JPS5948929A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5948929A JPS5948929A JP58145809A JP14580983A JPS5948929A JP S5948929 A JPS5948929 A JP S5948929A JP 58145809 A JP58145809 A JP 58145809A JP 14580983 A JP14580983 A JP 14580983A JP S5948929 A JPS5948929 A JP S5948929A
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- circuit
- polysiloxane
- microns
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- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/69—Inorganic materials
- H10P14/692—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses
- H10P14/6921—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon
- H10P14/6922—Inorganic materials composed of oxides, glassy oxides or oxide-based glasses containing silicon the material containing Si, O and at least one of H, N, C, F or other non-metal elements, e.g. SiOC, SiOC:H or SiONC
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10P14/6326—Deposition processes
- H10P14/6328—Deposition from the gas or vapour phase
- H10P14/6334—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition
- H10P14/6336—Deposition from the gas or vapour phase using decomposition or reaction of gaseous or vapour phase compounds, i.e. chemical vapour deposition in the presence of a plasma [PECVD]
-
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- H10P14/668—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the type of materials the materials being characterised by the deposition precursor materials
- H10P14/6681—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the type of materials the materials being characterised by the deposition precursor materials the precursor containing a compound comprising Si
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- H10P14/6686—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials characterised by the type of materials the materials being characterised by the deposition precursor materials the precursor containing a compound comprising Si the compound comprising silicon and oxygen the compound being a molecule comprising at least one silicon-oxygen bond and the compound having hydrogen or an organic group attached to the silicon or oxygen, e.g. a siloxane
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】
本発明は絶縁体及び誘電体層として用いられる重合体薄
膜を有する電子回路に係る。
膜を有する電子回路に係る。
Ｖ、ＬＳ！技術の絶えざる発展により、充てん密度はよ
り高くな９、設計ルールは縮小された。それにより、各
種デバイス構造に用いられる新しくかつ改善された誘電
体材料の必要性が生じだ。たとえば、ＶＬＳ Ｉ回路中
の各種導電性要素が非常に密接していることにより、寄
生容量を減すよう低い誘電体定数の誘電体材料の必要性
が生じた。捷た、ＶＬＳＩ回路中の各種導電性要素が近
接するだめ、高い誘電体強度も必要である。２ないしそ
れ以上の層の金属を用いることにより、他の独特の誘電
体材料の必要性が生じる。たとえば、ある種の用途にお
いては、多層回路に悪影響を及ぼさないよう、誘電体は
比較的低温で形成される。他の場合において、これら多
層回路のプロセスは、比較的高温の使用が含まれ、誘電
体材料はそれに対し安定でなければならない。
り高くな９、設計ルールは縮小された。それにより、各
種デバイス構造に用いられる新しくかつ改善された誘電
体材料の必要性が生じだ。たとえば、ＶＬＳ Ｉ回路中
の各種導電性要素が非常に密接していることにより、寄
生容量を減すよう低い誘電体定数の誘電体材料の必要性
が生じた。捷た、ＶＬＳＩ回路中の各種導電性要素が近
接するだめ、高い誘電体強度も必要である。２ないしそ
れ以上の層の金属を用いることにより、他の独特の誘電
体材料の必要性が生じる。たとえば、ある種の用途にお
いては、多層回路に悪影響を及ぼさないよう、誘電体は
比較的低温で形成される。他の場合において、これら多
層回路のプロセスは、比較的高温の使用が含まれ、誘電
体材料はそれに対し安定でなければならない。
また、新しいＶＬＳＩデバイスで見出される寸法の縮小
及び高い印加電圧は、ガラス化及び封じのだめの新しい
材料を必要とする可能性がある。
及び高い印加電圧は、ガラス化及び封じのだめの新しい
材料を必要とする可能性がある。
ＶＬＳ Ｉ回路に用いられる誘電体層の望ましい特性は
、寄生容量を最小にするだめの低調電率、その後の高温
における回路のプロセス全可能にするだめの高い熱的安
定性、誘電体を形成する際の回路に対する損傷を最小に
するよう比較的低温で形成できること、高い誘′屯体強
度、良好な固着性、良好な博）摸果績性（すなわち、ク
ラックの発生がない）及び特に水及び水蒸気に対する化
学的安定１生である。
、寄生容量を最小にするだめの低調電率、その後の高温
における回路のプロセス全可能にするだめの高い熱的安
定性、誘電体を形成する際の回路に対する損傷を最小に
するよう比較的低温で形成できること、高い誘′屯体強
度、良好な固着性、良好な博）摸果績性（すなわち、ク
ラックの発生がない）及び特に水及び水蒸気に対する化
学的安定１生である。
そのような誘電体材料はきわめて価値があり、特に薗Ｗ
１度回路への応用に対し価値がある。
１度回路への応用に対し価値がある。
その理由は、寄生Ｇ量が減少することにより、速度が尚
〈なシ、熱的安定院により、そのような回路のプロセス
の自由度が犬きくなる。
〈なシ、熱的安定院により、そのような回路のプロセス
の自由度が犬きくなる。
絶縁体及び封じ薄膜、不活性化薄膜の両方として電子回
路中で誘電体薄膜を用いることについて、多くの研究が
行われている。これらの中で最も注目すべきものは、以
下のとうりである。エイ・スセト（Ａ、 ５ｚｅｔｏ
）及びディー・ダヴリュ・ヘス（Ｄ、 Ｗ、 Ｈｅ５ｓ
） の１＼プラスマ堆績テトラメチルシラン薄膜の
化学的特性及び電気的特性の相関〃、と題する論文、ジ
ャーナル・オフ・アプライド・フィジックス（Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）
； ５２ （２）＋９０３ （１９８１） におい
ては、電子回路の製作において関心がもたれているテト
ラメチルシラン薄膜の特性について研究している。同様
の研究はへキサメチルジシロキサンのプラスマ誘導重合
により作られた重合体薄膜に対しても行われている。こ
れらの研究については、以下の論文に報告きれている。
路中で誘電体薄膜を用いることについて、多くの研究が
行われている。これらの中で最も注目すべきものは、以
下のとうりである。エイ・スセト（Ａ、 ５ｚｅｔｏ
）及びディー・ダヴリュ・ヘス（Ｄ、 Ｗ、 Ｈｅ５ｓ
） の１＼プラスマ堆績テトラメチルシラン薄膜の
化学的特性及び電気的特性の相関〃、と題する論文、ジ
ャーナル・オフ・アプライド・フィジックス（Ｊｏｕｒ
ｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ）
； ５２ （２）＋９０３ （１９８１） におい
ては、電子回路の製作において関心がもたれているテト
ラメチルシラン薄膜の特性について研究している。同様
の研究はへキサメチルジシロキサンのプラスマ誘導重合
により作られた重合体薄膜に対しても行われている。こ
れらの研究については、以下の論文に報告きれている。
エム・メソネーフら、スイン・ソリッド・フィルムス（
Ｍ。
Ｍ。
Ｍａｉｓｏｎｎｅｕｖｅ Ｔｈ１ｎ ５ｏｌｉｄ Ｆｉ
ｌｍｓ ） 、 ４４．２０９−２１６頁（１９７７
） ； エム・アクチクらジャーナル・オフ・アプラ
イド・フイシックス（Ｍ、 Ａｋｔｉｋ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ） 。
ｌｍｓ ） 、 ４４．２０９−２１６頁（１９７７
） ； エム・アクチクらジャーナル・オフ・アプラ
イド・フイシックス（Ｍ、 Ａｋｔｉｋ Ｊｏｕｒｎａ
ｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ ） 。
５１ （９）、 ５０５５−５０５７頁（１９８０）
；エム・メゾネーフら、スイン・ソリッド・フィルム
ス（Ｍ、 Ｍａｉｓｏｎｎｅｕｖｅ Ｔｈ１ｎ ５ｏｌ
ｉｄ Ｆｉｌｍｓ ） 。
；エム・メゾネーフら、スイン・ソリッド・フィルム
ス（Ｍ、 Ｍａｉｓｏｎｎｅｕｖｅ Ｔｈ１ｎ ５ｏｌ
ｉｄ Ｆｉｌｍｓ ） 。
３３．３５−４１頁（１９７６） ；シュイ・イー −
りＬ／ムヘルグーサピエハ、アプライド・フィジックス
・レタース（Ｊ、 Ｅ、 ＫｌｅｍｂｅｒｇＳａｐｉｅ
ｈａ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ） 、 ３７（１）、 １０４−１０’５頁（
１９８０）本発明に従うと、半導体材料及び導電性要素
から成る半導体電気装置において、更に３個までの炭素
原子を含むアルキル及びアルコキシ属を有する少くとも
１つのアルキルアルコキシシランをブラスマ誘導重合し
て作られたポリシロキサン薄膜から成ることを特徴とす
る半導体電気的装置が実現する。
りＬ／ムヘルグーサピエハ、アプライド・フィジックス
・レタース（Ｊ、 Ｅ、 ＫｌｅｍｂｅｒｇＳａｐｉｅ
ｈａ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ ） 、 ３７（１）、 １０４−１０’５頁（
１９８０）本発明に従うと、半導体材料及び導電性要素
から成る半導体電気装置において、更に３個までの炭素
原子を含むアルキル及びアルコキシ属を有する少くとも
１つのアルキルアルコキシシランをブラスマ誘導重合し
て作られたポリシロキサン薄膜から成ることを特徴とす
る半導体電気的装置が実現する。
本発明の好ましい芙施例によれは、回路の少くとも一部
がブラスマ堆積ポリシロキサン薄膜で被覆され、モノマ
ーはアルキルアルコキシシランである電気回路が実現さ
７′１．る。アルキル及びアルコキシ類は、炭素原子を
３以上含んではならない。典型的な例は、トリメチルメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリエチル
エトキシシランなどでである。千ツマ−・トリメチルメ
トキシシランが好ましい。なぜならば、誘電定数が小さ
く、降伏電圧が置く、薄膜の歪が小さく、かつ熱的安定
性の程度も適度で、疎水性も高い。ポリマー薄膜は非常
に多くの種類の電気的回路、高周波、低周波、直流等に
有用である。典型的な場合、回路は基板、導電体要素、
入力接続、出力接続等から成る。これらの薄膜は非常に
有利で、その場合少くともある棟の導電体の間隔は、非
常に小さく、（すなわち、２ミクロン程度又はそれ以下
）（駆動時間に対応する）回路周波数は非常に商い（す
なわち、５ ＭＨ２以上）。アルミニウム金属部が用い
られるかあるいは熱サイクルを必要とされ、他の金属部
が用いられる場合にも非常に有利である。
がブラスマ堆積ポリシロキサン薄膜で被覆され、モノマ
ーはアルキルアルコキシシランである電気回路が実現さ
７′１．る。アルキル及びアルコキシ類は、炭素原子を
３以上含んではならない。典型的な例は、トリメチルメ
トキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、トリエチル
エトキシシランなどでである。千ツマ−・トリメチルメ
トキシシランが好ましい。なぜならば、誘電定数が小さ
く、降伏電圧が置く、薄膜の歪が小さく、かつ熱的安定
性の程度も適度で、疎水性も高い。ポリマー薄膜は非常
に多くの種類の電気的回路、高周波、低周波、直流等に
有用である。典型的な場合、回路は基板、導電体要素、
入力接続、出力接続等から成る。これらの薄膜は非常に
有利で、その場合少くともある棟の導電体の間隔は、非
常に小さく、（すなわち、２ミクロン程度又はそれ以下
）（駆動時間に対応する）回路周波数は非常に商い（す
なわち、５ ＭＨ２以上）。アルミニウム金属部が用い
られるかあるいは熱サイクルを必要とされ、他の金属部
が用いられる場合にも非常に有利である。
ある種の酸素を含む有機シリコン化合物のプラスマ重合
より作られるある種のシリコンを含むポリマーは、集積
回路、特に高密度の回路要素及び（典型的な場合１０−
６又は１０−７秒以下の）短い駆動回路を有するＶＬＳ
Ｉ型回路で用いるのに、他にはない良好な特性を生じる
。薄膜は多くの種類の回路に対し、利点をもちうる。そ
のような回路は、半導体材料（たとえば、シリコン、ゲ
ルマニウム、ガリウムひ素等）、基板（やはりしばしば
半導電性材料である）導電体要素（たとえばアルミニウ
ム）及び各棟ドープ領域を含むと有利である。
より作られるある種のシリコンを含むポリマーは、集積
回路、特に高密度の回路要素及び（典型的な場合１０−
６又は１０−７秒以下の）短い駆動回路を有するＶＬＳ
Ｉ型回路で用いるのに、他にはない良好な特性を生じる
。薄膜は多くの種類の回路に対し、利点をもちうる。そ
のような回路は、半導体材料（たとえば、シリコン、ゲ
ルマニウム、ガリウムひ素等）、基板（やはりしばしば
半導電性材料である）導電体要素（たとえばアルミニウ
ム）及び各棟ドープ領域を含むと有利である。
アルキル類中の炭素の数及びアルコオキシ類中の炭素の
数が３を越えないならば、各棟のアルキルアルコキシシ
ランをモノマーとしテＪｆｌ イてよい。この類以外の
物質の一般に２０パーセントまでが、ポリマーの特性を
変えるために用いることができる。（フィルタ、交差結
合剤、谷種の特性修正剤等である。）しかし、はとんど
の用途に対し、化ツマ−は主として上で述べた類から構
成すべきである。
数が３を越えないならば、各棟のアルキルアルコキシシ
ランをモノマーとしテＪｆｌ イてよい。この類以外の
物質の一般に２０パーセントまでが、ポリマーの特性を
変えるために用いることができる。（フィルタ、交差結
合剤、谷種の特性修正剤等である。）しかし、はとんど
の用途に対し、化ツマ−は主として上で述べた類から構
成すべきである。
通、賓単−のモノマーのみが用いられるが１つ以上のア
ルキルアルコキシシランをモノマーとして用いてもよい
。アルキル類がメチル類であるアルキルアルコキシシラ
ン・モノマーが好ましい。最も好ましいのは、トリメチ
ルメトキシシラン・モノマーである。なぜならば、得ら
れるポリマーは誘電定数が非常に小さく、熱的安定性が
高く、かつ粘着性が優れているからである。多くの理由
により、これらの特性は多くの回路用途に対し、著しく
有１１テロる。多くのメモリ及び論理回路において、誘
電定数はしばしば駆動時間及びクロック周波数を制限す
る。熱サイクルは集積回路、特にアルミニウム導電体要
素を含む回路の製作において、しばしば必要とされる。
ルキルアルコキシシランをモノマーとして用いてもよい
。アルキル類がメチル類であるアルキルアルコキシシラ
ン・モノマーが好ましい。最も好ましいのは、トリメチ
ルメトキシシラン・モノマーである。なぜならば、得ら
れるポリマーは誘電定数が非常に小さく、熱的安定性が
高く、かつ粘着性が優れているからである。多くの理由
により、これらの特性は多くの回路用途に対し、著しく
有１１テロる。多くのメモリ及び論理回路において、誘
電定数はしばしば駆動時間及びクロック周波数を制限す
る。熱サイクルは集積回路、特にアルミニウム導電体要
素を含む回路の製作において、しばしば必要とされる。
粘着性は封じ用途及び複数の導電体層が用いられる場合
に、特に重要である。
に、特に重要である。
層の厚さは広範囲（しばしば０．０５μｍの薄さ）亡変
えてよく、通常具体的な用途に依存する。典型的な場合
、０．２ないし１００ミクロンである。多くの回路用途
において、０．５ないし１０ミクロンの厚さで十分な結
果が得られる。多くの用途に対し、薄膜・は有害な影響
を及ぼさない限シ、できるだけ薄くすべきである。たと
えば、ある種の回路において、容量効果を最小にするよ
う厚さを最小にするのが望ましく、しかし電圧降伏と薄
膜を通しての拡散を防止するため、十分厚く保つのが望
ましい。この観点からの最適厚さは０．５ないし２ミク
ロンである。
えてよく、通常具体的な用途に依存する。典型的な場合
、０．２ないし１００ミクロンである。多くの回路用途
において、０．５ないし１０ミクロンの厚さで十分な結
果が得られる。多くの用途に対し、薄膜・は有害な影響
を及ぼさない限シ、できるだけ薄くすべきである。たと
えば、ある種の回路において、容量効果を最小にするよ
う厚さを最小にするのが望ましく、しかし電圧降伏と薄
膜を通しての拡散を防止するため、十分厚く保つのが望
ましい。この観点からの最適厚さは０．５ないし２ミク
ロンである。
ブラスマ放屯プロセスは、モノマーからポリマーを生じ
させるために用いらｉする。多数の本や文献に詳細に述
べられている通常のプロセスにより、十分な結果が（４
７らＩ’Ｌる。典型的な本は、ジエイ・アール・ホラハ
ン（Ｊ、Ｒ。
させるために用いらｉする。多数の本や文献に詳細に述
べられている通常のプロセスにより、十分な結果が（４
７らＩ’Ｌる。典型的な本は、ジエイ・アール・ホラハ
ン（Ｊ、Ｒ。
Ｈｏ１ｌａｂａｎ ）及びエイ・ティー・ヘル（、Ａ、
Ｔ。
Ｔ。
Ｂｅ１ｌ ） 編ブラスマ化学の技術と応用（Ｔｅｃ
ｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆ ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ） 特に
エム・ミラード（Ｍ。
ｈｎｉｑｕｅｓ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｏｆ ＰｌａｓｍａＣｈｅｍｉｓｔｒｙ ） 特に
エム・ミラード（Ｍ。
Ｍｉｌｌａｒｄ ｉ、第５章、１７７頁及びエム・ジエ
ン（Ｍ、 、５ｈｅｎ’ ） 及びエイ・ティー・ベ
ル（Ａ。
ン（Ｍ、 、５ｈｅｎ’ ） 及びエイ・ティー・ベ
ル（Ａ。
Ｔ、 Ｂｅ１ｌ ）編プラズマ重合（Ｐｌａｓｍａ
Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ） 、 ＡＣ８シンポ
ジウムｅシリース。
Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ ） 、 ＡＣ８シンポ
ジウムｅシリース。
第１０８号（アメリカン・ケミカル・ソサイアテイ（Ａ
ｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔ
ｙ ）ワシントン、 Ｄ、 Ｃ，１９７９） であ
る。
ｍｅｒｉｃａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ５ｏｃｉｅｔ
ｙ ）ワシントン、 Ｄ、 Ｃ，１９７９） であ
る。
以下で述べる実験で用いられる具体的な装置は、プラス
マ誘起重合に用いられる典型的な装置である。薄膜は平
行平板、直径４．０ＣＴｎ−半径方向流反応容器中で堆
積させた。電極間隙は約２ ｃｍ ｆ動作周波数は約１
３．５６ ＭＨｚ であった。ＲＣ励起電極及び接地
（サヒプタ）プレートの両方が、約３５−４０℃の温度
で水冷した。
マ誘起重合に用いられる典型的な装置である。薄膜は平
行平板、直径４．０ＣＴｎ−半径方向流反応容器中で堆
積させた。電極間隙は約２ ｃｍ ｆ動作周波数は約１
３．５６ ＭＨｚ であった。ＲＣ励起電極及び接地
（サヒプタ）プレートの両方が、約３５−４０℃の温度
で水冷した。
反応物質は市販のものを人手し、それ以上処理はしなか
った。用いた化学ｌ／Ｊ質はすべて室温で液体で、流速
はニードルバルブを用いて調整され、プラスマがない時
、系の圧力は５０ミリトールとなった。モノマーを導入
しない時の圧力は、約５ミリトールであった。
った。用いた化学ｌ／Ｊ質はすべて室温で液体で、流速
はニードルバルブを用いて調整され、プラスマがない時
、系の圧力は５０ミリトールとなった。モノマーを導入
しない時の圧力は、約５ミリトールであった。
プラスマは約５０ボルトで発生させ、薄膜は低部受爪プ
レート上にマウントされたあらかじめ浄化されたシリコ
ン基板上に堆積きせた。
レート上にマウントされたあらかじめ浄化されたシリコ
ン基板上に堆積きせた。
１ｇ膜の厚さ及び屈折率は、エリプソメータ１１（アプ
ライド・マテリアルス社）とナノスペック（ナノメトリ
クス）を用いて相互検証した膜厚を用いて、エリプソメ
トリで決定した。ｌ・、ｑ膜の化学量論的組成は、ラサ
フオート後方散乱測定で決定した。薄膜の歪の測定は、
光学的なてこを；史つだレーサーヒーム法を用いて行っ
た。その場合、歪は薄膜の堆積１没、基板の曲率半径に
生じた変化から決定した。
ライド・マテリアルス社）とナノスペック（ナノメトリ
クス）を用いて相互検証した膜厚を用いて、エリプソメ
トリで決定した。ｌ・、ｑ膜の化学量論的組成は、ラサ
フオート後方散乱測定で決定した。薄膜の歪の測定は、
光学的なてこを；史つだレーサーヒーム法を用いて行っ
た。その場合、歪は薄膜の堆積１没、基板の曲率半径に
生じた変化から決定した。
扱ノ独角の測定は、ラメハート・コニオメータを用いて
行った。
行った。
電気的特性は、最初Ａｌの点を薄膜上に蒸着し、誘鑞体
定叔を決定する場合には、Ｃ−Ｖ曲線を得て、蓄積状態
での容量を測定することにより行った。降伏電圧の縫」
定は、薄膜当シエ００点のプローブを作シ、２μへの電
流を通すのに必要な電圧を測定することてより行った。
定叔を決定する場合には、Ｃ−Ｖ曲線を得て、蓄積状態
での容量を測定することにより行った。降伏電圧の縫」
定は、薄膜当シエ００点のプローブを作シ、２μへの電
流を通すのに必要な電圧を測定することてより行った。
０／Ｓ４．モル比のセロ（テトラメチルシラン）又は１
（トリメチルメトキシシラン）ないし４（テトラメトキ
シシラン）に対応して、これらの実験では各種のモノマ
ーを用いた。実験により、堆積速度は１ないし４のｏ
／ ｓｉ比に対し、本質的に同じ（１分当り約６０オン
クストローム）である。Ｏ／ Ｓｃ比がセロの場合、薄
膜の歪は本質的にセロで、０／Ｓ４．比が１力Ｓら４に
増すにつれ、１平方センチメートル当り約３から５×１
０８ｄｙｎに増加した。そのような歪は、回路への応用
を含むほとんどの用途に対して、きわめて適切である。
（トリメチルメトキシシラン）ないし４（テトラメトキ
シシラン）に対応して、これらの実験では各種のモノマ
ーを用いた。実験により、堆積速度は１ないし４のｏ
／ ｓｉ比に対し、本質的に同じ（１分当り約６０オン
クストローム）である。Ｏ／ Ｓｃ比がセロの場合、薄
膜の歪は本質的にセロで、０／Ｓ４．比が１力Ｓら４に
増すにつれ、１平方センチメートル当り約３から５×１
０８ｄｙｎに増加した。そのような歪は、回路への応用
を含むほとんどの用途に対して、きわめて適切である。
０／Ｓｉ比が１から４に増すにつれ、ポリシロキサン、
ポリマーは疎水性が下り、テトラメチルシラン及びトリ
メチルメトキシシランの両方が最も疎水性が旨かった。
ポリマーは疎水性が下り、テトラメチルシラン及びトリ
メチルメトキシシランの両方が最も疎水性が旨かった。
屈折率はＯ／ ｓｉ比が０から４に増すにつ；ｉＬ 、
減少した。
減少した。
特に重要なことは、薄膜組成の関数としての薄膜の誘電
体的振舞いである。第１図は（モノマー原材料を例に）
誘電体定数対薄膜組成のシランである。上で述べたよう
に、低誘電定数は、近代的な回路応用に非常に有利であ
る。誘電定数は（モノマー・トリメチルメトキシシラン
に対応する） Ｏ／ Ｓ４比が１の場合に、最小になる
。主としてこの定誘電定奴と、このポリマーの他の良好
な特性のため、トリメチルメトキシシランのプラズマ誘
起重合で得られるポリマーは、最も好ましい。
体的振舞いである。第１図は（モノマー原材料を例に）
誘電体定数対薄膜組成のシランである。上で述べたよう
に、低誘電定数は、近代的な回路応用に非常に有利であ
る。誘電定数は（モノマー・トリメチルメトキシシラン
に対応する） Ｏ／ Ｓ４比が１の場合に、最小になる
。主としてこの定誘電定奴と、このポリマーの他の良好
な特性のため、トリメチルメトキシシランのプラズマ誘
起重合で得られるポリマーは、最も好ましい。
薄膜の誘電体強度もまた測定した。誘電体強度ばＯ／
Ｓ４がＯ及び傷に等しい場合に、非癌に低かった。平均
値は１ミクロン当り１００ホルト以下であった。しかし
、Ｏ，／ Ｓ４．比が１及び３（それぞれトリメチルメ
トキシシラン及びメチルトリメトキシシラン）の場合、
降伏電圧は平均して１ミクロン当り数６ボルトを越えた
。
Ｓ４がＯ及び傷に等しい場合に、非癌に低かった。平均
値は１ミクロン当り１００ホルト以下であった。しかし
、Ｏ，／ Ｓ４．比が１及び３（それぞれトリメチルメ
トキシシラン及びメチルトリメトキシシラン）の場合、
降伏電圧は平均して１ミクロン当り数６ボルトを越えた
。
薄膜の降伏特性を計画する便利な方法は、モノマー組成
に対して、六スポーツ〃密度をプロットすることである
。 Ｎスポーツ〃密度というのは、１ミクロン当り１０
０ホルト以下の降伏′屯圧を有する測定点の割合である
。各種の原材料に対踵第２図にそのようなデータが示さ
れている。Ｑ ／ Ｓｉ比が１及び３の特に低い値は、
電気的回路を含む用途に対し、非常に有利である。他の
Ｏ／ Ｓｉ比は薄膜及び測定に用いたプローブの柔らか
さのため、より高くなる。
に対して、六スポーツ〃密度をプロットすることである
。 Ｎスポーツ〃密度というのは、１ミクロン当り１０
０ホルト以下の降伏′屯圧を有する測定点の割合である
。各種の原材料に対踵第２図にそのようなデータが示さ
れている。Ｑ ／ Ｓｉ比が１及び３の特に低い値は、
電気的回路を含む用途に対し、非常に有利である。他の
Ｏ／ Ｓｉ比は薄膜及び測定に用いたプローブの柔らか
さのため、より高くなる。
いくつかのポリシロキサン薄膜の熱的特性もまだ調べた
。これは薄膜を３００℃の温度の空気中に１時間露出し
、薄膜の厚さの減少割合を測屋することによシ行った。
。これは薄膜を３００℃の温度の空気中に１時間露出し
、薄膜の厚さの減少割合を測屋することによシ行った。
これらの実験の結果は、第３図に与えられている。ここ
で、厚さの減少割合が用いられたＯ ／ Ｓｃ比の関数
としてプロットされている。ポリマー薄膜は優れた熱的
安定性を示したが、トリメチルメトキシシランから作ら
れたポリマー薄膜の熱的安定性は、特によい。上で述べ
た熱処理に露出した後、厚さは約２．５パーセント減少
しただけであった。
で、厚さの減少割合が用いられたＯ ／ Ｓｃ比の関数
としてプロットされている。ポリマー薄膜は優れた熱的
安定性を示したが、トリメチルメトキシシランから作ら
れたポリマー薄膜の熱的安定性は、特によい。上で述べ
た熱処理に露出した後、厚さは約２．５パーセント減少
しただけであった。
アルキルアルコキシシラン・モノマーから作られたポリ
マー薄膜のすべてが、特に電気的用途に対し優れた特性
を示したが、トリメチルメトキシシランから作られたポ
リマー薄膜は、そのような用途に対し、例外的に良好な
特性を示した。誘電体定数及び薄膜歪は最小又は最小に
近いが、疎水性、誘電強度及び熱的安定性といつだ特性
は最大又は最大に近い。実験をつけ加えることにより、
トリメチルメトキシシランのプラズマ誘起重合により作
られたポリマー薄膜は、スコッチテープ引張り試、験に
より、明らかなように、優れた粘層性を有し、トポシラ
ン的表面上へのパターン形成プロセスでも生き残ること
が示さルた。
マー薄膜のすべてが、特に電気的用途に対し優れた特性
を示したが、トリメチルメトキシシランから作られたポ
リマー薄膜は、そのような用途に対し、例外的に良好な
特性を示した。誘電体定数及び薄膜歪は最小又は最小に
近いが、疎水性、誘電強度及び熱的安定性といつだ特性
は最大又は最大に近い。実験をつけ加えることにより、
トリメチルメトキシシランのプラズマ誘起重合により作
られたポリマー薄膜は、スコッチテープ引張り試、験に
より、明らかなように、優れた粘層性を有し、トポシラ
ン的表面上へのパターン形成プロセスでも生き残ること
が示さルた。
薄膜はＣＦ４±０２ブラスマを用いると容易にパターン
形成きれるが、０２ プラズマに対しては卵重に抵抗
が商い。これにより、ポリシロキサン薄膜の存在下で、
レジストのプラズマ除去が可能になる。フォーミングガ
ス又は窒素の存在下４５０℃においてさえ、薄膜定数は
叔パーセントであるという事実で明らかなように、熱的
安定性は特に印象的であった。
形成きれるが、０２ プラズマに対しては卵重に抵抗
が商い。これにより、ポリシロキサン薄膜の存在下で、
レジストのプラズマ除去が可能になる。フォーミングガ
ス又は窒素の存在下４５０℃においてさえ、薄膜定数は
叔パーセントであるという事実で明らかなように、熱的
安定性は特に印象的であった。
渠４図は（ｐ＋ チャネル、ｎ＋ チャネルなど）印を
つけた各種の形状を有する典型的な集積回路（４０）の
断面図である。回路は単一タブ、単一ポリシリコン構造
を有し、５ミクロン設計ルールを示すＣＭＯ８（相補金
属・酸化物・半導体）回路として説明すると便利である
。集積回路の正確な形状は本発明を理解するには重要で
はなく、簡単に述べる。回路の基板は比較的高濃度ｎド
ープシリコン（典型的な場合、おおよそ１立方センチメ
ートル当り１０′８ 原子の濃度範囲のりんトープ）
で作られる。この領域は図でｎ＋ と印されている。（
１］−と印きれた）より低濃度トープ領域がｎ＋頭域と
Ｐ 領域、ｎ チャネルＵＢ 及びｐ＋ チャネルなどと印された他の各イＪｉ ｉｆ
ｉ域を被榎する。領域を相互に心気的に分離するだめに
、チャンストップ（ＣＨＡＮＳＴＯＰ）１頂域が用いら
れる。酸化吻狽域（４１）もまた回路の一部である。こ
の酸化物は通常Ｓｃ Ｏ２で、しばしば電界用酸化物又
はＦＯＸ狽域とよばれる。ポリシリコン鎖酸（４２）及
びアルミニウム領域（４３）もまた、ガラス領域（４４
）（通常シんカラス）とともに示されている。回路全体
がプラスマ重合ポリシロキサン（４５）の層で被覆され
ている。通常厚さは０．５ないし２ミクロンの範囲で変
化する。
つけた各種の形状を有する典型的な集積回路（４０）の
断面図である。回路は単一タブ、単一ポリシリコン構造
を有し、５ミクロン設計ルールを示すＣＭＯ８（相補金
属・酸化物・半導体）回路として説明すると便利である
。集積回路の正確な形状は本発明を理解するには重要で
はなく、簡単に述べる。回路の基板は比較的高濃度ｎド
ープシリコン（典型的な場合、おおよそ１立方センチメ
ートル当り１０′８ 原子の濃度範囲のりんトープ）
で作られる。この領域は図でｎ＋ と印されている。（
１］−と印きれた）より低濃度トープ領域がｎ＋頭域と
Ｐ 領域、ｎ チャネルＵＢ 及びｐ＋ チャネルなどと印された他の各イＪｉ ｉｆ
ｉ域を被榎する。領域を相互に心気的に分離するだめに
、チャンストップ（ＣＨＡＮＳＴＯＰ）１頂域が用いら
れる。酸化吻狽域（４１）もまた回路の一部である。こ
の酸化物は通常Ｓｃ Ｏ２で、しばしば電界用酸化物又
はＦＯＸ狽域とよばれる。ポリシリコン鎖酸（４２）及
びアルミニウム領域（４３）もまた、ガラス領域（４４
）（通常シんカラス）とともに示されている。回路全体
がプラスマ重合ポリシロキサン（４５）の層で被覆され
ている。通常厚さは０．５ないし２ミクロンの範囲で変
化する。
第５図はｐ形チャネル（ｐｃｈＪ 及びｎ形チャネル
（ｎｃｈ）とともに、ＰＴＵＢ及びＮＴＵＢを有するよ
り仮雑なＣＩＶＩＯ８回路（ｂＯ）の側面を示す。また
高濃度トープｐ形（ｐ＋）及び高濃度トープ１〕形（ｎ
＋）領域もある。ある榎の醸成は通常Ｓｃ Ｏ２ででき
た非常に薄い酸化物層（５１）及びしばしば電界用酸化
物又はＦＯＸとよばれるある程度厚い酸化物層（ｂ２）
（やはり通常Ｓｉ Ｏ２である）を有する。才だＴａδ
匂の層（５３） 、（Ｌばしば多結晶シリコンも同じ性
能で用いられる）及び通常アルミニウムでできた各種の
導電層（５４）がある。シんガラス（５５）の層もまた
、構造中で用いられる。キャップ層（５６）として、ポ
リシロキサン層がトリメチルメトキシシランのプラズマ
誘起重合によシ、構造全体上に形成される。薄膜は保護
層として用いられ通笥１ミクロンの厚さである。
（ｎｃｈ）とともに、ＰＴＵＢ及びＮＴＵＢを有するよ
り仮雑なＣＩＶＩＯ８回路（ｂＯ）の側面を示す。また
高濃度トープｐ形（ｐ＋）及び高濃度トープ１〕形（ｎ
＋）領域もある。ある榎の醸成は通常Ｓｃ Ｏ２ででき
た非常に薄い酸化物層（５１）及びしばしば電界用酸化
物又はＦＯＸとよばれるある程度厚い酸化物層（ｂ２）
（やはり通常Ｓｉ Ｏ２である）を有する。才だＴａδ
匂の層（５３） 、（Ｌばしば多結晶シリコンも同じ性
能で用いられる）及び通常アルミニウムでできた各種の
導電層（５４）がある。シんガラス（５５）の層もまた
、構造中で用いられる。キャップ層（５６）として、ポ
リシロキサン層がトリメチルメトキシシランのプラズマ
誘起重合によシ、構造全体上に形成される。薄膜は保護
層として用いられ通笥１ミクロンの厚さである。
第６図は更に幾分複雑な構造（６０）を示し、第６図に
示された多くの要素には、ケート酸化？Ｊ（６１）、電
界用酸化物（６２）、Ｔａ５４．２層（６３）、りんガ
ス層（６４）及びアルミニウム層（６５）が含まれる。
示された多くの要素には、ケート酸化？Ｊ（６１）、電
界用酸化物（６２）、Ｔａ５４．２層（６３）、りんガ
ス層（６４）及びアルミニウム層（６５）が含まれる。
回路の大部分を被覆するポリシロキサン層（６６）も示
されている。この回路と第５図に示された回路の具体的
な運いは、ノ＝部アルミニウム金属層に選択的に接触を
作るため、上部アルミニウム金属層を用いていることで
ある。ここで、ポリシロキサンは封入層としてだけでな
く、アルミニウムの最上部を回路の他の部分から分離す
るだめの中間誘電体としても用いられている。
されている。この回路と第５図に示された回路の具体的
な運いは、ノ＝部アルミニウム金属層に選択的に接触を
作るため、上部アルミニウム金属層を用いていることで
ある。ここで、ポリシロキサンは封入層としてだけでな
く、アルミニウムの最上部を回路の他の部分から分離す
るだめの中間誘電体としても用いられている。
第１図は各種のアルキルアルコキシシランから作られた
ポリシロキサン薄膜に対する誘祇足畝の同じデータのグ
ラフを示す図、第２図は各種のアルキルアルコキシシラ
ンから作られたポリシロキサン薄膜に対する降伏′眠圧
の同じデータのグラフを示す図、第３図は谷４重のアル
キルアルコキシシランから作られたポリシロキサン薄膜
の場合の膜厚に対する熱効果の同じデータのグラフを示
す図、 第４図はポリシロキサン材料で作られたキャップ層全含
む典型的な集積回路のめる種の巽素を示す回路の一部の
断面図、 ４５図は本発明の一実施例に従い作られたキャップ材料
を有するより複雑な集積回路の一部の断面図、 第６図はアルミニウム金属部の二階層を分離するため、
ポリシロキサンが中間誘電体として用いられる集積回路
の一部の断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ポリシロキサン薄ｊ摸・・・・・・４５出 願 人 ：
ウェスターン エレクトリックカムパニー，インコ
ーポレーテツド
ポリシロキサン薄膜に対する誘祇足畝の同じデータのグ
ラフを示す図、第２図は各種のアルキルアルコキシシラ
ンから作られたポリシロキサン薄膜に対する降伏′眠圧
の同じデータのグラフを示す図、第３図は谷４重のアル
キルアルコキシシランから作られたポリシロキサン薄膜
の場合の膜厚に対する熱効果の同じデータのグラフを示
す図、 第４図はポリシロキサン材料で作られたキャップ層全含
む典型的な集積回路のめる種の巽素を示す回路の一部の
断面図、 ４５図は本発明の一実施例に従い作られたキャップ材料
を有するより複雑な集積回路の一部の断面図、 第６図はアルミニウム金属部の二階層を分離するため、
ポリシロキサンが中間誘電体として用いられる集積回路
の一部の断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ポリシロキサン薄ｊ摸・・・・・・４５出 願 人 ：
ウェスターン エレクトリックカムパニー，インコ
ーポレーテツド
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 半導体材料及び導電性要素から成る半導 ５゜
体装置において、 該装置は、更に、３個までの炭素原子を含むアルキル及
びアルコキシ類を有する少くとも１つのアルキルアルコ
キシシランを ６゜プラズマ誘起重合してできだポリ
シロキサン薄膜を含むことを特徴とする装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載きれた装置において、
７アルキル類はメチ
ル類であることを特徴とする装置。 ３、 特許請求の範囲第２項に記載された装置において
、 ８゜アルコキシ
類はメトキシ類であることを特徴とする装置。 ４、 特許請求の範囲第３項に記載された装置において
、 ９アルキルアー、
ルコキシシランはトリメチルメトキシシランであること
を特徴とする装置。 特許請求の範囲第１項に記載された装置において、 導電性要素はアルミニウムから成ることを特徴とする装
置。 特許請求の範囲第１項に記載された装置において、 ポリシロキサン薄膜の厚さは００５ないし１００ミクロ
ンであることを特徴とする装置。 特許請求の範囲第６項に記載された装置において、 ポリシロキサン薄膜の厚さｉｄ Ｏ，５ないし１０ミク
ロンであることを特徴とする装置。 特許請求の範囲第７項に記載された装置において、 ポリシロキサン薄膜の厚さは０．５ないし２．０ミクロ
ンであることを特徴とする装置。 特許請求の範囲第１項に記載された装置において、 導電性要素の少くとも二つは、２ミクロン以下の間隙を
有することを特徴とする装置６゜ １０、 ｆｌ’ｆ凶−請求のｆｌｉα囲第１項第１項
きれた装置において、 半導体材料はシリコン、カリウムひ素及びケルマニウム
から選択されることを特徴とする装置。 １１ 特許請求の範囲第１０項に記載された装置にお
いて、 半導体材料はシリコンであることを特徴とする装置。 １２、特許請求の範囲第１１項に記載さ八た装置直にお
いて、 半導体装置はメモリ回路であることを特徴とする装置。 １３ 特許請求の範囲第１１項に記載された装置（で
おいて、 半導体装置は論理回路であることを特徴とする装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US40800582A | 1982-08-13 | 1982-08-13 | |
| US408005 | 1982-08-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5948929A true JPS5948929A (ja) | 1984-03-21 |
Family
ID=23614453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58145809A Pending JPS5948929A (ja) | 1982-08-13 | 1983-08-11 | 半導体装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5948929A (ja) |
| BE (1) | BE897503A (ja) |
| CA (1) | CA1204527A (ja) |
| DE (1) | DE3329065A1 (ja) |
| FR (1) | FR2531811B1 (ja) |
| GB (1) | GB2125423B (ja) |
| IT (1) | IT1203708B (ja) |
| NL (1) | NL8302845A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60225447A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS62106632A (ja) * | 1985-10-31 | 1987-05-18 | インタ−ナショナル ビジネス マシ−ンズ コ−ポレ−ション | 有機ガラス絶縁層を形成する方法 |
| US4732841A (en) * | 1986-03-24 | 1988-03-22 | Fairchild Semiconductor Corporation | Tri-level resist process for fine resolution photolithography |
| JPH02291129A (ja) * | 1989-04-28 | 1990-11-30 | Nec Corp | 半導体装置 |
Families Citing this family (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| EP0204631A3 (en) * | 1985-06-04 | 1987-05-20 | Fairchild Semiconductor Corporation | Semiconductor structures having polysiloxane leveling film |
| US4756977A (en) * | 1986-12-03 | 1988-07-12 | Dow Corning Corporation | Multilayer ceramics from hydrogen silsesquioxane |
| US4911992A (en) * | 1986-12-04 | 1990-03-27 | Dow Corning Corporation | Platinum or rhodium catalyzed multilayer ceramic coatings from hydrogen silsesquioxane resin and metal oxides |
| US4749631B1 (en) * | 1986-12-04 | 1993-03-23 | Multilayer ceramics from silicate esters | |
| US4753855A (en) * | 1986-12-04 | 1988-06-28 | Dow Corning Corporation | Multilayer ceramic coatings from metal oxides for protection of electronic devices |
| JPS63213347A (ja) * | 1987-02-27 | 1988-09-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置 |
| US4847162A (en) * | 1987-12-28 | 1989-07-11 | Dow Corning Corporation | Multilayer ceramics coatings from the ceramification of hydrogen silsequioxane resin in the presence of ammonia |
| IT1226701B (it) * | 1988-07-29 | 1991-02-05 | Eniricerche Spa | Procedimento per la deposizione di organosilani su substrati di silicio o di ossido di silicio per dispositivi del tipo eos o chemfet. |
| DE9206834U1 (de) * | 1992-02-21 | 1993-06-17 | Robert Bosch Gmbh, 70469 Stuttgart | Anschlußteil |
| JP2934353B2 (ja) * | 1992-06-24 | 1999-08-16 | 三菱電機株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
| EP0731982B1 (en) | 1992-07-04 | 1999-12-01 | Trikon Equipments Limited | A method of treating a semiconductor wafer |
| EP0642167A3 (en) * | 1993-08-05 | 1995-06-28 | Matsushita Electronics Corp | Semiconductor device with capacitor and manufacturing process. |
| US5858880A (en) * | 1994-05-14 | 1999-01-12 | Trikon Equipment Limited | Method of treating a semi-conductor wafer |
| KR100440233B1 (ko) | 1996-08-24 | 2004-07-15 | 트리콘 이큅먼츠 리미티드 | 반도체 기판 처리방법 |
| TW437017B (en) * | 1998-02-05 | 2001-05-28 | Asm Japan Kk | Silicone polymer insulation film on semiconductor substrate and method for formation thereof |
| TW524883B (en) * | 2000-05-22 | 2003-03-21 | Jsr Corp | Composition for film formation, process for producing composition for film formation, method of film formation, and silica-based film |
| US7834119B2 (en) | 2002-04-18 | 2010-11-16 | Lg Chem, Ltd. | Organic silicate polymer and insulation film comprising the same |
| WO2007064065A2 (en) | 2005-11-30 | 2007-06-07 | Lg Chem, Ltd. | Microcellular foam of thermoplastic resin prepared with die having improved cooling property and method for preparing the same |
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|---|---|---|---|---|
| FR1347948A (fr) * | 1961-12-15 | 1964-01-04 | Pacific Semiconductors | Procédé d'estérification du bioxyde de silicium à la pression atmosphérique |
| JPS5850417B2 (ja) * | 1979-07-31 | 1983-11-10 | 富士通株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| JPS5760330A (en) * | 1980-09-27 | 1982-04-12 | Fujitsu Ltd | Resin composition |
-
1983
- 1983-07-14 CA CA000432475A patent/CA1204527A/en not_active Expired
- 1983-08-01 FR FR8312637A patent/FR2531811B1/fr not_active Expired
- 1983-08-10 BE BE0/211328A patent/BE897503A/fr not_active IP Right Cessation
- 1983-08-10 GB GB08321502A patent/GB2125423B/en not_active Expired
- 1983-08-11 JP JP58145809A patent/JPS5948929A/ja active Pending
- 1983-08-11 DE DE19833329065 patent/DE3329065A1/de not_active Withdrawn
- 1983-08-12 NL NL8302845A patent/NL8302845A/nl not_active Application Discontinuation
- 1983-08-12 IT IT22560/83A patent/IT1203708B/it active
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|---|---|
| GB2125423A (en) | 1984-03-07 |
| FR2531811B1 (fr) | 1986-10-31 |
| GB2125423B (en) | 1985-09-04 |
| NL8302845A (nl) | 1984-03-01 |
| DE3329065A1 (de) | 1984-02-16 |
| IT8322560A0 (it) | 1983-08-12 |
| BE897503A (fr) | 1983-12-01 |
| IT1203708B (it) | 1989-02-15 |
| CA1204527A (en) | 1986-05-13 |
| GB8321502D0 (en) | 1983-09-14 |
| FR2531811A1 (fr) | 1984-02-17 |
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