JPH0214784B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導本体の表面上に該表面の全域にお
いて略々均一な厚さを有する第１絶縁層を設け、
この第１絶縁層上に多結晶シリコンの第１導体パ
ターンを設け、この第１導体パターン上に第２絶
縁層を前記導体パターンの酸化により、第１絶縁
層の厚さが略々一定のまゝとなるよう形成し、斯
る後に第２導体パターンを第２絶縁層上及びその
そばに設けて成る半導体装置の製造方法に関する
ものである。

“略々一定”とは、ここでは、第１導体パター
ンの酸化と関連する処理の結果として第１絶縁層
の厚さがもとの厚さから±50％以上変化しないよ
うにすることを意味する。

斯る方法は米国特許第4077112号明細書に開示
されている。

この方法では、シリコン半導体本体上に酸化シ
リコンと窒化シリコンとから成る第１絶縁層を設
ける。

第１導体パターンを設け、第２絶縁層を形成し
た後に、第１導体パターンのそばの窒化シリコン
層を除去し、第１導体パターンのそばの酸化シリ
コン層の厚さを酸化により増大させて、第１絶縁
層の当該部分の厚さを略々一定に維持するように
している。

第１絶縁層上に設けられた導体パターンの酸化
中、形成される第２絶縁層は導体パターンの第１
絶縁層側のエツジにおいて丸くなり、第２絶縁層
のエツジの下部に空所が生ずることを確かめた。

この空所は製造する半導体装置の所望の動作に
悪影響を与える原因となる。

例えば、第２導体パターンが多結晶シリコン
で、この材料を通常の方法で設ける場合、第１及
び第２絶縁層間の空所にもこの材料が満たされ
る。

このように設けた材料から第２導体パターンを
形成する際、空所内の多結晶シリコンは多くの場
合除去されない。この結果第１導体パターンの部
分とオーバラツプする第２導体パターンの部分が
絶縁層間の空所内の多結晶シリコン部分により短
絡されることが起り得る。

他方、空所内の多結晶シリコンが除去されたと
きには、次の絶縁層（例えば酸化シリコン）を設
ける際に空所部分において不良ステツプコーテイ
ングが生ずる可能性がある。

これがため、この絶縁層上に第３導体パターン
（例えばアルミニウム）を設ける場合にも不良ス
テツプコーテイングが生ずる。この場合第３導体
パターンは断裂等を示すものとなり得る。

更に、２個の多結晶シリコン導体パターンのオ
ーバラツプ部分間の距離は空所部分において最小
で、且つ空所のテーパ特性のために該部分におい
て電界密度の増大が生じて、オーバラツプ部分間
のブレークダウン電圧が低下する。

第２導体パターンがアルミニウム場合には、そ
の被着中に絶縁層間の空所はこの材料で満たされ
ず、空所部分におけるステツプコーテイングが不
良となつて第２導体パターンが断裂を示すものと
なり得る。

第２導体パターンが存在しない区域において
も、次の絶縁層及び第３導体パターンは空所の上
方で重大な欠点を生じ得る。

本発明の目的は上述した欠点を少くとも相当程
度除去することにある。

本発明は絶縁層間に中空又は導電材料で満たさ
れた空所が形成されないようにする必要があると
いう事実を確かめ、この認識に基づいて為したも
のである。

本発明は上述した半導体装置の製造方法におい
て、第２絶縁層を形成する工程と第２導体パター
ンを形成する工程との間において、第２絶縁層の
エツジの下部の空所のみを略々埋める絶縁路を、
順次の堆積工程とエツチング工程を用い、その堆
積工程中に一時的層を空所の高さの半分より僅か
に大きい厚さに堆積すると共にエツチング工程中
にこの一時的層を第２絶縁層から除去することに
よりアライメント工程なしで形成することを特徴
とする。

本発明方法によれば上述した短絡現象や導体断
裂を生ずることはない。

前記一時的層の堆積は減圧下での気相堆積で行
なうのが好適である。この場合、堆積が生ずる速
度は殆んど気相の拡散により決まらず、空所の完
全な充填が容易に達成される。

この一時的層の厚さは極めて重要であり、この
厚さは第２絶縁層のエツジ下部の空所の高さの半
分より僅かに大きくする必要がある。これは、こ
の一時的層の厚さをこの空所の高さより著しく大
きくすると、エツチングにより第２絶縁層上の一
時的層の材料が除去されたとき第２絶縁層のエツ
ジ下部の空所の近くのコーナ部に多量の一時的層
の材料が残存し、この材料を更に除去する必要が
生じ、その間第１及び第２絶縁層がエツチング液
にさらされてこれらの絶縁層が損傷されてしまう
が、この一時的層の厚さを空所の高さの半分より
僅かに大きくすると、空所内の表面が互い方向に
成長して空所が完全に埋まると共に、エツチング
により第２絶縁層上の一時的層が除去されたとき
空所をちようど満たす一時的層の材料が残存する
ようになるためである。

本発明の好適例では、前記堆積工程中に第３絶
縁層を第２絶縁層上、そのそば及びそのエツジの
下部に設け、この第３絶縁層からエツチングによ
り前記絶縁路を形成する。

第３絶縁層は窒化シリコン、酸化シリコン、オ
キシ窒化シリコン又は酸化アルミニウムで構成す
るのが好適である。

第２絶縁層のエツジ下部の空所の発生は第１絶
縁層の組成に依存する。

第１絶縁層は半導体本体の酸化により得られる
酸化シリコンとするのが好適である。

第１導体パターンを設けた後に、第１絶縁層の
露出部分を除去し、次いで第１導体パターンと半
導体表面の露出部分を酸化処理して第１導体パタ
ーン上に第２絶縁層を得ると共に第１絶縁層の前
記除去部分を新しくし、その厚さが第１絶縁層の
もとの厚さになるまでこの酸化処理を続け、斯る
後に前記絶縁路を形成することもできる。

第１絶縁層は数個のサブ層で構成することもで
き、例えば、酸化シリコンと窒化シリコンの２個
のサブ層で構成することができる。その他、種々
の変形が可能である。

例えば、本発明方法の一変形例では、窒化シリ
コンのサブ層の露出部分を第２絶縁層の形成後に
除去し、半導体本体の表面に酸化処理を、第１絶
縁層が略々もとの厚さに戻るまで施こし、斯る後
に前記絶縁路を形成する。

本発明方法の他の変形例では、第２絶縁層のエ
ツジ下部の空所を埋める絶縁路を、窒化シリコン
のサブ層と第２絶縁層とが隣接する表面部上に形
成する。

図面につき本発明を説明する。

例として本発明を電荷転送装置（第１図）の製
造と関連して説明する。

半導体本体２の表面１上にその表面全域におい
て均一な厚さを有する第１絶縁層３，４を設け、
その上に多結晶シリコンの第１導体パターン５を
設ける。

第２絶縁層６を前記第１導体パターン上にこの
パターンの酸化により形成し、この際第１絶縁層
３，４の厚さは略々一定のまゝとする。

次いで、第２導体パターン７を第２絶縁層６上
及びそのそばに設ける。

本発明では、第２絶縁層６を形成する工程と第
２導体パターン７を設ける工程との間において、
第２絶縁層６のエツジ９の下部の空所のみを略々
埋める絶縁路８を、順次の堆積工程及びエツチン
グ工程を用いてアライメント工程なしで形成す
る。この目的のために、その堆積工程中に一時的
層を空所の高さの半分以上の厚さに堆積し、エツ
チング工程中にこの一次的層を第２絶縁層から除
去する。

出発材料はＰ型シリコンウエフア２とし、その
表面１上に0.8μｍ厚の酸化シリコンのサブ層３と
0.04μｍ厚の窒化シリコンのサブ層４を通常の方
法で堆積して第１絶縁層３，４を形成する。

次いで、多結晶シリコンの導体パターン５を通
常の方法で形成し、第２絶縁層６をこのパターン
の酸化により形成する。第１絶縁層３，４は厚さ
及び組成が殆んど変化しないためこの絶縁層の厚
さは一定のまゝとなる。

第２絶縁層６の形成中、第１絶縁層３，４の露
出部分のエツジと隣接するこの層６のエツジ９の
下部に空所が生ずる。

次の堆積工程において、既知の技術を用いて
0.08μｍ厚の窒化シリコンの第３絶縁層を第２絶
縁層６上、そのそば及びそのエツジの下部に、シ
ランとアンモニアを含む気相から減圧下で堆積す
る。この層の厚さは0.1μｍの空所の高さの半分以
上である。

次いで、この第３絶縁層をエツチングにより、
第２絶縁層上の窒化シリコンがなくなるまで除去
し、第２絶縁層６のエツジ９の下部の空所を略々
充満する絶縁路８のみを残す。

本例では絶縁路８は窒化シリコンのサブ層４と
第２絶縁層６とが隣接する部分に位置する。

次いで、例えばアルミニウム又は多結晶シリコ
ンの第２導体パターン７を設け、その上に更に絶
縁層及び導体パターンを設けることができる。

このようにすれば、第２絶縁層上の各層は良好
なステツプコーテイングを示し、また導体パター
ンの短絡も生ぜず、また導体パターンの断裂も生
じない。

第２絶縁層６の形成後に、窒化シリコンのサブ
層４の露出部分を除去するのが望ましいこともあ
る（第２図）。この場合には斯る後に半導体本体
に酸化処理を、第１絶縁層が略々もとの厚さに戻
るまで施こす。

この酸化処理中、酸化シリコンのサブ層３の露
出部分の厚さは0.02μｍだけ増加する。

次いで、第３絶縁層を窒化シリコンで形成し、
これを第２絶縁層上の窒化シリコンが除去されて
絶縁路８が残されるまでエツチングする。

第１絶縁層１０（第３図）は酸化シリコンのみ
で形成することもできる。第１導体パターン５を
設けた後に、第１絶縁層１０の露出部分を除去
し、次いで第１導体パターンと半導体表面１の露
出部分を酸化処理して第１導体パターン５上に第
２絶縁層６を得ると共に第１絶縁層１０の前記除
去部分を新しくする。

この処理は、全表面に亘つて第１絶縁層１０の
厚さが略々もとの厚さに戻るまで続ける。

上述したように、この場合にも窒化シリコンの
第３絶縁層を気相から堆積して絶縁路８を得るこ
とができる。

本発明は上述の例にのみ限定されるものでな
く、多くの変形や変更を加えることができるもの
である。

例えば、窒化シリコンの代りに、同様に通常の
方法で気相堆績し得る酸化シリコン、オキシ窒化
シリコン或は酸化アルミニウムで空所を埋めるこ
ともできる。

本発明は電荷転送装置の製造に限定されるもの
でなく、多結晶シリコントラツクの酸化により空
所が形成される全ての場合に使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一例の一製造工程におけ
る半導体装置の断面図、第２図は本発明方法の他
の例の一製造工程における半導体装置の断面図、
第３図は本発明方法の更に他の例の一製造工程に
おける半導体装置の断面図である。 １……半導体本体表面、２……半導体本体、
３，４……第１絶縁層、３……酸化シリコンのサ
ブ層、４……窒化シリコンのサブ層、５……第１
導体パターン、６……第２絶縁層、７……第２導
体パターン、８……絶縁路、９……第２絶縁層の
エツジ、１０……第１絶縁層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体本体の表面上に該表面の全域において
   略々均一な厚さを有する第１絶縁層を設け、この
   第１絶縁層上に多結晶シリコンの第１導体パター
   ンを設け、この第１導体パターン上に第２絶縁層
   をこの導体パターンの熱酸化によつて、この絶縁
   層のエツジ下部に空所が形成されるように形成
   し、斯る後に第２導体パターンを第２絶縁層上及
   びそのそばに設けて成る半導体装置の製造方法に
   おいて、前記第２絶縁層のエツジ下部の空所のみ
   を略々充満する絶縁路を、一時的層を前記空所の
   高さの半分より僅かに大きい厚さに堆積し、次い
   でこの一時的層を、第２絶縁層上のこの一時的層
   の材料がなくなり前記空所内に絶縁路が残される
   までエツチングすることによつて形成することを
   特徴とする半導体装置の製造方法。 ２ 特許請求の範囲１記載の方法において、前記
   第１導体パターンの形成後に第１絶縁層の露出部
   分を除去し、次いで第１導体パターンと半導体表
   面の露出部分を酸化処理して第１導体パターン上
   に第２絶縁層を得ると共に第１絶縁層の前記除去
   部分を新しくして略々もとの厚さの第１絶縁層を
   再生し、斯る後に前記絶縁路を形成することを特
   徴とする半導体装置の製造方法。 ３ 特許請求の範囲１記載の方法において、前記
   第１絶縁層を酸化シリコンと窒化シリコンの２個
   のサブ層で構成することを特徴とする半導体装置
   の製造方法。 ４ 特許請求の範囲３記載の方法において、前記
   第２絶縁層の形成後に、前記窒化シリコンのサブ
   層の露出部分を除去し、次いで半導体本体に酸化
   処理を、第１絶縁層がもとの厚さに戻るまで施こ
   し、斯る後に前記絶縁路を形成することを特徴と
   する半導体装置の製造方法。