JPH0371634A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0371634A JPH0371634A JP20726689A JP20726689A JPH0371634A JP H0371634 A JPH0371634 A JP H0371634A JP 20726689 A JP20726689 A JP 20726689A JP 20726689 A JP20726689 A JP 20726689A JP H0371634 A JPH0371634 A JP H0371634A
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Landscapes
- 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】
〔概要〕
半導体装置に係り、特に複合膜の表面保護膜或いは眉間
絶縁膜を有する半導体装置に関し。
絶縁膜を有する半導体装置に関し。
水素の半導体内部への拡散によるデバイス特性の変化を
防止しデバイスの信頼性を上げることを目的とし。
防止しデバイスの信頼性を上げることを目的とし。
水素を吸収して水素化物を作る金属の金属層と絶縁層か
らなる複合膜を素子の形成された半導体基板上に有する
半導体装置により構成する。
らなる複合膜を素子の形成された半導体基板上に有する
半導体装置により構成する。
本発明は半導体装置に係り、特に複合膜の表面保護膜或
いは層間絶縁膜を有する半導体装置に関する。
いは層間絶縁膜を有する半導体装置に関する。
多層配線の形成された半導体集積回路等の半導体装置で
は9表面保護膜や眉間絶縁膜から放出される水素が基板
に拡散して特性劣化を引起す。
は9表面保護膜や眉間絶縁膜から放出される水素が基板
に拡散して特性劣化を引起す。
このため、かかる特性劣化のない半導体装置が要求され
ている。
ている。
従来、素子形成を終えた配線以降の工程では。
層間絶縁膜や表面保護膜として窒化シリコン(Si3N
4)膜が広く使用されている。
4)膜が広く使用されている。
それは、窒化シリコン(SiJt)膜はシラン(SiH
i)と亜硝酸ガス(N20)を原料ガスとして光や熱分
解あるいはプラズマを用いた化学的気相堆積(CVD)
法により、低温で形成できること。
i)と亜硝酸ガス(N20)を原料ガスとして光や熱分
解あるいはプラズマを用いた化学的気相堆積(CVD)
法により、低温で形成できること。
膜が緻密ですl−IJウムや重金属の汚染防止に効果的
であることなどによる。
であることなどによる。
ところが、このようにして形成した窒化シリコン膜には
数%から数十%にも及ぶ多くの水素原子が含まれていて
、シリコン原子や窒素原子とボンドを作り、 5t−H
,N−Hの形で存在している。これらの水素原子は内部
へ拡散し、素子が形成されている半導体基板に到達する
と界面準位を形成しホットエレクトロンを発生する。
数%から数十%にも及ぶ多くの水素原子が含まれていて
、シリコン原子や窒素原子とボンドを作り、 5t−H
,N−Hの形で存在している。これらの水素原子は内部
へ拡散し、素子が形成されている半導体基板に到達する
と界面準位を形成しホットエレクトロンを発生する。
ホットエレクトロンの発生は、しきい値を変化させたり
チャネルコンダクタンスを低下させたりして、デバイス
の信頼性を低下させる。
チャネルコンダクタンスを低下させたりして、デバイス
の信頼性を低下させる。
本発明は絶縁膜中に存在する水素を吸収する層を設ける
ことにより、水素が半導体基板に拡散するのを防止し、
デバイスの信頼性を向上することを目的とする。
ことにより、水素が半導体基板に拡散するのを防止し、
デバイスの信頼性を向上することを目的とする。
上記課題は、水素を吸収して水素化物を作る金属の金属
層82と絶縁層81.83からなる複合膜8を素子の形
成された半導体基板1上に有する半導体装置によって解
決される。
層82と絶縁層81.83からなる複合膜8を素子の形
成された半導体基板1上に有する半導体装置によって解
決される。
窒素を含む絶縁層1例えば窒化シリコン層は多くの水素
を含むが2本発明では水素を吸収して水素化物を作る金
属Mの金属層があるので、金属Mに水素が吸収される。
を含むが2本発明では水素を吸収して水素化物を作る金
属Mの金属層があるので、金属Mに水素が吸収される。
その反応は次の如くである。
M+nH=MH,1
MH,は水素化金属で、Hは金属内の格子に浸入型の配
置で取り込まれる。
置で取り込まれる。
第2図(a)、 (b)は水素の拡散を説明するため
の図で、 (a)は金属層のある場合、 (b)は金属
層のない場合を示す。
の図で、 (a)は金属層のある場合、 (b)は金属
層のない場合を示す。
金属層のある場合(a)とない場合(b)を比較すると
、金属層のある場合は、窒化シリコン層の水素は金属層
に多く取り込まれるので、基板側へ拡散する水素量は減
少している。
、金属層のある場合は、窒化シリコン層の水素は金属層
に多く取り込まれるので、基板側へ拡散する水素量は減
少している。
それゆえ5半導体基板上に形成する表面保護膜或いは眉
間絶縁膜を金属層と例えば窒素を含む絶縁層からなる複
合膜の構成にすることにより、半導体基板への水素の拡
散量を減少させ、デバイスの信頼性を向上させることが
できる。
間絶縁膜を金属層と例えば窒素を含む絶縁層からなる複
合膜の構成にすることにより、半導体基板への水素の拡
散量を減少させ、デバイスの信頼性を向上させることが
できる。
第1図に実施例として本発明の複合膜を表面保護膜とし
て持つ半導体装置の断面図を示す。
て持つ半導体装置の断面図を示す。
第1図において1は半導体基板であってシリコン基板、
2はフィールド酸化膜、31はゲート酸化膜、32はゲ
ート電極、 4L 42は絶縁膜、5はソース配線、5
1はソース領域、61はドレイン領域、62はドレイン
配線、63は上層ドレイン配線、7は眉間絶縁膜、 8
1.83は絶縁層であって窒化シリコン層、82は金属
層を表す。窒化シリコン層81.83と金属層82は表
面保護膜となる複合膜8を形成する。
2はフィールド酸化膜、31はゲート酸化膜、32はゲ
ート電極、 4L 42は絶縁膜、5はソース配線、5
1はソース領域、61はドレイン領域、62はドレイン
配線、63は上層ドレイン配線、7は眉間絶縁膜、 8
1.83は絶縁層であって窒化シリコン層、82は金属
層を表す。窒化シリコン層81.83と金属層82は表
面保護膜となる複合膜8を形成する。
各層の材料と厚さは次の如くである。
41、絶縁膜 酸化膜 4000人5、ソ
ース配線 A I 4000人62、ド
レイン配線 AI 4000人7、N間
絶縁膜 酸化膜 5000人63゜上層ドレイ
ン配線 A I 5000人42、絶縁膜
psc膜 5000人81、窒化シリコン層
500〜1000人82、金属層 パラジウ
ム(Pd) 100人83、窒化シリコン層
500〜1000人窒化シリコン層81.83と金属層
82からなる複合膜8の形成は次のようにする。
ース配線 A I 4000人62、ド
レイン配線 AI 4000人7、N間
絶縁膜 酸化膜 5000人63゜上層ドレイ
ン配線 A I 5000人42、絶縁膜
psc膜 5000人81、窒化シリコン層
500〜1000人82、金属層 パラジウ
ム(Pd) 100人83、窒化シリコン層
500〜1000人窒化シリコン層81.83と金属層
82からなる複合膜8の形成は次のようにする。
まず、上層ドレイン配線63の上を覆ってPSG膜50
00人を形成して平坦化した後、その上にシラン(Si
H4)と亜硝酸ガス(N、O)を原料ガスとし。
00人を形成して平坦化した後、その上にシラン(Si
H4)と亜硝酸ガス(N、O)を原料ガスとし。
基板温度を300℃にして化学的気相堆積法により。
厚さ500〜1000人の窒化シリコン層81を形成す
る。
る。
次に、水素をよく吸収する金属としてパラジウム(Pd
)の層を形成する。そのために、400乃至500℃に
加熱したパラジウムに塩素(C1□)またはふっ素(F
2)を触れさせてハロゲン化パラジウムを発生させ、そ
のハロゲン化パラジウムを基板の設置された反応容器に
導く。基板温度300℃、ガス圧10.5 Torr、
13.56MHz、 I Wcm−”の高周波電力を
加えて基板表面にパラジウムを厚さ約100人析出させ
て金属層82を形成する。この時、還元剤として水素(
H2)、 シランやそのハロゲン化物、アンモニア(N
H))、窒化水素(Nz HX)及びそれらの誘導体を
使用すると成長速度が大きくなる。
)の層を形成する。そのために、400乃至500℃に
加熱したパラジウムに塩素(C1□)またはふっ素(F
2)を触れさせてハロゲン化パラジウムを発生させ、そ
のハロゲン化パラジウムを基板の設置された反応容器に
導く。基板温度300℃、ガス圧10.5 Torr、
13.56MHz、 I Wcm−”の高周波電力を
加えて基板表面にパラジウムを厚さ約100人析出させ
て金属層82を形成する。この時、還元剤として水素(
H2)、 シランやそのハロゲン化物、アンモニア(N
H))、窒化水素(Nz HX)及びそれらの誘導体を
使用すると成長速度が大きくなる。
次に、シラン(Sil(4)と亜硝酸ガス<Nzo>ヲ
原料ガスとし、基板温度を300℃にして化学的気相堆
積法により、厚さ500〜1000人の窒化シリコン層
83を形成する。
原料ガスとし、基板温度を300℃にして化学的気相堆
積法により、厚さ500〜1000人の窒化シリコン層
83を形成する。
金属層82としてニッケル(Ni)層を形成する時は。
融点が171乃至173℃のビスシクロペンタジェニル
ニッケル(CsHs)Jiを、水素或いはシランをキャ
リアとして反応容器に導き、上述と同様にしてニッケル
層を形成することができる。
ニッケル(CsHs)Jiを、水素或いはシランをキャ
リアとして反応容器に導き、上述と同様にしてニッケル
層を形成することができる。
なお、ビスシクロペンタジェニルニッケルの他に、ビス
シクロペンタジェニル錯塩(CsHs)zMとしてM=
Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 R
u、 W、 Mo。
シクロペンタジェニル錯塩(CsHs)zMとしてM=
Ti、 V、 Cr、 Mn、 Fe、 Co、 R
u、 W、 Mo。
Lu、 Ta+ Os、 Irも金属JW82の形成に
用いることができる。これらの金属は水素を吸収して水
素化物を作る。
用いることができる。これらの金属は水素を吸収して水
素化物を作る。
また、金属層82として銅を用いることもできる。
SJ4 (Cu)も水素を吸収して水素化物を作る。
金属層82は9例えばパラジウムをターゲットとするス
パソタ蒸着法により形成することもできる。
パソタ蒸着法により形成することもできる。
この時、ターゲットの不純物としてターゲットに含まれ
るアルファ線を出す壊変性元素の濃度は。
るアルファ線を出す壊変性元素の濃度は。
PPTレベルまで抑えておく必要がある。
金属層82の厚さは、それに接する窒化シリコン層81
.83に含まれる水素を十分に吸収するだけの厚さがあ
ればよく、金属層82に接して厚さ0.3乃至1μm程
度の窒化シリコン層81.83がある場合。
.83に含まれる水素を十分に吸収するだけの厚さがあ
ればよく、金属層82に接して厚さ0.3乃至1μm程
度の窒化シリコン層81.83がある場合。
100乃至1ooo人あれば十分に効果がある。
絶縁層81.83として窒化酸化シリコン(SiNO)
層を形成してもよい。
層を形成してもよい。
また、第1図は実施例として表面保護膜を形成する例に
ついて説明したが2層間絶縁膜として金属層と絶縁層か
らなる複合膜を使用することもてきる。
ついて説明したが2層間絶縁膜として金属層と絶縁層か
らなる複合膜を使用することもてきる。
以上説明した様に2本発明によれば1表面保護膜や層間
絶縁膜に存在する水素を金属層により捕獲することがで
きるので、水素の基板への拡散を抑え、基板におけるホ
ットエレクトロンの発生を抑止することができる。
絶縁膜に存在する水素を金属層により捕獲することがで
きるので、水素の基板への拡散を抑え、基板におけるホ
ットエレクトロンの発生を抑止することができる。
その結果、特性劣化がなく、信頼性の高い半導体デバイ
スを提供することが出来る。
スを提供することが出来る。
41、42は絶縁膜。
5はソース配線。
51はソース領域。
61はドレイン領域。
62はドレイン配線。
63は上層ドレイン配線。
7は層間絶縁膜。
8は複合膜であって表面保護膜。
81、83は絶縁層であって窒化シリコン層。
82は金属層
第1図は実施例。
第2図は水素の拡散を説明するための図である。図にお
いて。 1は半導体基板であってシリコン基板。 2はフィールド酸化膜。 31はゲート酸化膜。 32はゲート電極。
いて。 1は半導体基板であってシリコン基板。 2はフィールド酸化膜。 31はゲート酸化膜。 32はゲート電極。
Claims (1)
- 水素を吸収して水素化物を作る金属の金属層(82)と
絶縁層(81、83)からなる複合膜(8)を素子の形
成された半導体基板(1)上に有することを特徴とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20726689A JPH0371634A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20726689A JPH0371634A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0371634A true JPH0371634A (ja) | 1991-03-27 |
Family
ID=16536948
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20726689A Pending JPH0371634A (ja) | 1989-08-10 | 1989-08-10 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0371634A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0993047A1 (fr) * | 1998-10-06 | 2000-04-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dispositif semi-conducteur avec des éléments de circuits intégrés du groupe III-V ayant des moyens pour prévenir la pollution par l'hydrogène |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59100541A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-09 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JPH02281752A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Nec Corp | 抵抗素子を有する半導体装置 |
-
1989
- 1989-08-10 JP JP20726689A patent/JPH0371634A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59100541A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-09 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JPH02281752A (ja) * | 1989-04-24 | 1990-11-19 | Nec Corp | 抵抗素子を有する半導体装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0993047A1 (fr) * | 1998-10-06 | 2000-04-12 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Dispositif semi-conducteur avec des éléments de circuits intégrés du groupe III-V ayant des moyens pour prévenir la pollution par l'hydrogène |
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