JPH03278435A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH03278435A
JPH03278435A JP30146790A JP30146790A JPH03278435A JP H03278435 A JPH03278435 A JP H03278435A JP 30146790 A JP30146790 A JP 30146790A JP 30146790 A JP30146790 A JP 30146790A JP H03278435 A JPH03278435 A JP H03278435A
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insulating film
interlayer insulating
film
oxide film
teos
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正純 松浦
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小谷 秀夫
Atsuhiro Fujii
淳弘 藤井
Shigeo Nagao
長尾 繁雄
Hideki Motoshiro
源城 英毅
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  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an layer insulating film to be scarcely cracked with a smooth upper surface in sufficient thickness by reacting reactive gas in which ratio of ozone to silicon alkoxide is regulated to a predetermined value or larger at a predetermined temperature by a normal CVD method. CONSTITUTION:Ozone and reactive gas containing TEOS are reacted under normal pressure at a temperature range of 350-450 deg.C, and silicon oxide is deposited as an insulating film 14. In this case the ratio of the ozone to the TEOS in the reactive gas is regulated to 5 or larger. The silicon oxide film deposited by this normal pressure CVD has a smooth upper surface based on an excellent step coverage, and the layer insulating film 14 having excellent insulation without crack is so formed on a first insulating film 20 as to cover an aluminum wiring pattern 12 of a first layer with a sole oxide film.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は絶縁膜を含む半導体装置に関し、特に、第1層
と第2層の導電体パターンを互いに絶縁する層間絶縁膜
を含む半導体装置における改善に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device including an insulating film, and particularly to a semiconductor device including an interlayer insulating film that insulates conductor patterns of a first layer and a second layer from each other. It's about improvement.

[従来の技術] 第11八図ないし第11D図は、先行技術による層間絶
縁膜の形成方法を説明するための概略的な断面図である
[Prior Art] FIGS. 118 to 11D are schematic cross-sectional views for explaining a method of forming an interlayer insulating film according to the prior art.

第11A図を参照して、半導体基板1上に形成された第
1の導電体パターン2を覆うように、基板1上に第1の
シリコン酸化膜3がプラズマC■D(化学気相析出)法
によって形成される。このプラズマCVD法においては
、シリコンアルコキシドの1種であるテトラエトキシシ
ラン(TE01:Si (OC2H5)4)と酸素(0
゜)ガスが370℃〜420℃の温度において数Tor
rの圧力下でプラズマエネルギの助けによって反応させ
られ、約0.5μm厚さの第1のシリコン酸化膜3が堆
積される。以下、この第1のシリコン酸化膜3をTE0
1−PCVD酸化膜と称す。
Referring to FIG. 11A, a first silicon oxide film 3 is deposited on the substrate 1 by plasma CD (chemical vapor deposition) so as to cover the first conductor pattern 2 formed on the semiconductor substrate 1. Formed by law. In this plasma CVD method, tetraethoxysilane (TE01:Si (OC2H5)4), which is a type of silicon alkoxide, and oxygen (0
゜) The gas has a temperature of several Torr at a temperature of 370°C to 420°C.
The reaction is carried out with the aid of plasma energy under a pressure of r, and a first silicon oxide film 3 of approximately 0.5 μm thickness is deposited. Hereinafter, this first silicon oxide film 3 is TE0
1-It is called PCVD oxide film.

第11B図を参照して、TE01−PCVD酸化膜3上
に第2のシリコン酸化膜が減圧CVD法によって形成さ
れる。この減圧CVD法においては、TE01とオゾン
(03)が数10Torrの圧力下で370℃〜420
℃で反応させられ、約0.5μm厚さの第2のシリコン
酸化膜4が堆積される。以下この第2の酸化膜4をTE
01−LPCVDPCVD酸化膜。
Referring to FIG. 11B, a second silicon oxide film is formed on the TE01-PCVD oxide film 3 by low pressure CVD. In this low pressure CVD method, TE01 and ozone (03) are heated at 370°C to 420°C under a pressure of several tens of Torr.
The reaction is carried out at .degree. C., and a second silicon oxide film 4 having a thickness of about 0.5 .mu.m is deposited. Below, this second oxide film 4 is
01-LPCVDPPCVD oxide film.

第11C図を参照して、第2のシリコン酸化膜4上に、
5OG(スピンオングラス)膜5が450℃における3
0分から60分のベーキングによって形成される。この
SOGOsO4分的に異方性エツチングされ、TE01
−LPCVDPCVD酸化膜面を平滑化する。
Referring to FIG. 11C, on the second silicon oxide film 4,
5OG (spin-on glass) film 5 at 450°C
Formed by baking for 0 to 60 minutes. This SOGOsO4 is anisotropically etched and TE01
- Smooth the surface of the LPCVDPCVD oxide film.

第11D図を参照して、その平滑化された表面上には、
シランガス、02ガスおよびホスフィンガスが常圧CV
D法によって400℃〜450℃の温度で反応させられ
、約0.2μm厚さのPSG(リンガラス)膜6が堆積
される。こうして形成された層間絶縁膜3〜6上に第2
の導電体パターン(図示せず)が形成される。
Referring to FIG. 11D, on the smoothed surface,
Silane gas, 02 gas and phosphine gas at normal pressure CV
By method D, a reaction is carried out at a temperature of 400° C. to 450° C., and a PSG (phosphorus glass) film 6 having a thickness of about 0.2 μm is deposited. A second layer is formed on the interlayer insulating films 3 to 6 thus formed.
A conductor pattern (not shown) is formed.

第12図は、第11A図ないし第11D図に示された先
行技術によって形成された層間絶縁膜3〜6を貫通して
第2層の導電体8が第1層の導電体2や半導体基板1に
接続されたコンタクトホール7の断面を示している。コ
ンタクトホール7は、プラズマエツチングとウェットエ
ツチングによって形成される。第12図かられかるよう
に、コンタクトホール7の側壁にはTE01−LPCV
DPCVD酸化膜露出され、コンタクトホールの位置に
よってはSOGOsO4出される。これは、TE01−
LPSVD酸化膜4は連続しているが、SOGOsO4
ターン化されているからである。
FIG. 12 shows the conductor 8 of the second layer penetrating the interlayer insulating films 3 to 6 formed by the prior art shown in FIGS. 11A to 11D to the conductor 2 of the first layer and the semiconductor substrate. 1 shows a cross section of a contact hole 7 connected to 1. Contact hole 7 is formed by plasma etching and wet etching. As can be seen from FIG. 12, the side wall of contact hole 7 has TE01-LPCV.
The DPCVD oxide film is exposed and SOGOsO4 is exposed depending on the position of the contact hole. This is TE01-
Although the LPSVD oxide film 4 is continuous, SOGOsO4
This is because it is turned.

真空蒸着やスパッタリングなどによって第2層の導電体
8を形成するとき、TE01−LPCVDPCVD酸化
膜GOsO4第7図中の矢印で示されているようにコン
タクトホール7内に水分を放出する。したがって、コン
タクトホール7の側壁が第2層の導電体8で完全に覆わ
れないで、良好な層間接続が得られない場合がある。
When the second layer conductor 8 is formed by vacuum evaporation, sputtering, etc., moisture is released into the contact hole 7 as shown by the arrow in FIG. Therefore, the side wall of the contact hole 7 may not be completely covered with the second layer conductor 8, and good interlayer connection may not be obtained.

第13図はTE01−LPGVD酸化膜ノ赤外吸収を示
すグラフである。横軸は波数(am”)を表し、縦軸は
透光率(%)を表している。矢印Aで示されているよう
に、波数3450cm−1付近においてS i −OH
結合による光吸収が生じている。・この5t−OH結合
による吸光係数は約3000(cm−1)と非常に大き
なものである。このように多くのS 1−OH結合を含
むTE01−LPCVDPCVD酸化膜中での蒸着処理
やスパッタリング処理の間に水分を放出し、上述のよう
な不完全な層間接続の原因となり得るのである。
FIG. 13 is a graph showing the infrared absorption of the TE01-LPGVD oxide film. The horizontal axis represents the wave number (am"), and the vertical axis represents the transmittance (%). As shown by arrow A, S i -OH
Light absorption occurs due to bonding. -The extinction coefficient due to this 5t-OH bond is very large, about 3000 (cm-1). As described above, moisture is released during the evaporation process or sputtering process in the TE01-LPCVDPCVD oxide film containing many S 1-OH bonds, which may cause the incomplete interlayer connections as described above.

また、SOG膜はさらに多くの5i−OH結合を含んで
いる。
Furthermore, the SOG film contains even more 5i-OH bonds.

さらに、5i−OH結合を含むシリコン酸化膜がアニー
リングされれば、水分を放出して収縮するので、その膜
中にクラックを生じやすい。それらのクラックはシリコ
ン酸化膜の絶縁性を劣化させる。実際、450℃におけ
る30分のアニーリングによって、TE01−LPCV
DPCVD酸化膜10〜15%収縮し、SOG膜は膜厚
が20〜30%収縮する。そのようなアニーリングはT
E01−LPCVDPCVD酸化膜GOsO4成後に不
可避的に行なわれる。たとえば、イオン注入によって形
成されたトランジスタの照射損傷の回復のためにアニー
リングされる。
Furthermore, when a silicon oxide film containing 5i-OH bonds is annealed, it releases moisture and shrinks, which tends to cause cracks in the film. These cracks deteriorate the insulation properties of the silicon oxide film. In fact, by annealing for 30 minutes at 450°C, TE01-LPCV
The DPCVD oxide film shrinks by 10-15%, and the SOG film shrinks by 20-30%. Such annealing is T
E01-LPCVDPCVD is inevitably performed after the formation of the oxide film GOsO4. For example, a transistor formed by ion implantation is annealed to recover from radiation damage.

このように、アニーリングで収縮するシリコン酸化膜は
、クラックの発生を防止するために膜厚を大きくするこ
とはできない。膜厚が大きくなれば収縮による応力が増
大してクラックが発生しやすくなるからである。すなわ
ち、クラック発生防止ノタメニハ、TE01−LPCV
D酸化膜は0゜5μm以下の厚さが望ましく、SOG膜
は0.4μm以下の厚さが望ましい。これらの膜厚に関
する制限は、第12図に示された層間絶縁膜3〜6が複
数層構造を有する理由の1つになっている。
As described above, the thickness of the silicon oxide film, which shrinks due to annealing, cannot be increased in order to prevent the occurrence of cracks. This is because as the film thickness increases, stress due to shrinkage increases and cracks are more likely to occur. That is, crack generation prevention notameniha, TE01-LPCV
The D oxide film preferably has a thickness of 0.5 μm or less, and the SOG film preferably has a thickness of 0.4 μm or less. These limitations regarding film thickness are one of the reasons why interlayer insulating films 3 to 6 shown in FIG. 12 have a multilayer structure.

通常、層間絶縁膜は0.8〜1.2μmの厚さを有する
ことが望ましい。なぜならば、層間絶縁膜が0. 8μ
mより薄いとき、その層間絶縁膜の耐電圧は不十分とな
り、寄生キャパシタが生じるおそれもあるからである。
Usually, it is desirable that the interlayer insulating film has a thickness of 0.8 to 1.2 μm. This is because the interlayer insulating film is 0. 8μ
This is because when the thickness is less than m, the withstand voltage of the interlayer insulating film becomes insufficient, and a parasitic capacitor may occur.

他方、層間絶縁膜が1゜2μmより厚いとき、エツチン
グによって層間絶縁膜をパターニングしたりコンタクト
ホールを形成することが困難となり、またパターン化さ
れた層間絶縁膜のエツジ部やコンタクトホールの高い側
壁上に導電層を形成することが困難となる。しかし、0
.8〜1.2μm厚さの層間絶縁膜を5i−OH結合を
多く含む単一のシリコン酸化膜で形成すれば、その膜中
にクラックを生じるおそれがある。
On the other hand, when the interlayer insulating film is thicker than 1°2 μm, it becomes difficult to pattern the interlayer insulating film or form contact holes by etching, and it becomes difficult to pattern the interlayer insulating film by etching or form contact holes on the edges of the patterned interlayer insulating film or on the high sidewalls of the contact holes. It becomes difficult to form a conductive layer on the surface. However, 0
.. If an interlayer insulating film with a thickness of 8 to 1.2 μm is formed from a single silicon oxide film containing many 5i-OH bonds, cracks may occur in the film.

[発明が解決しようとする課題] ここで、層間絶縁膜に求められる主要な特性を挙げれば
以下の(1)〜(3)のようである。
[Problems to be Solved by the Invention] Here, the main characteristics required of the interlayer insulating film are as follows (1) to (3).

(1) 層間絶縁膜上に第2層の導電体パターンが断線
を含むことなく容易に形成され得るように、層間絶縁膜
は平滑な上表面を有すること。
(1) The interlayer insulating film should have a smooth upper surface so that the second layer conductor pattern can be easily formed on the interlayer insulating film without any disconnections.

(2) 層間絶縁膜への第2層の導電体パターンの良好
な付着性が得られるように、層間絶縁膜からのガス放出
、特にコンタクトホール内でのガス放出が少ないこと。
(2) Gas release from the interlayer insulating film, especially gas release within the contact hole, should be small so that good adhesion of the second layer conductor pattern to the interlayer insulating film can be obtained.

(3) 層間絶縁膜がクラックを含まず、良好な絶縁性
を有すること。
(3) The interlayer insulating film is free from cracks and has good insulation properties.

しかし、第12図に示された先行技術による層間絶縁膜
3〜6は、少なくとも求められる特性(2)を十分に満
たすことができず、さらに、多層構造を有しているので
形成方法が複雑であるという課題を有している。
However, the interlayer insulating films 3 to 6 according to the prior art shown in FIG. 12 cannot sufficiently satisfy at least the required characteristic (2), and furthermore, since they have a multilayer structure, the formation method is complicated. It has the problem of being

このような課題に鑑み、本発明の目的は、層間絶縁膜が
平滑な上表面を有しているので層間絶縁膜上に形成され
る第2層の導電体パターンが断線を含むおそれのない半
導体装置とその製造方法を提供することである。
In view of these problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor in which the second layer conductive pattern formed on the interlayer insulating film is free from disconnections because the interlayer insulating film has a smooth upper surface. An object of the present invention is to provide a device and a method for manufacturing the same.

本発明のもう1つの目的は、層間絶縁膜からのガス放出
が少ないので層間絶縁膜上およびコンタクトホールの内
壁上に第2層の導電体パターンが良好な付着性で形成さ
れ得る半導体装置とその製造方法を提供することである
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a second layer conductor pattern can be formed with good adhesion on the interlayer insulating film and on the inner wall of a contact hole because gas emission from the interlayer insulating film is small. An object of the present invention is to provide a manufacturing method.

本発明のさらにもう1つの目的は、層間絶縁膜がクラッ
クを含まないので良好な絶縁性を有する半導体装置とそ
の製造方法を提供することである。
Still another object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which have good insulation properties because the interlayer insulating film does not contain cracks.

[課題を解決するための手段] 本発明の1つの態様による半導体装置は、第1層の導電
体パターンと、第1層の導電体パターンを覆うために、
シリコンアルコキシドに対するオゾンの比率が5以上に
調整されたシリコンアルコキシドとオゾンを少なくとも
含む反応ガスを350℃〜450℃の温度において常圧
でCVD反応させることによって形成された絶縁膜を少
なくとも含む層間絶縁膜と、層間絶縁膜上に形成された
第2層の導電体パターンとを備えている。
[Means for Solving the Problems] A semiconductor device according to one aspect of the present invention includes a first layer conductor pattern and a method for covering the first layer conductor pattern.
An interlayer insulating film including at least an insulating film formed by subjecting a reactive gas containing at least silicon alkoxide and ozone to a CVD reaction at a temperature of 350°C to 450°C and normal pressure, in which the ratio of ozone to silicon alkoxide is adjusted to 5 or more. and a second layer conductor pattern formed on the interlayer insulating film.

本発明のもう1つの態様によれば、半導体装置における
第1層と第2層の導電体パターンを互いに絶縁する層間
絶縁膜の形成方法は、少なくともオゾンとシリコンアル
コキシドを含む反応ガスを用意し、その反応ガス内にお
いてシリコンアルコキシドに対するオゾンの比率は5以
上に調整されており、反応ガスを350℃〜450℃の
温度において常圧でCVD反応させることによって絶縁
膜を形成し、それによって、層間絶縁膜は少なくともそ
の常圧CVD反応で形成された絶縁膜を含むことを特徴
としている。
According to another aspect of the present invention, a method for forming an interlayer insulating film that insulates conductor patterns of a first layer and a second layer from each other in a semiconductor device includes preparing a reactive gas containing at least ozone and silicon alkoxide, The ratio of ozone to silicon alkoxide in the reaction gas is adjusted to 5 or more, and an insulating film is formed by subjecting the reaction gas to a CVD reaction at a temperature of 350°C to 450°C at normal pressure, thereby creating interlayer insulation. The film is characterized in that it includes at least an insulating film formed by the atmospheric pressure CVD reaction.

[作用コ 本発明の層間絶縁膜の形成においては、オゾンとシリコ
ンアルコキシドを含む反応ガスにおいてシリコンアルコ
キシドに対するオゾンの比率が5以上に調整されており
、その反応ガスが350℃〜450℃の温度において常
圧CVD法で反応させられるので、上表面が平滑でかつ
ガス放出が少なくてクラックを生じ難い酸化物絶縁膜を
1.2μm以上の厚さで得ることができる。
[Function] In forming the interlayer insulating film of the present invention, the ratio of ozone to silicon alkoxide in the reaction gas containing ozone and silicon alkoxide is adjusted to 5 or more, and the reaction gas is Since the reaction is carried out by atmospheric pressure CVD, an oxide insulating film with a thickness of 1.2 μm or more with a smooth upper surface, less gas release, and less cracking can be obtained.

[実施例] 第1A図ないし第1E図は、本発明の一実施例によって
形成される半導体装置の製造プロセスを説明するための
概略的な断面図である。
[Embodiment] FIGS. 1A to 1E are schematic cross-sectional views for explaining a manufacturing process of a semiconductor device formed according to an embodiment of the present invention.

まず第1A図を参照して、トランジスタなど(図示せず
)およびそれらを接続するポリシリコンシリコン配線(
図示せず)が形成された半導体基板11を覆うように第
1の絶縁膜20が形成される。第1の絶縁膜20として
は、減圧CVD法によって酸化膜を堆積してもよく、代
わりに常圧CVD法によってPSG膜またはBPSG 
(ボロンリンガラス)膜を堆積してもよい。
First, referring to FIG. 1A, transistors (not shown) and polysilicon wiring (not shown) connecting them are shown.
A first insulating film 20 is formed to cover the semiconductor substrate 11 on which the semiconductor substrate (not shown) is formed. As the first insulating film 20, an oxide film may be deposited by a low pressure CVD method, or a PSG film or a BPSG film may be deposited by a normal pressure CVD method.
(borophosphorus glass) film may be deposited.

第1B図を参照して、第1絶縁膜20の所要の位置にコ
ンタクトホール27がエツチングによって形成される。
Referring to FIG. 1B, contact holes 27 are formed at required positions in first insulating film 20 by etching.

第1C図を参照して、第1の絶縁膜20を覆うように基
板11上に第1の導電体層12が形成されてパターニン
グされる。第1の導電体層12は、例えば真空蒸着また
はスパッタリングでアルミニウムを堆積することによっ
て形成し得る。
Referring to FIG. 1C, first conductor layer 12 is formed on substrate 11 and patterned to cover first insulating film 20. Referring to FIG. The first conductor layer 12 may be formed, for example, by depositing aluminum by vacuum evaporation or sputtering.

第1D図を参照して、第1層のアルミニウム配線パター
ン12を覆うように、第1絶縁膜20上に層間絶縁膜1
4が本発明の方法によって約1゜0μmの厚さに形成さ
れる。すなわち、オゾンとTEOSを含む反応ガスが3
50℃〜450℃の範囲内の温度において常圧において
反応させられ、シリコン酸化物の絶縁膜14が堆積され
る。このとき、反応ガス内において、TEOSに対する
オゾンの比率は5以上に調整されている。この常圧CV
Dによって堆積されたシリコン酸化膜を以後TEO3−
APCVD酸化膜と称する。:(7)T EO3−AP
CVD酸化膜は、平滑な上表面を有するように堆積させ
ることができる。
Referring to FIG. 1D, an interlayer insulating film 1 is formed on the first insulating film 20 so as to cover the first layer aluminum wiring pattern 12.
4 is formed to a thickness of approximately 1°0 μm by the method of the present invention. That is, the reaction gas containing ozone and TEOS is
The reaction is carried out at normal pressure at a temperature within the range of 50° C. to 450° C., and an insulating film 14 of silicon oxide is deposited. At this time, the ratio of ozone to TEOS in the reaction gas is adjusted to 5 or more. This normal pressure CV
The silicon oxide film deposited by D is hereinafter referred to as TEO3-
It is called an APCVD oxide film. :(7) T EO3-AP
CVD oxide can be deposited with a smooth top surface.

第1E図を参照して、層間絶縁膜14の所要の位置にエ
ツチングによってコンタクトホール17があけられる。
Referring to FIG. 1E, contact holes 17 are formed at desired positions in interlayer insulating film 14 by etching.

その後、層間絶縁膜14を覆うように第2の導電体層1
8が形成されてパターニングされる。第2の導電体層1
8は、例えば真空蒸着またはスパッタリングによってア
ルミニウムを堆積することによって形成し得る。このと
き、本発明によって形成されたTEOS−APCVD酸
化膜の層間絶縁膜14はほとんど水分を放出しないので
、第2層の導電体18は層間絶縁膜14にしっかりと付
着し、コンタクトホール17の側壁をも確実にカバーす
る。
After that, the second conductor layer 1 is formed so as to cover the interlayer insulating film 14.
8 is formed and patterned. Second conductor layer 1
8 may be formed by depositing aluminum, for example by vacuum evaporation or sputtering. At this time, since the interlayer insulating film 14 of the TEOS-APCVD oxide film formed according to the present invention hardly releases water, the second layer conductor 18 firmly adheres to the interlayer insulating film 14 and the side wall of the contact hole 17. will also be covered.

第2A図ないし第2C図は、03/TEOS=3.5の
反応ガスから堆積されたTEOS−APCVD酸化膜の
種々の特性とAPCVD温度との関係を示すグラフであ
る。
2A-2C are graphs showing various properties of TEOS-APCVD oxide films deposited from a reactant gas of 03/TEOS=3.5 versus APCVD temperature.

第2A図を参照して、堆積されたTEOS−APCVD
酸化膜を450℃で30分間アニーリングした後の膜厚
の収縮率(%)が示されている。
Referring to FIG. 2A, deposited TEOS-APCVD
The shrinkage rate (%) of the film thickness after annealing the oxide film at 450° C. for 30 minutes is shown.

このグラフから、APCVD温度が低いほど、TEOS
−APCVD酸化膜の収縮率の大きい事がわかる。AP
CVD温度が320℃以下の場合、約1.0μmの厚さ
を有するTEOS−APCVD酸化膜は、アニーリング
による収縮が大きくて膜内にクラックが発生する。した
がって、約1゜0μm以上の厚さ(7)TEOS−AP
CVD酸化膜を形成する場合、APCVD温度は350
℃以上であることが望ましい。しかし、第1D図の第1
層の導体パターン12がアルミニウムで形成されている
とき、APCVD温度は450℃以下であることも望ま
れる。
From this graph, it can be seen that the lower the APCVD temperature, the lower the TEOS
- It can be seen that the shrinkage rate of the APCVD oxide film is large. AP
When the CVD temperature is below 320° C., a TEOS-APCVD oxide film having a thickness of about 1.0 μm shrinks significantly due to annealing, and cracks occur within the film. Therefore, the thickness of approximately 1°0 μm or more (7) TEOS-AP
When forming a CVD oxide film, the APCVD temperature is 350℃.
It is desirable that the temperature is above ℃. However, the first
It is also desired that the APCVD temperature be below 450° C. when the conductor pattern 12 of the layer is formed of aluminum.

第2B図を参照して3450cm−1付近の波数を有す
る赤外光に関するTEOS−APCVD酸化膜の吸光係
数(cm−1)が示されている。白丸印は堆積されたま
まのTEOS−APCVD酸化膜の吸光係数を表し、黒
丸印は450℃で30分間アニーリングした後の吸光係
数を表している。
Referring to FIG. 2B, the extinction coefficient (cm-1) of the TEOS-APCVD oxide film with respect to infrared light having a wave number around 3450 cm-1 is shown. The open circles represent the extinction coefficient of the as-deposited TEOS-APCVD oxide film, and the closed circles represent the extinction coefficient after annealing at 450° C. for 30 minutes.

このグラフから、APCVD温度が低いほどTEOS−
APCVD酸化膜は多くの5i−OH結合を含んでおり
、アニーリングによって多くの水分を放出することがわ
かる。すなわち、第2A図に示されたTEOS−APC
VD酸化膜の収縮は、アニーリングによる膜からの水分
の放出と密接に関係していることがわかる。
From this graph, it can be seen that the lower the APCVD temperature, the more TEOS-
It can be seen that the APCVD oxide film contains many 5i-OH bonds and releases a lot of water upon annealing. That is, the TEOS-APC shown in FIG. 2A
It can be seen that the shrinkage of the VD oxide film is closely related to the release of water from the film due to annealing.

第2C図を参照して、TEOS−APCVD酸化膜のス
テップカバレッジD(%)が示されている。ステップカ
バレッジDの定義は、第4図と関連して後述される。簡
単に言えば、ステップカバレッジDの値が大きいほど、
TEOS−APCVD酸化膜の上表面がより平滑である
ことを意味する。すなわち、ステップカバレッジDが大
きいほど、第2層の導電体パターン18が断線を含むこ
となく容易に形成し得る。そして、第2層の導電体パタ
ーン18が断線を含むことなく形成されるためには、1
5%以上のステップカバレッジDが望まれることが経験
的にわかっている。したがって、第2C図かられかるよ
うに、ステップカバレッジの観点からも、APCVD温
度は350℃〜450℃の範囲内であることが望ましい
Referring to FIG. 2C, the step coverage D (%) of the TEOS-APCVD oxide film is shown. The definition of step coverage D will be discussed later in connection with FIG. Simply put, the larger the value of step coverage D, the more
This means that the top surface of the TEOS-APCVD oxide film is smoother. That is, the larger the step coverage D is, the easier the second layer conductor pattern 18 can be formed without including any disconnections. In order for the second layer conductor pattern 18 to be formed without any disconnections, it is necessary to
It has been empirically found that a step coverage D of 5% or more is desired. Therefore, as shown in FIG. 2C, it is desirable that the APCVD temperature is within the range of 350° C. to 450° C. also from the viewpoint of step coverage.

第3A図ないし第3C図は、375℃のAPCVD温度
で堆積されたTEOS−APCVD酸化膜の種々の特性
と03/TEO3の比率との関係を示すグラフである。
Figures 3A-3C are graphs illustrating various properties of TEOS-APCVD oxide films deposited at an APCVD temperature of 375°C versus the ratio of 03/TEO3.

第3A図を参照して、堆積されたTEOS−APCVD
酸化膜を450℃で30分間アニーリングした後の膜厚
の収縮率(%)が示されている。
Referring to FIG. 3A, deposited TEOS-APCVD
The shrinkage rate (%) of the film thickness after annealing the oxide film at 450° C. for 30 minutes is shown.

このグラフからO,/TEO8が5以上の範囲にオイテ
、TEOS−APCVD酸化膜は1%以下の非常に小さ
な収縮率を有することがわかる。
It can be seen from this graph that when O,/TEO8 is in the range of 5 or more, the TEOS-APCVD oxide film has a very small shrinkage rate of 1% or less.

第3B図を参照して、3450cm”付近の波数を有す
る赤外光に関するTEOS−APCVD酸化膜の吸光係
数(cm″1)が示されている。白丸印は堆積されたま
まのTEOS−APCVD酸化膜の吸光係数を表し、黒
丸印は450℃で30分間アニーリングした後の吸光係
数を表している。
Referring to FIG. 3B, the extinction coefficient (cm''1) of the TEOS-APCVD oxide film for infrared light having a wave number around 3450 cm'' is shown. The open circles represent the extinction coefficient of the as-deposited TEOS-APCVD oxide film, and the closed circles represent the extinction coefficient after annealing at 450° C. for 30 minutes.

このグラフから、03/TEO8が5以上の範囲におい
ては、堆積されたままのTEOS−APCVD酸化膜で
も5t−OH結合を少ししか含んでおらず、アニーリン
グによってもほとんど水分を放出しないことがわかる。
This graph shows that in the range where 03/TEO8 is 5 or more, even the as-deposited TEOS-APCVD oxide film contains only a small amount of 5t-OH bonds, and hardly any water is released even by annealing.

第3C図を参照して、TEOS−APCVD酸化膜のス
テップカバレッジD(%)が示されている。このグラフ
からO,/TEO8が5以上の範囲において、ステップ
カバレッジDもほぼ飽和して20%以上の高い値を有す
ることがわかる。
Referring to FIG. 3C, the step coverage D (%) of the TEOS-APCVD oxide film is shown. It can be seen from this graph that in the range where O,/TEO8 is 5 or more, the step coverage D is almost saturated and has a high value of 20% or more.

以上の実施例から明らかなように、03/TEO8が5
以上の比率でオゾンとTEOSを含む反応ガスを350
℃〜450℃の範囲内の温度で常圧CVD法で反応させ
ることによってTEOS−APCVD酸化膜を堆積すれ
ば、良好なステップカバレッジに基づいて平滑な上表面
を有しクラックを含まないで良好な絶縁性を有する層間
絶縁膜を単一のTEOS−APCVD酸化膜で形成し得
る。
As is clear from the above examples, 03/TEO8 is 5
350% of the reaction gas containing ozone and TEOS at the above ratio.
If the TEOS-APCVD oxide film is deposited by reacting with atmospheric pressure CVD method at a temperature in the range of ℃~450℃, it will have a smooth top surface based on good step coverage and a good crack-free surface. An interlayer insulating film having insulation properties can be formed using a single TEOS-APCVD oxide film.

なお、上述の実施例では第1層と第2層の導電体パター
ン12.18がアルミニウムで形成される場合について
説明されたが、他の導電体材料で形成してもよいことは
言うまでもない。
In the above-described embodiments, the conductive patterns 12, 18 of the first and second layers are formed of aluminum, but it goes without saying that they may be formed of other conductive materials.

また、湿気の透過を防止するために、反応ガスにさらに
リンアルコキシドを添加することによってPSG膜をT
EOS−APCVD酸化膜として堆積してもよい。さら
に、反応ガスにリンアルコキシドのみならずボロンアル
コキシドをも添加することによって、BPSG膜をTE
OS−APCVD酸化膜として堆積してもよいことが理
解されよう。
In addition, in order to prevent the permeation of moisture, we added phosphorus alkoxide to the reaction gas to make the PSG film T
It may also be deposited as an EOS-APCVD oxide. Furthermore, by adding not only phosphorus alkoxide but also boron alkoxide to the reaction gas, the BPSG film can be
It will be appreciated that it may be deposited as an OS-APCVD oxide.

第4図は、ステップカバレッジDの定義を説明するため
の概略的な断面図である。この図において、第1層の導
電体12によって形成されるステップ部におiするTE
OS−APCVD酸化膜14のステップカバレッジの状
態が拡大されて示されている。破線の曲線は等方的に堆
積された層間絶縁膜を仮想的に表している。ここで、ス
テップカバレッジはD= (1−dmin /do )
で定義される。doは導電体12のステップのコーナ一
部における仮想の層間絶縁膜の厚さを表しており、dm
inは導電体12のステップのコーナ一部におけ6TE
O3−APCVD膜14の最小厚さを表している。すな
わち、ステップカバレッジDの値が大きイホどTEOS
−APCVD膜14の上表面がより平滑であることを意
味している。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the definition of step coverage D. In this figure, the TE applied to the step portion formed by the first layer conductor 12
The state of step coverage of the OS-APCVD oxide film 14 is shown enlarged. The dashed curve virtually represents an isotropically deposited interlayer insulating film. Here, the step coverage is D= (1-dmin/do)
Defined by do represents the thickness of the virtual interlayer insulating film at a part of the corner of the step of the conductor 12, and dm
in is 6TE at a part of the corner of the step of the conductor 12
It represents the minimum thickness of the O3-APCVD film 14. In other words, if the value of step coverage D is large, TEOS
- This means that the upper surface of the APCVD film 14 is smoother.

第5A図と第5B図は、本発明の他の応用例を説明する
ための概略的な断面図である。第5A図においては層間
絶縁膜は、TEOS−APCVD酸化膜14の前に堆積
された下層絶縁膜13を含んでおり、第5B図において
は、層間絶縁膜はさらにTEOS−APCVD酸化膜1
4上に形成された上層絶縁膜16をも含んでいる。
FIGS. 5A and 5B are schematic cross-sectional views for explaining other application examples of the present invention. In FIG. 5A, the interlayer insulating film includes a lower insulating film 13 deposited before the TEOS-APCVD oxide film 14, and in FIG. 5B, the interlayer insulating film further includes a TEOS-APCVD oxide film 14.
It also includes an upper layer insulating film 16 formed on 4.

金属の導電体12は熱処理の間に膨脹して収縮するので
、その膨脹と収縮によって生ぜられる応力によって′T
EoS−APCVD酸化膜14にクラックが生じるおそ
れがある。そこで、耐クラツク性にすぐれた下層絶縁膜
13を設けることが好ましい。また、TEOS−ATC
VD酸化膜14は引張方向の応力を有するので、金属の
導電体12においてストレスマイグレーションが生じる
おそれがある。そこで、圧縮応力を有する下層と上層の
絶縁膜13と16でTEOS−3APCVD酸化膜14
を挟んで応力を緩和することが好ましい。
As the metal conductor 12 expands and contracts during heat treatment, the stress caused by the expansion and contraction causes 'T
There is a possibility that cracks may occur in the EoS-APCVD oxide film 14. Therefore, it is preferable to provide a lower insulating film 13 having excellent crack resistance. Also, TEOS-ATC
Since the VD oxide film 14 has stress in the tensile direction, stress migration may occur in the metal conductor 12. Therefore, the TEOS-3 APCVD oxide film 14 is
It is preferable to relax the stress by sandwiching the two sides.

これらの下層と上層の絶縁膜13.16は、たとえばシ
ランガスと亜酸化窒素(N20)を用いるか、またはT
EOSと02を用いてPCVD法または(約700℃で
の)LPCVD法で形成することができる。また、下層
と上層の絶縁膜13゜16は、シランガスと02にフォ
スフインを添加したガスを用いて常圧CVD法でPSG
膜とじて形成してもよい。PSG膜は湿気の透過をも防
止し得る。
The lower and upper insulating films 13 and 16 are formed using, for example, silane gas and nitrous oxide (N20), or T
It can be formed by a PCVD method or an LPCVD method (at about 700° C.) using EOS and 02. In addition, the lower and upper insulating films 13 and 16 were formed using PSG by normal pressure CVD using silane gas and 02 gas added with phosphine.
It may also be formed as a membrane. PSG membranes can also prevent moisture transmission.

第6A図と第6B図は、本発明のさらに他の応用例を説
明するためのDRAM (ダイナミックランダムアクセ
スメモリ)装置の概略的な断面図である。第6A図はメ
モリセル領域の一部を示しており、第6B図は、周辺回
路の一部を示している。
6A and 6B are schematic cross-sectional views of a DRAM (dynamic random access memory) device for explaining still another example of application of the present invention. FIG. 6A shows a part of the memory cell area, and FIG. 6B shows a part of the peripheral circuit.

これらの図を参照して、半導体基板21の表面上に分離
絶縁体領域22が形成されている。分離領域22に囲ま
れた基板21の表面層内には、FET(電界効果トラン
ジスタ)のソース/ドレインなどのための不純物拡散領
域23が形成されている。基板21の表面上には、さら
に、ゲート絶縁膜25を介してポリシリコンのワード線
24が形成されている。これらのワード線24はSiH
4を用いたLPCVDで形成することができる。ワード
線24は、第1の層間絶縁膜26と側壁絶縁膜26aに
よって覆われている。
Referring to these figures, an isolation insulator region 22 is formed on the surface of a semiconductor substrate 21. In the surface layer of the substrate 21 surrounded by the isolation region 22, an impurity diffusion region 23 for a source/drain of a FET (field effect transistor), etc. is formed. A polysilicon word line 24 is further formed on the surface of the substrate 21 with a gate insulating film 25 interposed therebetween. These word lines 24 are SiH
It can be formed by LPCVD using 4. The word line 24 is covered with a first interlayer insulating film 26 and a sidewall insulating film 26a.

ポリシリコンのキャパシタ下電極27は、対応する不純
物領域23に接続されて形成されている。
A polysilicon capacitor lower electrode 27 is formed connected to a corresponding impurity region 23 .

キャパシタ下電極27はキャパシタ誘電体膜28によっ
て覆われ、誘電体膜28はキャパシタ上電極29によっ
て覆われている。ポリシリコンのキャパシタ上電極29
は、第2の層間絶縁膜30によって覆われている。ポリ
シリコンのキャパシタ電極27.29をLPGVDで形
成するとき、PH3ガスを添加することによってリンが
ドープされてもよい。
The capacitor lower electrode 27 is covered with a capacitor dielectric film 28, and the dielectric film 28 is covered with a capacitor upper electrode 29. Polysilicon capacitor upper electrode 29
is covered with a second interlayer insulating film 30. When forming the polysilicon capacitor electrodes 27, 29 by LPGVD, they may be doped with phosphorus by adding PH3 gas.

第2の層間絶縁膜30上に形成されたビット線32は、
コンタクトホール31を介して、対応する不純物領域2
3に接続されている。ビット線32は、LPSVDまた
はスパッタリングによって、タングステンとシリコンの
合金として形成することができる。ビット線32は、第
3の層間絶縁膜33で覆われている。
The bit line 32 formed on the second interlayer insulating film 30 is
Corresponding impurity region 2 via contact hole 31
Connected to 3. Bit line 32 may be formed as a tungsten and silicon alloy by LPSVD or sputtering. The bit line 32 is covered with a third interlayer insulating film 33.

第3の層間絶縁膜33上には、第1層のアルミニウム冶
金配線34がバリアメタル34aを介して形成されてい
る。第1層の配線34は、コンタクトホール38を介し
て不純物領域23の1つに接続され得る。TiNやTi
Wなどのバリアメタル34aは、スパッタリングによっ
て形成され得る。第1層の配線34は、SiまたはCu
を含有するアルミニウム合金をスパッタリングすること
によって形成され得る。第1層のアルミニウム合金配線
34は、第4の層間絶縁膜35によって覆われている。
A first layer of aluminum metallurgical wiring 34 is formed on the third interlayer insulating film 33 via a barrier metal 34a. The first layer wiring 34 may be connected to one of the impurity regions 23 via a contact hole 38. TiN or Ti
Barrier metal 34a such as W may be formed by sputtering. The first layer wiring 34 is made of Si or Cu.
can be formed by sputtering an aluminum alloy containing. The first layer of aluminum alloy wiring 34 is covered with a fourth interlayer insulating film 35.

第4の層間絶縁膜35上には、さらに第2層のアルミニ
ウム合金配線36がバリアメタル36aを介して形成さ
れている。第2層配線36は、コンタクトホール39を
介して、第1層配線34に接続され得る。第2層のアル
ミニウム合金配線36は、シリコン窒化物のパッシベー
ション膜37によって覆われている。このパッシベーシ
ョン膜37は、SiH4とNH3を用いたPCVDによ
って形成することができる。
A second layer of aluminum alloy wiring 36 is further formed on the fourth interlayer insulating film 35 via a barrier metal 36a. The second layer wiring 36 can be connected to the first layer wiring 34 via the contact hole 39. The second layer aluminum alloy wiring 36 is covered with a silicon nitride passivation film 37. This passivation film 37 can be formed by PCVD using SiH4 and NH3.

第7A図ないし第7C図は、第6A図に示されているよ
うな側壁絶縁膜26aの形成過程を概略的な断面図で示
している。
FIGS. 7A to 7C are schematic cross-sectional views showing the process of forming the sidewall insulating film 26a as shown in FIG. 6A.

第7A図を参照して、半導体基板21上にゲート絶縁膜
25.ワード線24および第1の層間絶縁膜26がこの
順序で積層される。第1層間絶縁膜26は、SiH4と
N20を用いて800〜900℃の高温におけるLPG
VDによって形成され得る。以後、このように形成され
る酸化膜を通常の酸化膜と称する。
Referring to FIG. 7A, a gate insulating film 25. Word line 24 and first interlayer insulating film 26 are laminated in this order. The first interlayer insulating film 26 is made of SiH4 and N20 and is made of LPG at a high temperature of 800 to 900°C.
It can be formed by VD. Hereinafter, the oxide film formed in this manner will be referred to as a normal oxide film.

第7B図を参照して、ゲート絶縁膜25.ワード線24
および第1の層間絶縁膜26と基板21の表面とを覆う
ように、従来はTEOSと0□を用いて約700℃にお
けるLPGVDによって酸化膜26aが堆積させられる
。以後、このように形成される酸化膜を通常のTEOS
酸化膜と称する。通常の酸化膜は水分を含んでいないと
いう点において好ましい。しかし、通常の酸化膜では良
好なステップカバレッジを得ることが困難である。
Referring to FIG. 7B, gate insulating film 25. word line 24
Conventionally, an oxide film 26a is deposited by LPGVD at about 700° C. using TEOS and 0□ so as to cover the first interlayer insulating film 26 and the surface of the substrate 21. Thereafter, the oxide film formed in this way is treated with ordinary TEOS.
It is called an oxide film. A normal oxide film is preferable in that it does not contain water. However, it is difficult to obtain good step coverage with a normal oxide film.

したがって、良好なステップカバレッジを得るために、
従来は、酸化膜26aは通常のTEO3酸化膜で形成さ
れる。
Therefore, to get good step coverage,
Conventionally, the oxide film 26a is formed of a normal TEO3 oxide film.

第7C図を参照して、上からの異方性エツチングによっ
て側壁絶縁膜26aが残される。しかし、通常のTEO
3酸化膜の側壁絶縁膜26aは、通常の酸化膜の第1層
間絶縁膜26より多くの水分を含んでいる。水分を含む
側壁絶縁膜26aは、FETのソース/ドレインから注
入されるホットエレクトロンをトラップしやすい。トラ
ップされたそれらのエレクトロンは、FETのしきい値
電圧を変動させるなどの悪影響を及ぼす。
Referring to FIG. 7C, sidewall insulating film 26a is left by anisotropic etching from above. However, normal TEO
The sidewall insulating film 26a, which is a trioxide film, contains more water than the first interlayer insulating film 26, which is a normal oxide film. The sidewall insulating film 26a containing moisture tends to trap hot electrons injected from the source/drain of the FET. Those trapped electrons have adverse effects such as changing the threshold voltage of the FET.

以上のように、通常のTEO8酸化膜で側壁絶縁膜26
aを形成する場合に生じる問題は、本発明によるTEO
S−APCVD酸化膜で側壁絶縁膜26aを形成するこ
とによって解決される。なぜならば、前述のように、T
EOS−APCVD酸化膜はすぐれたステップカバレッ
ジを与えることができるとともに、水分をほとんど含ん
でいないからである。
As described above, the sidewall insulating film 26 is made of a normal TEO8 oxide film.
The problem that arises when forming a TEO according to the present invention is
This problem can be solved by forming the sidewall insulating film 26a with an S-APCVD oxide film. Because, as mentioned above, T
This is because the EOS-APCVD oxide film can provide excellent step coverage and contains almost no water.

第6A図に示された策2の層間絶縁膜30は、従来は、
通常のTEO3酸化膜、SOG膜および通常の酸化膜の
積層構造を有している。したがって、第7図と関連して
説明されたように、コンタクトホール31の側壁におい
て通常のTEO8酸化膜およびSOG膜から水分が放出
されるので、コンタクトホール部31において、良好な
ステップカバレッジでビット線32を形成することが困
難である。しかし、本発明によれば第2層間絶縁膜30
を単一のTEOS−APCVD酸化膜テ形成することが
可能であり、TEOS−APCVD酸化膜はほとんど水
分を含まないので、コンタクトホール31の側壁から水
分を放出することがない。したがって、ビット線32が
確実に不純物領域23に接続され得る。
Conventionally, the interlayer insulating film 30 of plan 2 shown in FIG. 6A is
It has a laminated structure of a normal TEO3 oxide film, an SOG film, and a normal oxide film. Therefore, as explained in connection with FIG. 7, since water is released from the normal TEO8 oxide film and SOG film on the sidewall of the contact hole 31, the bit line can be formed with good step coverage in the contact hole portion 31. 32 is difficult to form. However, according to the present invention, the second interlayer insulating film 30
It is possible to form a single TEOS-APCVD oxide film, and since the TEOS-APCVD oxide film contains almost no water, no water is released from the sidewall of the contact hole 31. Therefore, bit line 32 can be reliably connected to impurity region 23.

第8A図ないし第10B図は、第6A図に示されたコン
タクトホール31付近における第3の層間絶縁膜33の
リフロー処理を概略的な断面図で示している。
8A to 10B are schematic cross-sectional views showing the reflow treatment of the third interlayer insulating film 33 in the vicinity of the contact hole 31 shown in FIG. 6A.

第8A図を参照して、従来、ビット線32を覆うように
、S i H4、B2 H6およびPH3を用いて40
0〜550℃においてAPCVDによってBPSG膜3
3膜堰3される。
Referring to FIG. 8A, conventionally, S i H4, B2 H6 and PH3 are used to cover the bit line 32.
BPSG film 3 by APCVD at 0-550℃
3 membrane weirs 3.

第8B図を参照して、このBPSG膜の第3層間絶縁膜
33は、900〜1000℃におけるリフローによって
平坦化される。
Referring to FIG. 8B, the third interlayer insulating film 33 of this BPSG film is planarized by reflow at 900 to 1000°C.

しかし、DRAM装置の集積度が高くなって第9A図に
示されているようにコンタクトホール31のサイズが小
さくなったとき、第9B図に示されているように、リフ
ローの後に、第3層間絶縁膜33はコンタクトホール3
1内においてボイド33aを含むことが多い。
However, when the degree of integration of DRAM devices increases and the size of the contact hole 31 becomes smaller as shown in FIG. 9A, after reflow, as shown in FIG. 9B, the third interlayer Insulating film 33 is contact hole 3
1 often includes voids 33a.

他方、第10A図においては、第3層間絶縁膜33は、
本発明にしたがってボロンとリンをドープしながらTE
OS−APCVD酸化膜を堆積することによって形成さ
れる。前述のように、TEOS−APCVD酸化膜33
はコンタクトホール31近傍において良好なステップカ
バレッジを与えるので、第10B図に示されているよう
に、リフローの後においても、第3層間絶縁膜33がコ
ンタクトホール31内においてボイドを含むことがない
。また、従来のBPSG膜は900〜1000℃でのり
フローによって平坦化されていたが、本発明にしたがっ
てボロンとリンをドープしながら堆積させたTEOS−
APCVD酸化膜は良好なステップカバレッジを与える
ので、850℃でのリフローによって十分に平坦化する
ことができる。
On the other hand, in FIG. 10A, the third interlayer insulating film 33 is
TE while doping with boron and phosphorus according to the present invention
Formed by depositing an OS-APCVD oxide film. As mentioned above, the TEOS-APCVD oxide film 33
Since this provides good step coverage in the vicinity of the contact hole 31, the third interlayer insulating film 33 does not contain voids in the contact hole 31 even after reflow, as shown in FIG. 10B. In addition, conventional BPSG films were flattened by glue flow at 900 to 1000°C, but according to the present invention, TEOS film deposited while doping with boron and phosphorus
Since the APCVD oxide film provides good step coverage, it can be sufficiently planarized by reflow at 850°C.

第6A図と第6B図に示された第4の層間絶縁膜35は
、従来、TEOS−PCVD酸化膜、TEOS−LPC
VDPCVD酸化膜膜おヨヒPSG膜の積層構造を有し
ている。しかし、このような積層構造を有する第4層間
絶縁膜35は、第12図に関連して説明された問題を有
している。そこで、第4層間絶縁膜35を本発明による
TEOS−APCVDPCVD酸化膜れば、第12図に
関連して説明されたすべての問題を解消することができ
る。
The fourth interlayer insulating film 35 shown in FIGS. 6A and 6B is conventionally made of TEOS-PCVD oxide film, TEOS-LPC
It has a laminated structure of a VDPCVD oxide film and a PSG film. However, the fourth interlayer insulating film 35 having such a laminated structure has the problem described in connection with FIG. 12. Therefore, if the fourth interlayer insulating film 35 is a TEOS-APCVDPCVD oxide film according to the present invention, all the problems described in connection with FIG. 12 can be solved.

[発明の効果コ 以上のように、本発明によれば、少なくともオゾンとシ
リコンアルコキシドを含む反応ガスにおいてシリコンア
ルコキシドに対するオゾンの比率が5以上に調整されて
おり、その反応ガスが350℃〜450℃の温度におい
て常圧CVD法で反応させられるので、上表面が円滑で
かつガス放出が少なくてクラックを生じ難い層間絶縁膜
が十分な厚さで得られる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in the reaction gas containing at least ozone and silicon alkoxide, the ratio of ozone to silicon alkoxide is adjusted to 5 or more, and the reaction gas is heated at 350°C to 450°C. Since the reaction is carried out by the normal pressure CVD method at a temperature of , an interlayer insulating film having a smooth upper surface, less gas release, and less cracking can be obtained with sufficient thickness.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1A図ないし第1E図は、本発明の方法を利用して形
成される半導体装置の製造プロセスの一例を概略的に示
す断面図である。 第2八図ないし第2C図は、03/TEO5=3.5の
反応ガスから堆積されたTEOS−APCVDPCVD
酸化膜特性とAPCVD温度との関係を示すグラフであ
る。 第3A図ないし第3C図は、375℃のAPCVD温度
で堆積されたTEOS−APCVDPCVD酸化膜特性
と03/TEoSの比率との関係を示すグラフである。 第4図は、ステップカバレッジDの定義を説明するため
の概略的な断面図である。 第5A図と第5B図は、本発明の他の応用例を説明する
ための概略的な断面図である。 第6A図を第6B図は、DRAM装置の概略的な断面図
である。 第7Ar!1!:iないし第7C図は、側壁絶縁膜の形
成過程を示す断面図である。 第8A図と第8B図は、比較的大きなコンタクトホール
部における従来の層間絶縁膜のりフローを示す断面図で
ある。 第9A図と第9B図は、比較的小さなコンタクトホール
部における従来の層間絶縁膜のりフローを示す断面図で
ある。 第10A図と第10B図は、比較的小さなコンタクトホ
ール部における本発明による層間絶縁膜のりフローを示
す断面図である。 第11A図ないし第11D図は、先行技術による層間絶
縁膜の形成方法を説明するための概略的な断面図である
。 第12図は、先行技術によって形成された層間絶縁膜内
のコンタクトホール部分を概略的に示す断面図である。 第13図は、TEOS−LPGVDPCVD酸化膜収を
示すグラフである。 なお、各図において、同一符号は同一内容または相当部
分を示す。 3石[ツ亡フイノh鷹6(、。□−f)秋怜午(%) スナ・ンアカへ“し・フジ [’/、1 と〃し翁−イ糸!IL(cm−’] ’lえ地平(′/−) ステーノアhハ゛し・ンシ゛ D (匁晃 図 夷 A 凶 第 B □□□ ち6B図 汚/2図 兎130 」(丈(cm−11 手 続 補 正 書(自発) 平成3年4月25日 補正をする者 事件との関係 住所 名称 代表者
1A to 1E are cross-sectional views schematically showing an example of the manufacturing process of a semiconductor device formed using the method of the present invention. Figures 28 to 2C show TEOS-APCVDPCVD deposited from a reactant gas of 03/TEO5 = 3.5.
3 is a graph showing the relationship between oxide film characteristics and APCVD temperature. Figures 3A-3C are graphs showing the relationship between TEOS-APCVDPCVD oxide film properties and the ratio of 03/TEoS deposited at an APCVD temperature of 375°C. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the definition of step coverage D. FIGS. 5A and 5B are schematic cross-sectional views for explaining other application examples of the present invention. 6A and 6B are schematic cross-sectional views of the DRAM device. 7th Ar! 1! :I to 7C are cross-sectional views showing the process of forming the sidewall insulating film. FIGS. 8A and 8B are cross-sectional views showing a conventional interlayer insulating film deposition flow in a relatively large contact hole portion. FIGS. 9A and 9B are cross-sectional views showing a conventional interlayer insulating film deposition flow in a relatively small contact hole portion. FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing the flow of the interlayer insulating film according to the present invention in a relatively small contact hole portion. 11A to 11D are schematic cross-sectional views for explaining a method of forming an interlayer insulating film according to the prior art. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a contact hole portion in an interlayer insulating film formed by the prior art. FIG. 13 is a graph showing the TEOS-LPGVDPCVD oxide film yield. In each figure, the same reference numerals indicate the same contents or corresponding parts. 3 stones [tsu death Fuino h taka 6 (,. LE Horizon ('/-) Stenoah H Hishi Nshi ゛ D (Mekozui A Kyodai B Person making the amendment on April 25, 2013 Address name and representative related to the case

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体装置であって、 第1層の導電体パターンと、 前記第1層の導電体パターンを覆うように、シリコンア
ルコキシドに対するオゾンの比率が5以上に調整された
シリコンアルコキシドとオゾンを少なくとも含む反応ガ
スを350℃〜450℃の温度において常圧でCVD反
応させることによって形成された絶縁膜を少なくとも含
む層間絶縁膜と、 前記層間絶縁膜上に形成された第2層の導電体パターン
と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
(1) A semiconductor device, comprising a first layer conductor pattern and at least silicon alkoxide and ozone in which the ratio of ozone to silicon alkoxide is adjusted to 5 or more so as to cover the first layer conductor pattern. an interlayer insulating film including at least an insulating film formed by performing a CVD reaction with a reactive gas containing a reaction gas at normal pressure at a temperature of 350° C. to 450° C.; a second layer conductor pattern formed on the interlayer insulating film; A semiconductor device characterized by comprising the following.
(2)第1層と第2層の導電体パターンを互いに絶縁す
る層間絶縁膜を含む半導体装置の形成方法であって、 少なくともオゾンとシリコンアルコキシドを含む反応ガ
スを用意し、前記反応ガス内において前記シリコンアル
コキシドに対するオゾンの比率は5以上に調整されてお
り、 前記反応ガスを350℃〜450℃の温度において常圧
でCVD反応させることによって絶縁膜を形成し、 それによって、前記層間絶縁膜は少なくとも前記常圧C
VD反応で形成された絶縁膜を含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
(2) A method for forming a semiconductor device including an interlayer insulating film that insulates conductor patterns of a first layer and a second layer from each other, the method comprising: preparing a reactive gas containing at least ozone and silicon alkoxide; The ratio of ozone to the silicon alkoxide is adjusted to 5 or more, and the insulating film is formed by subjecting the reaction gas to a CVD reaction at normal pressure at a temperature of 350°C to 450°C, whereby the interlayer insulating film is formed. At least the normal pressure C
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising an insulating film formed by a VD reaction.
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