JPS6220351A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6220351A JPS6220351A JP15937685A JP15937685A JPS6220351A JP S6220351 A JPS6220351 A JP S6220351A JP 15937685 A JP15937685 A JP 15937685A JP 15937685 A JP15937685 A JP 15937685A JP S6220351 A JPS6220351 A JP S6220351A
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- JP
- Japan
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- film
- aluminum
- aluminum wiring
- wiring conductor
- side surfaces
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C22/00—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
- C23C22/05—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions
- C23C22/06—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6
- C23C22/07—Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive liquid, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using aqueous solutions using aqueous acidic solutions with pH less than 6 containing phosphates
- C23C22/08—Orthophosphates
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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。
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）
本発明は信頼性の高いアルミ配線導体を備えた半導体装
置に関する。
置に関する。
半導体装置の絶縁保護膜または層間絶縁膜には、通常、
シリコンの酸化膜（８ｉ０２）および窒化膜（Ｓｉ３Ｎ
４） または燐硅酸ガラス膜（Ｐ２Ｏ）などが用いら
扛るが、特に信頼性が問題となる装置では耐湿性の高い
ＣＶＤ窒化膜が多用される。
シリコンの酸化膜（８ｉ０２）および窒化膜（Ｓｉ３Ｎ
４） または燐硅酸ガラス膜（Ｐ２Ｏ）などが用いら
扛るが、特に信頼性が問題となる装置では耐湿性の高い
ＣＶＤ窒化膜が多用される。
（発明が解決しようとする問題点）
このＣＶＤ窒化膜は成長温度が３００〜５００°Ｃと比
較的低く膜質もすぐ扛ているので、半導体装置の信頼性
ケ著しく同上せしめるが、その一方では半導体装置の製
造過程においてアルミ配線導体と化学的に反応し、こｎ
′！ｉ−変質またに消失させるなどイη頼性土きわめて
重大な障害をしはしは起こすＯ この化学反応はアロイまたは組立工程などにおける熱処
理によって生ずるもので、ＣＶＤ法によって窒化膜全堆
積する過程で残さｊ、た水分（Ｈ２Ｏ）が、アルミ＋ａ
と反応しアルミ水酸化物を形成するものと推定さむ、て
いる。アルミ配線導体にこのような化学反応が生ずると
、配線導体は変質して膨張するかまたは消失］−て空洞
化する。
較的低く膜質もすぐ扛ているので、半導体装置の信頼性
ケ著しく同上せしめるが、その一方では半導体装置の製
造過程においてアルミ配線導体と化学的に反応し、こｎ
′！ｉ−変質またに消失させるなどイη頼性土きわめて
重大な障害をしはしは起こすＯ この化学反応はアロイまたは組立工程などにおける熱処
理によって生ずるもので、ＣＶＤ法によって窒化膜全堆
積する過程で残さｊ、た水分（Ｈ２Ｏ）が、アルミ＋ａ
と反応しアルミ水酸化物を形成するものと推定さむ、て
いる。アルミ配線導体にこのような化学反応が生ずると
、配線導体は変質して膨張するかまたは消失］−て空洞
化する。
本発明の目的は、」二記の情況に鑑み、高温雰囲気にお
けるシリコン窒化膜残留水分との間の化学反応障害を解
決したアルミ配線導体を備える半導体装置を提供するこ
とである。
けるシリコン窒化膜残留水分との間の化学反応障害を解
決したアルミ配線導体を備える半導体装置を提供するこ
とである。
本発明の半導体装置は、アルミ配線導体の表面および側
面に燐酸塩化アルミニウム膜が形成されていることを含
む。
面に燐酸塩化アルミニウム膜が形成されていることを含
む。
すなわち、本発明半導体装置のアルミニウム配線導体に
は、表面および側面を厚さ０．０５〜０．１５μｍの燐
酸塩化アルミニウム（ＡｌＰＯ４）膜で保護したものが
用いられる。
は、表面および側面を厚さ０．０５〜０．１５μｍの燐
酸塩化アルミニウム（ＡｌＰＯ４）膜で保護したものが
用いられる。
この燐酸塩化アルミニウム膜の膜質はきわめて緻密で、
耐酸および耐熱の化学的に非常に安定した特質をもって
いるので、アルミ配線導体とシリコン窒化膜内残留水分
との間の熱処理工程における化学反応をきわめて有効に
阻止し得る。また、すぐれた導電性も兼備するので配線
抵抗を特に増加させることもない。以下、図面を参照し
て本発明の詳細な説明する。
耐酸および耐熱の化学的に非常に安定した特質をもって
いるので、アルミ配線導体とシリコン窒化膜内残留水分
との間の熱処理工程における化学反応をきわめて有効に
阻止し得る。また、すぐれた導電性も兼備するので配線
抵抗を特に増加させることもない。以下、図面を参照し
て本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明にかかるアルミ配線導体の一構造例な示
す断面構造図である。本実流側では、半導体基板１と、
フィルード酸化膜２と、アルミ配線導体３と、燐酸塩化
アルミニウム膜４と、シリコン窒化保護膜５とを含む。
す断面構造図である。本実流側では、半導体基板１と、
フィルード酸化膜２と、アルミ配線導体３と、燐酸塩化
アルミニウム膜４と、シリコン窒化保護膜５とを含む。
この燐酸塩化アルミニウム膜４はつぎの手順によって形
成さｊ、る。すなわち、アルミ配線工程を終えた段階に
おいて、燐酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）または燐酸（Ｈ
３ＰＯ４） と水酸化カリウム（ＫＯＨ）のモル比率
５：１からなる温度２５〜３０℃の混合液内に基板ごと
約１０分間浸す。この溶液処理を施すとアルミ配線の表
面および側面には、約２分で斜方晶系の結晶が形成され
始め５分後にはおおむね安定した膜質のものとなる。従
って約１０分間浸漬するとアルミ配線導体の表面および
側面には、厚さ０．０５〜０．１５μｍの燐酸塩化アル
ミニウム（ＡｌＰＯ４） の緻密な膜が形成される。
成さｊ、る。すなわち、アルミ配線工程を終えた段階に
おいて、燐酸カリウム（ＫＨ２ＰＯ４）または燐酸（Ｈ
３ＰＯ４） と水酸化カリウム（ＫＯＨ）のモル比率
５：１からなる温度２５〜３０℃の混合液内に基板ごと
約１０分間浸す。この溶液処理を施すとアルミ配線の表
面および側面には、約２分で斜方晶系の結晶が形成され
始め５分後にはおおむね安定した膜質のものとなる。従
って約１０分間浸漬するとアルミ配線導体の表面および
側面には、厚さ０．０５〜０．１５μｍの燐酸塩化アル
ミニウム（ＡｌＰＯ４） の緻密な膜が形成される。
アルミ配線導体３は、緻密で凌ンリ、また、耐酸および
耐熱の化学的に非常に安定したこの燐酸塩化アルミニウ
ム膜４で全面が保護されているので、アロイまたは組立
工程において４７０〜５００℃に及ぶ熱処理工程がなさ
れた場合でも、シリコン窒化保護膜５内の残留水分との
間に化学反応を生ずることはない。従来半導体装置のア
ルミ配線導体にはこの保護膜が形成されていないので、
この熱処理工程でシリコン窒化膜５内の残留水分と猛烈
に反応し水酸化物となシ、ふくれ（膨張）または空洞化
現象をおこす。
耐熱の化学的に非常に安定したこの燐酸塩化アルミニウ
ム膜４で全面が保護されているので、アロイまたは組立
工程において４７０〜５００℃に及ぶ熱処理工程がなさ
れた場合でも、シリコン窒化保護膜５内の残留水分との
間に化学反応を生ずることはない。従来半導体装置のア
ルミ配線導体にはこの保護膜が形成されていないので、
この熱処理工程でシリコン窒化膜５内の残留水分と猛烈
に反応し水酸化物となシ、ふくれ（膨張）または空洞化
現象をおこす。
第２図は従来の半導体装置におけるアルミ配線導体の化
学反広障害図を示すもので、６および７はこれにより生
じた１ふくれ”および空洞をそれぞれ表わしている。ア
ルミ配線導体がこのような状態となると、アルミ材自身
も脆く変質しており配線導体としての機能を全く失なう
。
学反広障害図を示すもので、６および７はこれにより生
じた１ふくれ”および空洞をそれぞれ表わしている。ア
ルミ配線導体がこのような状態となると、アルミ材自身
も脆く変質しており配線導体としての機能を全く失なう
。
第３図（ａＪ〜（ｅ）は本発明をバイポーラ・トランジ
スタに実施した場合の製造工程図である。
スタに実施した場合の製造工程図である。
まず第３図（ａｌに示すように、半導体基板１上の厚膜
フィールド酸化膜２が取り囲む島状領域内には、トラン
ジスタ素子の各領域および配線パターンがそれぞれ公知
の技術を用いて形成される。ここで、８，９．Ｂおよび
Ｅはそれぞ壮絶縁酸化膜。
フィールド酸化膜２が取り囲む島状領域内には、トラン
ジスタ素子の各領域および配線パターンがそれぞれ公知
の技術を用いて形成される。ここで、８，９．Ｂおよび
Ｅはそれぞ壮絶縁酸化膜。
開口部、ペースおよびエミッタ領域である。この構造で
はコレクタ領域は表われないので図示さ詐ない。ここま
での段階を終えた構造体は既に説明した混合溶液内に約
１０分間浸漬さする。この溶液処理が終わるとアルミ配
線導体の表面および側面には、厚さ約０．１μｍ程度の
燐酸塩化アルミニウム膜４が第３図（ｂｌに示すように
形成さ１．る。ついで同じく公知のＣＶＤ法を用いシリ
コン窒化膜を堆積せしめれば、第３図（Ｃ１の如きアル
ミ配線導体３の表面および側面に燐酸塩化アルミニウム
膜４を形成したトランジスタ装置が完成される。
はコレクタ領域は表われないので図示さ詐ない。ここま
での段階を終えた構造体は既に説明した混合溶液内に約
１０分間浸漬さする。この溶液処理が終わるとアルミ配
線導体の表面および側面には、厚さ約０．１μｍ程度の
燐酸塩化アルミニウム膜４が第３図（ｂｌに示すように
形成さ１．る。ついで同じく公知のＣＶＤ法を用いシリ
コン窒化膜を堆積せしめれば、第３図（Ｃ１の如きアル
ミ配線導体３の表面および側面に燐酸塩化アルミニウム
膜４を形成したトランジスタ装置が完成される。
第４図は本発明全多層配線の半導体装置に実施した場合
の断面構造図である。ここでは、同じく燐酸塩化アルミ
ニウム膜４をそれぞれ備えた第１層および第２層のアル
ミ配線導体１１および１２が、シリコン窒化層間絶縁膜
１３および１４と共に示されている。
の断面構造図である。ここでは、同じく燐酸塩化アルミ
ニウム膜４をそれぞれ備えた第１層および第２層のアル
ミ配線導体１１および１２が、シリコン窒化層間絶縁膜
１３および１４と共に示されている。
以上詳細に説明したように、本発明半導体装置は、アル
ミ配線導体が緻密且つ耐酸および耐熱の６一 化学的にきわめて安定な膜質で表面および側面が完全に
保護され、アロイまたは組立工程々と生産過程の熱処理
による配線導体とシリコン窒化膜内残留水分との化学反
応を有効に阻１］ユし得るので、きわめて信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
ミ配線導体が緻密且つ耐酸および耐熱の６一 化学的にきわめて安定な膜質で表面および側面が完全に
保護され、アロイまたは組立工程々と生産過程の熱処理
による配線導体とシリコン窒化膜内残留水分との化学反
応を有効に阻１］ユし得るので、きわめて信頼性の高い
半導体装置を得ることができる。
第１図は本発明にかかるアルミ配線導体の一構造例を示
す断面構造図、第２図は従来の半導体装置におけるアル
ミ配線導体の化学反応障害図、第３図（ａ）〜ｆｃ）は
本発明をバイポーラ・トランジスタに実施した場合の製
造工程図、第４図は本発明全多層配線の半導体装置に実
施した場合の断面構造図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・フィールド
酸化膜、３・・・・・・アルミ配線導体、４・・・・・
・燐酸塩化アルミニウム膜、５・・・・・・シリコン窒
化保護膜、６および・・・・・・アルミ配線導体の１ふ
くれ”および空洞、１１および１２・・・・・・第１層
および第２層アルミ配線溝体、１３，１．４・・・・・
・シリコン窒化層間絶縁膜。 ４ メ′青面１メ、イビＹノ１． ；ニウベ肥ζ第１［
図 （ト）２図 第１−図 （Ｃ） 第３図
す断面構造図、第２図は従来の半導体装置におけるアル
ミ配線導体の化学反応障害図、第３図（ａ）〜ｆｃ）は
本発明をバイポーラ・トランジスタに実施した場合の製
造工程図、第４図は本発明全多層配線の半導体装置に実
施した場合の断面構造図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・フィールド
酸化膜、３・・・・・・アルミ配線導体、４・・・・・
・燐酸塩化アルミニウム膜、５・・・・・・シリコン窒
化保護膜、６および・・・・・・アルミ配線導体の１ふ
くれ”および空洞、１１および１２・・・・・・第１層
および第２層アルミ配線溝体、１３，１．４・・・・・
・シリコン窒化層間絶縁膜。 ４ メ′青面１メ、イビＹノ１． ；ニウベ肥ζ第１［
図 （ト）２図 第１−図 （Ｃ） 第３図
Claims (1)
- アルミニウム配線導体の表面および側面に燐酸塩化アル
ミニウム膜が形成されていることを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15937685A JPS6220351A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15937685A JPS6220351A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6220351A true JPS6220351A (ja) | 1987-01-28 |
Family
ID=15692462
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15937685A Pending JPS6220351A (ja) | 1985-07-18 | 1985-07-18 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6220351A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1101837A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-23 | STMicroelectronics S.r.l. | Moisture corrosion inhibitor layer for Al-alloy metallization layers, particularly for electronic devices and corresponding manufacturing method |
| EP1353441A1 (en) * | 2001-01-15 | 2003-10-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Saw device and production method therefor |
-
1985
- 1985-07-18 JP JP15937685A patent/JPS6220351A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1101837A1 (en) * | 1999-11-22 | 2001-05-23 | STMicroelectronics S.r.l. | Moisture corrosion inhibitor layer for Al-alloy metallization layers, particularly for electronic devices and corresponding manufacturing method |
| US6525404B1 (en) | 1999-11-22 | 2003-02-25 | Stmicroelectronics S.R.L. | Moisture corrosion inhibitor layer for Al-alloy metallization layers, particularly for electronic devices and corresponding manufacturing method |
| US6762123B2 (en) | 1999-11-22 | 2004-07-13 | Stmicroelectronics S.R.L. | Moisture corrosion inhibitor layer for Al-alloy metallization layers, particularly for electronic devices and corresponding manufacturing method |
| EP1353441A1 (en) * | 2001-01-15 | 2003-10-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Saw device and production method therefor |
| EP1353441A4 (en) * | 2001-01-15 | 2005-03-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | SAW COMPONENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF |
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