JPH02123754A - 電子半導体装置用の誘電体層の形成方法 - Google Patents
電子半導体装置用の誘電体層の形成方法Info
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- JPH02123754A JPH02123754A JP1252502A JP25250289A JPH02123754A JP H02123754 A JPH02123754 A JP H02123754A JP 1252502 A JP1252502 A JP 1252502A JP 25250289 A JP25250289 A JP 25250289A JP H02123754 A JPH02123754 A JP H02123754A
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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】
[産業上の利用分野コ
本発明は、電子半導体装置用の第1相互接続誘電体層に
関する。
関する。
本発明は、上記誘電体層を形成する方法にも関している
。
。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題]周知の
ように、0MO8装置を製造している間に、ゲート、ソ
ース領域及びドレイン領域の形成、並びに再酸化に続い
て、絶縁酸化物の誘電体層が、0.8〜1.0ミクロン
の範囲内の厚さで付着させられる。
ように、0MO8装置を製造している間に、ゲート、ソ
ース領域及びドレイン領域の形成、並びに再酸化に続い
て、絶縁酸化物の誘電体層が、0.8〜1.0ミクロン
の範囲内の厚さで付着させられる。
一般に第1相互接続誘電体層と呼ばれている上記誘電体
層は、多結晶質シリコンの表面層を、電気的な相互接続
用の金属のパスから分離する。
層は、多結晶質シリコンの表面層を、電気的な相互接続
用の金属のパスから分離する。
半導体装置のゲートが定められると、半導体装置は所定
の輪郭即ち断面形状を示す。
の輪郭即ち断面形状を示す。
第1相互接続誘電体層の連続的な付着は、上記輪郭の特
徴を強めつつその輪郭に従うので、その付着工程に続く
マスキング工程、コンタクト形成工程及び金属付着工程
が、それによって影響を受け、現行の製造プロセスにお
ける低い歩留りであって不良品の高い発生率に起因する
ものをもたらす。更に、輪郭を形成する表面の不規則性
即ち凹凸は、金属化マスクへの相互接続のパスのサイズ
の縮小に対する主要な障害になっている。
徴を強めつつその輪郭に従うので、その付着工程に続く
マスキング工程、コンタクト形成工程及び金属付着工程
が、それによって影響を受け、現行の製造プロセスにお
ける低い歩留りであって不良品の高い発生率に起因する
ものをもたらす。更に、輪郭を形成する表面の不規則性
即ち凹凸は、金属化マスクへの相互接続のパスのサイズ
の縮小に対する主要な障害になっている。
上記欠点を除去するため、従来の技術は、CMO8に関
し、その上にポロホスホシリケートの層が付着させられ
る二酸化ケイ素の第1の層を有する二重の誘電体層の使
用を提案している。
し、その上にポロホスホシリケートの層が付着させられ
る二酸化ケイ素の第1の層を有する二重の誘電体層の使
用を提案している。
ポロホスホシリケート(例えばボロホスホシリケートガ
ラス即ちB P S G)は、もし半導体が900〜1
000℃で約30〜60分間の熱処理を受けるならば、
その下にある上記輪郭による影響が弱められることを可
能にする。
ラス即ちB P S G)は、もし半導体が900〜1
000℃で約30〜60分間の熱処理を受けるならば、
その下にある上記輪郭による影響が弱められることを可
能にする。
例えば「第5回IEEE国際V−Mic会議」、No、
3!57 (1988年6月13〜14日)に記載され
ているような、古典的な平坦化として知られている方法
によると、ポロホスホシリケートは、ホトレジスト層で
覆われ、1対1の選択性でプラズマエツチングされる。
3!57 (1988年6月13〜14日)に記載され
ているような、古典的な平坦化として知られている方法
によると、ポロホスホシリケートは、ホトレジスト層で
覆われ、1対1の選択性でプラズマエツチングされる。
これにより、かなり平坦な表面が得られる。しかしなが
ら、この方法の再現性は乏しく、且つ方法自体にむらが
あるので、この方法は、大規模集積回路の製造工程にお
ける要求を満たすことはできない。また、それによって
達成される平坦化の度合いは、下に横たわっている上記
輪郭に大いに依存しており、しかも、この製造方法にお
いては、2つの余計な工程を必要とする。
ら、この方法の再現性は乏しく、且つ方法自体にむらが
あるので、この方法は、大規模集積回路の製造工程にお
ける要求を満たすことはできない。また、それによって
達成される平坦化の度合いは、下に横たわっている上記
輪郭に大いに依存しており、しかも、この製造方法にお
いては、2つの余計な工程を必要とする。
例えば「第5回IEEE国際V−Mic会議」、No、
293 (1988年6月13〜14日)に記載されて
いるような第2の従来技術は、ポロホスホシリケート上
に、シロキサンの層即ち所謂スピンオングラス(SOG
)であって、選択性エツチング工程の間、下に横たわっ
ている上記輪郭に余り敏感でないものを重ねることから
なっている。
293 (1988年6月13〜14日)に記載されて
いるような第2の従来技術は、ポロホスホシリケート上
に、シロキサンの層即ち所謂スピンオングラス(SOG
)であって、選択性エツチング工程の間、下に横たわっ
ている上記輪郭に余り敏感でないものを重ねることから
なっている。
しかしながら、この製造方法においも、余計な工程を必
要とする。
要とする。
更に別の従来技術が、「第4回I EEE国際V−Mi
c会議J 、No、61 (1987年6月15〜16
日)に記載されており、この従来技術は、輪郭を形成し
ている表面上に、従って、多結晶質シリコンの層上にシ
ロキサンを直接付着させ、窒素雰囲気下で熱処理を行い
、そしてポロホスホシリケートを付着させることからな
っている。そして、その後の920°Cでの最終的な熱
処理が端面の輪郭を和らげるということが見出された。
c会議J 、No、61 (1987年6月15〜16
日)に記載されており、この従来技術は、輪郭を形成し
ている表面上に、従って、多結晶質シリコンの層上にシ
ロキサンを直接付着させ、窒素雰囲気下で熱処理を行い
、そしてポロホスホシリケートを付着させることからな
っている。そして、その後の920°Cでの最終的な熱
処理が端面の輪郭を和らげるということが見出された。
しかしながら、この方法は、それから得られる利点にも
拘らず、平坦化された構造をもたらすには十分には効果
的でなかった。
拘らず、平坦化された構造をもたらすには十分には効果
的でなかった。
本発明の目的は、新規なタイプの第1相互接続誘電体で
あって、それを自己平坦化させるような特性を有するも
のを提供することである。
あって、それを自己平坦化させるような特性を有するも
のを提供することである。
[課題を解決するための手段]
上記目的を達成するため、本発明によれば、電子半導体
装置用の第1相互接続誘電体層であって、自己平坦化シ
ロキサンの層が重ねられる、テトラエチルオルトシリケ
ートの第1層を備えることを特徴とする誘電体層が提供
される。
装置用の第1相互接続誘電体層であって、自己平坦化シ
ロキサンの層が重ねられる、テトラエチルオルトシリケ
ートの第1層を備えることを特徴とする誘電体層が提供
される。
[実 施 例コ
以下、添付図面を参照して本発明の実施例について説明
する。
する。
図面は、本発明に係る第1相互接続誘電体層を有する電
子半導体装置の構造を概略的に示す断面図である。
子半導体装置の構造を概略的に示す断面図である。
図面を参照するに、電子半導体装置、具体的には0MO
8装置が、参照符号1で全体的且つ概略的に示されてお
り、この半導体装置1は、互に直列に接続されているP
チャネルMO8)ランジスタ2とNチャネルMOSトラ
ンジスタとからなっている。
8装置が、参照符号1で全体的且つ概略的に示されてお
り、この半導体装置1は、互に直列に接続されているP
チャネルMO8)ランジスタ2とNチャネルMOSトラ
ンジスタとからなっている。
半導体装置1はP形の不純物を極く僅かにドープされて
いる半導体基板3を備えており、この半導体基板内には
、その半導体基板とは反対の形の不純物がドープされて
いる、一般にNウェルと呼ばれているボッド4が形成さ
れている。
いる半導体基板3を備えており、この半導体基板内には
、その半導体基板とは反対の形の不純物がドープされて
いる、一般にNウェルと呼ばれているボッド4が形成さ
れている。
Nウェルボッド4内部には、共にP形にドープされてい
る2つのゾーン5及び6が形成されており、それらは、
トランジスタ2のソース及びドレインをそれぞれ形成す
ると共に、所謂チャネル領域7を画成しており、このチ
ャネル領域7の上には、多結晶質シリコンのゲート8a
を有する絶縁酸化物(所謂ゲート酸化物)の層8が重ね
られている。
る2つのゾーン5及び6が形成されており、それらは、
トランジスタ2のソース及びドレインをそれぞれ形成す
ると共に、所謂チャネル領域7を画成しており、このチ
ャネル領域7の上には、多結晶質シリコンのゲート8a
を有する絶縁酸化物(所謂ゲート酸化物)の層8が重ね
られている。
ソース5のゾーン及びドレイン6のゾーンの横方向の、
Nウェルボッド4の周辺縁部には、対向する絶縁ゾーン
9が設けられており、この絶縁ゾーン9の上には、ケイ
素酸化物(所謂フィールド酸化物)の層10が重ねられ
ている。
Nウェルボッド4の周辺縁部には、対向する絶縁ゾーン
9が設けられており、この絶縁ゾーン9の上には、ケイ
素酸化物(所謂フィールド酸化物)の層10が重ねられ
ている。
上記構成から始まって、テトラエチルオルトシリケート
の層11が、700〜750℃の温度でLPGVD反応
器を用いて付着させられる。
の層11が、700〜750℃の温度でLPGVD反応
器を用いて付着させられる。
この方法によると、ゲート8a1ソース5及びドレイン
6上の上記酸化物の層11の厚さの間の差異が10%未
満になるような、高い被覆度を得ることが可能になる。
6上の上記酸化物の層11の厚さの間の差異が10%未
満になるような、高い被覆度を得ることが可能になる。
次の、約10分間の窒素雰囲気下における900℃での
熱処理は、その被覆能力を不変のままに維持しつつ、テ
トラエチルオルトシリケートの層11に優れた電気的特
性を与える。
熱処理は、その被覆能力を不変のままに維持しつつ、テ
トラエチルオルトシリケートの層11に優れた電気的特
性を与える。
層11の厚さは、ゲート8aの多結晶質シリコンの厚さ
よりも500オングストロームだけ薄いのが好適である
。
よりも500オングストロームだけ薄いのが好適である
。
層11は、有利に、自己平坦化シロキサンの層12によ
って覆われる。この層は、スピンナとして知られている
デイスペンサを用いて形成され、もって、アルコールで
希釈されたシロキサンが分配され、そして、その希釈さ
れたシロキサンは、誘電体に変換されるべく、熱処理を
受ける。
って覆われる。この層は、スピンナとして知られている
デイスペンサを用いて形成され、もって、アルコールで
希釈されたシロキサンが分配され、そして、その希釈さ
れたシロキサンは、誘電体に変換されるべく、熱処理を
受ける。
具体的には、シロキサンの層12は、1分間、態に置か
れる。その後、それは、100 mTorrの窒素雰囲
気下での425℃で60分間の第1熱処理工程にさらさ
れ、そして、600℃の温度の第2熱処理工程に同じ時
間だけさらされる。
れる。その後、それは、100 mTorrの窒素雰囲
気下での425℃で60分間の第1熱処理工程にさらさ
れ、そして、600℃の温度の第2熱処理工程に同じ時
間だけさらされる。
大気圧の蒸気雰囲気下での900℃で30分間の追加の
処理をもって、希釈されたシロキサンを誘電体に変換す
るのに必要な工程が終了する。
処理をもって、希釈されたシロキサンを誘電体に変換す
るのに必要な工程が終了する。
上述した工程の最終生成物は、在来の・、マスキング工
程、コンタクトマスキング工程、レジスト除去工程、相
互接続材料付着工程、及び最終不動態酸化物層付着工程
に合格し得る、平坦な構造である。
程、コンタクトマスキング工程、レジスト除去工程、相
互接続材料付着工程、及び最終不動態酸化物層付着工程
に合格し得る、平坦な構造である。
電気的な相互接続は、シロキサンからの所謂電気的毒作
用を防ぐため、チタンの第1層を用いてなされるという
ことは、賢明である。更に、実験室試験は、最終不動態
誘電体層の、シロキサンへの優れた接着性を示した。
用を防ぐため、チタンの第1層を用いてなされるという
ことは、賢明である。更に、実験室試験は、最終不動態
誘電体層の、シロキサンへの優れた接着性を示した。
[発明の効果]
以上のように、本発明に係る第1相互接続誘電体層は、
あらゆるタイプの半導体装置に対して高度の平坦性をも
たらす。
あらゆるタイプの半導体装置に対して高度の平坦性をも
たらす。
本発明の別の利点は、上記誘電体層が、コンタクト層及
び金属化層のりソゲラフイエ程の歩留りを増大させ得る
と共に、金属化のリソグラフィツク解像度を向上させて
よりコンパクトな相互接続構造をもたらし得るというこ
とである。
び金属化層のりソゲラフイエ程の歩留りを増大させ得る
と共に、金属化のリソグラフィツク解像度を向上させて
よりコンパクトな相互接続構造をもたらし得るというこ
とである。
本発明の更に別の利点は、上記誘電体層カベ相互接続構
造が基板の輪郭即ち断面形状とは独立に設計されること
を可能にし、もって自動設計を容易にするということで
ある。
造が基板の輪郭即ち断面形状とは独立に設計されること
を可能にし、もって自動設計を容易にするということで
ある。
図面は、本発明に係る第1相互接続誘電体層を有する電
子半導体装置の構造を示す断面図である。 1・・・電子半導体装置 3・・・半導体基板 4・・・ボッド 5・・・ソース 6・・・ドレイン 7・・・チャネル領域 8・・・絶縁酸化物 8a・・・ゲート ト・・テトラエチルオルトシリケー 2・・・シロキサンの層 トの層
子半導体装置の構造を示す断面図である。 1・・・電子半導体装置 3・・・半導体基板 4・・・ボッド 5・・・ソース 6・・・ドレイン 7・・・チャネル領域 8・・・絶縁酸化物 8a・・・ゲート ト・・テトラエチルオルトシリケー 2・・・シロキサンの層 トの層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、電子半導体装置用の第1相互接続誘電体層であって
、 自己平坦化シロキサンの層(12)が重ねられる、テト
ラエチルオルトシリケートの第1層(11)を備えるこ
とを特徴とする誘電体層。 2、第1相互接続誘電体を備えた電子半導体装置であっ
て、該電子半導体装置の輪郭を規定すると共に該誘電体
の層で覆われている、種々にドープされたゾーン即ち領
域(5、6、7、8、9)が、その上に形成されている
半導体基板(3)を具備するタイプのものにおいて、 前記層が、自己平坦化シロキサンの層(12)で覆われ
ている、テトラエチルオルトシリケートの第1層(11
)からなることを特徴とする電子半導体装置。 3、電子半導体装置用の第1相互接続誘電体層を作製す
る方法であって、 テトラエチルオルトシリケートの第1層を付着させるテ
トラエチルオルトシリケート付着工程と、それに続く、
自己平坦化シロキサンの層を付着させるシロキサン付着
工程と、 を具備することを特徴とする方法。 4、所定の期間を有する窒素雰囲気下での熱処理が、前
記工程の間に行われる請求項3記載の方法。 5、前記シロキサン付着工程に続いて、所定の期間を有
する少なくとも1回の熱処理工程が、低圧窒素雰囲気下
での所定温度で実施される請求項3記載の方法。 6、所定の期間に亘って大気圧の蒸気雰囲気下で実施さ
れる、更に別の最終熱処理工程を含む請求項5記載の方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| IT8822123A IT1227245B (it) | 1988-09-29 | 1988-09-29 | Strato dielettrico di prima interconnessione per dispositivi elettronici a semiconduttore |
| IT22123-A/88 | 1988-09-29 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02123754A true JPH02123754A (ja) | 1990-05-11 |
| JP2856326B2 JP2856326B2 (ja) | 1999-02-10 |
Family
ID=11191834
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1252502A Expired - Fee Related JP2856326B2 (ja) | 1988-09-29 | 1989-09-29 | 電子半導体装置用の誘電体層の形成方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5045504A (ja) |
| EP (1) | EP0360992B1 (ja) |
| JP (1) | JP2856326B2 (ja) |
| DE (1) | DE68917840T2 (ja) |
| IT (1) | IT1227245B (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0499057A (ja) * | 1990-08-07 | 1992-03-31 | Seiko Epson Corp | 半導体装置とその製造方法 |
| JP2538722B2 (ja) * | 1991-06-20 | 1996-10-02 | 株式会社半導体プロセス研究所 | 半導体装置の製造方法 |
| JP2757782B2 (ja) * | 1994-06-30 | 1998-05-25 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| EP0851463A1 (en) | 1996-12-24 | 1998-07-01 | STMicroelectronics S.r.l. | Process for realizing an intermediate dielectric layer for enhancing the planarity in semiconductor electronic devices |
| US7098499B2 (en) * | 2004-08-16 | 2006-08-29 | Chih-Hsin Wang | Electrically alterable non-volatile memory cell |
| JP4796066B2 (ja) | 2004-09-16 | 2011-10-19 | エス.オー.アイ.テック シリコン オン インシュレータ テクノロジーズ | 二酸化ケイ素層を製造する方法 |
| US7439111B2 (en) * | 2004-09-29 | 2008-10-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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