JPH06244239A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH06244239A
JPH06244239A JP5030606A JP3060693A JPH06244239A JP H06244239 A JPH06244239 A JP H06244239A JP 5030606 A JP5030606 A JP 5030606A JP 3060693 A JP3060693 A JP 3060693A JP H06244239 A JPH06244239 A JP H06244239A
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良彦 磯部
Makoto Okawa
大川  誠
Makio Iida
眞喜男 飯田
Osamu Ishihara
治 石原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】素子側表面から半導体基板に電位付与が可能な
SOI半導体装置を提供する。 【構成】半導体層3は中間絶縁膜2により半導体基板1
から絶縁される。半導体基板1に達する凹部9の側面に
敷設された短絡導体10は半導体基板1と周辺領域部3
bとを短絡し、これにより半導体基板1には周辺領域部
3bと同じ電位が付与される。周辺領域部3bは素子形
成領域部と同様に例えばバンプ7を通じて配線基板8か
ら電位を付与される。したがって、フリップチップ、T
ABなどの方法で配線基板8にバンプを介してチップを
接続する場合でも半導体基板1に一定電位を付与するこ
とができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フリップチップ、TA
Bなどの非ワイヤボンデンング形式で実装されるSOI
半導体装置に関し、特にその半導体基板電位固定技術に
関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に中間絶縁膜を介して半導
体層が配設されるSOI(シリコンオンインシュレー
タ)半導体装置は高耐圧用途に好適である。このSOI
半導体装置は、一般の半導体装置と同様に、ワイヤボン
ディングによりリードに個別に接続されるのが通常であ
り、この場合には、半導体基板はリードと同時に打ち抜
かれたアイランドと呼ばれる金属片上に導電性接着剤な
どで接着され、接地されることができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記S
OI半導体装置においても、多ピン化などに対応して、
ワイヤボンデンング以外のフリップチップやTABとい
った実装(コンタクト)方式の採用する場合、これら実
装方式ではチップの上記半導体層と配線基板の導体配線
とをバンプを介して接続するので、半導体基板への電位
付与が困難となるという問題が生じた。
【0004】半導体基板が浮遊(フローティング)電位
となると、例えば半導体基板の電位変動が素子の動作特
にしきい値電位に影響を与え、素子の動作マージンが縮
小してしまう。本発明は上記問題点に鑑みなされたもの
であり、素子側表面から半導体基板に電位付与が可能な
SOI半導体装置を提供することを、その目的としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に中間絶縁膜を介して半導体層を有し、前
記半導体層は、前記半導体層の一部領域を絶縁分離して
形成され素子形成用の素子形成領域部と、前記素子形成
領域部以外の前記半導体層からなる周辺領域部とを備え
る半導体装置において、前記周辺領域部に穿設されて前
記半導体基板に達する凹部と、前記凹部の側面に敷設さ
れて前記周辺領域部及び前記半導体基板を短絡する短絡
導体とを備えることを特徴としている。
【0006】好適な態様において、前記凹部はスクライ
ブ領域近傍に穿設され、前記凹部の側面はスクライブ端
面の一部を構成する。
【0007】
【作用及び発明の効果】半導体層は中間絶縁膜により半
導体基板から絶縁される。半導体層の各素子形成領域部
は周辺領域部から電気的に絶縁されるとともに互いに電
気的に絶縁されている。周辺領域部から半導体基板に達
する凹部の側面に敷設された短絡導体は、半導体基板と
周辺領域部とを短絡し、これにより半導体基板には周辺
領域部と同じ電位が付与される。周辺領域部は素子形成
領域部と同様に例えばバンプを通じて配線基板から電位
付与される。
【0008】以上説明したように、本発明の半導体装置
は、半導体層の周辺領域部から半導体基板に達する凹部
の側面に敷設された短絡導体により、周辺領域部から半
導体基板に電位付与することができ、その結果、フリッ
プチップ、TAB、接着式などの方法で配線基板にバン
プを介してチップを接続するだけで、半導体基板に一定
電位を付与することができ、外部ノイズその他の影響に
より半導体基板の電位が変動して素子の耐ノイズマージ
ンが縮小するのを防止することができる。
【0009】
【実施例】(実施例1)本発明を適用したSOI半導体
装置のチップ平面図を図2に、そのフリップチップ実装
部分断面図を図1に示す。この半導体装置は、P型シリ
コンからなる半導体基板1上に熱酸化シリコン酸化膜か
らなる中間絶縁膜2を挟んでN- 型の半導体層3が張り
合わせ手法により形成されており、いわゆるSOI半導
体装置となっている。なお、図2ではチップのスクライ
ブ端面11近傍が拡大図示されており、半導体層3とし
て後述の周辺領域部3bが図示されている。周辺領域部
3bの表面には、N+ コンタクト領域31、32が形成
されている。
【0010】4はフィールド酸化膜であり、5はパッシ
ベーション用のプラズマ窒化シリコン膜であり、周縁部
のフィールド酸化膜4上には接地電極ラインを構成する
アルミ電極6がチップ全周に沿って敷設されている。ま
た、アルミ電極6の所定位置に対して位置して両膜4,
5をエッチングしてバンプ電極コンタクト用の開口91
が形成され、アルミ電極6がN+ コンタクト領域31に
コンタクトされている。上記バンプ電極コンタクト用の
開口91にはバンプ電極7が形成されており、バンプ電
極7はアルミナ板からなる配線基板8の表面に印刷され
た接地電位ライン81に押接されている。
【0011】更にこの発明では、半導体基板1のスクラ
イブ端面11に沿って、周辺領域部3bに凹溝(正確に
言えばスクライビングにより半割り凹溝となっている)
9が穿設されており、この凹溝9の底面は半導体基板1
の表面に達している。そして凹溝9に面するフィールド
酸化膜4、周辺領域部3b及び中間絶縁膜2の側面に
は、アルミ電極からなり半導体基板1の表面に達する短
絡電極10が垂直に敷設され、短絡電極10は周辺領域
部3bと半導体基板1とを短絡している。これにより、
接地電位が印加されている接地電位ライン81は、周辺
領域部3b、短絡電極10を通じて半導体基板1を接地
電位に保つ。なお、図1において凹溝9の側面に露出し
て周辺領域部3bの表面部にドープされたN+ コンタク
ト領域32は、N+ コンタクト領域31と同工程で形成
されるものであり、短絡電極10の接触抵抗を低減する
ものである。
【0012】図1では、プラズマ窒化シリコン膜5は短
絡電極10もパッシベーションしている。また、図2に
示すように、チップの半導体層3には、周辺領域部3b
から絶縁分離技術により電気的に分離され、かつ、互い
に絶縁分離技術により電気的に分離された複数の素子形
成領域部3aが形成されており、各素子形成領域部3a
には各種トランジスタ又はダイオードの少なくとも一種
が形成されている。
【0013】図3に図1の半導体装置の周辺領域部3b
と素子形成領域部3aとの境界部断面を拡大図示する。
21はトレンチ形成、ポリシリコン埋め込み技術により
形成されて、素子形成領域部3aの全周を電気的に分離
する絶縁物分離領域であって、35はPMOSトランジ
スタのソース領域である。図3から、接地電位付与用の
アルミ電極6は、定間隔で周辺領域部3bの表面に形成
されたN+ コンタクト領域(ただし、バンプ電極7は持
たない)31aにコンタクトされて、接地抵抗が低減さ
れている。
【0014】次に、このSOI半導体装置の製造方法を
説明する。まず、図4に示すように、上記説明した半導
体装置におけるパッシベーション用のプラズマ窒化シリ
コン膜5を形成する前までの段階を作製する。したがっ
て、N+ コンタクト領域31、31a、32、35は形
成され、その他、各素子形成領域部3aの各導電型の半
導体領域は形成されている。
【0015】この段階までの製造プロセスは周知のSO
I半導体装置と同じであり、かつ、本実施例の要部では
ないので説明を省略する。ただし、図4においてウエハ
ーの周辺領域部3bには、スクライブ予定領域に位置し
てN+ コンタクト領域32が形成されている。次に、図
5に示すようにホトリソ法及び異方性エッチング(RI
E)法によりスクライブ予定領域に沿ってスクライブ予
定領域より広幅にフィールド酸化膜4、周辺領域部3b
及び中間絶縁膜2を順次、で凹溝9を穿設する。その
後、約1μm厚のアルミニウム層10aを形成する。
【0016】次に、図6に示すようにホトリソ法及び異
方性エッチング(RIE)法により凹溝9の側面を除い
て、アルミニウム層10aを除去して、短絡電極10を
形成する。この短絡電極10は周辺領域部3bの側面と
半導体基板1の表面とを短絡する。次に、従来と同様の
プロセスにて図1に示すようn+ コンタクト領域31へ
の開口を形成し、アルミ電極6を形成後、プラズマCV
D法によりプラズマ窒化シリコン膜を形成し、開口91
およびバンプ電極7を順次形成する。当然、バンプ電極
7は図1に示すアルミ電極6だけではなく、各素子形成
領域部3aのアルミコンタクト電極(図示せず)上にも
形成される。
【0017】次に、図8に示すように、テスト後、スク
ライブ予定領域に沿ってウエハーをスクライブし、良品
のチップを配線基板8の所定位置に配置し、圧接する。
なお、図1では理解を助けるために配線基板8を上にし
て図示している。上記した各異方性エッチング、プラズ
マCVDのプロセス条件については当業者に周知のプロ
セスで形成できるので、説明は省略する。
【0018】以上説明した本実施例のSOI半導体装置
では、フェースダウンボンディングを採用しているにも
かかわらず、半導体基板1と周辺領域部3bとがスクラ
イブ端面11に沿って凹溝9と、この凹溝9の側面に沿
って垂直に形成され半導体基板1と周辺領域部3bとを
短絡する短絡電極10とを有しているので、バンプ電極
7により半導体基板1に給電することができ、半導体基
板1の電位固定により、その電位変動を抑止し、この電
位変動による素子の耐ノイズマージンの減少を防止する
ことができる。
【0019】また、この実施例では短絡電極10をスク
ライブ領域上に設けているので、短絡電極10によりチ
ップの素子配置可能面積が減少することがなく、かつ、
素子配列レイアウトの邪魔となることが無い。なお、短
絡電極10と半導体基板1との接触抵抗を低減するため
に、半導体基板1特にその表面部の不純物濃度を予め高
濃度化することが好ましい。
【0020】更に上記説明では、フリップチップ接続を
例としたが、バンプ電極7を用いるフェースダウンボン
ディングであれば、TAB形式や接着剤使用形式のSO
I半導体装置チップにも適用できることは当然である。 (実施例2)他の実施例を図8を参照して説明する。
【0021】この実施例では、チップのスクライブ端面
から離れたチップ中央部において、凹溝9aを穿設し、
短絡電極10aを設けたものである。したがってこの実
施例では、凹溝9aの全側面に短絡電極10が形成され
ることになる。また、短絡電極10は高濃度ポリシリコ
ンとした。更に、半導体基板1と半導体層3の周辺領域
部3bと短絡電極10とは同導電型とし、短絡電極10
から半導体基板1へオートドープによるN+ コンタクト
領域14を形成して、接触抵抗を低減している。
【0022】この実施例によれば、チップ中央部におけ
る半導体基板1と周辺領域部3bとを低抵抗で接続する
ことができる。また、実施例1と実施例2とは同時工程
で実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明装置の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の装置の平面図である。
【図3】図1の装置の他方向の断面図である。
【図4】図1の装置の製造プロセスを示す断面図であ
る。
【図5】図1の装置の製造プロセスを示す断面図であ
る。
【図6】図1の装置の製造プロセスを示す断面図であ
る。
【図7】図1の装置の製造プロセスを示す断面図であ
る。
【図8】本発明装置の他実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
1は半導体基板、2は中間絶縁膜、3は半導体層、3a
は半導体層3の素子形成領域部、3bは半導体層3の周
辺領域部3b、5はプラズマ窒化シリコン膜、6はアル
ミ電極、7はバンプ電極、8は配線基板、9は凹溝、1
0は短絡電極、11はスクライブ端面である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 治 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に中間絶縁膜を介して半導
    体層を有し、前記半導体層は、前記半導体層の一部領域
    を絶縁分離して形成され素子形成用の素子形成領域部
    と、前記素子形成領域部以外の前記半導体層からなる周
    辺領域部とを備える半導体装置において、 前記周辺領域部に穿設されて前記半導体基板に達する凹
    部と、前記凹部の側面に敷設されて前記周辺領域部及び
    前記半導体基板を短絡する短絡導体とを備えることを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記凹部はスクライブ領域近傍に穿設さ
    れ、前記凹部の側面はスクライブ端面の一部を構成する
    請求項1記載の半導体装置。
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