JPH0745609A - 半導体集積回路装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置及びその製造方法Info
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- JPH0745609A JPH0745609A JP6008121A JP812194A JPH0745609A JP H0745609 A JPH0745609 A JP H0745609A JP 6008121 A JP6008121 A JP 6008121A JP 812194 A JP812194 A JP 812194A JP H0745609 A JPH0745609 A JP H0745609A
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- JP
- Japan
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- integrated circuit
- layer
- circuit device
- semiconductor integrated
- oxynitride
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/49—Adaptable interconnections, e.g. fuses or antifuses
- H10W20/493—Fuses, i.e. interconnections changeable from conductive to non-conductive
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B10/00—Static random access memory [SRAM] devices
- H10B10/15—Static random access memory [SRAM] devices comprising a resistor load element
Landscapes
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体集積回路装置に用いられるパッシベー
ション(安定化層)とフューズ保護層に関し、これらの
層から抵抗素子などの多結晶シリコン構造への水素拡散
を避ける特定のオキシナイトライド組成を提供すること
を目的とする。 【構成】 負荷抵抗102を有するSRAMセルのオキ
シナイトライドパッシベーション層814および/また
はフューズ保護層712であって、オキシナイトライド
は下層の負荷抵抗102の抵抗に対する水素拡散の影響
を最小限にする組成を有し、オキシナイトライド層の屈
折率は1.60と1.85の間であり、このオキシナイ
トライドは400℃以上に加熱しても負荷抵抗に対して
実質的に水素を拡散しないから、次のアニール処理工程
での抵抗変化が避けられる。
ション(安定化層)とフューズ保護層に関し、これらの
層から抵抗素子などの多結晶シリコン構造への水素拡散
を避ける特定のオキシナイトライド組成を提供すること
を目的とする。 【構成】 負荷抵抗102を有するSRAMセルのオキ
シナイトライドパッシベーション層814および/また
はフューズ保護層712であって、オキシナイトライド
は下層の負荷抵抗102の抵抗に対する水素拡散の影響
を最小限にする組成を有し、オキシナイトライド層の屈
折率は1.60と1.85の間であり、このオキシナイ
トライドは400℃以上に加熱しても負荷抵抗に対して
実質的に水素を拡散しないから、次のアニール処理工程
での抵抗変化が避けられる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置及
びその製造方法に関し、殊に、半導体集積回路装置に用
いられるパッシベーション(安定化層)とフューズ保護
層に係り、詳しくは、抵抗素子などの多結晶シリコン構
造への水素拡散を避けるフューズ保護層またはパッシベ
ーション層のための特定のオキシナイトライド組成に係
るものである。
びその製造方法に関し、殊に、半導体集積回路装置に用
いられるパッシベーション(安定化層)とフューズ保護
層に係り、詳しくは、抵抗素子などの多結晶シリコン構
造への水素拡散を避けるフューズ保護層またはパッシベ
ーション層のための特定のオキシナイトライド組成に係
るものである。
【0002】
【従来の技術】スタティック・ランダム・アクセス・メ
モリ(SRAM)などの多くの集積回路は製造後特定の
抵抗値をもつ抵抗を用いている。その一例としてここで
そのまま引用しているGodinho らの米国特許第5,172,21
5 号“高抵抗多結晶シリコン負荷抵抗”がある。他の例
として、ここで、同様に引用しているGodinho らの米国
特許第5,166,771 号“自己整合接触および相互接続構
造”がある。
モリ(SRAM)などの多くの集積回路は製造後特定の
抵抗値をもつ抵抗を用いている。その一例としてここで
そのまま引用しているGodinho らの米国特許第5,172,21
5 号“高抵抗多結晶シリコン負荷抵抗”がある。他の例
として、ここで、同様に引用しているGodinho らの米国
特許第5,166,771 号“自己整合接触および相互接続構
造”がある。
【0003】抵抗素子を備えた半導体集積回路装置(以
下、ICと称する)の製造の際、抵抗形成後の処理工程
で抵抗の変わるものがある。これらの工程はフューズ保
護層またはパッシベーション層の形成後に行われるもの
がある。
下、ICと称する)の製造の際、抵抗形成後の処理工程
で抵抗の変わるものがある。これらの工程はフューズ保
護層またはパッシベーション層の形成後に行われるもの
がある。
【0004】フューズ保護層はICの試験および回復処
理(リペア処理)中に下層のIC要素を保護するもので
ある。フューズ保護層の一例をあげると、SRAM I
Cに使用されている。周知のように、SRAMは冗長メ
モリセルまたはメモリセルの冗長カラムを備えており、
また、SRAMのセルに欠陥があれば、SRAMの回復
処理(リペア処理)に冗長セルを使用する。セルの取り
替えを許容するために、SRAMには欠陥セルとの接続
を断ち、欠陥フューズを冗長セルと取り替えるためのI
C回復(リペア)フューズまたはアンチフューズ(anti
-fuse )が包含されている。製造中にSRAMの試験を
して、もし欠陥セルが発見されたときは、適当な回復
(リペア)フューズを飛ばして欠陥フューズを取り替え
る。
理(リペア処理)中に下層のIC要素を保護するもので
ある。フューズ保護層の一例をあげると、SRAM I
Cに使用されている。周知のように、SRAMは冗長メ
モリセルまたはメモリセルの冗長カラムを備えており、
また、SRAMのセルに欠陥があれば、SRAMの回復
処理(リペア処理)に冗長セルを使用する。セルの取り
替えを許容するために、SRAMには欠陥セルとの接続
を断ち、欠陥フューズを冗長セルと取り替えるためのI
C回復(リペア)フューズまたはアンチフューズ(anti
-fuse )が包含されている。製造中にSRAMの試験を
して、もし欠陥セルが発見されたときは、適当な回復
(リペア)フューズを飛ばして欠陥フューズを取り替え
る。
【0005】代表的な例では、試験および回復処理(リ
ペア処理)中のSRAMの損傷を防止するため、SRA
Mをフューズ保護層で被覆する。フューズ保護層には電
気的接続を行うための開口を部設け、また、レーザビー
ムを照射して下層のフューズを飛ばすための窓を設け
る。フューズ保護層はその他にSRAMの残りの部分が
試験および回復処理(リペア処理)中にスクラッチまた
は汚染されるのを防止する。フューズ保護層として使用
される材料には、二酸化硅素、ドープしたシリケート・
ガラス、窒化硅素、オキシナイトライドおよびこれらを
組合せたものなどがある。
ペア処理)中のSRAMの損傷を防止するため、SRA
Mをフューズ保護層で被覆する。フューズ保護層には電
気的接続を行うための開口を部設け、また、レーザビー
ムを照射して下層のフューズを飛ばすための窓を設け
る。フューズ保護層はその他にSRAMの残りの部分が
試験および回復処理(リペア処理)中にスクラッチまた
は汚染されるのを防止する。フューズ保護層として使用
される材料には、二酸化硅素、ドープしたシリケート・
ガラス、窒化硅素、オキシナイトライドおよびこれらを
組合せたものなどがある。
【0006】試験および回復処理(リペア処理)後、フ
ューズ保護層の上にパッシベーション層を形成してフュ
ーズの開口部を被覆し、さらにICをスクラッチ、湿気
や化学的な汚染から保護する。代表的には気相成長法を
用いてナイトライドパッシベーション層をデポジットさ
せる。
ューズ保護層の上にパッシベーション層を形成してフュ
ーズの開口部を被覆し、さらにICをスクラッチ、湿気
や化学的な汚染から保護する。代表的には気相成長法を
用いてナイトライドパッシベーション層をデポジットさ
せる。
【0007】フューズ保護層またはパッシベーション層
の形成後に、ICの熱処理、例えば合金処理を行って焼
き鈍し(アニール)をする。フューズ保護層およびパッ
シベーション層の形成中、またこれに続くICの合金処
理中でIC抵抗素子の抵抗が変化することがある。SR
AMで負荷抵抗が変化すると、セルの電圧保持力(デー
タ保持力又は電荷保持力)が変ることがあって不都合で
あり、場合よっては機能しないセルもでてくる。従っ
て、SRAMのICの生産率が低下し、単位コストが増
加する。
の形成後に、ICの熱処理、例えば合金処理を行って焼
き鈍し(アニール)をする。フューズ保護層およびパッ
シベーション層の形成中、またこれに続くICの合金処
理中でIC抵抗素子の抵抗が変化することがある。SR
AMで負荷抵抗が変化すると、セルの電圧保持力(デー
タ保持力又は電荷保持力)が変ることがあって不都合で
あり、場合よっては機能しないセルもでてくる。従っ
て、SRAMのICの生産率が低下し、単位コストが増
加する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】そこで、層の形成時ま
たはICを熱処理する際に下層の抵抗素子の抵抗が変わ
らないようなフューズ保護層およびパッシベーション層
を形成するための材料と方法の開発が要請される。
たはICを熱処理する際に下層の抵抗素子の抵抗が変わ
らないようなフューズ保護層およびパッシベーション層
を形成するための材料と方法の開発が要請される。
【0009】本発明はICの製造中に回路素子の抵抗が
パッシベーション層およびフューズ保護層によって変る
という従来の問題を解決するものである。気相成長法に
より形成された従来の窒化硅素パッシベーション層は高
レベルの水素を含んでおり、これがICにおける下層の
構成部品の中に拡散して行き、構成部品の抵抗を変え、
往々にしてICの欠陥をひき起し、収率を低下させると
考えられていた。従来の窒化硅素フューズ保護層を下層
のドープしたシリケート・ガラスと組合わせて使用した
ときも同様の問題があった。そこで、本発明は水素拡散
によって生じる抵抗変化を減少またはなくすことができ
るフューズ保護層およびパッシベーション層の形成方法
と構造を提供することを目的とする。
パッシベーション層およびフューズ保護層によって変る
という従来の問題を解決するものである。気相成長法に
より形成された従来の窒化硅素パッシベーション層は高
レベルの水素を含んでおり、これがICにおける下層の
構成部品の中に拡散して行き、構成部品の抵抗を変え、
往々にしてICの欠陥をひき起し、収率を低下させると
考えられていた。従来の窒化硅素フューズ保護層を下層
のドープしたシリケート・ガラスと組合わせて使用した
ときも同様の問題があった。そこで、本発明は水素拡散
によって生じる抵抗変化を減少またはなくすことができ
るフューズ保護層およびパッシベーション層の形成方法
と構造を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段および作用】本発明ではオ
キシナイトライドパッシベーション層および(または)
フューズ保護層を採用し、ここでオキシナイトライド層
の組成は水素拡散の影響を最小とし、かつ十分強力で耐
薬品性にすぐれた層となるように定める。とくに、本発
明のパッシベーションまたはフューズ保護層は屈折率が
およそ1.60ないし1.85のオキシナイトライドで
あり、屈折率1.70が最適である。このようなオキシ
ナイトライド層は、析出温度(400℃)以上の高温で
処理しても多量の水素を放出しない。フューズ保護層と
して第1のオキシナイトライド層を採用すると共に第2
のオキシナイトライドパッシベーション層を用いる。
キシナイトライドパッシベーション層および(または)
フューズ保護層を採用し、ここでオキシナイトライド層
の組成は水素拡散の影響を最小とし、かつ十分強力で耐
薬品性にすぐれた層となるように定める。とくに、本発
明のパッシベーションまたはフューズ保護層は屈折率が
およそ1.60ないし1.85のオキシナイトライドで
あり、屈折率1.70が最適である。このようなオキシ
ナイトライド層は、析出温度(400℃)以上の高温で
処理しても多量の水素を放出しない。フューズ保護層と
して第1のオキシナイトライド層を採用すると共に第2
のオキシナイトライドパッシベーション層を用いる。
【0011】
【実施例】以下、本発明に係る半導体集積回路装置の製
造方法の一実施例について、図1乃至3を参照して説明
する。図1(a)は半導体基板101の上に形成された
負荷抵抗102の断面図を示す。これはSRAMセルの
一部である。ドープしたシリケート・ガラス層103が
基板101と負荷抵抗102の上に設けてある。抵抗1
02は多結晶シリコンの非ドープ領域であるが、水素拡
散の影響を受けるタイプの抵抗または回路素子であれば
開示した構造による利点が得られるであろう。
造方法の一実施例について、図1乃至3を参照して説明
する。図1(a)は半導体基板101の上に形成された
負荷抵抗102の断面図を示す。これはSRAMセルの
一部である。ドープしたシリケート・ガラス層103が
基板101と負荷抵抗102の上に設けてある。抵抗1
02は多結晶シリコンの非ドープ領域であるが、水素拡
散の影響を受けるタイプの抵抗または回路素子であれば
開示した構造による利点が得られるであろう。
【0012】基板101はSRAMなどのICの構成部
品を形成する通常の能動素子(即ち、図示しないトラン
ジスタ類)を含んでいる。能動素子の例およびその形成
方法は前記特許に記載されている。ドープしたシリケー
ト・ガラス層103はホウーリン珪酸ガラス(BPS
G)であり、抵抗102に影響を及ぼすおそれのある不
純物に対するゲッタである。しかしながら、BPSGは
水素拡散を止める効果はない。
品を形成する通常の能動素子(即ち、図示しないトラン
ジスタ類)を含んでいる。能動素子の例およびその形成
方法は前記特許に記載されている。ドープしたシリケー
ト・ガラス層103はホウーリン珪酸ガラス(BPS
G)であり、抵抗102に影響を及ぼすおそれのある不
純物に対するゲッタである。しかしながら、BPSGは
水素拡散を止める効果はない。
【0013】負荷抵抗102とガラス層103の形成
後、他の上層の回路素子が形成される。例えば、ガラス
層103をマスクし、エッチングにより窓をあけ、その
上に金属配線層と相互接続層を形成する。図1(b)は
抵抗102と基板101の上に設けた薄い導電性バリア
層205と金属層206を示す。金属層206はアルミ
ニウムで形成し、バリア層205はチタンで形成する
が、チタンは熱処理して窒化チタンTiNとする。窒化
チタンは良導体であり、アルミニウムのシリコン基板へ
のスパイクを阻止する良好なバリアでもある。導電層2
05と206は204のようなコンタクトを通じて基板
101と接触している。
後、他の上層の回路素子が形成される。例えば、ガラス
層103をマスクし、エッチングにより窓をあけ、その
上に金属配線層と相互接続層を形成する。図1(b)は
抵抗102と基板101の上に設けた薄い導電性バリア
層205と金属層206を示す。金属層206はアルミ
ニウムで形成し、バリア層205はチタンで形成する
が、チタンは熱処理して窒化チタンTiNとする。窒化
チタンは良導体であり、アルミニウムのシリコン基板へ
のスパイクを阻止する良好なバリアでもある。導電層2
05と206は204のようなコンタクトを通じて基板
101と接触している。
【0014】図1(c)に示すように、金属層206は
周知の方法によってマスクした後、エッチングにより相
互接続層のパターンを形成する。第1の酸化物絶縁層3
07は公知技術により金属内部配線層206の上に1.
25μmの厚さにデポジットさせる。第1の酸化物層3
07は感光性樹脂を用いて平坦にした後、エッチングし
て輪郭307Aをつける。
周知の方法によってマスクした後、エッチングにより相
互接続層のパターンを形成する。第1の酸化物絶縁層3
07は公知技術により金属内部配線層206の上に1.
25μmの厚さにデポジットさせる。第1の酸化物層3
07は感光性樹脂を用いて平坦にした後、エッチングし
て輪郭307Aをつける。
【0015】図1(d)に示すように、ドープしたシリ
ケート・ガラス層408Aと第2の酸化物層408Bが
酸化物層307Aの上に連続して形成されている。ドー
プしたシリケート・ガラス層408Aはリン硅酸ガラス
(PSG)であり、不純物のゲッタとして働く。三つの
絶縁層307A,408Aおよび408Bは一緒になっ
て内部金属酸化物層409を形成する。内部金属なる用
語は金属層206と後述の金属層611の間に層409
を置くことを意味する。この内部金属酸化物層409は
エッチングにより図1(e)に示す如く必要な接続用の
開口部510を設ける。
ケート・ガラス層408Aと第2の酸化物層408Bが
酸化物層307Aの上に連続して形成されている。ドー
プしたシリケート・ガラス層408Aはリン硅酸ガラス
(PSG)であり、不純物のゲッタとして働く。三つの
絶縁層307A,408Aおよび408Bは一緒になっ
て内部金属酸化物層409を形成する。内部金属なる用
語は金属層206と後述の金属層611の間に層409
を置くことを意味する。この内部金属酸化物層409は
エッチングにより図1(e)に示す如く必要な接続用の
開口部510を設ける。
【0016】第2の金属層611は、図1(f)に示す
ように内部金属酸化物層611と開口部510にアルミ
ニウムをデポジットさせて形成する。金属層611は常
法によりマスクし、エッチングにより第2の相互接続層
を形成する。金属層611のエッチングによりICはフ
ューズ保護層、パッシベーション層およびパッケージを
除き完成する。
ように内部金属酸化物層611と開口部510にアルミ
ニウムをデポジットさせて形成する。金属層611は常
法によりマスクし、エッチングにより第2の相互接続層
を形成する。金属層611のエッチングによりICはフ
ューズ保護層、パッシベーション層およびパッケージを
除き完成する。
【0017】冗長メモリセルをもつSRAMまたは他の
回復型ICでは、図2(a)に示すようにフューズ70
2のような回復(リペア)フューズまたはアンチーフュ
ーズ(anti-fuses,図示せず)が基板101の別の部分
に設けられる。フューズ702は多結晶シリコンから形
成するが、これはその後にドープする。図2(a)はI
Cの同一層中にフューズ702と抵抗102があり、互
に横方向に離れて並んでいることを示す。しかし、フュ
ーズ(またはアンチーフューズ)は他の構造であっても
よく、またICの種々の層の中に形成してもよい。
回復型ICでは、図2(a)に示すようにフューズ70
2のような回復(リペア)フューズまたはアンチーフュ
ーズ(anti-fuses,図示せず)が基板101の別の部分
に設けられる。フューズ702は多結晶シリコンから形
成するが、これはその後にドープする。図2(a)はI
Cの同一層中にフューズ702と抵抗102があり、互
に横方向に離れて並んでいることを示す。しかし、フュ
ーズ(またはアンチーフューズ)は他の構造であっても
よく、またICの種々の層の中に形成してもよい。
【0018】フューズ保護層712は金属相互接続層6
11の第2層、内部金属酸化物層409およびフューズ
702の上に形成される。フューズ保護層712と内部
金属酸化物層409をマスクした後、RIE(ドライ・
エッチング)その他の適当な技術によりパッド開口部
(図示せず)および窓713のような窓類をフューズ保
護層712にあける(IC上の各フューズにはこのよう
な窓が1個設けてある)。パッド開口部はICの試験中
電気的接続を行うためのものであるが、窓はもしICの
回復処理(リペア処理)に必要ならばレーザビームを照
射してフューズ702をとばすために設けてある。図示
のように、窓713はフューズ702に達するまでエッ
チングするわけではない。酸化物層409と103の残
りの部分の厚さはレーザビーム照射によりフューズ70
2をとばせる程度である。望ましい酸化物層の厚さは使
用するレーザビームのエネルギにより最適化される。フ
ューズ保護層712はその他に金属相互接続層611が
試験および回復処理(リペア処理)中に損傷するのを防
ぐ。
11の第2層、内部金属酸化物層409およびフューズ
702の上に形成される。フューズ保護層712と内部
金属酸化物層409をマスクした後、RIE(ドライ・
エッチング)その他の適当な技術によりパッド開口部
(図示せず)および窓713のような窓類をフューズ保
護層712にあける(IC上の各フューズにはこのよう
な窓が1個設けてある)。パッド開口部はICの試験中
電気的接続を行うためのものであるが、窓はもしICの
回復処理(リペア処理)に必要ならばレーザビームを照
射してフューズ702をとばすために設けてある。図示
のように、窓713はフューズ702に達するまでエッ
チングするわけではない。酸化物層409と103の残
りの部分の厚さはレーザビーム照射によりフューズ70
2をとばせる程度である。望ましい酸化物層の厚さは使
用するレーザビームのエネルギにより最適化される。フ
ューズ保護層712はその他に金属相互接続層611が
試験および回復処理(リペア処理)中に損傷するのを防
ぐ。
【0019】図2(a)に示す実施例では、フューズ保
護層はリン3重量%、厚さ約4000Åのリン硅酸ガラ
ス(PSG)などのドープしたシリケート・ガラス層で
ある。PSGは従来技術で用いられる窒化珪素フューズ
保護層よりも有利である。代表的な例では、窒化珪素は
気相成長により形成され、シラン(SiH4 )、アンモ
ニア(NH3 )と窒素(N2 )の混合物を約400℃に
加熱して基板に通す。この方法で形成した窒化硅素は膜
構造中の水素濃度が高く、しかも水素は加熱により窒化
硅素から拡散する傾向のあることが見出された。窒化硅
素層を加熱するどの段階でも、とくに加熱が窒化硅素の
形成温度を超えるときには、水素は窒化硅素から拡散し
て下層の抵抗素子の抵抗が変化する。PSGは水素濃度
が高くなく、水素拡散の問題がない。しかし、PSGは
窒化硅素のような耐擦過性はない。
護層はリン3重量%、厚さ約4000Åのリン硅酸ガラ
ス(PSG)などのドープしたシリケート・ガラス層で
ある。PSGは従来技術で用いられる窒化珪素フューズ
保護層よりも有利である。代表的な例では、窒化珪素は
気相成長により形成され、シラン(SiH4 )、アンモ
ニア(NH3 )と窒素(N2 )の混合物を約400℃に
加熱して基板に通す。この方法で形成した窒化硅素は膜
構造中の水素濃度が高く、しかも水素は加熱により窒化
硅素から拡散する傾向のあることが見出された。窒化硅
素層を加熱するどの段階でも、とくに加熱が窒化硅素の
形成温度を超えるときには、水素は窒化硅素から拡散し
て下層の抵抗素子の抵抗が変化する。PSGは水素濃度
が高くなく、水素拡散の問題がない。しかし、PSGは
窒化硅素のような耐擦過性はない。
【0020】図2(b)に示す実施例では、フューズ保
護層712はドープしたシリケート・ガラス層712A
とその上のオキシナイトライド層712Bから形成され
ている。ドープしたシリケート・ガラス層712Aはリ
ン3重量%、厚さ4000ÅのPSGである。他のオキ
シナイトライドフューズ保護層と対照的にこのオキシナ
イトライド層712Bはそこからの水素拡散を最小にす
るように選択した組成を有する。オキシナイトライド層
712Bの厚さは6000Åと10,000Åの間であ
り、その一例は10,000Åである。
護層712はドープしたシリケート・ガラス層712A
とその上のオキシナイトライド層712Bから形成され
ている。ドープしたシリケート・ガラス層712Aはリ
ン3重量%、厚さ4000ÅのPSGである。他のオキ
シナイトライドフューズ保護層と対照的にこのオキシナ
イトライド層712Bはそこからの水素拡散を最小にす
るように選択した組成を有する。オキシナイトライド層
712Bの厚さは6000Åと10,000Åの間であ
り、その一例は10,000Åである。
【0021】オキシナイトライドは主として二酸化硅素
(SiO2 )と窒化硅素(Si3 N 4 )の混合物から成
る種類の材料である。二酸化硅素と窒化硅素の比は種々
変えることができる。オキシナイトライドの組成が異る
と、水素含量や屈折率などの性質が異る。本発明の一実
施例では、オキシナイトライドの屈折率は1.60〜
1.85の範囲にある。屈折率1.70のオキシナイト
ライドが最適であって、オキシナイトライドを400℃
以上に加熱しても直ぐそばの多結晶シリコン抵抗素子の
抵抗が変化しないことがわかった。これと比較し、他の
処理に使用されて、屈折率が約1.85より大きいオキ
シナイトライドは窒化硅素の場合と同程度に抵抗が大き
く変わることがわかった。
(SiO2 )と窒化硅素(Si3 N 4 )の混合物から成
る種類の材料である。二酸化硅素と窒化硅素の比は種々
変えることができる。オキシナイトライドの組成が異る
と、水素含量や屈折率などの性質が異る。本発明の一実
施例では、オキシナイトライドの屈折率は1.60〜
1.85の範囲にある。屈折率1.70のオキシナイト
ライドが最適であって、オキシナイトライドを400℃
以上に加熱しても直ぐそばの多結晶シリコン抵抗素子の
抵抗が変化しないことがわかった。これと比較し、他の
処理に使用されて、屈折率が約1.85より大きいオキ
シナイトライドは窒化硅素の場合と同程度に抵抗が大き
く変わることがわかった。
【0022】前述したオキシナイトライド層は市販の装
置であるノーベラス(Novellus)を使って形成すること
ができる。この装置はプラズマ強化気相成長法(PEC
VD)を採用したもので、ガスの流速が2.0TorrでS
iH4 0.2リットル/分(lpm )、NH3 2lpm
、N2 O 1.6lpm およびN2 5lpm であり、温
度400℃、出力設定0.25KW(HF)と0.65
KW(LF)である。得られたオキシナイトライドをエ
リプソメータで測定した屈折率は1.70+/−0.0
5であり、圧縮応力2.0×109 dynes/cm2 であっ
た。
置であるノーベラス(Novellus)を使って形成すること
ができる。この装置はプラズマ強化気相成長法(PEC
VD)を採用したもので、ガスの流速が2.0TorrでS
iH4 0.2リットル/分(lpm )、NH3 2lpm
、N2 O 1.6lpm およびN2 5lpm であり、温
度400℃、出力設定0.25KW(HF)と0.65
KW(LF)である。得られたオキシナイトライドをエ
リプソメータで測定した屈折率は1.70+/−0.0
5であり、圧縮応力2.0×109 dynes/cm2 であっ
た。
【0023】表1は本発明による屈折率が1.60〜
1.85のオキシナイトライド層の形成条件を示す。
1.85のオキシナイトライド層の形成条件を示す。
【0024】
【表1】
【0025】フューズ保護層712を常法に従ってマス
クし、エッチングにより前述した713のような開口部
と窓に設けた後、ICを加熱して金属層の焼き鈍し(ア
ニール)をする第1の“合金”処理工程を実施する。こ
のICは不都合な水素拡散を引き起こさずに400℃以
上に加熱することができる利点がある。第1の合金処理
工程後、必要かつ可能であればICの試験と回復処理
(リペア処理)を行う。
クし、エッチングにより前述した713のような開口部
と窓に設けた後、ICを加熱して金属層の焼き鈍し(ア
ニール)をする第1の“合金”処理工程を実施する。こ
のICは不都合な水素拡散を引き起こさずに400℃以
上に加熱することができる利点がある。第1の合金処理
工程後、必要かつ可能であればICの試験と回復処理
(リペア処理)を行う。
【0026】図3を参照して説明すると、試験および回
復処理(リペア処理)を行った後、フューズ保護層71
2の上にパッシベーション層814を形成する。パッシ
ベーション層814は屈折率1.70(1.60と1.
85の間)をもつオキシナイトライドであり、前述と同
一の技術を用いて形成する。図2(a)の実施例では、
フューズ保護層712は厚さ4000ÅのPSGから成
るが、オキシナイトライドパッシベーション層814は
厚さ17,000Åである。図2(b)の実施例では、
フューズ保護層712が厚さ4000Åの厚いPSG層
712Aと1000Åの厚いオキシナイトライド層71
2Bとから成るが、オキシナイトライドパッシベーショ
ン層は7000Åである。フューズ保護層にパッシベー
ション層を加えたオキシナイトライドの全体の厚さは二
つの実施態様とも17,000Åであり、フューズ保護
層にパッシベーション層を加えた全体の厚さはいずれも
21,000Åである。
復処理(リペア処理)を行った後、フューズ保護層71
2の上にパッシベーション層814を形成する。パッシ
ベーション層814は屈折率1.70(1.60と1.
85の間)をもつオキシナイトライドであり、前述と同
一の技術を用いて形成する。図2(a)の実施例では、
フューズ保護層712は厚さ4000ÅのPSGから成
るが、オキシナイトライドパッシベーション層814は
厚さ17,000Åである。図2(b)の実施例では、
フューズ保護層712が厚さ4000Åの厚いPSG層
712Aと1000Åの厚いオキシナイトライド層71
2Bとから成るが、オキシナイトライドパッシベーショ
ン層は7000Åである。フューズ保護層にパッシベー
ション層を加えたオキシナイトライドの全体の厚さは二
つの実施態様とも17,000Åであり、フューズ保護
層にパッシベーション層を加えた全体の厚さはいずれも
21,000Åである。
【0027】形成後、オキシナイトライドパッシベーシ
ョン層814を感光性樹脂でマスクし、RIE法により
エッチングして開口部を設け、層611中にパッド電極
を形成する。次いで、第2の合金(加熱)処理を実施し
て金属層の焼き鈍し(アニール)をする。再び、前述の
新規な組成をもつオキシナイトライドパッシベーション
層814を用いると、不都合な水素拡散をさせないでI
Cを400℃以上に加熱することができる。最後に、周
知の方法に従ってICを選別し、性能表示をする。
ョン層814を感光性樹脂でマスクし、RIE法により
エッチングして開口部を設け、層611中にパッド電極
を形成する。次いで、第2の合金(加熱)処理を実施し
て金属層の焼き鈍し(アニール)をする。再び、前述の
新規な組成をもつオキシナイトライドパッシベーション
層814を用いると、不都合な水素拡散をさせないでI
Cを400℃以上に加熱することができる。最後に、周
知の方法に従ってICを選別し、性能表示をする。
【0028】以上本発明について詳述したが、これの実
施例は説明のためであり制限するものと解してはならな
い。本発明は他の多くの態様を採ることが可能である。
例えば、当業者であれば理解できることであるが、抵抗
102とパッシベーション層814の間の層はパッシベ
ーション層におけるオキシナイトライドの使用とは殆ど
無関係であり、種々の方法で形成または構成することが
できる。とくに、前述のオキシナイトライドパッシベー
ション層は回復(リペア)フューズおよび/またはフュ
ーズ保護層を備えたものあるいは備えないICにも用い
られる。従って、本発明は請求範囲に記載された範囲で
のみ限定されるものであり、実施例に限定するものでは
ない。
施例は説明のためであり制限するものと解してはならな
い。本発明は他の多くの態様を採ることが可能である。
例えば、当業者であれば理解できることであるが、抵抗
102とパッシベーション層814の間の層はパッシベ
ーション層におけるオキシナイトライドの使用とは殆ど
無関係であり、種々の方法で形成または構成することが
できる。とくに、前述のオキシナイトライドパッシベー
ション層は回復(リペア)フューズおよび/またはフュ
ーズ保護層を備えたものあるいは備えないICにも用い
られる。従って、本発明は請求範囲に記載された範囲で
のみ限定されるものであり、実施例に限定するものでは
ない。
【図1】(a)〜(f)は本発明に係る半導体集積回路
装置の製造方法の一実施例を示す断面図である。
装置の製造方法の一実施例を示す断面図である。
【図2】(a),(b)はそれぞれ図1(f)に続く製
造工程を示す断面図である。
造工程を示す断面図である。
【図3】図2に続く製造工程を示す断面図である。
101 半導体基板 102 抵抗 103 シリケート・ガラス層 205 導電性バリア層 206 金属層 307 第1の酸化物絶縁層 307A 輪郭 408A ドープしたシリケート・ガラス層 408B 第2の酸化物層 409 内部金属酸化物層 510 開口部 611 第2の金属層 702 フューズ 712 フューズ保護層 713 窓 814 パッシベーション層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/04 21/822 27/10 371 7210−4M // H01L 21/82 (72)発明者 ノーマン ゴディーニョ アメリカ合衆国 カリフォルニア 94022、 ロス アルトス ヒルズ、 ヴィア コ リタ 27872 (72)発明者 ハイ−ピン リャウ アメリカ合衆国 カリフォルニア 95014、 クパーチノ、 シーダー スプリング コート 11647
Claims (23)
- 【請求項1】 複数の層を含み、かつ、半導体基板、該
基板上に形成された抵抗素子および集積回路の最上層と
して前記抵抗素子の上に形成されたオキシナイトライド
層を備え、該オキシナイトライド層は前記抵抗素子の抵
抗を実質的に変化させる量の水素を放出しない組成を有
することを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 前記オキシナイトライドの組成が約1.
60から1.85の範囲の屈折率を有する請求項1に記
載の半導体集積回路装置。 - 【請求項3】 前記オキシナイトライドの組成が約1.
70の屈折率を有する請求項2に記載の半導体集積回路
装置。 - 【請求項4】 オキシナイトライドの組成が、集積回路
を400℃以上に加熱しても抵抗素子の抵抗がオキシナ
イトライド層から抵抗素子への水素の放出によって変化
しないものである請求項1に記載の半導体集積回路装
置。 - 【請求項5】 前記抵抗素子が多結晶シリコンから成る
請求項1に記載の半導体集積回路装置集積回路。 - 【請求項6】 半導体集積回路装置が、さらに前記基板
上に前記抵抗素子から横方向に離れて形成されたフュー
ズと、前記フューズとオキシナイトライド層の間のフュ
ーズ保護層とを備えている請求項5に記載の半導体集積
回路装置。 - 【請求項7】 前記フューズ保護層がドープしたシリケ
ート・ガラスから成る請求項6に記載の半導体集積回路
装置。 - 【請求項8】 前記フューズ保護層がさらにドープした
シリケート・ガラス層の上に形成された第2のオキシナ
イトライド層を備えている請求項7に記載の半導体集積
回路装置。 - 【請求項9】 前記第2のオキシナイトライド層の組成
が約1.60から1.85の範囲の屈折率をもつもので
ある請求項8に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項10】 第2のオキシナイトライド層の組成が
約1.70の屈折率をもつ請求項8に記載の半導体集積
回路装置。 - 【請求項11】 第2のオキシナイトライド層の組成
が、集積回路を400℃以上に加熱しても抵抗素子の抵
抗が第2のオキシライド層から抵抗素子への水素の放出
によって変化しないものである請求項8に記載の半導体
集積回路装置。 - 【請求項12】 半導体基板、該基板上に形成された複
数の電気素子、該基板上に設けたフューズ、および該フ
ューズ上に形成されたオキシナイトライドパッシベーシ
ョン層を備え、該オキシナイトライドパッシベーション
層が前記電気素子の抵抗を変化させる量の水素を放出し
ない組成を有することを特徴とする半導体集積回路装
置。 - 【請求項13】 前記オキシナイトライドの組成が約
1.60から1.85の範囲の屈折率を有する請求項1
2に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項14】 前記オキシナイトライドの組成か約
1.70の屈折率を有する請求項12に記載の半導体集
積回路装置。 - 【請求項15】 前記オキシナイトライドの組成が、集
積回路を400℃以上に加熱しても電気素子の抵抗が変
化しないものである請求項12に記載の半導体集積回路
装置。 - 【請求項16】 半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 半導体基板上に抵抗素子を形成する工程、 該抵抗素子の上に最上層のパッシベーション層を形成す
る工程であって、該パッシベーション層がオキシナイト
ライドから形成され、該オキシナイトライド層が加熱処
理中に水素を放出して実質的に抵抗素子中に拡散しない
組成を有する工程、および集積回路を加熱処理する工程
を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項17】 前記抵抗素子の形成工程が多結晶シリ
コンの領域を形成する請求項16に記載の半導体集積回
路装置の製造方法。 - 【請求項18】 前記パッシベーションの形成工程で、
シラン、アンモニア、窒素および一酸化窒素の混合物に
より気相成長を行う請求項17に記載の半導体集積回路
装置の製造方法。 - 【請求項19】 さらに前記半導体基板上に金属相互接
続層を形成する工程を含み、ここで加熱処理を行って焼
き鈍し(アニール)をする請求項18に記載の半導体集
積回路装置の製造方法。 - 【請求項20】 さらに前記基板とオキシナイトライド
層の間にフューズを形成する工程を含み、該フューズは
抵抗素子から横に離して設ける請求項19に記載の半導
体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項21】 さらに前記フューズとオキシナイトラ
イド層の間にフューズ保護層を形成する工程を含む請求
項20に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項22】 前記フューズ保護層を形成する工程が
ドープしたシリケート・ガラス層を形成することからな
る請求項21に記載の半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項23】 前記フューズ保護層を形成する工程が
さらに前記ドープしたシリケート・ガラス層の上に第2
のオキシナイトライド層を形成することから成り、該第
2のオキシナイトライド層が次の加熱処理工程の際に前
記抵抗素子に水素を拡散させない請求項22に記載の半
導体集積回路装置の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/036,754 US5365104A (en) | 1993-03-25 | 1993-03-25 | Oxynitride fuse protective/passivation film for integrated circuit having resistors |
| US08/036754 | 1993-03-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0745609A true JPH0745609A (ja) | 1995-02-14 |
Family
ID=21890444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6008121A Withdrawn JPH0745609A (ja) | 1993-03-25 | 1994-01-28 | 半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5365104A (ja) |
| JP (1) | JPH0745609A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080249A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子、及び半導体素子の製造方法 |
| JP2013214655A (ja) * | 2012-04-03 | 2013-10-17 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光半導体素子 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3587537B2 (ja) * | 1992-12-09 | 2004-11-10 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置 |
| US5578517A (en) * | 1994-10-24 | 1996-11-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. | Method of forming a highly transparent silicon rich nitride protective layer for a fuse window |
| US5751630A (en) * | 1996-08-29 | 1998-05-12 | Micron Technology, Inc. | SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors |
| US5808941A (en) * | 1996-01-04 | 1998-09-15 | Micron Technology, Inc. | SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors |
| US5699292A (en) * | 1996-01-04 | 1997-12-16 | Micron Technology, Inc. | SRAM cell employing substantially vertically elongated pull-up resistors |
| US5946542A (en) * | 1996-02-26 | 1999-08-31 | Micron Technology, Inc. | Method of depositing passivation layers on semiconductor device arrays |
| US5851903A (en) * | 1996-08-20 | 1998-12-22 | International Business Machine Corporation | Method of forming closely pitched polysilicon fuses |
| JPH118305A (ja) * | 1997-06-13 | 1999-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US6593241B1 (en) | 1998-05-11 | 2003-07-15 | Applied Materials Inc. | Method of planarizing a semiconductor device using a high density plasma system |
| US6100116A (en) * | 1998-06-18 | 2000-08-08 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company | Method to form a protected metal fuse |
| US6046080A (en) * | 1999-02-08 | 2000-04-04 | United Microelectronics Corp. | Method of making a load resistor of a static random access memory on a semiconductor wafer |
| US6153541A (en) * | 1999-02-23 | 2000-11-28 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Method for fabricating an oxynitride layer having anti-reflective properties and low leakage current |
| DE10108924A1 (de) * | 2001-02-23 | 2002-09-05 | Infineon Technologies Ag | Wafer-Test- und Markierverfahren für Halbleiterbausteine mit Schmelzstrukturen |
| US6965156B1 (en) * | 2002-12-27 | 2005-11-15 | Actel Corporation | Amorphous carbon metal-to-metal antifuse with adhesion promoting layers |
| US20030062596A1 (en) * | 2001-10-02 | 2003-04-03 | Actel Corporation | Metal-to-metal antifuse employing carbon-containing antifuse material |
| US6728126B1 (en) | 2002-12-20 | 2004-04-27 | Actel Corporation | Programming methods for an amorphous carbon metal-to-metal antifuse |
| US7459763B1 (en) | 2001-10-02 | 2008-12-02 | Actel Corporation | Reprogrammable metal-to-metal antifuse employing carbon-containing antifuse material |
| US7390726B1 (en) | 2001-10-02 | 2008-06-24 | Actel Corporation | Switching ratio and on-state resistance of an antifuse programmed below 5 mA and having a Ta or TaN barrier metal layer |
| US20080266689A1 (en) * | 2007-04-26 | 2008-10-30 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Non-stoichiometric SiOxNy optical filters |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6010644A (ja) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63184340A (ja) * | 1986-09-08 | 1988-07-29 | Nec Corp | 半導体装置 |
| JPS6410644A (en) * | 1987-07-02 | 1989-01-13 | Mitsubishi Electric Corp | Manufacture of semiconductor device |
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-
1993
- 1993-03-25 US US08/036,754 patent/US5365104A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-28 JP JP6008121A patent/JPH0745609A/ja not_active Withdrawn
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|---|---|---|---|---|
| JP2006080249A (ja) * | 2004-09-09 | 2006-03-23 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体素子、及び半導体素子の製造方法 |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5365104A (en) | 1994-11-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010403 |