JPS6325976A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6325976A JPS6325976A JP16922386A JP16922386A JPS6325976A JP S6325976 A JPS6325976 A JP S6325976A JP 16922386 A JP16922386 A JP 16922386A JP 16922386 A JP16922386 A JP 16922386A JP S6325976 A JPS6325976 A JP S6325976A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/0203—Particular design considerations for integrated circuits
- H01L27/0248—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
- H01L27/0251—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices
- H01L27/0255—Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection for MOS devices using diodes as protective elements
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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】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、半導体装置に係わるもので、特にMO8型
コンデンサ、Mis型コンデンサあるいはゲート構造を
有し、且つ電極配線がスルーホールを介して電極配線上
の別の配線に接続されるような構造を有する半導体装置
に関する。
コンデンサ、Mis型コンデンサあるいはゲート構造を
有し、且つ電極配線がスルーホールを介して電極配線上
の別の配線に接続されるような構造を有する半導体装置
に関する。
(従来の技術)
近年、半導体装置の進歩、特に素子の微細化。
高集積化には目覚ましいものがあり、その中で多層配線
技術は重要な位置を占めている。そして、高濃度の多結
晶シリコン膜を用いた配線の多灯化、およびアルミニウ
ムを用いた多層配線等が半導体集積回路装置内で多用さ
れている。
技術は重要な位置を占めている。そして、高濃度の多結
晶シリコン膜を用いた配線の多灯化、およびアルミニウ
ムを用いた多層配線等が半導体集積回路装置内で多用さ
れている。
このような多層配線を用いた半導体集積回路装置の製造
プロセスについて第2図(a)〜(C)を参照しつつ概
略的に説明する。まず、N型のシリコン基板11上に素
子分離用のフィールド酸化膜12、および薄い酸化膜1
3を形成した後、上記フィールド酸化膜12で区分され
た素子領域にP+型の拡rl1層14を形成・する。次
に、上記薄い酸化膜13にコンタクトホール151 、
152を開口し、1層目の配線層(Affi−81−C
u) 16を厚さi、oμm程度選択的に形成する。次
に、シンター処理を実施した後、プラズマ励起によるシ
リコン酸化!117を厚さ1.0μm程度堆積形成する
と(a)図に示すようになる。
プロセスについて第2図(a)〜(C)を参照しつつ概
略的に説明する。まず、N型のシリコン基板11上に素
子分離用のフィールド酸化膜12、および薄い酸化膜1
3を形成した後、上記フィールド酸化膜12で区分され
た素子領域にP+型の拡rl1層14を形成・する。次
に、上記薄い酸化膜13にコンタクトホール151 、
152を開口し、1層目の配線層(Affi−81−C
u) 16を厚さi、oμm程度選択的に形成する。次
に、シンター処理を実施した後、プラズマ励起によるシ
リコン酸化!117を厚さ1.0μm程度堆積形成する
と(a)図に示すようになる。
次に、上記プラズマシリコン酸化VA17を、フォトレ
ジストをマスクにしてエツチングし、(b)図に示すよ
うなコンタクトホール18を開口する。
ジストをマスクにしてエツチングし、(b)図に示すよ
うなコンタクトホール18を開口する。
この際、上記マスクとして用いたフォトレジストの剥離
時、あるいは種々の前処理工程において、上記コンタク
トホール18を開口することによって露出された1層目
の配線層16の表面には、100〜200人ノアルミナ
膜(Affi203 ) 19、あるいはレジスト系か
ら混入された有機物によるカーボン等の汚れで形成され
る絶縁膜が形成される。
時、あるいは種々の前処理工程において、上記コンタク
トホール18を開口することによって露出された1層目
の配線層16の表面には、100〜200人ノアルミナ
膜(Affi203 ) 19、あるいはレジスト系か
ら混入された有機物によるカーボン等の汚れで形成され
る絶縁膜が形成される。
そこで次に、上記アルミナ膜19を除去するためにRF
スパッタ処理を行ない、上記アルミナg119(あるい
は絶縁膜)をスパッタエツチングした後、2層目の配I
ii層(An−Cu)20を厚さ1.0μm程度蒸着形
成し、パターニングを行なった後、シンター処理を施す
と(C)図に示すようになる。
スパッタ処理を行ない、上記アルミナg119(あるい
は絶縁膜)をスパッタエツチングした後、2層目の配I
ii層(An−Cu)20を厚さ1.0μm程度蒸着形
成し、パターニングを行なった後、シンター処理を施す
と(C)図に示すようになる。
ところで、上述した多層配線の形成時、同一チップ内に
第3図に示すようなMOS型のコンデンサが存在すると
以下に記すような問題を生ずる。
第3図に示すようなMOS型のコンデンサが存在すると
以下に記すような問題を生ずる。
第3図において、前記第2図と同一部分には同じ符号を
付しており、21はN+型の不純物がドープされた多結
晶シリコン膜から成る一方のコンデンサN極、22は薄
い酸化膜であり、上記1WJ目の配線l1116が他方
のコンデンサ電極となっている。そして、1層目の配線
M16と21!!目の配線層20とがコンタクトホール
23を介して接続されている。
付しており、21はN+型の不純物がドープされた多結
晶シリコン膜から成る一方のコンデンサN極、22は薄
い酸化膜であり、上記1WJ目の配線l1116が他方
のコンデンサ電極となっている。そして、1層目の配線
M16と21!!目の配線層20とがコンタクトホール
23を介して接続されている。
このような構成において、2層目の配線層20を蒸着形
成する前に、コンタクトホール23内の1層目の配線1
i116の表面に形成されたアルミナ膜あるいは絶縁膜
を除去するために上述したRFスパッタ処理を行なうと
、コンデンサの一方の電極16がチャージアップされ、
酸化llI22の静電破壊現象が発生してコンデンサが
リークしたり破壊されたりする。この現象は、コンデン
サの他方の電極21上にもコンタクトホールが形成され
、この電極21の表面上もスパッタ処理する場合には両
電極16.21間の電位が等しくなるためほとんど発生
しないが、第3図に示す如り1!極21上にプラズマシ
リコン酸化膜17が形成されて絶縁された状態になって
いる場合には、電極16側のみの電位が上昇するために
発生しやすくなる。実験によると、酸化膜22の厚さT
ox=500人、面積S −1tasoのMO8型コン
デンサの場合、700Wで90秒間のスパッタ処理を行
なうと歩留りは20%程度となる。これに対し、スパッ
タ処理を行なわない場合の歩留りは99%程度である。
成する前に、コンタクトホール23内の1層目の配線1
i116の表面に形成されたアルミナ膜あるいは絶縁膜
を除去するために上述したRFスパッタ処理を行なうと
、コンデンサの一方の電極16がチャージアップされ、
酸化llI22の静電破壊現象が発生してコンデンサが
リークしたり破壊されたりする。この現象は、コンデン
サの他方の電極21上にもコンタクトホールが形成され
、この電極21の表面上もスパッタ処理する場合には両
電極16.21間の電位が等しくなるためほとんど発生
しないが、第3図に示す如り1!極21上にプラズマシ
リコン酸化膜17が形成されて絶縁された状態になって
いる場合には、電極16側のみの電位が上昇するために
発生しやすくなる。実験によると、酸化膜22の厚さT
ox=500人、面積S −1tasoのMO8型コン
デンサの場合、700Wで90秒間のスパッタ処理を行
なうと歩留りは20%程度となる。これに対し、スパッ
タ処理を行なわない場合の歩留りは99%程度である。
このように、RFスパッタ処理を行なうことにより歩留
りが大幅に低下する。しかし、RFスパッタ処理を行な
わないと1層目と2層目の配線層1[3,20間の接触
抵抗が大きくなったり、導通がとれなかったりし、回路
が動作しなくなるという別の問題を生ずる。
りが大幅に低下する。しかし、RFスパッタ処理を行な
わないと1層目と2層目の配線層1[3,20間の接触
抵抗が大きくなったり、導通がとれなかったりし、回路
が動作しなくなるという別の問題を生ずる。
(発明が解決しようとする問題点)
上述したように、MO8型コンデンサ。
MIS型コンデンサあるいはゲート構造を有し、且つ電
極配線がコンタクトホール(スルーホール〉を介して電
極配線上の別の配線に接続されるような構造を有する半
導体装置においては、RFスパッタ処理時にチャージア
ップによる静電破壊が生じて歩留りが低下し、RFスパ
ッタ処理を行なわないと1層目の配線と2層目の配線間
の接触抵抗が大きくなったり導通がとれなくなったりす
る欠点がある。
極配線がコンタクトホール(スルーホール〉を介して電
極配線上の別の配線に接続されるような構造を有する半
導体装置においては、RFスパッタ処理時にチャージア
ップによる静電破壊が生じて歩留りが低下し、RFスパ
ッタ処理を行なわないと1層目の配線と2層目の配線間
の接触抵抗が大きくなったり導通がとれなくなったりす
る欠点がある。
この発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、RFススパック処理時チャー
ジアップによる静電破壊を防止てき、1層目と2層目の
配線層間の接触抵抗も小さい半導体装置を提供すること
である。
その目的とするところは、RFススパック処理時チャー
ジアップによる静電破壊を防止てき、1層目と2層目の
配線層間の接触抵抗も小さい半導体装置を提供すること
である。
C発明の構成]
(問題点を解決するための手段と作用)この発明におい
ては、上記の目的を達成するために、MO8型コンデン
サ、Mis型コンデンサあるいはゲート溝道を有し、且
つ電極配線がスルーホールを介して電極配線上の別の配
線に接続されるような構造を有する半導体装置において
、上記電極配線に通電方向が逆となるように保護ダイオ
ードを接続し、RFスパッタ処理の際のチャージアップ
による電極電位の上昇時に、上記保護ダイオードをブレ
ークダウンさせることにより、キャリアを半導体基板中
に逃がして静電破壊を防止している。
ては、上記の目的を達成するために、MO8型コンデン
サ、Mis型コンデンサあるいはゲート溝道を有し、且
つ電極配線がスルーホールを介して電極配線上の別の配
線に接続されるような構造を有する半導体装置において
、上記電極配線に通電方向が逆となるように保護ダイオ
ードを接続し、RFスパッタ処理の際のチャージアップ
による電極電位の上昇時に、上記保護ダイオードをブレ
ークダウンさせることにより、キャリアを半導体基板中
に逃がして静電破壊を防止している。
(実施例)
以下、この発明の一実施例について図面を参照して説明
する。ここでは、バイポーラ型の集積回路において、同
一チップ内にMOS型のコンデンサを形成する場合を例
に取って説明する。P形の半導体基板24の主面上には
、N型のエピタキシャル層25が形成され、上記半導体
基板24とエピタキシャル層25との接合部にはN+型
の埋め込み層26が形成される。この埋め込み層26上
の上記エピタキシャル層25には、コンデンサの一方の
iKとして働くN+型の拡散層21が形成される。また
、上記エピタキシャル層25には、上記半導体基板24
に達する深さまでP+型のアイソレーション層28、
、282が形成され、これらアイソレーション1828
1 、282間のエピタキシャル層25の表面領域には
、保護ダイオードのカソードとなるN1型の拡散層29
が形成される。上記エピタキシャル層25上には、フィ
ールド酸化膜30が選択的に形成されるとともに、上記
拡散層27上には薄い酸化膜31が形成される。上記薄
い酸化!!31上およびフィールド酸化1[130の一
部領域上にはコンデンサの他方の電極として働く1層目
の配線層 (Aj2−81−Cu)32aが形成される。この配線
層32aはコンタクトホール33を介して上記拡散1I
29に接続される。また、上記拡散W127上のフィー
ルド酸化膜30にはコンタクトホール34が開口され、
1層目の配線層32bによってコンデンサの一方の電極
が導出される。上記1層目の配線層32a。
する。ここでは、バイポーラ型の集積回路において、同
一チップ内にMOS型のコンデンサを形成する場合を例
に取って説明する。P形の半導体基板24の主面上には
、N型のエピタキシャル層25が形成され、上記半導体
基板24とエピタキシャル層25との接合部にはN+型
の埋め込み層26が形成される。この埋め込み層26上
の上記エピタキシャル層25には、コンデンサの一方の
iKとして働くN+型の拡散層21が形成される。また
、上記エピタキシャル層25には、上記半導体基板24
に達する深さまでP+型のアイソレーション層28、
、282が形成され、これらアイソレーション1828
1 、282間のエピタキシャル層25の表面領域には
、保護ダイオードのカソードとなるN1型の拡散層29
が形成される。上記エピタキシャル層25上には、フィ
ールド酸化膜30が選択的に形成されるとともに、上記
拡散層27上には薄い酸化膜31が形成される。上記薄
い酸化!!31上およびフィールド酸化1[130の一
部領域上にはコンデンサの他方の電極として働く1層目
の配線層 (Aj2−81−Cu)32aが形成される。この配線
層32aはコンタクトホール33を介して上記拡散1I
29に接続される。また、上記拡散W127上のフィー
ルド酸化膜30にはコンタクトホール34が開口され、
1層目の配線層32bによってコンデンサの一方の電極
が導出される。上記1層目の配線層32a。
32b上およびフィールド酸化膜30上には、プラズマ
シリコン酸化膜35が形成され、このプラズマシリコン
酸化膜35上には2層目の配線層(Affi−CU)3
6が選択的に形成される。そして、上記1層目の配ls
層32aと上記2層目の配線層36とがコンタクトホー
ル37を介して接続される。
シリコン酸化膜35が形成され、このプラズマシリコン
酸化膜35上には2層目の配線層(Affi−CU)3
6が選択的に形成される。そして、上記1層目の配ls
層32aと上記2層目の配線層36とがコンタクトホー
ル37を介して接続される。
上記のような構成において、プラズマシリコン酸化膜3
5にコンタクトホール37を開口した後、21目の配線
m36を形成する前に、RFスパッタ処理を行ないコン
タクトホール37の底部に露出された1層目の配線層3
2aの表面に形成されたアルミナ膜(あるいは絶縁膜)
を除去する。この際、1層目の配線@32aがチャージ
アップされてこの配線層32aの電位が上昇すると、拡
散層29と半導体基板24とによって形成されるN4″
−Pダイオードがブレークダウンを生じ、キャリアを半
導体基板22内に導く。従って、チャージアップによる
コンデンサIf極の電位の上昇を防止でき、絶縁膜31
の静電破壊を防止できる。また、RFスパッタ処理を行
なってコンタクトホール37の底部における1層目の配
線層32a上のアルミナvA(あるいは絶縁膜)を除去
するので、1層目の配線M32aと2層目の配線層36
との間の接触抵抗が大きくなったり導通がとれなかった
りすることはない。
5にコンタクトホール37を開口した後、21目の配線
m36を形成する前に、RFスパッタ処理を行ないコン
タクトホール37の底部に露出された1層目の配線層3
2aの表面に形成されたアルミナ膜(あるいは絶縁膜)
を除去する。この際、1層目の配線@32aがチャージ
アップされてこの配線層32aの電位が上昇すると、拡
散層29と半導体基板24とによって形成されるN4″
−Pダイオードがブレークダウンを生じ、キャリアを半
導体基板22内に導く。従って、チャージアップによる
コンデンサIf極の電位の上昇を防止でき、絶縁膜31
の静電破壊を防止できる。また、RFスパッタ処理を行
なってコンタクトホール37の底部における1層目の配
線層32a上のアルミナvA(あるいは絶縁膜)を除去
するので、1層目の配線M32aと2層目の配線層36
との間の接触抵抗が大きくなったり導通がとれなかった
りすることはない。
なお、上記実施例ではコンデンサの一方の電極を拡散層
で形成する場合について説明したが、前記第3図の場合
と同様にコンデンサの一方の電極を多結晶シリコンで形
成する場合も同様に、通電方向が逆となるように保護ダ
イオードを接続することにより、接触抵抗が増大したり
接触がとれなかったりすることなく静電破壊を防止して
歩留りを向上させることができる。また、上記実施例で
は1層目の配線層と2層目の配線層それぞれにアルミニ
ウム合金を用いたが、N“型の不純物がドープされた多
結晶シリコン膜やアルミニウム、高融点金属、あるいは
高融点金属のケイ化物でも同様な効果が得られる。ざら
に、上記各実施例ではMOS型のコンデンサを例に取っ
て説明したが、ゲート電極が金、属あるいは金底ケイ化
物から成るMO8型集積回路装置に適用しても同様にし
てRFスパッタ処理時のチャージアップによるゲート絶
縁膜の静電破壊を防止できる。
で形成する場合について説明したが、前記第3図の場合
と同様にコンデンサの一方の電極を多結晶シリコンで形
成する場合も同様に、通電方向が逆となるように保護ダ
イオードを接続することにより、接触抵抗が増大したり
接触がとれなかったりすることなく静電破壊を防止して
歩留りを向上させることができる。また、上記実施例で
は1層目の配線層と2層目の配線層それぞれにアルミニ
ウム合金を用いたが、N“型の不純物がドープされた多
結晶シリコン膜やアルミニウム、高融点金属、あるいは
高融点金属のケイ化物でも同様な効果が得られる。ざら
に、上記各実施例ではMOS型のコンデンサを例に取っ
て説明したが、ゲート電極が金、属あるいは金底ケイ化
物から成るMO8型集積回路装置に適用しても同様にし
てRFスパッタ処理時のチャージアップによるゲート絶
縁膜の静電破壊を防止できる。
[発明の効果]
以上説明したようにこの発明によれば、RFスパッタ処
理時のチャージアップによるDTj破壊を防止でき、1
wi目と2層目の配線層間の接触抵抗も小さい半導体装
置が得られる。
理時のチャージアップによるDTj破壊を防止でき、1
wi目と2層目の配線層間の接触抵抗も小さい半導体装
置が得られる。
第1図はこの発明の一実施例に系わる半導体装置につい
て説明するための断面構成図、第2図は従来の半導体装
置の製造工程を説明するための断面構成図、第3図は従
来の半導体装置におけるコンデンサの断面構成図である
。 24・・・半導体基板、25・・・エピタキシャル層、
26・・・埋め込み層、27・・・拡散層、2g、 、
282・・・アイソレーション層、29・・・拡散層
、30・・・フィールド酸化膜、31・・・薄い酸化膜
、32a、32b・・・1層目の配線層、33.34.
37・・・コンタクトホール、35・・・プラズマシリ
コン酸化膜、36・・・2層目の配線層。
て説明するための断面構成図、第2図は従来の半導体装
置の製造工程を説明するための断面構成図、第3図は従
来の半導体装置におけるコンデンサの断面構成図である
。 24・・・半導体基板、25・・・エピタキシャル層、
26・・・埋め込み層、27・・・拡散層、2g、 、
282・・・アイソレーション層、29・・・拡散層
、30・・・フィールド酸化膜、31・・・薄い酸化膜
、32a、32b・・・1層目の配線層、33.34.
37・・・コンタクトホール、35・・・プラズマシリ
コン酸化膜、36・・・2層目の配線層。
Claims (3)
- (1)ゲート電極配線上に絶縁層を形成し、この絶縁層
に設けたスルーホールを介して上記ゲート電極配線と上
層の配線層とを接続する半導体装置において、半導体基
体中に、上記ゲート電極配線に通電方向が逆となるよう
に接続される保護ダイオードを形成し、上記絶縁層上に
上層の配線層を形成して上記ゲート電極配線と上層の配
線層とを接続する前に、上記スルーホールの底部のスパ
ッタ処理を行ない、このスパッタ処理時のチャージアッ
プによる上記ゲート電極配線の電位の上昇時に、上記保
護ダイオードをブレークダウンさせ、キャリアを半導体
基体中に導くように構成したことを特徴とする半導体装
置。 - (2)前記ゲート電極配線および上層の配線層はそれぞ
れ、アルミニウムあるいはアルミニウム合金から成るこ
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
。 - (3)前記ゲート電極配線は、不純物がドープされた多
結晶シリコンから成り、前記上層の配線層は、アルミニ
ウムあるいはアルミニウム合金から成ることを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16922386A JPS6325976A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16922386A JPS6325976A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6325976A true JPS6325976A (ja) | 1988-02-03 |
JPH0587137B2 JPH0587137B2 (ja) | 1993-12-15 |
Family
ID=15882501
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16922386A Granted JPS6325976A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6325976A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0358449A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-13 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
EP0454091A2 (en) * | 1990-04-26 | 1991-10-30 | Fujitsu Limited | Input/output protection circuit and semiconductor device having the same |
US5877082A (en) * | 1996-06-14 | 1999-03-02 | Nec Corporation | Method of manufacturing semiconductor device without plasma damage |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6037160A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP16922386A patent/JPS6325976A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS6037160A (ja) * | 1983-08-08 | 1985-02-26 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
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US5877082A (en) * | 1996-06-14 | 1999-03-02 | Nec Corporation | Method of manufacturing semiconductor device without plasma damage |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0587137B2 (ja) | 1993-12-15 |
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