JPS60148149A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPS60148149A
JPS60148149A JP433284A JP433284A JPS60148149A JP S60148149 A JPS60148149 A JP S60148149A JP 433284 A JP433284 A JP 433284A JP 433284 A JP433284 A JP 433284A JP S60148149 A JPS60148149 A JP S60148149A
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wiring
integrated circuit
semiconductor integrated
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circuit device
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Tetsuya Honma
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体集積回路装置の配線法に関し、特に、
有機高分子重合体を層間絶縁膜及び配線材料として用い
る方法に関する。
従来、多層配線に用いる層間絶縁膜として、シリコン酸
化膜、シリコン窒化膜などの無機化合物、ポリイミドな
どの有機高分子化合物が用いられ、配線材料としては、
主にアルミニウムやポリシリコンが用いられてきた。
集積回路では、素′子間の寄生チャンネルを防止するた
め、素子間全0.8μm程度の厚さに酸化(LOGO8
) L、素子分離を行ったシ、又、0.5〜1μm程度
のゲート電極が存在する等のために表面に凸凹が生じる
。そのため、多層配線を行う場合には、アルミニウム配
線の切断を防ぐためには表面を平坦化する必要がある。
また、アルミニウムが配線として使われているためプロ
セス温度全低温化する必要がある。従来、半導体集積回
路装置の表面を平坦化する主なる方法として、エッチバ
ック法、バイアススパッタ法がある。エツチノくツク法
は、配線アルミニウム上に絶縁膜を通常のCVD法で形
成し、その後、レジストなどを塗布しゃ表面を平坦化し
た後、表面からある一定の厚さをエツチングして記載ア
ルミニウム上の絶縁膜の凸部を取シ除いて平坦化する技
術である。ノくイアススバッタ法は、絶縁膜をスノくツ
タ法で形成するとき、基板側に若干のバイアスをかけて
、段部の形状をなだらかにする方法である。
しかしながら、これら従来の表面平坦化法では以下の欠
点があった。すなわち、エツチノくツク法では、絶縁膜
とレジストとのエツチング速度が同じになるようにエツ
チング条件を設定する必要がアシ、エツチングを途中で
止めるため、プロセスの精密制御が重要になるという難
点があった。2(イアススバッタ法では、基板にかける
)くイアスが太きけねば、平坦化の程度も大きくなるが
、・くイアスを大きくすると、デバイスの損傷が増え、
膜の付着速度が遅くなるので、バイアスは、デノくイス
の種類と構造により最適化しなければならないという難
点があった。
したがって、本発明の目的は、上記問題点を解消した半
導体集積回路装置の配線法を提供するこにある。
本発明は、半導体集積回路装置の配線法において、特に
ボリアスチレン、ボリノくラフエニレン、ポリピロール
等の有機高分子重合体を層間絶縁膜として用いること、
該有機高分子重合体表面及び各層間を選択的に高導電性
化せしめ、配線として用いることを特徴とする。
本発明によると、層間絶縁膜としてポリアセチレン、ホ
リパラフエニレン、ポリピロール等の有機高分子重合体
を用いる半導体集積回路装置の多層配線法において、該
有機高分子重合体を、気相反応法によシ、ヨウ素(It
)、塩素(C’2)等のノ・ロゲンや、5フツ化ヒ素(
AsF八ルへス酸、プロトン酸を用い、又、イオン注入
法によハ 5フッ化ヒ素(AsF、)、臭素(Brt)
、ホウ素(ハ)などを用い、選択的に高導電性化せしめ
、配線を行うことが可能となり、金属材料による配線を
必要とせず、極低温で、特に室温でも多層配線を行うこ
とが可能となるという大きな利点を有する。さらに、該
有機高分子重合体を選択的に高導電性化せしめた部分が
配線として用いられるため、表面を平坦化する必要がな
い。さらに、該有機高分子重合体と、気体をうまく選択
することにより、例えば、ポリアセチレンを用いた場合
、該配線部分をアンモニア(NH3)気体にさらすこと
により、アンモニアと、電子受容性試薬との反応がおこ
シ、再び高絶縁性化することが可能となり7、比紋的簡
単に再配線を行うことが可能となるという利点も合せも
つ。
次に、本発明を実施例に基づき、図面を用いて説明する
本実施例では、有機高分子化合物として、触媒重合法に
よつて重合したポリアセチレン用い、重子受答性試薬と
して5フフ化ヒ素を用い、これ全添加する方法として気
相皮革法を用いた。
第1図は、本発明に基づいて作製したMO8a半導体集
積回路装置の構造及びその製造工程を示す断面図である
。第1図(a)において、P型シリコン基板101に、
下側にチャンネルストソバ−102,102’を持つ厚
さ0.8μm、1ff1度のシリコン酸化膜103.1
03’を形成し、次に約45OAのゲート酸化膜104
を形成した後、ゲートとなる約0.5μmのポリシリコ
ン層105を形成する。さらにソース領域106、ドレ
イン領域106を形成し、ポリシリコン電極108.1
09を形成する。
次に第1図Φンに示すように2μmの厚さのポリアセチ
レン(CH)x 110を膜状に重合形成する。
この時、ポリアセチレン(CH)x膜は、トリエチルア
ルミニウム(AA! (02H6)8 )−テトラブト
キジチタニウム(Ti (QC,Ho)4)系のチグラ
ー・ナツタ 〜触膜で、 kl/’I’i比をモル比で
4とし、トルエンを硫媒として、真空中、室温でアセチ
レン(CK=CH,)ガスを500〜600m1Hpの
圧力で1分間導入することによりて重合する。重合した
ポリアセチレン(CH)x は、40チがトランス型構
造であシ、室温で3チ/日の割合でトランス型構造が増
加し、最終的にトランス型構造が98チとなり安定化し
、絶縁膜としての性質を有している。
次に、残留触媒をトルエンやヘキサンなどで洗浄し、フ
ォトレジストを塗布し、露光・現像することによ多層間
の配線すべき部分のみが現れるようにする。その後、真
空中で5フッ化ヒ素(AsFll)を0.5Torrの
圧力で1分間導入することにより、フォトレジストのな
い部分の導電率は2×102VCInとなシ、その後、
フォトレジストを剥離して、第1図0に示すようにポリ
シリコンとの間の配線111は完了する。
以上の方法により、高絶縁性を有するポリアセチレン(
CH)x を選択的に高導電性化せしめ配線を行うこと
が可能となり、金属材料による配線を必要せず、段差に
よる配線切れがなく、極低温で持に室温でも多層配線を
行うことが可能となるという大きな利点を有する。
上記の高導電性化せしめた部分は、アンモニア(NH,
)ガステ、その圧力をITorrとし、10分間さらす
ことによシ、再び高絶縁性化せしめることが可能であシ
、誤配線があった場合には、再配線を行うことが可能で
あるという利点も有する。
第2図は、本発明の第2の実施例を示すものであり、第
1図00上にさらにポリアセチレン(CH)xノ絶縁部
分113、層間の配線−分’114表面の配線部分11
5t−形成することによって2層目の配線を行うことが
可能となる。第2図で、配線112は、第1層目のポリ
アセチレン((Jl x表面部分の配線でちる。さらに
、以上の工程をくり返すことによシ、多層のi線が可能
となる。
第3図は、本発明の層間絶縁膜及び配線として用いたポ
リアセチレン(CH)x と、電子受容性試薬である5
フッ化ヒ素(ASr、)とを室温で0.1Torrで気
相反応せしめた時の実験結果でl、lXl0−’S/z
の導電率を有する高絶縁体から、60秒間の反応によシ
、2×10tS/cIrLの導電率を有する良導体とな
ることがわかる。反応後は熱処理等の処理は一切不要で
ある。
第4は、ポリアセチレン(CH)xの高導電性化せしめ
た部分とアンモニア(NH3)ガスとを室温で1’l’
orrの圧力で気相反応せしめた時の実験結果である。
2×10tS/crrLの導電率を有する良導体からl
Xl0−’S〆薄の導電率を有する高絶縁体となること
がわかる。反応後は、熱処理等の処理は一切不要である
以上の方法によって多層配線を行った結果、ポリアセチ
レン(CH)x の眉間絶縁膜としての絶縁性、配線部
分の導電性は良好であシ、断線は全くないものであった
。さらに、本発明は、比較的簡単な工省で極低温、特に
室温でも多層配線を行うことが可能となり、半導体集積
回路装置の製造方法として非常に有益である。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)乃至(C)は、本発明の実施例にポリアセ
チレンを眉間絶縁膜及び配線材料として用いた半導体集
積回路装置の製造工程を示す断面図である。 第2図は、本発明に基づいて多層配線を行った時の素子
構造を示す一部断面斜視図である。 第3図は、本発明の層間絶縁膜及び配線材料として用い
たポリアセチレンの導電率制御を示すグラフである。同
図で、横軸は反応時間、縦軸は導電率である。 第4図は、本発明の眉間絶縁膜及び配線材料として用い
たポリアセチレンの導電率制御を示すグラフである。同
図で横軸は反応時間、縦軸は導電率である。 第1図において、101・・・・・・シリコン基板、1
02.102’・・・・・・チャンネルストッパー、1
03.103’・・・・・・シリコン酸化膜(LOCO
8)、104・・・・・・ゲート酸化膜、105・・・
・・・ゲートポリシリコン電極、106・・・・・・リ
ース領域、107・・・・・・ドレイン領域、108・
・・・・・ソースポリシリコン電極、109・・・・・
・ドレイン・ポリシリコン電極、110・・・・・・ポ
リアセチレン(CH) x (2μm厚)絶縁領域、1
11・・・・・・ポリアセチレン(CH)x層間配線領
域、112・・・・・・ポリアセチレン(CH>X表面
配線領域である。 第2図において、101・・・・・・シリコン基板、1
02.102’・・・・・・チャンネルストッパー、1
03.103’・・・・・・シリコン酸化膜(LOCO
8)、104・・・・・・ゲート酸化膜、105・・・
・・・ゲートポリシリコン電極、106・・・・・・ソ
ース領域、107・・・・・・ドレイン領域、108・
・・・・・ソースポリシリコン電極、109・・・・・
・ドレイン・ポリシリコン電極。 110・・・・・・ポリアセチレン(CH)x(2μm
i)絶縁領域、111・・・・・・ポリアセチレン(C
H)x層間配線領域、112・・・・・・ポリアセチレ
ン(CM)x表面配線領域、113・・・・・・第2層
目ポリアセチレン(CH) x(2μm厚)絶縁領域、
114・・・・・・ポリアセチレン(CH) x 層間
配線領域、115・・・・・・ポリアセチレン(CH)
x表面配線領域である。 第1図 (況)(C) 第2図

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)有機高分子重合体を層間絶縁膜として用いる集積
    回路装置において、該有機高分子重合体の少くとも一部
    分を高導電性化せしめたことを特徴とする半導体集積回
    路装置。
  2. (2)前記有機高分子重合体として、ポリアセチレン、
    ポリパラフェニレン、ポリピロールを用いることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項に記載した半導体集積回路
    装置。
  3. (3) 直下層の配線部分までを、選択的に高導電性化
    せしめることによシ、各層間の配線を行うことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項に記載した半導体集積回路装
    置。
  4. (4)有機高分子重合体を重合し、半導体基板上に触媒
    反応による重合法また。はプラズマ反応による重合法を
    用てその少くとも一部分を高11111L性化すること
    t−特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
  5. (5)前記有機高分子重合体の一部分を高導電性化せし
    めるためにイオン注入法、気相拡散法による電子受容性
    試薬を添加することを特徴とする特許請求の範囲第4項
    に記載した半導体集積回路装置の製造方法。
  6. (6)前記電子受容性試薬として、気相拡散法では、ヨ
    ク紫(It)、塩素(04g)などのハロゲン分子、5
    フッ化ヒ素(AsFり、5フッ化リン(PFりなどのル
    イス酸、または硫酸(H,80,) 、硝酸(HNO,
    )などのプロトン酸を、イオン注入法では、5フツ化ヒ
    素(AsF、) 、臭素(Brりまたはホク菓0を用−
    ることを特徴とする特許請求の範囲第5項忙記載した半
    導体集積回路の製造方法。
  7. (7)有機高分子重合体の高導電性化せしめた部分を、
    アンモニア(WaS )気体によつて高絶縁性化せしめ
    ることによって、再配線を行うことを特徴とする特許請
    求の範囲第4項に記載した半導体集積回路装置の製造方
    法。
JP433284A 1984-01-13 1984-01-13 半導体集積回路装置の製造方法 Granted JPS60148149A (ja)

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JPH0231494B2 JPH0231494B2 (ja) 1990-07-13

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6414938A (en) * 1987-07-08 1989-01-19 Nec Corp Forming method of multilayered interconnection

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5848941A (ja) * 1981-09-18 1983-03-23 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法
JPS5848942A (ja) * 1981-09-18 1983-03-23 Fujitsu Ltd 半導体装置とその製造方法

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