JPS5840831A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS5840831A JPS5840831A JP57139929A JP13992982A JPS5840831A JP S5840831 A JPS5840831 A JP S5840831A JP 57139929 A JP57139929 A JP 57139929A JP 13992982 A JP13992982 A JP 13992982A JP S5840831 A JPS5840831 A JP S5840831A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- amorphous
- substrate
- passivation
- xcx
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
Landscapes
- Formation Of Insulating Films (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (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】
本発明は、有効なパッジベージ目ン膜を施こされた半導
体装置に関する。
体装置に関する。
半導体装置は長期間に渡って安宇に動作させるためその
表面を二酸化シリコン、窒化シリコン、多結晶シリコン
、或いは有機物等絶縁抵抗が高く、気密な物質で覆うこ
とが多い。しかし、これまでの物質は水分の透過性、又
傍械的にひび割れ等の破損等がおこるなどまだパッシベ
ーション膜として十分なものといえなかった。
表面を二酸化シリコン、窒化シリコン、多結晶シリコン
、或いは有機物等絶縁抵抗が高く、気密な物質で覆うこ
とが多い。しかし、これまでの物質は水分の透過性、又
傍械的にひび割れ等の破損等がおこるなどまだパッシベ
ーション膜として十分なものといえなかった。
本発明は新しいパッシベーション方法によりパッシベー
ション膜が施こされた半導体装置を提供する。
ション膜が施こされた半導体装置を提供する。
一般に半導体装置の表面は、半導体基板１の表面が直接
捲出している部分、絶縁物２＃こ覆われている部分、金
属３が露出している部分からなっている。これら異質な
領域に対して十分パッシベーション効果を奏する必要が
ある。また半導体装置製造に当っては、最終過程で、た
とえば図４（ａ）のエミッターＥとアルミニウム配線４
の間の良いオーム性接合を得るための熱処理といった約
４００〜５００°Ｃで３０分熱処理する工程を必ず経な
ければならない。パッシベーションに用いる材料は、こ
の要請を満さなければならない。
捲出している部分、絶縁物２＃こ覆われている部分、金
属３が露出している部分からなっている。これら異質な
領域に対して十分パッシベーション効果を奏する必要が
ある。また半導体装置製造に当っては、最終過程で、た
とえば図４（ａ）のエミッターＥとアルミニウム配線４
の間の良いオーム性接合を得るための熱処理といった約
４００〜５００°Ｃで３０分熱処理する工程を必ず経な
ければならない。パッシベーションに用いる材料は、こ
の要請を満さなければならない。
本発明はパッシベーション膜として種々の材料を実験検
討した結果、水素を含有するシリコン（８ｉ）とカーボ
ン（Ｃ）を主成分とする非晶質材料、即ち（”” １−
ＸＣＸ ）１イ〔Ｈ）Ｙなる組成を信子る非晶質材料（
以下、非晶質Ｓ１□−ｘＣｘ（Ｈ）と略記する。）がパ
ッシベーション材料として優れたものであることを見い
出したことに基づいてなされた。パッシベーション材料
としては（８４１−ＸＣＸ）ｔ−ｙ（Ｈ）ｙ 、 ０．
ｔくｘくｏ、９ｓ 。
討した結果、水素を含有するシリコン（８ｉ）とカーボ
ン（Ｃ）を主成分とする非晶質材料、即ち（”” １−
ＸＣＸ ）１イ〔Ｈ）Ｙなる組成を信子る非晶質材料（
以下、非晶質Ｓ１□−ｘＣｘ（Ｈ）と略記する。）がパ
ッシベーション材料として優れたものであることを見い
出したことに基づいてなされた。パッシベーション材料
としては（８４１−ＸＣＸ）ｔ−ｙ（Ｈ）ｙ 、 ０．
ｔくｘくｏ、９ｓ 。
ｏ、ｏ９くｙくｏ３なる組成を有する非晶質材料が好ま
しい。水素の量（ｙ）が小さ過ぎると膜中に存在するダ
ングリングボンドのために電気的に不安定である。また
０、３以上過剰に入れる必要はない。
しい。水素の量（ｙ）が小さ過ぎると膜中に存在するダ
ングリングボンドのために電気的に不安定である。また
０、３以上過剰に入れる必要はない。
Ｃが少ない方が熱歪の点で結晶８ｉと整合性が良い。−
力比学的安定度の点においてＣが入ることにより、非晶
質Ｓｉより非常に安定となる。
力比学的安定度の点においてＣが入ることにより、非晶
質Ｓｉより非常に安定となる。
また、熱的にも６５０°Ｃまでは安定である。
本発明のパッシベーション材料は次の如き方法で製造す
ることが出来、Ｓｉｎ半導体材料、５ｉＯ２Ｓｉ３Ｎ４
等絶縁物、ＡＩ等の金属のいずれの上にも非常に強固に
付着する。段差があった場合も被覆の度合は良い。また
、非常に緻密で堅く傷がつきにくい。
ることが出来、Ｓｉｎ半導体材料、５ｉＯ２Ｓｉ３Ｎ４
等絶縁物、ＡＩ等の金属のいずれの上にも非常に強固に
付着する。段差があった場合も被覆の度合は良い。また
、非常に緻密で堅く傷がつきにくい。
第１の方法は反応性スパッタリング９である。
第１図に反応性スパッタリング法に用いる装置の模式図
を示す。装置そのものは一般的なスパッタリング装置で
ある。１０１は真空に排気し得る容器、１０２はスパッ
タ・ターゲット、１０３は試料基板、１０４はシャッタ
、１０５はスパッタ用高周波発振器よりの入力、１０６
は基板加熱用ヒータ、１０７は基板冷却用水冷管、１０
８は高純度水素源、１０９はアルゴン等のガス導入口、
１１０はガス溜、１１１は圧力計、１１２は真空計、１
１３は排気系への接続口である。
を示す。装置そのものは一般的なスパッタリング装置で
ある。１０１は真空に排気し得る容器、１０２はスパッ
タ・ターゲット、１０３は試料基板、１０４はシャッタ
、１０５はスパッタ用高周波発振器よりの入力、１０６
は基板加熱用ヒータ、１０７は基板冷却用水冷管、１０
８は高純度水素源、１０９はアルゴン等のガス導入口、
１１０はガス溜、１１１は圧力計、１１２は真空計、１
１３は排気系への接続口である。
シリコン及びグラファイトに代表される炭素（Ｃ）をス
パッタ・ターゲットに用いる。この場合、シリコンの基
板上にグラファイト薄片をとう載しターゲットとするの
が好都合である。シリコンと炭素の面積比を適当に選ぶ
ことによって非晶質Ｓｔ、ＬｘＣｘ・（Ｈ）の組成を制
御することが出来る。勿論、炭素基板上にシリコン薄片
を設けても良い。更に両材料を並撹してターゲットを構
成しても良い。才だ混合物をターゲットとしても良い。
パッタ・ターゲットに用いる。この場合、シリコンの基
板上にグラファイト薄片をとう載しターゲットとするの
が好都合である。シリコンと炭素の面積比を適当に選ぶ
ことによって非晶質Ｓｔ、ＬｘＣｘ・（Ｈ）の組成を制
御することが出来る。勿論、炭素基板上にシリコン薄片
を設けても良い。更に両材料を並撹してターゲットを構
成しても良い。才だ混合物をターゲットとしても良い。
上述の如き装置を用いて、水素（Ｈ２）を３０モル係以
下の種々の混合比で含むＡｒ雰囲気中で、高呼波放颯を
発生せしめＳｉ及びグラファイトをスパッターし、これ
を基板上に堆積させることにより薄層を得ることができ
る。この場合水素を含むＡｒ雰囲気の圧力は、グロー放
電が維持で去る範囲であればいずれでもよく、一般に０
．０１〜１．０Ｔｏｒｒ程度を用いるｏ ０．１〜１．
０ Ｔｏｒｒの場合特に安定である。試料基板の渦電は
室温より３００℃で選択するのが良い。１５０〜２５０
°Ｃ程度が最も実用的である。余り低温では好都合に水
素を非晶質材料中に導入しずらく、又余り高温でも水素
は逆に非晶質材料より放出される傾向を持つからである
。基板温度を２００°Ｃに保った場合、基板上への堆檀
速實は、ＳｔとＣの混合比により第２図のように変化す
ることを確昭した。従って、この方法では、Ｃの濃度０
〜９９％までの非晶質８ｉ１−ｘＣＸ（Ｈ）の形成は能
率的に行われるが、Ｃが１００％の場合は極端に堆積速
度が小さくなる。また、第３図は前述のＳｉ（！：Ｃの
ターゲットの各々の成分の面積比を変化させ製造した非
晶質５ｉ１−ＸＣｘ（Ｈ）の成分比を示す図である。雰
囲気中の水素含有者は６モルチの例であるが、ＳｉとＣ
の混合比は雰囲気中の水素含有量に実際上依存しないと
考えて良い。一方、Ａｒ雰囲気中の水素分圧を制御する
ことによって、含有水素量を制御する。雰囲気中の水素
量を５〜７モル％とした場合、非晶ｆｉ Ｓ １ｌ−Ｘ
Ｃｘ（Ｈ）中に約３０原子数多の含有量を実現出来る。
下の種々の混合比で含むＡｒ雰囲気中で、高呼波放颯を
発生せしめＳｉ及びグラファイトをスパッターし、これ
を基板上に堆積させることにより薄層を得ることができ
る。この場合水素を含むＡｒ雰囲気の圧力は、グロー放
電が維持で去る範囲であればいずれでもよく、一般に０
．０１〜１．０Ｔｏｒｒ程度を用いるｏ ０．１〜１．
０ Ｔｏｒｒの場合特に安定である。試料基板の渦電は
室温より３００℃で選択するのが良い。１５０〜２５０
°Ｃ程度が最も実用的である。余り低温では好都合に水
素を非晶質材料中に導入しずらく、又余り高温でも水素
は逆に非晶質材料より放出される傾向を持つからである
。基板温度を２００°Ｃに保った場合、基板上への堆檀
速實は、ＳｔとＣの混合比により第２図のように変化す
ることを確昭した。従って、この方法では、Ｃの濃度０
〜９９％までの非晶質８ｉ１−ｘＣＸ（Ｈ）の形成は能
率的に行われるが、Ｃが１００％の場合は極端に堆積速
度が小さくなる。また、第３図は前述のＳｉ（！：Ｃの
ターゲットの各々の成分の面積比を変化させ製造した非
晶質５ｉ１−ＸＣｘ（Ｈ）の成分比を示す図である。雰
囲気中の水素含有者は６モルチの例であるが、ＳｉとＣ
の混合比は雰囲気中の水素含有量に実際上依存しないと
考えて良い。一方、Ａｒ雰囲気中の水素分圧を制御する
ことによって、含有水素量を制御する。雰囲気中の水素
量を５〜７モル％とした場合、非晶ｆｉ Ｓ １ｌ−Ｘ
Ｃｘ（Ｈ）中に約３０原子数多の含有量を実現出来る。
他の組成についても大略この場合を目安に水素分圧を設
定すれば良い。材料中の水素成分は加熱により発生する
水素ガスを質量分析法で定量した。
定すれば良い。材料中の水素成分は加熱により発生する
水素ガスを質量分析法で定量した。
なお、雰囲気のＡｒはＫｒ等他の希ガスにおき替えるこ
とができる。
とができる。
非晶質５１１−ｘＣｘ（Ｈ）を製造する第２の方法はグ
ロー放電を用いる方法である。ＳｉＨ４およびＣＨ，の
混合気体でグロー放電を行ってこれ等の有機物を分解さ
せて基板上に堆積させることによって形成される。この
場合ＳｉＨ４とＣＨ４の混合気体の圧力は０．１〜５
Ｔｏｒｒの間に保つ。グロー放電は、直流バイアス法で
も、高周波放電法でもよい。また、ＳｉＨ４とＣＨ４の
混合気体の比率を変えることにより、ＳｉとＣの割合を
制御できる。良質の非晶質５ｉ１−ｘＣＸ（Ｈ）を得る
ためには、基板温度は２００°Ｃ〜４００°Ｃに保つ必
要がある。
ロー放電を用いる方法である。ＳｉＨ４およびＣＨ，の
混合気体でグロー放電を行ってこれ等の有機物を分解さ
せて基板上に堆積させることによって形成される。この
場合ＳｉＨ４とＣＨ４の混合気体の圧力は０．１〜５
Ｔｏｒｒの間に保つ。グロー放電は、直流バイアス法で
も、高周波放電法でもよい。また、ＳｉＨ４とＣＨ４の
混合気体の比率を変えることにより、ＳｉとＣの割合を
制御できる。良質の非晶質５ｉ１−ｘＣＸ（Ｈ）を得る
ためには、基板温度は２００°Ｃ〜４００°Ｃに保つ必
要がある。
その他箪子ヒーム蒸着法に依っても良い。
以下、具体例を説、明する。
Ｉ；９４図（ａ）に示すクロく、エミッタＥ、ベースＢ
１コレクターＣのように半導体素子が構成されたシリコ
ン半導体基板トシ、この上に二酸化シリコンからなる絶
縁膜２と、絶縁膜２に設けた開孔３を通して半導体素子
と醒気的に接続されかつ絶縁膜２の上に延在するＡ ｌ
型棒４が準備される。この様な半導体基体を第１図に
示した反応性スパッタ装置〆ζ中に装着する。基板温度
は１８０°Ｃに保つ。
１コレクターＣのように半導体素子が構成されたシリコ
ン半導体基板トシ、この上に二酸化シリコンからなる絶
縁膜２と、絶縁膜２に設けた開孔３を通して半導体素子
と醒気的に接続されかつ絶縁膜２の上に延在するＡ ｌ
型棒４が準備される。この様な半導体基体を第１図に
示した反応性スパッタ装置〆ζ中に装着する。基板温度
は１８０°Ｃに保つ。
雰囲気ガスはＡｒと水素の混合ガス０．１ Ｔｏｒｒと
し、高周波成力１３．５６ ＭＨｚ １人力２５０Ｗで
非扁質（””、−ｘＣｘ−１＋ −ｙ（Ｈ）ｙ （ｘ＝
０．１ 、 Ｙ ＝０．３ ）を堆積した。厚さは０．
３μｍμｍ以上２稈が好ましい。
し、高周波成力１３．５６ ＭＨｚ １人力２５０Ｗで
非扁質（””、−ｘＣｘ−１＋ −ｙ（Ｈ）ｙ （ｘ＝
０．１ 、 Ｙ ＝０．３ ）を堆積した。厚さは０．
３μｍμｍ以上２稈が好ましい。
こうしてＳｉＯ３等がへ出している部分を安定な非晶質
〔５ｉ１−ＸＣＸ〕１イ〔Ｈ）Ｙ（第４図（ｂ）の層６
）でネイ１うことによりパッシベーションが行なわれる
。
〔５ｉ１−ＸＣＸ〕１イ〔Ｈ）Ｙ（第４図（ｂ）の層６
）でネイ１うことによりパッシベーションが行なわれる
。
次いで半導体分桁で周知の食刻方法で層６を選択的に除
去し開孔する。次にＡＩを蒸着し、さらにＡＩを所定の
形状になるよう不要部分を選択的に食刻、除去して、Ａ
１′ｌ極（第４図（Ｃ））を設けた。
去し開孔する。次にＡＩを蒸着し、さらにＡＩを所定の
形状になるよう不要部分を選択的に食刻、除去して、Ａ
１′ｌ極（第４図（Ｃ））を設けた。
更に、たとえば（ Ｓ’０．７ ＣＧ．３）０．９１
ＨＯ．０９（Ｓ’ｏ．ｓ Ｃｏ．ｓ）ｃ＋．５Ｈａ２＋
（Ｓｉ０．２Ｃ０．８）０．７Ｉ−ＩＯ．３ ＋（Ｓ
’０．７００．９）０．８Ｈ０２ （ＳｉＱ．６Ｃ０
．４）０．９ＨＯ．１等の非晶質材料を用いても十分な
パッシベーション効果を奏した。
ＨＯ．０９（Ｓ’ｏ．ｓ Ｃｏ．ｓ）ｃ＋．５Ｈａ２＋
（Ｓｉ０．２Ｃ０．８）０．７Ｉ−ＩＯ．３ ＋（Ｓ
’０．７００．９）０．８Ｈ０２ （ＳｉＱ．６Ｃ０
．４）０．９ＨＯ．１等の非晶質材料を用いても十分な
パッシベーション効果を奏した。
また、前述のグロー放電法によっても同様の効果を奏す
ることが出来た。
ることが出来た。
第１図は本発明の半導体装置の製造装置を示す説明図、
第２図はスパッタ時の堆積指数と材料組成の関係を示す
図、第３図はスパッタ・ターゲ。 トの炭素とシリコンの面積比と材料組成の関係を示す図
、第４図は本発明の半導体装置の製造工程を示す図であ
る。 １０１・・・真空容器、１０２・・・スパッタ・ターゲ
ット、１０３・・・試料基板、１０８・・・水素源、１
０９・・・希ガス、１・・・半導体基板、２・・・絶縁
膜、３・・・開孔、４・・・ＡＩ配線、６・・・非晶質
〔５１１−ＸＣＸ〕〔Ｈ）Ｙ膜、７・・・ＡＩ電極。
第２図はスパッタ時の堆積指数と材料組成の関係を示す
図、第３図はスパッタ・ターゲ。 トの炭素とシリコンの面積比と材料組成の関係を示す図
、第４図は本発明の半導体装置の製造工程を示す図であ
る。 １０１・・・真空容器、１０２・・・スパッタ・ターゲ
ット、１０３・・・試料基板、１０８・・・水素源、１
０９・・・希ガス、１・・・半導体基板、２・・・絶縁
膜、３・・・開孔、４・・・ＡＩ配線、６・・・非晶質
〔５１１−ＸＣＸ〕〔Ｈ）Ｙ膜、７・・・ＡＩ電極。
Claims (1)
- １、少なくとも１個の半導体素子を有する半導体基体上
部の少なくとも一部にパッシベーション膜として水素を
含有しシリコンとカーボンを主体とした非晶質材料層を
有して成る半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139929A JPS5840831A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57139929A JPS5840831A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5840831A true JPS5840831A (ja) | 1983-03-09 |
Family
ID=15256946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57139929A Pending JPS5840831A (ja) | 1982-08-13 | 1982-08-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5840831A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119733A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| JPS6066826A (ja) * | 1983-09-22 | 1985-04-17 | Matsushita Electronics Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPS60189226A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Sharp Corp | コ−テイング膜 |
| US4845400A (en) * | 1987-04-16 | 1989-07-04 | Nippondenso Co., Ltd. | Spark plug for internal-combustion engine |
| US5929556A (en) * | 1995-11-16 | 1999-07-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug with center electrode having variable diameter portion retracted from front end on insulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52111379A (en) * | 1976-03-16 | 1977-09-19 | Toshiba Corp | Semi-conductor device |
-
1982
- 1982-08-13 JP JP57139929A patent/JPS5840831A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52111379A (en) * | 1976-03-16 | 1977-09-19 | Toshiba Corp | Semi-conductor device |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59119733A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-11 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
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| US5929556A (en) * | 1995-11-16 | 1999-07-27 | Ngk Spark Plug Co., Ltd. | Spark plug with center electrode having variable diameter portion retracted from front end on insulator |
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