KR0172786B1 - Method of manufacturing interlayer insulating film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 층간절연막 제조방법에 관한 것으로, 일정온도에서 소오스가스를 주입하며 LPCVD 방법으로 층간절연막을 일정두께 형성하는 공정과 다결정실리콘 막을 일정두께 증착하고 이를 일정온도에서 열산화공정을 실시하여 층간절연막을 형성하는 공정으로 이중 또는 삼중구조의 층간절연막을 형성함으로써 종래보다 얇고 치밀한 조직구조를 갖는 층간절연막을 형성하여 반도체소자의 신뢰성을 향상시키고 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하는 기술이다.The present invention relates to a method for manufacturing an interlayer insulating film, in which a source gas is injected at a predetermined temperature, a process of forming a predetermined thickness of the interlayer insulating film by LPCVD, and a predetermined thickness of the polysilicon film are deposited, and then a thermal oxidation process is performed at a predetermined temperature. By forming an interlayer insulating film having a double or triple structure in the process of forming a layer, it is possible to form an interlayer insulating film having a thinner and denser structure than the conventional one, thereby improving reliability of the semiconductor device and enabling high integration of the semiconductor device.
Description
제1a도 및 제1b도는 본 발명의 제1실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도.1A and 1B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
제2a도 및 제2c도는 본 발명의 제2실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도.2A and 2C are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the second embodiment of the present invention.
제3a도 및 제3b도는 본 발명의 제3실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도.3A and 3B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the third embodiment of the present invention.
제4a도 및 제4b도는 본 발명의 제4실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도.4A and 4B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the fourth embodiment of the present invention.
제5a도 및 제5b도는 본 발명의 제5실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도.5A and 5B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the fifth embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11, 41, 51 : 하부도전층 13, 29, 43, 53, 69 : 제1층간절연막11, 41, 51: lower conductive layer 13, 29, 43, 53, 69: first interlayer insulating film
15, 31, 45, 55, 71 : 다결정실리콘막 17, 33, 47, 57, 73 : 제2층간절연막15, 31, 45, 55, 71: polycrystalline silicon film 17, 33, 47, 57, 73: second interlayer insulating film
21, 61 : 반도체기판 23, 63 : 소자분리산화막21, 61: semiconductor substrate 23, 63: device isolation oxide film
25, 65 : 게이트전극 27, 67 : 절연막 스페이서25, 65: gate electrode 27, 67: insulating film spacer
49, 75 : 제3층간절연막49, 75: third interlayer insulating film
본 발명은 층간절연막 제조방법에 관한 것으로, 특히 반도체소자의 고집적화를 위하여 층과 층간에 사용되는 층간절연막의 두께를 감소시킴과 동시에 절연특성을 향상시켜 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하고 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 기술에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an interlayer insulating film, and in particular, to reduce the thickness of the interlayer insulating film used between layers for the high integration of semiconductor devices, and to improve the insulating properties to enable high integration of the semiconductor devices and the reliability of the semiconductor devices. It is about a technology that can improve.
반도체기판에 다수의 도전층을 형성하고 이를 예정된대로 연결하여 반도체소자를 형성한다. 이때, 상기 각각의 도전층이 단락되는 경우를 방지하기 위하여 도전층과 도전층간에 층간절연막을 형성한다.A plurality of conductive layers are formed on the semiconductor substrate and connected to each other to form a semiconductor device. At this time, an interlayer insulating film is formed between the conductive layer and the conductive layer to prevent the respective conductive layers from being shorted.
종래기술에서 층간절연막은 저압화학기상증착(LPCVD : Low Pressure CVD, 이하에서 LPCVD라 함)방법으로 테오스(TEOS : Tetra Ethyl Ortho Silicate, 이하에서 TEOS라 함)산화막을 900 내지 1100 Å의 두께로 형성하였다.In the prior art, the interlayer insulating film is formed by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method (TEOS: Tetra Ethyl Ortho Silicate (TEOS)) to a thickness of 900 to 1100 Å. Formed.
그러나, 상기 TEOS 산화막은 많은 작은 구멍을 갖고 있기 때문에 절연특성 브레이크다운 전압이 떨어진다. 그로인하여, 상대적으로 상기 TEOS 산화막을 두껍게 형성하여 단차를 증가시킴으로써 후공정인 마스크를 이용한 식각공정을 어렵게 하고 반도체소자의 고집적화를 어렵게 하는 문제점이 있다.However, since the TEOS oxide film has many small holes, the insulation breakdown voltage is lowered. Therefore, there is a problem in that the TEOS oxide film is formed relatively thick to increase the step, making the etching process using the mask, which is a post process difficult, and the high integration of the semiconductor device difficult.
따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 층간절연막을 종래보다 치밀한 구조를 갖도록 형성함으로써 두께를 감소시킬 수 있어 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하고 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 층간절연막 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, in order to solve the problems of the related art, the present invention can reduce the thickness by forming the interlayer insulating film to have a denser structure than the conventional one, thereby enabling high integration of the semiconductor device and improving the reliability of the semiconductor device. The purpose is to provide a manufacturing method.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 층간절연막 제조방법의 제1특징은, 하부도전층과 상부도전층 사이를 절연시켜 반도체소자의 특성을 향상시키는 층간절연막 제조방법에 있어서, 상기 하부도전층 상부를 세척하는 공정과, 상기 하부도전층 상부에 제1층간절연막을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 제1층간절연막 상부에 도전층을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 도전층을 열산화시켜 제2층간절연막을 형성함으로써 이중구조의 층간절연막을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.A first aspect of the method for manufacturing an interlayer insulating film according to the present invention for achieving the above object is to insulate between a lower conductive layer and an upper conductive layer to improve characteristics of a semiconductor device, wherein the upper portion of the lower conductive layer is washed. Forming a first interlayer insulating film on the lower conductive layer, and forming a conductive layer on the first interlayer insulating film, and thermally oxidizing the conductive layer to form a second interlayer insulating film. And forming a double-layered interlayer insulating film by forming a film.
또한, 상기 제1층간절연막은 SiH4 와 N2O의 혼합가스를 이용하여 750 내지 850℃온도에서 LPCVD 방법으로 형성되는 것과, 상기 제1층간절연막은 270 내지 330Å 두께로 형성되는 것과, 상기 도전층은 다결정실리콘으로 형성되는 것과, 상기 도전층은 600 내지 640℃ 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 80 내지 120 Å두께가 증착되는 것과, 상기 열산화공정은 800 내지 900℃ 온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 실시되는 것과, 상기 제2층간절연막은 상기 열산화공정으로 상기 다결정실리콘막이 열산화되어 형성되되, 상기 다결정실리콘막의 1.5배 내지 2배의 두께로 성장되는 것이다.In addition, the first interlayer insulating film is formed by the LPCVD method at a temperature of 750 to 850 ℃ using a mixed gas of SiH4 and N2O, the first interlayer insulating film is formed to a thickness of 270 to 330 kPa, the conductive layer is a polycrystalline It is formed of silicon, the conductive layer is deposited by 80 to 120 120 thickness by LPCVD method using SiH4 gas at 600 to 640 ℃ temperature, the thermal oxidation process is carried out by injecting oxygen gas at 800 to 900 ℃ temperature The second interlayer insulating film is formed by thermally oxidizing the polysilicon film by the thermal oxidation process, and is grown to a thickness of 1.5 to 2 times that of the polycrystalline silicon film.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 층간절연막 제조방법의 제2특징은, 반도체기판 상부에 소자분리절연막 및 게이트전극을 순차적으로 형성하고 전체표면상부에 층간절연막을 형성하는 층간절연막 제조방법에 있어서, 전체표면상부를 세척하는 공정과 선체표면상부에 TEOS와 O2 혼합가스를 이용하여 일정온도 범위내에서 LPCVD 방법으로 제1층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1층간절연막 상부에 도전층을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 도전층을 열산화시켜 제2층간절연막을 형성함으로써 이중구조의 층간절연막을 형성하는 공정을 포함하는 데 있다.A second aspect of the method for manufacturing the interlayer insulating film according to the present invention for achieving the above object is in the method for manufacturing an interlayer insulating film in which a device isolation insulating film and a gate electrode are sequentially formed on an upper surface of a semiconductor substrate and an interlayer insulating film is formed on an entire surface thereof. Washing the upper surface, forming a first interlayer insulating film by LPCVD method using TEOS and O2 mixed gas on the hull surface within a predetermined temperature range, and forming a conductive layer on the first interlayer insulating film. And forming a second interlayer insulating film by thermally oxidizing the conductive layer to form a second interlayer insulating film.
또한, 상기 제1층간절연막은 670 내지 730℃ 온도에서 LPCVD방법으로 270 내지 330Å 두께가 증착되는 것과, 상기 도전층은 다결정실리콘으로 형성되는 것과, 상기 도전층은 600 내지 640 ℃ 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 80 내지 120Å 두께가 증착되는 것과, 상기 열산화공정은 800 내지 900℃ 온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 실시되는 것과, 상기 제2층간절연막은 상기 열산화공정으로 상기 다결정실리콘막이 열산화되어 형성되되, 상기 다결정실리콘막의 1.5배 내지 2배의 두께로 성장되는 것이다.In addition, the first interlayer insulating film is deposited with a thickness of 270 to 330 Å by the LPCVD method at a temperature of 670 to 730 ℃, the conductive layer is formed of polycrystalline silicon, the conductive layer is a SiH4 gas at a temperature of 600 to 640 ℃ In the LPCVD method, a thickness of 80 to 120 kPa is deposited, the thermal oxidation process is performed by injecting oxygen gas at a temperature of 800 to 900 ° C., and the second interlayer insulating film is thermally oxidized in the polycrystalline silicon film. Is formed, but is grown to a thickness of 1.5 times to 2 times of the polysilicon film.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 층간절연막 제조방법의 제3특징은, 하부도전층과 상부도전층 사이를 절연시켜 반도체소자의 특성을 향상시키는 층간절연막 제조방법에 있어서, 상기 하부도전층 상부를 세척하는 공정과, 상기 하부도전층 상부에 SiH4 와 N2O의 혼합가스를 이용하여 LPCVD 방법으로 형성한 실리콘 산화막으로 제1층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1층간절연막 상부에 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 다결정실리콘층을 열산화시켜 제2층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 제2층간절연막 상부에 SiH4와 N2O 혼합가스를 이용하여 LPCVD방법으로 형성된 실리콘산화막으로 제3층간절연막을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.A third feature of the method for manufacturing an interlayer insulating film of the present invention for achieving the above object is to insulate between a lower conductive layer and an upper conductive layer to improve characteristics of a semiconductor device, wherein the upper portion of the lower conductive layer is washed. Forming a first interlayer insulating film with a silicon oxide film formed by LPCVD using a mixed gas of SiH4 and N2O on the lower conductive layer; and forming a polysilicon layer on the first interlayer insulating film. Forming a second interlayer insulating film by thermally oxidizing the polysilicon layer; and forming a third interlayer insulating film using a silicon oxide film formed by LPCVD using SiH4 and N2O mixed gas on the second interlayer insulating film. To include the process.
또한, 상기 제1층간절연막은 750 내지 850℃ 온도에서 LPCVD 방법으로 130 내지 170 Å 두께가 증착되는 것과, 상기 도전층은 다결정실리콘으로 형성되되, 600 내지 640℃ 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 80내지 120Å이 증착되는 것과, 상기 열산화공정은 800 내지 900℃온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 상기 도전층의 1.5 내지 2배의 두께로 제2층간절연막을 형성하는 것과, 상기 제3층간절연막은 850 내지 950℃ 온도에서 LPCVD방법으로 130 내지 170Å 두께가 증착되는 것이다.In addition, the first interlayer dielectric layer is deposited with a thickness of 130 to 170 Å by the LPCVD method at a temperature of 750 to 850 ° C, and the conductive layer is formed of polycrystalline silicon, and the LPCVD method using SiH4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C. 80 to 120 kV is deposited, the thermal oxidation process is performed by injecting oxygen gas at a temperature of 800 to 900 ° C. to form a second interlayer insulating film 1.5 to 2 times the thickness of the conductive layer, and the third interlayer insulating film 130 to 170 mm thick is deposited by LPCVD at a temperature of 850 to 950 ° C.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 층간절연막 제조방법의 제4특징은, 하부도전층과 상부도전층 사이를 절연시킴으로써 반도체소자의 동작특성을 향상시키는 층간절연막 제조방법에 있어서, 상기 하부도전층을 세척하는 공정과, 상기 하부도전층 상부에 SiH2Cl2와 N2O 혼합가스를 이용하여 제1층간절연막을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 제1층간절연막 상부에 도전층을 일정두께 형성하는 공정과, 상기 도전층을 열산화시켜 제2층간절연막을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.A fourth feature of the method for manufacturing an interlayer insulating film according to the present invention for achieving the above object is in the method for manufacturing an interlayer insulating film for insulating the lower conductive layer and the upper conductive layer to improve operating characteristics of the semiconductor device, wherein the lower conductive layer is washed. Forming a first interlayer insulating film by using SiH2Cl2 and N2O mixed gas on the lower conductive layer, and forming a conductive layer on the first interlayer insulating film by a predetermined thickness; Thermal oxidation to form a second interlayer insulating film.
또한, 상기 제1층간절연막은 850 내지 950℃ 온도에서 LPCVD방법으로 270 내지 330Å 두께가 증착되는 것과, 상기 도전층은 다결정실리콘으로 형성되되, 600 내지 640℃ 온도에서 SiH4가스를 이용한 LPCVD방법으로 80 내지 120Å이 증착되는 것과, 상기 열산화공정은 800 내지 900℃ 온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 상기 도전층의 1.5 내지 2배의 두께로 제2층간절연막을 형성하는 것이다.In addition, the first interlayer dielectric layer is deposited with a thickness of 270 to 330 Å by the LPCVD method at a temperature of 850 to 950 ° C., and the conductive layer is formed of polycrystalline silicon, and is formed by the LPCVD method using SiH 4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C. The thermal oxidation process is to form a second interlayer insulating film with a thickness of 1.5 to 2 times that of the conductive layer by injecting oxygen gas at a temperature of 800 to 900 ° C.
이상의 목적을 달성하기 위한 본 발명인 층간절연막 제조방법의 제5특징은, 반도체기판 상부에 소자분리절연막 및 게이트전극을 순차적으로 형성하고 전체표면 상부에 층간절연막을 형성하는 층간절연막 제조방법에 있어서, 상기 하부도전층을 세척하는 공정과, 상기 하부도전층 상부에 SiH2Cl2와 N2O 혼합가스를 이용하여 LPCVD방법으로 형성된 실리콘산화막으로 제1층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 제1층간절연막 상부에 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 다결정실리콘층을 열산화시켜 제2층간절연막을 형성하는 공정과, 상기 제2층간절연막 상부에 SiH2Cl2와 N2O 혼합가스를 이용하여 LPCVD 방법으로 형성된 실리콘 산화막으로 제3층간절연막을 형성하는 공정을 포함하는데 있다.In a fifth aspect of the present invention for achieving the above object, an interlayer insulating film manufacturing method of sequentially forming a device isolation insulating film and a gate electrode on an upper surface of a semiconductor substrate and forming an interlayer insulating film on an entire surface thereof, wherein Washing the lower conductive layer, forming a first interlayer insulating film with a silicon oxide film formed by LPCVD using SiH2Cl2 and N2O mixed gas on the lower conductive layer, and a polysilicon layer on the first interlayer insulating film. Forming a second interlayer insulating film by thermally oxidizing the polysilicon layer; and forming a third interlayer insulating film with a silicon oxide film formed by LPCVD using SiH2Cl2 and N2O mixed gas on the second interlayer insulating film. It includes the step of forming a.
또한, 상기 제1층간절연막은 850 내지 950℃ 온도에서 LPCVD 방법으로 130 내지 170Å 두께가 증착되는 것과, 상기 도전층은 다결정실리콘으로 형성되되, 600 내지 640℃ 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 80 내지 120Å이 증착되는 것과, 상기 열산화공정은 800 내지 900℃ 온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 상기 도전층의 1.5 내지 2배의 두께로 제2층간절연막을 형성하는 것과, 상기 제3층간절연막은 850 내지 950 ℃ 온도에서 LPCVD 방법으로 130 내지 170 Å 두께가 증착되는 것이다.In addition, the first interlayer dielectric layer is deposited with a thickness of 130 to 170Å by the LPCVD method at a temperature of 850 to 950 ° C., and the conductive layer is formed of polycrystalline silicon, and is 80 using the LPCVD method using SiH 4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C. To 120 kPa is deposited, the thermal oxidation process is performed by injecting oxygen gas at a temperature of 800 to 900 ° C. to form a second interlayer insulating film 1.5 to 2 times the thickness of the conductive layer, and the third interlayer insulating film is 850. 130-170 mm thick is deposited by LPCVD at a temperature of from -950 ° C.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1a도 및 제1b도는 본 발명의 제1실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도이다.1A and 1B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the first embodiment of the present invention.
제1a도를 참조하면, NH4OH로 하부도전층(11) 표면을 세척한다. 이때, 상기 하부도전층(11)은 실리콘, 다결정실리콘 또는 산화막으로 형성할 수 있다. 그 다음에, SiH4/N2O가스를 이용하여 750 내지 850℃ 온도에서 LPCVD 방법으로 제1층간절연막(13)을 형성한다. 이때, 상기 제1층간절연막(13)은 270 내지 330Å 두께로 형성한 것이다. 그 후에, 600 내지 640℃의 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 다결정실리콘막(15)을 80 내지 120 Å 증착한다.Referring to FIG. 1A, the surface of the lower conductive layer 11 is washed with NH 4 OH. In this case, the lower conductive layer 11 may be formed of silicon, polycrystalline silicon, or an oxide film. Subsequently, the first interlayer insulating film 13 is formed by LPCVD at a temperature of 750 to 850 ° C. using SiH 4 / N 2 O gas. In this case, the first interlayer insulating layer 13 is formed to have a thickness of 270 to 330 Å. Thereafter, the polysilicon film 15 is deposited at a temperature of 600 to 640 ° C. by the LPCVD method using an SiH 4 gas.
제1b도를 참조하면, 800 내지 900℃ 온도에서 산소를 주입하여 상기 다결정실리콘막(15)을 열산화시켜 상기 다결정실리콘막(15)보다 1.5내지 2배 더 두껍게 열산화막, 즉 제2층간절연막(17)을 형성한다. 이때, 상기 제2층간절연막(17)은 180 내지 220Å의 두께로 형성한 것이다.Referring to FIG. 1B, thermal oxidation of the polysilicon film 15 by thermally injecting oxygen at a temperature of 800 to 900 ° C. results in a thermal oxidation film, that is, a second interlayer insulating film 1.5 to 2 times thicker than the polysilicon film 15. (17) is formed. At this time, the second interlayer insulating film 17 is formed to a thickness of 180 to 220 Å.
후공정에서, 상부도전층(도시안됨)을 형성한다.In a later step, an upper conductive layer (not shown) is formed.
제2a도 내지 제2c도는 본 발명의 제2실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도이다.2A to 2C are cross-sectional views illustrating a process for manufacturing an interlayer insulating film according to a second embodiment of the present invention.
제2a도를 참조하면, 반도체기판(21) 상부에 소자분리산화막(23), 게이트전극(25) 및 절연막 스페이서(27)를 순차적으로 형성한다. 그리고, 전체표면상부를 NH4OH로 세척한다. 그 다음에, 670 내지 730℃ 의 온도에서 LPCVD 방법으로 TEOS 막을 증착하여 제1층간절연막(29)을 형성한다. 이때, 상기 제1층간절연막(29)은 270 내지 330Å으로 증착한 것이다.Referring to FIG. 2A, the device isolation oxide film 23, the gate electrode 25, and the insulating film spacer 27 are sequentially formed on the semiconductor substrate 21. Then, the entire upper surface is washed with NH 4 OH. Next, a TEOS film is deposited by the LPCVD method at a temperature of 670 to 730 ° C. to form a first interlayer insulating film 29. In this case, the first interlayer insulating film 29 is deposited at 270 to 330 Å.
제2b도를 참조하면, 600 내지 640℃의 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 다결정실리콘막(31)을 80 내지 120 Å 증착한다.Referring to FIG. 2B, the polysilicon film 31 is deposited at 80 to 120 Pa by LPCVD using SiH4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C.
제2c도를 참조하면, 800 내지 900℃ 온도에서 산소를 주입하여 상기 다결정실리콘막(15)을 열산화시켜 상기 다결정실리콘막(15)보다 1.5 내지 2배 더 두껍게 열산화막, 즉 제2층간절연막(17)을 형성한다. 이때, 상기 제2층간절연막(17)은 180 내지 220Å의 두께로 형성한 것이다. 후공정에서, 상부도전층(도시안됨)을 형성한다.Referring to FIG. 2C, thermal oxidation of the polysilicon film 15 is performed by injecting oxygen at a temperature of 800 to 900 ° C. to thermally oxidize the thermal oxide film, that is, the second interlayer insulating film 1.5 to 2 times thicker than the polysilicon film 15. (17) is formed. At this time, the second interlayer insulating film 17 is formed to a thickness of 180 to 220 Å. In a later step, an upper conductive layer (not shown) is formed.
제3a도 및 제3b도는 본 발명의 제3실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도이다.3A and 3B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the third embodiment of the present invention.
제3a도를 참조하면, 하부도전층(41)의 표면을 NH4OH로 세척한다. 그리고, SiH4/N2O 가스를 이용하여 750 내지 850℃ 의 온도에서 LPCVD 방법으로 제1층간절연막(43)을 증착한다. 이때, 상기 제1층간절연막(43)은 130 내지 170Å 두께로 형성한 것이다. 그리고, 이를 화학식으로 나타내면 다음과 같다.Referring to FIG. 3A, the surface of the lower conductive layer 41 is washed with NH 4 OH. Then, the first interlayer insulating film 43 is deposited by LPCVD at a temperature of 750 to 850 ° C. using SiH 4 / N 2 O gas. In this case, the first interlayer insulating layer 43 is formed to have a thickness of 130 to 170 Å. And, this is represented by the formula.
그 다음에, 상기 제1층간절연막(43) 상부에 다결정실리콘막(45)을 80 내지 120Å 두께로 형성한다. 이때, 상기 다결정실리콘막(45)은 600 내지 640℃의 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD공정으로 증착된 것이다.Next, a polysilicon film 45 is formed on the first interlayer insulating film 43 to a thickness of 80 to 120 Å. In this case, the polysilicon film 45 is deposited by an LPCVD process using a SiH 4 gas at a temperature of 600 to 640 ℃.
제3b도를 참조하면, 700 내지 900℃의 온도에서 산소를 주입하면서 상기 다결정실리콘막(45)을 열산화시킨다. 이때, 상기 다결정실리콘막(45)은 본래두께보다 1.5 내지 2배 더 두껍게 열산화되어 제2층간절연막(47)을 형성한다. 여기서, 상기 제2층간절연막(47)의 두께는 180 내지 220Å 두께로 형성된다. 그 다음에, 상기 제2층간절연막(47) 상부에 상기 제1층간절연막(43)과 같은 공정으로 130 내지 170Å 두께의 제3층간절연막(49)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, the polycrystalline silicon film 45 is thermally oxidized while oxygen is injected at a temperature of 700 to 900 ° C. At this time, the polysilicon film 45 is thermally oxidized 1.5 to 2 times thicker than the original thickness to form the second interlayer insulating film 47. Here, the thickness of the second interlayer insulating film 47 is formed to a thickness of 180 ~ 220Å. Next, a third interlayer insulating film 49 having a thickness of 130 to 170 Å is formed on the second interlayer insulating film 47 by the same process as the first interlayer insulating film 43.
그로인하여, 층간절연막(43, 47, 49)은 440 내지 540Å의 두께로 형성되고 종래 기술에서의 층간절연막보다 조직구조가 치밀하여 절연특성을 향상시킨다.Therefore, the interlayer insulating films 43, 47, and 49 are formed to a thickness of 440 to 540 Å, and the structure of the interlayer insulating films is denser than that of the interlayer insulating film in the prior art, thereby improving the insulating properties.
제4a도 및 제4b도는 본 발명의 제4실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도이다.4A and 4B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the fourth embodiment of the present invention.
제4a도를 참조하면, 하부도전층(51)의 표면을 NH4OH로 세척한다. 그리고, SiH2Cl2/N2O 가스를 이용하여 850 내지 950℃ 의 온도에서 LPCVD 방법으로 제1층간절연막(53)을 증착한다. 이때, 상기 제1층간절연막(53)은 270 내지 330Å 두께로 형성한 것이다. 그리고, 이를 화학식으로 나타내면 다음과 같다.Referring to FIG. 4A, the surface of the lower conductive layer 51 is washed with NH 4 OH. Then, the first interlayer insulating film 53 is deposited by the LPCVD method at a temperature of 850 to 950 ° C. using SiH 2 Cl 2 / N 2 O gas. In this case, the first interlayer insulating film 53 is formed to have a thickness of 270 to 330 Å. And, this is represented by the formula.
그 다음에, 600 내지 640℃의 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 공정으로 80 내지 120Å 두께만큼 다결정실리콘막(55)을 증착한다.Thereafter, the polysilicon film 55 is deposited by a thickness of 80 to 120 kPa by an LPCVD process using SiH4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C.
제4b도를 참조하면, 800 내지 900℃의 온도에서 산소를 주입하면서 상기 다결정실리콘막(55)을 열산화시킨다. 이때, 상기 다결정실리콘막(55)은 본래두께보다 1.5 내지 2배 더 두껍게 열산화되어 제2층간절연막(57)을 형성한다. 여기서, 상기 제2층간절연막(57)의 두께는 180 내지 220Å 두께로 형성된다. 후공정에서, 상기 제2층간절연막(57) 상부에 상부도전층(도시안됨)을 형성한다.Referring to FIG. 4B, the polysilicon film 55 is thermally oxidized while oxygen is injected at a temperature of 800 to 900 ° C. At this time, the polysilicon film 55 is thermally oxidized 1.5 to 2 times thicker than the original thickness to form the second interlayer insulating film 57. Here, the thickness of the second interlayer insulating film 57 is formed to be 180 to 220 Å thick. In a later step, an upper conductive layer (not shown) is formed on the second interlayer insulating layer 57.
제5a도 및 제5b도는 본 발명의 제5실시예에 따른 층간절연막 제조공정을 도시한 단면도이다.5A and 5B are sectional views showing the interlayer insulating film manufacturing process according to the fifth embodiment of the present invention.
제5a도를 참조하면, 반도체기판(61)에 소자분리산화막(63), 게이트전극(65) 및 절연막 스페이서(67)를 순차적으로 형성한다. 그리고, 전체표면상부를 세척한다. 이때, 상기 세척공정은 NH4OH를 이용한 것이다. 그 다음에, SiH2Cl2/N2O 가스를 이용하여 850 내지 950℃ 의 온도에서 LPCVD 방법으로 산화막을 일정두께 증착하여 제1층간절연막(69)을 형성한다. 이때, 상기 제1층간절연막(69)은 130 내지 170Å 두께로 형성한 것이다. 그리고, 이를 화학식으로 나타내면 다음과 같다.Referring to FIG. 5A, the device isolation oxide film 63, the gate electrode 65, and the insulating film spacer 67 are sequentially formed on the semiconductor substrate 61. Then, the entire upper surface is washed. At this time, the washing step is using NH4OH. Subsequently, an oxide film is deposited to a certain thickness by the LPCVD method at a temperature of 850 to 950 ° C. using a SiH 2 Cl 2 / N 2 O gas to form a first interlayer insulating film 69. At this time, the first interlayer insulating film 69 is formed to have a thickness of 130 to 170 Å. And, this is represented by the formula.
그 후에, 상기 제1층간절연막(69) 상부에 600 내지 640℃의 온도에서 SiH4 가스를 이용한 LPCVD 방법으로 다결정실리콘막(71)을 80 내지 120Å의 두께로 증착한다.Thereafter, a polysilicon film 71 is deposited to a thickness of 80 to 120 kPa over the first interlayer insulating film 69 by LPCVD using SiH 4 gas at a temperature of 600 to 640 ° C.
제5b도를 참조하면, 800 내지 900℃의 온도에서 산소가스를 주입시킴으로써 상기 다결정실리콘막(71)을 열산화시켜 제2층간절연막(73)을 형성한다. 이때, 상기 다결정실리콘막(71)은 본래두께보다 1.5 내지 2배 더 두껍게 열산화되어 제2층간절연막(73)을 형성한다. 여기서, 상기 제2층간절연막(73)의 두께는 180 내지 220Å 두께로 형성된다.Referring to FIG. 5B, the polycrystalline silicon film 71 is thermally oxidized by injecting oxygen gas at a temperature of 800 to 900 ° C. to form a second interlayer insulating film 73. At this time, the polysilicon film 71 is thermally oxidized 1.5 to 2 times thicker than the original thickness to form the second interlayer insulating film 73. Here, the thickness of the second interlayer insulating film 73 is formed to a thickness of 180 ~ 220Å.
그 다음에, 상기 제2층간절연막(73) 상부에 제3층간절연막(75)을 형성한다. 이때, 상기 제3층간절연막(75)은 상기 제1층간절연막(69)과 같은 방법으로 형성하되, 130 내지 170Å의 두께로 증착하여 형성한 것이다. 그리하여, 상기 층간절연막(69, 73, 75)은 종래의 1000Å 정도보다 얇은 450 내지 560Å 두께로 형성된다. 그러나, 조직구조가 치밀하여 좋은 절연특성을 갖는다.Next, a third interlayer insulating film 75 is formed on the second interlayer insulating film 73. At this time, the third interlayer insulating film 75 is formed by the same method as the first interlayer insulating film 69, but is formed by depositing a thickness of 130 to 170 Å. Thus, the interlayer insulating films 69, 73, and 75 are formed to a thickness of 450 to 560 Å, which is thinner than about 1000 Å. However, the structure is dense and has good insulation characteristics.
이상에서 설명한 바와같이 본 발명에 따른 층간절연막 제조방법은, 종래보다 조직구조가 치밀한 이층 또는 삼층구조의 층간절연막을 형성함으로써 종래보다 얇은 두께로 종래보다 브레이크다운 전압을 상승시키는 우수한 절연특성을 가질 수 있어 반도체소자의 고집적화를 가능하게 하고 반도체소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 잇점이 있다.As described above, the method for manufacturing an interlayer insulating film according to the present invention may have an excellent insulating property of increasing the breakdown voltage to a thickness smaller than that of the related art by forming an interlayer insulating film of a two-layer or three-layer structure having a denser structure than the conventional one. Therefore, there is an advantage to enable high integration of the semiconductor device and to improve the reliability of the semiconductor device.
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| KR1019950003903A KR0172786B1 (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Method of manufacturing interlayer insulating film |
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| KR1019950003903A KR0172786B1 (en) | 1995-02-27 | 1995-02-27 | Method of manufacturing interlayer insulating film |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1995
- 1995-02-27 KR KR1019950003903A patent/KR0172786B1/en not_active IP Right Cessation
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|---|---|---|---|---|
| KR100440530B1 (en) * | 2002-07-30 | 2004-07-19 | 서울시립대학교 | Fabrication Method for Double Oxidized Barrier |
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| Publication number | Publication date |
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