JPH04129223A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04129223A JPH04129223A JP25057090A JP25057090A JPH04129223A JP H04129223 A JPH04129223 A JP H04129223A JP 25057090 A JP25057090 A JP 25057090A JP 25057090 A JP25057090 A JP 25057090A JP H04129223 A JPH04129223 A JP H04129223A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にリン及びホ
ウ素を含むシリコン酸化膜の平坦化方法に関する。
ウ素を含むシリコン酸化膜の平坦化方法に関する。
半導体装置はシリコン等の半導体基板上に、トランジス
タ、容量体、抵抗体等の素子が形成され、しかる後アル
ミ配線で相互接続され、次でその上にパッシベーション
膜が堆積されて完成する。これらの素子の形成は、シリ
コン酸化膜シリコン窒化膜、ポリシリコン膜等の薄膜を
形成し、各素子の特性を反映した寸法にこれらの薄膜を
写真蝕刻して完成される。これらの素子の完成後、相互
配線工程に進むが、各素子の表面の凹凸が大きい為、例
えばアルミ配線を行う前に、通常表面が平滑化された絶
縁膜の形成が行なわれるにの平滑化された絶縁膜の形成
方法としては、通常、リン及びホウ素を含むシリコン酸
化膜（以下ＢＰＳＧ膜と記す）を堆積し、熱処理を行な
って流動させ、表面を平滑化させる方法をとっている。
タ、容量体、抵抗体等の素子が形成され、しかる後アル
ミ配線で相互接続され、次でその上にパッシベーション
膜が堆積されて完成する。これらの素子の形成は、シリ
コン酸化膜シリコン窒化膜、ポリシリコン膜等の薄膜を
形成し、各素子の特性を反映した寸法にこれらの薄膜を
写真蝕刻して完成される。これらの素子の完成後、相互
配線工程に進むが、各素子の表面の凹凸が大きい為、例
えばアルミ配線を行う前に、通常表面が平滑化された絶
縁膜の形成が行なわれるにの平滑化された絶縁膜の形成
方法としては、通常、リン及びホウ素を含むシリコン酸
化膜（以下ＢＰＳＧ膜と記す）を堆積し、熱処理を行な
って流動させ、表面を平滑化させる方法をとっている。
以下第３図を用いて、従来のＢＰＳＧ［の平滑化技術を
説明する。
説明する。
まず第３図（ａ）に示すように、半導体基板１１上にゲ
ート酸化膜１２を形成したのちポリシリコン膜からなる
ゲート電極１３を形成する。次で常圧化学気相成長法に
より、シラン（ＳｉＨ４）。
ート酸化膜１２を形成したのちポリシリコン膜からなる
ゲート電極１３を形成する。次で常圧化学気相成長法に
より、シラン（ＳｉＨ４）。
ホスフィン（ＰＨ３）、ジボラン（Ｂ２ Ｂ５ ）及び
酸素（０２）を用いて全面にＢＰＳＧ膜１４全１４する
。この時のリン濃度は５重量％、ボロン濃度は４重量％
を用いている。
酸素（０２）を用いて全面にＢＰＳＧ膜１４全１４する
。この時のリン濃度は５重量％、ボロン濃度は４重量％
を用いている。
ＢＰＳＧ膜１４全１４後、第３図（ｂ）に示すように、
熱処理してＢＰＳＧ膜１４全１４化する。熱処理は第４
図に示す熱処理炉を用いる。
熱処理してＢＰＳＧ膜１４全１４化する。熱処理は第４
図に示す熱処理炉を用いる。
第４図において、３１は炉芯管、３２はヒーター、３３
は半導体基板支持ボート、２９はガス導入管である。半
導体基板１１は炉芯管３１内でガス導入管２９を通して
導入された窒素の雰囲気中で、例えば９００℃の温度下
で平滑化される。
は半導体基板支持ボート、２９はガス導入管である。半
導体基板１１は炉芯管３１内でガス導入管２９を通して
導入された窒素の雰囲気中で、例えば９００℃の温度下
で平滑化される。
しかしながら上述した従来技術におけるＢＰＳＧ膜１４
全１４化方法では、９００℃の熱処理終了後、半導体基
板１１を炉芯管３１から引き出す際に、ＢＰＳＧ膜１４
全１４の雰囲気において、リン及びホウ素の蒸気圧が過
飽和となり、第３図（ｂ）に示したようにＢＰＳＧ膜１
４全１４に析出物１６が形成されるという現象を生じる
。このような析出物１６は、次工程のアルミ配線工程に
おいてアルミ配線の断線或は短絡を引き起し、半導体装
置の製造歩留及び信頼性を低下させるという大きな問題
点があった。
全１４化方法では、９００℃の熱処理終了後、半導体基
板１１を炉芯管３１から引き出す際に、ＢＰＳＧ膜１４
全１４の雰囲気において、リン及びホウ素の蒸気圧が過
飽和となり、第３図（ｂ）に示したようにＢＰＳＧ膜１
４全１４に析出物１６が形成されるという現象を生じる
。このような析出物１６は、次工程のアルミ配線工程に
おいてアルミ配線の断線或は短絡を引き起し、半導体装
置の製造歩留及び信頼性を低下させるという大きな問題
点があった。
従来この問題を回避する手段として、より低いリン濃度
及びホウ素濃度のＢＰＳＧ膜を堆積させ、９５０℃の温
度下で平滑化を行なう方法も実施されているが、最近の
微細構造を有する半導体装置においては、９００℃を超
える熱処理は装置の性能劣化を引き起こす為、低い濃度
のＢＰＳＧ膜を用いることは好ましくない。
及びホウ素濃度のＢＰＳＧ膜を堆積させ、９５０℃の温
度下で平滑化を行なう方法も実施されているが、最近の
微細構造を有する半導体装置においては、９００℃を超
える熱処理は装置の性能劣化を引き起こす為、低い濃度
のＢＰＳＧ膜を用いることは好ましくない。
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板の一生面
上に化学気相成長法によりリン及びホウ素を含むシリコ
ン酸化膜を堆積する工程と、このシリコン酸化膜を減圧
化学気相成長装置を用いて熱処理を行なったのち、同一
装置内にて全面にシリコン酸化膜或はシリコン窒化膜を
堆積する工程とを含んで構成される。
上に化学気相成長法によりリン及びホウ素を含むシリコ
ン酸化膜を堆積する工程と、このシリコン酸化膜を減圧
化学気相成長装置を用いて熱処理を行なったのち、同一
装置内にて全面にシリコン酸化膜或はシリコン窒化膜を
堆積する工程とを含んで構成される。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の一実施例を説明するた
めの半導体チップの断面図である。
めの半導体チップの断面図である。
まず第１図（ａ）に示すように、半導体基板１１上にゲ
ート酸化膜１２及びポリシリコンからなるゲート電極１
３を形成する。次で全面に常圧化学気相成長法によりＢ
ＰＳＧ膜１４全１４する。
ート酸化膜１２及びポリシリコンからなるゲート電極１
３を形成する。次で全面に常圧化学気相成長法によりＢ
ＰＳＧ膜１４全１４する。
次に第１図（ｂ）に示すように、第２図に示す減圧化学
気相成長装置を用いて熱処理を行なう。
気相成長装置を用いて熱処理を行なう。
第２図において、２１は炉芯管、２２はヒーターである
。ＢＰＳＧ膜１４全１４した半導体基板１１は半導体基
板支持ボート２３に格納され、炉芯管２１内に挿入され
る。続いてバルブ２５を開いて炉芯管２１内をポンプ２
６により排気する。
。ＢＰＳＧ膜１４全１４した半導体基板１１は半導体基
板支持ボート２３に格納され、炉芯管２１内に挿入され
る。続いてバルブ２５を開いて炉芯管２１内をポンプ２
６により排気する。
そしてガス導入管２７より窒化ガスを２ＳＬＭ導入し、
真空度Ｑ、 ３Ｔｏｒｒ、温度９６０℃の条件下で３０
分間熱処理を行なう。この結果Ｂ Ｐ’ Ｓ Ｇ膜１４
は十分に流動して表面は平滑化される。
真空度Ｑ、 ３Ｔｏｒｒ、温度９６０℃の条件下で３０
分間熱処理を行なう。この結果Ｂ Ｐ’ Ｓ Ｇ膜１４
は十分に流動して表面は平滑化される。
引き続いて、ガス導入管２７から導入していた窒化ガス
を停止し、亜酸化窒素（Ｎ２０）ガスを２６ＬＭ導入し
、同時にガス導入口２８よりシラン（Ｓ Ｉ Ｈ４）
／ガスを５０３ＣＣＭ導入することにより、ＢＰＳＧ膜
１４全１４シリコン酸化膜１５を堆積させる。温度８０
０℃、６０分間の堆積により厚さ約１００ＯＡのシリコ
ン酸化膜が形成される。しかる後ガス導入管２７．２８
より導入されているシラン及び亜酸化窒素を停止し、そ
れぞれのガス導入管より窒素を導入し、次でバルブ２５
を閉めて炉芯管２１内を大気圧に戻した後半導体基板１
１を炉外に取り出す。
を停止し、亜酸化窒素（Ｎ２０）ガスを２６ＬＭ導入し
、同時にガス導入口２８よりシラン（Ｓ Ｉ Ｈ４）
／ガスを５０３ＣＣＭ導入することにより、ＢＰＳＧ膜
１４全１４シリコン酸化膜１５を堆積させる。温度８０
０℃、６０分間の堆積により厚さ約１００ＯＡのシリコ
ン酸化膜が形成される。しかる後ガス導入管２７．２８
より導入されているシラン及び亜酸化窒素を停止し、そ
れぞれのガス導入管より窒素を導入し、次でバルブ２５
を閉めて炉芯管２１内を大気圧に戻した後半導体基板１
１を炉外に取り出す。
このように本実施例においては半導体基板１１を炉外に
取り出す際に、ＢＰＳＧ膜１４全１４はシリコン酸化膜
１５で覆われている為、半導体基板１１近傍でのリン或
はホウ素の蒸気は無視できる程度にまで減少する。従っ
て従来技術において見られた析出物が発生することは無
い。この為、次工程のアルミ配線工程においても、アル
ミ配線の短絡や断線が無くなり、半導体装置の歩留りが
著しく向上する。
取り出す際に、ＢＰＳＧ膜１４全１４はシリコン酸化膜
１５で覆われている為、半導体基板１１近傍でのリン或
はホウ素の蒸気は無視できる程度にまで減少する。従っ
て従来技術において見られた析出物が発生することは無
い。この為、次工程のアルミ配線工程においても、アル
ミ配線の短絡や断線が無くなり、半導体装置の歩留りが
著しく向上する。
上記実施例においては、ＢＰＳＧ膜１４からリン或はホ
ウ素が蒸発するのを防ぐ膜としてシリコン酸化膜１５を
用いたが、シリコン窒化膜を用いてもよい。この場合は
減圧下でＢＰＳＧ膜］４の平滑化を行なった後、引き続
いてジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃ，＆２ ）とアンモニ
ア（ＮＨ４）を用い、８００℃においてシリコン窒化膜
を２０ＯＡの厚さに堆積させる。シリコン窒化膜はシリ
コン酸化膜に比較して膜質が緻密である為、より薄い膜
厚で効果がある。また堆積速度も大きいのでプロセス時
間の短縮が可能である。
ウ素が蒸発するのを防ぐ膜としてシリコン酸化膜１５を
用いたが、シリコン窒化膜を用いてもよい。この場合は
減圧下でＢＰＳＧ膜］４の平滑化を行なった後、引き続
いてジクロルシラン（ＳｉＨ２Ｃ，＆２ ）とアンモニ
ア（ＮＨ４）を用い、８００℃においてシリコン窒化膜
を２０ＯＡの厚さに堆積させる。シリコン窒化膜はシリ
コン酸化膜に比較して膜質が緻密である為、より薄い膜
厚で効果がある。また堆積速度も大きいのでプロセス時
間の短縮が可能である。
以上説明したように本発明は、半導体基板上のＢＰＳＧ
Ｉを減圧下で熱処理を行なって平滑化し、引続いて同一
装置内で全面にシリコン酸化膜或はシリコン窒化膜を形
成することにより、ＢＰＳＧ膜表面に析出物を発生させ
ること無くＢＰＳＧ膜の平滑化を行うことができる。そ
の結果、次工程のアルミ配線工程において短絡や断線が
大幅に減少するため、半導体装置の歩留り及び信頼性が
向上するという効果を有する。
Ｉを減圧下で熱処理を行なって平滑化し、引続いて同一
装置内で全面にシリコン酸化膜或はシリコン窒化膜を形
成することにより、ＢＰＳＧ膜表面に析出物を発生させ
ること無くＢＰＳＧ膜の平滑化を行うことができる。そ
の結果、次工程のアルミ配線工程において短絡や断線が
大幅に減少するため、半導体装置の歩留り及び信頼性が
向上するという効果を有する。
第１図は本発明の一実施例を説明するための半導体チッ
プの断面図、第２図は実施例で使用されるＣＶＤ装置の
断面図、第３図は従来例を説明するための半導体チップ
の断面図、第４図は従来例で使用される熱処理装置の断
面図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・ゲート酸化膜、１３
・・・ゲート電極、１４・・・ＢＰＳＧ膜、１５・・・
シリコン酸化膜、１６・・・析出物、２１．３１・・・
炉芯管、２２．３２・・・ヒーター ２３．３３・・・
半導体基板支持ボート、２５・・・バルブ、２６・・・
ポンプ、２７．２８．２９・・・ガス導入管。
プの断面図、第２図は実施例で使用されるＣＶＤ装置の
断面図、第３図は従来例を説明するための半導体チップ
の断面図、第４図は従来例で使用される熱処理装置の断
面図である。 １１・・・半導体基板、１２・・・ゲート酸化膜、１３
・・・ゲート電極、１４・・・ＢＰＳＧ膜、１５・・・
シリコン酸化膜、１６・・・析出物、２１．３１・・・
炉芯管、２２．３２・・・ヒーター ２３．３３・・・
半導体基板支持ボート、２５・・・バルブ、２６・・・
ポンプ、２７．２８．２９・・・ガス導入管。
Claims (1)
- 半導体基板の一主面上に化学気相成長法によりリン及び
ホウ素を含むシリコン酸化膜を堆積する工程と、このシ
リコン酸化膜を減圧化学気相成長装置を用いて熱処理を
行なったのち、同一装置内にて全面にシリコン酸化膜或
はシリコン窒化膜を堆積する工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25057090A JPH04129223A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25057090A JPH04129223A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04129223A true JPH04129223A (ja) | 1992-04-30 |
Family
ID=17209857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25057090A Pending JPH04129223A (ja) | 1990-09-20 | 1990-09-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04129223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633202A (en) * | 1994-09-30 | 1997-05-27 | Intel Corporation | High tensile nitride layer |
| US6228777B1 (en) | 1999-06-08 | 2001-05-08 | Intel Corporation | Integrated circuit with borderless contacts |
-
1990
- 1990-09-20 JP JP25057090A patent/JPH04129223A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5633202A (en) * | 1994-09-30 | 1997-05-27 | Intel Corporation | High tensile nitride layer |
| US6228777B1 (en) | 1999-06-08 | 2001-05-08 | Intel Corporation | Integrated circuit with borderless contacts |
| US6515351B2 (en) | 1999-06-08 | 2003-02-04 | Intel Corporation | Integrated circuit with borderless contacts |
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