JPH06101467B2 - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
- Publication number
- JPH06101467B2 JPH06101467B2 JP30207686A JP30207686A JPH06101467B2 JP H06101467 B2 JPH06101467 B2 JP H06101467B2 JP 30207686 A JP30207686 A JP 30207686A JP 30207686 A JP30207686 A JP 30207686A JP H06101467 B2 JPH06101467 B2 JP H06101467B2
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- aluminum alloy
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、多層配線及び配線層を有する半導体集積回路
装置、詳しくは、その表面保護膜に関するものである。
装置、詳しくは、その表面保護膜に関するものである。
従来の技術 近年、半導体集積回路装置の集積度の向上を図るため、
素子寸法の縮小と共に、配線の多層化が重要になってき
た。ゲートアレイ，スタンダードセルなどでは、２〜３
層のアルミニウム配線が用いられている。しかし、微細
な配線の多層化により、半導体装置の信頼性に関して問
題が起る。特に、半導体装置の表面形状や構造に影響を
受けやすい表面保護膜には、ピンホールや、マイクロク
ラックが起り、プラスティックパッケージに封止された
時、耐湿性などの問題が現れやすい。
素子寸法の縮小と共に、配線の多層化が重要になってき
た。ゲートアレイ，スタンダードセルなどでは、２〜３
層のアルミニウム配線が用いられている。しかし、微細
な配線の多層化により、半導体装置の信頼性に関して問
題が起る。特に、半導体装置の表面形状や構造に影響を
受けやすい表面保護膜には、ピンホールや、マイクロク
ラックが起り、プラスティックパッケージに封止された
時、耐湿性などの問題が現れやすい。
従来から実施されている半導体装置の表面保護膜につい
て、半導体装置の一部構造断面図を用いて説明する。第
３図はアルミニウム合金の配線部分の一部と、この部分
での表面保護膜の形状を示す構造断面図である。
て、半導体装置の一部構造断面図を用いて説明する。第
３図はアルミニウム合金の配線部分の一部と、この部分
での表面保護膜の形状を示す構造断面図である。
シリコン基板１の主面にリン珪酸ガラス膜２が堆積さ
れ、この上にアルミニウム合金からなる配線層３が形成
されている。本図ではシリコン基板１内に形成されてい
る素子は省略し、アルミニウム合金による配線部のみに
ついて記している。半導体装置の表面に、窒化珪素から
なる表面保護膜４が形成され、水分などによる外部から
の素子への影響が防止される。
れ、この上にアルミニウム合金からなる配線層３が形成
されている。本図ではシリコン基板１内に形成されてい
る素子は省略し、アルミニウム合金による配線部のみに
ついて記している。半導体装置の表面に、窒化珪素から
なる表面保護膜４が形成され、水分などによる外部から
の素子への影響が防止される。
このような従来方法では次のような問題がある。すなわ
ち、アルミニウム合金の配線の幅が細く、かつ配線間隔
が小さくなると、表面保護膜４が配線層の側面に均一に
形成されず、溝A,Bができ、アルミニウム合金の配線層
３の側壁の膜厚が極めて薄くなり、マイクロクラックや
ピンホールが発生し、装置の耐湿性低下の原因となる。
第３図の例では、配線層３の幅が1.2ミクロン，配線間
隔1.0ミクロン，厚み1.0ミクロンであり、表面保護膜４
は膜厚1.0ミクロンである。
ち、アルミニウム合金の配線の幅が細く、かつ配線間隔
が小さくなると、表面保護膜４が配線層の側面に均一に
形成されず、溝A,Bができ、アルミニウム合金の配線層
３の側壁の膜厚が極めて薄くなり、マイクロクラックや
ピンホールが発生し、装置の耐湿性低下の原因となる。
第３図の例では、配線層３の幅が1.2ミクロン，配線間
隔1.0ミクロン，厚み1.0ミクロンであり、表面保護膜４
は膜厚1.0ミクロンである。
表面保護膜４がプラズマ励起型気相成長法による窒化珪
素では図中、ａが1.0ミクロン、ｂが0.4ミクロン、配線
３の側壁の最も薄い部分で0.2ミクロンとなり、パッシ
ベーション効果が極めて弱い部分ができる。さらに、微
細なアルミニウム配線層の形成において、反応性イオン
エッチングが一般的に用いられるが、配線層の断面形状
は逆台形型となり、表面保護膜４のステップカバーはよ
り悪くなる。
素では図中、ａが1.0ミクロン、ｂが0.4ミクロン、配線
３の側壁の最も薄い部分で0.2ミクロンとなり、パッシ
ベーション効果が極めて弱い部分ができる。さらに、微
細なアルミニウム配線層の形成において、反応性イオン
エッチングが一般的に用いられるが、配線層の断面形状
は逆台形型となり、表面保護膜４のステップカバーはよ
り悪くなる。
表面保護膜４のステップカバーは、配線の多層化によ
り、半導体装置の表面の凹凸が大きくなると、より一層
悪くなり、表面保護膜４としての効果は小さくなる。
り、半導体装置の表面の凹凸が大きくなると、より一層
悪くなり、表面保護膜４としての効果は小さくなる。
例えば、アルミニウムの２層配線について、第４図に一
例を示す。本例では、第１層アルミニウム配線３まで
は、第３図の例とほぼ同一であるが、アルミニウム膜厚
0.8ミクロンとされている。第1,第２アルミニウム配線
間の層間絶縁膜５に第２層アルミニウム配線６が重な
る。第２層アルミニウム配線６は配線ピッチを大きくさ
れる。本図で明らかなように、配線によって生ずる溝C,
Dは、第３図に示した例より著しく深くなる。第１層ア
ルミニウムの配線ピッチが、幅1.2ミクロン，間隔1.2ミ
クロン、第２層アルミニウムが幅1.5ミクロン，間隔1.2
ミクロンであり、溝Ｃは約１μｍ、深さが２ミクロン近
いものになる。
例を示す。本例では、第１層アルミニウム配線３まで
は、第３図の例とほぼ同一であるが、アルミニウム膜厚
0.8ミクロンとされている。第1,第２アルミニウム配線
間の層間絶縁膜５に第２層アルミニウム配線６が重な
る。第２層アルミニウム配線６は配線ピッチを大きくさ
れる。本図で明らかなように、配線によって生ずる溝C,
Dは、第３図に示した例より著しく深くなる。第１層ア
ルミニウムの配線ピッチが、幅1.2ミクロン，間隔1.2ミ
クロン、第２層アルミニウムが幅1.5ミクロン，間隔1.2
ミクロンであり、溝Ｃは約１μｍ、深さが２ミクロン近
いものになる。
溝Ｄで幅0.5ミクロン以下のスリット状のスペースも部
分的に発生する。このような表面構造では、前例と同様
に表面保護膜のステップカバーは悪く、ピンホールも発
生しやすく、素子の耐湿性などに大きな影響がある。
分的に発生する。このような表面構造では、前例と同様
に表面保護膜のステップカバーは悪く、ピンホールも発
生しやすく、素子の耐湿性などに大きな影響がある。
以上のように従来例では、表面保護膜の効果が不充分で
あり、高密度の微細配線や、多層配線には装置の信頼性
上問題がある。
あり、高密度の微細配線や、多層配線には装置の信頼性
上問題がある。
発明が解決しようとする問題点 前記従来例による表面保護膜では、複雑な表面形状に対
し、ステップカバーが悪いため、ピンホールやマイクロ
クラックが起り、耐湿性などの装置の信頼性上大きな問
題となる。特に、配線の多層化，配線の微細化により、
この問題はより一層顕著である。
し、ステップカバーが悪いため、ピンホールやマイクロ
クラックが起り、耐湿性などの装置の信頼性上大きな問
題となる。特に、配線の多層化，配線の微細化により、
この問題はより一層顕著である。
表面保護膜がプラズマ励起型気相成長法による窒化珪素
膜、または他の気相成長法による二酸化珪素膜が単層ま
たは前記絶縁膜が多層膜で堆積しても、微細配線部での
表面保護膜のピンホール密度やマイクロクラックの防止
は困難である。
膜、または他の気相成長法による二酸化珪素膜が単層ま
たは前記絶縁膜が多層膜で堆積しても、微細配線部での
表面保護膜のピンホール密度やマイクロクラックの防止
は困難である。
以上のように、表面保護膜のピンホールやマイクロクラ
ックを減少し、耐湿性が良く、外からの影響を受けにく
い半導体装置の表面保護膜が要求される。
ックを減少し、耐湿性が良く、外からの影響を受けにく
い半導体装置の表面保護膜が要求される。
問題点を解決するための手段 本発明はアルミニウム合金の配線に直接、気相成長法に
よるリン珪酸ガラス膜を堆積したのち、塗布ガラス膜を
塗布し、最上層にプラズマ励起型気相成長法による窒化
珪素膜を堆積した三層膜構造からなる表面保護膜をそな
えた半導体集積回路装置である。
よるリン珪酸ガラス膜を堆積したのち、塗布ガラス膜を
塗布し、最上層にプラズマ励起型気相成長法による窒化
珪素膜を堆積した三層膜構造からなる表面保護膜をそな
えた半導体集積回路装置である。
作用 本発明によれば、微細なアルミニウム合金による配線ま
たは多層配線を有する半導体集積回路装置において、ア
ルミニウム合金による配線を形成した後、表面保護膜を
気相成長法によるリン珪酸ガラス膜を形成したのち、塗
布ガラス膜を塗布することにより平坦化し、こののちプ
ラズマ励起型気相成長法により窒化珪素膜を形成する三
層構造膜とすることにより、アルミニウム配線などによ
り形成された凹凸を滑らかな形状とし、特に窒化珪素膜
のステップカバーを向上し、表面保護膜のピンホールや
マイクロクラックの発生を防止することが可能である。
とりわけ、最上層の窒化珪素膜のステップカバーが、ア
ルミニウム合金の配線の寸法，密度，段差形状に殆んど
影響されないため、高密度の半導体集積回路装置に有効
である。
たは多層配線を有する半導体集積回路装置において、ア
ルミニウム合金による配線を形成した後、表面保護膜を
気相成長法によるリン珪酸ガラス膜を形成したのち、塗
布ガラス膜を塗布することにより平坦化し、こののちプ
ラズマ励起型気相成長法により窒化珪素膜を形成する三
層構造膜とすることにより、アルミニウム配線などによ
り形成された凹凸を滑らかな形状とし、特に窒化珪素膜
のステップカバーを向上し、表面保護膜のピンホールや
マイクロクラックの発生を防止することが可能である。
とりわけ、最上層の窒化珪素膜のステップカバーが、ア
ルミニウム合金の配線の寸法，密度，段差形状に殆んど
影響されないため、高密度の半導体集積回路装置に有効
である。
実施例 次に本発明に係る半導体集積回路装置の表面保護膜に関
し、図面を参照しながら説明する。
し、図面を参照しながら説明する。
第１図ａ〜ｄは本発明実施例の半導体集積回路装置を、
１層のアルミニウム合金の配線層のみを形成する場合の
製造工程順構造断面図で示したものである。まず、第１
図ａのように、シリコン基板１の主面に、リン珪酸ガラ
ス膜２を形成し、その上にシリコンを１％含むアルミニ
ウム合金からなる配線３を形成する。なお、線幅1.2ミ
クロン，配線間隔1.0ミクロン，膜厚1.0ミクロンであ
る。次に、第１図ｂのように、アルミニウム合金配線３
を気相成長法によるリン珪酸ガラス膜11（3wt％、リン
換算）で被膜する。これは、窒化珪素膜による応力の配
線への影響を緩和するため、及びシラノール化合物から
なる塗布ガラス膜12が直接アルミニウム合金配線３に接
触し、アルミ腐食などによる配線の欠損を防止するため
に用いる。リン珪酸ガラス膜11の膜厚は0.1ミクロン以
上あれば、前記目的の効果は認められる。ついで、第１
図ｃのように、リン珪酸ガラス膜11を堆積した後、塗布
回転法により、シラノール化合物を主成分とする塗布ガ
ラス膜12を塗布する。膜厚は配線上の部分12aで1.0ミク
ロン、配線間の部分12bでは約0.7ミクロンとなり、ほぼ
平坦化される。
１層のアルミニウム合金の配線層のみを形成する場合の
製造工程順構造断面図で示したものである。まず、第１
図ａのように、シリコン基板１の主面に、リン珪酸ガラ
ス膜２を形成し、その上にシリコンを１％含むアルミニ
ウム合金からなる配線３を形成する。なお、線幅1.2ミ
クロン，配線間隔1.0ミクロン，膜厚1.0ミクロンであ
る。次に、第１図ｂのように、アルミニウム合金配線３
を気相成長法によるリン珪酸ガラス膜11（3wt％、リン
換算）で被膜する。これは、窒化珪素膜による応力の配
線への影響を緩和するため、及びシラノール化合物から
なる塗布ガラス膜12が直接アルミニウム合金配線３に接
触し、アルミ腐食などによる配線の欠損を防止するため
に用いる。リン珪酸ガラス膜11の膜厚は0.1ミクロン以
上あれば、前記目的の効果は認められる。ついで、第１
図ｃのように、リン珪酸ガラス膜11を堆積した後、塗布
回転法により、シラノール化合物を主成分とする塗布ガ
ラス膜12を塗布する。膜厚は配線上の部分12aで1.0ミク
ロン、配線間の部分12bでは約0.7ミクロンとなり、ほぼ
平坦化される。
塗布ガラス膜には、気相成長法では入り難い狭い溝にも
入り込み、均一に形成される。塗布ガラス膜12は、リン
を２重量％含む。塗布後、徐々に焼きしめ、最終430℃
でガラス化される。次に、第１図ｄのように、プラズマ
励起型気相成長法により窒化珪素膜13を1.0ミクロン堆
積する。塗布ガラス膜12により溝が埋められ、平坦化さ
れるため、窒化珪素膜のピンホールや、溝の隅でのマイ
クロクラックは発生しにくい。窒化珪素膜の膜厚均一性
は良く、下地の段差部でのクラックは見られない。耐湿
性の面から、窒化珪素膜の膜厚は本構造の装置では0.4
ミクロンで効果がある。
入り込み、均一に形成される。塗布ガラス膜12は、リン
を２重量％含む。塗布後、徐々に焼きしめ、最終430℃
でガラス化される。次に、第１図ｄのように、プラズマ
励起型気相成長法により窒化珪素膜13を1.0ミクロン堆
積する。塗布ガラス膜12により溝が埋められ、平坦化さ
れるため、窒化珪素膜のピンホールや、溝の隅でのマイ
クロクラックは発生しにくい。窒化珪素膜の膜厚均一性
は良く、下地の段差部でのクラックは見られない。耐湿
性の面から、窒化珪素膜の膜厚は本構造の装置では0.4
ミクロンで効果がある。
次に、２層アルミニウム合金配線を有する半導体集積回
路装置についての実施例を第２図に示した。リン珪酸ガ
ラス膜２上に、第１アルミニウム合金配線３が配線幅1.
2ミクロン，間隔1.2ミクロンで形成される。層間絶縁膜
５が堆積され、第２アルミニウム合金配線６が同様に、
線幅1.5ミクロン，間隔1.2ミクロンで形成される。第1,
第２のアルミニウム合金配線の膜厚は、それぞれ１ミク
ロンであり、第２アルミニウム合金配線形成後の最も深
い溝は、幅１ミクロン以上、深さ約２ミクロンに達す
る。表面保護膜の第１層のリン珪酸ガラス膜21を0.2ミ
クロン堆積し、この上に塗布ガラス膜22を塗布，乾燥
し、溝を埋める。溝が埋められて滑らかにされた上に、
プラズマ励起型気相成長法により、窒化珪素膜23を0.5
ミクロン堆積する。窒化珪素膜23の表面の被覆均一性は
下地の凹凸の影響が塗布ガラス膜22の効果により、著し
く改善された。アルミニウム合金配線の形状により、表
面保護膜のピンホールやマイクロクラックの影響を受け
ることが極めて少ない。耐湿性は最上層の窒化珪素膜の
膜質，膜厚などによって決定され、アルミニウム合金配
線表面の凹凸によって影響を受けるが、塗布ガラス膜に
より、表面保護膜を３層構造とすることにより、このよ
うな下地パターン依存性をなくすることができた。
路装置についての実施例を第２図に示した。リン珪酸ガ
ラス膜２上に、第１アルミニウム合金配線３が配線幅1.
2ミクロン，間隔1.2ミクロンで形成される。層間絶縁膜
５が堆積され、第２アルミニウム合金配線６が同様に、
線幅1.5ミクロン，間隔1.2ミクロンで形成される。第1,
第２のアルミニウム合金配線の膜厚は、それぞれ１ミク
ロンであり、第２アルミニウム合金配線形成後の最も深
い溝は、幅１ミクロン以上、深さ約２ミクロンに達す
る。表面保護膜の第１層のリン珪酸ガラス膜21を0.2ミ
クロン堆積し、この上に塗布ガラス膜22を塗布，乾燥
し、溝を埋める。溝が埋められて滑らかにされた上に、
プラズマ励起型気相成長法により、窒化珪素膜23を0.5
ミクロン堆積する。窒化珪素膜23の表面の被覆均一性は
下地の凹凸の影響が塗布ガラス膜22の効果により、著し
く改善された。アルミニウム合金配線の形状により、表
面保護膜のピンホールやマイクロクラックの影響を受け
ることが極めて少ない。耐湿性は最上層の窒化珪素膜の
膜質，膜厚などによって決定され、アルミニウム合金配
線表面の凹凸によって影響を受けるが、塗布ガラス膜に
より、表面保護膜を３層構造とすることにより、このよ
うな下地パターン依存性をなくすることができた。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、多層配線により生じた
凹凸を埋め、滑らかな表面形状とすること及び多層構造
の表面保護膜とすることにより、表面保護膜のピンホー
ルやマイクロクラックなどの発生を防止し、耐湿性の向
上を図ることができる。
凹凸を埋め、滑らかな表面形状とすること及び多層構造
の表面保護膜とすることにより、表面保護膜のピンホー
ルやマイクロクラックなどの発生を防止し、耐湿性の向
上を図ることができる。
第１図ａ〜ｄは本発明実施例構造を製造工程で示した工
程順断面図、第２図は２層アルミニウム配線を有する別
の実施例半導体集積回路装置断面図、第３図，第４図は
各従来例半導体集積回路装置の構造断面図である。 3,6……アルミ配線、11……リン珪酸ガラス膜、12……
塗布ガラス膜、13……窒化珪素膜。
程順断面図、第２図は２層アルミニウム配線を有する別
の実施例半導体集積回路装置断面図、第３図，第４図は
各従来例半導体集積回路装置の構造断面図である。 3,6……アルミ配線、11……リン珪酸ガラス膜、12……
塗布ガラス膜、13……窒化珪素膜。
Claims (1)
- 【請求項１】アルミニウム合金の配線層上に直接、リン
珪酸ガラス膜を堆積し、この上に塗布ガラス膜を塗布
し、最上層に窒化珪素膜を堆積した三層膜をそなえたこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30207686A JPH06101467B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30207686A JPH06101467B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 半導体集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63155625A JPS63155625A (ja) | 1988-06-28 |
| JPH06101467B2 true JPH06101467B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=17904627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30207686A Expired - Fee Related JPH06101467B2 (ja) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06101467B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2518435B2 (ja) * | 1990-01-29 | 1996-07-24 | ヤマハ株式会社 | 多層配線形成法 |
| CA2017720C (en) * | 1990-05-29 | 1999-01-19 | Luc Ouellet | Sog with moisture-resistant protective capping layer |
| JPH04122026A (ja) * | 1990-09-13 | 1992-04-22 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1986
- 1986-12-18 JP JP30207686A patent/JPH06101467B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63155625A (ja) | 1988-06-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |