JPS63292632A - 半導体装置の絶縁膜形成方法 - Google Patents
半導体装置の絶縁膜形成方法Info
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Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Local Oxidation Of Silicon (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。
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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絶縁膜形成方法に関し、特に、多
層配線技術において平坦化された眉間絶縁膜を形成する
方法に関する。
層配線技術において平坦化された眉間絶縁膜を形成する
方法に関する。
［従来の技術］
多層配線技術における眉間絶縁膜は、半導体素子部と金
属配線層との間及び複数の金属配線層の相互間を電気的
に分離させるために、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａ
ｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成されてい
る。
属配線層との間及び複数の金属配線層の相互間を電気的
に分離させるために、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａ
ｐｏｕｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法により形成されてい
る。
ところで、高融点金属により多層配線層を形成した高密
度且つ高性能の半導体装置においては、眉間絶縁膜とし
て、従来、ＢＰＳＧ膜（ホウ素Ｂ及びリンＰを含有する
酸化シリコン膜）が使用されている。 ・ これは、このＢＰＳＧ膜が電気的なパッシベーション効
果を有すること、素子表面を平滑化させるためのりフロ
ー効果が大きいこと、及び耐湿性の点で十分な特性を有
していること等の種々の長所を有しているためである。
度且つ高性能の半導体装置においては、眉間絶縁膜とし
て、従来、ＢＰＳＧ膜（ホウ素Ｂ及びリンＰを含有する
酸化シリコン膜）が使用されている。 ・ これは、このＢＰＳＧ膜が電気的なパッシベーション効
果を有すること、素子表面を平滑化させるためのりフロ
ー効果が大きいこと、及び耐湿性の点で十分な特性を有
していること等の種々の長所を有しているためである。
このＢ・ＰＳＧ膜は、常圧又は減圧化において、約４０
０℃に加熱した基板へＳｉ Ｈ４、ＰＨ３、Ｂ２Ｈ６、
及び０２の４種のガスを混合した混合ガスを供給し、基
板と混合ガスとを反応させて基板上に成長させている。
０℃に加熱した基板へＳｉ Ｈ４、ＰＨ３、Ｂ２Ｈ６、
及び０２の４種のガスを混合した混合ガスを供給し、基
板と混合ガスとを反応させて基板上に成長させている。
［発明が解決しようとする問題点］
しかしながら、この方法においては４種のカスを反応部
で混合しているためガス流量の揺らぎに起因して各ガス
の流量比の変動が生じ易い。このため、膜厚、並ひにホ
ウ素及びリン濃度のばらつきが生じ、以下に示す問題点
がある。
で混合しているためガス流量の揺らぎに起因して各ガス
の流量比の変動が生じ易い。このため、膜厚、並ひにホ
ウ素及びリン濃度のばらつきが生じ、以下に示す問題点
がある。
つまり、第３図（ａ＞に示すように、基板３０上に形成
されたポリシリコン電極３］上に、ＢＰＳＧＭ３２を成
長させる。この場合に、カス流量の揺らぎにより、ＢＰ
ＳＧ膜３２全３２が厚く形成されたときには、第３図（
ｂ）のように、熱処理してＢＰＳＧ膜３２全３２ローさ
せると、ポリシリコン電極３１上のＢＰＳＧ膜３２全３
２してしまう。このように、ＢＰＳＧ膜３２全３２が生
じた場合には、後工程でフォトレジストを塗布した後、
金属配線層のパターンニングのためにフォトレジストを
露光すると、電極３１の側面部において乱反射が生じ易
い。この乱反射によって、パターニング不良によるデバ
イス欠陥が発生し、信頼性が著しく損なわれる。
されたポリシリコン電極３］上に、ＢＰＳＧＭ３２を成
長させる。この場合に、カス流量の揺らぎにより、ＢＰ
ＳＧ膜３２全３２が厚く形成されたときには、第３図（
ｂ）のように、熱処理してＢＰＳＧ膜３２全３２ローさ
せると、ポリシリコン電極３１上のＢＰＳＧ膜３２全３
２してしまう。このように、ＢＰＳＧ膜３２全３２が生
じた場合には、後工程でフォトレジストを塗布した後、
金属配線層のパターンニングのためにフォトレジストを
露光すると、電極３１の側面部において乱反射が生じ易
い。この乱反射によって、パターニング不良によるデバ
イス欠陥が発生し、信頼性が著しく損なわれる。
一方、第４図（ａ）に示すように、ガス流量の揺らぎに
よりＢＰＳＧ膜３２全３２が薄く形成された場合には、
リフローにより第４図（ｂ）に示すように、電極３１の
角部においてＢＰＳＧ［厚が極めて薄くなり、ポリシリ
コン電極３１が露出する虞れがある。このような状態で
金属配線層を形成すると、電極角部と配線とが接触し易
くなり、デバイス欠陥が生じて信頼性を著しく損なうこ
とになる。
よりＢＰＳＧ膜３２全３２が薄く形成された場合には、
リフローにより第４図（ｂ）に示すように、電極３１の
角部においてＢＰＳＧ［厚が極めて薄くなり、ポリシリ
コン電極３１が露出する虞れがある。このような状態で
金属配線層を形成すると、電極角部と配線とが接触し易
くなり、デバイス欠陥が生じて信頼性を著しく損なうこ
とになる。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであって、膜
厚が均一であり平坦性が優れた層間絶縁膜を得ることが
でき、電極」二部の絶縁膜の隆起、及び電極角部におけ
る絶縁膜の薄層化を防止して信頼性が高い半導体装置を
得ることかできる半導体装置の絶縁膜形成方法を提供す
ることを目的とする。
厚が均一であり平坦性が優れた層間絶縁膜を得ることが
でき、電極」二部の絶縁膜の隆起、及び電極角部におけ
る絶縁膜の薄層化を防止して信頼性が高い半導体装置を
得ることかできる半導体装置の絶縁膜形成方法を提供す
ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明に係る半導体装置の絶縁膜形成方法は、パターン
層が形成された基板上にＣＶＤ法により酸化シリコンを
成長させて絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に不純物を含
有するシリカ膜を塗布し、熱処理により前記絶縁膜中へ
前記シリカ膜中の不純物を拡散させ、次いで、湿式エツ
チングすることを特徴とする。
層が形成された基板上にＣＶＤ法により酸化シリコンを
成長させて絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に不純物を含
有するシリカ膜を塗布し、熱処理により前記絶縁膜中へ
前記シリカ膜中の不純物を拡散させ、次いで、湿式エツ
チングすることを特徴とする。
［作用］
本発明においては、層間絶縁膜を形成するに際し、先ず
、基板上に膜厚及び不純物濃度を制御し易い通常の酸化
シリコン（Ｓｉ０２）絶縁膜をＣＶＤ法により成長させ
る。次いで、不純物濃度及び膜厚が均一であるシリカ膜
を前記絶縁膜上に塗布する。そして熱処理により、前記
酸化シリコン絶縁膜中にシリカ膜中の不純物を拡散させ
る。
、基板上に膜厚及び不純物濃度を制御し易い通常の酸化
シリコン（Ｓｉ０２）絶縁膜をＣＶＤ法により成長させ
る。次いで、不純物濃度及び膜厚が均一であるシリカ膜
を前記絶縁膜上に塗布する。そして熱処理により、前記
酸化シリコン絶縁膜中にシリカ膜中の不純物を拡散させ
る。
この場合に、電極等のパターン層が形成されていて基板
上に突起がある領域においては、この電極の側方部分の
絶縁膜は凹状に形成され、電極上の絶縁膜は凸状に形成
される。そして、酸化シリコン絶縁膜の凹部に被着され
るシリカ膜を酸化シリコン絶縁膜の凸部に被着されるシ
リカ膜の約５倍の厚さに厚く形成すると、酸化シリコン
絶縁膜の四部における不純物拡散量は凸部における量の
約５倍となる。
上に突起がある領域においては、この電極の側方部分の
絶縁膜は凹状に形成され、電極上の絶縁膜は凸状に形成
される。そして、酸化シリコン絶縁膜の凹部に被着され
るシリカ膜を酸化シリコン絶縁膜の凸部に被着されるシ
リカ膜の約５倍の厚さに厚く形成すると、酸化シリコン
絶縁膜の四部における不純物拡散量は凸部における量の
約５倍となる。
次いて、この絶縁膜を湿式エツチングすると、この不純
物の濃度差に起因して、凸部と凹部とにおいてエツチン
グ速度の差が生ずる。例えば、不鈍物としてホウ素Ｂを
拡散させた場合に、弗酸系のエツチング液により湿式エ
ツチングすると、酸化シリコン絶縁膜の凸部におけるエ
ツチング量は、四部におけるエツチング量の約５倍にな
る。
物の濃度差に起因して、凸部と凹部とにおいてエツチン
グ速度の差が生ずる。例えば、不鈍物としてホウ素Ｂを
拡散させた場合に、弗酸系のエツチング液により湿式エ
ツチングすると、酸化シリコン絶縁膜の凸部におけるエ
ツチング量は、四部におけるエツチング量の約５倍にな
る。
従って、電極等の上方の絶縁膜が多くエツチングされて
薄くなり、電極等の側方の絶縁膜は厚いまま残る。この
ようにして、凹部と凸部との間のエツチング速度の差に
起因して、絶縁膜の表面が平坦化される。これにより、
膜厚が均一であり且つ平坦性が優れた眉間絶縁膜を容易
に得ることがてきる。
薄くなり、電極等の側方の絶縁膜は厚いまま残る。この
ようにして、凹部と凸部との間のエツチング速度の差に
起因して、絶縁膜の表面が平坦化される。これにより、
膜厚が均一であり且つ平坦性が優れた眉間絶縁膜を容易
に得ることがてきる。
「実施例コ
次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。第１図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係
る半導体装置の絶縁膜形成方法を工程順に示す断面図で
ある。先ず、第１１図（ａ）に示すように、基板１０上
にポリシリコン電極１１をパターンニングして形成し、
次いでポリシリコン電極１１を覆うようにして基板１−
０上に眉間絶縁膜としてＰＳＧ膜１２を形成する。この
＝６− ＰＳＧ膜１２はＰを含有する酸化シリコン膜であり、Ｃ
，Ｖ Ｄ法によりＰ、ＳＧを約５０００人の厚さで基板
１０及び電極１１上に成長させて形成する。
明する。第１図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の実施例に係
る半導体装置の絶縁膜形成方法を工程順に示す断面図で
ある。先ず、第１１図（ａ）に示すように、基板１０上
にポリシリコン電極１１をパターンニングして形成し、
次いでポリシリコン電極１１を覆うようにして基板１−
０上に眉間絶縁膜としてＰＳＧ膜１２を形成する。この
＝６− ＰＳＧ膜１２はＰを含有する酸化シリコン膜であり、Ｃ
，Ｖ Ｄ法によりＰ、ＳＧを約５０００人の厚さで基板
１０及び電極１１上に成長させて形成する。
その後、このＰＳＧ膜１２を熱処理する。
次いで、第１図（ｂ）に示すように、Ｂシリカ膜（Ｂ含
有シリカ膜）１３を、基板１０を３０００乃至７０００
ｒｐｍの回転速度で回転させつつ、ＰＳＧ膜１膜上２
上布し、約２０００人の厚さでＰＳＧ膜１２に被着させ
る。このようにしてＢシリカ膜１３を塗布すると、Ｂシ
リカ膜１３はＰ’ＳＧ膜１２における凸部（電極１１の
上部）にて薄く形成され、凹部（電極１１の側部）にて
厚く、例えば凸部の５倍の厚さに形成される。
有シリカ膜）１３を、基板１０を３０００乃至７０００
ｒｐｍの回転速度で回転させつつ、ＰＳＧ膜１膜上２
上布し、約２０００人の厚さでＰＳＧ膜１２に被着させ
る。このようにしてＢシリカ膜１３を塗布すると、Ｂシ
リカ膜１３はＰ’ＳＧ膜１２における凸部（電極１１の
上部）にて薄く形成され、凹部（電極１１の側部）にて
厚く、例えば凸部の５倍の厚さに形成される。
次いで、このＢシリカ膜１３を窒素カス又は蒸気雰囲気
下において約６００乃至９００℃に加熱して熱処理する
と、Ｂシリカ膜１３からＰＳＧ膜１２の表面にＢシリカ
膜１３のＢが拡散し、ＰＳＧ膜１２に不純物Ｂの拡散領
域１４が形成される。この場合に、Ｂシリカ膜１３が薄
い凸部において、Ｂ拡散領域１４の不純物濃度が低くな
り、Ｂシリカ膜１３が厚い凹部において、Ｂ拡散領域１
４の不純物濃度が高く、例えば凸部の５倍の濃度になる
。このようにして、凸部と凹部とで不純物濃度が異なる
Ｂ拡散領域１４が形成される。
下において約６００乃至９００℃に加熱して熱処理する
と、Ｂシリカ膜１３からＰＳＧ膜１２の表面にＢシリカ
膜１３のＢが拡散し、ＰＳＧ膜１２に不純物Ｂの拡散領
域１４が形成される。この場合に、Ｂシリカ膜１３が薄
い凸部において、Ｂ拡散領域１４の不純物濃度が低くな
り、Ｂシリカ膜１３が厚い凹部において、Ｂ拡散領域１
４の不純物濃度が高く、例えば凸部の５倍の濃度になる
。このようにして、凸部と凹部とで不純物濃度が異なる
Ｂ拡散領域１４が形成される。
次に、弗酸系のエツチング液による湿式エツチングを施
すと、Ｂ濃度が高い方がエツチング速度が遅いので、第
１図（Ｃ）に示すように、Ｂ濃度が高い凹部において、
ＰＳＧ膜１２が比較的厚く残り、Ｂ濃度が低い凸部にお
いて、ＰＳＧ膜１２のエツチングが進行してＰＳＧ膜１
２が薄くなる。
すと、Ｂ濃度が高い方がエツチング速度が遅いので、第
１図（Ｃ）に示すように、Ｂ濃度が高い凹部において、
ＰＳＧ膜１２が比較的厚く残り、Ｂ濃度が低い凸部にお
いて、ＰＳＧ膜１２のエツチングが進行してＰＳＧ膜１
２が薄くなる。
このため、第１図（ｃ）に示すように、ＰＳＧ膜１２の
表面はなだらかに電極１１をのり越え、比較的平坦な形
状を有する。
表面はなだらかに電極１１をのり越え、比較的平坦な形
状を有する。
このように、Ｂシリカ膜１３の膜厚とＢ拡散領域１４に
おける不純物濃度との間には比例関係等の密接な関係が
あり、また、このＢ拡散領域１４の不純物濃度によるＰ
ＳＧ膜１２のエツチング制御性が高いことを利用して、
平坦な絶縁膜を形成することができる。
おける不純物濃度との間には比例関係等の密接な関係が
あり、また、このＢ拡散領域１４の不純物濃度によるＰ
ＳＧ膜１２のエツチング制御性が高いことを利用して、
平坦な絶縁膜を形成することができる。
また、ＰＳＧ膜等の酸化シリコン膜は、膜厚及び不純物
濃度の制御性が高く、更に、Ｂシリカ膜等のシリカ膜は
膜厚及び不純物濃度が均一であることから、膜厚が均一
の層間絶縁膜を得ることができる。
濃度の制御性が高く、更に、Ｂシリカ膜等のシリカ膜は
膜厚及び不純物濃度が均一であることから、膜厚が均一
の層間絶縁膜を得ることができる。
第２図（ａ）乃至（ｃ）は本発明の第２の実施例を示す
断面図である。先ず、第２図（ａ）に示すように、基板
２０及びこの基板２０上のポリシリコン電極２１の上に
眉間絶縁膜として酸化シリコン膜２２をＣＶＤ法により
約５０００人の厚さで成長させた後、熱処理する。
断面図である。先ず、第２図（ａ）に示すように、基板
２０及びこの基板２０上のポリシリコン電極２１の上に
眉間絶縁膜として酸化シリコン膜２２をＣＶＤ法により
約５０００人の厚さで成長させた後、熱処理する。
次いで、第２図（ｂ）に示すように、ＢＰシリカ膜（Ｂ
及びＰを含有するシリカ膜）２３を、基板２０を３００
０乃至７０００ ｒｐｍの回転数で回転させつつ、酸化
シリコン膜２２上に塗布し、約２０００人の厚さで被着
させる。そして、このＢＰシリカ膜２３を窒素又は水蒸
気雰囲気下において約６００乃至９００℃に加熱して熱
処理することにより、酸化シリコン膜２２にその凸部と
凹部とで不純物Ｂ及びＰの濃度が異なるＢＰ拡散領域２
４を形成する。
及びＰを含有するシリカ膜）２３を、基板２０を３００
０乃至７０００ ｒｐｍの回転数で回転させつつ、酸化
シリコン膜２２上に塗布し、約２０００人の厚さで被着
させる。そして、このＢＰシリカ膜２３を窒素又は水蒸
気雰囲気下において約６００乃至９００℃に加熱して熱
処理することにより、酸化シリコン膜２２にその凸部と
凹部とで不純物Ｂ及びＰの濃度が異なるＢＰ拡散領域２
４を形成する。
次いで、弗酸系のエツチング液による湿式エツチングを
施すと、Ｂ濃度が高い程エツチング速度が遅くなるので
、Ｂ濃度が高い四部の酸化シリコン膜２２が厚く残り、
Ｂ濃度が低い凸部の酸化シリコン膜２２が多量にエツチ
ングされて薄くする。
施すと、Ｂ濃度が高い程エツチング速度が遅くなるので
、Ｂ濃度が高い四部の酸化シリコン膜２２が厚く残り、
Ｂ濃度が低い凸部の酸化シリコン膜２２が多量にエツチ
ングされて薄くする。
これにより、第２図（Ｃ）に示すように、なだらかな形
状の酸化シリコン膜２２（層間絶縁膜）を得ることがで
きる。
状の酸化シリコン膜２２（層間絶縁膜）を得ることがで
きる。
また、酸化シリコン膜２２の膜厚及び不純物の制御性が
高く、ＢＰシリカ膜２３の膜厚及び不純物濃度の均一性
が良いことにより、第１の実施例と同様に、膜厚が均一
の層間絶縁膜を得ることができる。
高く、ＢＰシリカ膜２３の膜厚及び不純物濃度の均一性
が良いことにより、第１の実施例と同様に、膜厚が均一
の層間絶縁膜を得ることができる。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明によれば、膜厚及び不純物
濃度を制御し易い酸化シリコン絶縁膜を成長させた後、
不純物濃度及び膜厚均一性が優れたシリカ膜を塗布する
。また、酸化シリコン絶縁膜の凸部と凹部とにおけるシ
リカ膜の膜厚差に起因して不純物の濃度差が生じ、この
不純物濃度に応してエツチング速度が異なることを利用
して、絶縁膜を平坦化させる。このため、膜厚が均一で
あり、かつ平坦性が優れた層間絶縁膜を得ることができ
る。また、この発明によれば、従来のＢＰＳＧ膜により
絶縁膜を形成した場合のように、電極」二部の絶縁膜が
隆起したり、電極上部の角部における絶縁膜か薄層化し
たりすることを回避することかてき、配線パターンの形
成制御性及び信頼性を向」ニさせることができる。
濃度を制御し易い酸化シリコン絶縁膜を成長させた後、
不純物濃度及び膜厚均一性が優れたシリカ膜を塗布する
。また、酸化シリコン絶縁膜の凸部と凹部とにおけるシ
リカ膜の膜厚差に起因して不純物の濃度差が生じ、この
不純物濃度に応してエツチング速度が異なることを利用
して、絶縁膜を平坦化させる。このため、膜厚が均一で
あり、かつ平坦性が優れた層間絶縁膜を得ることができ
る。また、この発明によれば、従来のＢＰＳＧ膜により
絶縁膜を形成した場合のように、電極」二部の絶縁膜が
隆起したり、電極上部の角部における絶縁膜か薄層化し
たりすることを回避することかてき、配線パターンの形
成制御性及び信頼性を向」ニさせることができる。
第］ ［図（ａ ＞乃至（ｃ）は本発明の第１の実施例
を示す半導体装置の断面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は
本発明の第２の実施例を示す半導体装置の断面図、第３
図（ａ＞、（ｂ）及び第４図（ａ）、（１））は従来方
法における場合の欠陥を説明する半導体装置の断面図で
ある。 ］−０，２０，３０；基板、］、 ］−、２］、 、
３ ］、 。 ポリシリコン電極、１．２；ＰＳＧ膜、２２；酸化シリ
コン膜、３２ 、ＢＰＳＧ膜、１４；Ｂ拡散領域、２４
．ＢＰ拡散領域 １ｌ− （ａ） （ｂ） 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図
を示す半導体装置の断面図、第２図（ａ）乃至（Ｃ）は
本発明の第２の実施例を示す半導体装置の断面図、第３
図（ａ＞、（ｂ）及び第４図（ａ）、（１））は従来方
法における場合の欠陥を説明する半導体装置の断面図で
ある。 ］−０，２０，３０；基板、］、 ］−、２］、 、
３ ］、 。 ポリシリコン電極、１．２；ＰＳＧ膜、２２；酸化シリ
コン膜、３２ 、ＢＰＳＧ膜、１４；Ｂ拡散領域、２４
．ＢＰ拡散領域 １ｌ− （ａ） （ｂ） 第１図 （ａ） （ｂ） 第２図
Claims (1)
- パターン層が形成された基板上にＣＶＤ法により酸化シ
リコンを成長させて絶縁膜を形成し、この絶縁膜上に不
純物を含有するシリカ膜を塗布し、熱処理により前記絶
縁膜中へ前記シリカ膜中の不純物を拡散させ、次いで、
湿式エッチングすることを特徴とする半導体装置の絶縁
膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12891287A JPS63292632A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12891287A JPS63292632A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63292632A true JPS63292632A (ja) | 1988-11-29 |
Family
ID=14996439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12891287A Pending JPS63292632A (ja) | 1987-05-25 | 1987-05-25 | 半導体装置の絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63292632A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5681760A (en) * | 1995-01-03 | 1997-10-28 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method for manufacturing thin film transistor |
| US6130120A (en) * | 1995-01-03 | 2000-10-10 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method and structure for crystallizing a film |
-
1987
- 1987-05-25 JP JP12891287A patent/JPS63292632A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5681760A (en) * | 1995-01-03 | 1997-10-28 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method for manufacturing thin film transistor |
| US6130120A (en) * | 1995-01-03 | 2000-10-10 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method and structure for crystallizing a film |
| US6610998B1 (en) | 1995-01-03 | 2003-08-26 | Goldstar Electron Co., Ltd. | Method and structure for crystallizing a film |
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