JPS6119147A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS6119147A
JPS6119147A JP13892784A JP13892784A JPS6119147A JP S6119147 A JPS6119147 A JP S6119147A JP 13892784 A JP13892784 A JP 13892784A JP 13892784 A JP13892784 A JP 13892784A JP S6119147 A JPS6119147 A JP S6119147A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
stepped sections
silicon layer
oxidation
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.)
Granted
Application number
JP13892784A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0244142B2 (ja
Inventor
Toshiro Ogino
俊郎 荻野
Katsumi Murase
村瀬 克実
Masahiro Sakagami
坂上 正裕
Yoshihito Amamiya
好仁 雨宮
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.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP13892784A priority Critical patent/JPH0244142B2/ja
Publication of JPS6119147A publication Critical patent/JPS6119147A/ja
Publication of JPH0244142B2 publication Critical patent/JPH0244142B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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】 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置を製造する際に生ずる段差もしく
は凹凸を停電で軽減する方法、及び凹部に絶縁物もしく
は導電性物質を埋め込むことにエフ、微細な素子間分離
領域もしくは配線を形成する半導体装置の製造方法に関
するものである。
(従来技術及び発明が解決しようとする問題点)集積回
路などの半導体装置の製造工程において生ずる半導体基
板上の段差もしくは凹凸は、後のリングラフィ工程にお
けるバタン精度を劣化させ、あるいは前記段差もしくは
凹凸をまたがって形成される配線の切断を生じさせる。
従って、基板上の段差もしくは凹凸をできるだけ少くす
ることは、半導体装置の微細化、もしくは歩留′1シ同
上に関して型費である。
従来、シリコン集積回路の第一層金属配線會形成する前
に段差もしくは凹凸を軽減する技術としては、リンを含
む二酸化シリコンを堆積し、この膜を熱処理によジ流動
させ、急峻な段差全なだらかにするものがあった。しか
し、前記従米技術においては、熱処理に950℃以上の
温度全必埜とするため、浅い接合を肩する素子では接合
部の不純物分布が変化して素子の特性が劣化テる欠点が
あつ7C,さらに前記従来技術においては、急峻な段差
を軽減したり、深い溝を完全に埋めるには流動性がなお
不十分である欠点があった。
また、溝埋め込みによる素子間分離技術として従来用い
られてきた工程の一例を第5図に示す。図においてlは
p形半導体基板、2はn型エピタキシャル層である。エ
ピタキシャル層の分離島2を形成する場合、基板1まで
到達する分離溝3を方向性エツチング技術を用いて形成
し、第5図(a)の構造を得る。ついで、分離溝3を埋
めるために絶縁性物質4を堆積して第5図(b)の構造
を作製し、ついで、絶縁層4の表面をエツテングして第
5図(C)の構造を得る。しかし上記従来技術では、絶
縁性物質4の堆積後の形状が下地の形状に強く依存し、
加工形状の制御が困難であること、さらに異なる形状の
溝を同時に平坦に埋めることが困難であるという欠点を
有していた。
(発明が解決しようとする問題点) 本発明は、これらの欠点を解決するために提案されたも
ので、低温で流動性を有する物質により、基板上の段差
もしくは凹凸を解消することを目的とする。
また本発明の他の目的は、溝に絶縁性もしくは導電性物
質を平坦に埋め込む簡便な方法を提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明は半導体基板上に形
成された段差もしくは凹凸部上に、少くともゲルマニウ
ムを含むシリコン層を堆積し、ついで当該層を酸化して
絶縁層に変えるこ、とによシ半導体基板上の段差もしく
は凹凸の程度を軽減することを特徴とする半導体装置の
製造方法を発明の要旨とするものである。
次に本発明の実施例を添付図面について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうろことは言
うまでもない。
第1図は本発明の実施例を示すものであって、図におい
て5はトランジスタ、ダイオード、抵抗、容量等を形成
したシリコン基板で、ここまでの製造工程において段差
6を生じている。7は少くともゲルマニウムを含むシリ
コン層であり、CVD法、スパッタ法等を用いて堆積す
る。
この実施例では、シランとゲルマンの熱分解による減圧
CVD法を用い、温度450℃、圧力0.2’l’or
rのもとで、シランに対するゲルマンの流量比を60優
として堆積した。このシリコン層7の段差6における形
状は、素子全形成したシリコン基板5における段差の形
状をそのまま保っている。このシリコン層7の膜厚は、
シリコン基板5における最大の段差の約70%となるよ
うに堆積した。ついで、このシリコン層7を酸化して絶
縁層とするが、前記シリコン層7はゲルマニウムを含む
ため酸化速度が大きく、例えば、0.7μmのシリコン
層7は800℃における加湿酸化法で印分ですべて酸化
される。
第1図(b)は前記シリコン層を酸化した後の断面図で
あり、8は前記シリコン層を酸化することに工す形成さ
れた絶縁層である。絶縁層8は段差6上に約5μmにわ
たシ、なだらかに段差6を覆っている。上記のシリコン
層組成と酸化条、件のもとでは、例えばシリコン基板5
の初期段差角(第1図(a)のθ)が80°のとき、こ
れを7以下に低下させ、第1図(b)のθ′の値で20
°以下にすることができる。第1図(e)における9は
、第1図(b)の構造における絶縁層8の上に形成した
金属配線でちゃ、絶縁層8が段差6を軽減した効果にニ
ジ、段差6における金稿電極9の切断は全く見られず、
さらに段差部6で薄くなるようなこともなかった。以上
の効果は、シリコン層7がゲルマニウムを含むため酸化
時に流動性を有するためであり、シリコン層7の酸化速
度が大きいので、シリコン基板5に形成された素子に影
響を及は丁ことのない低温・短時間で絶縁層に変えるこ
とができる。
第2図は、本発明全二層配線工程における第一層金属配
線と第二層金属配線間の層間絶縁膜形成に用いた実施例
である。図においてlOは第一層金属配線で、ここでは
モリブデンを用いたが750℃の熱処理に工りシリコン
とのコンタクト部が劣化しない金属であればよい。11
は、CVDK工り堆積した少くともゲルマニウムを含む
シリコン層を酸化させることにより形成した絶縁層であ
る。この絶縁層11の作製方法は、第1図に示した実施
例と同様である。この絶縁層11は流動性を有するため
、第一層電極IOを形成したことによって生じた段差を
5μmにわたってなだらかに覆っている。ついで、絶縁
層11の所望の場所全二酸化シリコンをエツチングする
公知の方法によって窓あけし、第二層配線12を形成す
る。この工程において絶縁層11は、第一層配線10に
1って生じた段差を滑らかにするように形成されている
ため、第二層配線の段差WSにおける切断は全く見られ
なかった。
第3図は本発明を分離島形成時の溝堀めに用いた別の実
施例である。ここで、p形シリコン基板球に厚さ1.5
μmのn形エピタキシャル層14を形成し、ついで方向
性エツチングを用いて幅1μm、深さ2μmの溝13ヲ
形成し、必要に応じてp形チャネルカット領域18ヲ設
ける。ついで、この表面に通常の熱酸化の方法で0.2
μmの酸化膜19を形成し、第3図(a)の構造を得る
。続いて第1園の実施例で述べたのと同様の方法によシ
、少くともゲルマニウムを含むシリコン層15ヲ堆積し
、第3図(b)の構造を得る。ついで、800℃におけ
る加湿酸化にニジ、前記シリコン層15i酸化して絶縁
層16とする(第3図C)。絶縁層16は、酸化工程で
流動性含有するため、酸化終了後の絶縁層16は、最初
に形成された分離溝13を完全に埋め、かつ絶縁層16
の表面は平坦となる。ついで、絶縁層16を、二酸化シ
リコンをエツチングする公知のプラズマエツチング法も
しくは化学エツチング法に↓9、分離島14の表面まで
エツチングして第3図(d)の構造を得る。第3図(d
)において、埋め込んだ絶縁/i# 17は、酸化時の
温度で流動性を有するため、素子を形成する分離島14
に歪をかけることなく埋め込むことができる。このよう
にして得られた絶縁層17付近の分離島14の断面をジ
ルトルエツチング法テ調べたところ、特に問題となる欠
陥は観察されなかった。なお、第3自の実施例において
、p形基板の代わυに絶縁性基板を用いたときにも同様
の方法で分離島を形成することができる。
第4図は本発明の他の実施例を示すもので、第4図(a
)において加はトランジスタ、ダイオード、抵抗、容量
等を形成したシリコン基板、21は絶縁層、22はコン
タクト窓である。第4図(a)で、通常は、この上に直
接金属電極を形成するが、本発明では、第4図(a)の
構造の上面に第1図の実施例と同様の方法で少くともゲ
ルマニウムを含むシリコン層(図示せず)を堆積する。
ついで、前記シリコン層金酸化するが、このとき前記シ
リコン層の酸化物は流動性を有するため、コンタクト窓
22の上に流れ込み、絶縁N21の上のシリコン層がす
べて酸化された後にもコンタクト窓22の底部には酸化
されないシリコン層が残る。その状態で酸化を停止する
と第4図(b)の構造に示すように、コンタクト窓部分
にだけ導電性を有するシリコン層24が残9、絶縁層2
1の上面はすべて絶縁層おである構造を得ることができ
る。ついで絶縁層23を公知の二酸化シリコンをエツチ
ングする方法で除去すると、第4図(C)に示すように
、コンタクト窓22にのみ導電性を有するシリコン層2
4を埋め込むことができ、コンタクト窓形成によって生
ずる四部を消滅させることができる。この埋め込まれた
導電性シリコン層24の導電率は、ゲルマニウムを含む
シリコン層の中にリン、ヒ素、ボロンのいずれかを添加
しておけば、非常に高くとれる。例えばSiH4に重量
比でB2H,を1%添加することにより導電率を約10
0OS−cm−’程度とすることができる。またリンを
添加するときはPH,を用い、ヒ素を添加するときはA
SHsを用い、夫々重量比で1%を添加すれば、はぼ同
様の導電率をうろことができる。この場合シリコン層別
での直列抵抗は特に問題とならなかった。第4図に示し
た実施例と同様の手法でシリコン基板上に形成された溝
部分に4電性を有する少くともゲルマニウムを含むシリ
コン層を埋め込み、配線として用いることも本発明に含
まれる。
以上説明したような本発明の効果を得るためには、初め
に形成するシリコン層の中のゲルマニウム含有量を適切
な範囲に設定する必要がある。ゲルマニウム含有量が少
ないと酸化膜の流動性が低く、従来法よりも低温で十分
な平坦性を得るという本発明の効果が得られない。また
一方、ゲルマニウム含有量が多いと酸化膜の耐薬品性が
低下するとともに5通常の作製方法で形成された二酸化
シリコン層に対する浸蝕性が生じて使用が困難となる。
これらの点からみて実用上望ましい利点が得られるゲル
マニウムの含有量は、20原子チ以上、85原子チ以下
である。
この範囲であれば高くとも950℃あるいはそれ以下の
温度で段差や凹凸全軽減できる流動性が得られるし、ゲ
ルマニウムの含有率の多い領域では750℃の低温でも
使用に耐える流動性が得られ、また集積回路工程に用い
る種々の薬品に対して十分な耐性を示すと同時に、高温
高湿の雰囲気中でも十分な安定性を有する。
なお、上記第1図、第2図、第3図、第4図に示した実
施例において、少くともゲルマニウムを含むシリコン層
において、堆積速度、酸化速度、導電率、流動性等を制
御するため、リン。
ヒ素、ホウ素のうち一つまたは二つ以上を含ませること
ができる。例えば、ホウ素ヲ10原子チ含ませることに
より堆積速度、酸化速度、導電率をともに3割以上増大
させることができることが判明した。また、リンを5原
子チ含ませることによυ、流動の生ずる範囲が約5割増
加することが判明した。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明方法によれば、段差もしく
は凹凸を肩する半導体基板上に少くともゲルマニウムを
含むシリコン層を堆積し、ついでそのシリコン層を酸化
することにより、800℃以下の温度で段差もしくは凹
凸を軽減することができる。従って、半導体基板内の不
純物分布を全く変えずに基板上面を平坦化することがで
き、配線工程におけるリングラフィのノ(ターン精度を
向上させ、配線の段切れを防止することにより、製造歩
留まりを向上させ、高集積化全達成させる効果がある。
さらに本発明方法によれば、半導体集積回路における溝
埋め込み分離を簡便な方法で実現することができる利点
がある。
さらに本発明方法によれば、半導体基板上の凹部もしく
は溝に導電性物質を簡便な工程で埋め込むことができ、
配線工程における製造歩留ま9やバタン1Ift度を向
上させることができる利点かある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法を用いて集積回路における基板上の
段差を軽減する実施例を示す断面図、第2図は本発明方
法を用いて第二層金属配線工程を行う前段階までに発生
した基板上の凹凸を軽減する実施例を示す断面図、第3
図は本発明方法を用いて溝埋め込み分離を行う実施例を
示す断面図、第4図は本発明方法を用いてコンタクト窓
を導電性物質で埋め込む実施例を示す断面図、第5図は
従来の溝埋め込み分離工程の一例を示す断面図を示す。 1・・・・・・p形半導体基板 2・・・・・・分離島 3・・・・・・分離溝 4・・・・・・絶縁層 5・・・・・・シリコン基板 6・・・・・・段差 7・・・・・・シリコン層 8・・・・・・絶縁層 9・・・・・・金楓配線 lO・・・・・・第一層金属配線 11・・・・・・絶縁層 12・・・・・・第二層金属配線 13・・・・・・分離溝 14・・・・・・分離島 15・・・・・・シリコン層 16・・・・・・絶縁層 17・・・・・・絶縁層 18・・・・・・p形チャネルカット領域19・・・・
・・シリコンの熱酸化膜 加・・・・・・シリコン基板 21・・・・・・絶縁層 22・・・・・・コンタクト窓 銘・・・・・・絶縁層 勢・・・・・・シリコン層

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に形成された段差もしくは凹凸部上
    に、少くともゲルマニウムを含むシリコン層を堆積し、
    ついで当該層を酸化して絶縁層に変えることにより半導
    体基板上の段差もしくは凹凸の程度を軽減することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)シリコン層の一部を酸化し、半導体基板上に形成
    された段差の凹部にだけ前記シリコン層を残すことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
    方法。
  3. (3)シリコン層は更にホウ素またはリンまたはヒ素を
    含む膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
    たは第2項記載の半導体装置の製造方法。
JP13892784A 1984-07-06 1984-07-06 Handotaisochinoseizohoho Expired - Lifetime JPH0244142B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13892784A JPH0244142B2 (ja) 1984-07-06 1984-07-06 Handotaisochinoseizohoho

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13892784A JPH0244142B2 (ja) 1984-07-06 1984-07-06 Handotaisochinoseizohoho

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6119147A true JPS6119147A (ja) 1986-01-28
JPH0244142B2 JPH0244142B2 (ja) 1990-10-02

Family

ID=15233388

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13892784A Expired - Lifetime JPH0244142B2 (ja) 1984-07-06 1984-07-06 Handotaisochinoseizohoho

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0244142B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02142122A (ja) * 1988-11-22 1990-05-31 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
US5521108A (en) * 1993-09-15 1996-05-28 Lsi Logic Corporation Process for making a conductive germanium/silicon member with a roughened surface thereon suitable for use in an integrated circuit structure

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02142122A (ja) * 1988-11-22 1990-05-31 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
US5521108A (en) * 1993-09-15 1996-05-28 Lsi Logic Corporation Process for making a conductive germanium/silicon member with a roughened surface thereon suitable for use in an integrated circuit structure
US5644152A (en) * 1993-09-15 1997-07-01 Lsi Logic Corporation Conductive germanium/silicon member with a roughened surface thereon suitable for use in an integrated circuit structure

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0244142B2 (ja) 1990-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4549927A (en) Method of selectively exposing the sidewalls of a trench and its use to the forming of a metal silicide substrate contact for dielectric filled deep trench isolated devices
US4493740A (en) Method for formation of isolation oxide regions in semiconductor substrates
US4713356A (en) Manufacturing MOS semiconductor device with planarized conductive layer
US4419813A (en) Method for fabricating semiconductor device
EP0091984B1 (en) Integrated circuit devices comprising dielectric isolation regions and methods for making such devices
JPS63314844A (ja) 半導体装置の製造方法
US5213991A (en) Method of manufacturing semiconductor device
US4900689A (en) Method of fabrication of isolated islands for complementary bipolar devices
JPH04277623A (ja) 半導体装置の製造方法
EP0078501A2 (en) Transistor-like semiconductor device and method of producing the same
US6373119B1 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JPS6015944A (ja) 半導体装置
KR960001595B1 (ko) 전도층 연결을 위한 단차 영역에서의 제조방법
US4352238A (en) Process for fabricating a vertical static induction device
US4885261A (en) Method for isolating a semiconductor element
JPS6119147A (ja) 半導体装置の製造方法
US6674144B1 (en) Process for forming damascene-type isolation structure for integrated circuit
JPH05849B2 (ja)
US6521509B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US4343078A (en) IGFET Forming method
US4679306A (en) Self-aligned process for forming dielectrically isolating regions formed in semiconductor device
JPH0529603A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100232888B1 (ko) 반도체소자의 소자분리절연막 형성방법
JPH0654775B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0461346A (ja) バイポーラ型半導体集積回路装置の製造方法