JPH0273651A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0273651A
JPH0273651A JP22541088A JP22541088A JPH0273651A JP H0273651 A JPH0273651 A JP H0273651A JP 22541088 A JP22541088 A JP 22541088A JP 22541088 A JP22541088 A JP 22541088A JP H0273651 A JPH0273651 A JP H0273651A
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JP
Japan
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silicon oxide
film
oxide film
plasma
hole
Prior art date
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Pending
Application number
JP22541088A
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English (en)
Inventor
Makoto Morita
信 森田
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH0273651A publication Critical patent/JPH0273651A/ja
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  • 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置に関し、特に2層以上の金属配線を
眉間絶縁膜により絶縁した多層配線構造の半導体装置に
関する。
〔従来の技術〕
従来、この種の半導体装置における眉間絶縁膜として、
第4図、第5図、及び第6図に示すように、プラズマ気
相成長法によるプラズマシリコン酸化膜の単層構造が用
いられていた。即ち、これらの図において、11は半導
体基板、12は下地としてのシリコン酸化膜、13は第
1アルミニウム配線、14は眉間絶縁膜としてのプラズ
マ気相成長法によるプラズマシリコン酸化膜、15は第
2アルミニウム配線、16は層間絶縁膜14に開設して
第1.第2アルミニウム配線13.15を接続するスル
ーホールである。
このようなプラズマシリコン酸化膜14の単層構造を金
属配線間の眉間絶縁膜として有する半導体装置において
は、金属配線間を接合するスルーホール16の理想的断
面形状は、第6図に示すように、第1アルミニウム配線
13とプラズマシリコン酸化膜13の側面とのなす角度
θが90度以下、即ち鋭角であることが望ましいものと
されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上述した従来の半導体装置において、スルーホール16
をドライエツチング法で開設すると、第4図のように、
スルーホール16の角度は略90度となる。このため、
第2アルミニウム配線15を通常のようにスパッタリン
グにより形成すると、図示のように眉間絶縁膜14のス
ルーホール16の段差部における被覆性が極めて悪くな
る。
このため、第5図のようにウェットエツチングによりス
ルーホール上部の層間絶縁膜を広く等方的にエツチング
することにより急峻な段差を緩和させている。このよう
にすることでスルーホール形状は第6図に示されるよう
な理想的断面形状に近くなり段差部における金属配線の
被覆性が著しく向上し、結果的に電気的にも形状的にも
良好なスルーホールが得られる。
ところが、従来の眉間絶縁膜構造、即ちプラズマシリコ
ン酸化膜のみによる単層構造では、スルーホール形成時
に以下に述べるような問題がある。
即ち、スルーホール形成時、スルーホールの断面形状を
第6図に示すような理想的形状にするためには、できる
限りウェットエツチングによりプラズマ酸化膜14をエ
ツチングすることが好ましい。しかしながら、プラズマ
酸化膜14には成膜時の膜厚のばらつきがあり、またウ
ェットエツチングにもエツチングのばらつきがあるため
、これら両方のばらつきを見込むと、エツチング途中で
第1アルミニウム配線が露呈されることを防止するため
には、ウェットエツチング量を非常に少なく抑える必要
がある。そのため、スルーホールの急峻な段差は十分に
は緩和されず、形状的には、第4図と第5図の中間程度
の形状となる。この程度の形状では、第4図における問
題を解消することはできず、第2アルミニウム配線15
の被覆性が悪く、完成した半導体装置の信頼性、例えば
断線またはスルーホール抵抗のばらつき等が生じ、製品
における信頼性が著しく低下するという問題がある。
本発明は上述した問題を生ずることなくスルーホールの
段差を緩和することができる半導体装置を提供すること
を目的とする。
〔課題を解決するための手段] 本発明の半導体装置は、2層以上の金属配線を絶縁する
眉間絶縁膜を、気相成長法による2層のシリコン酸化膜
と、これらシリコン酸化膜の間に設けた気相成長法によ
る1層のシリコン窒化膜とで構成している。
〔作用〕
上述した構成では、眉間絶縁膜のスルーホール開設に際
してのウェットエツチング時に、中間の層のシリコン窒
化膜がストッパとして機能し、下側金属配線の露呈を防
止して充分なウェットエツチングを可能とし、スルーホ
ールの段差を緩和する。
〔実施例〕
次に、本発明を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の縦断面図であり、特にスル
ーホール部分を示す図である。図において、1は半導体
基板、2は下地としてのシリコン酸化膜であり、このシ
リコン酸化膜2上に第1アルミニウム配線3を形成して
いる。そして、この上に眉間絶縁膜として、プラズマシ
リコン酸化膜4、プラズマシリコン窒化膜5.プラズマ
シリコン酸化膜6を3層に形成している。なお、7は第
2アルミニウム配線、8は眉間絶縁膜に開設したスルー
ホールである。
第2図(a)及び(b)は、第1図の半導体装置の製造
方法のうち、特にスルーホール形成工程を示すための縦
断面図である。
即ち、第2図(a)のように、3層構造の眉間絶縁膜を
形成した後、公知の方法によってスルーホール開設位置
に窓を有するレジスト9を形成する。ここでは、このレ
ジスト9にポジ型を用いている。
そして、レジスト9をマスクとしたウェットエツチング
により、眉間絶縁膜の最上層のプラズマシリコン酸化膜
6をエツチングする。このエツチングには通常弗酸が用
いている。このプラズマシリコン酸化膜6のエツチング
がある程度進行すると中間層のプラズマシリコン窒化膜
5が露出するが、弗酸に対するプラズマシリコン窒化膜
のエツチングレートは約10倍程度プラズマシリコン酸
化膜の方が速いため、プラズマシリコン窒化膜5は殆ど
エツチングされない。したがって、プラズマシリコン酸
化膜6の膜厚のばらつきおよびエツチングのばらつきが
大きくとも、第1アルミニウム配線3が露出することな
く、十分にウェットエツチング時行うことができる。
次いで、第2図(b)のように、前記レジスト9をマス
クにしてプラズマシリコン窒化膜5とプラズマシリコン
酸化膜4をドライエンチングする。
このようにして形成されたスルーホール9は、上部の傾
斜が緩和された形状となる。しかる上で、層間絶縁膜上
に第2アルミニウム配線7を形成すると、この第2アル
ミニウム配線7は下地形状を忠実に反映するように被覆
する。また、同時にスルーホール9における電気的特性
も良好かつ安定なものが得られる。
なお、前記した層間絶縁膜の製造方法の一例を説明する
。先ず、プラズマシリコン酸化膜4.6は、SiH4お
よびN、Oガスを用いて、高周波電源に接続された平行
平板電極を有する反応炉中にて成膜する。また、プラズ
マシリコン窒化膜5はN、Oガスの代わりにNH3ガス
を用いるだけで、プラズマシリコン酸化膜成膜と同じで
ある。
そこで、反応炉中へ、SiH4ガス、N20ガス、NH
,ガスの配管を施し、最初はSiH,ガスとN20ガス
を導入してプラズマシリコン酸化膜4を成膜する。次に
、反応炉中を真空にした後、SiH4ガスとNH,ガス
を導入してプラズマシリコン窒化膜5を成膜する。さら
に、反応炉中を真空にした後、再び5iHaガスとN!
0ガスを導入してプラズマシリコン酸化膜6を成膜する
これらの膜の密着性は極めて良く、弗酸に浸しても界面
に弗酸が侵入することはない。
ここで、本実施例ではプラズマシリコン酸化膜4上にプ
ラズマシリコン窒化膜5を成膜したが、デバイスの特性
や製造コストを検討してプラズマシリコン酸化膜4は省
略してもよく、この場合でも前記した効果を得ることは
可能である。
第3図は本発明の第2実施例の半導体装置の断面図であ
り、第1図と同一部分には同一符号を付しである。即ち
、1は半導体基板、2はシリコン酸化膜、3は第1アル
ミニウム配線、4Aはスパッタシリコン酸化膜、5はプ
ラズマシリコン窒化膜、6はプラズマシリコン酸化膜、
7は第2フルミニウム配線、8はスルーホールである。
この実施例では、3N構造の層間絶縁膜のうち、下層の
スパッタシリコン酸化膜4Aを第1図のプラズマシリコ
ン酸化膜4の代わりとして構成している。
即ち、通常、スパッタシリコン酸化膜の成膜時には半導
体基板を加熱しないので、室温に近い温度で成膜が可能
である。したがって、本実施例では電気的、形状的良好
なスルーホールが得られるのはもちろんのこと、加熱を
行わないことにより一般に広く知られているアルミニウ
ム配線におけるヒロック発生を抑制できる、アルミニウ
ム配線の信頼性、結果的には半導体装置の信頼性をさら
に向上できるという利点がある。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、2M以上の金属配線を絶
縁する眉間絶縁膜を、気相成長法による2層のシリコン
酸化膜と、これらシリコン酸化膜の間に設けた気相成長
法による1層のシリコン窒化膜とで構成しているので、
スルーホール開設に際してのウェットエツチング時に、
中間の層のシリコン窒化膜がストッパとして機能して下
側金属配線の露呈を防止でき、エツチングマージンを向
上するとともに、スルーホールを電気的、形状的に良好
な断面形状に形成でき、完成した半導体装置の信頼性を
著しく向上できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置の第1実施例の縦断面図、
第2図(a)及び(b)は第1図の半導体装置の製造方
法を示す工程断面図、第3図は本発明の第2実施例の縦
断面図、第4図、第5図。 及び第6図は夫々異なる構造をした従来の半導体装置の
縦断面図である。 1・・・半導体基板、2・・・シリコン酸化膜、3・・
・第1アルミニウム配線、4・・・プラズマシリコン酸
化膜、4A・・・スパッタシリコン酸化膜、5・・・プ
ラズマシリコン窒化膜、6・・・プラズマシリコン酸化
膜、7・・・第2アルミニウム配線、8・・・スルーホ
ール、9・・・レジスト、11・・・半導体基板、12
・・・シリコン酸化膜、13・・・第1アルミニウム配
線、14・・・眉間絶縁膜、 ■ 5・・・第2アルミニウム配線、 ■ 6・・・スルーホール。 第3 図 第5 図 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、層間絶縁膜によって絶縁される2層以上の金属配線
    を有する半導体装置において、前記層間絶縁膜を、気相
    成長法による2層のシリコン酸化膜と、これらシリコン
    酸化膜の間に設けた気相成長法による1層のシリコン窒
    化膜とで構成したことを特徴とする半導体装置。
JP22541088A 1988-09-08 1988-09-08 半導体装置 Pending JPH0273651A (ja)

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JP22541088A JPH0273651A (ja) 1988-09-08 1988-09-08 半導体装置

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JP22541088A JPH0273651A (ja) 1988-09-08 1988-09-08 半導体装置

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JP22541088A Pending JPH0273651A (ja) 1988-09-08 1988-09-08 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8866205B2 (en) 2006-08-31 2014-10-21 Canon Kabushiki Kaisha Photoelectric conversion device and image sensing

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