BPSG膜4,PSG膜3,そ
れに下敷き酸化膜２を、それぞれ選択的に開口7aより小
さい所期寸法通りに開口させてコンタクトホール７を形
成させるのである（同図（ｄ））。
従つて、このようにして得た第１図実施例装置では、
スムースコート膜としてのBPSG膜４が、下層のPSG膜３
と上層のSOG膜５とによつて完全に被覆されることにな
り、その結果として、こゝでは、従来と同様の低温処理
で良好な形状のコンタクト構造を得ることができる。
スムースコート膜としてのBPSG膜４が、下層のPSG膜３
と上層のSOG膜５とによつて完全に被覆されることにな
り、その結果として、こゝでは、従来と同様の低温処理
で良好な形状のコンタクト構造を得ることができる。
また、第３図（ａ）ないし（ｅ）には、他の実施例に
よる製造プロセスフローの概要を示してあり、この第３
図実施例構成においては、前記第１図実施例構成と同様
にスムースコート膜としてのBPSG膜４を完全に被覆する
が、下層に下敷き酸化膜２のみを用いた場合である。
よる製造プロセスフローの概要を示してあり、この第３
図実施例構成においては、前記第１図実施例構成と同様
にスムースコート膜としてのBPSG膜４を完全に被覆する
が、下層に下敷き酸化膜２のみを用いた場合である。
すなわち，まず、シリコン基板１の下敷き酸化膜２上
にあつて、スムースコート膜としてのBPSG膜４を形成さ
せ、かつその表面の一部を異方性エッチングにより、選
択的にやゝ大き目の寸法で開口7aさせるが、このとき下
敷き酸化膜２の該当部分も同時に失なわれる（同図
（ａ））。そしてこのまゝリフローをかけると、前記BP
SG膜４のダレによつて、これが基板１に接触する可能性
があるために、下敷き酸化膜２の開口7a,つまりコンタ
クト該当部分に再度，酸化膜を形成し（同図（ｂ））た
上で，リフロー処理により、開口7aに面した表面側をな
だらかな曲面とし（同図（ｃ））、かつその上にSOG膜
５を塗布形成した後（同図（ｄ））、さらに異方性エッ
チングによつて、これらのSOG膜5,BPSG膜4,それに下敷
き酸化膜２を、それぞれ選択的に開口7aより小さい所期
寸法通りに開口させてコンタクトホール７を形成させる
のである（同図（ｅ））。
にあつて、スムースコート膜としてのBPSG膜４を形成さ
せ、かつその表面の一部を異方性エッチングにより、選
択的にやゝ大き目の寸法で開口7aさせるが、このとき下
敷き酸化膜２の該当部分も同時に失なわれる（同図
（ａ））。そしてこのまゝリフローをかけると、前記BP
SG膜４のダレによつて、これが基板１に接触する可能性
があるために、下敷き酸化膜２の開口7a,つまりコンタ
クト該当部分に再度，酸化膜を形成し（同図（ｂ））た
上で，リフロー処理により、開口7aに面した表面側をな
だらかな曲面とし（同図（ｃ））、かつその上にSOG膜
５を塗布形成した後（同図（ｄ））、さらに異方性エッ
チングによつて、これらのSOG膜5,BPSG膜4,それに下敷
き酸化膜２を、それぞれ選択的に開口7aより小さい所期
寸法通りに開口させてコンタクトホール７を形成させる
のである（同図（ｅ））。
仍つて、この第３図実施例装置の場合にも、スムース
コート膜としてのBPSG膜４が、下層の下敷き酸化膜２と
上層のSOG膜５とによつて完全に被覆されることにな
り、こゝでも、従来と同様の低温処理で良好な形状のコ
ンタクト構造を得ることができるのである。
コート膜としてのBPSG膜４が、下層の下敷き酸化膜２と
上層のSOG膜５とによつて完全に被覆されることにな
り、こゝでも、従来と同様の低温処理で良好な形状のコ
ンタクト構造を得ることができるのである。
なお、前記BPSG膜４の下層膜には、PSG膜に代えて窒
化膜，プラズマ窒化膜，その他酸化膜などのCVD絶縁膜
を、また上層膜には、SOG膜に代えて窒化膜，プラズマ
窒化膜，その他酸化膜などのCVD絶縁膜を利用してもよ
く、同様の作用，効果を奏し得るもので、この上層膜に
CVD絶縁膜を使用した場合の概要断面構造による実施
例，変形例装置をそれぞれ第４図，第５図に示してあ
り、さらに、装置のバリア性能に対する要求次第によつ
ては、これらの下層膜，上層膜を多層化することも可能
である。
化膜，プラズマ窒化膜，その他酸化膜などのCVD絶縁膜
を、また上層膜には、SOG膜に代えて窒化膜，プラズマ
窒化膜，その他酸化膜などのCVD絶縁膜を利用してもよ
く、同様の作用，効果を奏し得るもので、この上層膜に
CVD絶縁膜を使用した場合の概要断面構造による実施
例，変形例装置をそれぞれ第４図，第５図に示してあ
り、さらに、装置のバリア性能に対する要求次第によつ
ては、これらの下層膜，上層膜を多層化することも可能
である。
以上詳述したように、この発明によるときは、スムー
スコート膜としてボロンを含むリンガラス膜（BPSG膜）
を用いた半導体装置のコンタクトホール構造の形成にお
いて、半導体基板表面が露出しない状態で、下層絶縁膜
上に形成したBPSG膜を貫通する開口部を形成した後、そ
のBPSG膜をリフローし、その後、この上に上層絶縁膜を
形成してから、開口部にそれより小さい寸法のコンタク
トホールを形成させ、このBPSG膜が半導体基板，および
コンタクトホールを通した配線接続部，ならびに配線層
に直接々触することのないようにしたから，この種の装
置構成での,BPSG膜から基板部，配線部へのボロン，リ
ン，シリコンなどの析出による影響を排除，もしくは抑
制した状態で、装置構成にとつて好ましい低温処理によ
り、良好なコンタクト構造を得ることができ、しかも構
造的にも比較的簡単で容易に実施できるなどの優れた特
長を有するものである。
スコート膜としてボロンを含むリンガラス膜（BPSG膜）
を用いた半導体装置のコンタクトホール構造の形成にお
いて、半導体基板表面が露出しない状態で、下層絶縁膜
上に形成したBPSG膜を貫通する開口部を形成した後、そ
のBPSG膜をリフローし、その後、この上に上層絶縁膜を
形成してから、開口部にそれより小さい寸法のコンタク
トホールを形成させ、このBPSG膜が半導体基板，および
コンタクトホールを通した配線接続部，ならびに配線層
に直接々触することのないようにしたから，この種の装
置構成での,BPSG膜から基板部，配線部へのボロン，リ
ン，シリコンなどの析出による影響を排除，もしくは抑
制した状態で、装置構成にとつて好ましい低温処理によ
り、良好なコンタクト構造を得ることができ、しかも構
造的にも比較的簡単で容易に実施できるなどの優れた特
長を有するものである。
第１図はこの発明の一実施例を適用したBPSG膜によるス
ムースコート膜をもつ半導体装置のコンタクトホール部
を示す概要断面図、第２図（ａ）ないし（ｄ）は同上第
１図実施例装置の製造プロセスフローの概要を示すそれ
ぞれ概要断面図、また第３図（ａ）ないし（ｅ）は同上
他の実施例による装置製造プロセスフローの概要を示す
それぞれ概要断面図、第４図および第５図はさらに他の
実施例および変形例による半導体装置のコンタクトホー
ル部を示す概要断面図であり、また第６図は従来例によ
る同上半導体装置のコンタクトホール部を示す概要断面
図である。 １……シリコン半導体基板、２……下敷き酸化膜、３…
…BPSG膜の下層膜（下敷き膜）、４……スムースコート
膜としてのBPSG膜（ボロンを含むリンガラス膜）、５…
…BPSG膜の上層膜、７……コンタクトホール開口。
ムースコート膜をもつ半導体装置のコンタクトホール部
を示す概要断面図、第２図（ａ）ないし（ｄ）は同上第
１図実施例装置の製造プロセスフローの概要を示すそれ
ぞれ概要断面図、また第３図（ａ）ないし（ｅ）は同上
他の実施例による装置製造プロセスフローの概要を示す
それぞれ概要断面図、第４図および第５図はさらに他の
実施例および変形例による半導体装置のコンタクトホー
ル部を示す概要断面図であり、また第６図は従来例によ
る同上半導体装置のコンタクトホール部を示す概要断面
図である。 １……シリコン半導体基板、２……下敷き酸化膜、３…
…BPSG膜の下層膜（下敷き膜）、４……スムースコート
膜としてのBPSG膜（ボロンを含むリンガラス膜）、５…
…BPSG膜の上層膜、７……コンタクトホール開口。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池上 雅明 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式 会社北伊丹製作所内 (72)発明者 望月 弘 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式 会社北伊丹製作所内 (72)発明者 玉城 礼二 伊丹市瑞原４丁目１番地 三菱電機株式 会社北伊丹製作所内 (56)参考文献 特開 昭56−38842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−73135（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−131948（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−18469（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−52383（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−179533（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−32434（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−61358（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】スムースコート膜としてボロンを含むリン
ガラス膜（BPSG膜）を用いた半導体装置のコンタクトホ
ール構造において、半導体基板の下敷き酸化膜を下層絶
縁膜として、その上に直接、または必要に応じて第２の
下層絶縁膜を介してBPSG膜を形成させ、かつ前記半導体
基板表面が露出しない状態で、このBPSG膜を貫通する開
口部を、選択的にやゝ大き目の寸法で形成する工程と、
前記BPSG膜をリフローする工程と、これらの上に上層絶
縁膜を形成する工程と、これらの各上層絶縁膜,BPSG
膜，ないしは第２の下層絶縁膜，および下層絶縁膜の前
記開口部対応部分を、それぞれ選択的にその開口部より
小さい寸法で開口させて、前記半導体基板表面が露出す
るコンタクトホールを形成する工程とを含み、前記BPSG
膜を前記半導体基板，コンタクトホールを通した配線接
続部，ならびに配線層に直接触れないようにしたことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】第２の下層絶縁膜が、リンガラス膜（PSG
膜），または窒化膜，プラズマ窒化膜，酸化膜などの絶
縁膜である特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】上層絶縁膜が、スピンコート法によるシリ
コン酸化膜，または化学気相成長法による窒化膜，プラ
ズマ窒化膜，酸化膜などの絶縁膜である特許請求の範囲
第１項または２項に記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119501A JP2512900B2 (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61119501A JP2512900B2 (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62274641A JPS62274641A (ja) | 1987-11-28 |
| JP2512900B2 true JP2512900B2 (ja) | 1996-07-03 |
Family
ID=14762825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61119501A Expired - Lifetime JP2512900B2 (ja) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2512900B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02203551A (ja) * | 1989-02-02 | 1990-08-13 | Sony Corp | 多層配線形成法 |
| JPH0461327A (ja) * | 1990-06-29 | 1992-02-27 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
| US5286677A (en) * | 1993-05-07 | 1994-02-15 | Industrial Technology Research Institute | Method for etching improved contact openings to peripheral circuit regions of a dram integrated circuit |
| JPH07249683A (ja) * | 1993-10-12 | 1995-09-26 | Texas Instr Inc <Ti> | 低温リフロー用非均一複合ドープ膜およびその形成方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5638842A (en) * | 1979-09-07 | 1981-04-14 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS56131948A (en) * | 1980-03-19 | 1981-10-15 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor element |
| JPS5832434A (ja) * | 1981-08-20 | 1983-02-25 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS5873135A (ja) * | 1981-10-28 | 1983-05-02 | Nec Corp | 半導体装置とその製造方法 |
-
1986
- 1986-05-22 JP JP61119501A patent/JP2512900B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62274641A (ja) | 1987-11-28 |
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