JPS6185841A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分ＩＰ） この発明は、多層配線における段差部での下層の導電層
と上層の導ｇ層の短絡および上層の導電層の断線を解決
するようにした半導体装置の製造方法に関する。

（従来の技術） 従来の多層配線構造の半導体装置の製造方法としては、
たとえば、特願昭５９−６１１７５号。

特公昭５１−１５９５７号公報などにより提案されてい
る。

このうちの代表的な一例として、特願昭５９−６１１７
５号を例にとって説明する。第４図（ＩＬ）〜第４図（
ｄｌはその工程説明図である。

まず、第４図ｔａ＋に示すようにＰ型またはＮ型の拡散
層２が形成された半導体基板１上に、例えば酸化膜など
の第１絶縁ｌｌｌ３を形成する。

次に、第４図（ｂｌに示すように、拡散Ｗｊ２とコンタ
クトをとるための窓を、絶ｎ層３に設けた後、金属膜、
例えばｈｔＢを蒸着などで形成し、拡散層２とフンタク
トをとるための導電Ｗ３４ａと配線となる導電ＷＩ４ｂ
を７オトリソ技術で形成する。

次に、第４図（Ｃ１に示すように、導電層４ａ、４ｂを
含む第１絶縁層３上にＣＶＤ法などによりリンガラス酸
化膜などを形成し、第２絶縁層５とする。

次に、第４図（ｄｌに示すように、第２絶ｎＪＦ１５に
ブオトリソ技術により、選択的に第１導電ＪＦｉ　４　
’上にコンタクトをとるための窓を設けた後、この窓を
含む第２絶縁層５上にアルミ膜などの金Ｆ！４膜を形成
する。その後、フォトリソ技術により必要な配線層、つ
まり第２導電ＷＩＩ６を形成する。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、第４図１ｄｌに示されているような半導
体装置には、次のような欠点がある。第４図１ｄｌにお
いて、第２絶縁層５は下層の第１導電層４ｍ、４ｂなど
と同じ凹凸状の表面段差を示す形になり、丸印Ａにおけ
る段差部で、第２導電Ｆ１６が薄くなったり、切れたり
する、いわゆる段切れを生じろ。

また、第５図の円Ａの部分で明らかなように、第２絶縁
層５は下層の第１導電層４ａなどの端の部分の丸印Ｂ（
第４図［ｄｌ）で薄（なるため、この第４図（ｄｌに示
す丸印Ｂにおいて、第１導ｔＰ５４　ａと第２導電層６
間の絶縁耐圧が著しく低下するという欠点を有している
。

これらの欠点を解消するため、各種の技術が開発されて
お与、例えば、代表的なものとして、アルミの陽極酸化
を用いたもの（特公昭５６−１０７８８号公報）、配線
傾斜エツチングによるもの（特公昭４９−４１７７号公
報）、低温アルミナ膜によるもの（特公昭５１−１５９
５７号公報）、ボリイξド四脂膜によるもの（特公昭５
６−５５０２号公報）などがあるが、これらの先行技術
の方法には一長一短があり、必ずしもよい解決方法でミ
よない。

この発明は、前記従来技術が持っている多層配線におけ
る段差部での下層の導電層と上層の導電層の短絡および
上層の導Ｔｉ層の断線について解決した半導体装置の製
造方法を提供するものである。

（問題点を解決するための手段） この発明は、半導体基板上の第１絶縁層上に第１導電層
を形成する工程と、この第１導電ｍの下の第１絶縁層を
除く第１絶縁層の表面上にリンをドープしたリンドープ
絶縁層を形成する工程と、第１導電層を含む第１絶縁Ｒ
８よびリンドープ絶縁膜上にＣＶＤ法により第２４ｊ！
ｌ縁層を形成する工程と、この第２絶縁層上に第２導Ｔ
ＩＮを形成する工程とを経るものである。

（作　用） この発明によれば、以上のような工程を経るので、第１
絶縁層上に第１導ｍ１ＦＪを形成し、この第１導電層を
形成した部分以外の第１絶ｎ層上にリンドープ絶縁膜を
形成することによゆ、第１１８繰層およびリンドープ絶
縁層上にＣＶＤ法により第２４ａ縁層を形成する際に、
リンドープ絶縁層上の第２絶縁層の成長が速くなり、第
１導電層上の第２絶ｎＭと第１絶縁層上の第２絶縁層の
膜厚の差を減少し、第２絶ｎ層全面を平坦化され、した
がって、前記問題点を解決できる。

（実施例） 以下、この発明の半導体装置の製造方法の一実施例を第
１図ｔａ＋〜第１図（ｆｌを用いて説明する。まず第１
図（ｍｌに示すように、Ｐ型またはＮ型拡散層１２が形
成された半導体基板１１上に、例えば、酸化膜などの第
１絶縁Ｗ１１３を形成する。

次に、第１図（ｂｌに示すように、第１絶縁Ｆｔ１３の
表面上に、拡散Ｗ１１２とコンタクトをとるための窓を
設けた後、導電Ｐ５１４を、例えばＡＩを蒸着などで５
０００人〜９０００人形成する。

次に、第１図ｔｅｌに示すように、導電Ｐ５１４上にレ
ジストをコーティングして、拡散層１２とコンタクトを
とるための導電層や配線となる導電層上にレジスト１５
を設け、導電層１４をエツチングして、拡散層１２とコ
ンタクトをとるための導電層１４ａと配線となる導電層
１４ｂを形成する。

次に第１図（ｄｌに示すように、第１絶縁Ｗ１１３やレ
ジスト１５の表面上に、イオン注入技術を使用してＩ　
Ｘ　１０　”ｃｍ−’程度のＩＳ濃度のリンをドープし
た１０００〜２０００人位のリンドープ絶縁Ｗ！１１６
を第１絶縁Ｒ１３上に形成する。

次に、第１図（ｅ）に示すようにレジスト１５を除去し
て、導電Ｑ１４ａ、１４ｂを含むリンドープＩａ　Ｉｔ
層１６上に常圧ＣＶＤ法により、リンガラスや酸化膜を
３００℃〜５００℃の低温常圧で５０００人〜８０００
人形成し、第２絶ｎ后１７とする。

次ニ、Ｆ　ｌ　図１ｆｌｌｃ示スヨウ＋ｃ、第２　ｖＡ
縁７５１７にフォトリソ技術により、選択的に第１導電
層１４ａ上にフンタクトをとるための窓を設け、この窓
を含む第２絶縁層１７上に導電層を、例えば、ＡＩを蒸
着などで８０００人〜１００００人形成する。その後、
フォトリソ技術により、必要な配置＊ＪＦＪつまり第２
導電層１８を形成する。

この発明の特徴的なところは、第１導電層下の第１絶縁
Ｒ１３を除く第１絶縁層１３上のＰＳＧ（リンドープ絶
ｎ層１６）によって、第２絶縁層１７の成長速度が高く
なることを利用したものである。すなわち、下地がＰＳ
Ｇの第１絶縁層１３のところは、従来例と比較して膜厚
の成長速度が速くなる。導電層１４ａ、１４ｂ上では、
従来例と膜厚の成長速度は変らない。

したがって、選択的に成長することにより、第１図ｆｆ
）からも明らかなように、段差部におけろ第２絶縁層１
７の段差Ｃを軽減することができろ。

ここで、従来の製造方法とこの発明の製造方法によって
得られた半導体装置を表にして対比すると、次の第１表
の通りである。

く第　１　表〉 この第１表において、ＣＶＤ膜は、酸化膜でもリンドー
プ膜でも、この効果は変らない。この効果は実験的にＣ
ＶＤの成長温度が低い程大きい。

したがって、ＣｖＤの反応が生じる範囲で最も低い温度
（３００〜４００℃）が好ましい。

この発明では、常圧ＣＶＤ膜成長速度の下地表面濃度依
存性を利用して成長を行っている。第２図（絶縁膜中の
リン量対比ＣＶＤ膜の成長速度比）に示すように、下地
絶縁層中のリン量が増加すると、ＣＶＤ膜成長速度も増
加する関係がある。下地絶縁層中にリンを含まない場合
（丸印の位置）に比べて、下地絶縁層にリンを含んだ場
合は、ＣＶＤ膜の成長速度が増加する。

この現象を利用して、第２絶縁層１７を常圧ＣＶＤ法に
より形成する場合、第１絶縁層１３の表面上にリンをド
ープした絶縁層を形成したとき（この発明）は、第１絶
縁ＪｌｌＪ１３の表面上にリンをドープした絶縁層を形
成しないとき（従来）に比べて、ＣＶＤ１５１の成長速
度が増加するため、第１艷縁１７４９１３上のＣＶＤ膜
の厚さが厚（なる。

第５図に示した従来の製造方法と第３図に示したこの発
明による製造方法で形成された第２絶縁ＦｙＡ１７の断
面図かられかるように、従来例の丸印Ａ部に比べて、こ
の実施例の丸印Ａ部では、リンをドープした絶縁層を形
成してい、るため、第２絶譚層１７のｙＩＩ！Ｌが、従
来例に比べて厚くなることにより、導電ｒｆ’ｉ　１４
　以上の第２絶縁層１７の膜厚とリンをドープした絶縁
層１６上の第２絶縁層１７の膜厚差が大幅に減少する。

したがって、この発明による製造方法を使用した場合、
第１図（ｆｌに示すように、丸印Ｃ部において、第２導
Ｔ１Ｍ　１　Ｂが薄くなったり、切れたりすることが大
幅に減少する。また丸印り部において、第１導電層とし
ての導電層１４ａの端の部分で、第２　ｔｌ！！縁層１
７が薄くなることが大幅に減少し、これにより導電層１
４ｍと第２導ｒｉ７１１１１８の短絡も大幅に減少する
。

この発明に使用したリンをドープしたリンドープ絶縁層
上とリンをドープしない第１絶縁ｒ？ｉ３上のＣＶＤ膜
成長速度の違いについての詳しい現象は、まだ解明され
ていないが、ｍ２図に示すような実験結果が得られてい
る。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明によれば、第１導
ｍ屑の下の第１絶縁層を除く第１絶ｎＦＪ上にＣＶＤ法
によりリンドープ絶ｆｉ層を形成して第２他縁層を形成
することにより、この第２絶縁層の成長速度を速くでき
、第１導電層上の第２絶縁ばの膜厚と第１絶縁層上の第
２絶縁層の膜厚の差を減少して第２絶縁層全面を平坦化
できる。

これにともない、多層配線における段差部での下層の導
電層と上層の導電Ｈの短絡および上層の導ｒｉ層の断線
を防止できる効果をスする。

【図面の簡単な説明】

第１図ｔａ＋ないし第１図（ｆｌはこの発明の半導体装
厩の製造方法の一実施例の工程説明図、第２図は同上半
導体装置の製造方法におけろ第１＄１！ｌ縁だ中のリン
量比とＣＶＤｆｉの成長速度比の関係を示すグラフ、第
３図はこの発明の半導体装置の製造方法によって得られ
た半導体装置におけろ第１導電層と第２絶縁層との段差
部分を第５図と対比して説明するための図、第４図（ａ
ｌないし第４図（ｄｌはそれぞれ従来の半導体装置の製
造方法の一実施例の工程説明図、第５図は従来の半導体
装置の製造方法によって得られた半導体装置における第
１導電層と第２絶ｎ層との段差部分を説明するための図
である。 １１・・・半導体基板、１２・・・拡散層、１３・・・
第１絶縁層、１４ｍ、１４ｂ・・第１導電層、１６・・
・リンドーヅ絶縁層、１７・・第２絶縁層、１８・・・
第２導電層。 ■１３手導体蟇扱 １２、拡敷７１ｉ １３゛町耽情、！１ ４ａ、１４ｂ＋１１４を眉 １６：リソトブ＋乞今翫５ Ｉ７・第２耗作屈 １８：算２濤電屡 第２図 云 糸と糸お輿中のりソ責比 第４図 第３図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体基板上の第１絶縁層上に第１導電層を形成する
   工程と、上記第１導電層下の第１絶縁層を除く、第１絶
   縁層の表面上にリンをドープしたリンドープ絶縁層を形
   成する工程と、上記第１導電層を含む第１絶縁層および
   リンドープ絶縁層上にＣＶＤ法により第２絶縁層を形成
   する工程と、この第２絶縁層上に第２導電層を形成する
   工程とよりなる半導体装置の製造方法。