JPS58103154A - 多結晶シリコン層間絶縁膜形成方法 - Google Patents
多結晶シリコン層間絶縁膜形成方法Info
- Publication number
- JPS58103154A JPS58103154A JP56202892A JP20289281A JPS58103154A JP S58103154 A JPS58103154 A JP S58103154A JP 56202892 A JP56202892 A JP 56202892A JP 20289281 A JP20289281 A JP 20289281A JP S58103154 A JPS58103154 A JP S58103154A
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- JP
- Japan
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- polycrystalline silicon
- silicon layer
- insulating film
- interlayer insulating
- gate oxide
- Prior art date
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- Granted
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D64/00—Electrodes of devices having potential barriers
- H10D64/01—Manufacture or treatment
- H10D64/011—Manufacture or treatment of electrodes ohmically coupled to a semiconductor
Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (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】
本発明は半導体装置における２層あるいはそれ以上の多
結晶シリコン層間絶縁膜形成方法に関し、その目的とす
るところは上層及び下層多結晶シリコンの層間に位置す
る絶縁膜の絶縁耐圧を向上せしめ、上層及び下層多結晶
シリコン間のリーク電流を減少することができる多結晶
シリコン層間絶２ −１ 縁膜形成方法を提供することである。
結晶シリコン層間絶縁膜形成方法に関し、その目的とす
るところは上層及び下層多結晶シリコンの層間に位置す
る絶縁膜の絶縁耐圧を向上せしめ、上層及び下層多結晶
シリコン間のリーク電流を減少することができる多結晶
シリコン層間絶２ −１ 縁膜形成方法を提供することである。
初めに、従来技術の一例として２層多結晶シリコン構造
を有するＭＯ８型半導体集積回路の層間絶縁膜形成方法
について第１図（−）〜（ｄ）を照して詳細に説明する
。まず、シリコン基板１の上に、ＬＯＧＯＳプロセスと
呼ばれる局部酸化法によって形成した膜厚７０ｏｏへの
選択酸化膜２及び膜厚６６０人の第１ゲート酸化膜３を
覆うように被着した膜厚５０００人の第１（下層）多結
晶シリコン層４をホトレジスト６をマスクにして、ＣＦ
４ ガスによるプラズマエツチングを行う（第１図（ａ
））。
を有するＭＯ８型半導体集積回路の層間絶縁膜形成方法
について第１図（−）〜（ｄ）を照して詳細に説明する
。まず、シリコン基板１の上に、ＬＯＧＯＳプロセスと
呼ばれる局部酸化法によって形成した膜厚７０ｏｏへの
選択酸化膜２及び膜厚６６０人の第１ゲート酸化膜３を
覆うように被着した膜厚５０００人の第１（下層）多結
晶シリコン層４をホトレジスト６をマスクにして、ＣＦ
４ ガスによるプラズマエツチングを行う（第１図（ａ
））。
次に、ホトレジスト６を剥離後、第１多結晶シリコン層
４をマスクにして第１ゲート酸化膜３を弗酸：弗化アン
モニウム系水溶液を用いてエツチングするＣＭ１図山図
中Ｑその後、第１多結晶シリコン層４上に絶縁膜６を形
成するために、例えば水蒸気中、９００℃で３０分間の
熱処理を施し、第１多結晶シリコン層４の表面を酸化す
る。この時、同時に基板１の露出部には第２ゲート酸化
膜７が形成される（第１図（Ｃ））。次に、第２（上層
）多３’ニー７ 結晶シリコン層８を被着して後、ホトレジストをマスク
にして第２多結晶シリコン層８をＣＦ４ ガス中でプラ
ズマエツチングし、その後、これに使用したホトレジス
トを剥離することにより、上述の２層多結晶シリコン構
造を完成する（第１図（ｄ））。
４をマスクにして第１ゲート酸化膜３を弗酸：弗化アン
モニウム系水溶液を用いてエツチングするＣＭ１図山図
中Ｑその後、第１多結晶シリコン層４上に絶縁膜６を形
成するために、例えば水蒸気中、９００℃で３０分間の
熱処理を施し、第１多結晶シリコン層４の表面を酸化す
る。この時、同時に基板１の露出部には第２ゲート酸化
膜７が形成される（第１図（Ｃ））。次に、第２（上層
）多３’ニー７ 結晶シリコン層８を被着して後、ホトレジストをマスク
にして第２多結晶シリコン層８をＣＦ４ ガス中でプラ
ズマエツチングし、その後、これに使用したホトレジス
トを剥離することにより、上述の２層多結晶シリコン構
造を完成する（第１図（ｄ））。
しかしながら、このようにして形成される２層多結晶シ
リコン構造では層間絶縁膜の絶縁耐圧が必らずしも十分
でなく、第１多結晶シリコン層と第２多結晶シリコン層
間に流れるリーク電流が大きいという欠点がある。
リコン構造では層間絶縁膜の絶縁耐圧が必らずしも十分
でなく、第１多結晶シリコン層と第２多結晶シリコン層
間に流れるリーク電流が大きいという欠点がある。
ところで、上記シリコン基板１上に酸化成長させる第２
ゲート酸化膜７の厚さを一定の値とすると、第１多結晶
シリコン層４の上面及び側面に成長する眉間絶縁膜６の
厚さは第１多結晶シリコン層４に含まれるリン濃度と熱
処理条件に依存する。
ゲート酸化膜７の厚さを一定の値とすると、第１多結晶
シリコン層４の上面及び側面に成長する眉間絶縁膜６の
厚さは第１多結晶シリコン層４に含まれるリン濃度と熱
処理条件に依存する。
例えば、第１多結晶シリコン層４のシート抵抗が４５Ω
の場合、水蒸気中、９００℃の熱処理を３０分施すと、
第２ゲート酸化膜７の膜厚は６５０人であり、この時、
眉間絶縁膜６の厚さは第１多結晶シリコン層７の上面及
び側面で約１３００八である。
の場合、水蒸気中、９００℃の熱処理を３０分施すと、
第２ゲート酸化膜７の膜厚は６５０人であり、この時、
眉間絶縁膜６の厚さは第１多結晶シリコン層７の上面及
び側面で約１３００八である。
−
しかしながら、第１多結晶シリコン層４のひさし状の先
端下側部分では多結晶シリコンの酸化反応が進み４く、
この部分での層間絶縁膜の厚さは約６０ＯＡとなる。ま
た、第１多結晶シリコン層４の上面と側面が交差する角
に成長する層間絶縁膜６の厚さも第１多結晶シリコン層
４の上面及び側面に成長する層間絶縁膜６の厚さと比較
して薄く、約８００八である。更に、熱処理の温度ある
いは多結晶シリコン層７のシート抵抗を変化させた場合
も、第１多結晶シリコン層７の下面と側面との交差する
角の下側部分に成長する絶縁膜の厚さが、第１多結晶シ
リコン層４のその他の部分に成長する絶縁膜の厚さと比
較して薄いだめに、この部分において層間絶縁膜６の破
壊が起り易く、絶縁耐圧低下の原因となっている。例え
ば、上述のような厚みの関係で層間絶縁膜では、第１多
結晶シリコン層４と第２多結晶シリコン層間８の耐圧は
約ａａＶであった。
端下側部分では多結晶シリコンの酸化反応が進み４く、
この部分での層間絶縁膜の厚さは約６０ＯＡとなる。ま
た、第１多結晶シリコン層４の上面と側面が交差する角
に成長する層間絶縁膜６の厚さも第１多結晶シリコン層
４の上面及び側面に成長する層間絶縁膜６の厚さと比較
して薄く、約８００八である。更に、熱処理の温度ある
いは多結晶シリコン層７のシート抵抗を変化させた場合
も、第１多結晶シリコン層７の下面と側面との交差する
角の下側部分に成長する絶縁膜の厚さが、第１多結晶シ
リコン層４のその他の部分に成長する絶縁膜の厚さと比
較して薄いだめに、この部分において層間絶縁膜６の破
壊が起り易く、絶縁耐圧低下の原因となっている。例え
ば、上述のような厚みの関係で層間絶縁膜では、第１多
結晶シリコン層４と第２多結晶シリコン層間８の耐圧は
約ａａＶであった。
本発明は上記従来の欠点を除去することのできる多結晶
シリコン層間絶縁膜形成方法を提供する６ ヘージ ものであり、第１ゲート酸化膜エツチング時に生ずる第
１多結晶シリコン層のひさし状の突出部を除去し、第１
多結晶シリコン層の角部分の下の層間絶縁膜を厚くする
ことによって絶縁耐圧を向上させるところに特徴がある
。
シリコン層間絶縁膜形成方法を提供する６ ヘージ ものであり、第１ゲート酸化膜エツチング時に生ずる第
１多結晶シリコン層のひさし状の突出部を除去し、第１
多結晶シリコン層の角部分の下の層間絶縁膜を厚くする
ことによって絶縁耐圧を向上させるところに特徴がある
。
以下、本発明にかかる多結晶シリコン層間絶縁膜形成方
法の一実施例について第２図（−）〜（−）を参照にし
て詳細に説明する。なお、第１図（−）〜（ｄ）の場合
と同一番号を付している。まず、シリコン基板１の上に
形成した膜厚７０００人の選択酸化膜２及び膜厚６５〇
への第１ゲート酸化膜３を覆うように被着した膜厚５０
００人、シート抵抗４６Ωの第１多結晶シリコン層４を
ホトレジスト５をマスクにしてＣＦ４ ガス中でプラズ
マエツチングする（第２図（ａ））。次に、ホトレジス
ト６を剥離後、第１多結晶シリコン層４をマスクにして
第１ゲート酸化膜３を弗酸：弗化アンモニウム水溶液を
用いてエツチングする（第２図（ｂ））。その後、第１
ゲート酸化膜エツチング時の横方向エツチングによって
生じた第１多結晶シリコン層４のひさし状の６ −１ 突出部が消滅し、第１多結晶シリコン層下の第１ゲート
酸化膜３の一部が、例えば幅１０００八程度その第１多
結晶シリコン層４の側面先端から現われる程度に、硝酸
二部酸系水容液を用いて第１結晶シリコン層４をエツチ
ングする（第２図（Ｃ））。
法の一実施例について第２図（−）〜（−）を参照にし
て詳細に説明する。なお、第１図（−）〜（ｄ）の場合
と同一番号を付している。まず、シリコン基板１の上に
形成した膜厚７０００人の選択酸化膜２及び膜厚６５〇
への第１ゲート酸化膜３を覆うように被着した膜厚５０
００人、シート抵抗４６Ωの第１多結晶シリコン層４を
ホトレジスト５をマスクにしてＣＦ４ ガス中でプラズ
マエツチングする（第２図（ａ））。次に、ホトレジス
ト６を剥離後、第１多結晶シリコン層４をマスクにして
第１ゲート酸化膜３を弗酸：弗化アンモニウム水溶液を
用いてエツチングする（第２図（ｂ））。その後、第１
ゲート酸化膜エツチング時の横方向エツチングによって
生じた第１多結晶シリコン層４のひさし状の６ −１ 突出部が消滅し、第１多結晶シリコン層下の第１ゲート
酸化膜３の一部が、例えば幅１０００八程度その第１多
結晶シリコン層４の側面先端から現われる程度に、硝酸
二部酸系水容液を用いて第１結晶シリコン層４をエツチ
ングする（第２図（Ｃ））。
このエツチング工程により、同第１多結晶シリコン層４
の上面、側面交差部の角も好ましくエツチングされる。
の上面、側面交差部の角も好ましくエツチングされる。
次に、例えば９００℃の水蒸気中で３０分間の熱処理を
施し、第１多結晶シリコン層４上に第２多結晶シリコン
層８に対する層間絶縁膜６及びシリコン基板１上に第２
ゲート酸化膜７を同時に形成する（第２図（ｄ））。こ
の後、第２多結晶シリコン層８を被着して後、ホトレジ
ストをマスクにして、第２多結晶シリコン層８をＣＦ４
ガス中でスラズマエッチングする。そして、ホトレジス
トを剥離して、所望の２層多結晶シリコン構造を完成さ
せる（第２図（ｅ））。
施し、第１多結晶シリコン層４上に第２多結晶シリコン
層８に対する層間絶縁膜６及びシリコン基板１上に第２
ゲート酸化膜７を同時に形成する（第２図（ｄ））。こ
の後、第２多結晶シリコン層８を被着して後、ホトレジ
ストをマスクにして、第２多結晶シリコン層８をＣＦ４
ガス中でスラズマエッチングする。そして、ホトレジス
トを剥離して、所望の２層多結晶シリコン構造を完成さ
せる（第２図（ｅ））。
本実施例の方法によれば、第１多結晶シリコン層４の上
面及び側面の層間絶縁膜６の膜厚は上記第１図示の従来
例の場合と同様に約１３００人であ７１＼−ノ るが、第１多結晶シリコン層４の側面と下面とが交差す
る角の部分に成長する層間絶縁膜６の最小膜厚は約１ｏ
ｏｏ人であり、従来の方法で同様絶縁膜を形成した場合
の上述の従来例における最小膜厚よりも約４０ＯＡ厚い
。この理由は、従来方法と異なり層間絶縁膜６形成前に
第１結晶シリコン層４の下面と側面の交差する角の下側
部分に第１ゲート酸化膜３が存在しているために層間絶
縁膜６の極端に薄くなる部分がなくなっているだめであ
る。尚、第１多結晶シリコン層４の上面と側面の交差す
る角の部分に成長する絶縁膜の厚さは約８８０人となり
、従来方法の場合よりわずかに厚い膜厚である。ところ
で、第１多結晶シリコン層４と第２多結晶シリコン層８
との間の耐圧は層間絶縁膜６全体の膜厚が最も薄い部分
で決定されるとすると、本実施例の方法の場合、眉間絶
縁膜６全体の最小膜厚は約８８０八であり、従来方法を
用いた場合よりも２８０人厚い。実際、第１多結晶シリ
コン層４と第２多結晶シリコン層８との間の耐圧は約６
２Ｖあり、従来方法により製造した上述の従来例２層多
結晶シリコン構造のものよりも約１４Ｖ向上した。
面及び側面の層間絶縁膜６の膜厚は上記第１図示の従来
例の場合と同様に約１３００人であ７１＼−ノ るが、第１多結晶シリコン層４の側面と下面とが交差す
る角の部分に成長する層間絶縁膜６の最小膜厚は約１ｏ
ｏｏ人であり、従来の方法で同様絶縁膜を形成した場合
の上述の従来例における最小膜厚よりも約４０ＯＡ厚い
。この理由は、従来方法と異なり層間絶縁膜６形成前に
第１結晶シリコン層４の下面と側面の交差する角の下側
部分に第１ゲート酸化膜３が存在しているために層間絶
縁膜６の極端に薄くなる部分がなくなっているだめであ
る。尚、第１多結晶シリコン層４の上面と側面の交差す
る角の部分に成長する絶縁膜の厚さは約８８０人となり
、従来方法の場合よりわずかに厚い膜厚である。ところ
で、第１多結晶シリコン層４と第２多結晶シリコン層８
との間の耐圧は層間絶縁膜６全体の膜厚が最も薄い部分
で決定されるとすると、本実施例の方法の場合、眉間絶
縁膜６全体の最小膜厚は約８８０八であり、従来方法を
用いた場合よりも２８０人厚い。実際、第１多結晶シリ
コン層４と第２多結晶シリコン層８との間の耐圧は約６
２Ｖあり、従来方法により製造した上述の従来例２層多
結晶シリコン構造のものよりも約１４Ｖ向上した。
尚、本方法では、第１ゲート酸化膜３のエツチングの際
に、横方向エッチレグによって生じた第１多結晶シリコ
ン層４のひさし状突出部を除去する工程で、硝酸二部酸
系水溶液を用いだが、同エツチングをＣＦ４ ガス中の
プラズマエツチングで実施した場合も、第１及び第２多
結晶シリコン層間の耐圧は約５０Ｖであシ、本方法を用
いた場合と同程度であった。
に、横方向エッチレグによって生じた第１多結晶シリコ
ン層４のひさし状突出部を除去する工程で、硝酸二部酸
系水溶液を用いだが、同エツチングをＣＦ４ ガス中の
プラズマエツチングで実施した場合も、第１及び第２多
結晶シリコン層間の耐圧は約５０Ｖであシ、本方法を用
いた場合と同程度であった。
以上、説明したように、本発明の多結晶シリコン層間絶
縁膜形成方法を用いて多結晶シリコン層間の絶縁膜を形
成すると従来の多層多結晶シリコン構造における絶縁耐
圧不足の問題を効果的に解決することが可能である。本
発明は２層多結晶シリコン構造の製造方法を例示して説
明しだが、本発明の方法は３層あるいはそれ以上の多層
結晶シリコン構造を有する半導体装置全般に適用できる
ものである。
縁膜形成方法を用いて多結晶シリコン層間の絶縁膜を形
成すると従来の多層多結晶シリコン構造における絶縁耐
圧不足の問題を効果的に解決することが可能である。本
発明は２層多結晶シリコン構造の製造方法を例示して説
明しだが、本発明の方法は３層あるいはそれ以上の多層
結晶シリコン構造を有する半導体装置全般に適用できる
ものである。
９１・−７
第１図（−）〜（ｄ）は従来の多結晶シリコン層間絶縁
膜形成方法を示す工程図、第２図（、）〜（ｅ）は本発
明の一実施例における多結晶シリコン層間絶縁膜形成方
法を示す。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・選択酸化
膜、３・・・・・・第１ゲート酸化膜、４・・・・・・
第１（下層）多結晶シリコン層、６・・・・・・ホトレ
ジスト、６・・・・・・多結晶シリコン間の眉間絶縁膜
（酸化ケイ素瓦７・・・・・・第２ゲート酸化膜、８・
・・・・・第２（上層）多結晶シリコン層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ＩＩ
Ｉ図 （（ＩＩ
膜形成方法を示す工程図、第２図（、）〜（ｅ）は本発
明の一実施例における多結晶シリコン層間絶縁膜形成方
法を示す。 １・・・・・・シリコン基板、２・・・・・・選択酸化
膜、３・・・・・・第１ゲート酸化膜、４・・・・・・
第１（下層）多結晶シリコン層、６・・・・・・ホトレ
ジスト、６・・・・・・多結晶シリコン間の眉間絶縁膜
（酸化ケイ素瓦７・・・・・・第２ゲート酸化膜、８・
・・・・・第２（上層）多結晶シリコン層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名ＩＩ
Ｉ図 （（ＩＩ
Claims (1)
- 半導体基板上の絶縁膜の上に形成された多結晶シリコン
層を選択的にエツチングする工程と、この多結晶シリコ
ン層をマスクにして上記半導体基板上の絶縁膜をエツチ
ングする工程と、上記絶縁膜のエツチングの際に形成さ
れた上記多結晶シリコン層のひさし状突出部を除去する
工程と、上記多結晶シリコン層上に熱酸化によシ絶縁膜
を形成する工程とをそなえたことを特徴とする多結晶シ
リコン層間絶縁膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56202892A JPS58103154A (ja) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | 多結晶シリコン層間絶縁膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56202892A JPS58103154A (ja) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | 多結晶シリコン層間絶縁膜形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58103154A true JPS58103154A (ja) | 1983-06-20 |
| JPS6248379B2 JPS6248379B2 (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=16464923
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56202892A Granted JPS58103154A (ja) | 1981-12-15 | 1981-12-15 | 多結晶シリコン層間絶縁膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58103154A (ja) |
-
1981
- 1981-12-15 JP JP56202892A patent/JPS58103154A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6248379B2 (ja) | 1987-10-13 |
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