JPS63213933A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS63213933A
JPS63213933A JP4800587A JP4800587A JPS63213933A JP S63213933 A JPS63213933 A JP S63213933A JP 4800587 A JP4800587 A JP 4800587A JP 4800587 A JP4800587 A JP 4800587A JP S63213933 A JPS63213933 A JP S63213933A
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JP
Japan
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film
plasma
hydrogen
nitride film
aluminium
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Kimimaro Yoshikawa
公麿 吉川
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NEC Corp
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  • 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の製造方法に関し、特に、プラズマ
化学的気相成長膜形成後の熱処理温度の改良に関する。
〔従来の技術〕
従来、半導体集積回路に用いるアルミニウム配線のシリ
コンとのオーミックコンタクトを得るためのアロイ温度
は450〜ら00℃であった。このため層間絶縁膜とし
てのプラズマ窒化膜形成後も450℃の熱処理は行なっ
ていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の製造方法では、プラズマ窒化膜形成後の
熱処理温度が450℃前後であるから、下地アルミニウ
ム配線の消失あるいはプラズマ窒化膜のふくれというよ
うな不良が多発していた。
これに対し、J、T、YueらやT、Turnerらが
プロシーディンゲス・アイ・イー・イー・イー・198
5インターナシヨナル・リライアビリティ・フィジック
ス・シンポジウム(Proceedings IEEE
 1985International  Re1ia
bility  Physics Symposium
)に発表したように応力が原因とする説があり、この従
来の応力原因膜に基づき、プラズマ窒化膜の厚さを変え
たり、応力、すなわちウェーハのそり量を変化させたり
して、アルミニウム消失や窒化膜ふくれを防ごうとした
が成功しなかった。
従って、これまではアルミニウム配線の消失やプラズマ
窒化膜のふくれ原因は不明であった。
本発明の目的は、プラズマ化学的気相成長膜を絶縁膜と
する半導体装置のプラズマ化学的気相成長絶縁膜形成後
の熱処理によりアルミニウム配線の消失やプラズマ絶縁
膜のふくれなどが生じない半導体装置の製造方法を提供
することにある。
〔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、プラズマ化学的気相
成長膜を絶縁膜とする半導体装置の製造方法において、
前記プラズマ化学的気相成長膜を熱処理温度を前記プラ
ズマ化学的気相成長膜から水素が離脱する温度以下の温
度にすることを特徴として構成される。
そして、本発明の原理は、本発明者がアルミニウム消失
やプラズマ窒化膜のふくれの原因がプラズマ窒化膜の応
力でなく、プラズマ窒化膜中に含まれる水素にあり、こ
の水素のプラズマ窒化膜からの離脱に温度依存性がある
ことを見い出したことに基づき、プラズマ量化膜形成後
の熱処理を、この水素の離脱温度以下にしたことにある
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
実施例の説明にさきたち本発明の作用について説明する
。第3図はプラズマ窒化膜の組成の熱処理温度による変
化を示す図である。第3図かられかるように、プラズマ
窒化膜中の窒素−水素結合(N−H結合)は約400℃
から分解しはじめる。一方シリコンー水素結合(S i
−H結合)は約600℃から分解しはじめる。
また、第4図はプラズマ窒化膜から発生する水素の量の
熱処理温度依存性を示す図である。第4図かられかるよ
うに、プラズマ窒化膜からの水素は400℃を越えて急
に放出され始める。
また、第5図は、実際の半導体集積回路の構造である、
シリコン基板上に約1.Q、+zmの酸化膜を成長し、
その上にアルミニウム膜1,0μmを形成し、さらにプ
ラズマ窒化膜1.0μmを成長した後の熱処理による水
素の放出量を示した図である。第5図かられかるように
、アルミニウム・プラズマ窒化膜の組み合わせた試料を
加熱すると極めて多量の水素が発生し、この水素がプラ
ズマ窒化膜ふくれを発生させ、その下のアルミニウム消
失の原因となることがわかった。この水素も、やはり4
00℃付近から急激に増加しはじめる。
第4図と同様の結果は、ジャーナル・オブ・ザ・エレク
トロケミカル・ササイアティ(Journal  of
the  Electro−Chemical  5o
ciety)の1979年10月号の1753頁にも発
表されている。
以上の実験結果から、プラズマ窒化膜は400℃以上で
急激に水素を放出し、この水素が量化膜ふくれ、アルミ
ニウム消失の原因となることがわかる。
以上の事実に基づき、以下実施例を説明する。
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を説明するた
めに工程順に示した素子の縦断面図である。
第1図(a)に示すように、比抵抗1〜20ΩΩのP形
シリコン基板1上の常圧CVD法により4モル%のPS
G膜2を1.0μm成長する0次に、第1図(b)に示
すように、アルミニウム膜3を1.0μmDCマグネト
ロンスパッタにより被着し、続けてタングステンシリサ
イドM4を500人をスパッタする。これを通常のフォ
トリソグラフィを用いてパターニングする。
次に、第1図(C)に示すように、基板シリコンのアル
ミニウムのオーミックコンタクトを取るため、ウェーハ
を450℃の窒素と水素の混合炉に入れてアロイする。
その後、プラズマ窒化膜5を1.0μm形成する。
次に、第1図(d)に示すように、スルーホールを通常
のフォトリソグラフィとフレオンと酸素の混合ガスを用
いてドライエツチングし、第2層目のアルミニウム配線
6を1.0μmを形成する。
この後1層目配線と2層目配線のコンタクトを取るため
、400℃の窒素炉でアロイする。
以上説明した本実施例によれば、アルミニウム配線の消
失、窒化膜のふくれなどの問題を生ずることなく、1層
目配線と2層目配線の良好なコンタクトをとることがで
きる。
第2図(a)〜(c)は本発明の他の実施例を説明する
ために工程順に示した素子の縦断面図である。
まず第2図(a)に示すように、比抵抗1〜2QIQc
mのP形シリコン基板1上に4モル%のPS02を1.
0μm成長し、アルミニウム膜3をDCマグネトロンス
パッタで1.0μm形成し、通常のフォトリソグラフィ
を用いてパターニングする。次に、下地基板シリコンと
アルミニウムのオーミックコンタクトを取るため、45
0℃水素−窒素混合ガス炉で約30分アロイを行なう。
次に、第2図(b)に示すように、プラズマ窒化膜5を
最終パッシベーション膜として、1.0μm形成する。
次いで、第2図(c)に示すように、通常のフォトリソ
グラフィを用いてボンディング用窓7を開孔するためフ
レオンと酸素の混合ガスでドライエツチングする。最後
にドライエツチングにより発生するダメージを緩和する
ため、350℃窒化炉で約30分ウェーハをアニールす
る。
以上説明した第2の実施例によれば、アルミニウム配線
の消失や窒化膜のふくれを発生することなく、ドライエ
ツチングにより発生するダメージを緩和することができ
る。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、プラズマ窒化膜形成後の
熱処理温度を水素の離脱温度以下とすることで、プラズ
マ窒化膜からの水素の離脱を防ぐことができ、この水素
が原因のプラズマ窒化膜ふくれ、アルミニウム配線消失
不良を防ぐことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例を説明するた
めの工程順に示した素子の縦断面図、第2図(a)〜(
C)は本発明の第2の実施例を説明するために工程順に
示した素子縦断面図、第3図は本発明の根拠となるプラ
ズマ窒化膜組成の熱処理温度依存性を示す図、第4図は
本発明の根拠となるプラズマ窒化膜からの水素の発生量
の熱処理温度依存性を示す図、第5図は本発明の根拠と
なるプラズマ窒化膜−アルミニウム配線構造から発生す
る水素の量の熱処理温度依存性を示す図である。 1・・・シリコン基板、2・・・シリコン酸化膜、3・
・・アルミニウム配線、4・・・タングステンシリサイ
ド膜、5・・・プラズマ窒化膜、6・・・第2のアルミ
ニウム配線、7・・・ボンディング開孔。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. プラズマ化学的気相成長膜を絶縁膜とする半導体装置の
    製造方法において、前記プラズマ化学的気相成長膜を形
    成後の熱処理温度を前記プラズマ化学的気相成長膜から
    水素が離脱する温度以下の温度にすることを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
JP62048005A 1987-03-02 1987-03-02 半導体装置の製造方法 Expired - Fee Related JPH0750737B2 (ja)

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JPS63213933A true JPS63213933A (ja) 1988-09-06
JPH0750737B2 JPH0750737B2 (ja) 1995-05-31

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5459087A (en) * 1992-08-03 1995-10-17 Nec Corporation Method of fabricating a multi-layer gate electrode with annealing step

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55125626A (en) * 1979-03-20 1980-09-27 Fujitsu Ltd Production of semiconductor device
JPS6030153A (ja) * 1983-07-28 1985-02-15 Toshiba Corp 半導体装置
JPS60136259A (ja) * 1983-12-24 1985-07-19 Sony Corp 電界効果型トランジスタの製造方法
JPS60152046A (ja) * 1984-01-20 1985-08-10 Fujitsu Ltd 半導体装置

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