JPS61284940A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法にかかり、特に段差を
有する半導体装置の段差部を滑らかにし、容易に微細な
配線を可能にする半導体装置の製造方法に関する。

〔発明の概要〕

本発明は段差を有する半導体基板の表面を干担化する半
導体装置の製造方法において、前記半導本基板の表面に
、気相成長法による４〜８モルチのリンガラス膜を形成
後、前記リンガラス膜上に塗布法によるリンガラス膜も
しくはボロンリンガラス膜のいすにかを形成し、しかる
後に３００〜４００℃の温度での焼成とランプアニール
炉による高温短時間加熱処理を行なうことにより、ゲッ
タリング効果と耐温性に優れると同時に、前記ＰＥＩＧ
膜の段差部は耐クラック注に優れたシリカフイルム層に
より滑らかにされているため、その上に形成された配線
の信頼性が高く、更に熱処理が低温化さｈているため、
浅い接合の実現を可能としたものである。

〔従来の技術〕

近年、半導体装置は、高密度化の進展と共に半導体素子
の表面は凹凸が大きくなる一方で配線の微細化の要望が
大で、配線に対する要求は厳しさを加えている。

集積回路、特にシリコンゲート型ＭＯ８半導体装置では
、ポリシリコン層をグー）Ｉｔ血及び配線層として用い
ており、絶縁物を介して前記ポリシリコン層を横切る金
属配線層が形成されている。

？−れらポリシリコン層を用＾る半導体装置では、ポリ
シリコンｆｆｌ横切る金属配線がポリシリコン層の段差
部で断線しないように、ポリシリコン層の段差部を滑ら
かにしている。

この種の集積回路を第２図について説明する。

第２図において、１は半導体基板、２は拡散層、３はポ
リシリコン層、６はアルミニウム配線、７は約１０モル
％以上のリンを含むＰＳＧ膜でおる。

このＰＳＧ［７は、気相成長法により形成され、１００
０℃以上の高温熱処理を行なうことによって、ＰＳＧ膜
の流動性を利用してポリシリコン層の段差部の形状ｔｉ
らかにし、ポリシリコン層３を横断するアルミニウム配
線６の形成を可能にしていた。

〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕しかしなが
ら前述の従来方法では、ポリシリコン層段差部を滑らか
にし、配線金属の断線を防止することはできたが、高濃
度のリンを含んだｐｓＧ膜の吸湿性が太きいため、ＰＥ
ＩＧ＠と配線金属とが反応を起し、配線金属が腐食さル
るという欠点があった。つまり、従来方法で製造した半
導体装置を樹脂封入し、高湿中で動作させた場合、樹脂
中を浸入してきた水分とＰＳＧ膜中のリンとが反応して
、リン酸が生じて、このリン酸が配線金属を溶解させ、
半導体装置の特上不良あるいは断線を生じることの要因
になると９つ重大な欠点があった。

この問題を解決するために、ＰＥＧ膜中のリン濃度’ｔ
−８モルチ以下に下げれば配線金属の腐食は防止できた
が、ＰＳＧ膜の充分な流動性が得られず、ポリシリコン
層の段差部で配線金属が断線する。

一方リン濃度が１％以下というように少なくなるとＰＳ
Ｇ膜のゲッタリング効果が少なくなる。

従って１〜８モルチのＰＳＧ膜がゲッタリング効果と吸
湿性の間粗では好ましい。

さらに、従来法においては、１０００℃、２０分間以上
の高温熱処理が必要なため、拡散層の拡がりが生じ、浅
い接合の形成が困難であり、トランジスタの縦方向の微
細化の障害となっていた。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、段差を有する半導体装置の表面
を滑らかにし、絶縁膜を介して前記段差部を横断する金
属配線の断線を防止すると共に、樹脂封入に耐え得る信
頼性を有し、さらに浅い接合を形成することを可能とす
る新規な半導体装置製造方法を提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、段差を有する半導体
基板表面に、気相成長法に″よる第１の絶縁＠を形成す
る工程と、前記第１の絶縁膜上例塗布法による第２の絶
縁膜を形成する工程を含み、しかる後に加熱処理をする
工程とを有すること？特数とする。この場合、気相成長
法による第１の絶縁膜が、４〜８モルチのＰＳＧ膜であ
ることが好ましい。

また、塗布法による第２の絶縁膜がリンガラス膜もしく
はボロンリンガラス膜の＾ずｈかであることが好ましい
。さらに、前記加熱処理が、３００〜４００℃の＠度で
の焼成とランプアニール炉による高温短時間熱処理であ
ることが好ましい。

〔実施例〕

以下図面を参照し本発明の詳細について説明する。第１
図は本発明の一実施例の工種断面図である。本発明は次
の工程により実施される。

（１）　　半導体素子の機能部を形成した半導体基板１
の表面に酸化膜を介してポリシリコンＮ７ＩＩ３が形成
され、その上にｓｅａ、等のｅ４化会物と、リンネ細物
ＰＨ３と酸素０２の熱処理による気相成長法でＰＳＧ膜
４を０．５〜１．０μｍ形成する。なお形成したＰＳＧ
＠のリン濃度は４〜８モルチとした。（第１図（ａ）参
照） （２）　次に塗布法によってリンを含んだシリカフィル
ム１１５を５００〜３０００Ａ程度形成する。

この場合、６モルチ以下のリンを含んだシリカフィルム
層が好ましい。形成には例えば、シリコン化合物として
５ｚ（ＯＨ）４と添加物のリン化合物とエタノールを主
溶剤とした珪酸溶液を、上記Ｐ１３Ｇ膜４上にスピンナ
ーにより４０００〜６０００　ｒｐｍで１０秒塗布後、
３００　’Ｃ，１時間のべ一りをする。塗布法によるＰ
ＳＧ膜は、段差部に厚く、平担部に薄く形成されるので
第１図（６）に示すように段差部を埋めるような形状に
形成できる。

（３）　　ハロゲンランプにより９００℃〜１１００℃
、２秒〜１０秒間の短時間熱処理を行ない、ＰＳＧ［４
とシリカフィルム層５との緻密化と拡散層２を形成する
。

（４）　　前工程で形成したシリカフィルム＊５上にア
ルミニウム配線６を０．５μｍ〜１．０μｍ形成する。

以上により本発明による半導体装置が得らルる。

上記実施例に示したように、本発明によルば、ポリシリ
コン層上に、気相成長法によるＰＳＧ膜を形成した後、
塗布法によるシリカフィルムＩｉ１を形成することによ
り段差部を埋め、Ｐ８Ｇ６表面を滑らかにすることによ
って容易に微細な金属配線パターンの形成と、短時間熱
処理による浅い接合の形成とを同時に実現できる。

ところで、樹脂封止を行った前記製造法を用＾て作製し
た半導体装置において、高湿中で素子の性能を測定した
が、アルミニウム配線の腐食による悪影響と認めらルる
現象は観測さルなかりた。

なお、上記一実施例にお＾では、シリカフィルム層とし
てリン添加膜の場合も例示したが、添加なしのシリカフ
ィルム層の場合はクラックを生じやすく好ましくなｉ、
また、ボロンとリンを添加した場合は、前記リンのみの
添加の場合よりも膜内応力か緩和され、耐クラツク性が
向上する。

また、上記一実施例においては、ランプアニールとして
ハロゲンランプの場合ｆｆｉ　ＮＪ示したが、前記ラン
プ以外のランプ炉を用いても問題はない。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明の製造方法によルば、第１の絶
縁膜が４〜８モルチのＰｉ（Ｇ膜であるためにゲッタリ
ンダ効果と耐湿性に優れると同時に、前記ＰＩ３Ｇ膜の
段差部は耐クラツク性に優ルたシリカフィルム層により
清らかにさルているため、その上に形成された配線の信
頼性を向上させ、更に熱処理が高温短時間処理であるた
め、浅い接合を実現させることができ、微細なトランジ
スタを得ることを可能にするという効果を有する。

なお、上記実施例では、ポリシリコン電極による段差に
ついて述べたが、ポリサイドｔｋや高融点金属電極によ
る段差についても本発明は有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図０）〜（ｃ）は本発明の一実施例による半導体装
置の製造方法を示す工程断面図、第２図は従来法による
半導体装置の断面図である。 ｌ・・・半導体基板 ２・・・拡散層 ３０６．ポリシリコン層 ４、、、Ｐ日Ｇ膜 ５・・・リンもしくはボロンとリンを含む塗布膜 ６・・・アルミニウム配線 ７・・・高濃度リンを含むＰＥＧ膜 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）段差を有する半導体基板の表面に、気相成長法に
   よる第１の絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に塗
   布法による第２の絶縁膜を形成する工程とを含み、しか
   る後に加熱処理をする工程とを有することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。
2. （２）前記気相成長法による第１の絶縁膜が、４〜８モ
   ル％のリンガラス膜（ＰＳＧ膜）であることを特徴とす
   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）前記塗布法による第２の絶縁膜がリンガラス膜も
   しくはボロンリンガラス膜のいずれかであることを特徴
   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。
4. （４）前記加熱処理が、３００〜４００℃の温度での焼
   成とランプアニール炉による高温短時間熱処理であるこ
   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。