JPH01239940A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01239940A JPH01239940A JP6753588A JP6753588A JPH01239940A JP H01239940 A JPH01239940 A JP H01239940A JP 6753588 A JP6753588 A JP 6753588A JP 6753588 A JP6753588 A JP 6753588A JP H01239940 A JPH01239940 A JP H01239940A
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Landscapes
- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、最終金属配線の保護絶縁膜や、金属配線間尺
“びＮ０３）ランジスタのゲート電極と金属配線を絶縁
する層間絶縁膜を有する半導体装置に関する。
“びＮ０３）ランジスタのゲート電極と金属配線を絶縁
する層間絶縁膜を有する半導体装置に関する。
従来、ＬＳＩ工等に用いる半導体装置の最終金属配線上
の絶縁保護膜は、コンタミネーシヨンや水分の侵入を防
ぐ為に、気相成長（ＯＶＤ）によるシリコン窒化膜が用
いられ、又３〜９Ｘ１０’ｄｙ ｎ１５４ もあるシリ
コン窒化膜のストレスを緩和する為、下地にＯＶＤ酸化
膜あるいはそのリンガラス（ＰＥＧ）膜を敷いている事
が多い。
の絶縁保護膜は、コンタミネーシヨンや水分の侵入を防
ぐ為に、気相成長（ＯＶＤ）によるシリコン窒化膜が用
いられ、又３〜９Ｘ１０’ｄｙ ｎ１５４ もあるシリ
コン窒化膜のストレスを緩和する為、下地にＯＶＤ酸化
膜あるいはそのリンガラス（ＰＥＧ）膜を敷いている事
が多い。
例えば、第２図に示す如くシリコン基板２１に半導体素
子が作り込まれ、フィールド絶縁膜２２や層間絶縁膜２
３上のアル４ニウムやその合金で厚みが１．０μｍ前後
の最終金属配線２４上に、４５０℃以下の比較的低温で
５ｉｎ４ （モノシラン）とＯ，、ＰＨ，（ホスフィン
）を反応させ気相成長した５ｏｏｏ 〜６ｏｏｏ１程度
（７）ＯＶＤＰＳＧ膜２５と、同じく低温で３１ Ｈ，
とＭＨ，（アンモニア）あるいはＮ２とを高周波プラズ
マ気相成長したシリコン窒化膜２６を約ｌ１５〜１．２
μｍ程度積層させた構造が、最終保護膜として用いられ
ている。
子が作り込まれ、フィールド絶縁膜２２や層間絶縁膜２
３上のアル４ニウムやその合金で厚みが１．０μｍ前後
の最終金属配線２４上に、４５０℃以下の比較的低温で
５ｉｎ４ （モノシラン）とＯ，、ＰＨ，（ホスフィン
）を反応させ気相成長した５ｏｏｏ 〜６ｏｏｏ１程度
（７）ＯＶＤＰＳＧ膜２５と、同じく低温で３１ Ｈ，
とＭＨ，（アンモニア）あるいはＮ２とを高周波プラズ
マ気相成長したシリコン窒化膜２６を約ｌ１５〜１．２
μｍ程度積層させた構造が、最終保護膜として用いられ
ている。
しかしながら従来技術では、ＬＳＩの微細化に伴い、寸
法精度が要求された金属配線のパターニングはドライエ
ツチング化され、断面形状が急峻化されると共にアスペ
クト比（厚み／スペース）が約α７以上になる為、ＯＶ
Ｄシリコン窒化膜２６のカスピングによって、金属配線
２４のスペ゛−スにはボイド２７が形成されコンタミネ
ーシ冒ンのトラップとなる上、金属配線２４の側壁部や
底面部のシリコン窒化膜２６が、金属配線２４上に比較
して薄くそのカバレージは５０％以下となってしまい、
耐湿性やパシペーシ四ン効果がなくなり半導体装置の長
期信頼性が劣化してしまう。
法精度が要求された金属配線のパターニングはドライエ
ツチング化され、断面形状が急峻化されると共にアスペ
クト比（厚み／スペース）が約α７以上になる為、ＯＶ
Ｄシリコン窒化膜２６のカスピングによって、金属配線
２４のスペ゛−スにはボイド２７が形成されコンタミネ
ーシ冒ンのトラップとなる上、金属配線２４の側壁部や
底面部のシリコン窒化膜２６が、金属配線２４上に比較
して薄くそのカバレージは５０％以下となってしまい、
耐湿性やパシペーシ四ン効果がなくなり半導体装置の長
期信頼性が劣化してしまう。
ボイド２７の形ａには、ＰＳＧ［２５のカスピングも影
響しているので薄くしていくと多少の改善は見られるも
のの効果は少ない上、その結果金属配線へのストレス緩
和効果がなくなりマイグレーシラン特性が低下してしま
う。
響しているので薄くしていくと多少の改善は見られるも
のの効果は少ない上、その結果金属配線へのストレス緩
和効果がなくなりマイグレーシラン特性が低下してしま
う。
本発明はかかる問題点を解決するもので、保護絶縁膜の
カバレージを改善し品質に関わる信頼性の向上を図り、
微細半導体装置の安定供給を目的としたものである。
カバレージを改善し品質に関わる信頼性の向上を図り、
微細半導体装置の安定供給を目的としたものである。
本発明の半導体装置は、保護絶縁膜あるいは層間絶縁膜
の一部が、少なくとも有機シランとアンモニアを含むガ
スを反応させてなる気相成長薄膜からなっている事を特
徴とする。（ 〔実施例〕 第１図は本発明の半導体装置の一実施例について説明す
るための概略断面図であり、８１ゲ一ト０Ｍ０Ｓメモリ
ーの絶縁保護膜に適用した場合を示している。比抵抗５
〜１５０ののＮ型シリコン基板１１には、Ｐ、Ｍウェル
とチャネルストッパー及び選択酸化によるフィールド酸
化膜１２が形成されて、ＭＯＳ）ランジスタチャンネル
部は２００１のゲート酸化膜と、多結晶シリコンにシリ
コン酸化膜側壁が形成されたゲー）’？［極でなり、Ｎ
ｃｈのソース、ドレイン低濃度不純物領域にはリン、高
濃度不純物領域にはヒ素が、更にＰａｈ側のソース、ド
レイン領域には各々にＢＩＦｔをイオン注入したＬＤＤ
構造とし、その他抵抗等の半導体素子が形成されている
。これに層間絶縁膜１５を気相成長し電極数シ出し部に
はコンタクトホールが開孔され、Ｓｌを１％程度含んだ
アルミニウムを厚みがα８〜１．０μ扉でスパッタリン
グした後、周知のフォトリソ工程で最小間隔がａ、Ｂ〜
１．２μｍにパターン形成し、塩素系のガスでドライエ
ツチングし、はぼ垂直に側面が形成された金属配線１４
を施しである。この上に５８０℃でＳｉＨ，と０．、Ｐ
Ｈ，をｔ、５ｔｏｒｒ の減圧下テ反応させＯＶ’Ｄ
ｐｓｏ膜１５を４０６０Ｘ成長して、更にＴＥ０１（Ｓ
ｉ（０，Ｈ２Ｏ）４） とＮＨ，を含むガス中で平行
平板を用いたプラズマ中で反応させたシリコン窒化膜１
６を、４２０℃→約Ｂｏ ｏ ｏ １１層させた。この
時キャリアーガスと圧力調整にはＨｅもしくはＮ、を用
い、成長速度は１５００Ｘ／ｍａ＋ 以上でストレス
は ２×１０’ ｄｙｎ／ｃｙＪ 以下であり、カス
ピングはほとんどなくカバレージも７０％以上と大幅に
改善された。この後外部電極数シ出し用のパッド部を開
孔しである。
の一部が、少なくとも有機シランとアンモニアを含むガ
スを反応させてなる気相成長薄膜からなっている事を特
徴とする。（ 〔実施例〕 第１図は本発明の半導体装置の一実施例について説明す
るための概略断面図であり、８１ゲ一ト０Ｍ０Ｓメモリ
ーの絶縁保護膜に適用した場合を示している。比抵抗５
〜１５０ののＮ型シリコン基板１１には、Ｐ、Ｍウェル
とチャネルストッパー及び選択酸化によるフィールド酸
化膜１２が形成されて、ＭＯＳ）ランジスタチャンネル
部は２００１のゲート酸化膜と、多結晶シリコンにシリ
コン酸化膜側壁が形成されたゲー）’？［極でなり、Ｎ
ｃｈのソース、ドレイン低濃度不純物領域にはリン、高
濃度不純物領域にはヒ素が、更にＰａｈ側のソース、ド
レイン領域には各々にＢＩＦｔをイオン注入したＬＤＤ
構造とし、その他抵抗等の半導体素子が形成されている
。これに層間絶縁膜１５を気相成長し電極数シ出し部に
はコンタクトホールが開孔され、Ｓｌを１％程度含んだ
アルミニウムを厚みがα８〜１．０μ扉でスパッタリン
グした後、周知のフォトリソ工程で最小間隔がａ、Ｂ〜
１．２μｍにパターン形成し、塩素系のガスでドライエ
ツチングし、はぼ垂直に側面が形成された金属配線１４
を施しである。この上に５８０℃でＳｉＨ，と０．、Ｐ
Ｈ，をｔ、５ｔｏｒｒ の減圧下テ反応させＯＶ’Ｄ
ｐｓｏ膜１５を４０６０Ｘ成長して、更にＴＥ０１（Ｓ
ｉ（０，Ｈ２Ｏ）４） とＮＨ，を含むガス中で平行
平板を用いたプラズマ中で反応させたシリコン窒化膜１
６を、４２０℃→約Ｂｏ ｏ ｏ １１層させた。この
時キャリアーガスと圧力調整にはＨｅもしくはＮ、を用
い、成長速度は１５００Ｘ／ｍａ＋ 以上でストレス
は ２×１０’ ｄｙｎ／ｃｙＪ 以下であり、カス
ピングはほとんどなくカバレージも７０％以上と大幅に
改善された。この後外部電極数シ出し用のパッド部を開
孔しである。
このようにしてなる、半導体装置の耐湿性、マイグレー
シ璽ンや電圧加速テスト等の長期信頼性においては、従
来のものに比べ格段の同上を図る事ができた。又ストレ
スも少ない事から、下地０ＶＤＰＳＧｌ［も減らしてい
くことが出来る。
シ璽ンや電圧加速テスト等の長期信頼性においては、従
来のものに比べ格段の同上を図る事ができた。又ストレ
スも少ない事から、下地０ＶＤＰＳＧｌ［も減らしてい
くことが出来る。
この他、シリコン窒化膜の代わりに、同様装置でＴＥｔ
ＯＳとＮＨ，雰囲気の中にＯ，、Ｎ、Ｏや０、を添加し
て酸窒化膜（オキシナイトライド）も形成したが、カバ
レージも良く保護絶縁膜としての適用が図れた。又この
膜は、屈折率、誘電率やストレスが低い上アルミニウム
配線にでるヒルロックも少なく、多層金属配線構造の層
間絶縁膜としても活用が可能である。
ＯＳとＮＨ，雰囲気の中にＯ，、Ｎ、Ｏや０、を添加し
て酸窒化膜（オキシナイトライド）も形成したが、カバ
レージも良く保護絶縁膜としての適用が図れた。又この
膜は、屈折率、誘電率やストレスが低い上アルミニウム
配線にでるヒルロックも少なく、多層金属配線構造の層
間絶縁膜としても活用が可能である。
尚本発明は、ＭＯ８構造をもつＬＳＩの保護絶縁膜や層
間絶縁膜に限らず、バイポーラやＤＭＯ８及びこれらを
組み合わせた工Ｏにも適用出来、更に金属配線としては
、アルミニウムやその合金に限られず、配線が他金属、
ケイ化物や半導体物質でも良く、平担花、コンタクトバ
リヤーの為にチタン、タングステン、タンタル、モリブ
デン。
間絶縁膜に限らず、バイポーラやＤＭＯ８及びこれらを
組み合わせた工Ｏにも適用出来、更に金属配線としては
、アルミニウムやその合金に限られず、配線が他金属、
ケイ化物や半導体物質でも良く、平担花、コンタクトバ
リヤーの為にチタン、タングステン、タンタル、モリブ
デン。
等の高融点金部やその窒化物、ケイ化物あるいはこれら
の合金を積層構造としたものにも応用可能で、その形成
方法は、スパッターや加熱、バイアス等の有無に限定さ
れない。
の合金を積層構造としたものにも応用可能で、その形成
方法は、スパッターや加熱、バイアス等の有無に限定さ
れない。
以上の様に本発明によれば、より微細化されたＭＯ３Ｌ
８工等の半導体装置における、保護絶縁膜および金属−
金属間の層間絶縁膜の付き回りや特性を改善し、パシペ
ーシ欝ン効果や平担性の向上及び金属配線のマイグレー
シランやヒルロック等を軽減させて長期信頼性を増し、
品質に係わる改善効果がある。又更に微細化されてくる
半導体装置へや適用や金属配線の多層化も容易になり、
より集積化、多機能化に寄与出来るものである。
８工等の半導体装置における、保護絶縁膜および金属−
金属間の層間絶縁膜の付き回りや特性を改善し、パシペ
ーシ欝ン効果や平担性の向上及び金属配線のマイグレー
シランやヒルロック等を軽減させて長期信頼性を増し、
品質に係わる改善効果がある。又更に微細化されてくる
半導体装置へや適用や金属配線の多層化も容易になり、
より集積化、多機能化に寄与出来るものである。
第１図は本発明による半導体装置の実施例を示す概略断
面図である。 第２図は、従来の半導体装置に係わる概略断面図である
。 １１．２１・・・・・・シリコン基板 １２．２２・・・・・・フィールド酸化膜１Ｓ、２５・
・・・・・層間絶縁膜 １４ 、２４・・・・・・金属配線 １５．２５・・・・・・ＰＳＧ膜 １６．２６・・・・・・シリコン窒化膜１７ ・・
・・・・ボイド 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
面図である。 第２図は、従来の半導体装置に係わる概略断面図である
。 １１．２１・・・・・・シリコン基板 １２．２２・・・・・・フィールド酸化膜１Ｓ、２５・
・・・・・層間絶縁膜 １４ 、２４・・・・・・金属配線 １５．２５・・・・・・ＰＳＧ膜 １６．２６・・・・・・シリコン窒化膜１７ ・・
・・・・ボイド 以上 出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 保護絶縁膜あるいは層間絶縁膜の一部が、少なくとも
有機シランとアンモニアを含むガスを反応させてなる気
相成長薄膜からなっている事を特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753588A JPH01239940A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6753588A JPH01239940A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01239940A true JPH01239940A (ja) | 1989-09-25 |
Family
ID=13347770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6753588A Pending JPH01239940A (ja) | 1988-03-22 | 1988-03-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01239940A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258353A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH04162428A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06168930A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Nec Corp | 化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法 |
| JP2012160748A (ja) * | 2001-06-11 | 2012-08-23 | Cree Inc | コンデンサ及びその製造方法 |
-
1988
- 1988-03-22 JP JP6753588A patent/JPH01239940A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0258353A (ja) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| JPH04162428A (ja) * | 1990-10-24 | 1992-06-05 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06168930A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-14 | Nec Corp | 化学気相成長法と化学気相成長装置および多層配線の製造方法 |
| JP2012160748A (ja) * | 2001-06-11 | 2012-08-23 | Cree Inc | コンデンサ及びその製造方法 |
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