JPH0528501B2 - - Google Patents
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- JPH0528501B2 JPH0528501B2 JP18066385A JP18066385A JPH0528501B2 JP H0528501 B2 JPH0528501 B2 JP H0528501B2 JP 18066385 A JP18066385 A JP 18066385A JP 18066385 A JP18066385 A JP 18066385A JP H0528501 B2 JPH0528501 B2 JP H0528501B2
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体表面を段差が少なく平坦にした
高密度、高信頼性の半導体装置及びその製造方法
に関する。
高密度、高信頼性の半導体装置及びその製造方法
に関する。
半導体装置特にシリコン半導体装置はますます
高機能化、高集積化が進み配線の多層化が必要と
なつてきている。この配線の多層化には、配線層
間を電気的に絶縁するために層間の絶縁膜形成が
必須となる。従来においては、層間用の絶縁膜と
してシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、リンを含
んだシリコン酸化膜、更には又無機又は有機系の
塗布膜を用い、種々の加工を施して多層配線する
ということがなされていた。
高機能化、高集積化が進み配線の多層化が必要と
なつてきている。この配線の多層化には、配線層
間を電気的に絶縁するために層間の絶縁膜形成が
必須となる。従来においては、層間用の絶縁膜と
してシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、リンを含
んだシリコン酸化膜、更には又無機又は有機系の
塗布膜を用い、種々の加工を施して多層配線する
ということがなされていた。
多層配線を半導体集積回路に適用する場合に
は、半導体表面の段差を小さくするため層間用の
絶縁膜表面を平坦にすることが必要である。これ
は、段差があり、平坦でないと、配線の断線が生
じ易くなつたり、フオトレジストによる微細なパ
ターニングがうまくいかないことが生じるためで
ある。
は、半導体表面の段差を小さくするため層間用の
絶縁膜表面を平坦にすることが必要である。これ
は、段差があり、平坦でないと、配線の断線が生
じ易くなつたり、フオトレジストによる微細なパ
ターニングがうまくいかないことが生じるためで
ある。
先述した層間用の絶縁膜即ちシリコン酸化膜、
シリコン窒化膜、リンを含んだシリコン酸化膜を
平坦化するためには、少くとも1000℃前後での熱
処理が必要である。この温度は今後ますます低温
化に向う多層配線を含む半導体プロセスにおいて
は、かなり高温であり、半導体と配線金属との不
必要な反応、拡散層の深い接合形成、基板内の結
晶欠陥誘起等多くの問題を引き起こすという欠点
がある。
シリコン窒化膜、リンを含んだシリコン酸化膜を
平坦化するためには、少くとも1000℃前後での熱
処理が必要である。この温度は今後ますます低温
化に向う多層配線を含む半導体プロセスにおいて
は、かなり高温であり、半導体と配線金属との不
必要な反応、拡散層の深い接合形成、基板内の結
晶欠陥誘起等多くの問題を引き起こすという欠点
がある。
更に又、先述した塗布膜においては、有害な不
純物の残留、外部からの汚染に対してのパツシベ
ーシヨン効果が弱いという問題があり、安定な高
信頼性の集積回路装置を得ることは難しいという
欠点がある。
純物の残留、外部からの汚染に対してのパツシベ
ーシヨン効果が弱いという問題があり、安定な高
信頼性の集積回路装置を得ることは難しいという
欠点がある。
従つて本発明は、上記欠点を除いた多層配線を
含む高密度、高信頼性の半導体装置及びその製造
方法を提供することにある。
含む高密度、高信頼性の半導体装置及びその製造
方法を提供することにある。
本発明は、段部をを有する半導体素子の主面上
に、700℃以下の温度で平坦化された、亜鉛酸化
物、シリコン酸化物、ボロン酸化物を主成分とす
る固容体絶縁膜層を有する半導体装置に関するも
のである。
に、700℃以下の温度で平坦化された、亜鉛酸化
物、シリコン酸化物、ボロン酸化物を主成分とす
る固容体絶縁膜層を有する半導体装置に関するも
のである。
次に本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の１実施例の断面構造を示し、第
２図乃至第６図は製造方法の各工程での断面構造
を示す。以下Ｐ型シリコン基板表面に絶縁ゲート
電界効果トランジスタを形成する。時に本発明を
適用する場合について説明するが、Ｎ型シリコン
基板の場合も同様になることに前以つて言及して
おく。
第１図は本発明の１実施例の断面構造を示し、第
２図乃至第６図は製造方法の各工程での断面構造
を示す。以下Ｐ型シリコン基板表面に絶縁ゲート
電界効果トランジスタを形成する。時に本発明を
適用する場合について説明するが、Ｎ型シリコン
基板の場合も同様になることに前以つて言及して
おく。
第１図のＰ型シリコン基板１０１表面に選択的
に素子間絶縁分離用のチヤネルストツパー域１０
２、比較的厚いシリコン酸化膜１０３を形成し絶
縁ゲート電界効果トランジスタ用のソース領域１
０４ドレイン領域１０５を形成し、ゲート酸化膜
１０６、多結晶シリコン高融点金属等で形成した
ゲート電極１０７を形成する。斯くした構造のも
のにソース領域１０４、ドレイン領域１０５及び
ゲート電極１０７を被覆して膜厚が100Å〜2000
Åのシリコン酸化膜１０８を堆積せしめる。
に素子間絶縁分離用のチヤネルストツパー域１０
２、比較的厚いシリコン酸化膜１０３を形成し絶
縁ゲート電界効果トランジスタ用のソース領域１
０４ドレイン領域１０５を形成し、ゲート酸化膜
１０６、多結晶シリコン高融点金属等で形成した
ゲート電極１０７を形成する。斯くした構造のも
のにソース領域１０４、ドレイン領域１０５及び
ゲート電極１０７を被覆して膜厚が100Å〜2000
Åのシリコン酸化膜１０８を堆積せしめる。
次に第１の層間用の絶縁膜として、亜鉛酸化物
50〜70重量％シリコン酸化物９〜12重量％、ボロ
ン酸化物18〜41重量％の固溶体第１絶縁膜１０９
を堆積し700℃以下の低温で表面を平担化した後
開孔を設け高融点金属等の第１の金属配線１１０
を前記ソース領域１０４、ドレイン領域１０５と
電気的に接続するよう形成する。
50〜70重量％シリコン酸化物９〜12重量％、ボロ
ン酸化物18〜41重量％の固溶体第１絶縁膜１０９
を堆積し700℃以下の低温で表面を平担化した後
開孔を設け高融点金属等の第１の金属配線１１０
を前記ソース領域１０４、ドレイン領域１０５と
電気的に接続するよう形成する。
斯くした後、第２の層間用の絶縁膜として、第
１の層間用の絶縁膜と同種の固溶体第２絶縁膜１
１１を堆積し、650℃以下の低温で表面を平担化
する。ここで平担化温度が650℃以下の低温であ
るため、第１の金属配線１１０とソース領域１０
４、ドレイン領域１０５のシリコンと反応するこ
とが抑制され接合の劣化が生じることはない。
１の層間用の絶縁膜と同種の固溶体第２絶縁膜１
１１を堆積し、650℃以下の低温で表面を平担化
する。ここで平担化温度が650℃以下の低温であ
るため、第１の金属配線１１０とソース領域１０
４、ドレイン領域１０５のシリコンと反応するこ
とが抑制され接合の劣化が生じることはない。
斯くした後第１の金属配線１１０上部に開孔を
設け、アルミ金属、高融点金属等で、第２の金属
配線１１２を第１の金属配線１１０と電気的に接
続するように配線する。このようにして２層の金
属配線が形成される。２層以上の多層配線の場合
は、上記と同様に亜鉛酸化物、シリコン酸化物、
ボロン酸化物の固溶体絶縁膜を層間膜として用い
順次金属配線を行えば、所望の多層配線を実現す
ることができる。
設け、アルミ金属、高融点金属等で、第２の金属
配線１１２を第１の金属配線１１０と電気的に接
続するように配線する。このようにして２層の金
属配線が形成される。２層以上の多層配線の場合
は、上記と同様に亜鉛酸化物、シリコン酸化物、
ボロン酸化物の固溶体絶縁膜を層間膜として用い
順次金属配線を行えば、所望の多層配線を実現す
ることができる。
次に第２図乃至第６図をもとに本発明の製造方
法について説明する。第２図に示すように、Ｐ型
シリコン基板２０１表面に素子間絶縁分離用のチ
ヤネルストツパー域２０２、比較的厚いシリコン
酸化膜２０３を形成した後、酸化雰囲気中の加熱
炉でゲート膜用シリコン酸化膜２０４を膜厚200
〜600Å成長させる。次にゲート電極２０５を多
結晶シリコン膜、高融点金属膜で形成した後、第
３図に示すように、ゲート電極２０５を被覆して
膜厚が100〜2000Åのシリコン酸化膜２０６を形
成した後、砒素のイオン注入を行い、熱処理後、
ソース領域２０７、ドレイン領域１０８を形成す
る。斯くした後、スパツター又はCVD技術によ
つて亜鉛酸化物、シリコン酸化物、ボロン酸化物
の固溶体絶縁膜２０９を膜厚3000Å〜1μｍ堆積
する。
法について説明する。第２図に示すように、Ｐ型
シリコン基板２０１表面に素子間絶縁分離用のチ
ヤネルストツパー域２０２、比較的厚いシリコン
酸化膜２０３を形成した後、酸化雰囲気中の加熱
炉でゲート膜用シリコン酸化膜２０４を膜厚200
〜600Å成長させる。次にゲート電極２０５を多
結晶シリコン膜、高融点金属膜で形成した後、第
３図に示すように、ゲート電極２０５を被覆して
膜厚が100〜2000Åのシリコン酸化膜２０６を形
成した後、砒素のイオン注入を行い、熱処理後、
ソース領域２０７、ドレイン領域１０８を形成す
る。斯くした後、スパツター又はCVD技術によ
つて亜鉛酸化物、シリコン酸化物、ボロン酸化物
の固溶体絶縁膜２０９を膜厚3000Å〜1μｍ堆積
する。
次に第４図に示すように、酸化雰囲気ガス又は
不活性ガス中にて700℃以下の温度で熱処理する
と、この固溶体絶縁膜２０９表面は軟化し、平担
化される。斯くした後、第５図に示すように公知
のドライエツチングにより、開孔２１０を形成
し、700℃以下の熱処理を施して開孔部の角の部
分を平滑化した後第６図に示すようにアルミ金属
又は、高融点金属による金属配線２１１を形成す
る。斯くして本発明の基本的構造は完成する。
不活性ガス中にて700℃以下の温度で熱処理する
と、この固溶体絶縁膜２０９表面は軟化し、平担
化される。斯くした後、第５図に示すように公知
のドライエツチングにより、開孔２１０を形成
し、700℃以下の熱処理を施して開孔部の角の部
分を平滑化した後第６図に示すようにアルミ金属
又は、高融点金属による金属配線２１１を形成す
る。斯くして本発明の基本的構造は完成する。
以上説明したように本発明は、多層配線用の層
間絶縁膜に亜鉛酸化物、シリコン酸化物、ボロン
酸化物の固溶体絶縁膜を用いることにより、低温
（700℃以下）での絶縁膜の平担化が可能となり、
配線に用いる高融点金属と半導体基板との反応が
抑えられ配線の電気的接続の劣化が無くなると共
に、浅い接合を有する不純物拡散層の形成が可能
となり更に又半導体基板内に結晶欠陥が誘発する
ことが抑制される。
間絶縁膜に亜鉛酸化物、シリコン酸化物、ボロン
酸化物の固溶体絶縁膜を用いることにより、低温
（700℃以下）での絶縁膜の平担化が可能となり、
配線に用いる高融点金属と半導体基板との反応が
抑えられ配線の電気的接続の劣化が無くなると共
に、浅い接合を有する不純物拡散層の形成が可能
となり更に又半導体基板内に結晶欠陥が誘発する
ことが抑制される。
かくして信頼性の高い、高密度の多層配線を有
した半導体装置の実現が容易となる。
した半導体装置の実現が容易となる。
第１図は本発明の１実施例の断面構造を示し、
第２図乃至第６図は本発明の製造方法を示す。 １０１……Ｐ型シリコン基板、１０２……チヤ
ネルストツパー域、１０３……厚いシリコン酸化
膜、１０４……ソース領域、１０５……ドレイン
領域、１０６……ゲート酸化膜、１０７……ゲー
ト電極、１０８……シリコン酸化膜、１０９……
固溶体第１絶縁膜、１１０……第１金属配線、１
１１……固溶体第２絶縁膜、１１２……第２金属
配線、２０１……Ｐ型シリコン基板、２０２……
チヤネルストツパー域、２０３……厚いシリコン
酸化膜、２０４……ゲート膜用シリコン酸化膜、
２０５……ゲート電極、２０６……シリコン酸化
膜、２０７……ソース領域、２０８……ドレイン
領域、２０９……固溶体絶縁膜、２１０……開
孔、２１１……金属配線。
第２図乃至第６図は本発明の製造方法を示す。 １０１……Ｐ型シリコン基板、１０２……チヤ
ネルストツパー域、１０３……厚いシリコン酸化
膜、１０４……ソース領域、１０５……ドレイン
領域、１０６……ゲート酸化膜、１０７……ゲー
ト電極、１０８……シリコン酸化膜、１０９……
固溶体第１絶縁膜、１１０……第１金属配線、１
１１……固溶体第２絶縁膜、１１２……第２金属
配線、２０１……Ｐ型シリコン基板、２０２……
チヤネルストツパー域、２０３……厚いシリコン
酸化膜、２０４……ゲート膜用シリコン酸化膜、
２０５……ゲート電極、２０６……シリコン酸化
膜、２０７……ソース領域、２０８……ドレイン
領域、２０９……固溶体絶縁膜、２１０……開
孔、２１１……金属配線。
Claims (1)
- １ 段部を有する半導体素子の主面上に、700℃
以下の低温度で平坦化された、亜鉛酸化物、シリ
コン酸化物、ボロン酸化物を主成分とする固容体
絶縁膜層を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 |
|---|---|---|---|
| JP18066385A JPS6240746A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18066385A JPS6240746A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6240746A JPS6240746A (ja) | 1987-02-21 |
| JPH0528501B2 true JPH0528501B2 (ja) | 1993-04-26 |
Family
ID=16087135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18066385A Granted JPS6240746A (ja) | 1985-08-16 | 1985-08-16 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6240746A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2608889B2 (ja) * | 1987-03-09 | 1997-05-14 | 松下電子工業株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2667605B2 (ja) * | 1991-02-21 | 1997-10-27 | 株式会社東芝 | 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法 |
| JPH08159Y2 (ja) * | 1991-11-15 | 1996-01-10 | ユーエイチティー株式会社 | 切断加工装置の切断刃清浄機構 |
| JP6440246B2 (ja) * | 2014-09-08 | 2018-12-19 | 国立大学法人東北大学 | 半導体素子の形成方法 |
-
1985
- 1985-08-16 JP JP18066385A patent/JPS6240746A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6240746A (ja) | 1987-02-21 |
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