JPH01173635A - 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
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- oxide film
- plasma discharge
- electrodes
- metallic electrodes
- 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
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- -1 oxygen ions Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 9
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 4
- 238000005121 nitriding Methods 0.000 abstract description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract 1
- DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N molecular nitrogen;molecular oxygen Chemical compound N#N.O=O DOTMOQHOJINYBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 208000014617 hemorrhoid Diseases 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
」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。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
・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。
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
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)
- 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32988387A JPH01173635A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32988387A JPH01173635A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01173635A true JPH01173635A (ja) | 1989-07-10 |
Family
ID=18226315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32988387A Pending JPH01173635A (ja) | 1987-12-28 | 1987-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01173635A (ja) |
Cited By (3)
| 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 |
-
1987
- 1987-12-28 JP JP32988387A patent/JPH01173635A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6984551B2 (en) | 1993-01-18 | 2006-01-10 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | MIS semiconductor device and method of fabricating the same |
| US7351624B2 (en) | 1993-01-18 | 2008-04-01 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | MIS semiconductor device and method of fabricating the same |
| US6900071B2 (en) | 2001-07-26 | 2005-05-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Substrate and method for producing the same, and thin film structure |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3975292B2 (ja) | 強誘電体記憶素子の製造方法 | |
| JPH07106363A (ja) | ワイヤボンディング前処理方法 | |
| JPH07326618A (ja) | 配線構造およびその製造方法 | |
| JPH0826889A (ja) | 金属膜の形成方法および配線用金属膜 | |
| JPH01173635A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US4698126A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device by plasma etching of a double layer | |
| JP4566555B2 (ja) | 誘電膜の形成方法 | |
| JPH02292826A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH09283463A (ja) | バリヤメタル層及びその形成方法 | |
| JPS62109341A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2000353780A (ja) | 容量素子の製造方法及び容量素子 | |
| JPH0669426A (ja) | 半導体装置 | |
| JPS5846693A (ja) | セラミツク基板に銅箔を接着する方法 | |
| JPS6113375B2 (ja) | ||
| JP2561123B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH0573260B2 (ja) | ||
| KR100351982B1 (ko) | 반도체 장치의 절연막 제조방법 | |
| JPH0927493A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH08269711A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH03154332A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02222518A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH06163544A (ja) | 半導体集積回路配線構造体及び製造方法 | |
| JPS61255037A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS61121456A (ja) | 半導体素子の突起電極の形成方法 | |
| JPS61256743A (ja) | 半導体装置の製造方法 |