JPS63226933A - 半導体装置の制造方法 - Google Patents
半導体装置の制造方法Info
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- JPS63226933A JPS63226933A JP5997487A JP5997487A JPS63226933A JP S63226933 A JPS63226933 A JP S63226933A JP 5997487 A JP5997487 A JP 5997487A JP 5997487 A JP5997487 A JP 5997487A JP S63226933 A JPS63226933 A JP S63226933A
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Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
ランプアニール装置の加熱室内に水蒸気を導入すること
によって絶縁膜の平坦化を従来よりさらに低温で行い不
純物拡散層が深くなることを防止する。
によって絶縁膜の平坦化を従来よりさらに低温で行い不
純物拡散層が深くなることを防止する。
本発明は半導体装置の製造方法、特に絶縁膜の平坦化の
改良に関する。
改良に関する。
半導体装置の製造工程において絶縁膜の平坦化は重要な
工程である。第３図（ａ）にはＭＯＳ ＦＥＴデバイス
が断面図で示され、図中、３１は半導体基板、３２と３
３とはソース領域とドレイン領域、３４はゲート電極、
３５は絶縁膜、３６は電極配線である。絶縁膜３５の平
坦化とは、同図（ｂｌと（Ｃ）を参照すると、最初点線
で示す形状のものであった絶縁膜を実線で示す如くにな
だらかな形状にすることをいう。第３図（Ｃ）には絶縁
膜３５に形成された電極窓３７を示すが、点線で示す形
状の絶縁膜３５を実線で示す如くに平坦化し、段差部を
なだらかにすることによって電極窓部分に形成される例
えばＡＩ！の電極配線３６のコンタクトを良くする（段
差が実線で示す如く急峻であると電極配線の接続不良、
断線などの原因となる）。絶縁膜材料としては、ＳＯＧ
（スピン・オン・グラス、 ５ｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ ）系の燐・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）、ホウ
珪酸ガラス（ＢＳＧ）、ヒ素珪酸ガラス（ＡｓＳＧ）な
どが用いられる。
工程である。第３図（ａ）にはＭＯＳ ＦＥＴデバイス
が断面図で示され、図中、３１は半導体基板、３２と３
３とはソース領域とドレイン領域、３４はゲート電極、
３５は絶縁膜、３６は電極配線である。絶縁膜３５の平
坦化とは、同図（ｂｌと（Ｃ）を参照すると、最初点線
で示す形状のものであった絶縁膜を実線で示す如くにな
だらかな形状にすることをいう。第３図（Ｃ）には絶縁
膜３５に形成された電極窓３７を示すが、点線で示す形
状の絶縁膜３５を実線で示す如くに平坦化し、段差部を
なだらかにすることによって電極窓部分に形成される例
えばＡＩ！の電極配線３６のコンタクトを良くする（段
差が実線で示す如く急峻であると電極配線の接続不良、
断線などの原因となる）。絶縁膜材料としては、ＳＯＧ
（スピン・オン・グラス、 ５ｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ ）系の燐・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）、ホウ
珪酸ガラス（ＢＳＧ）、ヒ素珪酸ガラス（ＡｓＳＧ）な
どが用いられる。
前記した絶縁膜の平坦化には第４図に示されるランプア
ニール装置が用いられ、図中、１１は透明な石英で作っ
た加熱室、１２は赤外ランプ、１３はトレイ、１４は第
３図に示すデバイスが形成されたウェハで、加熱室の一
方端から矢印で示す如＜ Ｎｚガスを導入し他方端か
ら排気する。石英管で構成される加熱室１１の雰囲気は
Ｎ２とし、赤外ランプ１２の赤外光をウェハ１４に吸収
させ、ウェハを１１００℃程度に加熱して約６０秒アニ
ールする。
ニール装置が用いられ、図中、１１は透明な石英で作っ
た加熱室、１２は赤外ランプ、１３はトレイ、１４は第
３図に示すデバイスが形成されたウェハで、加熱室の一
方端から矢印で示す如＜ Ｎｚガスを導入し他方端か
ら排気する。石英管で構成される加熱室１１の雰囲気は
Ｎ２とし、赤外ランプ１２の赤外光をウェハ１４に吸収
させ、ウェハを１１００℃程度に加熱して約６０秒アニ
ールする。
前記した高温で加熱すると、第３図（ｂ）と（Ｃ）に示
した拡散層（ソース、ドレイン領域） ３２．３３が矢
印で示す如く実線で示す範囲にまで広がり、かつ、絶縁
膜も実線で示すように平坦化される。最近はＭＯＳ Ｆ
ＥＴの微細化の要請に答えるべくこれらの拡散層は浅く
設計されるが、前記した高温処理で拡散層が深くなるこ
とは設計上問題である。
した拡散層（ソース、ドレイン領域） ３２．３３が矢
印で示す如く実線で示す範囲にまで広がり、かつ、絶縁
膜も実線で示すように平坦化される。最近はＭＯＳ Ｆ
ＥＴの微細化の要請に答えるべくこれらの拡散層は浅く
設計されるが、前記した高温処理で拡散層が深くなるこ
とは設計上問題である。
ランプアニールに代えて通常電気炉で水蒸気を導入して
も比較的低温で絶縁膜の平坦化を行いうる。第５図を参
照すると、電気炉２１のまわりにＲＦコイル２２を配置
し、雰囲気加熱で電気炉２１内に配置されたウェハ１４
を加熱し、矢印で示す如く電気炉の一方端から水蒸気（
ＨｚＯ）を導入し他方端から排気する。この方法による
と、■二〇の存在によって約１０００℃の比較的低温で
平坦化が行なえるが、ＨｚＯを用いるため、第６図（ａ
）に示されるように電極窓３７が形成された基板の露出
された部分に酸化膜（Ｓｉ０２Ｍ） ３Ｂが形成される
。拡散層（ドレイン領域）３３がＰ型不純物（例えばボ
ロン）拡散層であるとＰ型不純物が酸化膜３８に吸い取
られて、表面抵抗を増大させる。この状態は第６図（ｂ
ｌの不純物分布の線図に示され、同図において横軸には
基板の深さを、縦軸には不純物濃度をとる。第６図＋ａ
ｌと（ｂｌにおいて点線は不純物をイオン注入したとき
の状態、実線はアニール後の状態を示す。その結果、素
子の動作時間が延在する問題がある。
も比較的低温で絶縁膜の平坦化を行いうる。第５図を参
照すると、電気炉２１のまわりにＲＦコイル２２を配置
し、雰囲気加熱で電気炉２１内に配置されたウェハ１４
を加熱し、矢印で示す如く電気炉の一方端から水蒸気（
ＨｚＯ）を導入し他方端から排気する。この方法による
と、■二〇の存在によって約１０００℃の比較的低温で
平坦化が行なえるが、ＨｚＯを用いるため、第６図（ａ
）に示されるように電極窓３７が形成された基板の露出
された部分に酸化膜（Ｓｉ０２Ｍ） ３Ｂが形成される
。拡散層（ドレイン領域）３３がＰ型不純物（例えばボ
ロン）拡散層であるとＰ型不純物が酸化膜３８に吸い取
られて、表面抵抗を増大させる。この状態は第６図（ｂ
ｌの不純物分布の線図に示され、同図において横軸には
基板の深さを、縦軸には不純物濃度をとる。第６図＋ａ
ｌと（ｂｌにおいて点線は不純物をイオン注入したとき
の状態、実線はアニール後の状態を示す。その結果、素
子の動作時間が延在する問題がある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、前記
した従来例の問題を解決した絶縁膜平坦化の方法を提供
することを目的とする。
した従来例の問題を解決した絶縁膜平坦化の方法を提供
することを目的とする。
第１図は本発明実施例装置の断面図で、図中、１５はパ
イロジェニック（Ｐｙｒｏｇｅｎｉｃ ）法によるＨｚ
Ｏ発生装置である。
イロジェニック（Ｐｙｒｏｇｅｎｉｃ ）法によるＨｚ
Ｏ発生装置である。
本発明においては、ランプアニール装置の加熱室である
石英で作った加熱室１１内に水蒸気（ＨｚＯ）を導入し
てウェハ１４を１０雰囲気で加熱し絶縁膜（３５）を平
坦化する。
石英で作った加熱室１１内に水蒸気（ＨｚＯ）を導入し
てウェハ１４を１０雰囲気で加熱し絶縁膜（３５）を平
坦化する。
加熱室内に窒素ではな（水蒸気を導入することで、ラン
プアニール装置で従来と同じ効果を得るために必要な温
度を９００℃程度にまで下げることができ、それによっ
て拡散層の深化を防止でき、かつ、通常電気炉に水蒸気
を導入し平坦化を行った場合よりも酸化膜の膜厚を小に
してＰ型拡散層の表面抵抗の増大を大幅に抑制できる。
プアニール装置で従来と同じ効果を得るために必要な温
度を９００℃程度にまで下げることができ、それによっ
て拡散層の深化を防止でき、かつ、通常電気炉に水蒸気
を導入し平坦化を行った場合よりも酸化膜の膜厚を小に
してＰ型拡散層の表面抵抗の増大を大幅に抑制できる。
再び第１図を参照すると、本発明のランプアニール装置
は第４図に示したランプアニール装置とパイロジェニッ
ク法によるＨＬＯ発生装置１５を結合したもので、ウェ
ハ１４には第３図に示した絶縁膜３５が形成されている
。 Ｈ五〇発生装置においては、管１５ａ、 １５ｂか
らそれぞれＨ２と０２とを例えば１、Ｏｆ／ｗｉｎ ＋
５．Ｏｊ！／ｗｉｎの流量で供給し、点火させて焔
１６を発生させ、それによって作られたＩＬＬ０１７を
加熱室１１内に導入する。ウェハ１４は１０００℃に加
熱した。
は第４図に示したランプアニール装置とパイロジェニッ
ク法によるＨＬＯ発生装置１５を結合したもので、ウェ
ハ１４には第３図に示した絶縁膜３５が形成されている
。 Ｈ五〇発生装置においては、管１５ａ、 １５ｂか
らそれぞれＨ２と０２とを例えば１、Ｏｆ／ｗｉｎ ＋
５．Ｏｊ！／ｗｉｎの流量で供給し、点火させて焔
１６を発生させ、それによって作られたＩＬＬ０１７を
加熱室１１内に導入する。ウェハ１４は１０００℃に加
熱した。
この状態で第２図（ａｌに示されるウェハ１４上に形成
された絶縁膜９の平坦化を、第１図の加熱室１１内でラ
ンプを照射して行った。このとき、従来のように、加熱
室内に窒素を導入してしまうと第２図（ａｌの拡散層が
同図（ｂ）に示される如く符号１ｏで示した状態から符
号１０″で示す状態に広がってしまう。一方ウエツト雰
囲気にしておくと従来よりも低温でできるために広がり
を符号１０’で示す程度に抑えられるし、ランプアニー
ルの特徴から短時間であるためコンタクト孔上につく酸
化膜８が薄くなり、Ｐ型拡散層での酸化膜８による不純
物のくわれによる表面抵抗の増大も通常電気炉の場合よ
りも大幅に抑えられる。第２図（Ｃ１は、横軸に基板の
深さを、縦軸に不純物濃度をとった線図であるが、点線
Ｃは不純物をイオン注入したとき、線Ｂは１０００℃で
行った従来例の場合、線Ａは本発明実施例の場合を示す
。同図は、本発明の方法によると、Ｐ型不純物が酸化膜
８によって吸い取られることが少なく、拡散層もさほど
深くならないことを示す。なお酸化膜８は電極配線の形
成前の前処理でエツチング除去する。
された絶縁膜９の平坦化を、第１図の加熱室１１内でラ
ンプを照射して行った。このとき、従来のように、加熱
室内に窒素を導入してしまうと第２図（ａｌの拡散層が
同図（ｂ）に示される如く符号１ｏで示した状態から符
号１０″で示す状態に広がってしまう。一方ウエツト雰
囲気にしておくと従来よりも低温でできるために広がり
を符号１０’で示す程度に抑えられるし、ランプアニー
ルの特徴から短時間であるためコンタクト孔上につく酸
化膜８が薄くなり、Ｐ型拡散層での酸化膜８による不純
物のくわれによる表面抵抗の増大も通常電気炉の場合よ
りも大幅に抑えられる。第２図（Ｃ１は、横軸に基板の
深さを、縦軸に不純物濃度をとった線図であるが、点線
Ｃは不純物をイオン注入したとき、線Ｂは１０００℃で
行った従来例の場合、線Ａは本発明実施例の場合を示す
。同図は、本発明の方法によると、Ｐ型不純物が酸化膜
８によって吸い取られることが少なく、拡散層もさほど
深くならないことを示す。なお酸化膜８は電極配線の形
成前の前処理でエツチング除去する。
以上述べてきたように本発明によれば、絶縁膜の平坦化
のためのアニールによる拡散層の広がりおよび基板表面
の不純物濃度の低減が抑止され、集積回路装置の微細化
に有効である。
のためのアニールによる拡散層の広がりおよび基板表面
の不純物濃度の低減が抑止され、集積回路装置の微細化
に有効である。
第１図は本発明実施例装置断面図、
第２図は本発明実施例の図で、
その（ａｌは平坦化前の絶縁膜の断面図、（ｂ）は平坦
化後の絶縁膜の断面図、 （Ｃ）は不純物濃度の分布を示す線図、第３図は従来例
の図で、その（ａｌはＭＯＳ ＦＥＴデバイスの断面図
、 山）と（ｅ）は絶縁膜の平坦化を示す断面図、第４図は
従来のランプアニール装置の断面図、第５図は電気炉ア
ニール装置の断面図、第６図は従来例の図で、 その（ａ）は絶縁膜の平坦化を示す断面図、（ｂｌは不
純物濃度分布を示す線図である。 第１図と第２図において、 ８は酸化膜、 ９は絶縁膜、 １０は拡散層、 １１は加熱室、 １２は赤外ランプ、 １３はトレイ、 １４はウェハ、 １５はｔｂｏ発生装置、 １５ａはＨ２導入管、 １５ｂは０２導入管、 １６は焔、 １７は１１Ｊ０である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 そ跨特ＪＬ３ オー褌１６月更が６分りのの 第２図 １１米例のの 第３［４ ？見束例のランアア二−１し′ｉｃ置の断面の第４図 ０ＯＯＯ １入炉Ｔニール装置のｖＩｒ面犯 第５図 イ芝束イ列のの ′Ｉ）６図
化後の絶縁膜の断面図、 （Ｃ）は不純物濃度の分布を示す線図、第３図は従来例
の図で、その（ａｌはＭＯＳ ＦＥＴデバイスの断面図
、 山）と（ｅ）は絶縁膜の平坦化を示す断面図、第４図は
従来のランプアニール装置の断面図、第５図は電気炉ア
ニール装置の断面図、第６図は従来例の図で、 その（ａ）は絶縁膜の平坦化を示す断面図、（ｂｌは不
純物濃度分布を示す線図である。 第１図と第２図において、 ８は酸化膜、 ９は絶縁膜、 １０は拡散層、 １１は加熱室、 １２は赤外ランプ、 １３はトレイ、 １４はウェハ、 １５はｔｂｏ発生装置、 １５ａはＨ２導入管、 １５ｂは０２導入管、 １６は焔、 １７は１１Ｊ０である。 代理人 弁理士 久木元 彰 復代理人 弁理士 大 菅 義 之 そ跨特ＪＬ３ オー褌１６月更が６分りのの 第２図 １１米例のの 第３［４ ？見束例のランアア二−１し′ｉｃ置の断面の第４図 ０ＯＯＯ １入炉Ｔニール装置のｖＩｒ面犯 第５図 イ芝束イ列のの ′Ｉ）６図
Claims (1)
- 絶縁膜（９）が形成されたウェハ（１４）をランプアニ
ール装置の加熱室（１１）内に配置し、加熱室（１１）
に水蒸気（１７）を導入しつつアニールをなして絶縁膜
（９）を平坦化することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5997487A JPS63226933A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体装置の制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5997487A JPS63226933A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体装置の制造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63226933A true JPS63226933A (ja) | 1988-09-21 |
Family
ID=13128652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5997487A Pending JPS63226933A (ja) | 1987-03-17 | 1987-03-17 | 半導体装置の制造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63226933A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031788A1 (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-02 | Applied Materials, Inc. | Bpsg reflow method |
-
1987
- 1987-03-17 JP JP5997487A patent/JPS63226933A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000031788A1 (en) * | 1998-11-25 | 2000-06-02 | Applied Materials, Inc. | Bpsg reflow method |
| US6177344B1 (en) | 1998-11-25 | 2001-01-23 | Applied Materials, Inc. | BPSG reflow method to reduce thermal budget for next generation device including heating in a steam ambient |
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