JPS5886746A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置、特に多層配線構造における層間絶
縁膜の表面が段部においてゆるやかな傾斜角に外ってい
る半導体装置に関するものである。

半導体装置は近年ますます高集積化、高密度化が進み、
それに伴って不純物拡散領域パターン、絶縁膜への開孔
パターン、導電膜のパターン等の微細化とともに、導電
膜の多層化が行なわれるようになっている。しかしなが
ら導電膜のパターンの微細化と多層化は従来技術におい
ては両立する技術でけなかうた。即ち従来導電膜の多層
化に対しては、下層の導電膜の段部で上層の導電膜の断
線を防止するため、下層の導電膜の側面が該下層導電膜
の下地に対して垂直にならないように傾斜をつけ、その
段部が急峻にならないようにして対処してきた。しかし
ながら、この方法では導電膜を垂直にパターニングでき
ないため、微細化の実現に対しては不適当表方法でおる
。そしてこれらの欠点を防止する方法として従来使用さ
れている方法に、下層と上層の導電膜の間の層間絶縁膜
とシテリンガラス膜を使用し、このリンガラスＳｔ−形
成後１０００℃付近の高温処理によりフローさせて段部
を滑らかにする方法がある。しかしながらこの方法もリ
ンガラス膜を使用しなけれはならないこと、１０００ｃ
付近の高温処理をしなければならないということの制限
があるため、使用範囲が限定されＺ０即ちリンガラス膜
は対湿性という点で、他の絶縁膜、例えば気相成長によ
る酸化膜。

アルミナ膜及びプラズマ化学反応による酸化膜。

窒化膜などに比べて劣るので望ましくない。また！００
０″Ｃ付近の熱処理をしなければならないことにより、
半導体基板中にすでに形成されている不純物拡散領域の
再拡散による回路素子の劣化が生じるし、さらに下層導
電膜として、金楓膜は使用できないなどの問題が発生し
ている。

本発明の目的は、上記従来の問題点を解消する新規なる
構造を提供するととＫある。即ち層間絶縁膜はリンガラ
ス膜に限定されず、高温処理の必要もない方法で微細化
が可能でかつ安定な多層配線構造を提供することにある
。

本発明は、例えば複数個の回路素子を含む半導体基板と
、この半導体基板を覆い５選択的に設けられた複数個グ
・開孔部を有する第１の絶縁膜と、この開孔部を通じて
半導体基板に電気的に接続し、かつ第１の絶縁膜上に延
在して選択的に設けられ、かつその側面の一部が少なく
とも、第１の絶縁膜表面に対してｔｌは垂直な複数個の
第１の導電膜と、この第１の導電膜及びその他の領域を
覆う第２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜に選択的に設け
られた開孔部を通じて、少なくとも第１の導電膜と電気
的に接続し、かつ第２の絶縁膜上に延在して選択的に設
けられた第２の導電膜を有する半導体装置において、第
２の絶縁膜が気相成長膜と、回転塗布（スピン塗布）に
よるシリカ膜と、気相成長膜からなる三層膜で構成され
ていることを特徴とする。

次に本発明管よりよく理解するために、従来技術と比較
しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は従来技術の構造を示す断面図である。

複数の回路素子（図では省略）を含む半導体基板！■を
覆い、選択的に設けらｈた開孔部を有する熱酸化膜１２
の上面に、第１層目の金属配線層１３゜１３’が選択的
に形成さｈ１該金属配線１３．１３’の上、及びその他
の熱酸化膜１２を覆って気相成長の酸化膜による層間絶
縁膜１４が形成され、該層間絶縁膜１４に選択的に設け
らｈた開孔部を通じて第１Ｆ＠目の金属配線１３’と電
気的に接続し、層間絶縁膜２４上に延在する第２層目の
金属配線１５が形成されている。本構造において層間絶
縁膜１４が第１１−白金属配線１３．１３’上とその他
の領域との間で生ずる段部１７，１７．１７が急峻なた
め、この上に形成される第２層目の金属配線１５にくさ
び状のキ裂１６．１６’、　１６’が発生し、第２層目
金属配線１５が断線し易くなる。

第２図はリンガラス膜のフロー技術管使用シタ半導体装
置の構造を示す断面図である。複数の回路素子（図中で
は省略）を含む半導体基板２１を憶い、選択的に設けら
れた開孔部を有する熱酸化膜２２の上面に第１層目の多
結晶シリコン配線２３．２３’が選択的に形成され、該
多結晶シリコン配線２３．２３’の上及びその他の熱酸
化Ｍ２２を覆ってフローされたリンガラス膜による層間
絶縁膜２４が形成されており、該層間絶縁膜２４に選択
的に設けられた開孔部を通じて、第１層目の多結晶シリ
コン配線２３′と電気的に接続し、層間絶縁膜２４上に
延在すＺ第２層目の金属配線２５が形成されている。本
構造においては、第１層目の多結晶シリコン配＠２３．
２３’上とその他の領域との間で生じるフローされたリ
ンガラス膜２４の表面の段部２７，２７’、２７’はゆ
るやかな曲線となっているため、この上に形成される第
２層目の金属配線２５にけキ裂が発生せず、断線の心配
はない。

Ｌ７かしながら、本構造の実現のためＫは、層間絶縁膜
はリンガ２スに限定され、さらに第１層目の導電ａけ、
１０００’Ｃ付近の高温熱処理に耐える多結晶シリコン
膜などに限定される。

第３図に本発明の一実施例を示す。複数個の回路素子（
図中では省略５）を含む半導体基板３１を覆い、選択的
に設けられた開孔部を有する熱酸化膜３２の上面に第１
層目の金属配線３３．３３’が選択的に形成さｈ１該第
１層目金属配線３３．３３’の上及び、その他の熱酸化
膜３２を覆ってプラズマ化学反応による窒化膜で構成さ
れた層間絶縁膜３４゜スピン塗布によるシリカ膜で構成
さねた層間絶縁膜３５、さらにプラズマ化学反応による
窒化膜で構成された眉間絶縁膜３６が形成され、これら
の眉間絶縁膜３４，３５．３６を貫ぬいて選択的に設け
られた開孔部を通じて、第１層目金属配線３３′と電気
的に接続し１層間絶縁膜３６上に延在する第２層目の金
属配線１−３７が形成されている。

本発明の本実施例においては、第１層目の金属配線層３
３．３３’上とその他の熱酸化膜３２上との間で生ずる
眉間絶縁膜３６の表面の段部（例えは３９）は、スピン
塗布によるシリカ膜が３９の形状で存在するため、一定
の傾斜角を有するため、この上に形成される第２層目の
金属配線３７にけキ裂が発生せず、断線の恐れはない。

さらに本発明によれば、スピン塗布によるシリカ膜３５
はプラズマ化学反応による窒化膜３４゜３６にはさまれ
ているため％シリカ膜が機械的歪に弱いという欠点を補
ない、７リカ膜のクラック発生を未然に防止できる。さ
らに１プラズマ化学反応による窒化膜は、シリカ膜に含
まれる不純物が半導体基板中の回路素子又は配線金属に
与える不安定性を防ぐことができるので、本発明のよう
にシリカ膜を窒化膜ではさむ構造は高信頼性半導体装置
を容易に提供するものである。

以上本発明について実施例を用いて説明してきたＯ なお、実施例において、半導体基板内の回路素子につい
ては省略したが、ＭＯ８型トランジスタ、バイポーラ型
トランジスタ、ＰＮ接合汐゛イオード等の能動素子、及
び抵抗、容曾等の受動素子及びこれらの組合せによる全
ての半導体装置について適用可能である。また、実施例
では、主たる眉間絶縁膜としてプラズマ化学反応による
窒化１１１ｆｆｉ用いて１本発明の詳細な説明したが、
これに変えて気相成長による酸化膜、窒化膜、アルミナ
膜、リンガラス膜及び、プラズマ反応によるこれらの膝
ケ用いても、本発明の効果は充分発揮されるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、従来技術による半導体装置を示す断
面図、第３図は本発明の実施例の半導体装置を示す断面
図、である。 図中において、１１，２１．３１・・・・・・半導体基
板、１２．１４，２２，２４．３２．３４．３６・・・
・・・絶縁膜、３５・・・・・・シリカ膜、１３．ｌ　
５．２３．２５，３３゜３７・・・・・・導電膜、であ
る。 第　１　図 第　２′　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 終複数の回路素子を含む半導体基板と、該半導体基板５
   ｒ、覆い、選択的に設けらねた複数個の開孔部を有する
   ｔ４１の絶縁膜と％核間孔部を通じて半導体基板と電気
   的に接続し、かつ前記第１の絶縁膜上に延在して選択的
   に設けられ、かつその側面の一部が少なくとも第１の絶
   縁膜表面に対してはｔ１垂直な初数個の第１の導電膜と
   、該第１の導電膜及びその他の領域ｆ覆う第２の絶縁膜
   と、該第２の絶縁膜に選択的に設けらｆ″した開孔部を
   通じて、少なくとも第１の導電膜と電気的に接続し、か
   つ前記第２の絶鰍膜上に延在して選択的に設けられた第
   ２の導電膜１有する半導体装置において、前記第２の絶
   縁膜が少なくともシリカ膜を含む複数層の膜で構成され
   ていることを特徴とする半導体装置。