JPH0499026A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH0499026A JPH0499026A JP20867190A JP20867190A JPH0499026A JP H0499026 A JPH0499026 A JP H0499026A JP 20867190 A JP20867190 A JP 20867190A JP 20867190 A JP20867190 A JP 20867190A JP H0499026 A JPH0499026 A JP H0499026A
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はパッシベーション膜またはこれを含む複数層が
表面に形成された半導体装置に関する。
表面に形成された半導体装置に関する。
半導体装置の表面安定化の為に、その表面に形成される
パッシベーション膜には優れた表面被覆性、耐湿性、耐
アルカリイオン性、良好な密着性が要求される。
パッシベーション膜には優れた表面被覆性、耐湿性、耐
アルカリイオン性、良好な密着性が要求される。
従来の半導体装置には、シリコン酸化膜、このシリコン
酸化膜にリンを添加したリンガラス膜、そしてプラズマ
ＣＶＤ法で形成されるシリコン窒化膜をパッシベーショ
ン膜とするものが知られている。
酸化膜にリンを添加したリンガラス膜、そしてプラズマ
ＣＶＤ法で形成されるシリコン窒化膜をパッシベーショ
ン膜とするものが知られている。
シリコン酸化膜は多層配線のパッシベーション膜として
使用されているが、耐湿性、耐アルカリイオン性が低い
という短所を有する。
使用されているが、耐湿性、耐アルカリイオン性が低い
という短所を有する。
また、シリコン酸化膜にリンを添加したリンガラス膜は
シリコン酸化膜よりも耐アルカリイオン性は高いが、耐
湿性が低いという短所を有する。
シリコン酸化膜よりも耐アルカリイオン性は高いが、耐
湿性が低いという短所を有する。
さらに、シリコン窒化膜は耐湿性、耐アルカリイオン性
ともに優れ、膜を低温で形成することができるという長
所を有するが、線膨脹係数が石英ガラスより大きく、Ｓ
ｉＯ膜との密着性が悪いＸ という短所を有する。
ともに優れ、膜を低温で形成することができるという長
所を有するが、線膨脹係数が石英ガラスより大きく、Ｓ
ｉＯ膜との密着性が悪いＸ という短所を有する。
このように、従来の半導体装置に使用されてきたパッシ
ベーション膜は単層で耐湿性およびＳｉＯ膜との密着性
が良いものはなかった。
ベーション膜は単層で耐湿性およびＳｉＯ膜との密着性
が良いものはなかった。
例えば、シリコン酸化膜が表面に形成された半導体装置
は耐湿性、耐アルカリイオン性が低いため、配線の信頼
性に悪影響を与えるという欠点があった。
は耐湿性、耐アルカリイオン性が低いため、配線の信頼
性に悪影響を与えるという欠点があった。
また、リンガラス膜が表面に形成された半導体装置は耐
湿性が低いため、吸湿された水分と膜中のリンの反応に
よりリン酸が形成され、これが半導体装置の配線材料を
腐蝕させるという欠点があった。この場合、リンガラス
膜の膜厚が厚（なるとクラック等が生じ、段差被覆性が
劣化する。
湿性が低いため、吸湿された水分と膜中のリンの反応に
よりリン酸が形成され、これが半導体装置の配線材料を
腐蝕させるという欠点があった。この場合、リンガラス
膜の膜厚が厚（なるとクラック等が生じ、段差被覆性が
劣化する。
さらに、シリコン窒化膜が表面に形成された半導体装置
は、石英ガラスの線膨脹係数（約０．４Ｘ １０−６（
Ｋ−１） ）に対する窒化ケイ素の線膨脹係数（約３
Ｘ １０−６（Ｋ−’） ）の差により、熱膨脹差によ
るクラックが発生しやすい。
は、石英ガラスの線膨脹係数（約０．４Ｘ １０−６（
Ｋ−１） ）に対する窒化ケイ素の線膨脹係数（約３
Ｘ １０−６（Ｋ−’） ）の差により、熱膨脹差によ
るクラックが発生しやすい。
そこで本発明は、上記欠点のない半導体装置を提供する
ことを目的とする。
ことを目的とする。
上記課題を達成する為、本発明は表面にパッシベーショ
ン膜が形成された半導体装置であって、前記パッシベー
ション膜が、ホウ素、炭素、窒素を主成分とする層で構
成されていることを特徴とする。
ン膜が形成された半導体装置であって、前記パッシベー
ション膜が、ホウ素、炭素、窒素を主成分とする層で構
成されていることを特徴とする。
この場合、上記パッシベーション膜は半導体装置の表面
に形成された複数層に含まれてもよい。
に形成された複数層に含まれてもよい。
本発明に係る半導体装置は、耐湿性が高いパッシベーシ
ョン膜で表面が覆われているので、パッシベーション膜
の下部に水分が吸湿されにくい。
ョン膜で表面が覆われているので、パッシベーション膜
の下部に水分が吸湿されにくい。
また、このパッシベーション膜はＳｉＯに近い線膨脹係
数を有するので、半導体装置上のパッシベーション膜と
ＳｉＯの密着性が良くなり、半導体装置において熱膨張
によるクラックは発生しない。
数を有するので、半導体装置上のパッシベーション膜と
ＳｉＯの密着性が良くなり、半導体装置において熱膨張
によるクラックは発生しない。
以下、この発明の一実施例に係る半導体装置を添附図面
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を使用し、重複する説明は省略する。
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を使用し、重複する説明は省略する。
第１図は実施例に係るパッシベーション膜が表面に形成
された半導体装置の断面構造を示す。半導体装置の上面
には層間絶縁膜１が全面に形成されており、その上面に
はアルミニウム金属２で配線されている。層間絶縁膜１
およびアルミニウム金属２の表面にはＰＳＧ膜３が形成
されており、さらに、その表面は薄いＢＣＮ 膜（バ
ッシベｙ −ジョンＨ）４で覆われている。ＰＳＧはＮａイオンの
ゲッタリング効果をもち、アルカリイオン性に優れた材
質であるが、耐湿性が不十分で、吸水によるＰ成分の溶
出、Ａ１配線の腐蝕不良を起こすことがあるＣＬＳＩハ
ンドブック、電子通信学会、１９８４、ｐ、３０５）、
一方、ＢＣｘＮ、は高耐湿性を有するので、ＢＣｘＮｙ
膜４を最上面に配置することにより、その下方に位置す
るＰＳＧ膜３による水分の吸湿を防止することができる
。その為、ＢＣＮ 膜４のみを表面に形 ｙ 成した半導体装置よりも耐アルカリイオン性を向上させ
ることができる。
された半導体装置の断面構造を示す。半導体装置の上面
には層間絶縁膜１が全面に形成されており、その上面に
はアルミニウム金属２で配線されている。層間絶縁膜１
およびアルミニウム金属２の表面にはＰＳＧ膜３が形成
されており、さらに、その表面は薄いＢＣＮ 膜（バ
ッシベｙ −ジョンＨ）４で覆われている。ＰＳＧはＮａイオンの
ゲッタリング効果をもち、アルカリイオン性に優れた材
質であるが、耐湿性が不十分で、吸水によるＰ成分の溶
出、Ａ１配線の腐蝕不良を起こすことがあるＣＬＳＩハ
ンドブック、電子通信学会、１９８４、ｐ、３０５）、
一方、ＢＣｘＮ、は高耐湿性を有するので、ＢＣｘＮｙ
膜４を最上面に配置することにより、その下方に位置す
るＰＳＧ膜３による水分の吸湿を防止することができる
。その為、ＢＣＮ 膜４のみを表面に形 ｙ 成した半導体装置よりも耐アルカリイオン性を向上させ
ることができる。
なお、上記実施例では表面に複数層を形成した半導体装
置を一例として説明したが、段差被覆性の良好な表面（
例えば、平坦面）を有する半導体装置に使用する場合、
あるいは段差被覆性が良好となる堆積条件を用いる場合
は単層で構成することができる。この場合、膜厚を薄く
することができるので、クラックの発生を防止すること
ができる。
置を一例として説明したが、段差被覆性の良好な表面（
例えば、平坦面）を有する半導体装置に使用する場合、
あるいは段差被覆性が良好となる堆積条件を用いる場合
は単層で構成することができる。この場合、膜厚を薄く
することができるので、クラックの発生を防止すること
ができる。
また、ＰＳＧ膜３の代わりに、シリコン酸化膜又は／及
びシリコン窒化膜を使用することができる。例えば、Ｂ
ＣＮ 膜とシリコン酸化膜を併 ｙ 用した場合にはＢＣＮ 膜をシリコン酸化膜の
ｙ 上に積層することによりシリコン酸化膜における耐湿性
の不十分さをＢＣＮ 膜で補うことかで ｙ きるので、シリコン酸化膜をパッシベーション膜とする
半導体装置より耐湿性を改善することができる。
びシリコン窒化膜を使用することができる。例えば、Ｂ
ＣＮ 膜とシリコン酸化膜を併 ｙ 用した場合にはＢＣＮ 膜をシリコン酸化膜の
ｙ 上に積層することによりシリコン酸化膜における耐湿性
の不十分さをＢＣＮ 膜で補うことかで ｙ きるので、シリコン酸化膜をパッシベーション膜とする
半導体装置より耐湿性を改善することができる。
また、ＢＣＮ 膜とシリコン窒化膜を併用しｙ
た場合にはＢＣＮ 膜の低熱膨張性により熱にｙ
よる全体としての膨張の程度が緩和されるので、シリコ
ン窒化膜をパッシベーション膜とする半導体装置より熱
膨脹差によるクラックの発生を低減することができる。
ン窒化膜をパッシベーション膜とする半導体装置より熱
膨脹差によるクラックの発生を低減することができる。
この場合、半導体装置の上にＢＣＮ 膜を介在してシ
リコン窒化膜を形成しｙ でもよい。
リコン窒化膜を形成しｙ でもよい。
さらに、ＢＣＮ 膜、シリコン酸化膜およびｙ
シリコン窒化膜を併用した場合、上述したＢＣｘＮ 膜
の性質により、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜の
短所が補われるので、半導体装置の耐湿性改善、熱膨脹
差によるクラック発生の低減化を図ることができる。
の性質により、シリコン酸化膜およびシリコン窒化膜の
短所が補われるので、半導体装置の耐湿性改善、熱膨脹
差によるクラック発生の低減化を図ることができる。
第２図は本実施例に係る半導体装置に用いられたパッシ
ベーション膜の吸湿性に関する実験結果であり、ＰＳＧ
膜上にＢＣＮ 膜を形成したパ ｙ ッシベーション膜のＢＣＮ 膜を形成した直後ｙ と、３か月間空気中に放置した後の赤外吸収スペクトル
の差スペクトルを示すグラフである。
ベーション膜の吸湿性に関する実験結果であり、ＰＳＧ
膜上にＢＣＮ 膜を形成したパ ｙ ッシベーション膜のＢＣＮ 膜を形成した直後ｙ と、３か月間空気中に放置した後の赤外吸収スペクトル
の差スペクトルを示すグラフである。
この実験では、Ｓｉ基板上に形成された膜厚的０．８μ
ｍのＰＳＧ膜と、この上に膜厚的０．２μｍで堆積させ
たＢＣＮ 膜を使用した。ＰＳｙ Ｇ膜は、層間絶縁膜上にＡＩ配線を形成した後、ＳｉＨ
−０−ＰＨ４−Ｎ２系混合ガスを用い４ま た常圧ＣＶＤ法により堆積した。また、ＢＣｘＮ 膜は
、基板温度３５０℃、ＲＦパワー１００Ｗ１圧力２ Ｔ
ｏ ｒ ｒ ｓ各ガス流量Ｂ２Ｈ６（９５％のＡｒ希釈
）／ＣＨ４／Ｎ２／Ｈ２が２０／３０／２０ ／ ５０
（ｓｅｅｓ）の条件下で堆積した。このグラフから約
３か月の間、空気中に放置したにも拘らず、吸湿および
膜中の未分解種による崩壊に起因する経時表化は認めら
れなかった。
ｍのＰＳＧ膜と、この上に膜厚的０．２μｍで堆積させ
たＢＣＮ 膜を使用した。ＰＳｙ Ｇ膜は、層間絶縁膜上にＡＩ配線を形成した後、ＳｉＨ
−０−ＰＨ４−Ｎ２系混合ガスを用い４ま た常圧ＣＶＤ法により堆積した。また、ＢＣｘＮ 膜は
、基板温度３５０℃、ＲＦパワー１００Ｗ１圧力２ Ｔ
ｏ ｒ ｒ ｓ各ガス流量Ｂ２Ｈ６（９５％のＡｒ希釈
）／ＣＨ４／Ｎ２／Ｈ２が２０／３０／２０ ／ ５０
（ｓｅｅｓ）の条件下で堆積した。このグラフから約
３か月の間、空気中に放置したにも拘らず、吸湿および
膜中の未分解種による崩壊に起因する経時表化は認めら
れなかった。
なお、上記実施例ではパッジベージジン膜の一例として
ＢＣＮ 膜を使用したが、パッシベー ｙ ジョン膜にホウ素、炭素、窒素以外の物質が含まれてい
てもよい。
ＢＣＮ 膜を使用したが、パッシベー ｙ ジョン膜にホウ素、炭素、窒素以外の物質が含まれてい
てもよい。
また、耐アルカリイオン性に優れた材料はＰＳＧに限定
されるものではない。例えば、ＰＳＧにボロンを添加し
たＢＰＳＧを使用することができる。
されるものではない。例えば、ＰＳＧにボロンを添加し
たＢＰＳＧを使用することができる。
本発明゛は、以上説明したように構成されているので、
段差被覆性の良い表面にボロン、カーボン、窒素を主成
分とするパッシベーション膜を形成すれば、半導体装置
の耐湿性、熱伝導性、低膨脹性、熱衝撃特性、化学的安
定性を向上させることができる。
段差被覆性の良い表面にボロン、カーボン、窒素を主成
分とするパッシベーション膜を形成すれば、半導体装置
の耐湿性、熱伝導性、低膨脹性、熱衝撃特性、化学的安
定性を向上させることができる。
また、半導体装置の表面に複数層が形成されている場合
、その中にボロン、カーボン、窒素を主成分とするパッ
シベーション膜の他に、別の特性を有する膜を含めるこ
とにより、全体として半導体装置の特性（耐アルカリイ
オン性など）を向上させることができる。
、その中にボロン、カーボン、窒素を主成分とするパッ
シベーション膜の他に、別の特性を有する膜を含めるこ
とにより、全体として半導体装置の特性（耐アルカリイ
オン性など）を向上させることができる。
形成されたパッシベーション膜の吸湿性に関する実験結
果を示すグラフである。
果を示すグラフである。
１・・・層間絶縁膜、２・・・アルミニウム金属、３・
・・ＰＳＧ膜、４・・・ＢＣＮ Ｍ（パッジベージ
ｙ ヨン膜）。
・・ＰＳＧ膜、４・・・ＢＣＮ Ｍ（パッジベージ
ｙ ヨン膜）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、パッシベーション膜が表面に形成された半導体装置
であって、 前記パッシベーション膜が、ホウ素、炭素、窒素を主成
分とする層で構成されていることを特徴とする半導体装
置。 ２、パッシベーション膜を含む複数層が表面に形成され
た半導体装置であって、 前記パッシベーション膜が、ホウ素、炭素、窒素を主成
分とする層で構成されていることを特徴とする半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20867190A JPH0499026A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20867190A JPH0499026A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499026A true JPH0499026A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16560133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20867190A Pending JPH0499026A (ja) | 1990-08-06 | 1990-08-06 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6784011B2 (en) | 2001-07-23 | 2004-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing thin-film structure |
| JP2005210136A (ja) * | 2001-03-28 | 2005-08-04 | Watanabe Shoko:Kk | 成膜方法並びに絶縁膜及び半導体集積回路 |
| JP2006287194A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129631A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
-
1990
- 1990-08-06 JP JP20867190A patent/JPH0499026A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63129631A (ja) * | 1986-11-20 | 1988-06-02 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005210136A (ja) * | 2001-03-28 | 2005-08-04 | Watanabe Shoko:Kk | 成膜方法並びに絶縁膜及び半導体集積回路 |
| US6784011B2 (en) | 2001-07-23 | 2004-08-31 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Method for manufacturing thin-film structure |
| JP2006287194A (ja) * | 2005-03-09 | 2006-10-19 | Tokyo Electron Ltd | 成膜方法、成膜装置及び記憶媒体 |
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