JPH05335370A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置およびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パッドベッドを容易に形成すると共に、ボン
デイングパッド部での膜剥れを防止するためのパッドベ
ッドを保護することによって絶縁膜に対する付着力を向
上させた半導体集積回路装置およびその製造方法を提供
する。 【構成】 ボロンを含むＢＰＳＧ絶縁膜４に形成したコ
ンタクト孔内に形成されたコンタクトプラグおよび配線
のボンデイングパッド部３０の下に形成されたパッドベ
ッドとを３層に形成されたポリシリコン膜７、８、９か
ら形成することによって、工程増を押さえることができ
る。このパッドベッドに保護膜を設けることも可能であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
配線構造およびその製造方法に係り、特に半導体基板の
外部リ−ドと接続する部分の接続構造に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ＩＣやＬＳＩなどの半導体集積回路装置
は、外部回路に接続する場合には、半導体基板からなる
チップ上のパッドとパッケ−ジ上の外部リ−ドとをＡｕ
線やＡｌ線を用いて結線する。パッケージのリード線
と、チップの内部回路とを電気的に接続するために設け
られたボンディングパッド部（電極引出し口）の従来構
造を図４２（ａ）に示す。図において、半導体基板１に
は、ゲ−ト電極などを被覆するＢＰＳＧなどからなる絶
縁膜４が形成されており、その上に、内部回路から引き
出されたＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕなどの組成からなるＡｌ配線
１２が形成されている。リ−ド線１４は、ここで接続さ
れるのでこの部分がボンディングパッド部３０となる。
この接続部も含めて配線１２はトップパッシベーション
膜１３に被覆されている。ところで、最近Ａｌ配線の信
頼性を上げるために配線材料として、例えばＡｌ−Ｓｉ
−Ｃｕ１２／ＴｉＮ１１／Ｔｉ１０などを積層にしたバ
リアメタル構造が用いられるようになった（図４２
（ｂ））。その結果、通常絶縁膜４として用いられてい
るＢＰＳＧ膜中のボロンと積層配線の最下部のＴｉ１０
とが反応生成物ＴｉＢｘを作り、この生成物が化学的に
安定であるため、ボンディングパッド部においてリード
線１４を介して外部から引張応力が働くと、ＴｉとＢＰ
ＳＧ膜の間で膜剥れが生じる。この現象は、ＢＰＳＧ膜
中のボロン濃度が濃くなる（大体１×１０21ｃｍ３以
上）と一層顕著になる。そこで、図４４（ｂ）のような
構造が用いることによってこの膜剥がれを防ぐことが考
えられた。すなわち、ボンディングパッド領域のＢＰＳ
Ｇ絶縁膜４と、積層配線（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ／ＴｉＮ／
Ｔｉ）との間にパッドベット層５を設けることにより、
ＢＰＳＧ膜４と積層配線のＴｉが直接接触するのを防止
する方法である。パットベッド層５は、ＢＰＳＧ膜４お
よびＴｉとの密着性の点から、ポリシリコンやボロンと
反応しにくい高融点金属あるいはそのシリサイド等が用
いられている。この従来例の製造工程を図４３および図
４４を参照して説明する。
【０００３】半導体基板１の左半分の素子領域にポリシ
リコンゲ−ト２や拡散領域３をもうけてトランジスタそ
の他の素子を形成し、その上に絶縁膜としてＢＰＳＧ絶
縁膜４を堆積した後、パッドベッド層５としてポリシリ
コンを全面に堆積する。フォトリソグラフィによりレジ
ストパターン（図示せず）を形成し、後にボンデイング
パッドを形成する領域にポリシリコンのパッドベッド層
５を残す（図４３）。次に、半導体基板１内の拡散領域
３の１部を露出して、図４３に示すように、ＢＰＳＧ絶
縁膜４にコンタクト孔６を開孔し、続いて、Ｔｉ１０、
ＴｉＮ１１、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２をスパッタリング法
により順次堆積する。配線のパターンに従って、Ｔｉ１
０、ＴｉＮ１１とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２の積層配線を加
工したあと、全面にトップパッシベーション膜１３を堆
積する。次いで、パッシベーション膜１３をレジストパ
ターンに従ってエッチングし、ボンディングパッド部を
開孔する。次に、リード線１４をパッド開孔部３０配線
上に圧着して、外部回路との電気的接続を行うようにす
る（図４４）。この例のように、ボンディングパッド部
では、ＢＰＳＧ膜４と配線のＴｉ１０が直接接触できな
いようになっているために、膜剥がれをふせぐことがで
きるが、パッドベット層５を堆積し、加工形成する工程
が増加している。
【０００４】一方、最近のＬＳＩなどの半導体集積回路
装置の微細化によって多層配線構造が多く使われるよう
になっている。この構造では、半導体基板上の配線の上
に層間絶縁膜を介して上層の配線が積層される。そし
て、上下の配線は、この層間絶縁膜に形成したコンタク
ト孔内に埋め込まれた低抵抗材料によって電気的に接続
されている。したがって、このコンタクト孔へ低抵抗材
料を埋め込む技術が新たに導入され、ますます製造工程
が増えている。例えば、コンタクト孔をタングステン等
で埋め込む技術の製造工程の断面構造を図４５に示す。
コンタクト孔６形成するまでは図４４と同じである。図
４５（ａ）は、コンタクト孔形成後に、例えばタングス
テン（Ｗ）を選択的に成長させた後の断面図である。Ｗ
２３は、コンタクト部に選択的に形成されるが、パッド
ベッド５上にも選択成長してしまうという問題が生じ
る。この様な形状のもとに形成されるボンディングパッ
ドは、リード線を介して外部から働く引張応力に対し、
充分な強度が保てない。また、図４５（ｂ）は、例え
ば、Ｗをブランケット法により形成したときの断面図で
ある。図は、全面にＷ２３を堆積した後の断面図であ
る。この場合、パッドベッド層５が多結晶シリコン膜、
高融点金属、あるいは、そのシリサイド層で形成されて
いるために、Ｗとの選択比が充分確保できず、Ｗのエッ
チバック時に、一緒にエッチングされてしまう危険があ
る。そこで、Ｗをエッチバックする際にパッドベッド領
域上をレジストパターンで覆っておく方法も考えられ
る。この場合は、パッドベッド材料とコンタクト孔埋め
込み用Ｗとの積層構造を有するボンディングパッドが形
成されるが、この様な構造では、リード線を介して外部
から働く引張応力に対して充分な強度が保てない。また
コンタクト孔への埋め込み材料として、ポリシリコンを
用いる方法が知られている。ポリシリコンをコンタクト
孔へ埋め込むプロセスの主な流れは、全面にポリシリコ
ンを堆積した後、エッチバックする。したがって上記Ｗ
をブランケット法により形成する場合とほぼ同じであ
る。ところで、ポリシリコンは、そのままでは抵抗率が
高いため、コンタクト孔への埋め込み材料として用いる
ためには、不純物をドーピングする。不純物としてボロ
ンを用いた場合、ボンディングパッド部でこのポリシリ
コン膜を残すと、その上に堆積されるＴｉとの間にＴｉ
Ｂｘを作り密着性が低下するのは、すでに述べた通りで
ある。また例えば、エッチバック時に一緒に除去しよう
とすると、下記のようにパッドベッド材とのエッチング
選択比が充分確保できないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、半導体
集積回路装置の微細化に伴って、パッドベッドを形成す
る工程に加えて配線間または配線と素子領域とを接続す
る低抵抗材料（コンタクトプラグ）を絶縁膜のコンタク
ト孔に埋め込む工程を行わなければならないので工程数
が増えるという問題がある。またパッドベッドに新しい
材料を選んだ場合に、それがその下に形成されているＢ
ＰＳＧなどのボロンを含む絶縁膜と馴染みが悪いと、こ
のパッドベッドと絶縁膜との間はリ−ド線による引張り
力によって引き剥がされてしまうことになる。さらに、
コンタクト孔内のプラグを形成する場合にも前述のよう
に半導体基板上に形成された余分なプラグ形成材料をエ
ッチング除去する時に、必要なパッドベッドが同時に取
り除かれてしまうという問題もあった。本発明は、ボン
ディングパッド部３０での膜剥がれを防止するためのパ
ッドベッド形成を他の部分と同一の工程で行うことによ
って工程増を抑え、かつ、パッドベッドを保護すること
によって絶縁膜に対する付着力を向上させパッドベッド
材料の選択の幅を広げることができる半導体集積回路装
置の構造及びその製造方法を提供することを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体集積回
路装置のボンディングパッド部における配線とその下に
形成されている絶縁膜との反応を防ぐために施されるパ
ッドベッドと、配線間または配線と半導体基板内の活性
領域とを電気的に接続し、前記絶縁膜に形成されたコン
タクト孔内に埋め込まれている低抵抗材料、すなわち、
コンタクトプラグとを同じ材料にし、しかも同一の工程
で形成するか、または、パッドベッドに被覆膜を形成す
ることを特徴としている。すなわち、本発明の半導体集
積回路装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成
されたボロンを含む絶縁膜と、前記ボロンを含む絶縁膜
の上またはこの絶縁膜に形成した溝内に設けられたパッ
ドベッド層と、前記ボロンを含む絶縁膜に形成されたコ
ンタクト孔と、前記コンタクト孔内に埋設され、少なく
とも一部が前記パッドベッド層と同じ材料からなるコン
タクトプラグと、前記ボロンを含む絶縁膜上に形成さ
れ、前記パッドベッド層の上に配置されているボンディ
ングパッド部を有し、前記コンタクトプラグと接触して
いる配線とを備えていることを第１の特徴としている。
半導体基板と、前記半導体基板上に形成されたボロンを
含む絶縁膜と、前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこの
絶縁膜に形成した溝内に設けられたパッドベッド層と、
前記パッドベッド層を被覆する被覆膜と、前記ボロンを
含む絶縁膜に形成されたコンタクト孔と、前記コンタク
ト孔に埋設されたコンタクトプラグと、前記ボロンを含
む絶縁膜上に形成され、前記パッドベッド層を被覆する
ように配置されているボンディングパッド部を有し、前
記コンタクトプラグと接触している配線とを備えている
ことを第２の特徴としている。前記配線は、ボロンと反
応して安定な生成物を形成する材料から構成されている
か、またはその最下層が前記材料からなる２層以上の積
層構造を有しており、前記パッドベッド層は、ポリシリ
コン、ＷやＭｏ等の高融点金属、前記高融点金属の珪化
物、前記高融点金属の窒化物、Ｃｕ、Ａｌから選ばれて
なるかまたはこれらを積層してなる構造を有している。
前記パッドベッド層の下に配置するように前記ボロンを
含む絶縁膜にバッファ層を埋設することもできる。
【０００７】また、半導体集積回路装置の製造方法は、
半導体基板上にボロンを含む絶縁膜を形成する工程と、
前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程
と、前記ボロンを含む絶縁膜全面に導電膜を形成し、こ
の導電膜をエッチングすることによって、前記ボロンを
含む絶縁膜上またはこの絶縁膜に設けた溝内および前記
コンタクト孔内にそれぞれパッドベッド層とコンタクト
プラグとを形成する工程と、前記ボロンを含む絶縁膜上
に、前記パッドベッド層の上に配置されているボンディ
ングパッド部を有し、前記コンタクトプラグと接触する
配線を形成する工程とを備えていることを第１の特徴と
している。また、半導体基板上にボロンを含む絶縁膜を
形成する工程と、前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこ
の絶縁膜に形成した溝内にパッドベッド層を形成する工
程と、前記パッドベッド層を被覆する被覆膜を形成する
工程と、前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成
する工程と、前記コンタクト孔内にコンタクトプラグを
埋設する工程と、前記パッドベッド層の上に配置されて
いるボンディングパッド部を有し、かつ、前記コンタク
トプラグと接触している配線を前記ボロンを含む絶縁膜
上に形成する工程とを備えていることを第２の特徴とし
ている。前記被覆膜は、コンタクトプラグを形成した
後、少なくとも一部は、パッドベッド層上から取り除い
てしまうことができる。さらに、半導体基板に導電膜を
形成し、この導電膜をエッチングすることによって、こ
の半導体基板の素子領域に配置されたゲ−ト電極と、バ
ッファ層を形成する工程と、前記半導体基板にボロンを
含む絶縁膜を形成し、前記ゲ−ト電極と前記バッファと
をこの絶縁膜に埋設する工程と、前記ボロンを含む絶縁
膜の上またはこの絶縁膜に形成した溝内もしくはこの絶
縁膜に貫通孔を形成し、この貫通孔内で前記バッファ層
と直接接するようにパッドベッド層を形成する工程と、
前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程
と、前記コンタクト孔内にコンタクトプラグを埋設する
工程と、前記パッドベッド層の上に配置されているボン
ディングパッド部を有し、かつ、前記コンタクトプラグ
と接触している配線を前記ボロンを含む絶縁膜上に形成
する工程とを備えていることを第３の特徴としている。
【０００８】
【作用】パッドベッドとコンタクトプラグとを同じ導電
層のエッチング処理により形成する事ができる。また、
パッドベッドに被覆膜を形成してパッドベッドの付着力
を強化すると共に、コンタクトプラグとパッドベッドと
を製造工程中に接触させないようにすることができる。
【０００９】
【実施例】以下、図１〜図４１を参照して本発明の実施
例を説明する。図１は、実施例１の半導体集積回路装置
の断面図であり、図２〜図３は、その製造工程断面図で
ある。図に示すように、Ｐ型シリコン半導体基板１の左
半分は、例えば、ＣＭＯＳ構造を有する半導体回路領域
（すなわち、素子領域）を示し、トランジスタやダイオ
−ドに含まれるゲ−ト電極２やＮ＋拡散層領域３が形成
されている。右半分は、主として配線が形成されてお
り、リ−ド線１４と半導体内部回路とを電気的に接続す
るボンデイングパッド部３０が形成されている。半導体
基板１上にはゲ−ト電極２などを被覆する例えば、ＢＰ
ＳＧなどボロンを含む絶縁膜４が施されている。絶縁膜
４上の配線は、その信頼性を向上させるためにＴｉ層１
０、ＴｉＮ層１１、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層１２からなる積
層構造になっている。Ｔｉ層１０とＢＰＳＧ層４とが反
応して前述のようにＴｉＢx が形成されるので、膜剥が
れが生じ、これを防ぐためにパッドベッドが形成されて
いる。パッドベッドは、３層からなるポリシリコン７、
８、９の積層構造になっており、絶縁膜４に形成されコ
ンタクト孔内に埋め込まれたプラグと同じ構成になって
いる。プラグは、前記絶縁膜上の配線と電気的に接続し
ている。最上のＡｌ合金層１２は、トップパッシベ−シ
ョン膜１３で被覆されており、リ−ド線１４は、ここに
形成されたコンタクト孔を介して、Ａｌ合金層１２と接
続されている。
【００１０】この半導体集積回路装置の製造工程は、次
の通りである。まず、Ｐ＋シリコン基板１上の所定の位
置に、トランジスタやダイオードを形成するためのゲー
ト電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成し、ついで、Ｂ
ＰＳＧ絶縁膜４を堆積する。図２中左半分は、半導体回
路領域（素子領域）を、右半分はリード線と半導体基板
１の内部回路とを電気的に接続するためのボンディング
パッド部３０を示している。次に、コンタクト孔の開孔
予定部をレジストでパターニングし、例えばＲＩＥなど
の異方性イオンエッチング法により上記ＢＰＳＧ膜４を
選択的にエッチング除去し、コンタクト孔６を形成する
（図２）。続いて、例えば、ポリシリコン７を５００オ
ングストロ−ム（以下、Ａと略記する）程度堆積する。
その後、ＮＭＯＳ領域には、例えば、砒素を、又、ＰＭ
ＯＳ領域にはＢＦ2 を、各々レジスト（図示せず）で打
ち分けてイオン注入する。このとき、ボンディングパッ
ド形成領域（図中右半分）は、ＮＭＯＳ領域扱いにして
例えば、Ａｓをイオン注入するか、あるいは不純物をイ
オン注入しないようにする。次に、ポリシリコン８を例
えば、２０００Ａ程度堆積し、次いで、ＮＭＯＳ領域に
は例えばＰを、又ＰＭＯＳ領域にはＢをレジストで打ち
分けてイオン注入する。この時も、ボンディングパッド
形成領域には燐をイオン注入するか、あるいはなにもイ
オン注入しないでおく。続いて、ポリシリコン９を例え
ば６０００Ａ程度堆積して、コンタクト孔６を完全に埋
める。この後、ボンディングパッド部３０をレジストパ
ターンで被覆して、上記ポリシリコン９、８、７を順次
エッチングすることにより、コンタクト孔６へポリシリ
コンプラグを形成する。又同時にボンディングパッド部
３０にはポリシリコン７、８、９からなるパッドベッド
層が形成されている（図３）。
【００１１】次にコンタクトプラグ中のシート抵抗を下
げるために、例えば、窒素アニールにより、先にイオン
注入された不純物を均一になるように拡散させる。続い
て、下からＴｉ層１０、ＴｉＮ層１１、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ層１２をスパッタリング法により順次堆積する。配線
のパターンに従って積層配線（Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ／Ｔｉ
Ｎ／Ｔｉ）を加工したあと、全面に、トップバッシベー
ション膜１３を堆積する。次いで、パッシベーション膜
１３をレジストパターンに従ってエッチングしてボンデ
ィングパッド部３０を開孔する。続いてリード線１４を
パッド開孔部配線上に圧着して外部との電気的接続を行
う（図１）。
【００１２】この実施例によれば、ボンディングパッド
部３０における積層金属配線のＴｉは、ボロンを含まな
いポリシリコン層９と密着している。従って、リード線
１４を介して、外部から引張応力が働いたときに、Ｔｉ
とＢＰＳＧ膜界面で発生するような膜剥がれ現象を防止
できる。本実施例では、配線のバリアメタル材料とし
て、ＴｉＮ／Ｔｉの場合について説明したが、その他Ｔ
ｉＷ、ＴｉＮ等、ＴｉＢｘのようにボロンと反応して、
密着強度の低くなる安定な生成物を作る材料を用いる場
合は、いずれも同じ効果が得られるので、これらの材料
をバリヤメタルまたは配線として利用する半導体集積回
路装置は、本発明の範囲に含まれる。この効果は、後述
の実施例２以降についてもすべて同様である。なお、こ
の様なボンディング剥がれに対する抑制効果は、引張応
力の大きい超音波（ＵＳ）圧着ボンディング法を用いた
場合により明瞭である。これは、実施例２以下について
も同様である。また、この膜剥がれ防止用のパッドべッ
ド層は、プラグと同じ材料であるポリシリコンを用いて
いるので、プラグとパッドベッドとを同時に形成する事
ができ、工程を有効に短縮できる。なお、この実施例で
は、コンタクトプラグを形成する方法として、ポリシリ
コン膜を３回にわけて堆積し、その間にイオン注入をＮ
型およびＰ型各々２回ずつ行っているが、これは、プラ
グ中の不純物濃度を均一にし、その抵抗値を低く抑える
ためである。したがって、プラグの抵抗値が十分低けれ
ば、必ずしも複数回に別けてプラグなどを形成すること
もない。この実施例では、コンタクト孔への埋め込みプ
ラグ材料としてポリシリコンを説明したが、本発明で
は、例えばＷ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどの金属やそのシリ
サイドまたはその窒化物を適用することができる。トッ
プパッシベ−ション膜には、ＰＳＧ膜、ＣＶＤＳｉＯ2
膜、ＬＰＤＳｉＯ2 膜などの絶縁膜が用いられる。この
実施例ではポリシリコンプラグへの不純物の導入手段と
して、イオン注入法について説明したが、本発明は、こ
れに限定されず、他の手段を用い得る。
【００１３】つぎに、図４および図５を参照して実施例
２を説明する。Ｐ型シリコン基板１の所定の領域に、拡
散領域３やゲ−ト電極２などを設けて素子領域を形成
し、ＢＰＳＧなどのボロンを含む絶縁膜４を形成し、さ
らに、絶縁膜４にコンタクト孔６を形成するまでは、前
実施例の図２（ｂ）と同じである。この基板１全面に、
Ｗ１５をＣＶＤ法により堆積する。ついで、ボンデイン
グパッド領域をレジストパタ−ンで被覆してＷをエッチ
バックする。これにより、コンタクト孔中にＷプラグ１
５が形成されると共に、パッドにはＷ１５からなるパッ
ドベッド層が形成される（図４）。ついで、前実施例と
同様に、Ｔｉ層１０、ＴｉＮ層１１、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ
層１２を順次スパッタリングにより堆積し、特定領域を
エッチングして積層配線を形成する。さらに、トップパ
ッシベ−ション膜１３を形成し、このトップパッシベ−
ション膜１３にボンデイングパッド部分を開孔して、リ
−ド線１４をＷパッドベッド層１５が形成されている開
孔部のボンデイングパッド部３０上に圧着する（図
５）。この実施例においても、パッドベッド層をコンタ
クト孔内の埋め込み材料であるＷを併用することにより
新たにパッドベッド層を形成することによる工程増を回
避してボンディングパッド部３０での剥がれを防止す
る。この場合Ｗの堆積方法としてＣＶＤ法を用いる場合
について説明したが、その他スパッタリングなど、別の
手法を用いても、本発明の目的を達する上で、同様の効
果が得られることは言うまでもない。また、Ｗ以外にも
Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕなどの金属や、それらのシリサイドな
どの材料を用いても、同じ様な効果が得られる。
【００１４】ついで、図６および図７を参照して実施例
３を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１の所定の領域
にトランジスタなどの素子を形成しＢＰＳＧ絶縁膜４に
コンタクト孔６を開孔するまでは前の実施例と同様であ
る（図２）。次に、例えば、タングステンシリサイド
（ＷＳｉ2 ）膜１６を数１００〜数１０００Ａの厚さで
半導体基板１全面に堆積し、続いて、リンドープシリコ
ン膜１７を堆積する。この後、ボンディングパッド部３
０をレジストで被覆し、リンドープシリコン膜１７、Ｗ
Ｓｉ2 膜１６を順次エッチングして、コンタクトプラグ
を形成するとともに、ボンディングパッド部３０にはリ
ンドープシリコン膜１７とＷＳｉ2 膜１６との積層体の
パッドベッド層を形成する（図６）。この後は、前記実
施例同様、Ｔｉ１０／ＴｉＮ１１／Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１
２配線を形成し、その上に堆積したトップパッシベーシ
ョン膜１３のボンディングパッド部３０を開孔してリー
ド線１４を圧着する（図７）。この実施例においても、
パッドべッド層をコンタクト孔埋め込み材料のリンドー
プシリコン膜とＷＳｉ2 膜の積層体で兼用することによ
り、パッドベッド層を新たに堆積するという工程増を無
くし、パッド部での剥がれを回避している。ところで、
この実施例では、リンドープシリコンを用いているが、
その代わりに例えばポリシリコンを堆積後、リン拡散な
どを施して、リンを導入する方法を用いてもよい。ま
た、この実施例では、リンドープシリコンの下に、ＷＳ
ｉ2 を形成しているが、これは、コンタクトプラグ抵抗
を下げることと、リンドープシリコンとＰ＋拡散層の間
の緩衝材とすることを主目的としている（図７は、半導
体基板１がＰ型であるので図示の拡散層３はＮ＋層であ
る。したがって、このＰ＋拡散層は、図示されていない
Ｎウエル領域に設けられたものである）。従って、ＷＳ
ｉ2 以外にＷやＭｏ等の金属やそのシリサイド材料、さ
らにそれらの窒化物でも同様の効果が得られる。また、
前記第１の目的の低抵抗化の効果が著しく大きくない場
合や、その必要性が格別ない場合は、コンタクト孔底面
にのみ拡散層とリンドープシリコンを分離する層が存在
すれば良い。
【００１５】つぎに、図８および図９を参照して実施例
４を説明する。前実施例と同様に、コンタクト孔６を開
孔後、例えば、Ｔｉ１８を全面に堆積する（図８
（ａ））。次に通常のサリサイド技術に従って、コンタ
クト孔底のシリコンと接触した領域のみＴｉ１８をシリ
サイド化１９する（図８（ｂ））。続いて未反応のＴｉ
１８だけをエッチング除去しリンド−プシリコン膜１７
を堆積する（図８（ｃ））。この後、リンド−プシリコ
ン膜１７をエッチングする工程以後は、前実施例３と同
様である。リ−ド線１４をボンディングパッド部３０に
形成する最終工程は図９に示されている。実施例４に於
いては、ボンディングパッド部３０はＢＰＳＧ層４の上
で一度堆積したＴｉ１８が最後工程で除去されている。
従って本実施例のようにサリサイド材料としてＴｉを用
いても、ボンディング剥がれ強度の劣化をまねくことは
ない。なお、この実施例に於いても、Ｔｉの他、Ｍｏ、
Ｗ、Ｃｏ等の金属やＴｉＮ／Ｎ等の窒化物との積層など
でも同様の効果が得られる。
【００１６】つぎに、図１０を参照して実施例５を説明
する。実施例３、４では、Ｐ＋拡散層へのコンタクトに
対しても、Ｎ＋型のシリコンを埋め込むため、緩衝材と
して金属やそのシリサイド層を形成しているが、ＮＭＯ
ＳデバイスやＮＭＯＳ領域のみコンタクト埋め込みを行
うようなデバイスでは、上記のような緩衝材が必要でな
い。従って、このような場合には、コンタクト孔開孔
後、直接リンドープシリコンや、リン拡散シリコンを形
成することができる。ＮＭＯＳ領域のみ埋め込むＣＭＯ
Ｓデバイスの場合は、例えば、ＮＭＯＳ領域（図の左側
の領域）のみコンタクト孔を開孔してリンドープシリコ
ンプラグとパッドべッド層を形成した後、Ｐ＋拡散層３
１のコンタクトを開孔し、Ｔｉ10／ＴｉＮ11／Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｃｕ12配線を形成すれば良い。図は、この例の最終
工程の様子を示している。ＰＭＯＳ領域のコンタクト孔
には前記配線が埋め込まれており、ＮＭＯＳ領域のコン
タクト孔にはパッドベッド層と同じリンド−プシリコン
１７が埋め込まれている。このように、コンタクト孔内
のプラグ材料は、接触する拡散層の導電型によって任意
に選択することができる。
【００１７】つぎに、図１１および図１２を参照して実
施例６を説明する。Ｐ＋シリコン半導体基板１上の所定
の位置にトランジスタやダイオードを形成するためのゲ
ート電極２および拡散層３等を形成し、ＢＰＳＧ絶縁膜
４を堆積するまでは前記実施例と同様であるが、この実
施例では、ゲート電極２を形成する時に同じ工程で、ボ
ンディングパッド部３０にも、多結晶シリコンや金属シ
リサイド等のゲ−ト電極と同じ材料からなるバッファー
層２０を形成する。なお、図１１のように、このバッフ
ァー層２０の下は、例えば素子分離用のＳｉＯ2 膜２１
であることが望ましい。このことは、本実施例６だけに
限定されず、全ての実施例（１〜２２）に言えるが、ボ
ンディングパッド領域は、素子分離用ＳｉＯ2 膜上であ
る必要は必ずしもなく、実施例１〜５に相当する図中に
ある様に、トランジスタ形成表面と同一の表面上であっ
ても良い。ついで、レジストを用いて、拡散層３などの
上にコンタクト孔を開孔するが、この際、前記バッファ
ー層２０上にも開孔する。続いて、例えばＷ１５を拡散
層３などの上に選択的に堆積させる。この際、ゲート電
極２と同一材料で形成したバッファー層２０上にも同様
に選択成長している（図１１）。この後、例えば、Ｔｉ
10／ＴｉＮ11／Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ12を順次堆積加工し、
その上にトップパッシベーション膜１３を堆積し、この
トップパッシベ−ション膜にボンディングパッド部３０
を開孔し、リード線１４をＷのパッドベッド層１５に圧
着する（図１２）。この実施例においても、コンタクト
孔埋め込み材料であるＷとバッファ層２０およびゲート
電極２とを組み合わせた構造を作ることにより、新たな
パッドべッド層を作ることなくボンディングパッド部３
０で、膜剥がれの原因となるＴｉＢx の生成を防止して
いる。ところで本実施例においては、コンタクトプラグ
材料として、Ｗの場合について説明したが、その他Ａ
ｕ、Ａｌ、Ｍｏ等の金属を選択成長させた場合や、シリ
コンをエピタキシャル成長させた場合も同様の効果が得
られる。なお、シリコンのエピタキシャル成長の場合
は、例えばコンタクトプラグ形成後にイオン注入やリン
拡散などの不純物導入を行って、前述したような方法で
コンタクト抵抗を下げる事ができる。図１１〜１２には
ゲート電極は一層のものを記載したが、勿論、たとえ
ば、ＥＰＲＯＭのように二層であっても良い。この場合
にはバッファ層も二層で良く、加工して一層にするか否
かは任意である。
【００１８】つぎに、図１３および図１４を参照して、
実施例７を説明する。Ｐ＋シリコン半導体基板１上の所
定の領域にゲ−ト電極２や拡散層３等を有するトランジ
スタやダイオ−ドなどの素子を形成し、これらをＢＰＳ
Ｇ絶縁膜４で被覆する。このとき、ボンディングパッド
領域上に、ゲート電極２と同一材料の例えばポリシリコ
ンのような材料からなるバッファ層２０を形成する。つ
いで、Ｎ＋拡散層３、バッファ層２０などの上にコンタ
クト孔を開孔する。続いて、例えば、Ｗ１５をＣＶＤ法
により半導体基板１全面に堆積する。その後、バッファ
層２０上に開孔されたコンタクト孔をレジストパターン
で被履し、Ｗ１５をエッチバックする。その結果、素子
領域等のコンタクト孔（図中左半分）と、バッファ層２
０上にＷプラグが形成される（図１３）。その後、Ｔｉ
10／ＴｉＮ11／Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ12配線を形成してから
半導体基板１全面にトップバッシベーション膜１３を堆
積し、この膜のボンディングパッド部３０を開孔して、
その上にリード線１３を圧着する（図１４）。この実施
例に於ても、実施例６と同様に、新たにパッドベッド層
を堆積することなくボンディングパッド部３０での膜剥
がれが防止できる。この実施例では、Ｗをエッチバック
して、コンタクトプラグを形成する際に、バッファ層上
のＷはレジストで被覆している。その理由は、エッチン
グ加工上の問題である。通常、Ｗのエッチバックを被エ
ッチング材料成分を検出し、モニターして判断するが、
ボンディングパッド部の全チップ面積に占める割合は、
必ずしも小さくないため、意図するＷのエッチバックが
終了した後も露呈したボンディングパッド部のＷがエッ
チバックされ、モニターに検出され続ける。その結果、
エッチバック終了の判断が不明確になる恐れがあるため
である。従って、全チップ面積に対するボンディングパ
ッド部の面積が比較的小さく、検出モニターでエッチン
グ終了が比較的容易に判断できる場合や、Ｗの堆積量と
エッチングレートからエッチングの時間を算出してエッ
チバックする場合などは、レジストで被覆しなくとも良
い。なお前述の通り、埋め込み材料としては、Ｗを初め
とした金属や、そのシリサイド、あるいはシリコン等種
々あるが、これらの材料を、パットベット層として用い
るため、その材質中のボロン濃度は１×１０17／cm3 以
下であることが望ましい。このことは本実施例のみなら
ず、実施例１〜６でも同様である。
【００１９】図１５は、実施例８を説明するものであ
り、前記全チップ面積に対するボンディングパッド部の
面積が比較的小さい半導体装置の断面図を示している。
この半導体装置は、図１４とは、パッドベッド層の形状
が異なっている。パッドベッド層の中心部のＷ１５が取
り除かれているので、ボンディングパッド部３０の面積
が小さくエッチバック終了の判断が正確にできる。この
場合、Ｔｉ配線１０は、Ｗの無いパッドベッド層の中心
部においてバッファ層２０と接している。この実施例に
於いては、Ｗを例にしたが、その他の金属やそのシリサ
イド材料、また、イオン注入や、リンをドーピングした
シリコン等でも同様の効果が得られる。
【００２０】つぎに、図１６および図１７を参照して実
施例９を説明する。Ｐ＋シリコン半導体基板１上の所定
の領域にトランジスタ等の素子を形成加工する際に、ボ
ンディングパッド部３０にゲート電極２と同一材料のバ
ッファ層２０を形成しておいて、ＢＰＳＧ絶縁膜４を堆
積するのは、前記実施例６と同様である。この実施例で
はレジストを用いて、拡散層３やゲート電極２上（図中
省略）にコンタクト孔６を開孔し、同時にバッファ層２
０上にもコンタクト孔６を開孔する。このバッファ層２
０上への開孔は、例えば、拡散層３上のコンタクト孔の
孔径と程度のサイズの孔を多数あける構造にする。通常
コンタクト孔径は、およそ１μｍ以下である。そして、
これらの孔６にＷ１５をＣＶＤ法あるいは選択成長法に
より堆積する。次に、前記Ｗ１５をエッチバックすると
Ｗ１５が各コンタクト孔６中に形成される（図１６）。
この後、Ｔｉ10／ＴｉＮ11／Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ12配線の
形成、トップバッシベーション膜１３の形成、リード線
１４のＡｌ配線１２への圧着を行う（図１７）。この実
施例のボンディングパッド部３０では、ＢＰＳＧ絶縁膜
４とコンタクト孔埋め込み材のＷ１５とが混在した状態
の上に形成されたことになるので、Ｔｉ１０は、複数の
Ｗ１５との間で強固に密着接続しており、ボンディング
剥がれを防止している。また、この実施例では、実施例
７で述べたエッチバック時のモニター検出による判断が
容易なため（露呈面積が実施例７に比べて少ない）、エ
ッチバックの際にレジストでボンディングパッド部３０
を覆わずに済むので、実施例７に比べて、フォトレジス
ト工程が省略できる。なお、この実施例に於いても、Ｗ
以外にＭｏ、Ａｌ、他の金属やそれらのシリサイド、さ
らにシリコン等でも同様の効果が得られることは、これ
までの実施例と全く同様である。
【００２１】以上、コンタクト孔内のコンタクトプラグ
とパッドベッド層が、同じ材料で形成されている場合に
ついて述べた。以下に、パッドベッド層に保護膜が形成
されている場合と製造工程中にプラグとパッドベッド層
が接触しないような構造を有する実施例について説明す
る。
【００２２】まず、図１８〜図２０を参照して実施例１
０を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の所定の位
置にトランジスタやダイオードを形成するためのゲート
電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成し、ＢＰＳＧ絶縁
膜４を堆積する（図１８）。図中左半分は半導体回路領
域を示し、右半分はリード線と半導体チップ内部回路と
を電気的に接続するためのボンディングパッド部３０を
示している。次に、ＢＰＳＧ絶縁膜４上全体に、例えば
ＬＰＣＶＤ法により、ポリシリコン層５を形成する。そ
の後、レジストによりパターニングし、ＲＩＥなどの異
方性イオンエッチング法により、ポリシリコン層５をエ
ッチングして、パッドベッド層５を形成し、レジストを
除去する（図１８（ａ））。次に、半導体基板１全面に
ＢＰＳＧ膜２２を１０００〜３０００Ａ程度堆積する。
その後、コンタクト開孔部をレジストでパターニング
し、例えば異方性イオンエッチング法で、ＢＰＳＧ膜２
２、ＢＰＳＧ絶縁膜４を順次エッチングし、コンタクト
孔６を開孔する（図１８（ｂ））。続いて、Ｗを選択Ｃ
ＶＤ法によりコンタクト孔６中に選択成長させ、Ｗプラ
グ２３を形成する。なお、図中では、拡散層３の表面の
露呈したコンタクト開孔部６上にＷが選択成長した例を
示しているが、多結晶シリコンや高融点金属シリサイド
等の材料で形成したゲート電極２等の表面が露呈した領
域（ゲート状コンタクト孔等）にもＷが成長している。
しかしながら、パッドベッド層５はそのまわりをＢＰＳ
Ｇ膜２２で覆われているため、意図しないＷがパッドベ
ッド層に成長するのを防止することができる。次いで、
ＢＰＳＧ膜２２の一部をエッチング除去し、パッドベッ
ト層５の一部を開孔９する（図１９（ａ））。
【００２３】次に、Ｔｉ／ＴｉＮ／の構成の積層バリア
メタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とからなる積層金属
配線を形成する（図１９（ｂ））。ボンディングパッド
部３０においては、積層配線１２、２５がボンディング
パッドとして用いられる。従って、この領域では、積層
配線１２、２５の最下部のＴｉは、開孔部９の部分で露
呈した上記パッドベッド膜５と接触している。この後、
トップパッシベーション膜１３を堆積し、ボンディング
パッドの一部を開孔した後、アセンブリ工程でリード線
１４をボンディングパッド３０上に圧着させる（図２
０）。この実施例によれば、ボンディングパッド部３０
において、積層配線のＴｉとＢＰＳＧ絶縁膜４の間にボ
ロンを含まないパッドベッド層５が介在しているため
に、リード線１４を介して外部から、引張応力が働いた
時に、ＴｉとＢＰＳＧ膜界面で発生する膜剥がれ現象を
防止できると共に、Ｗ選択成長時に、パッドベッド層５
が、ＢＰＳＧ膜２２で覆われているために、パッドベッ
ド部分での意図しないＷの成長を回避できる。パッドベ
ッド層の材料としては、本実施例中では、ポリシリコン
を例として記述したが、その他、高融点金属やシリサイ
ド等種々の材料が概当し得る。しかし、膜剥がれ強度の
観点から、材質中のボロン含有濃度は１×１０17／cm3
以下であることが望ましい。これは、以下の実施例１
２、１４、１６、１８、２０、２２についても同様であ
る。パッドベッド層材料のボロン濃度が前述のように低
ければ、コンタクト孔への埋め込み材、すなわち、コン
タクトプラグのボロン濃度は任意で良く、材料の選択が
容易になる。なお、この実施例では、パッドベッド層５
を被履する膜６としてＢＰＳＧ膜の場合を示したが、例
えばＣＶＤ酸化膜やその他Ｗが選択ＣＶＤ成長しにくい
材料であれば同じ効果が得られることは言うまでもな
い。また、コンタクト孔への埋め込み材料として、Ｗの
選択成長の場合について説明したが、その他の選択成長
材料として知られている高融点金属やシリコンのエピ成
長などにおいても同様の効果が得られる。このことは以
下の実施例に於いても同様である。
【００２４】ついで、図２１および図２２を参照して実
施例１１を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素
子領域にゲート電極２およびＮ＋拡散領域３を形成して
トランジスタやダイオ−ドなどの素子を形成し、続い
て、ＢＰＳＧ絶縁層４を半導体基板１上に堆積する。つ
ぎに、ＢＰＳＧ絶縁膜の全面に、例えば、ＬＰＣＶＤ法
により、ポリシリコン膜５を形成する。その後、レジス
トでパターニングし、異方性イオンエッチング法により
ポリシリコン膜５をエッチングして、パッドベッド層５
を形成し、レジストを除去する。次に半導体基板１全面
に例えば、ＣＶＤ酸化膜２６を１０００〜３０００Ａ程
度堆積する。その後、コンタクト開孔部をレジストでパ
ターニングし、例えば、ＲＩＥなどの異方性エッチング
法によりＣＶＤ酸化膜２６、ＢＰＳＧ絶縁膜４を順次選
択的にエッチング除去し、コンタクト孔６を開孔する
（図２１（ａ））。続いて、Ｗを選択ＣＶＤ法により、
コンタクト孔６中に選択成長させ、Ｗプラグ２３を形成
する（図２１（ｂ））。なお、図中では、Ｗ１５は、コ
ンタクト孔６中に選択成長させているが、その他、必要
によりゲートコンタクト上などにも成長させることがで
きる。続いて、下からＴｉ／ＴｉＮの構成の積層バリア
メタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ層１２とからなる積層金
属配線を形成し、トップバッシベーション膜１３を堆積
し、ボンディングパッドを開孔した後、アセンブリ工程
で、リード線１４をボンディングパッド３０上に圧着さ
せる（図２２）。本実施例に於いても、パッドベッド層
５は、Ｗ成長工程時に、ＣＶＤ酸化膜１４に被履されて
いるために、不必要なパッドベッド層上へのＷの成長を
回避できる。また、この実施例では、前の実施例１０と
は異なり、ボンディングパッド部３０に於いて、パッド
ベッド層５の一部を露呈させていない。積層配線の最下
部のＴｉと接触しているのは、ボロンを含まないＣＶＤ
酸化膜であるため膜剥がれの発生を回避できる。ここで
は、なお、本実施例に於いては、パッドベッド層５を被
覆する膜２６として、ＣＶＤ酸化膜の場合を示したが、
Ｗが選択成長し難く、かつ、ボロンが、例えば１×１０
17／cm3 以下という様な低濃度であり、しかも、Ｔｉと
密着性の良い材料であれば同じ効果が得られる。
【００２５】ついで、図２３および図２４を参照して実
施例１２を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素
子領域に、ゲート電極２およびＮ＋拡散領域３を形成し
てトランジスタやダイオ−ドなどの素子を設け、続いて
ＢＰＳＧ絶縁膜４を半導体基板１上に堆積する。次に、
ＢＰＳＧ絶縁膜４全面に、例えば、ＬＰＣＶＤ法によ
り、ポリシリコン膜５を形成する。その後、レジストで
パターニングし、ＲＩＥなどの異方性イオンエッチング
法によりポリシリコン膜５をエッチングして、パッドベ
ッド層５を形成し、レジストを除去する。次に、例え
ば、熱酸化法によりポリシリコン膜からなるパッドベッ
ド層５の表面を酸化し、熱酸化膜２７で被覆する。その
後、コンタクト開孔部をレジストでパターニングし、異
方性エッチングによりＢＰＳＧ絶縁膜４を選択的にエッ
チング除去し、コンタクト孔６を開孔する（図２３
（ａ））。続いて、Ｗを選択ＣＶＤ法により、コンタク
ト孔６中に選択成長させ、Ｗプラグ２３を形成する。Ｗ
２３は、コンタクト孔中に選択成長したときの例を示し
ているが、必要によりゲートコンタクト上などにも成長
する事もできる。次に、熱酸化膜２７の一部をエッチン
グ除去し、パッドベッド層５の中心部を開孔２４する
（図２３（ｂ））。次に、下からＴｉ／ＴｉＮの構成の
積層バリアメタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とからな
る積層配線を形成する。この後、トップパッシベーショ
ン膜１３を堆積し、このトップパッシベ−ション膜１３
の一部にボンディングパッド部３０を開孔した後、アセ
ンブリ工程で、リード線１４をボンディングパッド部３
０上に圧着させる（図２４）。パッドベッド層５は、Ｗ
成長時に熱酸化膜２７に被覆されているために、パッド
ベッド部分での意図しないＷの成長を回避できる。ま
た、ボンディングパッド部３０において、パッドベッド
層５の一部を露呈させ、そこに積層配線を密着させてい
るために積層配線の最下部のＴｉは、ボロンを含まない
パッドベッド層５と接触する。従って、ボンディングパ
ッド部３０での膜剥がれの発生を回避できる。
【００２６】ついで、図２５を参照して実施例１３を説
明する。前の実施例では、熱酸化膜２７の一部を開孔
し、パッドベッド層５の表面を露呈させているが、熱酸
化膜２７をエッチング開孔せずにパッドベッド層５を熱
酸化膜２７で覆った状態で、その上に、積層配線を形成
することもできる。この実施例は、その例を示したもの
である。ボンディングパッド部３０は、下からＴｉ／Ｔ
ｉＮからなる積層バリアメタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ
１２とから構成される積層配線の開孔部に設けられてお
り、ここにリ−ド線１４が接続されている。パッドベッ
ド層５は、熱酸化膜２７に完全に覆われており、積層配
線のＴｉが接触しているこの熱酸化膜２７は、ボロンを
含んでいない。従って、この場合でも、パッドベッド部
分でのＷの異常成長を防止できるとともに膜剥がれの発
生も回避できる。コンタクト孔内のプラグは、Ｗからな
っている。
【００２７】ついで、図２６〜図２８を参照して実施例
１４を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素子領
域にゲート電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成して素
子を形成し、その後、ＢＰＳＧ絶縁膜４を半導体基板１
上に堆積する。続いて、ＢＰＳＧ絶縁膜４の全面に、例
えば、ＬＰＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜５を形成す
る。次に、このポリシリコン膜５全面に、例えば、ＣＶ
Ｄ酸化膜２６を堆積する（図２６（ａ））。その後、レ
ジストでパターニングし、ＲＩＥなどの異方性イオンエ
ッチングにより、ＣＶＤ酸化膜２６、ポリシリコン膜５
を順次エッチングして、パッドベッド層５を形成し、レ
ジストを除去する。この時、パッドベッド層５の上部
は、このパッドベッド層と同時に加工したＣＶＤ酸化膜
２６に覆われている。次に、熱酸化により、ポリシリコ
ンで形成したパッドベッド層５の側面の露呈部分を酸化
して、熱酸化膜２７を形成する。その後、コンタクト開
孔部をレジストでパターニングし、異方性エッチングに
より、ＢＰＳＧ絶縁膜４をエッチング除去し、コンタク
ト孔６を開孔する（図２６（ｂ））。続いて、Ｗを選択
ＣＶＤ法によりコンタクト孔６中に選択成長させ、Ｗプ
ラグ２３を形成する。図中では、Ｗは、コンタクト孔中
に選択成長したときの例を示しているが、その他、ゲー
トコンタクト上などにも必要に応じて成長させることが
可能である。次に、ＣＶＤ酸化膜２６の一部をエッチン
グ除去し、パッドベッド層５の中心部分を開孔９する
（図２７（ａ））。次に、下から、Ｔｉ／ＴｉＮの構造
の積層バリアメタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とから
なる積層配線を形成する。このあとトップバッシベーシ
ョン膜１３を堆積し、この膜をエッチングしてボンディ
ングパッド部３０を開孔した後、アセンブリ工程で、リ
ード線１４をボンディングパッド部３０上に圧着する
（図２８）。パッドベッド層５は、Ｗ成長時に完全に被
覆されているため、パッドベッド部分でのＷの成長を回
避できる上、膜剥がれの発生も抑制できる。
【００２８】ついで、図２９を参照して実施例１５を説
明する。この実施例は、パッドベッド層５上の保護膜も
しくは被覆膜２６がパッドベッド表面を完全に覆ってい
る点で前の実施例１４とは相違している。被覆膜２６が
ＢＰＳＧ膜の様にボロンが含んでいる場合には配線に含
まれるＴｉ層との接触を避けるために、パッドベッド層
の中心部に相当する部分の被覆膜を取り除かなければな
らないが、このようにＣＶＤ酸化膜などボロンを含まな
い材質のもので形成すれば、ボンディングパッド部３０
でパッドベッド層５を露呈させなくても、前記実施例同
様の効果が得られる。この実施例では、パッドベッド層
５の側面には熱酸化膜２７があり、上面にはＣＶＤＳｉ
Ｏ2 膜が保護膜２６として施されている。
【００２９】ついで、図３０および図３１を参照して実
施例１６を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素
子領域にゲート電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成し
て素子を形成し、その後、ＢＰＳＧ絶縁膜４を半導体基
板１上に堆積する。続いて、ＢＰＳＧ絶縁膜４の全面
に、例えば、ＬＰＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜５を
形成する。その後、レジストでパターニングし、ＲＩＥ
などの異方性イオンエッチングにより、ポリシリコン膜
５をエッチングしてパッドベッド層５を形成し、レジス
トを除去する。次に、半導体基板１全面に、ＢＰＳＧ膜
２２を１０００〜３０００Ａ程度堆積する。続いて、コ
ンタクト形成部分をレジストでパターニングし、異方性
エッチングにより、上記ＢＰＳＧ膜２２、ＢＰＳＧ絶縁
膜４を順次選択的にエッチング除去しコンタクト孔６を
開孔する（図３０（ａ））。次に、Ｗ２３をＣＶＤ法に
より全面に堆積し、コンタクト孔６を埋める。その後、
Ｗ２３を全面エッチバックする。その結果、コンタクト
孔６には、埋め込まれたＷプラグ２３が形成される。続
いて、ＢＰＳＧ膜２２の一部をエッチング除去し、パッ
ドベッド層５の一部を開孔２４する（図３０（ｂ））。
次に，下からＴｉ／ＴｉＮの構成の積層バリアメタル２
５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とからなる積層配線を形成す
る。この後、トップパッシベーション膜１３を堆積し、
この膜のボンディングパッド部３０を開孔した後、アセ
ンブリ工程で、リード線１４をボンディングパッド部３
０上に圧着する（図３１）。この実施例においては、堆
積したＷ２３をエッチバックする際、パッドベッド層５
は、Ｗとエッチングレートの大きく異なるＢＰＳＧ膜２
２で保護されており、パッドベッド層５がエッチングさ
れるのを回避している。また、ボンディングパッド部３
０において、積層配線のＴｉはパッドベッド層５と接触
しており、膜剥がれの発生を防止できる。なお、パッド
ベッド層５上に形成された被覆膜２２としてＢＰＳＧ膜
の場合を示したが、例えば、ＣＶＤ酸化膜やその他Ｗの
エッチバック加工時においてエッチングされにくい（Ｗ
に比べてエッチングレートの低い）材料であれば同様の
効果が得られる。ところで、この実施例においては、コ
ンタクト孔への埋め込み材料として、Ｗの場合について
説明したが、その他の高融点金属やそれらのシリサイド
または１×１０20cm-3以上の濃度のボロンやリンを含む
シリコンなどの材料を用いても同様の効果が得られる。
その際、パッドベッド被覆膜２２は、下層のパッドベッ
ド層５がエッチングされるのを防止するために、それぞ
れの埋め込み材料に合った材料を選択すれば良い。以下
の実施例についても、埋め込み材料としてＷを例にあげ
て説明するが、Ｗ以外の材料の場合でも、同様の効果が
得られるのはこの実施例と同様である。
【００３０】ついで、図３２を参照して実施例１７を説
明する。この実施例は、パッドベッド層５上の保護膜も
しくは被覆膜２６がパッドベッド表面を完全に覆ってい
る点で前の実施例１６とは相違している。被覆膜がＢＰ
ＳＧ膜の様にボロンが含んでいる場合には配線に含まれ
るＴｉ層との接触を避けるために、パッドベッド層の中
心部に相当する部分の被覆膜を取り除かなければならな
いが、この実施例のようにＣＶＤ酸化膜などボロンを含
まない材質のもので形成すれば、ボンディングパッド部
３０でパッドベッド層５を露呈させなくても、前記実施
例同様の効果が得られる。この様に、埋め込み材料のエ
ッチバック時にパッドベッド層が保護されると共に、ボ
ンディング剥がれが防止できる。
【００３１】ついで、図３３および図３４を参照して実
施例１８を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素
子領域にゲート電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成し
て素子を形成し、その後、ＢＰＳＧ絶縁膜４を半導体基
板１上に堆積する。続いて、ＢＰＳＧ絶縁膜４の全面
に、例えば、ＬＰＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜５を
形成する。その後、レジストでパターニングし、ＲＩＥ
などの異方性イオンエッチングにより、ポリシリコン膜
５をエッチングしてパッドベッド層５を形成し、レジス
トを除去する。次に、熱酸化法により、ポリシリコンの
パッドベッド層５の表面を酸化してポリシリコン膜５を
熱酸化膜２７で被覆する。続いて、コンタクト形成部分
をレジストでパターニングし、例えばＲＩＥなどの異方
性エッチングにより、熱酸化膜２７、ＢＰＳＧ絶縁膜４
を順次選択的にエッチング除去し、コンタクト孔６を開
孔する（図３３（ａ））。次に，Ｗ２３をＣＶＤ法によ
り半導体基板１全面に堆積し、上記コンタクト孔６を埋
める。その後、Ｗ２３をエッチバックする。その結果、
コンタクト孔６には、埋め込まれたＷプラグ２３が形成
される。続いて、熱酸化膜２７の一部をエッチング除去
し、パッドベッド層５の一部を開孔２４する（図３３
（ｂ））。次に、下からＴｉ／ＴｉＮの構成を有する積
層バリアメタル２５とＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とからなる
積層配線を形成する。この後、トップバッシベーション
膜１３を堆積し、ボンディングパッド部３０を開孔した
後、アセンブリ工程で、リード線１４をボンディングパ
ッド部３０上に圧着する（図３４）。堆積したＷ２３を
エッチバックする際、パッドベッド層５はＷとエッチン
グレートの大きく異なる熱酸化膜２７で保護されてお
り、パッドベッド膜５がエッチングされるのを回避して
いる。また、ボンディングパッド部３０において、積層
配線のＴｉは、パッドベッド層５と接触しており、膜剥
がれの発生を防止できる。
【００３２】ついで、図３５を参照して実施例１９につ
いて説明する。前の実施例ではパッドベッド層５の被覆
膜２７として、熱酸化膜を用いた場合を示したが、この
膜はボロンを含まないため、ボンディングパッド部３０
でパッドベッド層５を露呈させず、被覆膜２７で覆った
ままでも膜剥がれの発生を回避できる。この実施例の最
終工程断面図を図１２に示す。この実施例においても、
前記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３３】ついで、図３６〜図３８を参照して実施例
２０を説明する。Ｐ型シリコン半導体基板１上の素子領
域にゲート電極２およびＮ＋拡散層領域３を形成して素
子を形成し、その後、ＢＰＳＧ絶縁膜４を半導体基板１
上に堆積する。続いて、ＢＰＳＧ絶縁膜４の全面に、例
えば、ＬＰＣＶＤ法を用いてポリシリコン膜５を形成す
る。次に、このポリシリコン膜５全面に、例えば、ＣＶ
Ｄ酸化膜２６を堆積する（図３６（ａ））。その後、レ
ジストでパターニングし、ＲＩＥなどの異方性イオンエ
ッチングにより、ＣＶＤ酸化膜の被覆膜２６、ポリシリ
コン膜５を順次エッチングしてパッドベッド層５を形成
し、レジストを除去する。この時、パットベッド層５の
上部は、このパッドベッド層と同時に加工したＣＶＤ酸
化膜２６に覆われている。その後、コンタクト開孔部を
レジストでパターニングし、異方性エッチングにより、
ＢＰＳＧ絶縁膜４をエッチング除去し、コンタクト孔６
を開孔する（図３６（ｂ））。次に、Ｗ２３をＣＶＤ法
により半導体基板１全面に堆積し、コンタクト孔６を埋
める（図３７（ａ））。その後、Ｗ２３をエッチバック
してコンタクト孔６に埋め込まれたＷプラグ２３を形成
する。続いて、ＣＶＤ酸化膜２６の一部をエッチング除
去し、パッドベッド層５の一部を開孔する。次に、下か
らＴｉ／ＴｉＮの構成を有する積層バリアメタル２５と
Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ１２とからなる積層配線を形成する
（図３７（ｂ））。この後、トップバッシベーション膜
１３を堆積し、この膜を開孔してボンディングパッド部
３０を形成後、アセンブリ工程で、リード線１４をボン
ディングパッド部３０上に圧着する（図３８）。堆積し
たＷ２３をエッチバックする際、パッドベッド層５は、
Ｗとエッチングレートの大きく異なるＣＶＤ酸化膜２６
で保護されており、パッドベッド層５がエッチングされ
るのを回避している。また、ボンディングパッド部３０
において、積層配線のＴｉは、パッドベッド層５と接触
しており、膜剥がれの発生を防止できる。
【００３４】ついで、図３９を参照して実施例２１につ
いて説明する。前の実施例２０において、パッドベッド
層５の被覆膜としてボロンを含んでいないＣＶＤ酸化膜
を用いている場合にはボンディングパッド部３０でパッ
ドベッド層５を露呈させず、被覆膜で覆ったままでも、
膜剥がれの発生を回避できる。この実施例に於いても前
記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００３５】ついで、図４０を参照して実施例２２を説
明する。実施例２０および２１においては、Ｗ２３をエ
ッチバックするとき、パッドベッド層５の側面は露呈さ
れている。エッチバックを異方性エッチング法で行う場
合は、パッドベッド層の側面が露呈していても、エッチ
ングされることはない。一方、等方性エッチング法を用
いる場合は、露呈しているパッドベッド層５の側面が侵
食される。一般には、パッドベッド領域は、デザインル
ールがゆるいため、あらかじめ、加工変換差を考慮にい
れておけば問題にならない場合が多いが、Ｗを堆積する
前に酸化工程によりパッドベッド層５の側面露呈部を酸
化しておくと良い。酸化後は前の実施例２０（実施例２
１に対応する図面は省略）と同一の方法により作る（図
４０）。
【００３６】以上、各実施例のうち実施例１０〜実施例
２２には、パッドベッド層に各種の材料を用いた被覆膜
が施されている。この被覆膜は、コンタクト孔に埋設さ
れるコンタクトプラグを形成する場合において、コンタ
クトプラグ材料がすでに形成されているパッドベッド層
に付着してそれを取り除く作業が追加されるのを防ぐの
が１つの存在理由である。そのためにコンタクトプラグ
とパッドベッド層とが別々の工程で形成される実施例に
適用されている。この被覆膜には、パッドベッド層の付
着強度を高めるという別の存在理由がある。したがっ
て、この点ではコンタクトプラグとパッドベッド層の形
成が別々の工程でも同一の工程でも関係なく適用でき
る。パッドベッドは、配線とその下のボロンを含む絶縁
膜との反応を阻止するために存在するが、その絶縁膜と
パッドベッドとの接合力が材料によっては劣る場合があ
る。ＣｕやＡｌなどの金属などが接合性がとくに悪いの
で、実施例１〜実施例２に示すような、工程を省略する
ためにコンタクトプラグとパッドベッドとを同一工程で
行う場合にその接合性の悪さが障害になることがある。
この被覆膜は、この接合力を保証するものでパッドベッ
ドの付着力を著しく増大させる。材料としてはＣＶＤ酸
化膜（ＳｉＯ2 ）膜が適当であり、その他に、熱酸化膜
や弗酸の酸化珪素過飽和溶液からの析出反応により形成
される酸化珪素膜（ＬＰＤ酸化膜）などがある。この被
覆膜を、例えば、Ｃｕパッドベッドに適用すれば、コン
タクト材料に低抵抗材料として有望なＣｕを用いること
ができるので、将来の配線材料に適用することができる
ようになる。この他に、純粋な単結晶ＡｌやＷにも適用
可能である。
【００３７】また、実施例６〜実施例９には、ポリシリ
コンなどのバッファ層が形成されている。これは、リ−
ド線をボンディングパッド部３０にボンデイングする際
に、絶縁膜に力が加わり、クラックが生ずる事がある
が、このバッファ層がこの力を緩和する。バッファ層
は、どの実施例においてもゲ−ト電極を形成する工程に
おいてそのダミ−層を利用する。したがって、フィ−ル
ド酸化膜上にこのダミ−層を形成することもある。いず
れにしても、このバッファ層は、ボロンを含む絶縁膜に
埋設されており、とくに上記実施例では、いずれも、前
記絶縁層に埋設されたパッドベッド層と直接接触してい
る。しかし、図４１に示す実施例２３のように、パッド
ベッド層５がＢＰＳＧ絶縁膜４の上に形成されていてポ
リシリコンバッファ層２０とは離れている場合もある。
従って、前述の実施例において、図中ポリシリコンバッ
ファ層が記述されていないものでも、図４１の様にバッ
ファ層が形成されている場合もあり得る。今までは、バ
ッファ層形成には、ゲート電極の形成と同時に加工する
場合について説明したが、半導体基板上の他の部分を形
成するときにバッファ層を同時に加工することも当然可
能である。また、本発明の半導体集積回路装置は、ロジ
ック、メモリなどの不揮発性デバイスに適しているが、
これに限されるものではないことは勿論である。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、半導体集積回路装置の
コンタクト孔などへのコンタクトプラグをボンディング
パッド部でのパッドベッド層として併用するので、パッ
ドベッド層を新たに堆積する工程を増やすことを必要と
しないでボンディングパッド部でのボンディング剥がれ
を防止できる。また、被覆膜をパッドベッド層に形成す
ることによって、ＢＰＳＧ絶縁膜とその上に形成された
パッドベッド層との密着力を大きくすることができる。
さらに、ＢＰＳＧ膜のコンタクト孔へコンタクトプラグ
を導入した際に、コンタクトプラグとパッドベッド層の
接触を防止することができるので、製造工程が容易にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体集積回路装置の
断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体集積回路装置の
製造工程断面図。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体集積回路装置の
製造工程断面図。
【図４】本発明の実施例２に係る半導体集積回路装置の
製造工程断面図。
【図５】本発明の実施例２に係る半導体集積回路装置の
断面図。
【図６】本発明の実施例３に係る半導体集積回路装置の
製造工程断面図。
【図７】本発明の実施例３に係る半導体集積回路装置の
断面図。
【図８】本発明の実施例４に係る半導体集積回路装置の
製造工程断面図。
【図９】本発明の実施例４に係る半導体集積回路装置の
断面図。
【図１０】本発明の実施例５に係る半導体集積回路装置
の断面図。
【図１１】本発明の実施例６に係る半導体集積回路装置
の製造工程断面図。
【図１２】本発明の実施例６に係る半導体集積回路装置
の断面図。
【図１３】本発明の実施例７に係る半導体集積回路装置
の製造工程断面図。
【図１４】本発明の実施例７に係る半導体集積回路装置
の断面図。
【図１５】本発明の実施例８に係る半導体集積回路装置
の断面図。
【図１６】本発明の実施例９に係る半導体集積回路装置
の製造工程断面図。
【図１７】本発明の実施例９に係る半導体集積回路装置
の断面図。
【図１８】本発明の実施例１０に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図１９】本発明の実施例１０に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図２０】本発明の実施例１０に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図２１】本発明の実施例１１に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図２２】本発明の実施例１１に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図２３】本発明の実施例１２に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図２４】本発明の実施例１２に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図２５】本発明の実施例１３に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図２６】本発明の実施例１４に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図２７】本発明の実施例１４に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図２８】本発明の実施例１４に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図２９】本発明の実施例１５に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３０】本発明の実施例１６に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図３１】本発明の実施例１６に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３２】本発明の実施例１７に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３３】本発明の実施例１８に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図３４】本発明の実施例１８に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３５】本発明の実施例１９に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３６】本発明の実施例２０に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図３７】本発明の実施例２０に係る半導体集積回路装
置の製造工程断面図。
【図３８】本発明の実施例２０に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図３９】本発明の実施例２１に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図４０】本発明の実施例２２に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図４１】本発明の実施例２３に係る半導体集積回路装
置の断面図。
【図４２】従来例に係る半導体集積回路装置の断面図。
【図４３】従来例に係る半導体集積回路装置の製造工程
断面図。
【図４４】従来例に係る半導体集積回路装置およびその
製造工程断面図。
【図４５】従来例に係る半導体集積回路装置の製造工程
断面図。
【符号の説明】
１ シリコン基板 ２ ゲート電極 ３ Ｎ＋拡散領域 ４ ＢＰＳＧ絶縁層 ５ パッドベッド層 ６ コンタクト孔 ７ ポリシリコン膜 ８ ポリシリコン膜 ９ ポリシリコン膜 １０ Ｔｉ配線 １１ ＴｉＮ配線 １２ Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ配線 １３ トップパッシベーション膜 １４ リード線 １５ Ｗ １６ タングステンシリサイド １７ リンドープシリコン １８ Ｔｉ １９ チタンシリサイド ２０ バッファ層 ２１ シリコン酸化膜 ２２ ＢＰＳＧ膜 ２３ コンタクトプラグ ２４ パッドベッド開孔部 ２５ ＴｉＮ／Ｔｉ配線 ２６ ＣＶＤ酸化膜 ２７ 熱酸化膜 ３０ 配線のボンデイングパッド部 ３１ Ｐ＋拡散領域

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 半導体基板と、 前記半導体基板上に形成されたボロンを含む絶縁膜と、 前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこの絶縁膜に形成し
    た溝内に設けられたパッドベッド層と、 前記ボロンを含む絶縁膜に形成されたコンタクト孔と、 前記コンタクト孔内に埋設され、少なくとも一部が前記
    パッドベッド層と同じ材料からなるコンタクトプラグ
    と、 前記ボロンを含む絶縁膜上に形成され、前記パッドベッ
    ド層の上に配置されているボンディングパッド部を有
    し、前記コンタクトプラグと接触している配線とを備え
    ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  2. 【請求項２】 半導体基板と、 前記半導体基板上に形成されたボロンを含む絶縁膜と、 前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこの絶縁膜に形成し
    た溝内に設けられたパッドベッド層と、 前記パッドベッド層を被覆する被覆膜と、 前記ボロンを含む絶縁膜に形成されたコンタクト孔と、 前記コンタクト孔に埋設されたコンタクトプラグと、 前記ボロンを含む絶縁膜上に形成され、前記パッドベッ
    ド層の上に配置されているボンディングパッド部を有
    し、前記コンタクトプラグと接触している配線とを備え
    ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
  3. 【請求項３】 前記配線は、ボロンと反応して安定な生
    成物を形成する材料から構成されているか、またはその
    最下層が前記材料からなる２層以上の積層構造を有して
    いることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
    半導体集積回路装置。
  4. 【請求項４】 前記パッドベッド層は、ポリシリコン、
    ＷやＭｏ等の高融点金属、前記高融点金属の珪化物、前
    記高融点金属の窒化物、Ｃｕ、Ａｌから選ばれてなるか
    またはこれらを積層してなる構造を有していることを特
    徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体集積回
    路装置。
  5. 【請求項５】 前記パッドベッド層の下に配置するよう
    に前記ボロンを含む絶縁膜にバッファ層を埋設したこと
    を特徴とする請求項１または請求項２に記載の半導体集
    積回路装置。
  6. 【請求項６】 半導体基板上にボロンを含む絶縁膜を形
    成する工程と、 前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程
    と、 前記ボロンを含む絶縁膜全面に導電膜を形成し、この導
    電膜をエッチングすることによって、前記ボロンを含む
    絶縁膜上またはこの絶縁膜に設けた溝内および前記コン
    タクト孔内にそれぞれパッドベッド層とコンタクトプラ
    グとを形成する工程と、 前記ボロンを含む絶縁膜上に、前記パッドベッド層の上
    に配置されているボンディングパッド部を有し、前記コ
    ンタクトプラグと接触する配線を形成する工程とを備え
    ていることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
    法。
  7. 【請求項７】 半導体基板上にボロンを含む絶縁膜を形
    成する工程と、 前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこの絶縁膜に形成し
    た溝内にパッドベッド層を形成する工程と、 前記パッドベッド層を被覆する被覆膜を形成する工程
    と、 前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程
    と、 前記コンタクト孔内にコンタクトプラグを埋設する工程
    と、 前記パッドベッド層の上に配置されているボンディング
    パッド部を有し、かつ前記コンタクトプラグと接触して
    いる配線を前記ボロンを含む絶縁膜上に形成する工程と
    を備えていることを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
  8. 【請求項８】 前記被覆膜は、コンタクトプラグを形成
    した後、少なくとも一部はパッドベッド層上から取り除
    いてしまうことを特徴とする請求項７に記載の半導体集
    積回路装置の製造方法。
  9. 【請求項９】半導体基板に導電膜を形成し、この導電膜
    をエッチングすることによって、この半導体基板の素子
    領域に配置されたゲ−ト電極と、バッファ層を形成する
    工程と、 前記半導体基板にボロンを含む絶縁膜を形成し、前記ゲ
    −ト電極と前記バッファとをこの絶縁膜に埋設する工程
    と、 前記ボロンを含む絶縁膜の上またはこの絶縁膜に形成し
    た溝内もしくはこの絶縁膜に貫通孔を形成し、この貫通
    孔内で前記バッファ層と直接接するようにパッドベッド
    層を形成する工程と、 前記ボロンを含む絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程
    と、 前記コンタクト孔内にコンタクトプラグを埋設する工程
    と、 前記パッドベッド層の上に配置されているボンディング
    パッド部を有し、かつ前記コンタクトプラグと接触して
    いる配線を前記ボロンを含む絶縁膜上に形成する工程と
    を備えていることを特徴とする半導体集積回路装置の製
    造方法。
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