JPH11261050A - 半導体装置および静電誘導型半導体装置 - Google Patents

半導体装置および静電誘導型半導体装置

Info

Publication number
JPH11261050A
JPH11261050A JP6253398A JP6253398A JPH11261050A JP H11261050 A JPH11261050 A JP H11261050A JP 6253398 A JP6253398 A JP 6253398A JP 6253398 A JP6253398 A JP 6253398A JP H11261050 A JPH11261050 A JP H11261050A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
electrode
semiconductor device
semiconductor
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6253398A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshinori Miura
敏徳 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meidensha Corp, Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd filed Critical Meidensha Corp
Priority to JP6253398A priority Critical patent/JPH11261050A/ja
Publication of JPH11261050A publication Critical patent/JPH11261050A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Thyristors (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属層エッチング残さによるゲート・カソー
ド間の短絡を減少させることが出来、高性能にして、高
信頼性の半導体装置を提供する。 【解決手段】 互に極性の異なる少なくとも2つの半導
体層4,5にそれぞれ金属層19,18を配置して少な
くとも2つの電極部を形成し、これらの電極部を層間絶
縁膜6,15を用いて層間絶縁してなる半導体装置であ
って、2つの電極部18,19の絶縁分離部分21a
を、金属エッチング残さ22aの発生しにくい縁から離
して配置するとともに、絶縁分離部分のアスペクト比を
0.4以下にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に係
り、特に静電誘導型半導体素子等のチップ上の電極設計
の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】静電誘導サイリスタ(SIサイリスタ)
等の半導体素子の製作ではウェファの中にP型とN型の
半導体層を形成した後、その上に電極層を形成してい
る。この電極は素子の面積利用率を上げ、チップ面積を
極力小さくするために多層配線構造とし、下層電極と上
層電極をシリコン酸化膜等の層間絶縁膜を用いて絶縁し
ている。また、図4に示すように、層間絶縁膜または各
電極の形成ではウェファ全面に絶縁膜または金属膜を成
膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いてそれぞれの
パターンに加工している。
【0003】図4は静電誘導サイリスタ(SIサイリス
タ)等の半導体装置の製作工程を示すもので、図4にお
いて1はN型シリコン基板、2は基板1の一方の表面に
形成されたPアノード層、3は基板1の他方の面に形成
されたN-ベース層、4は同じく基板1の他方の面に形
成されたPゲート層、5はN-ベース層に形成されたN+
カソード層である。図4の製作工程はフォトリソグラフ
ィ(露光工程)と電極工程によって構成され、フォトリ
ソグラフィは図4の(A)〜(F)の工程であり、電極
工程は図4の(G)〜(I)の工程である。
【0004】図4(A)に示すように半導体ウェハのP
ゲート層4の露出面とN-ベース層3の露出面に酸化膜
(SiO2)6を堆積し、図4(B)に示すように酸化
膜6上に感光剤(レジスト)7を塗布する。しかる後に
図4(C)に示すようにマスク8とレンズ9を通して光
10を感光剤7に露光して、図4(D)に示すように現
象してPゲート層4上の感光剤7に溝部11を形成す
る。次に、溝部11の底部すなわちPゲート層4上に露
出している酸化膜6をエッチングして酸化膜6と感光剤
7にわたる溝部12を形成し、しかる後に図4(F)に
示すように感光剤7をレジスト剥離してフォトリソグラ
フィを終了する。
【0005】フォトリソグラフィ工程の後、図4(G)
に示すようにPゲート層4,N-ベース層3,N+カソー
ド層5および酸化膜6の露出面にわたってアルミニウム
を蒸着してアルミニウム膜14を形成する。しかる後に
露光工程(アルミニウム蒸着膜の加工)により、図4
(H)に示すように酸化膜CVD(プラズマCVD)を
施してCVD酸化膜15を形成し、図4(I)に示すよ
うにN+カソード層5,酸化膜6,アルミニウム蒸着膜
14および酸化膜15の露出面にアルミニウムを蒸着す
ることによりアルミニウム層16を形成して、電極工程
を修了する。
【0006】電極間の層間絶縁膜は下層電極をアルミニ
ウム等の低融点の金属で形成した場合、その金属の融点
以上の温度で成膜できないため可能な限り低温で形成す
ることが望まれる。
【0007】現在層間絶縁膜の形成にはプラズマCVD
(Chemical VaporDepositio
n)が多く用いられている。これはソースガスに高周波
電力を印加してプラズマ化したものを化学反応させ、こ
の反応生成物をウェファ上に堆積させるもので、比較的
低温(約300℃)で形成でき、段差被覆性(ステップ
カバレジ)が良いという特徴を持っている。
【0008】図5は図4(I)に示すSIサイリスタの
平面図であって、17は下層ゲート電極(アルミニウム
膜14)、18はカソードパッド電極(上層カソード電
極、アルミニウム層16)、19はゲートパッド電極
(上層ゲート電極、アルミニウム膜14)、20はCV
D膜15(図4)に設けたカソード用コンタクトホー
ル、21はゲート・カソードパッド電極間の絶縁分離
部、23はアルミニウム残さ22の発生し易い箇所であ
る。
【0009】SIサイリスタでは、下層電極がゲート電
極に、上層電極がカソードパッド電極と下層ゲート電極
の引出しパッド電極に相当し、ゲート・カソード間に電
流を流すことにより素子をオンオフさせている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述のプラズマCVD
で層間絶縁膜を形成する時、図6に示すように下層ゲー
ト電極17に凹凸部17aがあると、その凹凸はCVD
の反応生成物では埋め込まれず、図7に示すように層間
絶縁膜であるCVD酸化膜15上にも同様の凹凸部がで
きてしまう。また、プラズマCVD膜の段差被覆性の良
さのために凹凸部の段差部側壁でオーバハングしてオー
バハング部15aが形成され、図7のような形状にな
る。この現象は下層電極17の縁で発生し易い。
【0011】ガスプラズマによるドライエッチングでは
サブミクロンの微細構造の形成時や被エッチング部のア
スペクト比(深さ/幅)が大きいとアルミニウム残さ2
2が発生し易くなる。
【0012】よってCVD膜上の凹凸形状の上に金属膜
を蒸着しエッチングするとオーバハング部の微細部分に
入り込んだ金属はエッチングされにくくなる。この問題
は通常は発生しないがエッチング装置の能力の経時変化
やばらつきによって発生し易くなる時がある。
【0013】従来のSIサイリスタではゲート電極とカ
ソード電極を図5のように配置しており、アスペクト比
も0.7で比較的大きいため、図6に示すようにアルミ
ニウムのエッチング残さ22が発生して、上層カソード
パッド電極18と上層ゲート電極パッド19が短絡する
ことがあった。
【0014】SIサイリスタのような自己消弧型素子で
はチップ上に配置されたゲートおよびカソード間に電流
を流して素子をオンオフさせるので各電極が短絡してい
るとスイッチング機能を失うことになる。
【0015】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたもので、その目的は金属層エッチング残さによる
ゲート・カソード間の短絡を減少させることが出来、高
性能にして、高信頼性の半導体装置を提供することであ
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置は、互に極性の異なる少なくと
も2つの半導体層にそれぞれ金属層を配置して少なくと
も2つの電極部を形成し、これらの電極部間を層間絶縁
膜を用いて層間絶縁してなる半導体装置において、前記
2つの電極部の絶縁分離部分を、各電極部のうち少なく
とも1つの電極部の金属エッチング残さの発生しにくい
縁から離して配置したことを特徴とする。また、上記絶
縁分離部分のアスペクト比を0.4以下としたことを特
徴とする。
【0017】さらに、本発明の自己消弧型静電誘導半導
体は互に極性の異なる少なくとも2つの半導体層を積層
し、これらの半導体層のうちの一方の半導体層に、該一
方の半導体層と同極性のカソード半導体層と前記一方の
半導体層とは異極性のゲート半導体層を設け、前記カソ
ード半導体層に金属層を設けてカソード電極部を形成す
るとともに、前記ゲート半導体層に金属層を設けてゲー
ト電極部を形成し、前記カソードパッド電極間に層間絶
縁部を設けてなる半導体装置において、前記カソード電
極部が上層カソードパッド電極を含むとともに、前記ゲ
ート電極部が下層ゲート電極と上層パッドゲート電極を
含み、前記上層カソードパッド電極と、前記下層ゲート
電極および前記上層パッドゲート電極間を層間絶縁膜に
よって絶縁するとともに、上層パッド電極パターンの絶
縁分離部分を前記下層ゲート電極の縁を避けて配置した
ことを特徴とする。
【0018】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図1〜図3を参照しながら説明する。
【0019】図1は本発明の実施の形態によるSIサイ
リスタの平面図、図2は図1のA−A線に沿う断面図、
図3は図1のB−B線に沿う断面図である。
【0020】図1〜図3において、1は第1の半導体層
であるN型シリコン基板、2は基板1の一方の面に形成
された第2の半導体層であるPアノード層、3は基板1
の他方の面に形成された第3の半導体層であるN-ベー
ス層、4はN-ベース層3に形成された第4の半導体層
であるPゲート層、5は同じくN-ベース層3に形成さ
れた第5の半導体層であるN+カソード層である。
【0021】図1において、前述のように、17は下層
ゲート電極、18はカソードパッド電極、19はゲート
パッド電極、21aはゲート・カソードパッド電極間分
離部、22aは発生可能なアルミニウム残さである。
【0022】本実施例の特徴とするところは、層間絶縁
構造の電極を持つSIサイリスタにおいてゲート・カソ
ードパッド電極間の絶縁分離部をアルミニウムエッチン
グ残さの発生しにくい下層電極の縁から離して配置する
とともに、上記絶縁分離部のアスペクト比を0.4以下
とし、アルミニウム残さを少なくしたことである。
【0023】図2に示すように、N-ベース層3とPゲ
ート層4の一部にわたって第1の絶縁部材である酸化膜
(SiO2)6を位置し、酸化膜6の一部とPゲート層
4の一部にわたって下層ゲート電極が配置されている。
また、酸化膜6と下層ゲート電極17およびPゲート層
4の一部にわたってCVD酸化膜15が配設されてい
る。カソードパッド電極18は複数のN+カソード層5
を橋絡し、ゲートパッド電極19は複数のPゲート層4
を橋絡する。カソードパッド電極18とゲートパッド電
極19はCVD酸化膜15を介して絶縁分離されてお
り、下層ゲート電極17と上層ゲート電極であるゲート
パッド電極19はCVD酸化膜15によって絶縁されて
いる。対向するカソードパッド電極18とゲートパッド
電極19との間には絶縁分離部21aが形成される。こ
の絶縁分離部21aのアスペクト比(深さD/幅W)は
0.4以下であり、具体的にはD=0.5ミクロン、W
=12ミクロンとしてD/W≒0.4以下である。
【0024】図3は下層電極17を含む素子構造を示し
ており、CVD酸化膜15の下には下層ゲート電極17
が位置し、下層ゲート電極17の下にはP型ゲート層4
が位置し、P型ゲート層4の下にはN-ベース層3が位
置する。
【0025】上記実施例の半導体装置によれば、層間絶
縁構造を持つSIサイリスタにおいて、ゲート・カソー
ドパッド電極間の絶縁分離部をアルミニウム残さの発生
しにくい下層電極の縁から離して配置しているととも
に、上記絶縁分離部のアスペクト比を0.4以下とし、
アルミニウム残さを少なくしている。
【0026】従って、アルミニウム残さによるゲート・
カソード間の短絡が減少し(短絡率が50%から20%
に減少)、かつガスプラズマを用いたドライエッチング
でアルミニウム残さが減少して、エッチング装置の許容
度を大きくとることが出来る。
【0027】
【発明の効果】本発明は、上述の如くであって、互に極
性の異なる少なくとも2つの半導体層にそれぞれ金属層
を配置して少なくとも2つの電極部を形成し、これらの
電極部間を層間絶縁膜を用いて層間絶縁してなる半導体
装置において、前記2つの電極部の絶縁分離部分を、各
電極部のうち少なくとも1つの電極部の金属エッチング
残さの発生しにくい縁から離して配置したことを特徴と
するとともに、上記絶縁分離部分のアスペクト比を0.
4以下としたことを特徴とするものであるから、金属層
エッチング残さによるゲート・カソード間の短絡を減少
させることが出来、高性能にして、高信頼性の半導体装
置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による半導体装置である静電誘
導サイリスタの平面図。
【図2】図1のA−A線に沿う断面図。
【図3】図1のB−B線に沿う断面図。
【図4】半導体装置の電極部製作工程図。
【図5】従来の静電誘導サイリスタの平面図。
【図6】図5の静電誘導サイリスタの電極部のパターン
図。
【図7】図5の静電誘導サイリスタの下層ゲート電極の
一部を示す説明図。
【符号の説明】
1…N型半導体層 2…P型半導体層 3…N-型半導体層 4…P型半導体層 5…N+型半導体層 6…酸化膜(SiO2) 14…アルミニウム層 15…CVD酸化膜 17…下層ゲート電極 18…カソードパッド電極 19…ゲートパッド電極 21a…ゲート・カソードパッド電極間絶縁分離部 22a…発生可能なアルミニウム残さ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 互に極性の異なる少なくとも2つの半導
    体層にそれぞれ金属層を配置して少なくとも2つの電極
    部を形成し、これらの電極部間を層間絶縁膜を用いて層
    間絶縁してなる半導体装置において、 前記2つの電極部の絶縁分離部分を、各電極部のうち少
    なくとも1つの電極部の金属エッチング残さの発生しに
    くい縁から離して配置したことを特徴とする、半導体装
    置。
  2. 【請求項2】 上記絶縁分離部分のアスペクト比を0.
    4以下としたことを特徴とする、請求項1に記載の半導
    体装置。
  3. 【請求項3】 互に極性の異なる少なくとも2つの半導
    体層を積層し、これらの半導体層のうちの一方の半導体
    層に、該一方の半導体層と同極性のカソード半導体層と
    前記一方の半導体層とは異極性のゲート半導体層を設
    け、前記カソード半導体層に金属層を設けてカソード電
    極部を形成するとともに、前記ゲート半導体層に金属層
    を設けてゲート電極部を形成し、前記カソードパッド電
    極間に層間絶縁部を設けてなる半導体装置において、 前記カソード電極部が上層カソードパッド電極を含むと
    ともに、前記ゲート電極部が下層ゲート電極と上層パッ
    ドゲート電極を含み、 前記上層カソードパッド電極と、前記下層ゲート電極お
    よび前記上層パッドゲート電極間を層間絶縁膜によって
    絶縁するとともに、 上層パッド電極パターンの絶縁分離部分を前記下層ゲー
    ト電極の縁を避けて配置したことを特徴とする、静電誘
    導型半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記絶縁分離部分のアスペクト比を0.
    4以下としたことを特徴とする、請求項3に記載の静電
    誘導型半導体装置。
JP6253398A 1998-03-13 1998-03-13 半導体装置および静電誘導型半導体装置 Pending JPH11261050A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6253398A JPH11261050A (ja) 1998-03-13 1998-03-13 半導体装置および静電誘導型半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6253398A JPH11261050A (ja) 1998-03-13 1998-03-13 半導体装置および静電誘導型半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11261050A true JPH11261050A (ja) 1999-09-24

Family

ID=13202952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6253398A Pending JPH11261050A (ja) 1998-03-13 1998-03-13 半導体装置および静電誘導型半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11261050A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0744220B2 (ja) 高集積素子用微細コンタクト形成方法
JPH11261050A (ja) 半導体装置および静電誘導型半導体装置
KR0121106B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 형성방법
TWI882835B (zh) 形成晶圓結構的方法及由其形成的晶圓結構
JPH0669166A (ja) コンタクトホールの形成方法
KR100444310B1 (ko) 반도체소자의소자분리막제조방법
KR100248150B1 (ko) 반도체소자의 콘택홀형성방법
KR100574911B1 (ko) 반도체 소자의 도전성 배선층 형성방법
JPH0587137B2 (ja)
KR100472034B1 (ko) 박막 커패시터 및 그 제조 방법
JPH08330422A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH098007A (ja) 絶縁膜の平坦化方法
JPH03148130A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2828089B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100246192B1 (ko) 반도체소자의 금속배선 형성방법
KR100878264B1 (ko) 액정 표시 장치용 박막 트랜지스터 기판의 제조 방법
TW201810527A (zh) 半導體結構及其製造方法
JPH07193213A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2005093646A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10189901A5 (ja)
JPH0936222A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH08316242A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS62222658A (ja) 導体配線の形成方法
JPH01117026A (ja) 半導体基板
JPH1050999A (ja) 半導体装置及びその製造方法