JPH0618236B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
半導体素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH0618236B2 JPH0618236B2 JP16248787A JP16248787A JPH0618236B2 JP H0618236 B2 JPH0618236 B2 JP H0618236B2 JP 16248787 A JP16248787 A JP 16248787A JP 16248787 A JP16248787 A JP 16248787A JP H0618236 B2 JPH0618236 B2 JP H0618236B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- etching
- interlayer insulating
- hydrofluoric acid
- insulating film
- square
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Weting (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体素子の製造方法、特に配線用金属膜を
堆積する前の層間絶縁の前処理方法の改良技術に関す
る。
堆積する前の層間絶縁の前処理方法の改良技術に関す
る。
〔従来の技術〕 従来、半導体素子において金属膜配線下の層間絶縁膜上
に該金属膜を堆積させる前の前処理としてコンタクトホ
ール部の自然酸化膜を除去するため、弗酸と純水を１：
10または１：20などの割合とした希弗酸溶液がエッチン
グ液として使用されていた。
に該金属膜を堆積させる前の前処理としてコンタクトホ
ール部の自然酸化膜を除去するため、弗酸と純水を１：
10または１：20などの割合とした希弗酸溶液がエッチン
グ液として使用されていた。
しかしながら、最近では、半導体素子の高密度化および
高速化の要求に対して多結晶シリコン配線の多量化とパ
ターン幅の縮小化が行れ、そのために膜厚とパターン幅
との比であるアスペクト比が大きくなり、その結果とし
て半導体素子表面の平坦度が失われてきている。このた
め、金属膜配線下の層間絶縁膜の平坦化を実現すること
によって金属配線の断線の回避などの信頼性の向上をは
かることが必要になっている。
高速化の要求に対して多結晶シリコン配線の多量化とパ
ターン幅の縮小化が行れ、そのために膜厚とパターン幅
との比であるアスペクト比が大きくなり、その結果とし
て半導体素子表面の平坦度が失われてきている。このた
め、金属膜配線下の層間絶縁膜の平坦化を実現すること
によって金属配線の断線の回避などの信頼性の向上をは
かることが必要になっている。
この層間絶縁膜としては減圧ＣＶＤ及び常圧ＣＶＤによ
る低温酸化膜が使用されており、その平坦化を実現する
ため数モル％のリンがドーピングされている。そして、
この高濃度のリンを含む酸化膜を高温でアニーリングす
ることによってリフローさせ、表面の平坦化を実現して
いる。通常、このように平坦化された高濃度リンガラス
にコンタクトホールにあけた後、金属膜（この場合はＡ
ｌ合金）堆積前に前処理としてエッチングを行うが、半
導体素子の高密度化および縮小化の結果としてコンタク
トホールが微細化される（１〜1.2 μｍ角）と、安定な
コンタクト抵抗を得るためにコンタクトホール上の自然
酸化膜を充分に除去する必要が出てくる。
る低温酸化膜が使用されており、その平坦化を実現する
ため数モル％のリンがドーピングされている。そして、
この高濃度のリンを含む酸化膜を高温でアニーリングす
ることによってリフローさせ、表面の平坦化を実現して
いる。通常、このように平坦化された高濃度リンガラス
にコンタクトホールにあけた後、金属膜（この場合はＡ
ｌ合金）堆積前に前処理としてエッチングを行うが、半
導体素子の高密度化および縮小化の結果としてコンタク
トホールが微細化される（１〜1.2 μｍ角）と、安定な
コンタクト抵抗を得るためにコンタクトホール上の自然
酸化膜を充分に除去する必要が出てくる。
ここで、例示のためＨＦ：Ｈ２Ｏ＝１：20の希弗酸溶液
を用いてリンガラス及び熱酸化膜をエッチングした場合
のエッチング速度の結果をそれぞれ第１図および第２図
に示す。また、これと同じ希弗酸溶液を用いて得られた
Ａｌ−Ｎ+Ｓｉ1.2 μｍ角および1.6 μｍ角コンタクト
抵抗値とエッチング時間との関係をそれぞれ第３図およ
び第４図として示す。1.6 μｍ角コンタクトホールでは
コンタクト抵抗はエッチング時間によって大きく変化し
ないが 1.2μｍ角のコンタクトホールでは、エッチング
時間が15秒から60秒に増加するとコンタクト抵抗が約30
％低減する。
を用いてリンガラス及び熱酸化膜をエッチングした場合
のエッチング速度の結果をそれぞれ第１図および第２図
に示す。また、これと同じ希弗酸溶液を用いて得られた
Ａｌ−Ｎ+Ｓｉ1.2 μｍ角および1.6 μｍ角コンタクト
抵抗値とエッチング時間との関係をそれぞれ第３図およ
び第４図として示す。1.6 μｍ角コンタクトホールでは
コンタクト抵抗はエッチング時間によって大きく変化し
ないが 1.2μｍ角のコンタクトホールでは、エッチング
時間が15秒から60秒に増加するとコンタクト抵抗が約30
％低減する。
また、リンガラスを2000Å以上エッチングするとリンガ
ラスの表面のリフロー部が除去され、リフロー効果がな
くなることがわかっている。
ラスの表面のリフロー部が除去され、リフロー効果がな
くなることがわかっている。
以上の結果から、次のことが明らかとなる。即ち、Ｈ
Ｆ：Ｈ２Ｏ＝１：20の希弗酸溶液で60秒エッチングした
場合には熱酸化膜は200 〜250 Å程度除去されるが、リ
ンガラスは4000〜5000Å程度除去される。しかし、上記
のようにリンガラスの除去量として2000Åが上限となっ
ているので、安全を見込んで1500Å程度除去した場合、
15秒までエッチングすることができる。しかしながら、
この場合に、 1.2μｍ角のコンタクトホールではコンタ
クト抵抗が30％程度高くなる。
Ｆ：Ｈ２Ｏ＝１：20の希弗酸溶液で60秒エッチングした
場合には熱酸化膜は200 〜250 Å程度除去されるが、リ
ンガラスは4000〜5000Å程度除去される。しかし、上記
のようにリンガラスの除去量として2000Åが上限となっ
ているので、安全を見込んで1500Å程度除去した場合、
15秒までエッチングすることができる。しかしながら、
この場合に、 1.2μｍ角のコンタクトホールではコンタ
クト抵抗が30％程度高くなる。
したがって、層間絶縁膜として用いられた高濃度リンガ
ラスの前処理エッチングに際して、該層間絶縁膜の平坦
性を失わせずかつ微小コンタクト抵抗を充分に低くさせ
るような前処理用エッチング液が望まれていた。
ラスの前処理エッチングに際して、該層間絶縁膜の平坦
性を失わせずかつ微小コンタクト抵抗を充分に低くさせ
るような前処理用エッチング液が望まれていた。
しかして、本発明は、金属膜配線下の層間絶縁膜として
高濃度リンガラスを用いた半導体素子において該層間絶
縁膜の平坦性を確保しかつ微小コンタクトでの安定した
低抵抗を得るのを可能とする前処理用エッチング液を使
用する半導体素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
高濃度リンガラスを用いた半導体素子において該層間絶
縁膜の平坦性を確保しかつ微小コンタクトでの安定した
低抵抗を得るのを可能とする前処理用エッチング液を使
用する半導体素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
上記の目的は、本発明によって解決される。
要約すれば、本発明は、金属膜配線下の層間絶縁膜とし
てリン濃度が５モル％以上の高濃度リンガラスを用いた
半導体素子を製造するにあたり、該層間絶縁膜上に金属
膜を堆積する前の前処理用エッチング液としてＨＦ対Ｎ
Ｈ４Ｆの比が50以上の緩衝弗酸を使用して該層間絶縁膜
に設けられたコンタクトホールの自然酸化膜エッチング
量対高濃度リンガラスエッチング量の比が５以内である
ようにしたことを特徴とする半導体素子の製造方法であ
る。
てリン濃度が５モル％以上の高濃度リンガラスを用いた
半導体素子を製造するにあたり、該層間絶縁膜上に金属
膜を堆積する前の前処理用エッチング液としてＨＦ対Ｎ
Ｈ４Ｆの比が50以上の緩衝弗酸を使用して該層間絶縁膜
に設けられたコンタクトホールの自然酸化膜エッチング
量対高濃度リンガラスエッチング量の比が５以内である
ようにしたことを特徴とする半導体素子の製造方法であ
る。
本発明の方法では、層間絶縁膜として高濃度リンガラス
を用いる半導体素子において、金属膜の堆積前の前処理
用エッチング液として弗酸対弗化アンモニウムが１：50
以上の比の緩衝弗酸を用いることによって、微小なコン
タクトホール（１〜1.5 μｍ角）で安定した低抵抗を得
ることが可能な自然酸化膜エッチング量である 200〜 2
50Åを確保しても、リンガラスエッチング量が1000Å程
度であり、したがって層間絶縁膜の平坦性を確保できる
とともに、金属膜配線の断線及び断差部での金属エッチ
ング残りによる導通を防止することができる。
を用いる半導体素子において、金属膜の堆積前の前処理
用エッチング液として弗酸対弗化アンモニウムが１：50
以上の比の緩衝弗酸を用いることによって、微小なコン
タクトホール（１〜1.5 μｍ角）で安定した低抵抗を得
ることが可能な自然酸化膜エッチング量である 200〜 2
50Åを確保しても、リンガラスエッチング量が1000Å程
度であり、したがって層間絶縁膜の平坦性を確保できる
とともに、金属膜配線の断線及び断差部での金属エッチ
ング残りによる導通を防止することができる。
以下、本発明の方法を実施例によって説明する。
ここでは、ＭＯＳ形ＦＥＴについて本発明の方法を適用
した場合を例示する。第５図にＡｌ合金堆積前のＭＯＳ
形ＦＥＴの断面構造を示す。第５図において、１はｎ型
Ｓｉ基板、２はフィールド酸化膜、３はｎ＋領域、４は
ゲート酸化膜、５は多結晶Ｓｉ、６は層間絶縁膜として
のリンガラスである。第５図に示したＭＯＳ形ＦＥＴの
状態は、層間絶縁膜としてリン濃度７モル％のリンガラ
スを１μｍの膜厚で堆積させ、次いで950 ℃にてＰＯＣ
ｌ３ガスによるドーピングを行ってリンガラスの表面を
更に高リン濃度にし、リフローを起こし易くした後、リ
ンガラスの平坦化を行い、次いでコンタクトホールの窓
開きにしたときのものである。
した場合を例示する。第５図にＡｌ合金堆積前のＭＯＳ
形ＦＥＴの断面構造を示す。第５図において、１はｎ型
Ｓｉ基板、２はフィールド酸化膜、３はｎ＋領域、４は
ゲート酸化膜、５は多結晶Ｓｉ、６は層間絶縁膜として
のリンガラスである。第５図に示したＭＯＳ形ＦＥＴの
状態は、層間絶縁膜としてリン濃度７モル％のリンガラ
スを１μｍの膜厚で堆積させ、次いで950 ℃にてＰＯＣ
ｌ３ガスによるドーピングを行ってリンガラスの表面を
更に高リン濃度にし、リフローを起こし易くした後、リ
ンガラスの平坦化を行い、次いでコンタクトホールの窓
開きにしたときのものである。
上記のような層間絶縁膜についてＡｌ合金堆積前の前処
理として、緩衝弗酸によるエッチングを行う。
理として、緩衝弗酸によるエッチングを行う。
ここで、ＨＦ対ＮＨ４Ｆが１：50である緩衝弗酸を用い
てリンガラスおよび熱酸化膜をエッチングして得られた
エッチング速度をそれぞれ第６図および第７図として示
す。
てリンガラスおよび熱酸化膜をエッチングして得られた
エッチング速度をそれぞれ第６図および第７図として示
す。
さらに、比較のために、下記のような２種の弗酸エッチ
ング液を用いてエッチングをした後の1.2μｍ角、 1.4
μｍ角および 1.6μｍ角コンタクトホールのコンタクト
抵抗を測定した。
ング液を用いてエッチングをした後の1.2μｍ角、 1.4
μｍ角および 1.6μｍ角コンタクトホールのコンタクト
抵抗を測定した。
（１）希弗酸溶液 ＨＦ対Ｈ２Ｏ＝１：20 エッチング時間 15秒 エッチング量 熱酸化膜 50Å リンガラス 1500Å （２）緩衝弗酸 ＨＦ対ＮＨ４Ｆ＝１：50 エッチング時間 120秒 エッチング量 自然酸化膜 250Å リンガラス 1000Å なお、リンガラスを2000Å以上エッチングすると平坦性
が悪くなるため、安全を見込んでエッチング量を1000〜
1500Åとした。
が悪くなるため、安全を見込んでエッチング量を1000〜
1500Åとした。
以上の測定で得られたコンタクト抵抗の効果のうち、1.
2 μｍ角コンタクトホールのものを第８図に、1.4 μｍ
角コンタクトホールのものを第９図に、1.6 μｍ角コン
タクトホールのものを第10図にそれぞれ示す。
2 μｍ角コンタクトホールのものを第８図に、1.4 μｍ
角コンタクトホールのものを第９図に、1.6 μｍ角コン
タクトホールのものを第10図にそれぞれ示す。
1.6 μｍ角、1.4 μｍ角および1.2 μｍ角のＮ型Ｓｉコ
ンタクトとのコンタクト抵抗値を比較すると、1.6 μｍ
角と1.4μｍ角との間では差がないが、1.2 μｍ角では
緩衝弗酸を用いた場合の方が抵抗値が小さくなってい
る。
ンタクトとのコンタクト抵抗値を比較すると、1.6 μｍ
角と1.4μｍ角との間では差がないが、1.2 μｍ角では
緩衝弗酸を用いた場合の方が抵抗値が小さくなってい
る。
このように、緩衝弗酸を使用することにより、自然酸化
膜エッチング量とリンガラスエッチング量の比を５以内
にできる。また、素子表面の平坦性についても問題がな
かった。
膜エッチング量とリンガラスエッチング量の比を５以内
にできる。また、素子表面の平坦性についても問題がな
かった。
本発明によれば、層間絶縁膜としてリン濃度７モル％以
上の高濃度リンガラスを用いた場合に、金属膜堆積前の
前処理エッチング液として緩衝弗酸を使用することによ
りコンタクトホール部の自然酸化膜エッチング量とリン
ガラスエッチング量の比を５以内にすることができるの
で、微小コンタクトホールでも安定な低抵抗が得られ、
かつ、素子平面の平坦性も損なうことがない半導体素子
の製造方法が得られる。
上の高濃度リンガラスを用いた場合に、金属膜堆積前の
前処理エッチング液として緩衝弗酸を使用することによ
りコンタクトホール部の自然酸化膜エッチング量とリン
ガラスエッチング量の比を５以内にすることができるの
で、微小コンタクトホールでも安定な低抵抗が得られ、
かつ、素子平面の平坦性も損なうことがない半導体素子
の製造方法が得られる。
第１図は、従来技術の希弗酸溶液（ＨＦ：Ｈ2Ｏ＝１：2
0）によるリンガラスのエッチング速度を示すグラフで
ある。第２図は上記と同じ希弗酸溶液による熱酸化膜の
エッチング速度を示すグラフである。第３図は、上記と
同じ希弗酸溶液でエッチングしたときのＡｌ−Ｎ＋Ｓｉ
1.2μｍ角コンタクト抵抗の変化を示すグラフである。
第４図は、上記と同じ希弗酸溶液でエッチングしたとき
のＡｌ−Ｎ+Ｓｉ1.6 μｍ角コンタクト抵抗を示すグラ
フである。第５図はＡｌ合金堆積前のＭＯＳ形ＦＥＴの
断面構造図である。第６図は、本発明の緩衝弗酸（Ｈ
Ｆ：ＮＨ４Ｆ＝１：50）によるリンガラスのエッチング
速度を示すグラフである。第７図は、上記と同じ緩衝弗
酸による熱酸化膜のエッチング速度を示すグラフであ
る。第８、９図および10図は、２種の弗酸溶液（ＨＦ：
Ｈ２Ｏ＝１：20およびＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：50）をエッ
チング液として比較したときのＡｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.2μｍ
角コンタクト抵抗、Ａｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.4μｍ角コンタク
ト抵抗およびＡｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.6μｍ角コンタクト抵抗
をそれぞれ示すグラフである。 １……ｎ型Ｓｉ基板、２……フィールド酸化膜、 ３……ｎ＋領域、４……ゲート酸化膜、 ５……多結晶Ｓｉ、 ６……層間絶縁膜としてのリンガラス。
0）によるリンガラスのエッチング速度を示すグラフで
ある。第２図は上記と同じ希弗酸溶液による熱酸化膜の
エッチング速度を示すグラフである。第３図は、上記と
同じ希弗酸溶液でエッチングしたときのＡｌ−Ｎ＋Ｓｉ
1.2μｍ角コンタクト抵抗の変化を示すグラフである。
第４図は、上記と同じ希弗酸溶液でエッチングしたとき
のＡｌ−Ｎ+Ｓｉ1.6 μｍ角コンタクト抵抗を示すグラ
フである。第５図はＡｌ合金堆積前のＭＯＳ形ＦＥＴの
断面構造図である。第６図は、本発明の緩衝弗酸（Ｈ
Ｆ：ＮＨ４Ｆ＝１：50）によるリンガラスのエッチング
速度を示すグラフである。第７図は、上記と同じ緩衝弗
酸による熱酸化膜のエッチング速度を示すグラフであ
る。第８、９図および10図は、２種の弗酸溶液（ＨＦ：
Ｈ２Ｏ＝１：20およびＨＦ：ＮＨ４Ｆ＝１：50）をエッ
チング液として比較したときのＡｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.2μｍ
角コンタクト抵抗、Ａｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.4μｍ角コンタク
ト抵抗およびＡｌ−Ｎ+Ｓｉ 1.6μｍ角コンタクト抵抗
をそれぞれ示すグラフである。 １……ｎ型Ｓｉ基板、２……フィールド酸化膜、 ３……ｎ＋領域、４……ゲート酸化膜、 ５……多結晶Ｓｉ、 ６……層間絶縁膜としてのリンガラス。
Claims (1)
- 【請求項１】金属膜配線下の層間絶縁膜としてリン濃度
が５モル％以上の高濃度リンガラスを用いた半導体素子
を製造するにあたり、該層間絶縁膜上に金属膜を堆積す
る前の前処理用エッチング液としてＨＦ対ＮＨ４Ｆの比
が50以上の緩衝弗酸を使用して該層間絶縁膜に設けられ
たコンタクトホール部の自然酸化膜エッチング量対高濃
度リンガラスエッチング量の比を５以内であるようにし
たことを特徴とする半導体素子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16248787A JPH0618236B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16248787A JPH0618236B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS649641A JPS649641A (en) | 1989-01-12 |
| JPH0618236B2 true JPH0618236B2 (ja) | 1994-03-09 |
Family
ID=15755548
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16248787A Expired - Lifetime JPH0618236B2 (ja) | 1987-07-01 | 1987-07-01 | 半導体素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0618236B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5470986A (en) * | 1994-06-27 | 1995-11-28 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Imidazolium hardeners for hydrophilic colloid |
| KR100518228B1 (ko) | 2003-05-21 | 2005-10-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 제조방법 |
-
1987
- 1987-07-01 JP JP16248787A patent/JPH0618236B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS649641A (en) | 1989-01-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3128811B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| US5084416A (en) | Method of forming a low resistance contact by forming a contact hole within a recess | |
| US4692786A (en) | Semi-conductor device with sandwich passivation coating | |
| JPH05243579A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0618236B2 (ja) | 半導体素子の製造方法 | |
| US4871617A (en) | Ohmic contacts and interconnects to silicon and method of making same | |
| JP2799566B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6364904B2 (ja) | ||
| JPS633436A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS59148350A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2504587B2 (ja) | 半導体集積回路の製造方法 | |
| JPS6231492B2 (ja) | ||
| JP3158486B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS6131616B2 (ja) | ||
| JPS6120154B2 (ja) | ||
| JPS5826660B2 (ja) | タコウシツシリコンノセイゾウホウホウ | |
| JP2664458B2 (ja) | 素子分離方法 | |
| JPS61214536A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS58106847A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH01200651A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS5968950A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH02268426A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPS60153147A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0441510B2 (ja) | ||
| JPH11354626A (ja) | 半導体素子の素子分離方法及び半導体装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080309 Year of fee payment: 14 |