JPH02138738A - 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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JPH02138738A
JPH02138738A JP31790288A JP31790288A JPH02138738A JP H02138738 A JPH02138738 A JP H02138738A JP 31790288 A JP31790288 A JP 31790288A JP 31790288 A JP31790288 A JP 31790288A JP H02138738 A JPH02138738 A JP H02138738A
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JP
Japan
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film
plasma
phosphorus
gas
doped
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Pending
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JP31790288A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Akimoto
秋元 利春
Yoshinari Enomoto
良成 榎本
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板上に金属配線を形成後、さらにそ
の上にブロッキング作用とゲッタリング作用を!備した
パッシベーション膜がプラズマ励起CVD法で被覆され
る半導体装置の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、金属配線形成後のバンシベーシッン膜としてはプ
ラズマ窒化膜(P−5IN B)、プラズマ燐ガラス膜
(P−PSG膜)あるいはプラズマオキシナイトライド
M(P−3iON膜)がよく知られている。パ。
シベーシッン膜のパッシベーション効果は、大別してブ
ロッキング作用とゲッタリング作用の二つに分けられ、
そのうちブロンキング作用とは機械的損傷からの半導体
装置の保護や、外界からの水分の浸入によるMの腐食、
i!食の防止の他、アルカリイオン等の不純物イオンや
金属不純物原子の侵入を阻止したり、α線によるソフト
エラー効果を緩和させ特性の安定化を図るという作用で
あり、それに加えM配線上のヒロックやエレクトロマイ
グレーシランの発生を抑制し信転性を向上させる効果を
持つ。すなわちデバイスの表面を絶縁保護膜で被覆し、
外界の雰囲気から遮断することでデバイスの信鎖性を確
保しようとするものである。
一方ゲツタリング作用とは、外界から内部に侵入しよう
とするイオン等をその保護膜内部で捕捉し、固定、不働
態化してしまう作用であり、特に特徴的な作用としてパ
ッシベーション膜の下層に残存しているアルカリイオン
なども捕獲、不活性化し、St−5IOg界面、すなわ
ちMO3界面を安定化させるという作用も持っている0
以上がパッシベーション膜に要求される基本的特性であ
る。
〔発明が解決しようとする課題〕
パッシベーション膜としてよく知られている膜のうちの
P−5iN膜は、機械的強度が強く、さらにアルカリイ
オン、 H,O,α線などのブロック性に優れているが
、+5〜6 X lO”dyns/c11!程度の非常
に高い圧縮性の内部応力をもつため、例えばMの配線幅
が3〜2−になると、その応力に起因してMにスリット
状の空洞が生ずることにより電流密度が高くなり、エレ
クトロマイグレーシランにより断線を起こす確率が高く
なるという問題があった。
これに加え、内部応力を減少させるような膜の生成条件
にすると、今度はトレードオフ的に膜中水素濃度が・2
〜3M量%に高くなり、その水素がMO8界面に移動し
てホットエレクトロンをトラップしMOSの闇値電圧の
変動を招くという問題も報告されている0次にp−ps
c膜の場合は、燐が添加されているため、ゲッタリング
効果によりアルカリイオンを固定できると共に燐をドー
プしない通常のプラズマ酸化膜(P−3iO膜)に比し
熱膨張係数が増加し、Mとの熱膨張係数の差を小さくで
きるのでM上でクランクを生じに(くすることができる
、さらに、膜中の水素量は微小であるのでP−5IN膜
で問題となったようなMO5界面の不安定性の問題はな
い、しかし現状、通常使用されているP ! Os r
J1度は、内部応力を+2 X 10’dyns/−以
下に小さくするため通常5重量%程度であり、燐がある
程度入っているので耐水性が低下しMの腐食、電食を引
き起こすという可能性もすてきれないという問題があっ
た。もちろん、ブロッキング性、膜の硬度という観点で
はP−5iN MJO方がを利である。最後に、膜の応
力を緩和することを目的としたものにP−SiON膜が
ある。この性質は膜の生成条件にも大きく依存するが、
P−3IO[とP−5IN膜の両者の性質をあわせもつ
と考えられる0例えば比誘電率は4.7でp−5to膜
と同程度である。水分に対する耐水性はP−3IN膜と
同程度である。そして、膜の内部応力は生成条件を適当
に選択すると零応力或いは−2X 10’dyns/c
JA程度の引っ張り性にすることが出来る。しかし、膜
中に燐が含有されていないのでバッシベーシッン効果の
うちゲッタリング効果はないという不完全さがあり、例
えばりフロー膜として上部に硼素ガラス膜(BSG膜)
を使用した場合は、半導体装置としてのゲッタリング効
果が不充分なものとなる問題があった。
本発明の課題は、上記の各パッシベーション膜の問題点
を解決して、膜の内部応力は充分低減され、しかもブロ
ンキング作用とゲッタリング作用とを兼ね備えたパッシ
ベーション膜をプラズマ励起CVD法で形成する半導体
装置の製造方法を提供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記il!題の解決のために、本発明の方法は、金属配
線を形成した半導体基板を真空反応槽に収容し、少なく
とも5i)Iオ、NtO,NHsおよびPH3の各ガス
を含むふん囲気中でプラズマを発生させ、プラズマ励起
CVD法により半導体基板の金属配線形成面上を1〜3
重量%の燐がドープされたシリコンオキシナイトライド
からなるパッシベーション膜により被覆するものとする
。さらにまた、金属配線を形成した半導体基板を真空反
応槽に収容し、少なくともS i Ha + N ! 
O+ N H3およびPH3の各ガスを含む雰囲気中で
プラズマを発生させ、プラズマ励起CVD法により半導
体基板の金属配線形成面上を2〜5重量%の燐がドープ
されたシリコンオキシナイトライドからなるバンシベー
シ9ン膜下層で被覆したのち、前記各ガス中211.の
みを含まない雰囲気中での同様なプラズマ励起CVD法
により前記パッシベーション腰下層を燐をドープしない
シリコンオキシナイトライドからなるパ・ノシベーシッ
ン膜上層で被覆するものとする。
〔作用〕
P−510膜とP−5iN膜の両者の性質をあわせもち
、かつ膜の内部応力を低減することのできるP−5iO
N膜作成時のプラズマ中にPHsガスを導入することに
よりゲッタリング効果をもつ燐ドープのS+ON膜が得
られ、低応力でブロッキング効果とゲッタリング効果を
もつパッシベーション膜で金属配線を被覆した、信頼性
の高い半導体装置が得られる。
また、同様なプラズマ励起CVD法でパフシヘーション
膜を下層の燐ドープのP−5iON膜と上層の燐をトー
プしないP−5iON膜からなる2層構造とすることで
、パフシベーシッン膜の内部応力を低減した上で、上層
膜のブロッキング効果1耐湿性を利用し、上層膜に欠け
るゲッタリング効果を下層の燐ドープのP−5ION膜
で補うようにし、さらに金属配線上で耐クランク性を向
上させた、より信転性の高い半導体装置を得ることがで
きる。
〔実施例〕
第1図fat、(blは本発明の一つの一実施例の工程
を示し、シリコン基板1にシリコン酸化膜2を介してア
ルミニウム電極配線3を形成し (図a)、次いで枚葉
式平行平板型のプラズマCVD装置の反応槽にこの基板
を収容する0反応槽には、5IH4ガスを30secm
、 NH3ガスを20〜200secw、N、Oガスを
50〜200secm、キャリアガスとしてのArガス
を300secmの2itilで導入するほか、5iH
aに対し0.02〜0.12の流量比でPH,ガスを導
入し、圧力を1〜3 Torrに設定して、生成温度3
80〜420℃、高周波電源周波数200〜400KH
z、高周波パワー30Wの条件でプラズマを発生させ、
堆積速度500〜600人/分で燐がドープされたプラ
ズマシリコンオキシナイトライド膜(P−5iONP膜
)4を堆積させる (図b)。
PHsガスの流量等の生成条件は、燐濃度は耐湿性とゲ
ッタリング作用に関しトレードオフの関係にあることを
考慮し、1〜3重量重量%色なるように調整した。第2
図は膜の生成条件と内部応力の関係の一例を示し、N1
3.の流量を一定にしてR−NよO/ (N!O+ N
Ha)の値を変化させたときには、R=0.2および0
.8付近で内部応力零の状態が得られることがわかる。
第3図fa+、[blは本発明の他の一つの一実施例の
工程を示し、図ta+は第1u(a+と同様である0次
いで第1図(blにおけると同様な条件のNz0−5i
Hn−NusPI’+3系のガスを用いてのプラズマ励
起CVD法によりP−SiONP膜4を堆積させる。燐
濃度は、M電極配vA3上での耐クラツク性の向上のた
め粘性係数を上げるためと、耐湿性、ゲッタリング作用
を勘案し、2〜5重量%程度となるようにPH3ガスの
流量等の生成条件を調整する0次いで、上記条件のうち
、Pll、ガスの流量をOとする以外は同様にして2層
目のP−5iON膜5を形成する。これによりP−5i
ONP膜4とP−SiON膜5の双方の効果を兼ね備え
たパフシベーシッン膜が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、金属配線形成後のパッシベーション膜
として、燐を1〜3重景世知−プしたP−3iON膜を
用いるか、あるいは下層が燐を2〜5重量%ドープした
P−3iON膜、上層が燐をドープしないP−5iON
膜からなる2N膜を用いるので、膜の耐湿性を保証し、
かつ内部応力を低減した上でブロッキング作用とゲッタ
リング作用を兼ね備えることができ、例えば、Mの腐食
、it食の防止、 Naイオンなどのアルカリイオンの
浸入阻止および膜中への捕捉と不活性化、燐の添加によ
る耐クランク性の向上、膜中水素濃度の減少によるMO
3界面の安定性の向上などが可能となり、はぼ理想的な
パンシベーション効果を得ることができるので、信頼性
の高い半導体装置を製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図fat、 (blは本発明の一つの一実施例のパ
ッシベーション膜形成工程を示す断面図、第2図はNx
O/ (N!O+ Nth)の値と膜の内部応力との関
係線図、第3鋪冑?)に発明の他の一つの一実施例のバ
ツシベ−シラン膜形成工程を示す断面図である。 1 :シリ コ ン基板、 2:シリ コン酸化膜、 3 : A7電極配線、 : P 1ONP 膜、 : P−3ION膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属配線を形成した半導体基板を真空反応槽に収
    容し、少なくともSIH_4、N_2O、NH_3およ
    びPH_3の各ガスを含むふん囲気中でプラズマを発生
    させ、プラズマ励起CVD法により半導体基板の金属配
    線形成面上を1〜3重量%の燐がドープされたシリコン
    オキシナイトライドからなるパッシベーション膜により
    被覆することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)金属配線を形成した半導体基板を真空反応槽に収
    容し、少なくともSiH_4、N_2O、NH_3およ
    びPH_3の各ガスを含むふん囲気中でプラズマを発生
    させ、プラズマ励起CVD法により半導体基板の金属配
    線形成面上を2〜5重量%の燐がドープされたシリコン
    オキシナイトライドからなるパッシベーション膜下層で
    を被覆したのち、前記各ガス中PH_3のみを含まない
    雰囲気中での同様なプラズマ励起CVD法により前記パ
    ッシベーション膜下層を燐をドープしないシリコンオキ
    シナイトライドからなるパッシベーション膜上層で被覆
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP31790288A 1988-08-12 1988-12-16 半導体装置の製造方法 Pending JPH02138738A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0798765A2 (en) * 1996-03-28 1997-10-01 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing a semiconductor wafer comprising a dopant evaporation preventive film on one main surface and an epitaxial layer on the other main surface
EP0828286A2 (en) * 1996-08-19 1998-03-11 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing mirror-polished silicon wafers, and apparatus for processing silicon wafers
JP2001514448A (ja) * 1997-08-25 2001-09-11 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 Pecvd窒化/酸窒化膜へのリン注入による不揮発性メモリセルの電荷損失の低減

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0798765A2 (en) * 1996-03-28 1997-10-01 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing a semiconductor wafer comprising a dopant evaporation preventive film on one main surface and an epitaxial layer on the other main surface
EP0798765A3 (en) * 1996-03-28 1998-08-05 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing a semiconductor wafer comprising a dopant evaporation preventive film on one main surface and an epitaxial layer on the other main surface
US5834363A (en) * 1996-03-28 1998-11-10 Shin-Etsu Handotai Co., Ltd. Method of manufacturing semiconductor wafer, semiconductor wafer manufactured by the same, semiconductor epitaxial wafer, and method of manufacturing the semiconductor epitaxial wafer
EP0828286A2 (en) * 1996-08-19 1998-03-11 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing mirror-polished silicon wafers, and apparatus for processing silicon wafers
EP0828286A3 (en) * 1996-08-19 2001-05-09 Shin-Etsu Handotai Company Limited Method of manufacturing mirror-polished silicon wafers, and apparatus for processing silicon wafers
JP2001514448A (ja) * 1997-08-25 2001-09-11 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 Pecvd窒化/酸窒化膜へのリン注入による不揮発性メモリセルの電荷損失の低減

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