JP2014165191A - 紫外線消去型の不揮発性半導体装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】耐湿性が高く、且つ、紫外線消去可能な紫外線消去型の不揮発性半導体装置を提供する。
【解決手段】保護膜は、シリコン窒化膜１２及びシリコン酸窒化膜１３を備え、シリコン窒化膜１２及びシリコン酸窒化膜１３は、協同して、紫外線消去型の不揮発性半導体装置への水分進入を防止し、シリコン窒化膜１２は、紫外線照射による不揮発性半導体記憶素子１７のデータ消去時間が長くならない膜厚を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、紫外線消去型の不揮発性半導体装置に関する。
半導体集積回路に代表される半導体装置では、半導体装置が水分により浸食されることが懸念される。そこで、特許文献１に示すように、耐湿性に優れる窒化膜を半導体装置の表面に設けることにより、半導体装置への水分の浸入を防止し、半導体装置の耐湿性を高くしている。
特開２００６−３４４９５６号公報
しかし、特許文献１の技術が紫外線でデータを消去することができる紫外線消去型の不揮発性半導体装置に適用されると、窒化膜により、半導体装置の耐湿性は高くなるが、紫外線が透過しにくくなるので、紫外線でデータが消去できない、あるいは消去するのに多大の時間がかかることになる。そこで、耐湿性が高く、かつ紫外線消去可能な紫外線消去型の不揮発性半導体装置に適した構造が望まれている。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、耐湿性の高い且つ紫外線消去可能な紫外線消去型の不揮発性半導体装置を提供する。
本発明は、上記課題を解決するため、紫外線消去型の不揮発性半導体装置において、半導体基板と、前記半導体基板に形成される不揮発性半導体記憶素子と、前記半導体基板上に形成されるトップメタルと、前記トップメタル上に形成される保護膜と、を備え、前記保護膜は、シリコン窒化膜及びシリコン酸窒化膜を備え、前記シリコン窒化膜及び前記シリコン酸窒化膜は、協同して、紫外線消去型の不揮発性半導体装置への水分進入を防止し、前記シリコン窒化膜は、紫外線照射による前記不揮発性半導体記憶素子のデータ消去時間を短くできる膜厚を有する、ことを特徴とする紫外線消去型の不揮発性半導体装置を提供する。
本発明の紫外線消去型の不揮発性半導体装置は、高い耐湿性を有し、且つ、紫外線消去可能になる。
紫外線消去型の不揮発性半導体装置の断面図である。 紫外線消去型の不揮発性半導体装置の断面図である。 シリコン窒化膜の膜厚と紫外線消去型の不揮発性半導体記憶素子のデータ消去時間との関係を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
紫外線消去型の不揮発性半導体装置について説明する。図１は、紫外線消去型の不揮発性半導体装置の断面図である。図３は、シリコン窒化膜の膜厚と紫外線消去型の不揮発性半導体記憶素子のデータ消去時間との関係を示すグラフである。
紫外線消去型の不揮発性半導体装置は、半導体基板１０、半導体基板１０に形成された不揮発性半導体記憶素子１７、半導体基板１０上に形成されたトップメタル１１、及び、トップメタル１１上に形成された保護膜を有し、さらに、トップメタル１１上の保護膜が除去されたパッド開口部１４を一部に備えている。ここで、保護膜は、シリコン窒化膜１２及びシリコン酸窒化膜１３の二層からなっている。
パッド開口部１４からは、トップメタル１１の一部が露出しており、ここから必要な信号のやり取りを行う。シリコン窒化膜１２及びシリコン酸窒化膜１３は、協同して、紫外線消去型の不揮発性半導体装置への水分の進入を防止する。シリコン窒化膜１２は、厚さが厚いほど紫外線を透過しなくなるので、紫外線照射による不揮発性半導体記憶素子１７のデータ消去時間が短くできる膜厚を選択している。
公知の半導体製造プロセスで、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性半導体記憶素子１７が、半導体基板１０に形成される。その後、層間絶縁膜（図示せず）などが積層され、トップメタル１１が積層される。その後、保護膜として、シリコン窒化膜１２が積層され、シリコン酸窒化膜１３が積層される。その後、パッド開口部１４が、トップメタル１１の一部の上の保護膜に形成される。
ここで、シリコン窒化膜１２は、耐湿性を確保するために約１０００オングストローム以上の膜厚を有するように形成する。また、図３に示すように、シリコン窒化膜１２の膜厚が約２０００オングストロームを超えると、紫外線消去型の不揮発性半導体記憶素子のデータ消去時間が急激に長くなる。そのため、シリコン窒化膜１２の膜厚は約２０００オングストローム以下になるようにし、データ消去時間が必要以上に長くならないようにする必要がある。そうすることで、製造工程においても不揮発性半導体記憶素子１７の紫外線消去が可能になる。
また、シリコン酸窒化膜１３は、１．６５〜１．８５の屈折率を有し、且つ、約７０００オングストローム以上の膜厚を有するよう形成されるので、耐湿性を高くできる。なお、シリコン酸窒化膜１３は、紫外線の進入を阻害しない。
このようにすることで、紫外線消去型の不揮発性半導体装置は、高い耐湿性を有するとともに、大量生産が可能な時間で紫外線消去を実施することが可能になる。
なお、図１では、シリコン窒化膜１２上にシリコン酸窒化膜１３を積層している。図示はしないが、シリコン酸窒化膜１３上にシリコン窒化膜１２を積層しても良い。
また、図２に示すように、保護膜としてＴＥＯＳ膜１５をシリコン窒化膜とシリコン酸窒化膜の間に追加しても良い。
１０ 半導体基板
１１ トップメタル
１２ シリコン窒化膜
１３ シリコン酸窒化膜
１４ パッド開口部
１５ ＴＥＯＳ膜
１７ 不揮発性半導体記憶素子

Claims (4)

  1. 半導体基板と、
    前記半導体基板の表面に形成された紫外線消去型の不揮発性半導体記憶素子と、
    前記半導体基板の上に形成されたトップメタルと、
    前記不揮発性半導体記憶素子および前記トップメタルの上に形成された、シリコン窒化膜の上にシリコン酸窒化膜を積層した保護膜と、
    を備えた紫外線消去型の不揮発性半導体装置。
  2. 前記シリコン窒化膜は１０００オングストローム以上２０００オングストローム以下の膜厚を有する請求項１記載の紫外線消去型の不揮発性半導体装置。
  3. 前記シリコン酸窒化膜は１．６５〜１．８５の屈折率を有する請求項１あるいは２に記載の紫外線消去型の不揮発性半導体装置。
  4. 前記シリコン窒化膜と前記シリコン酸窒化膜との間にＴＥＯＳ膜を有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の紫外線消去型の不揮発性半導体装置。
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