JP2882442B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JP2882442B2 JP2882442B2 JP4344976A JP34497692A JP2882442B2 JP 2882442 B2 JP2882442 B2 JP 2882442B2 JP 4344976 A JP4344976 A JP 4344976A JP 34497692 A JP34497692 A JP 34497692A JP 2882442 B2 JP2882442 B2 JP 2882442B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- thin film
- substrate
- contact portion
- wiring material
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 59
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 30
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 25
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 30
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 20
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 16
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 8
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 7
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 4
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 4
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017709 Ni Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003267 Ni-Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910003262 Ni‐Co Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003310 Ni-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018499 Ni—F Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018594 Si-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020776 SixNy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008465 Si—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Weting (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、金属薄膜からなる受動
素子を搭載した半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
素子を搭載した半導体装置の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来技術】従来、金属薄膜からなる受動素子を搭載し
た半導体装置として、磁気抵抗素子薄膜を用いた磁気セ
ンサが知られている。これは、図１に示すように、トラ
ンジスタ等の集積回路素子を有する単結晶Ｓｉ基板１上
に絶縁膜４を形成し、その絶縁膜４上にＡｌ等の配線材
料９を形成し、そのＡｌ等の配線材料９上にＮｉ−Ｆ
ｅ，Ｎｉ−Ｃｏ等の磁気抵抗素子薄膜１０を形成するよ
うにしている。ここでＡｌ等の配線材料の磁気抵抗素子
薄膜とのコンタクト部を作製するとき、磁気抵抗素子薄
膜が、通常数百Åと非常に薄いため、磁気抵抗素子薄膜
の段切れが懸念されるために、基板に対して斜状にＡｌ
等配線材料の端部を形成すべくリン酸：硝酸：酢酸等の
エッチング液を用いたテーパエッチングを施すようにし
ている。
た半導体装置として、磁気抵抗素子薄膜を用いた磁気セ
ンサが知られている。これは、図１に示すように、トラ
ンジスタ等の集積回路素子を有する単結晶Ｓｉ基板１上
に絶縁膜４を形成し、その絶縁膜４上にＡｌ等の配線材
料９を形成し、そのＡｌ等の配線材料９上にＮｉ−Ｆ
ｅ，Ｎｉ−Ｃｏ等の磁気抵抗素子薄膜１０を形成するよ
うにしている。ここでＡｌ等の配線材料の磁気抵抗素子
薄膜とのコンタクト部を作製するとき、磁気抵抗素子薄
膜が、通常数百Åと非常に薄いため、磁気抵抗素子薄膜
の段切れが懸念されるために、基板に対して斜状にＡｌ
等配線材料の端部を形成すべくリン酸：硝酸：酢酸等の
エッチング液を用いたテーパエッチングを施すようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年デバイス
の小型化のニーズにより高集積化が進んでおり、そのた
めにＡｌ等の配線幅が減少してきており、従来のような
テーパエッチングでは、Ａｌ等の配線の段切れが起こる
という問題が発生するようになった。
の小型化のニーズにより高集積化が進んでおり、そのた
めにＡｌ等の配線幅が減少してきており、従来のような
テーパエッチングでは、Ａｌ等の配線の段切れが起こる
という問題が発生するようになった。
【０００４】そこで、本発明者らは、Ａｌ等の配線材料
のエッチングを、まず、集積回路素子部にリン酸：硝酸
等のエッチング液を用いたスピンエッチングもしくは異
方性エッチングを施し、次に、コンタクト部にリン酸：
硝酸：酢酸等のエッチング液を用いたテーパエッチング
を施すというように、エッチング工程を２回に分けるよ
うにして上記問題を解決することを着想した。
のエッチングを、まず、集積回路素子部にリン酸：硝酸
等のエッチング液を用いたスピンエッチングもしくは異
方性エッチングを施し、次に、コンタクト部にリン酸：
硝酸：酢酸等のエッチング液を用いたテーパエッチング
を施すというように、エッチング工程を２回に分けるよ
うにして上記問題を解決することを着想した。
【０００５】しかしながら、２回目のテーパエッチング
において、テーパエッチング後に単結晶Ｓｉ基板１に対
して、電気的導通のある１ａ部および１ｂ部と、電気的
導通のなくなる１ｃ部において、Ａｌ等の配線材料のエ
ッチングレートが４倍も違うことが判明した。そのた
め、エッチング条件を出すことが非常に困難になってし
まい、安定的な２回目のリン酸：硝酸：酢酸等のエッチ
ング液を用いたテーパエッチングができないという問題
が発生している。
において、テーパエッチング後に単結晶Ｓｉ基板１に対
して、電気的導通のある１ａ部および１ｂ部と、電気的
導通のなくなる１ｃ部において、Ａｌ等の配線材料のエ
ッチングレートが４倍も違うことが判明した。そのた
め、エッチング条件を出すことが非常に困難になってし
まい、安定的な２回目のリン酸：硝酸：酢酸等のエッチ
ング液を用いたテーパエッチングができないという問題
が発生している。
【０００６】これは、エッチング液とＡｌ等の配線材料
と単結晶Ｓｉ基板との間で化学的反応にて電圧が発生
し、エッチング液とＡｌ等の配線材料と単結晶Ｓｉ基板
に電流が流れることでエッチング反応が促進させられ、
単結晶Ｓｉ基板１に対して、電気的導通のある１ａ部お
よび１ｂ部では、電解エッチングとなり、テーパエッチ
ング後に単結晶Ｓｉ基板１に対して、電気的導通のなく
なる１ｃ部での、化学反応エッチングに比べて、エッチ
ングレートが速くなるためと考えられている。
と単結晶Ｓｉ基板との間で化学的反応にて電圧が発生
し、エッチング液とＡｌ等の配線材料と単結晶Ｓｉ基板
に電流が流れることでエッチング反応が促進させられ、
単結晶Ｓｉ基板１に対して、電気的導通のある１ａ部お
よび１ｂ部では、電解エッチングとなり、テーパエッチ
ング後に単結晶Ｓｉ基板１に対して、電気的導通のなく
なる１ｃ部での、化学反応エッチングに比べて、エッチ
ングレートが速くなるためと考えられている。
【０００７】そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、Ａ
ｌ等の配線材料における、金属薄膜からなる受動素子と
のコンタクト部のテーパエッチングの際に、各コンタク
ト部のエッチングレートが等しく安定したテーパエッチ
ングとなるような半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
ｌ等の配線材料における、金属薄膜からなる受動素子と
のコンタクト部のテーパエッチングの際に、各コンタク
ト部のエッチングレートが等しく安定したテーパエッチ
ングとなるような半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、上記目的を達成するために、基板上に、該基
板と接続部を有する第一配線層と、前記基板上に絶縁膜
を介して形成され、金属薄膜からなる受動素子とのコン
タクト部を有する第二配線層とを形成するに際し、前記
コンタクト部を短絡するようにパターニングする工程
と、前記コンタクト部をテーパエッチングしてテーパ部
を設ける工程と、前記第一配線層および前記第二配線層
を形成後に、前記絶縁膜上に該第二配線層と前記テーパ
部を介して電気的に接続される前記金属薄膜からなる受
動素子を形成する工程とを有することを特徴とする。
造方法は、上記目的を達成するために、基板上に、該基
板と接続部を有する第一配線層と、前記基板上に絶縁膜
を介して形成され、金属薄膜からなる受動素子とのコン
タクト部を有する第二配線層とを形成するに際し、前記
コンタクト部を短絡するようにパターニングする工程
と、前記コンタクト部をテーパエッチングしてテーパ部
を設ける工程と、前記第一配線層および前記第二配線層
を形成後に、前記絶縁膜上に該第二配線層と前記テーパ
部を介して電気的に接続される前記金属薄膜からなる受
動素子を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明によると、第二配線層の金属薄膜からな
る受動素子とのコンタクト部において、テーパエッチン
グ後に基板に対して、電気的導通のあるコンタクト部
と、電気的導通のなくなるコンタクト部とを、配線材料
と同一材料で短絡するようにしているため、前記コンタ
クト部作製のためのテーパエッチング時に、テーパエッ
チング後に基板に対して電気的導通のなくなるコンタク
ト部にもエッチングの化学的反応による電流が流れるこ
ととなる。これにより、すべての第二配線層の金属薄膜
からなる受動素子とのコンタクト部のテーパエッチング
が電解エッチングとなる。
る受動素子とのコンタクト部において、テーパエッチン
グ後に基板に対して、電気的導通のあるコンタクト部
と、電気的導通のなくなるコンタクト部とを、配線材料
と同一材料で短絡するようにしているため、前記コンタ
クト部作製のためのテーパエッチング時に、テーパエッ
チング後に基板に対して電気的導通のなくなるコンタク
ト部にもエッチングの化学的反応による電流が流れるこ
ととなる。これにより、すべての第二配線層の金属薄膜
からなる受動素子とのコンタクト部のテーパエッチング
が電解エッチングとなる。
【００１０】
【実施例】本発明を磁気センサに具体化した一実施例を
図面に従って説明する。図２は、磁気センサの断面図で
あり強磁性磁気抵抗素子薄膜１０と信号処理回路とが同
一基板内に集積化されている。又、図３には図２のＡ部
すなわち、Ａｌ等の配線材料と強磁性磁気抵抗素子薄膜
とのコンタクト部の拡大図を示す。
図面に従って説明する。図２は、磁気センサの断面図で
あり強磁性磁気抵抗素子薄膜１０と信号処理回路とが同
一基板内に集積化されている。又、図３には図２のＡ部
すなわち、Ａｌ等の配線材料と強磁性磁気抵抗素子薄膜
とのコンタクト部の拡大図を示す。
【００１１】図４〜図８には、その製造工程を示す。ま
ず、図４に示すように、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に、
公知の半導体加工技術を用いて縦形ＮＰＮバイポーラト
ランジスタを形成する。つまり、単結晶Ｓｉ基板１の主
表面上に、Ｎ+ 型埋込層２，Ｎ- 型エピタキシャル層３
を形成する。そして、Ｎ- 型エピタキシャル層３の主表
面上にシリコン酸化膜４をＣＶＤ装置を用いて形成し、
シリコン酸化膜４を所望の回路パターンによりホトエッ
チングし、不純物の拡散にてＰ+ 型素子分離領域５、Ｐ
型拡散領域６、Ｎ+ 型拡散領域７，８を形成する。即
ち、Ｎ+ ならばリンを、Ｐ+ ならばボロンをイオン注入
法もしくは拡散法により選択的に拡散して形成する。こ
のようにして、縦形ＮＰＮバイポーラトランジスタがＮ
+ 型埋込層２，Ｎ- 型エピタキシャル層３，Ｐ+ 型拡散
領域６，及びＮ+ 型拡散領域７，８にて構成され、この
トランジスタを後述する強磁性磁気抵抗素子薄膜１０か
らの信号を増幅する。
ず、図４に示すように、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に、
公知の半導体加工技術を用いて縦形ＮＰＮバイポーラト
ランジスタを形成する。つまり、単結晶Ｓｉ基板１の主
表面上に、Ｎ+ 型埋込層２，Ｎ- 型エピタキシャル層３
を形成する。そして、Ｎ- 型エピタキシャル層３の主表
面上にシリコン酸化膜４をＣＶＤ装置を用いて形成し、
シリコン酸化膜４を所望の回路パターンによりホトエッ
チングし、不純物の拡散にてＰ+ 型素子分離領域５、Ｐ
型拡散領域６、Ｎ+ 型拡散領域７，８を形成する。即
ち、Ｎ+ ならばリンを、Ｐ+ ならばボロンをイオン注入
法もしくは拡散法により選択的に拡散して形成する。こ
のようにして、縦形ＮＰＮバイポーラトランジスタがＮ
+ 型埋込層２，Ｎ- 型エピタキシャル層３，Ｐ+ 型拡散
領域６，及びＮ+ 型拡散領域７，８にて構成され、この
トランジスタを後述する強磁性磁気抵抗素子薄膜１０か
らの信号を増幅する。
【００１２】次に、シリコン酸化膜４にフォトリソグラ
フィを用いて選択的に開口部４ａを開け、コンタクト部
を形成する。そして、単結晶Ｓｉ基板１の主表面上に薄
膜のＡｌ等の配線材料９を蒸着法あるいはスパッタ法に
より堆積する。その後、このＡｌ等の配線材料９をまず
リン酸：硝酸等のエッチング液を用いたスピンエッチン
グもしくは異方性エッチングにて加工する。このエッチ
ングにより、図５（ａ）中に示す回路素子部９Ａにおい
て配線パターンが形成される。また、このエッチングの
際、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とのコンタクト部９Ｂ
においては、同図（ａ），（ｂ）に示すように各コンタ
クト部５ａと５ｂ，５ｃと５ｄと５ｅ，５ｆと５ｇと５
ｈをそれぞれ５Ａ，５Ｂ，５Ｃにより短絡されるように
エッチングを施すようにする。
フィを用いて選択的に開口部４ａを開け、コンタクト部
を形成する。そして、単結晶Ｓｉ基板１の主表面上に薄
膜のＡｌ等の配線材料９を蒸着法あるいはスパッタ法に
より堆積する。その後、このＡｌ等の配線材料９をまず
リン酸：硝酸等のエッチング液を用いたスピンエッチン
グもしくは異方性エッチングにて加工する。このエッチ
ングにより、図５（ａ）中に示す回路素子部９Ａにおい
て配線パターンが形成される。また、このエッチングの
際、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とのコンタクト部９Ｂ
においては、同図（ａ），（ｂ）に示すように各コンタ
クト部５ａと５ｂ，５ｃと５ｄと５ｅ，５ｆと５ｇと５
ｈをそれぞれ５Ａ，５Ｂ，５Ｃにより短絡されるように
エッチングを施すようにする。
【００１３】そして、スピンエッチングの後、短絡され
たコンタクト部５ａ〜５ｈにリン酸：硝酸：酢酸等のエ
ッチング液を用いたテーパエッチングを施すことによっ
て、図６（ａ），（ｂ）に示すようにコンタクト部５ａ
〜５ｈを作製する。
たコンタクト部５ａ〜５ｈにリン酸：硝酸：酢酸等のエ
ッチング液を用いたテーパエッチングを施すことによっ
て、図６（ａ），（ｂ）に示すようにコンタクト部５ａ
〜５ｈを作製する。
【００１４】その後、バイポーラトランジスタのコンタ
クト部とのオーミックコンタクトを得るためにアルミシ
ンターと呼ばれる熱処理を、例えば４５０℃，３０分、
フォーミングガス（Ｎ2 ＋Ｈ2 ）中の条件で行う。
クト部とのオーミックコンタクトを得るためにアルミシ
ンターと呼ばれる熱処理を、例えば４５０℃，３０分、
フォーミングガス（Ｎ2 ＋Ｈ2 ）中の条件で行う。
【００１５】しかる後に、単結晶Ｓｉ基板１を真空容器
内に配置し、例えばアルゴンにてＡｌ等の配線材料９の
表面に成長した酸化膜をプラズマエッチングし、引き続
き、真空を保持したまま、図６に示すように、Ａｌ等の
配線材料９を含めたシリコン酸化膜４の上に強磁性磁気
抵抗素子薄膜１０を例えば電子ビーム蒸着法により堆積
する。この強磁性磁気抵抗素子薄膜１０は、Ｆｅ，Ｃｏ
を含み、Ｎｉを主成分とした強磁性体薄膜、即ちＮｉ−
ＦｅあるいはＮｉ−Ｃｏの薄膜からなり、厚さが５００
Å程度（２００〜２０００Å）になっている。そして、
図８に示すように、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０をエッ
チングして所定のブリッヂパターンに形成する。この
際、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とＡｌ等の配線材料９
は、図３に示すように強磁性磁気抵抗素子薄膜１０をＡ
ｌ等の配線材料９の斜状部９ａに十分オーバラップさせ
る。この斜状部９ａにより、強磁性磁気抵抗素子薄膜１
０とＡｌ等の配線材料９との電気的接合が行われる。こ
のようにＡｌ等の配線材料９の端部をテーパ構造とする
ことにより、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とＡｌ等の配
線材料９との間での断線故障が回避される。
内に配置し、例えばアルゴンにてＡｌ等の配線材料９の
表面に成長した酸化膜をプラズマエッチングし、引き続
き、真空を保持したまま、図６に示すように、Ａｌ等の
配線材料９を含めたシリコン酸化膜４の上に強磁性磁気
抵抗素子薄膜１０を例えば電子ビーム蒸着法により堆積
する。この強磁性磁気抵抗素子薄膜１０は、Ｆｅ，Ｃｏ
を含み、Ｎｉを主成分とした強磁性体薄膜、即ちＮｉ−
ＦｅあるいはＮｉ−Ｃｏの薄膜からなり、厚さが５００
Å程度（２００〜２０００Å）になっている。そして、
図８に示すように、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０をエッ
チングして所定のブリッヂパターンに形成する。この
際、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とＡｌ等の配線材料９
は、図３に示すように強磁性磁気抵抗素子薄膜１０をＡ
ｌ等の配線材料９の斜状部９ａに十分オーバラップさせ
る。この斜状部９ａにより、強磁性磁気抵抗素子薄膜１
０とＡｌ等の配線材料９との電気的接合が行われる。こ
のようにＡｌ等の配線材料９の端部をテーパ構造とする
ことにより、強磁性磁気抵抗素子薄膜１０とＡｌ等の配
線材料９との間での断線故障が回避される。
【００１６】次に、真空熱処理（真空アニール）を一定
時間（例えば、３０分）行う。この真空熱処理条件とし
ては、温度が３５０〜４５０℃で、真空中（例えば１０
-2Ｔorr 程度以下）とする。このとき、強磁性磁気抵抗
素子薄膜１０とＡｌ等の配線材料９とのコンタクト部に
はＮｉ−Ａｌ系合金が形成され、強磁性磁気抵抗素子薄
膜１０とＡｌ等の配線材料９とはこのＮｉ−Ａｌ系合金
を介して電気的に接続される。
時間（例えば、３０分）行う。この真空熱処理条件とし
ては、温度が３５０〜４５０℃で、真空中（例えば１０
-2Ｔorr 程度以下）とする。このとき、強磁性磁気抵抗
素子薄膜１０とＡｌ等の配線材料９とのコンタクト部に
はＮｉ−Ａｌ系合金が形成され、強磁性磁気抵抗素子薄
膜１０とＡｌ等の配線材料９とはこのＮｉ−Ａｌ系合金
を介して電気的に接続される。
【００１７】その後に、図２に示すように、シリコンナ
イトライドよりなる表面保護膜１１をプラズマＣＶＤ装
置を用いて成膜する。つまり、単結晶Ｓｉ基板１を２０
０〜４００℃程度の温度とし、ガス（モノシラン，窒
素，アンモニウム等）を流し、高周波電源によりプラズ
マを励起させシリコンナイトライド膜を堆積させる。さ
らに、この表面保護膜１１を導通用端子部のみエッチン
グして開口部を設ける。この表面保護膜１１にて強磁性
磁気抵抗素子薄膜１０と、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に
製作した回路素子とが外気から保護される。
イトライドよりなる表面保護膜１１をプラズマＣＶＤ装
置を用いて成膜する。つまり、単結晶Ｓｉ基板１を２０
０〜４００℃程度の温度とし、ガス（モノシラン，窒
素，アンモニウム等）を流し、高周波電源によりプラズ
マを励起させシリコンナイトライド膜を堆積させる。さ
らに、この表面保護膜１１を導通用端子部のみエッチン
グして開口部を設ける。この表面保護膜１１にて強磁性
磁気抵抗素子薄膜１０と、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に
製作した回路素子とが外気から保護される。
【００１８】このように製造された磁気センサにおいて
は、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に作製したＮＰＮトラン
ジスタ、及び図示しないＰＮＰトランジスタ，拡散抵
抗，コンデンサ等の回路素子をＡｌ等の配線材料９によ
り電気的に接続して、電気回路として機能させている。
は、単結晶Ｓｉ基板１の主表面に作製したＮＰＮトラン
ジスタ、及び図示しないＰＮＰトランジスタ，拡散抵
抗，コンデンサ等の回路素子をＡｌ等の配線材料９によ
り電気的に接続して、電気回路として機能させている。
【００１９】上記のように、本実施例によると、Ａｌ等
の配線材料のエッチング工程における、１回目のスピン
エッチングにおいてＡｌ等の配線材料の強磁性磁気抵抗
素子薄膜とのコンタクト部５ａ〜５ｈを、図５（ａ），
（ｂ）に示すように、Ａｌ等の配線材料により５Ａ〜５
Ｃのごとく短絡するようにしているため、各コンタクト
部５ａ〜５ｈの作製のためのテーパエッチングにおい
て、単結晶Ｓｉ基板１と、エッチング液（例えば、本実
施例ではリン酸：硝酸：酢酸）と短絡部５Ａ〜５Ｃを通
して、各コンタクト部５ａ〜５ｈにエッチングの化学反
応による電流が等しく流れるため、各コンタクト部５ａ
〜５ｈは、すべて電解エッチングとなり、エッチングレ
ートの等しい安定したエッチング工程となる。
の配線材料のエッチング工程における、１回目のスピン
エッチングにおいてＡｌ等の配線材料の強磁性磁気抵抗
素子薄膜とのコンタクト部５ａ〜５ｈを、図５（ａ），
（ｂ）に示すように、Ａｌ等の配線材料により５Ａ〜５
Ｃのごとく短絡するようにしているため、各コンタクト
部５ａ〜５ｈの作製のためのテーパエッチングにおい
て、単結晶Ｓｉ基板１と、エッチング液（例えば、本実
施例ではリン酸：硝酸：酢酸）と短絡部５Ａ〜５Ｃを通
して、各コンタクト部５ａ〜５ｈにエッチングの化学反
応による電流が等しく流れるため、各コンタクト部５ａ
〜５ｈは、すべて電解エッチングとなり、エッチングレ
ートの等しい安定したエッチング工程となる。
【００２０】上記テーパエッチングの結果を図９を用い
て説明する。従来、単結晶Ｓｉ基板１にて対して、電気
的導通のある１ａ部および１ｂ部と、電気的導通のない
１ｃ部とにおいて、エッチングレートに４倍の格差があ
ったものが、単結晶Ｓｉ基板１に対して、直接電気的導
通のある５ａ，５ｃ，５ｄ，５ｈ部と、短絡部５Ａ〜５
Ｃを介して電気的導通が設定された５ｂ，５ｅ，５ｆ部
とにおけるエッチングレートの差を、約１．５倍程度ま
で縮めることができるようになった。
て説明する。従来、単結晶Ｓｉ基板１にて対して、電気
的導通のある１ａ部および１ｂ部と、電気的導通のない
１ｃ部とにおいて、エッチングレートに４倍の格差があ
ったものが、単結晶Ｓｉ基板１に対して、直接電気的導
通のある５ａ，５ｃ，５ｄ，５ｈ部と、短絡部５Ａ〜５
Ｃを介して電気的導通が設定された５ｂ，５ｅ，５ｆ部
とにおけるエッチングレートの差を、約１．５倍程度ま
で縮めることができるようになった。
【００２１】以上のように、Ａｌ等の配線材料の強磁性
磁気抵抗素子薄膜とのコンタクト部作製のためのテーパ
エッチングにおいて、すべてのコンタクト部のエッチン
グレートがほぼ等しく、安定したエッチング工程となる
半導体装置の製造方法を提供することができる。
磁気抵抗素子薄膜とのコンタクト部作製のためのテーパ
エッチングにおいて、すべてのコンタクト部のエッチン
グレートがほぼ等しく、安定したエッチング工程となる
半導体装置の製造方法を提供することができる。
【００２２】この発明は前記実施例に限定されるもので
はなく、例えば、Ａｌ等の配線金属は、Ａｌ以外にもＡ
ｌ−Ｓｉ系やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系であってもよい。さら
には、前記実施例では、バイポーラトランジスタ上に形
成した磁気センサについて説明したが、Ｃ−ＭＯＳ，Ｂ
ｉ−ＣＭＯＳ等のＭＯＳＦＥＴ上形成した磁気センサや
ディスクリートの磁気センサにも適用できる。
はなく、例えば、Ａｌ等の配線金属は、Ａｌ以外にもＡ
ｌ−Ｓｉ系やＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系であってもよい。さら
には、前記実施例では、バイポーラトランジスタ上に形
成した磁気センサについて説明したが、Ｃ−ＭＯＳ，Ｂ
ｉ−ＣＭＯＳ等のＭＯＳＦＥＴ上形成した磁気センサや
ディスクリートの磁気センサにも適用できる。
【００２３】又、前記実施例では、表面保護膜としてシ
リコンナイトライド膜（ＳｉｘＮｙ）について、述べた
が、ＳｉＯＮ等の他の窒化膜を保護膜として用いてもよ
い。さらには、保護膜としてこれら窒化膜に加え、最終
保護膜として上層にポリイミド膜を被着するようにして
もよい。
リコンナイトライド膜（ＳｉｘＮｙ）について、述べた
が、ＳｉＯＮ等の他の窒化膜を保護膜として用いてもよ
い。さらには、保護膜としてこれら窒化膜に加え、最終
保護膜として上層にポリイミド膜を被着するようにして
もよい。
【００２４】
【発明の効果】上記のように本発明によれば、第二配線
層の金属薄膜からなる受動素子とのコンタクト部作製の
ためのテーパエッチングが、すべてのコンタクト部にお
いて電解エッチングとなるため、各コンタクト部のエッ
チングレートがほぼ等しく、安定したテーパエッチング
となるような金属薄膜からなる受動素子が搭載された半
導体装置の製造方法を提供することができる。
層の金属薄膜からなる受動素子とのコンタクト部作製の
ためのテーパエッチングが、すべてのコンタクト部にお
いて電解エッチングとなるため、各コンタクト部のエッ
チングレートがほぼ等しく、安定したテーパエッチング
となるような金属薄膜からなる受動素子が搭載された半
導体装置の製造方法を提供することができる。
【図１】磁気抵抗素子薄膜までを形成した半導体装置の
断面図である。
断面図である。
【図２】磁気抵抗素子の断面図である。
【図３】図１中のＡ部を拡大した断面図である。
【図４】絶縁膜を形成し基板と電極とのコンタクト部を
設けるまでの断面図である。
設けるまでの断面図である。
【図５】（ａ）は、テーパエッチングを施すＡｌ等の配
線材料の磁気抵抗素子薄膜とのコンタクト部を短絡した
状態となるように、スピンエッチングを施した断面図で
ある。（ｂ）は、（ａ）と同様な半導体基板の主表面図
である。
線材料の磁気抵抗素子薄膜とのコンタクト部を短絡した
状態となるように、スピンエッチングを施した断面図で
ある。（ｂ）は、（ａ）と同様な半導体基板の主表面図
である。
【図６】（ａ）は、テーパエッチングを施した断面図で
ある。（ｂ）は、（ａ）と同様な半導体基板の主表面図
である。
ある。（ｂ）は、（ａ）と同様な半導体基板の主表面図
である。
【図７】強磁性磁気抵抗素子薄膜を堆積した断面図であ
る。
る。
【図８】強磁性磁気抵抗素子薄膜を形成した断面図であ
る。
る。
【図９】従来技術と本発明の一実施例との配線金属のエ
ッチングレートの差をを比較した図である。
ッチングレートの差をを比較した図である。
１ 単結晶シリコン基板 ２ Ｎ+ 型埋込層 ３ Ｎ- 型エピ層 ４ シリコン酸化膜 ５ Ｐ+ 型素子分離領域 ６ Ｐ+ 型拡散領域 ７，８ Ｎ+ 型拡散領域 ９ Ａｌ等の配線材料 １０ 強磁性磁気抵抗素子薄膜 １１ 表面保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 好 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−196435（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 43/08 H01L 21/28 H01L 21/306 H01L 21/822 H01L 27/04
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に、該基板と接続部を有する第一
配線層と、前記基板上に絶縁膜を介して形成され、金属
薄膜からなる受動素子とのコンタクト部を有する第二配
線層とを形成するに際し、前記コンタクト部を短絡する
ようにパターニングする工程と、 前記コンタクト部をテーパエッチングしてテーパ部を設
ける工程と、 前記第一配線層および前記第二配線層を形成後に、前記
絶縁膜上に該第二配線層と前記テーパ部を介して電気的
に接続される前記金属薄膜からなる受動素子を形成する
工程と、 を有することを特徴とした半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344976A JP2882442B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4344976A JP2882442B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06196434A JPH06196434A (ja) | 1994-07-15 |
| JP2882442B2 true JP2882442B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=18373436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4344976A Expired - Lifetime JP2882442B2 (ja) | 1992-12-25 | 1992-12-25 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2882442B2 (ja) |
-
1992
- 1992-12-25 JP JP4344976A patent/JP2882442B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06196434A (ja) | 1994-07-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4111724A (en) | Method of manufacturing oxide isolated semiconductor device utilizing selective etching technique | |
| US4062720A (en) | Process for forming a ledge-free aluminum-copper-silicon conductor structure | |
| US5471084A (en) | Magnetoresistive element and manufacturing method therefor | |
| JP2882442B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2870340B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP3341435B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US20020140050A1 (en) | Semiconductor device having an inductor with low loss | |
| JP2906877B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JPH06232122A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2943541B2 (ja) | 磁気抵抗素子およびその製造方法 | |
| JP2626200B2 (ja) | 集積化磁気センサの製造方法 | |
| US7776739B2 (en) | Semiconductor device interconnection contact and fabrication method | |
| JPS63244772A (ja) | 半導体装置のコンタクトホ−ル | |
| JP2946983B2 (ja) | 磁気抵抗素子 | |
| JP2004279325A (ja) | 半導体磁気センサ装置及び半導体磁気センサ装置の製造方法 | |
| JPH10209521A (ja) | 磁気抵抗素子を有する半導体装置 | |
| JPH07170000A (ja) | 半導体装置とその製造方法 | |
| JP2797351B2 (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| KR850000037B1 (ko) | 셀프얼라인 금속전극 복합 mos의 제조방법 | |
| JPS61125015A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH1032105A (ja) | 薄膜バリスタ | |
| JPH0682628B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2003060043A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH10223842A (ja) | 半導体集積回路およびその製造方法 | |
| Thornton | New trends in microelectronics fabrication technology-1965 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990106 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080205 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110205 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120205 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130205 Year of fee payment: 14 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |