JPH05198776A - Manufacture of integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of integrated circuit device

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JPH05198776A
JPH05198776A JP4009559A JP955992A JPH05198776A JP H05198776 A JPH05198776 A JP H05198776A JP 4009559 A JP4009559 A JP 4009559A JP 955992 A JP955992 A JP 955992A JP H05198776 A JPH05198776 A JP H05198776A
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JP
Japan
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film
insulating film
interlayer insulating
integrated circuit
circuit device
Prior art date
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Pending
Application number
JP4009559A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Ito
直樹 伊藤
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP4009559A priority Critical patent/JPH05198776A/en
Publication of JPH05198776A publication Critical patent/JPH05198776A/en
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Abstract

PURPOSE:To shorten a manufacturing period by conducting the step of forming a ROM after an interlayer insulating film is formed. CONSTITUTION:A gate electrode 6, a gate insulating film 5, n-type source, drain regions 7 are formed as constituents of a MOS transistor on a p-type Si substrate 1. Then, an interlayer insulating film 8 is formed by using PSG. The film 8 is etched up to a polycrystalline Si film to be used as a gate electrode 6 by using a mask 3 for forming a ROM, P<+> ions are implanted to inject impurity in a channel region. Then, a mask 11 for forming a contact is formed, and a contact hole 12 is formed. It is heat treated to form a depression region 10. Subsequently, after it is covered with an interconnection layer made of Al-Si, a final protective film 16 is formed. Since the ROM is formed after the interlayer insulating film is formed, a time of the step of forming the film 8 can be shortened as compared with a conventional method so far.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、製造工程中に記憶内容
に応じて作られたマスクを用いて製造されるマスクRO
Mを含む集積回路装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a mask RO manufactured by using a mask made in accordance with stored contents during a manufacturing process.
The present invention relates to a method of manufacturing an integrated circuit device including M.

【0002】[0002]

【従来の技術】一つの半導体基板上にトランジスタが多
数集積されてなる集積回路装置に、入力に対して特定の
出力信号を出力させるためにROMの機能をもったトラ
ンジスタを組み込むことがある。このROMトランジス
タの作成方法としては、一般的にはエンハンスメント型
のMOSトランジスタで構成された回路内にディプレッ
ション型のMOSトランジスタを形成する。この方法を
図2、図3に示す。
2. Description of the Related Art An integrated circuit device in which a large number of transistors are integrated on one semiconductor substrate may incorporate a transistor having a ROM function for outputting a specific output signal to an input. As a method of making this ROM transistor, generally, a depletion type MOS transistor is formed in a circuit constituted by an enhancement type MOS transistor. This method is shown in FIGS.

【0003】図2の場合は、MOSトランジスタのゲー
ト電極を形成する前に予めディプレッション化させるた
めのイオン注入を行い、nチャネルディプレッショント
ランジスタを作る例である。この場合、p型のSi基板を
用いる方法、あるいはSi基板内にpウエルを形成する方
法があるが、図2の場合はp型のSi基板1を用い、素子
分離絶縁膜2で区切られた領域にROMトランジスタ形
成用のマスク3を用いてP+ イオン4を注入している
(図2(a))。イオン注入後ゲート絶縁膜5の上にゲート
電極6を設け、次いでn型のソース・ドレイン領域7、
層間絶縁膜8の形成後 (図2(b))、コンタクトホールを
開けてAl電極9を接触させることによりROMトランジ
スタができる (図2(c))。なお、注入されたP+ イオン
4によりソース・ドレイン領域7の間にディプレッショ
ン領域10が形成されている。
FIG. 2 shows an example of forming an n-channel depletion transistor by performing ion implantation for depletion in advance before forming the gate electrode of the MOS transistor. In this case, there is a method of using a p-type Si substrate or a method of forming a p-well in the Si substrate. In the case of FIG. 2, the p-type Si substrate 1 is used and separated by the element isolation insulating film 2. P + ions 4 are implanted into the region using the mask 3 for forming the ROM transistor
(Fig. 2 (a)). After the ion implantation, a gate electrode 6 is provided on the gate insulating film 5, and then an n-type source / drain region 7,
After forming the interlayer insulating film 8 (FIG. 2 (b)), a contact hole is opened and the Al electrode 9 is brought into contact with the Al insulating film 8 to form a ROM transistor (FIG. 2 (c)). A depletion region 10 is formed between the source / drain regions 7 by the implanted P + ions 4.

【0004】図3の場合は、ゲート電極6、ソース・ド
レイン領域7を形成した後、層間絶縁膜を形成する前に
ROM形成用マスク3を用いてイオン注入を行う方式で
ある(図3(a))。その後、層間絶縁膜8を形成し (図3
(b))、コンタクトホールを開けてAl電極9を接触させる
ことによりROMトランジスタができ上がる (図3
(c))。この方法は図2の方法に比べ、ROMの形成工程
が層間絶縁膜の形成前に行われるため、ROMコードが
決定してから製品出荷までの時間が短くてすむ利点があ
る。
In the case of FIG. 3, after the gate electrode 6 and the source / drain regions 7 are formed, before the interlayer insulating film is formed, ion implantation is performed using the ROM forming mask 3 (see FIG. 3 ( a)). After that, the interlayer insulating film 8 is formed (see FIG.
(b)), A ROM transistor is completed by opening a contact hole and contacting the Al electrode 9 (Fig. 3).
(c)). This method has an advantage over the method of FIG. 2 in that the ROM formation step is performed before the formation of the interlayer insulating film, and therefore the time from the determination of the ROM code to the product shipment can be shortened.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが図3の方式
は、ROMトランジスタを含む集積回路装置の場合、R
OMコードが決定してから製品出荷までの時間が図2の
方式より短いが、逆にROMコードが決まるまではMO
Sトランジスタのゲート電極6、ソース・ドレイン領域
7上には300 Å程度の厚さの極薄の酸化膜5が形成され
た状態で待機することになり、吸湿および雰囲気中の不
純物による素子汚染といった危険性をはらんでいた。
However, in the method of FIG. 3, in the case of an integrated circuit device including a ROM transistor, R
Although the time from when the OM code is determined until the product is shipped is shorter than that in the method shown in FIG.
The gate electrode 6 and the source / drain region 7 of the S-transistor stand by with an extremely thin oxide film 5 having a thickness of about 300 Å formed, which causes moisture absorption and element contamination by impurities in the atmosphere. There was a danger.

【0006】本発明の目的は、そのような課題を解決し
てROMコードが決定してから製品出荷までの時間をよ
り短くすると共に、ROMコードが決まるまでの素子汚
染の危険性を少なくした集積回路装置の製造方法を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve such problems, to shorten the time from determination of the ROM code to product shipment, and to reduce the risk of element contamination until the ROM code is determined. It is to provide a method for manufacturing a circuit device.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、半導体基板に形成したMOSトランジ
スタのうち、特定のトランジスタのチャネル形成部に不
純物のイオンを注入してしきい値電圧を調整する工程を
有する集積回路装置の製造方法において、しきい値を調
整するための不純物のイオンの注入を、基板表面をその
上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極を含め
て層間絶縁膜で覆ったのちに行うものとする。その際、
ゲート電極を覆う層間絶縁膜がPSGあるいはBPSG
よりなることが有効であり、またイオンが注入される個
所の層間絶縁膜の厚さをイオン注入直前に薄くすること
が有効である。さらに、前記の薄くされた層間絶縁膜を
通してのイオン注入によりしきい値が調整されたMOS
トランジスタに接続のために半導体基板上の絶縁膜にコ
ンタクトホールを設けたのち、全面を導電性材料からな
る膜で被覆し熱処理によってその導電性材料膜を絶縁膜
に密着させ、表面を平坦化し、その膜を凹部を埋めた部
分が残るようにパターニングして配線を形成することが
有効である。あるいは、前記のコンタクトホールを設け
たのち、全面をタングステン膜で被覆し、そのタングス
テン膜をエッチバックして表面を平坦化し、平坦化され
た表面の上に配線を形成することも有効である。そし
て、導電性材料膜あるいはタングステン膜の被覆の前に
下地膜を形成することが有効である。
In order to achieve the above object, the present invention provides a threshold voltage by implanting impurity ions into a channel forming portion of a specific transistor among MOS transistors formed on a semiconductor substrate. In a method of manufacturing an integrated circuit device having a step of adjusting a voltage, an ion implantation of an impurity for adjusting a threshold value is performed including a gate electrode formed on a substrate surface with a gate insulating film interposed therebetween. It is performed after covering with an interlayer insulating film. that time,
The interlayer insulating film covering the gate electrode is PSG or BPSG
Is more effective, and it is effective to reduce the thickness of the interlayer insulating film where ions are implanted immediately before ion implantation. Further, the threshold voltage is adjusted by ion implantation through the thinned interlayer insulating film.
After providing a contact hole in the insulating film on the semiconductor substrate for connecting to the transistor, the entire surface is covered with a film made of a conductive material and the conductive material film is adhered to the insulating film by heat treatment to flatten the surface, It is effective to form a wiring by patterning the film so that the portion filling the recess remains. Alternatively, it is also effective to form the contact hole, cover the entire surface with a tungsten film, etch back the tungsten film to planarize the surface, and form wiring on the planarized surface. Then, it is effective to form a base film before coating with the conductive material film or the tungsten film.

【0008】[0008]

【作用】マスクROM形成のためのイオン注入工程の前
にゲート電極および層間絶縁膜の形成が終わっているた
め、ROMコードが決定してから製品出荷までの時間を
より短くすることができる。それと共にROMコードが
決まるまでの待機期間中は、素子上を層間絶縁膜が覆っ
ているため、吸湿や雰囲気中の不純物による素子汚染の
おそれがなくなる。しかし、イオン注入の部位は層間絶
縁膜を薄くして注入を容易にする必要が生ずるときに
は、配線材料の熱処理による流動化あるいはタングステ
ン膜のエッチバックによる平坦化ののちに配線を形成す
ることにより、層間絶縁膜の厚さの差などによる凹凸に
起因する配線のステップカバレージの問題を解決する。
Since the gate electrode and the interlayer insulating film have been formed before the ion implantation step for forming the mask ROM, the time from the determination of the ROM code to the shipping of the product can be further shortened. At the same time, during the waiting period until the ROM code is determined, the interlayer insulating film covers the element, so that there is no risk of element contamination due to moisture absorption or impurities in the atmosphere. However, when it is necessary to thin the interlayer insulating film at the ion implantation site to facilitate the implantation, the wiring is formed by fluidizing the wiring material by heat treatment or flattening by etching back the tungsten film. To solve the problem of wiring step coverage caused by unevenness due to a difference in thickness of an interlayer insulating film.

【0009】[0009]

【実施例】以下、図2、図3と共通の部分に同一の符号
を付した図を引用して本発明のいくつかの実施例につい
て説明する。図1に示す実施例では、従来のMOSトラ
ンジスタ形成プロセスを用いて、p型Si基板1にMOS
トランジスタの構成要素としての厚さ3000Åのゲート電
極6、厚さ200 Åのゲート絶縁膜5、n型ソース・ドレ
イン領域7を形成し、そのあと厚さ7000Åの層間絶縁膜
8を形成する (図1(a))。層間絶縁膜8としては、外部
からの汚染を防ぐために、一般的にはPSGかBPSG
が用いられる。このあとROMトランジスタの形成工程
に入る。まずROMトランジスタを形成する部位を選択
するROM形成用マスク3を用いて、ROMトランジス
タを形成する領域の層間絶縁膜8をゲート電極6として
用いられる多結晶Si膜の上までエッチングする。これ
は、通常層間絶縁膜としては少なくとも5000Å以上の厚
さで形成されるため、エッチングなしでROMのイオン
注入を行っても層間絶縁膜と多結晶Si膜を突き抜けて、
MOSトランジスタのチャネル領域に不純物を導入する
ことは困難なために行うことであり、ゲート電極3上の
層間絶縁膜がない状態では、例えばP+ をイオン注入す
る場合、150keV程度の加速電圧で十分にチャネル領域に
不純物を導入することができる (図1(b))。しかし、不
純物が導入できる程度の厚さに層間絶縁膜8を残しても
よい。一般にROMトランジスタの形成用マスクとして
は、トランジスタのソース・ドレイン間を完全にディプ
レッション化する必要があるため、マスクの合わせ精度
等を考慮してゲート電極幅よりも約0.3〜0.5μm程度
大きな開口部を有する。そのために図中に示すように層
間絶縁膜のエッチング領域はゲート電極6の幅より大き
くなっており、イオンはゲート直下のみならずソース・
ドレインの一部にも有効に注入される。引き続いてコン
タクト形成用マスク11を形成し (図1(c))、エッチング
によりコンタクトホール12を形成する。そして、900 〜
950 ℃の熱処理を加えることにより層間絶縁膜をリフロ
ーさせ、ROM部およびコンタクトホール部の凹部上部
の形状を少しなだらかにすると同時にROMのイオン注
入で導入された不純物を活性化させてディプレッション
領域10を形成する (図1(d))。引き続いて、スパッタリ
ングにより約0.8〜1μm程度の厚さのAl−Siあるいは
Al−Si−Cuからなる配線膜9を被着し、その上に配線用
マスク13を形成し (図1(e))、RIEにより配線膜9を
エッチングする。基本的にROMを含んだメモリセル内
にはAl配線は残さないので、ROMの領域の配線膜9は
全面的にエッチングされ、凹みの側壁に若干のAl残渣14
が残る程度である (図1(f))。最後に、最終保護膜16を
形成して集積回路が完成する (図1(g))。このように本
実施例では、ROMの形成工程を層間絶縁膜の形成後に
行っているので、図3の方法にくらべてROMコードが
決定してから製品出荷までに少なくとも層間絶縁膜8形
成工程の時間は短縮できると共に、ROMコードが決ま
るまでの待機期間においても、すでに素子上にゲッタリ
ング作用を有する層間絶縁膜8が形成されているため、
吸湿や雰囲気中の不純物による素子汚染といった危険性
も回避できる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings in which the same parts as those in FIGS. In the embodiment shown in FIG. 1, a MOS transistor is formed on the p-type Si substrate 1 by using the conventional MOS transistor forming process.
A gate electrode 6 having a thickness of 3000Å, a gate insulating film 5 having a thickness of 200Å, an n-type source / drain region 7 are formed as constituent elements of a transistor, and then an interlayer insulating film 8 having a thickness of 7000Å is formed (Fig. 1 (a)). The interlayer insulating film 8 is generally PSG or BPSG in order to prevent contamination from the outside.
Is used. After that, the process of forming the ROM transistor is started. First, the interlayer insulating film 8 in the region for forming the ROM transistor is etched up to the polycrystalline Si film used as the gate electrode 6 by using the ROM forming mask 3 for selecting the portion for forming the ROM transistor. This is because an interlayer insulating film is usually formed with a thickness of at least 5000 Å or more, so even if ROM ion implantation is performed without etching, it will penetrate through the interlayer insulating film and the polycrystalline Si film,
Since it is difficult to introduce impurities into the channel region of a MOS transistor, an acceleration voltage of about 150 keV is sufficient when ion implantation of P + is performed without an interlayer insulating film on the gate electrode 3. Impurities can be introduced into the channel region (FIG. 1 (b)). However, the interlayer insulating film 8 may be left to a thickness such that impurities can be introduced. Generally, as a mask for forming a ROM transistor, it is necessary to completely deplete between the source and drain of the transistor. Therefore, considering the alignment accuracy of the mask, it is about 0.3 to 0.5 μm wider than the gate electrode width. It has a large opening. Therefore, as shown in the figure, the etching region of the interlayer insulating film is larger than the width of the gate electrode 6, and the ions are not only directly under the gate but also the source
It is also effectively injected into part of the drain. Subsequently, a contact forming mask 11 is formed (FIG. 1C), and a contact hole 12 is formed by etching. And 900 ~
The interlayer insulation film is reflowed by applying a heat treatment at 950 ° C. to make the shape of the upper portion of the concave portion of the ROM portion and the contact hole portion gentle, and at the same time activate the impurities introduced by the ion implantation of the ROM to form the depletion region 10. Formed (Fig. 1 (d)). Subsequently, by sputtering, Al-Si having a thickness of about 0.8 to 1 μm or
A wiring film 9 made of Al-Si-Cu is deposited, a wiring mask 13 is formed on the wiring film 9 (FIG. 1E), and the wiring film 9 is etched by RIE. Basically, since no Al wiring is left in the memory cell including the ROM, the wiring film 9 in the ROM area is entirely etched, and some Al residue 14 is left on the side wall of the recess.
Remains (Fig. 1 (f)). Finally, the final protective film 16 is formed to complete the integrated circuit (FIG. 1 (g)). As described above, in this embodiment, since the ROM forming process is performed after the interlayer insulating film is formed, at least the interlayer insulating film 8 forming process is performed from when the ROM code is determined to when the product is shipped, as compared with the method of FIG. The time can be shortened, and the interlayer insulating film 8 having a gettering action is already formed on the element even in the waiting period until the ROM code is determined.
It is also possible to avoid the risk of element absorption due to moisture absorption or impurities in the atmosphere.

【0010】ところで、トランジスタサイズの縮小化に
より、本発明により形成されるROM部やコンタクトホ
ール部の開口径が0.8μm以下ぐらいになってくると、
アスペクト比が1に近づきスパッタリングによる配線用
Al薄膜9は図1(e) に示すように均等に凹部に形成され
ず、その後のRIEによるAlエッチング工程において、
ROM部は前述したように側壁への残渣14を残して全て
エッチングされるため、Al形成前とほとんど変わらない
アスペクト比の凹部が残る一方、コンタクトホール部12
では図1(f) に示したように実質的なアスペクト比がか
えって悪化する。このような状態で最終保護膜16を形成
した場合、ROMトランジスタ部やコンタクトホール部
の凹部に保護膜をもはや十分な厚みに形成することはで
きず、場合によっては図1(g) に示すようにボイド15が
形成され、信頼性上大きな問題となる。ROMの部分の
凹部はSOG塗布やエッチバック等の組合わせなど、従
来の多層配線工程での平坦化技術を用いれば、平坦化は
可能ではあるが、その分工程数が増えてしまうし、コン
タクトホール部のアスペクト比の問題は依然として残
る。そこで本発明では、上記実施例による手段を用いた
後で、これら層間絶縁膜に形成された凹部を埋め込み、
平坦化させることも可能にしている。
By the way, when the opening diameter of the ROM portion and the contact hole portion formed by the present invention becomes about 0.8 μm or less due to the reduction of the transistor size,
For wiring by sputtering with aspect ratio approaching 1
The Al thin film 9 is not evenly formed in the recesses as shown in FIG. 1 (e), and in the subsequent Al etching process by RIE,
As described above, the ROM portion is entirely etched except for the residue 14 on the side wall, so that the concave portion having an aspect ratio almost the same as that before the Al formation remains, while the contact hole portion 12
Then, as shown in Fig. 1 (f), the actual aspect ratio rather deteriorates. When the final protective film 16 is formed in such a state, the protective film can no longer be formed to a sufficient thickness in the recesses of the ROM transistor portion and the contact hole portion, and in some cases, as shown in FIG. 1 (g). Void 15 is formed on the surface, which is a serious reliability problem. The concave portion of the ROM portion can be flattened by using a conventional flattening technique in the multi-layer wiring process such as a combination of SOG coating and etch back, but the number of steps is increased and the contact is increased. The problem of the aspect ratio of the hole remains. Therefore, in the present invention, after using the means according to the above embodiment, the recesses formed in these interlayer insulating films are filled,
It is also possible to flatten.

【0011】この埋め込みを目的とした本発明の実施例
を図4を用いて説明する。図4(a)〜図4(d) までは前
実施例について示した図1(a) 〜図1(d) と同じ工程を
行う。この状態で基板上にはコンタクトホール部とRO
M部にほぼ層間絶縁膜8の厚さ分 (約0.6〜0.7μm)
の凹部が形成されている。このあと、配線形成工程に入
る。まず、Ti、TiNまたはこれらの積層金属からなるバ
リアメタル膜17をスパッタリング法にて0.1〜0.2μm
の厚さで形成する。その後Alを含んだ合金膜9をスパッ
タリング法にて約0.6〜1.0μmの厚さで形成する (図
4(e))。この時、金属膜のカバレージは従来技術と同様
によくない。このあと、この基板を真空中にて500 〜55
0 ℃の熱処理を約3〜5分行う。この熱処理は極めて短
時間で行うため、熱処理炉は赤外線ランプを熱源として
用いた急速加熱炉が使用される。こうすることで表面の
合金膜9が流動化し、凹部へ移動し、埋め込みが行われ
て素子表面が平坦化された状態になる (図4(f))。この
時の合金膜9の材料としては、Al−Si、Al−Si−Cu、Al
−Geなどが用いられる。そのあと、パターニングにて形
成された配線用マスク13を用いて不要な金属膜9をエッ
チングする (図4(g))。そして最終工程として表面保護
膜16を、例えばプラズマCVDによって形成する (図4
(h))。この場合も保護膜のカバレージは下地の平坦性に
伴って良好であり、信頼性上の問題を回避することがで
きる。
An embodiment of the present invention intended for this embedding will be described with reference to FIG. 4 (a) to 4 (d), the same steps as those of FIGS. 1 (a) to 1 (d) shown in the previous embodiment are performed. In this state, the contact holes and RO
About the thickness of the interlayer insulating film 8 in the M part (about 0.6 to 0.7 μm)
Is formed. Then, the wiring forming process is started. First, a barrier metal film 17 made of Ti, TiN or a laminated metal of these is formed by a sputtering method in a range of 0.1 to 0.2 μm
Formed with a thickness of. After that, an alloy film 9 containing Al is formed to a thickness of about 0.6 to 1.0 μm by a sputtering method (FIG. 4 (e)). At this time, the coverage of the metal film is not as good as in the prior art. Then, this substrate is vacuumed for 500 to 55
Heat treatment at 0 ° C. is performed for about 3 to 5 minutes. Since this heat treatment is performed in an extremely short time, a rapid heating furnace using an infrared lamp as a heat source is used as the heat treatment furnace. By doing so, the alloy film 9 on the surface is fluidized, moves to the recess, and is embedded to make the element surface flat (FIG. 4 (f)). The material of the alloy film 9 at this time is Al-Si, Al-Si-Cu, Al.
-Ge or the like is used. After that, the unnecessary metal film 9 is etched by using the wiring mask 13 formed by patterning (FIG. 4G). Then, as a final step, the surface protection film 16 is formed by, for example, plasma CVD (FIG. 4).
(h)). Also in this case, the coverage of the protective film is good in accordance with the flatness of the base, and the problem of reliability can be avoided.

【0012】埋め込み、平坦化を目的とした本発明の別
の実施例を図5を用いて説明する。図5(d) までは前実
施例と同様である。引き続いて配線形成工程の前に、タ
ングステン膜18を全面に形成する。この場合、タングス
テン膜はCVDにより形成され、例えば原料ガスとして
WF6 を用い、還元ガスとしてSiH4 およびH2 を用い
て、基板温度400 〜500 ℃、圧力数十Torrの条件にて成
膜することが可能である。この実施例では、タングステ
ンと基板との密着を上げるために、タングステン膜18の
形成前に、Ti、TiNまたはこれらの積層金属からなるバ
リアメタル膜17をスパッタリングによって約0.1μm程
度の厚さに形成している。CVD法により形成されたタ
ングステン膜18は段差被覆性に優れているため、ROM
部に形成された凹部19はもちろんのこと、アスペクト比
の大きなコンタクトホール部の凹部12もボイドなく埋め
込むことができる (図5(e))。タングステン膜18の形成
には他にWF6 とH2 ガスを用いてSi基板や多結晶Si膜
上にのみ選択的に形成する方法もあるが、この場合前述
のようにROM領域の層間絶縁膜8のエッチング部分は
ゲート電極6の幅よりも0.5μm程度大きいため、選択
的にタングステン膜18を形成した場合、図6に示すよう
に層間絶縁膜8の凹部19との間にすきまが生じやすくな
るので、本発明においてはタングステンの全面形成の方
が望ましい。そのあと、タングステン膜18を全面的にエ
ッチバックし、凹部のみにタングステン膜が埋め込まれ
た構造にすると素子表面は非常に平坦化された状態にな
る (図5(f))。このあと、Al等の金属膜9を全面にスパ
ッタリングにて形成し、パターニングにて形成された配
線用マスク13を用いて、不要な金属膜9をエッチングす
る (図5(g))。そして最終工程として表面保護膜16が例
えばプラズマCVDによって形成される (図5(h))。こ
の際、素子表面は充分に平坦化されているため、保護膜
16のカバレージも良く、信頼性上の問題は回避される。
CVD法によるタングステン膜形成は、アスペクト比の
大きなコンタクトホール12を埋め込む手段としてはよく
知られているが、本発明においては、このようにコンタ
クトホール12の埋め込みと同時にROM部分の凹部19の
埋め込みを行うため、層間絶縁膜8形成後にROM形成
工程を行う場合に、工程数を増やすことなく素子表面の
平坦化を行うことができる特徴をもち、それによって配
線や素子の信頼性向上を図ることができる。
Another embodiment of the present invention for the purpose of embedding and flattening will be described with reference to FIG. The process up to FIG. 5 (d) is the same as in the previous embodiment. Subsequently, before the wiring forming step, the tungsten film 18 is formed on the entire surface. In this case, the tungsten film is formed by CVD, for example, using WF 6 as a source gas and SiH 4 and H 2 as a reducing gas under the conditions of a substrate temperature of 400 to 500 ° C. and a pressure of several tens Torr. It is possible. In this embodiment, in order to improve the adhesion between the tungsten and the substrate, a barrier metal film 17 made of Ti, TiN or a laminated metal thereof is sputtered to a thickness of about 0.1 μm before forming the tungsten film 18. Is forming. Since the tungsten film 18 formed by the CVD method has excellent step coverage,
It is possible to fill not only the concave portion 19 formed in the portion but also the concave portion 12 of the contact hole portion having a large aspect ratio without voids (FIG. 5 (e)). There is also another method of forming the tungsten film 18 by using WF 6 and H 2 gas and selectively forming only on the Si substrate or the polycrystalline Si film. In this case, as described above, the interlayer insulating film in the ROM area is formed. Since the etched portion of 8 is larger than the width of the gate electrode 6 by about 0.5 μm, when the tungsten film 18 is selectively formed, a gap is generated between the tungsten film 18 and the recess 19 of the interlayer insulating film 8 as shown in FIG. In the present invention, it is preferable to form the entire surface of tungsten because it becomes easier. After that, when the tungsten film 18 is entirely etched back to form a structure in which the tungsten film is embedded only in the concave portion, the device surface becomes extremely flat (FIG. 5 (f)). After that, a metal film 9 of Al or the like is formed on the entire surface by sputtering, and the unnecessary metal film 9 is etched using the wiring mask 13 formed by patterning (FIG. 5G). Then, as a final step, the surface protective film 16 is formed by, for example, plasma CVD (FIG. 5 (h)). At this time, since the element surface is sufficiently flattened, the protective film
16 coverage is good and reliability issues are avoided.
The formation of a tungsten film by the CVD method is well known as a means for filling the contact hole 12 having a large aspect ratio. In the present invention, however, the filling of the contact hole 12 and the filling of the recess 19 in the ROM portion are performed at the same time. Therefore, when the ROM formation step is performed after the interlayer insulating film 8 is formed, the element surface can be flattened without increasing the number of steps, thereby improving the reliability of the wiring and the element. it can.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、ROMの形成工程を層
間絶縁膜の形成後に行うようにしたので、ROMコード
が決定してから製品出荷までの製造期間の短縮化が図れ
ると同時に、ROMコードが決定するまでの待機期間に
おいてもすでに素子上にゲッタリング作用を有する層間
絶縁膜を形成しているので、吸湿や雰囲気中の不純物に
よる素子汚染といった問題を解決できた。
According to the present invention, the ROM forming process is performed after the interlayer insulating film is formed. Therefore, the manufacturing period from the determination of the ROM code to the shipment of the product can be shortened, and at the same time, the ROM can be manufactured. Even during the waiting period until the code is determined, the interlayer insulating film having a gettering action is already formed on the device, so that problems such as moisture absorption and device contamination due to impurities in the atmosphere can be solved.

【0014】さらに、ROMの形成工程を層間絶の形成
後に行い、ROMトランジスタ上に形成される凹部の埋
め込み、平坦化を金属配線そのものの熱処理による流動
化を利用することや金属配線形成前にタングステン膜を
形成しエッチバックすることにより、同時に行うように
したので、前述の効果に加えて、新たな平坦化工程を加
えることなく、配線や素子自体の信頼性を向上させるこ
とができた。
Further, the step of forming the ROM is carried out after the formation of the interlayer insulation, and the recesses formed on the ROM transistor are filled and flattened by utilizing the fluidization by heat treatment of the metal wiring itself or before forming the metal wiring. Since the film formation and the etch back are performed simultaneously, the reliability of the wiring and the element itself can be improved without adding a new flattening step in addition to the above-described effects.

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

【図1】本発明の一実施例のROMトランジスタ部形成
工程を(a) ないし(g) の順に示す断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a step of forming a ROM transistor portion according to an embodiment of the present invention in the order of (a) to (g).

【図2】従来のROMトランジスタ部形成工程の一例を
(a) ないし(c) の順に示す断面図
FIG. 2 is an example of a conventional ROM transistor portion forming process.
Sectional views shown in order of (a) to (c)

【図3】従来のROMトランジスタ部形成工程の他の例
を(a) ないし(c) の順に示す断面図
3A to 3C are sectional views showing another example of a conventional ROM transistor portion forming step in the order of (a) to (c).

【図4】本発明の別の実施例のROMトランジスタ部形
成工程を(a) ないし(h) の順に示す断面図
FIG. 4 is a sectional view showing a step of forming a ROM transistor portion according to another embodiment of the present invention in the order of (a) to (h).

【図5】本発明のさらに別の実施例のROMトランジス
タ形成工程を(a) ないし(h) の順に示す断面図
FIG. 5 is a sectional view showing a step of forming a ROM transistor of still another embodiment of the present invention in the order of (a) to (h).

【図6】図5の工程の利点を説明するための断面図FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining the advantages of the process of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 3 ROMトランジスタ形成用マスク 4 P+ イオン 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7 ソース・ドレイン領域 8 層間絶縁膜 9 配線膜 10 ディプレッション領域 11 コンタクトホール形成用マスク 12 コンタクトホール 13 配線形成用マスク 16 最終保護膜 17 バリアメタル膜 18 タングステン膜1 Silicon Substrate 3 ROM Transistor Forming Mask 4 P + Ion 5 Gate Insulating Film 6 Gate Electrode 7 Source / Drain Region 8 Interlayer Insulating Film 9 Wiring Film 10 Depletion Region 11 Contact Hole Forming Mask 12 Contact Hole 13 Wiring Forming Mask 16 Final protective film 17 Barrier metal film 18 Tungsten film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板に形成したMOSトランジスタ
のうち、特定のトランジスタのチャネル形成部に不純物
のイオンを注入してしきい値電圧を調整する工程を有す
る集積回路装置の製造方法において、しきい値を調整す
るための不純物のイオンの注入を、基板表面をその上に
ゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極を含めて層
間絶縁膜で覆ったのちに行うことを特徴とする集積回路
装置の製造方法。
1. A method of manufacturing an integrated circuit device comprising a step of adjusting a threshold voltage by implanting impurity ions into a channel forming portion of a specific transistor among MOS transistors formed on a semiconductor substrate. An integrated circuit device characterized in that ion implantation of impurities for adjusting a value is performed after the substrate surface is covered with an interlayer insulating film including a gate electrode formed thereon via a gate insulating film. Manufacturing method.
【請求項2】ゲート電極を覆う層間絶縁膜がPSGある
いはBPSGよりなる請求項1記載の集積回路装置の製
造方法。
2. The method of manufacturing an integrated circuit device according to claim 1, wherein the interlayer insulating film covering the gate electrode is made of PSG or BPSG.
【請求項3】イオンが注入される個所の層間絶縁膜の厚
さをイオン注入直前に薄くする請求項1あるいは2記載
の集積回路装置の製造方法。
3. The method for manufacturing an integrated circuit device according to claim 1, wherein the thickness of the interlayer insulating film at the portion where the ions are implanted is reduced immediately before the ion implantation.
【請求項4】薄くされた層間絶縁膜を通してのイオン注
入によりしきい値が調整されたMOSトランジスタに接
続のために、半導体基板上に絶縁膜にコンタクトホール
を設けたのち、全面を導電性材料よりなる膜で被覆し熱
処理によってその導電性材料膜を絶縁膜に密着させ、表
面を平坦化し、その膜を凹部を埋めた部分が残るように
パターニングして配線を形成する請求項3記載の集積回
路装置の製造方法。
4. A contact hole is formed in an insulating film on a semiconductor substrate for connecting to a MOS transistor whose threshold value is adjusted by ion implantation through a thinned interlayer insulating film, and then the entire surface is made of a conductive material. 4. The integrated circuit according to claim 3, wherein the conductive material film is covered with a film made of, and the conductive material film is brought into close contact with the insulating film by heat treatment, the surface is flattened, and the film is patterned so that a portion filling the recess remains. Method of manufacturing circuit device.
【請求項5】薄くされた層間絶縁膜を通してのイオン注
入によりしきい値が調整されたMOSトランジスタに接
続のために半導体基板上に絶縁膜にコンタクトホールを
設けたのち、全面をタングステン膜で被覆し、そのタン
グステン膜をエッチバックして表面を平坦化し、平坦化
された表面上に配線を形成する請求項3記載の集積回路
装置の製造方法。
5. A contact hole is formed in an insulating film on a semiconductor substrate for connection to a MOS transistor whose threshold is adjusted by ion implantation through a thinned interlayer insulating film, and then the entire surface is covered with a tungsten film. 4. The method of manufacturing an integrated circuit device according to claim 3, wherein the tungsten film is etched back to planarize the surface and wiring is formed on the planarized surface.
【請求項6】導電性材料膜あるいはタングステン膜の被
覆の前に下地膜を形成する請求項4あるいは5記載の集
積回路装置の製造方法。
6. The method of manufacturing an integrated circuit device according to claim 4, wherein the base film is formed before the coating of the conductive material film or the tungsten film.
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