JP4196843B2 - Manufacturing method of semiconductor devices - Google Patents
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Description
この発明は、MOS型IC(MOS型トランジスタ[絶縁ゲート型電界効果トランジスタ]を含む集積回路)等の半導体装置の製法に関し、特に水素アニール処理によりMOS型トランジスタの工程ダメージを回復させる方法の改良に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device such as a MOS type IC (an integrated circuit including a MOS type transistor [insulated gate field effect transistor]), and more particularly to an improvement in a method for recovering process damage of a MOS type transistor by hydrogen annealing. Is.
従来、MOS型トランジスタに工程ダメージ回復のために水素含有雰囲気中で熱処理(水素アニール処理)を施すことは知られている(例えば、特許文献1参照)。また、水素アニール処理を行なう場合、MOS型トランジスタの上方にTi(チタン)層を含む配線材層が存在すると、Ti層が水素を吸蔵するため、工程ダメージの回復が不十分となることも知られている(例えば、特許文献2参照)。 Conventionally, it is known to perform heat treatment (hydrogen annealing treatment) in a hydrogen-containing atmosphere to recover process damage to a MOS transistor (see, for example, Patent Document 1). It is also known that when a hydrogen annealing process is performed, if a wiring material layer including a Ti (titanium) layer is present above the MOS transistor, the Ti layer occludes hydrogen, so that the process damage cannot be recovered sufficiently. (For example, refer to Patent Document 2).
図8は、従来のMOS型ICの一例を示すものである。シリコン基板1の表面には、シリコン酸化膜からなるフィールド絶縁膜2が形成されており、絶縁膜2の第1及び第2の素子孔内のシリコン部分には、それぞれ第1及び第2のMOS型トランジスタT1及びT2が形成されている。
FIG. 8 shows an example of a conventional MOS IC. A
トランジスタT1は、ゲート絶縁膜Fと、ゲート電極層Gと、電極層Gの両側のサイドスペーサK1,K2と、不純物濃度が比較的低いソース領域S1及びドレイン領域D1と、不純物濃度が比較的高いソース領域S2及びドレイン領域D2とを備えたもので、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)構造となっている。トランジスタT2は、トランジスタT1と同様の構成を有する。 The transistor T 1 includes a gate insulating film F, a gate electrode layer G, side spacers K 1 and K 2 on both sides of the electrode layer G, a source region S 1 and a drain region D 1 having a relatively low impurity concentration, an impurity It has a source region S 2 and a drain region D 2 having a relatively high concentration, and has a so-called LDD (Lightly Doped Drain) structure. Transistor T 2 are, have the same structure as the transistor T 1.
基板上面には、絶縁膜2及びトランジスタT1,T2を覆ってCVD(ケミカル・ベーパー・デポジション)法によりシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜3が形成される。絶縁膜3には、ホトリソグラフィ及びドライエッチング処理によりソース領域S2、ドレイン領域D2等にそれぞれ対応するソース用及びドレイン用の接続孔(図示せず)が形成される。絶縁膜3上にスパッタ法によりTi層及びAl合金層を順次に被着した後、被着層をホトリソグラフィ及びドライエッチング処理によりパターニングすることによりTi層及びAl合金層の積層からなるソース用及びドレイン用の配線層(図示せず)が形成される。このとき、絶縁膜3の上には、トランジスタT1を覆うようにTi層4a及びAl合金層4bの積層からなる配線材層4が形成される。
On the upper surface of the substrate, an interlayer insulating film 3 made of a silicon oxide film is formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method so as to cover the
次に、トランジスタT1,T2には、工程ダメージを回復させるための水素アニール処理が施される。水素アニール処理は、主要な加工工程を終えた最終段階で行なうのが通常である。すなわち、ドライエッチング等の加工中のダメージにより界面準位が増加することがあるため、これらの加工工程の後で界面準位を低減する処理として水素アニール処理を行なうことに意味がある。 Next, the transistors T 1 and T 2 are subjected to hydrogen annealing treatment for recovering process damage. The hydrogen annealing treatment is usually performed at the final stage after completing the main processing steps. That is, since the interface state may increase due to damage during processing such as dry etching, it is meaningful to perform hydrogen annealing as a process for reducing the interface state after these processing steps.
水素アニール処理の後は、絶縁膜3の上に配線材層4及び配線層を覆ってシリコン酸化膜5がCVD法により形成される。そして、酸化膜5の上には、シリコン窒化膜6がCVD法により形成される。酸化膜5及び窒化膜6は、パッシベーション(表面保護)膜として用いられる。
上記した従来技術によると、配線材層4で覆われていないトランジスタT2においては、基板とゲート酸化膜との界面のダングリングボンドを水素で終端させることで工程ダメージを回復させ、しきい値電圧を適正値にすることができる。しかしながら、配線材層4で覆われているトランジスタT1においては、工程ダメージの回復が不十分であり、しきい値電圧を適正値にすることができない。また、複数の試料間でトランジスタT1のしきい値電圧がかなりばらつく。この原因は、Ti層4aが水素を吸蔵するため、水素が基板とゲート酸化膜Fとの界面に十分に到達しないことにあると考えられる。
According to the above-described prior art, in the transistor T 2 that is not covered with the
この発明の目的は、MOS型トランジスタの上方にTi層付き配線層を設けた場合に水素アニール処理により工程ダメージの回復を図ることができる新規な半導体装置の製法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a novel method of manufacturing a semiconductor device capable of recovering process damage by hydrogen annealing when a wiring layer with a Ti layer is provided above a MOS transistor.
この発明に係る半導体装置は、
半導体基板の一方の主表面にMOS型トランジスタを形成する工程と、
前記半導体基板の一方の主表面及び前記MOS型トランジスタを覆って絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化層を堆積すると共に該シリコン窒化層をその一部が前記MOS型トランジスタのチャンネル部を覆ってかつ平面視で前記MOS型トランジスタの素子孔より小さく残存するように除去することにより前記シリコン窒化層の残存部からなるシリコン窒化膜を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記シリコン窒化膜の上に他の絶縁膜を介しチタン層と配線材層との積層を形成すると共に該積層をその一部が前記MOS型トランジスタのチャンネル部を覆ってかつ平面視で前記MOS型トランジスタの素子孔を覆って残存するように除去することにより前記積層の残存部からなる配線層を形成する工程と、
前記配線層を形成した後、水素含有雰囲気中で前記MOS型トランジスタに工程ダメージ回復のための熱処理を施す工程と、
前記配線層を覆ってシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層からなるパッシベーション膜を形成する工程と、
を含むものである。
The semiconductor device according to the present invention is
Forming a MOS transistor on one main surface of the semiconductor substrate;
Forming an insulating film covering one main surface of the semiconductor substrate and the MOS transistor;
A silicon nitride layer is deposited on the insulating film by plasma CVD, and a part of the silicon nitride layer covers the channel portion of the MOS transistor and remains smaller than the element hole of the MOS transistor in plan view. Forming a silicon nitride film consisting of the remaining portion of the silicon nitride layer by removing so as to
A laminated layer of a titanium layer and a wiring material layer is formed on the insulating film and the silicon nitride film via another insulating film, and a part of the laminated layer covers the channel portion of the MOS transistor and is viewed in plan view. Forming a wiring layer consisting of the remaining portion of the stack by removing the MOS transistor so as to remain over the element hole;
After forming the wiring layer, performing a heat treatment for recovering process damage to the MOS transistor in a hydrogen-containing atmosphere;
Forming a passivation film comprising a stack of a silicon oxide film and a silicon nitride film covering the wiring layer;
Is included.
この発明の半導体装置の製法によれば、Ti層付き配線層とMOS型トランジスタとの間にシリコン窒化膜を配置した状態で水素アニール処理(水素含有雰囲気中での工程ダメージ回復のための熱処理)が行なわれる。シリコン窒化膜は、プラズマCVD法により形成されたものである。プラズマCVD処理では、原料ガスとしてシラン、アンモニア等を用いるため、シリコン窒化膜は、完全なSi3N4組成とはならず、膜中に未反応の水素をN−H,Si−H等の結合状態で含んでいる。このため、プラズマCVD法により形成されたシリコン窒化膜は、水素アニール処理中に水素供給源として作用する。水素アニール処理では、水素含有雰囲気中から供給される水素に加えてシリコン窒化膜から供給される水素も界面準位の不活性化に寄与する。従って、Ti層付き配線層に覆われたMOS型トランジスタであっても工程ダメージを十分に回復させることができる。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, hydrogen annealing treatment (heat treatment for recovering process damage in a hydrogen-containing atmosphere) with a silicon nitride film disposed between the wiring layer with the Ti layer and the MOS transistor is performed. Is done. The silicon nitride film is formed by a plasma CVD method. In the plasma CVD process, since silane, ammonia, or the like is used as a source gas, the silicon nitride film does not have a complete Si 3 N 4 composition, and unreacted hydrogen is removed from the film such as N—H and Si—H. Includes in combined state. For this reason, the silicon nitride film formed by the plasma CVD method functions as a hydrogen supply source during the hydrogen annealing process. In the hydrogen annealing treatment, hydrogen supplied from the silicon nitride film in addition to hydrogen supplied from the hydrogen-containing atmosphere contributes to the inactivation of the interface states. Therefore, even in the MOS type transistor covered with the wiring layer with the Ti layer, the process damage can be sufficiently recovered.
シリコン窒化膜は、比誘電率が約7と大きいので、全面的に形成すると、配線間容量の増大を招く。そこで、この発明では、シリコン窒化膜をMOS型トランジスタのチャンネル部が覆われるようなパターンで形成することで配線間容量の増大を回避している。 Since the silicon nitride film has a large relative dielectric constant of about 7, if it is formed over the entire surface, the inter-wiring capacitance is increased. Therefore, in the present invention, the silicon nitride film is formed in a pattern that covers the channel portion of the MOS transistor, thereby avoiding an increase in inter-wiring capacitance.
この発明の半導体装置の製法において、前記配線層を形成する工程では、前記積層をその一部が5μm以上の幅で残存するように除去することにより前記配線層として5μm以上の幅を有する配線層を形成するようにしてもよい。この場合、MOS型トランジスタの上方には、幅5μm以上の大面積のTi層付き配線層が存在するため、熱処理の際にTi層による水素の吸蔵量が多くなる。この発明では、配線層とMOS型トランジスタとの間にプラズマCVD法により形成したシリコン窒化膜が水素供給源として存在するので、工程ダメージを十分に回復させることができる。 In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the step of forming the wiring layer, the wiring layer has a width of 5 μm or more as the wiring layer by removing the stacked layer so that a part thereof remains with a width of 5 μm or more. May be formed. In this case, since there is a wiring layer with a large Ti layer having a width of 5 μm or more above the MOS transistor, the amount of hydrogen occluded by the Ti layer increases during the heat treatment. In the present invention, since the silicon nitride film formed by the plasma CVD method exists between the wiring layer and the MOS transistor as a hydrogen supply source, the process damage can be sufficiently recovered.
この発明の半導体装置の製法では、前記配線層を形成した後、前記配線層を覆ってプラズマCVD法によりパッシベーション用のシリコン窒化膜を形成する工程を実行し、前記パッシベーション用のシリコン窒化膜を形成した後、前記MOS型トランジスタに前記熱処理を施すようにしてもよい。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after forming the wiring layer, a step of forming a passivation silicon nitride film by plasma CVD is performed to cover the wiring layer, thereby forming the passivation silicon nitride film. Then, the heat treatment may be performed on the MOS transistor.
この場合、パッシベーション用のシリコン窒化膜は、水素が透過可能な厚さに形成する。前述したように、プラズマCVD法により形成されたシリコン窒化膜は、水素アニール処理中に水素供給源として作用するので、パッシベーション用のシリコン窒化膜から供給される水素も界面準位の不活性化に寄与する。従って、工程ダメージの一層十分な回復が可能となる。 In this case, the silicon nitride film for passivation is formed to a thickness that allows hydrogen to pass therethrough. As described above, since the silicon nitride film formed by the plasma CVD method acts as a hydrogen supply source during the hydrogen annealing process, hydrogen supplied from the silicon nitride film for passivation also deactivates the interface state. Contribute. Therefore, the process damage can be recovered more sufficiently.
この発明によれば、Ti層付き配線層に覆われたMOS型トランジスタにおいて工程ダメージの十分な回復を可能としたので、しきい値電圧の適正化及びしきい値電圧のばらつき低減が可能となる効果が得られる。 According to the present invention, since the process damage can be sufficiently recovered in the MOS transistor covered with the wiring layer with the Ti layer, the threshold voltage can be optimized and the variation in the threshold voltage can be reduced. An effect is obtained.
その上、水素供給用のシリコン窒化膜をMOS型トランジスタのチャンネル部を覆うパターンで形成することで配線間容量の増大を回避したので、動作の高速化及び動作マージンの確保が可能になる効果も得られる。 In addition, since the silicon nitride film for supplying hydrogen is formed in a pattern that covers the channel portion of the MOS transistor, an increase in inter-wiring capacitance is avoided, so that the operation speed can be increased and the operation margin can be secured. can get.
図1〜5は、この発明の一実施形態に係るMOS型ICの製法を示すもので、各々の図に対応する工程(1)〜(5)を順次に説明する。 1 to 5 show a method of manufacturing a MOS IC according to an embodiment of the present invention, and steps (1) to (5) corresponding to the respective drawings will be described in order.
(1)例えばシリコンからなる半導体基板10の一方の主表面には、選択的な不純物イオン注入処理等によりP型ウェル領域12を形成する。そして、ウェル領域12の表面には、素子孔14a及び接続孔14b,14cを有するシリコン酸化膜からなるフィールド絶縁膜14を選択酸化処理により形成する。フィールド絶縁膜14は、ウェル領域12の表面に選択エッチング処理により溝を設け、この溝を埋めるようにCVD法によりシリコン酸化膜等の絶縁膜を被着するなどして形成することもできる。
(1) A P-
ウェル領域12の表面において接続孔14aに対応する半導体部分には、周知の方法によりMOS型トランジスタTを形成する。トランジスタTは、ゲート絶縁膜Fと、ゲート電極層Gと、電極層Gの両側のサイドスペーサK1,K2と、不純物濃度が比較的低いN−型のソース領域S1及びドレイン領域D1と、不純物濃度が比較的高いN+型のソース領域S2及びドレイン領域D2とを備えたもので、LDD構造となっている。トランジスタTとしては、LDD構造のものに限らず、種々の構造のものを形成可能である。
On the surface of the
ウェル領域12の表面において接続孔14b,14cにそれぞれ対応する半導体部分には、P+型ウェルコンタクト領域CN1,CN2を選択的な不純物イオン注入処理等によりそれぞれ形成する。コンタクト領域CN1,CN2は、いずれもトランジスタTにサブストレート電位を与えるために用いられる。
P + -type well contact regions CN 1 and CN 2 are formed in the semiconductor portions respectively corresponding to the connection holes 14b and 14c on the surface of the
(2)基板10の上面には、絶縁膜14、トランジスタT及びコンタクト領域CN1,CN2を覆ってシリコン酸化膜等からなる層間絶縁膜16を形成する。絶縁膜16は、例えばSOG(スピン・オン・ガラス)等の塗布絶縁膜とCVD法等による堆積絶縁膜とを組合せて積層構造とすることにより平坦状に形成するのが好ましい。
(2) On the upper surface of the
次に、絶縁膜16には、ソース領域S2,ドレイン領域D2,コンタクト領域CN1,CN2にそれぞれ対応する接続孔16a,16b,16c,16dをホトリソグラフィ及びドライエッチング処理により形成する。そして、絶縁膜16の上には、接続孔16a〜16dを覆ってバリアメタル層としてのTi層をスパッタ法等により被着した後、Ti層に重ねてAl又はAl合金(例えばAl−Si−Cu合金)等のAl系金属層をスパッタ法等により被着する。この後、Ti層及びAl系金属層の積層をレジスト層をマスクとするドライエッチング処理によりパターニングして配線層18,20,22,24を形成する。なお、配線層18〜24は、配線パターンに従って配線孔を有するレジスト層を形成した後、Ti層及びAl系金属層の積層を被着してからレジスト層を除去するリフトオフ処理によって形成することもできる。
Next,
配線層18は、Ti層18aにAl系金属層18bを重ねた積層からなるもので、接続孔16aを介してソース領域S2に接続される。配線層20は、Ti層20aにAl系金属層20bを重ねた積層からなるもので、接続孔16bを介してドレイン領域D2に接続される。配線層22は、Ti層22aにAl系金属層22bを重ねた積層からなるもので、接続孔16cを介してコンタクト領域CN1に接続される。配線層24は、Ti層24aにAl系金属層24bを重ねた積層からなるもので、接続孔16dを介してコンタクト領域CN2に接続される。配線層18〜24は、いずれも1層目の金属配線である。1層目の金属配線は、主にソース、ドレイン、ゲート、ウェルコンタクト等の近距離の接続に用いられるもので、さほど大きな配線幅を必要としない。
The
(3)絶縁膜16の上には、配線層18〜24を覆ってシリコン酸化膜26をCVD法により形成する。シリコン酸化膜26は、図4に示すシリコン酸化膜30と共に層間絶縁膜31を構成するものである。
(3) A
次に、シリコン酸化膜26の上には、シリコン窒化層をプラズマCVD法により堆積する。そして、シリコン窒化層をその一部がトランジスタTのゲート電極層Gの下方のチャンネル部を覆って残存するようにレジスト層をマスクとするドライエッチング処理によりパターニングすることによりシリコン窒化層の残存部からなるシリコン窒化膜28を形成する。シリコン窒化膜28は、後述する水素アニール処理の際に水素供給源として用いられるもので、プラズマCVD法により例えば50〜300nmの厚さに形成する。なお、シリコン窒化膜28は、膜28のパターンに対応する孔を有するレジスト層を形成した後、シリコン窒化層を被着してからレジスト層を除去するリフトオフ処理によって形成することもできる。
Next, a silicon nitride layer is deposited on the
図6には、シリコン窒化膜28の平面パターンの一例を示す。図6の例では、シリコン窒化膜28が絶縁膜14の素子孔14aより若干小さい矩形状の平面パターンでゲート電極層Gの下方のチャンネル部を覆うように形成されている。図3は、図6のX−X’線に沿う断面に対応する。図6において、GCは、ゲート電極層Gと1層目金属配線とのコンタクト部を示す。
FIG. 6 shows an example of a planar pattern of the
(4)シリコン酸化膜26の上には、シリコン窒化膜28を覆ってシリコン酸化膜30をCVD法により形成する。シリコン酸化膜30は、シリコン酸化膜26と共に層間絶縁膜31を構成する。
(4) A
次に、絶縁膜31には、配線層22,24にそれぞれ対応する接続孔30a,30bをホトリソグラフィ及びドライエッチング処理により形成する。そして、絶縁膜31の上には、接続孔30a,30bを覆ってバリアメタル層としてのTi層をスパッタ法等により被着した後、Ti層に重ねてAl又はAl合金(例えばAl−Si−Cu合金)等のAl系金属層をスパッタ法等により被着する。この後、Ti層及びAl系金属層の積層をレジスト層をマスクとするドライエッチング処理によりパターニングして配線層32,34,36を形成する。なお、配線層32〜36は、1層目の金属配線に関して前述したと同様にリフトオフ処理によって形成することもできる。
Next,
配線層32は、Ti層32aにAl系金属層32bを重ねた積層からなるもので、図4,6に示すように素子孔14a、トランジスタT、配線層18,20、シリコン窒化膜28等を覆うように形成される。配線層34は、Ti層34aにAl系金属層34bを重ねた積層からなるもので、接続孔30aを介して配線層22に接続される。配線層36は、Ti層36aにAl系金属層36bを重ねた積層からなるもので、接続孔30bを介して配線層24に接続される。
The
配線層32〜36は、いずれも2層目の金属配線である。2層目の金属配線は、近距離での接続の他に、電源電位や接地電位の供給など比較的長距離の配線として使用される。電源電位や接地電位を供給する長距離配線は、配線抵抗による電圧降下を低減するため、配線幅を大きく設定する必要がある。配線層32は、この種の長距離配線の一例であり、図6に平面パターンを示すように素子孔14a、ゲート電極層G等を覆って5μm以上の幅Wを有するように形成される。図4の断面は、図6のX−X’線に沿う断面に対応する。図6に示す配線幅Wは、チャンネル電流(ソース−ドレイン間電流)の方向に平行な方向の配線幅であるが、チャンネル電流の方向に直交する方向の配線幅が5μm以上のこともありうる。
Each of the wiring layers 32 to 36 is a second-layer metal wiring. The second-layer metal wiring is used as a relatively long-distance wiring such as supply of a power supply potential and a ground potential in addition to connection at a short distance. A long-distance wiring that supplies a power supply potential or a ground potential needs to have a large wiring width in order to reduce a voltage drop due to wiring resistance. The
上記した例では、シリコン窒化膜28を層間絶縁膜31中(シリコン酸化膜26及び30の間)に配置したが、シリコン窒化膜28は、層間絶縁膜16中、絶縁膜16の上(シリコン酸化膜26の下)、シリコン酸化膜30の上(配線層32の下)等に配置してもよい。
In the above example, the
図4に示すように配線層32〜36を形成した後は、図4に示す構造体に水素アニール処理を施す。このときの処理条件は、水素濃度20[%]、温度400[℃]、時間30[分]とすることができる。このような水素アニール処理においては、処理雰囲気中からの水素に加えてシリコン窒化膜28からの水素がトランジスタTのチャンネル部に供給され、界面準位の低減に寄与する。このため、配線層32が幅5μm以上の大面積であってもドライエッチング等による工程ダメージを十分に回復させることができる。この結果、トランジスタTのしきい値電圧が適正値となり、しきい値電圧のばらつきも低減される。
After forming the wiring layers 32 to 36 as shown in FIG. 4, the structure shown in FIG. 4 is subjected to hydrogen annealing treatment. The treatment conditions at this time can be a hydrogen concentration of 20 [%], a temperature of 400 [° C.], and a time of 30 [min]. In such a hydrogen annealing process, hydrogen from the
(5)水素アニール処理の後は、シリコン酸化膜30の上に配線層32〜36を覆ってシリコン酸化膜38をCVD法により形成する。そして、シリコン酸化膜38の上には、シリコン窒化膜40をプラズマCVD法により形成する。シリコン酸化膜38及びシリコン窒化膜40の積層はパッシベーション(表面保護)膜として用いられる。
(5) After the hydrogen annealing process, a
上記した例では、パッシベーション膜を形成する前に水素アニール処理を行なったが、パッシベーション膜を形成した後、水素アニール処理を行なってもよい。この場合、パッシベーション用のシリコン窒化膜40は、水素アニール処理の際に処理雰囲気中の水素が透過可能なように薄く(例えば5〜20nm)に形成する。パッシベーション用のシリコン窒化膜40は、プラズマCVD法により形成されたものであり、水素アニール処理中に水素供給源として作用する。このため、シリコン窒化膜40からの水素もトランジスタTのチャンネル部における界面準位の低減に寄与し、工程ダメージの一層十分な回復が可能となる。
In the above-described example, the hydrogen annealing process is performed before forming the passivation film. However, the hydrogen annealing process may be performed after forming the passivation film. In this case, the
図7は、図5のICの変形例を示すものである。図7において、図5と同様の部分には同様の符号を付して詳細な説明を省略する。 FIG. 7 shows a modification of the IC of FIG. In FIG. 7, the same parts as those in FIG.
図7の例の特徴は、層間絶縁膜16の上に配線層18〜24を覆って図5のシリコン酸化膜26の代りに積層膜27を平坦状に形成した後、積層膜27の上に図5のシリコン窒化膜28を介さずにシリコン酸化膜30を形成したことである。積層膜27は、下から順にシリコン窒化膜27a,シリコン酸化膜27b及びSOG膜27cを重ねて形成したものである。
The example of FIG. 7 is characterized in that a
シリコン窒化膜27aは、前述したシリコン窒化膜28と同様にしてプラズマCVD処理、パターニング処理等によりトランジスタTのチャンネル部を覆うように形成し、一例として18〜24等の配線層がない領域上に18等の各配線層の端部から1.0μm程度離間して形成する。シリコン酸化膜27bは、CVD法により絶縁膜16、シリコン窒化膜27a及び配線層18〜24を覆って形成する。SOG膜27cは、回転塗布法等により平坦状に形成した後、熱処理によりガラス状又はセラミック状にする。
The
積層膜27を形成した後、積層膜27及びシリコン酸化膜30の積層からなる層間絶縁膜には、図4に関して前述したと同様にして接続孔30a,30bを形成する。そして、シリコン酸化膜30の上には、図4に関して前述したと同様にして配線層32〜36を形成する。この後、図4に関して前述したと同様にして水素アニール処理を行なう。
After the stacked
次に、図5に関して前述したと同様にしてシリコン酸化膜30の上に配線層32〜36を覆ってシリコン酸化膜38及びシリコン窒化膜40を形成する。水素アニール処理は、シリコン酸化膜38及びシリコン窒化膜40の積層からなるパッシベーション膜を形成する前に行なう代りに、前述したようにパッシベーション膜を形成した後行なうようにしてもよい。
Next, a
図7に関して上記した製法によれば、水素アニール処理では、シリコン窒化膜27aが水素供給源として役立つので、工程ダメージの十分な回復が可能となる。また、シリコン窒化膜27aを各配線層からわずかに離間して形成したので、SOG膜27cの平坦性が良好となり、積層膜27及びシリコン酸化膜30の積層からなる層間絶縁膜の平坦性が向上する。
According to the manufacturing method described above with reference to FIG. 7, since the
10:半導体基板、12:P型ウェル領域、14:フィールド絶縁膜、16,31:層間絶縁膜、18〜22,32〜36:配線層、26,26b,30,38:シリコン酸化膜、27:積層膜、27a,28,40:シリコン窒化膜、27c:SOG膜、T:MOS型トランジスタ。 10: Semiconductor substrate, 12: P-type well region, 14: Field insulating film, 16, 31: Interlayer insulating film, 18-22, 32-36: Wiring layer, 26, 26b, 30, 38: Silicon oxide film, 27 : Laminated film, 27a, 28, 40: silicon nitride film, 27c: SOG film, T: MOS transistor.
Claims (4)
前記半導体基板の一方の主表面及び前記MOS型トランジスタを覆って絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上にプラズマCVD法によりシリコン窒化層を堆積すると共に該シリコン窒化層をその一部が前記MOS型トランジスタのチャンネル部を覆ってかつ平面視で前記MOS型トランジスタの素子孔より小さく残存するように除去することにより前記シリコン窒化層の残存部からなるシリコン窒化膜を形成する工程と、
前記絶縁膜及び前記シリコン窒化膜の上に他の絶縁膜を介しチタン層と配線材層との積層を形成すると共に該積層をその一部が前記MOS型トランジスタのチャンネル部を覆ってかつ平面視で前記MOS型トランジスタの素子孔を覆って残存するように除去することにより前記積層の残存部からなる配線層を形成する工程と、
前記配線層を形成した後、水素含有雰囲気中で前記MOS型トランジスタに工程ダメージ回復のための熱処理を施す工程と、
前記配線層を覆ってシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層からなるパッシベーション膜を形成する工程と、
を含む半導体装置の製法。 Forming a MOS transistor on one main surface of the semiconductor substrate;
Forming an insulating film covering one main surface of the semiconductor substrate and the MOS transistor;
A silicon nitride layer is deposited on the insulating film by plasma CVD, and a part of the silicon nitride layer covers the channel portion of the MOS transistor and remains smaller than the element hole of the MOS transistor in plan view. Forming a silicon nitride film consisting of the remaining portion of the silicon nitride layer by removing so as to
A laminated layer of a titanium layer and a wiring material layer is formed on the insulating film and the silicon nitride film via another insulating film, and a part of the laminated layer covers the channel portion of the MOS transistor and is viewed in plan view. Forming a wiring layer consisting of the remaining portion of the stack by removing the MOS transistor so as to remain over the element hole ;
After forming the wiring layer, performing a heat treatment for recovering process damage to the MOS transistor in a hydrogen-containing atmosphere ;
Forming a passivation film comprising a stack of a silicon oxide film and a silicon nitride film covering the wiring layer;
Of a semiconductor device including
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