JPH01308052A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH01308052A JPH01308052A JP13908888A JP13908888A JPH01308052A JP H01308052 A JPH01308052 A JP H01308052A JP 13908888 A JP13908888 A JP 13908888A JP 13908888 A JP13908888 A JP 13908888A JP H01308052 A JPH01308052 A JP H01308052A
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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
〔発明の目的〕
（産業上の利用分野）
本発明は、半導体装置に係り、特に多層配線構造を有す
゛る半導体装置の層間絶縁膜に関する。 （従来の技術） 近年、半導体集積回路装置において島集積化および高性
能化への要求はまずまり＾まってきており、特に論理Ｌ
ＳＩでは配線が不規則なため配線の専有面積が増大し、
多層配線構造をとることが必須となっている。 多層配線構造においては、加工性の面では層間絶縁膜は
薄ければ薄いほどよく、また上層に形成される配線パタ
ーンのパターン精度の向上のためにも平坦であるのが望
ましい。 イこで、層間絶縁膜を互いに異なる２層以、ｌ二の絶縁
膜の積層構造とする方法が提案されている。 この４Ｍ造では、ψ層構造の場合に比べて、平坦性も向
上し、絶縁性もある程度は向上する。 しかしながら、従来の絶縁膜では、膜厚が薄くなると以
前としてリーク電流がＲ生じ易く、信頼性低下の原因と
なるという問題があった。 （−発明が解決しようとする課題） そこで、平坦性がよく、絶縁性の高い層間絶縁膜を得る
ためにさまざまな研究が重ねられている。 本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、平坦性が
よくかつリークが少ない層間絶縁膜を提供することを目
的とする。 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） そこで本発明では、各配線層間に介在する層間絶縁膜が
、酸化膜からなる第１の絶縁層と、モル分極率が１．０
以下である第２の絶ＩＩｔ層を含むようにしている。 また本発明では、各配線層間に介在する肋間絶縁膜が酸
化膜からなる第１の絶縁層と、水酸琺（Ｏト１基）濃度
が８００ ＤｏＩＩＬ：１．’Ｆである第２の絶縁層と
を含むようにしている。 （作用） 上記構成によれば、モル分極率が１．０以下である第２
の絶ａｍを含むことにより、チャージを運ぶ分権性イオ
ンを低減する口とができるため、電流−電圧特性のシフ
トを抑え、リーク電流をＬＳｌにおける許容レベル以下
に抑えることができる。 また、木ブを明者は、水Ｍ基（ＯＨ基）２Ｉ！度が８ｏ
ｏ ｐｐｍ以下では比抵抗が１０１５ΩＣ１ｌである
のに対し、８００ｐｐＩＩ／ｊ：境に大
゛る半導体装置の層間絶縁膜に関する。 （従来の技術） 近年、半導体集積回路装置において島集積化および高性
能化への要求はまずまり＾まってきており、特に論理Ｌ
ＳＩでは配線が不規則なため配線の専有面積が増大し、
多層配線構造をとることが必須となっている。 多層配線構造においては、加工性の面では層間絶縁膜は
薄ければ薄いほどよく、また上層に形成される配線パタ
ーンのパターン精度の向上のためにも平坦であるのが望
ましい。 イこで、層間絶縁膜を互いに異なる２層以、ｌ二の絶縁
膜の積層構造とする方法が提案されている。 この４Ｍ造では、ψ層構造の場合に比べて、平坦性も向
上し、絶縁性もある程度は向上する。 しかしながら、従来の絶縁膜では、膜厚が薄くなると以
前としてリーク電流がＲ生じ易く、信頼性低下の原因と
なるという問題があった。 （−発明が解決しようとする課題） そこで、平坦性がよく、絶縁性の高い層間絶縁膜を得る
ためにさまざまな研究が重ねられている。 本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、平坦性が
よくかつリークが少ない層間絶縁膜を提供することを目
的とする。 〔発明の構成〕 （課題を解決するための手段） そこで本発明では、各配線層間に介在する層間絶縁膜が
、酸化膜からなる第１の絶縁層と、モル分極率が１．０
以下である第２の絶ＩＩｔ層を含むようにしている。 また本発明では、各配線層間に介在する肋間絶縁膜が酸
化膜からなる第１の絶縁層と、水酸琺（Ｏト１基）濃度
が８００ ＤｏＩＩＬ：１．’Ｆである第２の絶縁層と
を含むようにしている。 （作用） 上記構成によれば、モル分極率が１．０以下である第２
の絶ａｍを含むことにより、チャージを運ぶ分権性イオ
ンを低減する口とができるため、電流−電圧特性のシフ
トを抑え、リーク電流をＬＳｌにおける許容レベル以下
に抑えることができる。 また、木ブを明者は、水Ｍ基（ＯＨ基）２Ｉ！度が８ｏ
ｏ ｐｐｍ以下では比抵抗が１０１５ΩＣ１ｌである
のに対し、８００ｐｐＩＩ／ｊ：境に大
【１】に（１０
１３０ＣＩＩＪＸ 下に）低下してしまうということを
発見した。そこで、層間絶縁膜の少なくとも一層に水Ｍ
基（ＯＨ基）！厄が８００ ｐｐｍ以下である絶Ｒ層を
含むことにより、十分な絶縁機能を得ることができる。 さらに、このようなモル分極率が１．０以下である絶縁
層および水酸基（ＯＨ基）！！度が８０００Ｄ１１以下
である絶縁層は、いずれも常磁性欠陥が大幅に低減され
ている。 （実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。 実施例１ この半導体装置は、図に示でように、所望の素子領域（
図示せず）の形成されたシリコン基板１上にアルミニウ
ム層からなる第１の配線パターン２と同じくアルミニウ
ム層からなる第２の配線パターン３とが、膜厚１．２μ
ｍのＢＦ２ドープされたホウリン酸ガラス４ａと、プラ
ズマＣＶＤ法によって形成された膜厚１．０μｍの酸化
シリコン膜３！０２４ｂとの２１ｉ！１４ｉｌｌ造体か
らなる眉間絶縁膜４を介して順次ＭＡ層された多層配線
を具備してなるものである。 そしてこのホウリン酸ガラス膜４ａは分極率０．００８
５とした。 この多層配線において、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１０”Ａ以
下であった。 また、層間絶縁膜４は平坦性もよく、層間絶縁膜４中の
応力も２００ｋｇ／ｃｍ２以下であった。 実施例２ また第２の実施例の多層配線６よ、実施例１の多層配線
において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形したも
ので、他は同様である。すなわち、この層間絶縁膜はプ
ラズマＣＶ Ｄ法によって形成された膜厚１．０μｍの
窒化シリコンｊ漠５ｉ３Ｎ４４ａと、プラズマＣＶＤ法
によって形成された膜厚１．０１１ｍの酸化シリコンＩ
ＥＩ）８ｉ０２４ｂとの２層ｍ造体で構成されている。 この酸化シリコン膜の形成に用いられるターゲット用の
酸化シリコンとしては、原料を精製した後、真空溶融し
脱水処理を行うことにより、水酸基を除去したものを用
いた。 なおこれら両膜の膜中の水ＭＷ（ＯＨ基）ｍ度は１１）
ｐ１１以下であった。 また、この多層配線において、基板温度が１００℃のと
き、第１の配線パターン２と第２の配線パターン３との
間に５■の電圧を印加した場合、眉間リーク電流は１Ｏ
−１６Ａ以下であった。 実施例３ 更にまた、第３の実施例の多層配線は、実施例１の多層
配線において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形し
たもので、他は同様である。すなわち、このＷ！Ｊ間絶
間膜縁膜パッタ法によって形成された膜厚１．２μｍの
酸化亜鉛−酸化シリコン（ＺｎＯ−３ｉＯ）系ガラス膜
４ａと、プ７ ス−Ｎ’ＣＶＤ法によって形成された膜
Ｎ１．０μｒＴＩの窒化シリコン膜５ｉ３Ｎ４４ｂとの
２層構造体で構成されている。 この酸化亜鉛−酸化シリコン（ＺｎＯ−３ｉＯ）系ガラ
スｇ！４ａのモル分極率は０．００８５であり、膜中の
常磁性欠陥はなかった。 この多層配線において、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１０”Ａ以
下であった。また、膜中にクラックの発生もみられなか
った。 実施例４ 更に、第４の実施例の多層配線は、実施例１の多層配線
において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形したも
ので、他は同様である。１なわち、この層間絶縁膜は膜
厚１．０μｍのリン酸シリカ系ガラス膜４ａと、プラズ
マｃｖｏａによって形成された膜厚１．０μｒＴＩの酸
化シリコン膜５ｉＯ２４ｂとの２層構造体で構成されて
いる。 この層間絶縁膜は、“ガを梢後、１５０℃２０分のアニ
ールおにび酸化処理を行い、水酸基（ＯＨ基）濃度が１
ｐｐｎ以下となるようにした。また、このアニール処
理により、リン酸シリカ系ガラス膜４ａ中のリンが酸化
シリコン膜Ｓ ｉ Ｏ２４ｂ中に拡散し、酸化膜中の欠
陥は皆無となった。 この多層配線においで、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１Ｏ−１５
Ａ以下であった。また、膜中の応力も極めて低く、クラ
ックの発生もみられなかった。 〔発明の効果〕 以、［説明してさたように、本発明の半導体装置によれ
ば、多層配線における各配線層間に介在する層間絶縁膜
が、酸化膜からなる第１の絶縁層と、モル分極率が１．
０以下である第２の絶縁Ｎを含むようにしているため、
絶縁性が良好で、かつ平ｉｌｌ性も良好となり、高密度
化に際しても信頼性の高いものとなる。 また本発明では、各配線層間に介在する層間絶縁膜が酸
化膜からなる第１の絶＃＆層と、水Ｕ基（ＯＨ基）濃度
が８００１）ｌ）１１以下である第２の絶縁層とを含む
ようにしているため、絶縁性が良好で、かつ平坦性も良
好となり、高密度化に際しても信頼性の高いものとなる
。
１３０ＣＩＩＪＸ 下に）低下してしまうということを
発見した。そこで、層間絶縁膜の少なくとも一層に水Ｍ
基（ＯＨ基）！厄が８００ ｐｐｍ以下である絶Ｒ層を
含むことにより、十分な絶縁機能を得ることができる。 さらに、このようなモル分極率が１．０以下である絶縁
層および水酸基（ＯＨ基）！！度が８０００Ｄ１１以下
である絶縁層は、いずれも常磁性欠陥が大幅に低減され
ている。 （実施例） 以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に
説明する。 実施例１ この半導体装置は、図に示でように、所望の素子領域（
図示せず）の形成されたシリコン基板１上にアルミニウ
ム層からなる第１の配線パターン２と同じくアルミニウ
ム層からなる第２の配線パターン３とが、膜厚１．２μ
ｍのＢＦ２ドープされたホウリン酸ガラス４ａと、プラ
ズマＣＶＤ法によって形成された膜厚１．０μｍの酸化
シリコン膜３！０２４ｂとの２１ｉ！１４ｉｌｌ造体か
らなる眉間絶縁膜４を介して順次ＭＡ層された多層配線
を具備してなるものである。 そしてこのホウリン酸ガラス膜４ａは分極率０．００８
５とした。 この多層配線において、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１０”Ａ以
下であった。 また、層間絶縁膜４は平坦性もよく、層間絶縁膜４中の
応力も２００ｋｇ／ｃｍ２以下であった。 実施例２ また第２の実施例の多層配線６よ、実施例１の多層配線
において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形したも
ので、他は同様である。すなわち、この層間絶縁膜はプ
ラズマＣＶ Ｄ法によって形成された膜厚１．０μｍの
窒化シリコンｊ漠５ｉ３Ｎ４４ａと、プラズマＣＶＤ法
によって形成された膜厚１．０１１ｍの酸化シリコンＩ
ＥＩ）８ｉ０２４ｂとの２層ｍ造体で構成されている。 この酸化シリコン膜の形成に用いられるターゲット用の
酸化シリコンとしては、原料を精製した後、真空溶融し
脱水処理を行うことにより、水酸基を除去したものを用
いた。 なおこれら両膜の膜中の水ＭＷ（ＯＨ基）ｍ度は１１）
ｐ１１以下であった。 また、この多層配線において、基板温度が１００℃のと
き、第１の配線パターン２と第２の配線パターン３との
間に５■の電圧を印加した場合、眉間リーク電流は１Ｏ
−１６Ａ以下であった。 実施例３ 更にまた、第３の実施例の多層配線は、実施例１の多層
配線において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形し
たもので、他は同様である。すなわち、このＷ！Ｊ間絶
間膜縁膜パッタ法によって形成された膜厚１．２μｍの
酸化亜鉛−酸化シリコン（ＺｎＯ−３ｉＯ）系ガラス膜
４ａと、プ７ ス−Ｎ’ＣＶＤ法によって形成された膜
Ｎ１．０μｒＴＩの窒化シリコン膜５ｉ３Ｎ４４ｂとの
２層構造体で構成されている。 この酸化亜鉛−酸化シリコン（ＺｎＯ−３ｉＯ）系ガラ
スｇ！４ａのモル分極率は０．００８５であり、膜中の
常磁性欠陥はなかった。 この多層配線において、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１０”Ａ以
下であった。また、膜中にクラックの発生もみられなか
った。 実施例４ 更に、第４の実施例の多層配線は、実施例１の多層配線
において、層間絶縁膜４のみを以下のように変形したも
ので、他は同様である。１なわち、この層間絶縁膜は膜
厚１．０μｍのリン酸シリカ系ガラス膜４ａと、プラズ
マｃｖｏａによって形成された膜厚１．０μｒＴＩの酸
化シリコン膜５ｉＯ２４ｂとの２層構造体で構成されて
いる。 この層間絶縁膜は、“ガを梢後、１５０℃２０分のアニ
ールおにび酸化処理を行い、水酸基（ＯＨ基）濃度が１
ｐｐｎ以下となるようにした。また、このアニール処
理により、リン酸シリカ系ガラス膜４ａ中のリンが酸化
シリコン膜Ｓ ｉ Ｏ２４ｂ中に拡散し、酸化膜中の欠
陥は皆無となった。 この多層配線においで、基板温度が１５０℃のとき、第
１の配線パターン２と第２の配線パターン３との間に５
Ｖの電圧を印加した場合、層間リーク電流は１Ｏ−１５
Ａ以下であった。また、膜中の応力も極めて低く、クラ
ックの発生もみられなかった。 〔発明の効果〕 以、［説明してさたように、本発明の半導体装置によれ
ば、多層配線における各配線層間に介在する層間絶縁膜
が、酸化膜からなる第１の絶縁層と、モル分極率が１．
０以下である第２の絶縁Ｎを含むようにしているため、
絶縁性が良好で、かつ平ｉｌｌ性も良好となり、高密度
化に際しても信頼性の高いものとなる。 また本発明では、各配線層間に介在する層間絶縁膜が酸
化膜からなる第１の絶＃＆層と、水Ｕ基（ＯＨ基）濃度
が８００１）ｌ）１１以下である第２の絶縁層とを含む
ようにしているため、絶縁性が良好で、かつ平坦性も良
好となり、高密度化に際しても信頼性の高いものとなる
。
図は本発明実施例の半導体装置を示す図である。
１・・・シリコン基板、２・・・第１の配Ｐｉ層パター
ン、３・・・第２の配線パターン、４・・・層間絶縁膜
、４ａ・・・第１の絶縁膜、４ｂ・・・第２の絶縁膜。
ン、３・・・第２の配線パターン、４・・・層間絶縁膜
、４ａ・・・第１の絶縁膜、４ｂ・・・第２の絶縁膜。
Claims (2)
- （１）多層構造の配線を有する半導体装置において、 各配線層間に介在する層間絶縁膜が酸化膜からなる第１
の絶縁層と、モル分極率が１．０以下である第２の絶縁
層を含むようにしたことを特徴とする半導体装置。 - （２）多層構造の配線を有する半導体装置において、 各配線層間に介在する層間絶縁膜が酸化膜からなる第１
の絶縁層と、水酸基（ＯＨ基）濃度が８００ｐｐｍ以下
である第２の絶縁層を含むようにしたことを特徴とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13908888A JPH077802B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13908888A JPH077802B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01308052A true JPH01308052A (ja) | 1989-12-12 |
| JPH077802B2 JPH077802B2 (ja) | 1995-01-30 |
Family
ID=15237207
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13908888A Expired - Lifetime JPH077802B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH077802B2 (ja) |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP13908888A patent/JPH077802B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH077802B2 (ja) | 1995-01-30 |
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