JPH01173635A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01173635A
JPH01173635A JP32988387A JP32988387A JPH01173635A JP H01173635 A JPH01173635 A JP H01173635A JP 32988387 A JP32988387 A JP 32988387A JP 32988387 A JP32988387 A JP 32988387A JP H01173635 A JPH01173635 A JP H01173635A
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JP
Japan
Prior art keywords
electrode
oxide film
plasma discharge
electrodes
metallic electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP32988387A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Ataka
安宅 敏明
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.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP32988387A priority Critical patent/JPH01173635A/ja
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  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に半導体
装置に形成された電極配線の長時間使用による断線や材
質劣化を防止することの出来る製造方法に関する。
〔従来技術〕
従来の半導体装置の電極の劣化防止方法、特にエレクト
ロマイグレーションによる劣化の防止方法に関しては、
例えjf、半導体ハンドブック(第2版第3刷 昭和5
7年12月10日 オーム社発行)の第1092頁に記
載されているごとく、^立電極の表面をSio、で被覆
したり、陽極酸化によって表面をA11203に変える
方法が示されている。
第3図は、上記のごとき従来方法の一例を示す図であり
、酸素ガス中でプラズマ放電させることにより、半導体
基板1上の絶縁膜2上に形成されたAn電極3の表面に
A1120.(アルミナ)膜4を形成させたものである
。このアルミナの形成はfit極上部や側壁部に行なう
、この結果、電極のエレクトロマイグレーション断線に
対する寿命を2倍以上に延長することができる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、このような従来の電極表面処理、すなわ
ち表面に電極材料の酸化物を形成するだけの方法におい
ては、微細化された幅の狭い電極構造に対しては効果が
薄れる。すなわち、微細化された電極配線においては、
通常のエレクトロマイグレーションによる断線に加えて
、電極配線の上下に形成された絶縁膜中の応力によって
断線するという事例が発生している。これは、電極中の
応力及びその上下に形成された絶縁膜の応力が原因とな
って電極中の結晶粒界や結晶内部に亀裂が出来、それに
よって断線してしまうものである。
本発明は上記のごとき従来技術の問題を解決するために
なされたものであり、電極配線の寿命を向上させること
の出来る製造方法を提供することを目的とする。
〔問題を解決するための手段〕
」二記の目的を達成するため、本発明においては、半へ
体基板上に形成された金属電極を有する半導体装置を、
亜酸化窒素ガスを満たした容器に入れ、該容器内でプラ
ズマ放電を生じさせ、該プラズマ放電によって生成した
窒素・酸素のイオン・ラジカルど上記金属電極との反応
によって上記金属電極の表面上に該金属の窒化・酸化物
を生成させて表面を硬化させ、続いて上記容器内にシラ
ンガスを導入し、上記金属電極表面に酸化膜を形成して
金属電極表面全体を低応力の酸化膜で被覆するように構
成している。
上記のように構成したことにより、本発明においては、
電極金属の窒化・酸化物を生成させて表面を硬化させ、
かつ表面を酸化膜で被覆しているので、高温熱処理を電
極に施してもボイド・ヒロック欠陥が発生しにくく、ま
た電極表面処理後、直ちに酸化膜を形成しているため、
電極と酸化膜の密着性が非常に良い。そのため断線の原
因である応力や局部加熱を低減することが出来、それに
よって長痔命を実現することが出来る。
〔発明の実施例〕
第1図は、本発明の一実施例図である。
第1図において、半導体基板1上に絶縁膜2が形成され
、その上に電極配線たとえばAu電極3が形成されてい
る。
上記のごとき半導体装置を亜酸化窒素ガスを入れた真空
容器(図示せず)中に入れ、高周波プラズマ放電を行わ
せると、それによって発生したイオン・ラジカルとAu
電極3との反応によって電極表面上にアルミニウムのM
A縁物である窒化・酸化物(表面処理部5)が形成され
る。
次に、上記真空容器中にシランガスを導入し、直ちに電
極上部に薄い酸化膜6を形成して電極表面全体を被覆す
る。
次に作用を説明する。
前記のごとく、微細化された電極配線においては、通常
のエレクトロマイグレーションによる断線に加えて、電
極配線の上下に形成された絶縁膜中の応力によって電極
が断線するという事例が発生している。しかし、本発明
においては、酸化膜形成に用いる亜酸化窒素ガス中でプ
ラズマ放電を発生させ、電極表面上を窒化・酸化物で被
覆することによって硬度を増大させているので、エレク
トロマイグレーションによる断線及び上記の応力による
断線を防止することが出来る。また、一般に電極パター
ン形成直後にコンタクト形成を目的として450℃程度
の加熱を行なうが、このときの温度の上昇下降によって
、電極中にボイド・ヒロック欠陥が発生し、それが寿命
劣化の原因となる。
しかし、本発明においては、上記の加熱処理の前に薄い
酸化膜を電極表面上に形成しているので、加熱時に発生
する欠陥を薄い酸化膜の被覆によって低減することが出
来る。
次に、第2図は本発明の他の実施例を示す図である。こ
の実施例は、多層配線に電極表面処理を施したものであ
る。
第2図において、−層目のAu電極3の上に絶縁膜7が
形成され、その上に二層目のAll電極8が形成されて
いる。また、−層目のAu電極3の一部と二層目のM電
極8とは、絶縁膜7に設けられたスルーホール部9を介
して接続されている。
上記の二層目のM電極8は、−層目のAu電極3に比較
して配線幅が広いため、エレクトロマイグレーションは
起こりにくい、しかし−層目のAu電極3は、微細幅で
あることや上下の絶縁膜2.7から応力を受けるので断
線しやすくなる。したがって、図示のごとく、上記の下
層のAll電極3に前記のプラズマ窒化・酸化及び加熱
前の酸化膜被覆を行なえば配線寿命を長くすることがで
きる。
〔発明の効果〕
以上説明してきたように、この発明によれば、電極表面
をプラズマ放電による窒化・酸化物とし、その表面を窒
化・酸化後ただちに薄い酸化膜で被覆するようにしたた
め、高温熱処理を電極に施してもボイド・ヒロック欠陥
が発生しにくく、また電極表面処理後、ただちに酸化膜
を形成しているため、電極と酸化膜の密着性が非常に良
い、このため断線の原因である応力、局部加熱を低減す
ることが出来、それによって寿命を向上させることが出
来る、という効果が得られる。
また、プラズマ容器中で、亜酸化窒素ガスを用いて窒化
・酸化を行ない、引き続いてシランガスを添加すること
で酸化膜形成を行なうため、方法が非常に簡便で、製造
コストも安価になる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図はそれぞれ本発明の実施例を示す図、
第3図は従来技術の一例を示す図である。 〈符号の説明〉 1・・・半導体基板 2・・・絶縁膜 3・・・舷電極 4・・・M、0.膜 5・・・表面処理部 6・・・酸化膜 7・・・絶縁膜 8・・・A見電極 9・・・スルーホール部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基板上に形成された金属電極を有する半導体装
    置を、亜酸化窒素ガスを満たした容器に入れ、該容器内
    でプラズマ放電を生じさせ、該プラズマ放電によって生
    成した窒素・酸素のイオン・ラジカルと上記金属電極と
    の反応によって上記金属電極の表面上に該金属の窒化・
    酸化物を生成させ、続いて上記容器内にシランガスを導
    入して上記金属電極表面上に薄い酸化膜を直ちに生成さ
    せて上記金属電極表面全体を酸化膜で被覆することを特
    徴とする半導体製造装置の製造方法。
JP32988387A 1987-12-28 1987-12-28 半導体装置の製造方法 Pending JPH01173635A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510872A (ja) * 2001-11-26 2005-04-21 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド シリコン欠乏雰囲気中のpecvdプロセスを用いた、金属ゲート電極のための酸窒化物スペーサの形成方法
US6900071B2 (en) 2001-07-26 2005-05-31 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Substrate and method for producing the same, and thin film structure
US6984551B2 (en) 1993-01-18 2006-01-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. MIS semiconductor device and method of fabricating the same

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