JPH09148436A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH09148436A
JPH09148436A JP7324094A JP32409495A JPH09148436A JP H09148436 A JPH09148436 A JP H09148436A JP 7324094 A JP7324094 A JP 7324094A JP 32409495 A JP32409495 A JP 32409495A JP H09148436 A JPH09148436 A JP H09148436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
metal wiring
film
insulating film
wiring layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP7324094A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ikuo Yoshihara
郁夫 吉原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP7324094A priority Critical patent/JPH09148436A/en
Publication of JPH09148436A publication Critical patent/JPH09148436A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device the load element of which has a stable resistance value and which has stable characteristics by preventing hydrogen, mobile ions, etc., from reaching the load element. SOLUTION: Since an Si3 N4 film 42 and Al wiring layers 48 and 52 in a scribe area 45 prevent hydrogen, mobile ions, etc., from reaching a polycrystalline Si layer 38 and an SiO2 film 35 is provided below the wiring layer 48 in the scribe area 45, an Si substrate 31 is not etched when a tungsten layer 47 which is formed for burying a contact area 44 is etched back and no step disconnection occurs in the wiring layers 48 and 52, because the level difference in the scribe area 45 becomes smaller.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体基板に
対するコンタクト領域が導電層で埋められ且つ負荷素子
が設けられている半導体装置及びその製造方法に関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a contact region with respect to a semiconductor substrate is filled with a conductive layer and a load element is provided, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】最小線幅が0.35μm程度と微細なS
RAMの商品需要としては、低消費電力型よりも高速動
作型が圧倒的に多くなっている。このため、メモリセル
を構成するフリップフロップの負荷素子として、オン/
オフ電流比の大きな薄膜トランジスタを用いる必要がな
く、低コストの抵抗素子が再び用いられる様になってき
ている。
2. Description of the Related Art Fine S with a minimum line width of about 0.35 μm
The demand for RAM products is predominantly high-speed operation type rather than low power consumption type. Therefore, as a load element of the flip-flop that constitutes the memory cell,
It is not necessary to use a thin film transistor having a large off-current ratio, and low-cost resistance elements are being used again.

【0003】一方、製造中や製造後にSRAMの外部か
ら侵入した水素や可動イオン等が抵抗素子に到達する
と、抵抗素子の抵抗値が変動して、安定な記憶保持特性
を得ることができない。このため、抵抗素子の上層にS
3 4 膜を形成すると共に、スクライブ領域に臨む層
間絶縁膜の端面をAl配線層で覆い、これらのSi3
4 膜及びAl配線層を水素や可動イオン等のストッパに
することが考えられている(例えば、特開昭63−12
8733号公報)。
On the other hand, when hydrogen, movable ions, or the like that have entered from the outside of the SRAM during or after manufacture reach the resistance element, the resistance value of the resistance element fluctuates, and stable memory retention characteristics cannot be obtained. Therefore, S is formed on the upper layer of the resistance element.
i 3 to form the N 4 film, the end face of the interlayer insulating film that faces the scribe region covered with the Al wiring layer, these Si 3 N
It has been considered to use the four films and the Al wiring layer as stoppers for hydrogen, mobile ions, etc. (for example, JP-A-63-12).
8733).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、最小線幅が
0.35μm程度と微細なSRAMでは、Al配線と半
導体基板とのコンタクト領域をブランケットCVD法に
よるタングステンプラグで埋めるが、この様な構造で
は、スクライブ領域に臨む層間絶縁膜の端面を覆うAl
配線層を水素や可動イオン等のストッパにすることが困
難である。
However, in a fine SRAM having a minimum line width of about 0.35 μm, the contact region between the Al wiring and the semiconductor substrate is filled with a tungsten plug by the blanket CVD method. With such a structure, , Al covering the end face of the interlayer insulating film facing the scribe region
It is difficult to use the wiring layer as a stopper for hydrogen or mobile ions.

【0005】即ち、高抵抗負荷型のSRAMを製造する
ためには、図10に示す様に、Si基板11にウェル1
2とフィールド酸化膜であるSiO2 膜13等とを形成
し、更に、拡散層14やトランジスタ(図示せず)等を
形成する。そして、層間絶縁膜であるSiO2 膜15を
堆積させ、多結晶Si層16で抵抗素子等を形成する。
That is, in order to manufacture a high resistance load type SRAM, as shown in FIG.
2 and a SiO 2 film 13, which is a field oxide film, are formed, and further, a diffusion layer 14, a transistor (not shown), etc. are formed. Then, a SiO 2 film 15, which is an interlayer insulating film, is deposited, and a resistance element or the like is formed from the polycrystalline Si layer 16.

【0006】その後、層間絶縁膜であるSiO2 膜1
7、上述のSi3 4 膜18及び層間絶縁膜であるSi
2 膜21を順次に堆積させる。そして、拡散層14に
達するコンタクト領域22をSiO2 膜21、17、1
5及びSi3 4 膜18等に開口すると共に、スクライ
ブ領域23におけるSiO2 膜21、17、15及びS
3 4 膜18等を除去する。
After that, the SiO 2 film 1 which is an interlayer insulating film is formed.
7. Si 3 N 4 film 18 and Si which is the interlayer insulating film
The O 2 film 21 is sequentially deposited. Then, the contact region 22 reaching the diffusion layer 14 is covered with the SiO 2 films 21, 17, 1
5 and the Si 3 N 4 film 18 and the like, as well as the SiO 2 films 21, 17, 15 and S in the scribe region 23.
The i 3 N 4 film 18 and the like are removed.

【0007】次に、図11に示す様に、上層側のTiN
膜と下層側のTi膜とから成るバリアメタル層24を形
成した後、ブランケットCVD法でタングステン層25
を堆積させる。そして、図12に示す様に、タングステ
ン層25及びバリアメタル層24をエッチバックして、
これらのタングステン層25等でコンタクト領域22を
埋める。
Next, as shown in FIG. 11, TiN on the upper layer side
After forming the barrier metal layer 24 composed of the film and the lower Ti film, the tungsten layer 25 is formed by the blanket CVD method.
Deposit. Then, as shown in FIG. 12, the tungsten layer 25 and the barrier metal layer 24 are etched back,
The contact region 22 is filled with these tungsten layers 25 and the like.

【0008】ところが、図11からも明らかな様に、径
が小さいコンタクト領域22はブランケットCVD法で
堆積させたタングステン層25で埋められるが、幅が1
00μm程度と広いスクライブ領域23はタングステン
層25で埋められない。一方、タングステン層25等と
Si基板11とのエッチング選択比は小さい。
However, as is apparent from FIG. 11, the contact region 22 having a small diameter is filled with the tungsten layer 25 deposited by the blanket CVD method, but the width is 1
The scribe region 23 as wide as about 00 μm is not filled with the tungsten layer 25. On the other hand, the etching selection ratio between the tungsten layer 25 and the like and the Si substrate 11 is small.

【0009】このため、図12に示した様に、タングス
テン層25等に対するエッチバックによってスクライブ
領域23のSi基板11もエッチングされる。しかも、
このエッチング深さを制御することは困難であり、エッ
チング深さが0.5μm以上になる場合もある。
Therefore, as shown in FIG. 12, the Si substrate 11 in the scribe region 23 is also etched by etching back the tungsten layer 25 and the like. Moreover,
It is difficult to control the etching depth, and the etching depth may be 0.5 μm or more.

【0010】この結果、スクライブ領域23における段
差が大きくなり、スクライブ領域23ではこの後に堆積
させるAl配線層に段切れが生じる可能性があり、スク
ライブ領域23におけるAl配線層を水素や可動イオン
等のストッパにすることが困難であった。
As a result, the step difference in the scribe region 23 becomes large, and there is a possibility that the Al wiring layer to be deposited thereafter in the scribe region 23 will have a step breakage. It was difficult to use it as a stopper.

【0011】スクライブ領域23におけるSi基板11
のエッチングを防止するためにはスクライブ領域23を
タングステン層25で埋めればよいが、既述の様に、幅
が100μm程度と広いスクライブ領域23をタングス
テン層25で完全に埋めることは現実的ではない。
Si substrate 11 in scribe area 23
In order to prevent such etching, the scribe region 23 may be filled with the tungsten layer 25, but as described above, it is not realistic to completely fill the scribe region 23 having a wide width of about 100 μm with the tungsten layer 25. .

【0012】また、スクライブ領域23におけるSiO
2 膜21、17、15及びSi3 4 膜18等を除去し
なければSi基板11がエッチングされることもない
が、このエッチングを行わなければ、スクライブ領域2
3に臨むSiO2 膜21、17、15及びSi3 4
18等の端面をAl配線層で覆うことができないのみな
らず、ウェハ工程後のダンシング時にチッピングと称さ
れるひび割れがチップに発生する。
Further, SiO in the scribe region 23
The Si substrate 11 will not be etched unless the 2 films 21, 17, 15 and the Si 3 N 4 film 18 are removed, but if this etching is not performed, the scribe region 2
Not only the end faces of the SiO 2 films 21, 17, 15 and the Si 3 N 4 film 18 facing 3 can not be covered with the Al wiring layer, but also cracks called chipping occur in the chip during the dancing after the wafer process. To do.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置
は、半導体基板上の層間絶縁膜に形成されていて第1の
金属配線層と前記半導体基板とを電気的に接続するため
のコンタクト領域が導電層で埋められると共に負荷素子
が設けられている半導体装置において、前記負荷素子よ
りも上層に半導体窒化膜が設けられており、前記半導体
窒化膜を含む前記層間絶縁膜のうちでスクライブ領域に
臨む端面を前記第1の金属配線層と同一層の第2の金属
配線層が覆っており、前記スクライブ領域における前記
半導体基板と前記第2の金属配線層との間に絶縁膜が設
けられており、前記第1及び第2の金属配線層よりも上
層の第3の金属配線層が前記スクライブ領域における前
記半導体基板と前記第2の金属配線層とを接続すると共
に前記絶縁膜の端面を覆っていることを特徴としてい
る。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having a contact region formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate for electrically connecting a first metal wiring layer and the semiconductor substrate. In a semiconductor device in which a load element is provided while being filled with a conductive layer, a semiconductor nitride film is provided in a layer above the load element, and in the scribe region in the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film. A second metal wiring layer in the same layer as the first metal wiring layer covers the facing end surface, and an insulating film is provided between the semiconductor substrate and the second metal wiring layer in the scribe region. And a third metal wiring layer, which is an upper layer than the first and second metal wiring layers, connects the semiconductor substrate and the second metal wiring layer in the scribe region, and an end surface of the insulating film. It is characterized in that the covers.

【0014】請求項2の半導体装置は、請求項1の半導
体装置において、前記負荷素子が抵抗素子であることを
特徴としている。
A semiconductor device according to a second aspect is the semiconductor device according to the first aspect, wherein the load element is a resistance element.

【0015】請求項3の半導体装置は、請求項1の半導
体装置において、前記負荷素子が薄膜トランジスタであ
ることを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the first aspect, the load element is a thin film transistor.

【0016】請求項4の半導体装置は、請求項1の半導
体装置において、前記導電層が高融点金属層であること
を特徴としている。
A semiconductor device according to a fourth aspect is the semiconductor device according to the first aspect, characterized in that the conductive layer is a refractory metal layer.

【0017】請求項5の半導体装置の製造方法は、半導
体基板上の層間絶縁膜に形成されていて第1の金属配線
層と前記半導体基板とを電気的に接続するためのコンタ
クト領域が導電層で埋められると共に負荷素子が設けら
れている半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁
膜とはエッチング特性が異なるパッド層をスクライブ領
域の絶縁膜上に形成する工程と、前記負荷素子よりも上
層に半導体窒化膜を形成する工程と、前記半導体窒化膜
を含む前記層間絶縁膜に前記コンタクト領域を形成する
と共に、前記パッド層をストッパにして前記半導体窒化
膜を含む前記層間絶縁膜のうちで前記スクライブ領域上
の部分を除去する工程と、前記コンタクト領域を形成し
た後に前記導電層を堆積させる工程と、堆積させた前記
導電層及び前記パッド層をエッチバックして、前記コン
タクト領域を前記導電層で埋めると共に前記スクライブ
領域から前記導電層及び前記パッド層を除去する工程
と、前記コンタクト領域を埋めている前記導電層に接触
する前記第1の金属配線層と、この第1の金属配線層と
同一層であり前記半導体窒化膜を含む前記層間絶縁膜の
うちで前記スクライブ領域に臨む端面を覆う第2の金属
配線層とを形成する工程と、前記スクライブ領域におけ
る前記絶縁膜のうちで前記第2の金属配線層に覆われて
いない部分を除去して前記半導体基板を露出させる工程
と、前記第1及び第2の金属配線層よりも上層であり前
記スクライブ領域で露出している前記半導体基板と前記
第2の金属配線層とを接続すると共に前記絶縁膜の端面
を覆う第3の金属配線層を形成する工程とを具備するこ
とを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein a contact region for electrically connecting the first metal wiring layer and the semiconductor substrate is formed in an interlayer insulating film on the semiconductor substrate and has a conductive layer. In a method for manufacturing a semiconductor device in which a load element is provided while being filled with, a step of forming a pad layer having a different etching characteristic from the interlayer insulating film on the insulating film in the scribe region, and a layer above the load element. Forming a semiconductor nitride film, forming the contact region in the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film, and using the pad layer as a stopper to scribe the inter-layer insulating film including the semiconductor nitride film. Removing a portion on the region, depositing the conductive layer after forming the contact region, depositing the deposited conductive layer and the passivation layer. Etching back the contact layer with the conductive layer and removing the conductive layer and the pad layer from the scribe region; and the step of contacting the conductive layer filling the contact region. A first metal wiring layer and a second metal wiring layer which is the same layer as the first metal wiring layer and covers an end face of the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film which faces the scribe region. A step of removing a portion of the insulating film in the scribe region that is not covered with the second metal wiring layer to expose the semiconductor substrate; and a step of exposing the semiconductor substrate from the first and second metal wiring layers. Is also an upper layer and connects the semiconductor substrate exposed in the scribe region to the second metal wiring layer, and forms a third metal wiring layer covering the end face of the insulating film. It is characterized by comprising and.

【0018】請求項6の半導体装置の製造方法は、請求
項5の半導体装置の製造方法において、前記導電層とし
て高融点金属層を用いることを特徴としている。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6 is the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, characterized in that a refractory metal layer is used as the conductive layer.

【0019】請求項1〜4の半導体装置では、スクライ
ブ領域に臨む層間絶縁膜の端面が第2の金属配線層で覆
われており、この第2の金属配線層と同一層である第1
の金属配線層と半導体基板とを電気的に接続するための
コンタクト領域が導電層で埋められているが、スクライ
ブ領域における半導体基板と第2の金属配線層との間に
は絶縁膜が設けられている。
According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, the end face of the interlayer insulating film facing the scribe region is covered with the second metal wiring layer, and the first metal wiring layer is the same layer as the first metal wiring layer.
The contact region for electrically connecting the metal wiring layer and the semiconductor substrate is filled with a conductive layer, but an insulating film is provided between the semiconductor substrate and the second metal wiring layer in the scribe region. ing.

【0020】このため、コンタクト領域を埋めるための
導電層を堆積させた時点でも、スクライブ領域における
半導体基板と導電層との間には絶縁膜が存在している。
従って、コンタクト領域を導電層で埋めるためのエッチ
バック時に導電層と半導体基板とのエッチング選択比が
小さくても、このエッチバック時に半導体基板がエッチ
ングされるのを防止することができる。
Therefore, even when the conductive layer for filling the contact region is deposited, the insulating film is present between the semiconductor substrate and the conductive layer in the scribe region.
Therefore, even if the etching selection ratio between the conductive layer and the semiconductor substrate is small during the etch back for filling the contact region with the conductive layer, the semiconductor substrate can be prevented from being etched during the etch back.

【0021】一方、第3の金属配線層の下層には導電層
を設けていないので、第3の金属配線層を半導体基板に
接続するためにスクライブ領域の絶縁膜が除去されて
も、導電層のエッチバックに伴って半導体基板もエッチ
ングされることはない。従って、スクライブ領域におけ
る段差が小さくて第2及び第3の金属配線層に段切れが
生じない。
On the other hand, since no conductive layer is provided below the third metal wiring layer, even if the insulating film in the scribe region is removed to connect the third metal wiring layer to the semiconductor substrate, the conductive layer is removed. The semiconductor substrate is not etched due to the etch back. Therefore, the step difference in the scribe region is small, and step disconnection does not occur in the second and third metal wiring layers.

【0022】しかも、第3の金属配線層を介して第2の
金属配線層が半導体基板と接続されているので、第2の
金属配線層は半導体基板と同電位になる。また、第3の
金属配線層は、スクライブ領域における半導体基板と第
2の金属配線層との間の絶縁膜の端面を覆っている。従
って、第2及び第3の金属配線層と半導体窒化膜とが水
素や可動イオン等のストッパになって、これらの水素や
可動イオン等が負荷素子に到達するのを防止することが
できる。
Moreover, since the second metal wiring layer is connected to the semiconductor substrate through the third metal wiring layer, the second metal wiring layer has the same potential as the semiconductor substrate. Further, the third metal wiring layer covers the end surface of the insulating film between the semiconductor substrate and the second metal wiring layer in the scribe region. Therefore, the second and third metal wiring layers and the semiconductor nitride film serve as stoppers for hydrogen, mobile ions, etc., and prevent these hydrogen, mobile ions, etc., from reaching the load element.

【0023】請求項5、6の半導体装置の製造方法で
は、層間絶縁膜とはエッチング特性が異なるパッド層を
スクライブ領域の絶縁膜上に形成し、このパッド層をス
トッパにしてスクライブ領域上の層間絶縁膜を除去して
いるので、この除去後でもパッド層下のスクライブ領域
には絶縁膜が残っている。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to claims 5 and 6, a pad layer having etching characteristics different from those of the interlayer insulating film is formed on the insulating film in the scribe region, and the pad layer is used as a stopper to form the interlayer on the scribe region. Since the insulating film is removed, the insulating film remains in the scribe region under the pad layer even after this removal.

【0024】このため、コンタクト領域を埋めるための
導電層を堆積させた時点でも、スクライブ領域における
半導体基板と導電層との間には絶縁膜が存在している。
この結果、コンタクト領域を導電層で埋めるためのエッ
チバック時に導電層及びパッド層と半導体基板とのエッ
チング選択比が小さくても、このエッチバック時に半導
体基板がエッチングされるのを防止することができる。
従って、スクライブ領域における段差を小さくして第2
及び第3の金属配線層の段切れを防止することができ
る。
Therefore, even when the conductive layer for filling the contact region is deposited, the insulating film is present between the semiconductor substrate and the conductive layer in the scribe region.
As a result, it is possible to prevent the semiconductor substrate from being etched during the etch back even if the etching selectivity of the conductive layer and the pad layer to the semiconductor substrate is small during the etch back for filling the contact region with the conductive layer. .
Therefore, the step difference in the scribe area is reduced so that the second
Also, it is possible to prevent disconnection of the third metal wiring layer.

【0025】しかも、第3の金属配線層を介して第2の
金属配線層を半導体基板に接続しているので、第2の金
属配線層は半導体基板と同電位になる。また、第3の金
属配線層で、スクライブ領域における半導体基板と第2
の金属配線層との間の絶縁膜の端面を覆っている。従っ
て、第2及び第3の金属配線層と半導体窒化膜とが水素
や可動イオン等のストッパになって、これらの水素や可
動イオン等が負荷素子に到達するのを防止することがで
きる。
Moreover, since the second metal wiring layer is connected to the semiconductor substrate via the third metal wiring layer, the second metal wiring layer has the same potential as the semiconductor substrate. Further, in the third metal wiring layer, the semiconductor substrate in the scribe region and the second
Covering the end surface of the insulating film between the metal wiring layer and the metal wiring layer. Therefore, the second and third metal wiring layers and the semiconductor nitride film serve as stoppers for hydrogen, mobile ions, etc., and prevent these hydrogen, mobile ions, etc., from reaching the load element.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、高抵抗負荷型のSRAMに
適用した本願の発明の一具体例を、図1〜9を参照しな
がら説明する。図1が、本具体例によるSRAMを示し
ている。このSRAMを製造するためには、図2に示す
様に、Si基板31にウェル32を形成し、フィールド
酸化膜であり膜厚が350nmであるSiO2 膜33を
LOCOS法で形成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A specific example of the present invention applied to a high resistance load type SRAM will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 shows an SRAM according to this example. In order to manufacture this SRAM, as shown in FIG. 2, the well 32 is formed in the Si substrate 31, and the SiO 2 film 33 having a film thickness of 350 nm which is a field oxide film is formed by the LOCOS method.

【0027】そして、図示してはいないが、膜厚が共に
120nmである多結晶Si層とタングステンシリサイ
ド層とを順次に堆積させてタングステンポリサイド層を
形成し、メモリセルの駆動用トランジスタ、アクセス用
トランジスタ及び周辺回路用トランジスタのゲート電極
のパターンに、このタングステンポリサイド層を加工す
る。
Although not shown, a polycrystalline Si layer having a thickness of 120 nm and a tungsten silicide layer having a thickness of 120 nm are sequentially deposited to form a tungsten polycide layer. This tungsten polycide layer is processed into the pattern of the gate electrode of the transistor for peripheral use and the transistor for peripheral circuits.

【0028】その後、拡散層34を形成し、層間絶縁膜
であり膜厚が100nmであるSiO2 膜35を堆積さ
せる。そして、膜厚が共に60nmである多結晶Si層
とタングステンシリサイド層とを順次に堆積させてタン
グステンポリサイド層36を形成し、メモリセルの接地
線及びスクライブ領域を覆うパッド層のパターンに、こ
のタングステンポリサイド層36を加工する。
After that, a diffusion layer 34 is formed, and an SiO 2 film 35 having a film thickness of 100 nm which is an interlayer insulating film is deposited. Then, a polycrystalline Si layer having a thickness of 60 nm and a tungsten silicide layer having a thickness of 60 nm are sequentially deposited to form a tungsten polycide layer 36, and the pattern of the pad layer covering the ground line and the scribe region of the memory cell is formed into the pattern. The tungsten polycide layer 36 is processed.

【0029】その後、層間絶縁膜であるSiO2 膜37
を堆積させ、膜厚が50nmである多結晶Si層38で
メモリセルの抵抗素子等を形成する。そして、層間絶縁
膜であり膜厚が100nmであるSiO2 膜41、水素
や可動イオン等のストッパになり膜厚が20nmである
Si3 4 膜42及び層間絶縁膜であり膜厚が500n
mであるBPSG層43を順次に堆積させ、900℃の
熱処理でBPSG層43をリフローさせてその表面を平
坦化する。
After that, the SiO 2 film 37 which is an interlayer insulating film is formed.
Is deposited to form a resistance element of a memory cell or the like with the polycrystalline Si layer 38 having a film thickness of 50 nm. Then, the SiO 2 film 41 which is an interlayer insulating film and has a film thickness of 100 nm, the Si 3 N 4 film 42 which is a stopper for hydrogen and mobile ions and has a film thickness of 20 nm, and the interlayer insulating film which has a film thickness of 500 n.
The BPSG layer 43 having a thickness of m is sequentially deposited, and the BPSG layer 43 is reflowed by heat treatment at 900 ° C. to planarize the surface.

【0030】次に、図3に示す様に、拡散層34に達す
るコンタクト領域44をBPSG層43、Si3 4
42及びSiO2 膜41、37、35等に開口すると共
に、スクライブ領域45におけるBPSG層43、Si
3 4 膜42及びSiO2 膜41、37を除去する。な
お、この時、スクライブ領域45では、タングステンポ
リサイド層36がエッチングストッパになるので、Si
2 膜35が残ってSi基板31が露出しない。
Next, as shown in FIG. 3, a contact region 44 reaching the diffusion layer 34 is opened in the BPSG layer 43, the Si 3 N 4 film 42, the SiO 2 films 41, 37, 35 and the like, and the scribe region 45 is formed. BPSG layer 43, Si
The 3 N 4 film 42 and the SiO 2 films 41 and 37 are removed. At this time, in the scribe region 45, since the tungsten polycide layer 36 serves as an etching stopper, Si
The O 2 film 35 remains and the Si substrate 31 is not exposed.

【0031】次に、図4に示す様に、膜厚が共に30n
mである上層側のTiN膜と下層側のTi膜とから成る
バリアメタル層46を形成した後、膜厚が750nmで
あるタングステン層47をブランケットCVD法で堆積
させる。
Next, as shown in FIG. 4, the film thicknesses are both 30 n.
After forming the barrier metal layer 46 composed of the upper TiN film of m and the lower Ti film, the tungsten layer 47 of 750 nm in thickness is deposited by the blanket CVD method.

【0032】次に、図5に示す様に、タングステン層4
7及びバリアメタル層46をエッチバックして、これら
のタングステン層47等でコンタクト領域44を埋め
る。この時、ブランケットCVD法で堆積させたタング
ステン層47で埋められていないスクライブ領域45で
は、タングステン層47等に対するエッチバックによっ
てタングステンポリサイド層36もエッチングされる。
Next, as shown in FIG. 5, the tungsten layer 4 is formed.
7 and the barrier metal layer 46 are etched back to fill the contact region 44 with these tungsten layers 47 and the like. At this time, in the scribe region 45 which is not filled with the tungsten layer 47 deposited by the blanket CVD method, the tungsten polycide layer 36 is also etched by the etch back of the tungsten layer 47 and the like.

【0033】しかし、このタングステンポリサイド層3
6の下に残っているSiO2 膜35とタングステン層4
7等とのエッチング選択比を大きくすることができ、し
かもSiO2 膜35の膜厚が100nmと厚いので、S
iO2 膜35が残ってSi基板31がエッチングされな
い。なお、スクライブ領域45では、タングステン層4
7及びバリアメタル層46が側壁状に残る。
However, this tungsten polycide layer 3
SiO 2 film 35 and tungsten layer 4 remaining under
It is possible to increase the etching selection ratio with respect to 7 and the like, and the SiO 2 film 35 has a large film thickness of 100 nm.
The SiO 2 film 35 remains and the Si substrate 31 is not etched. In the scribe region 45, the tungsten layer 4
7 and the barrier metal layer 46 remain on the side wall.

【0034】次に、図6に示す様に、膜厚が300nm
である第1層目のAl配線層48で、コンタクト領域4
4を介して拡散層34に電気的に接続される配線と、B
PSG層43、Si3 4 膜42、SiO2 膜41、3
7及びタングステンポリサイド層36のうちでスクライ
ブ領域45に臨む端面を覆う配線とを形成する。そし
て、図7に示す様に、層間絶縁膜であるSOG膜51を
形成し、エッチバック等によってこのSOG膜51を平
坦化する。
Next, as shown in FIG. 6, the film thickness is 300 nm.
In the first Al wiring layer 48 which is
A wiring electrically connected to the diffusion layer 34 via B,
PSG layer 43, Si 3 N 4 film 42, SiO 2 film 41, 3
7 and a wiring for covering the end face of the tungsten polycide layer 36 facing the scribe region 45. Then, as shown in FIG. 7, an SOG film 51 which is an interlayer insulating film is formed, and the SOG film 51 is flattened by etching back or the like.

【0035】次に、図8に示す様に、スクライブ領域4
5のSOG膜51とAl配線層48に覆われていないS
iO2 膜35とを除去して、スクライブ領域45のAl
配線層48とSi基板31とを露出させる。
Next, as shown in FIG.
No. 5 SOG film 51 and S not covered with Al wiring layer 48
By removing the iO 2 film 35, Al in the scribe region 45 is removed.
The wiring layer 48 and the Si substrate 31 are exposed.

【0036】次に、図9に示す様に、膜厚が500nm
である第2層目のAl配線層52で、スクライブ領域4
5のAl配線層48を跨いでこのAl配線層48とスク
ライブ領域45のSi基板31とを接続する配線を形成
する。従って、スクライブ領域45に臨むSiO2 膜3
5等の端面もAl配線層52で覆われる。
Next, as shown in FIG. 9, the film thickness is 500 nm.
In the second Al wiring layer 52, which is
A wiring for connecting the Al wiring layer 48 and the Si substrate 31 in the scribe region 45 is formed across the Al wiring layer 48 of No. 5. Therefore, the SiO 2 film 3 facing the scribe region 45
The end faces such as 5 are also covered with the Al wiring layer 52.

【0037】その後、Al配線層48、52のコンタク
ト抵抗等の特性を改善するために水素雰囲気中で450
℃の熱処理を行うが、Si3 4 膜42及びスクライブ
領域45におけるAl配線層48、52が水素や可動イ
オン等のストッパになって、抵抗素子である多結晶Si
層38に水素や可動イオン等が到達しない。その後、図
1に示した様に、プラズマCVD法で堆積させたSi3
4 膜であるオーバコート膜53等を形成して、この高
抵抗負荷型のSRAMを完成させる。
After that, in order to improve the characteristics such as the contact resistance of the Al wiring layers 48 and 52, 450 in a hydrogen atmosphere.
Although the heat treatment is performed at a temperature of 60 ° C., the Si 3 N 4 film 42 and the Al wiring layers 48 and 52 in the scribe region 45 serve as stoppers for hydrogen, movable ions, etc.
Hydrogen and mobile ions do not reach the layer 38. Then, as shown in FIG. 1, Si 3 deposited by plasma CVD method
The high resistance load type SRAM is completed by forming the N 4 film overcoat film 53 and the like.

【0038】なお、水素や可動イオン等が薄膜トランジ
スタ(TFT)の活性層等に到達すると、TFTの閾値
電圧やオン電流等が変動して、抵抗素子ほど顕著ではな
いが、結局、このTFTの抵抗値も変動する。従って、
以上の具体例の様な高抵抗負荷型のSRAMのみなら
ず、TFTをフリップフロップの負荷素子とするTFT
負荷型のSRAMにも本願の発明を適用することができ
る。
When hydrogen or mobile ions reach the active layer of a thin film transistor (TFT) or the like, the threshold voltage or on-current of the TFT fluctuates, which is not so remarkable as the resistance element. The value also fluctuates. Therefore,
Not only the high resistance load type SRAM as in the above specific example but also a TFT using a TFT as a load element of a flip-flop
The present invention can be applied to a load type SRAM.

【0039】また、上述の具体例では、コンタクト領域
44を埋めるプラグとしてタングステン層47を用いて
いるが、多結晶Si層等の他の導電層をプラグとして用
いてもよい。また、半導体基板に対するコンタクト領域
が導電層で埋められ且つ負荷素子が設けられている半導
体装置であれば、SRAM以外の半導体装置であっても
本願の発明を当然に適用することができる。
Although the tungsten layer 47 is used as the plug for filling the contact region 44 in the above-described specific example, another conductive layer such as a polycrystalline Si layer may be used as the plug. The invention of the present application can be naturally applied to a semiconductor device other than the SRAM as long as it is a semiconductor device in which a contact region with respect to the semiconductor substrate is filled with a conductive layer and a load element is provided.

【0040】[0040]

【発明の効果】本願の発明による半導体装置及びその製
造方法では、第2及び第3の金属配線層と半導体窒化膜
とが水素や可動イオン等のストッパになって、これらの
水素や可動イオン等が負荷素子に到達するのを防止する
ことができるので、負荷素子の抵抗値が安定で特性が安
定な半導体装置を提供することができる。
In the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, the second and third metal wiring layers and the semiconductor nitride film serve as stoppers for hydrogen, mobile ions, etc., and these hydrogen, mobile ions, etc. Can be prevented from reaching the load element, so that it is possible to provide a semiconductor device in which the resistance value of the load element is stable and the characteristics are stable.

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

【図1】本願の発明の一具体例の側断面図である。FIG. 1 is a side sectional view of a specific example of the present invention.

【図2】一具体例を製造するための最初の工程を示す側
断面図である。
FIG. 2 is a side sectional view showing a first step for manufacturing a specific example.

【図3】図2に続く工程を示す側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view showing a step following FIG. 2;

【図4】図3に続く工程を示す側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view showing a step following FIG. 3;

【図5】図4に続く工程を示す側断面図である。FIG. 5 is a side sectional view showing a step following FIG. 4;

【図6】図5に続く工程を示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view showing a step following FIG. 5;

【図7】図6に続く工程を示す側断面図である。FIG. 7 is a side sectional view showing a step following FIG. 6;

【図8】図7に続く工程を示す側断面図である。8 is a side sectional view showing a step that follows FIG. 7. FIG.

【図9】図8に続く工程を示す側断面図である。9 is a side sectional view showing a step that follows FIG.

【図10】本願の発明の一従来例を製造するための最初
の工程を示す側断面図である。
FIG. 10 is a side sectional view showing a first step for manufacturing a conventional example of the present invention.

【図11】図10に続く工程を示す側断面図である。FIG. 11 is a side sectional view showing a step following FIG. 10;

【図12】図11に続く工程を示す側断面図である。12 is a side sectional view showing a step that follows FIG. 11. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31 Si基板 35 SiO2 膜 36 タングステンポリサイド層 37 SiO2 膜 38 多結晶Si層 41 SiO2 膜 42 Si3 4 膜 43 BPSG層 44 コンタクト領域 45 スクライブ領域 47 タングステン層 48 Al配線層 52 Al配線層31 Si substrate 35 SiO 2 film 36 Tungsten polycide layer 37 SiO 2 film 38 Polycrystalline Si layer 41 SiO 2 film 42 Si 3 N 4 film 43 BPSG layer 44 Contact region 45 Scribing region 47 Tungsten layer 48 Al wiring layer 52 Al wiring layer

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上の層間絶縁膜に形成されて
いて第1の金属配線層と前記半導体基板とを電気的に接
続するためのコンタクト領域が導電層で埋められると共
に負荷素子が設けられている半導体装置において、 前記負荷素子よりも上層に半導体窒化膜が設けられてお
り、 前記半導体窒化膜を含む前記層間絶縁膜のうちでスクラ
イブ領域に臨む端面を前記第1の金属配線層と同一層の
第2の金属配線層が覆っており、 前記スクライブ領域における前記半導体基板と前記第2
の金属配線層との間に絶縁膜が設けられており、 前記第1及び第2の金属配線層よりも上層の第3の金属
配線層が前記スクライブ領域における前記半導体基板と
前記第2の金属配線層とを接続すると共に前記絶縁膜の
端面を覆っていることを特徴とする半導体装置。
1. A contact region formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate for electrically connecting a first metal wiring layer and the semiconductor substrate is filled with a conductive layer and a load element is provided. In the semiconductor device, a semiconductor nitride film is provided in an upper layer than the load element, and an end face of the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film facing a scribe region is the same as the first metal wiring layer. And a second metal wiring layer covering the semiconductor substrate and the second metal wiring layer in the scribe region.
An insulating film is provided between the semiconductor substrate and the second metal in the scribe region, the third metal wiring layer being an upper layer than the first and second metal wiring layers. A semiconductor device which is connected to a wiring layer and covers an end face of the insulating film.
【請求項2】 前記負荷素子が抵抗素子であることを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the load element is a resistance element.
【請求項3】 前記負荷素子が薄膜トランジスタである
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the load element is a thin film transistor.
【請求項4】 前記導電層が高融点金属層であることを
特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive layer is a refractory metal layer.
【請求項5】 半導体基板上の層間絶縁膜に形成されて
いて第1の金属配線層と前記半導体基板とを電気的に接
続するためのコンタクト領域が導電層で埋められると共
に負荷素子が設けられている半導体装置の製造方法にお
いて、 前記層間絶縁膜とはエッチング特性が異なるパッド層を
スクライブ領域の絶縁膜上に形成する工程と、 前記負荷素子よりも上層に半導体窒化膜を形成する工程
と、 前記半導体窒化膜を含む前記層間絶縁膜に前記コンタク
ト領域を形成すると共に、前記パッド層をストッパにし
て前記半導体窒化膜を含む前記層間絶縁膜のうちで前記
スクライブ領域上の部分を除去する工程と、 前記コンタクト領域を形成した後に前記導電層を堆積さ
せる工程と、 堆積させた前記導電層及び前記パッド層をエッチバック
して、前記コンタクト領域を前記導電層で埋めると共に
前記スクライブ領域から前記導電層及び前記パッド層を
除去する工程と、 前記コンタクト領域を埋めている前記導電層に接触する
前記第1の金属配線層と、この第1の金属配線層と同一
層であり前記半導体窒化膜を含む前記層間絶縁膜のうち
で前記スクライブ領域に臨む端面を覆う第2の金属配線
層とを形成する工程と、 前記スクライブ領域における前記絶縁膜のうちで前記第
2の金属配線層に覆われていない部分を除去して前記半
導体基板を露出させる工程と、 前記第1及び第2の金属配線層よりも上層であり前記ス
クライブ領域で露出している前記半導体基板と前記第2
の金属配線層とを接続すると共に前記絶縁膜の端面を覆
う第3の金属配線層を形成する工程とを具備することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A contact region formed in an interlayer insulating film on a semiconductor substrate for electrically connecting the first metal wiring layer and the semiconductor substrate is filled with a conductive layer and a load element is provided. In the method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming a pad layer having a different etching characteristic from the interlayer insulating film on an insulating film in a scribe region, and a step of forming a semiconductor nitride film above the load element, Forming the contact region in the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film, and removing a portion of the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film on the scribe region while using the pad layer as a stopper; A step of depositing the conductive layer after forming the contact region, and etching back the deposited conductive layer and the pad layer, Filling the contact region with the conductive layer and removing the conductive layer and the pad layer from the scribe region; the first metal wiring layer in contact with the conductive layer filling the contact region; Forming a second metal wiring layer, which is the same layer as the first metal wiring layer and covers the end face facing the scribe region, in the interlayer insulating film including the semiconductor nitride film; and the insulating in the scribe region. Removing a portion of the film not covered by the second metal wiring layer to expose the semiconductor substrate; and exposing the semiconductor substrate above the first and second metal wiring layers in the scribe region. The semiconductor substrate and the second
And a step of forming a third metal wiring layer that covers the end surface of the insulating film and is connected to the metal wiring layer of.
【請求項6】 前記導電層として高融点金属層を用いる
ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方
法。
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein a refractory metal layer is used as the conductive layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006108664A (en) * 2004-09-30 2006-04-20 Samsung Electronics Co Ltd Semiconductor wafer with improved step coverage and manufacturing method therefor

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