JPS5913332A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPS5913332A
JPS5913332A JP57121726A JP12172682A JPS5913332A JP S5913332 A JPS5913332 A JP S5913332A JP 57121726 A JP57121726 A JP 57121726A JP 12172682 A JP12172682 A JP 12172682A JP S5913332 A JPS5913332 A JP S5913332A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
semiconductor device
semiconductor
wiring layer
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP57121726A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Mase
間瀬 康一
Masayasu Abe
正泰 安部
Masaharu Aoyama
青山 正治
Takashi Yasujima
安島 隆
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP57121726A priority Critical patent/JPS5913332A/ja
Publication of JPS5913332A publication Critical patent/JPS5913332A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10PGENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10P14/00Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
    • H10P14/60Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置に関する。
〔発明の技術的背景及びその問題点〕
従来、パッシベーション膜としてP2O膜を使用した半
導体装置が使用されている。この半導体装置は第1図に
示す如き構造を有している。
図中1は、所望の素子を形成した半導体基板であり、2
は基板1の表面に形成したアルミニウム等からなる配線
である。このように素子及び配線2を形成した基板1か
らなる半導体ペレット3の表面には、PSGSiO2成
されている。
PSGSiO2成は、配線2形成後の基板1をC,V、
 D、(Chemical Vapon Deposl
tlon)装置内に設置し、300〜500℃に加熱し
た後、リン濃度が1.0〜1.5X10 cm  にな
るよう反応ガス(s*n4− PH,−02)の半量を
設定して供給し、厚さが1.0〜1.5μmに達するま
で気相成長処理を施すことにより行っている。このよう
にノやッシペーション膜としてPSGSiO2する半導
体装置1は、PSGSiO2成が300〜500℃の比
較的低温で容易に可能であり、電気的にも安定しており
、しかも、PSG4にはNaに対するゲッタリング性が
ある等の長所を有している。しかしながら、PSGSi
O2湿性を有しているため、PSG膜4中のP2O5が
リン醗として溶出し、P2O5が偏出したところにピン
ホールができ、配線2の腐食を引き起こす。その結果、
耐環境性が悪いOまだ、パッシベーション膜としてプラ
ズマシリコン窒化膜(以下、P−8IN@と記す。)を
使用した半導体装置がある。P−8iN膜の形成は、先
ず、所望の素子及び配線を形成した半導体基板をプラズ
マCVD装置丙に設置し、0.5〜2,0Torrに減
圧した後150〜400℃の温度に加熱する。
次い、′C1反応ガスとして5IH4−NH3を供給し
、高周波をかけて反応ガスをプラズマ化してこれを1.
0〜1.5μmの厚さまで堆積することにより行う。
このようなP−8iN膜を有する半導体装置は、250
〜400.tl:の比較的低温でP−81N膜を形成で
き、アルカリイオンの阻止特性にも優れ、吸湿性もない
。しかしながら、P−8IN膜が帯電し易いため、低電
流動作特性が悪い欠点がある。
〔発明の目的〕
本発明は、電気的に安定であり、かつ、耐湿性、耐アル
カリイオン特性に優れた半導体装置を提供することをそ
の目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体ペレットの表面に非金属及び半金属を
除いた金属からなる被膜を被包することにより、電気的
に安定であり、しかも、耐湿性、耐アルカリイオン特性
を向上させた半導体装置である。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例について説明する。
第2図は、本発明の一実施例の断面図である◎図中10
は、所望の素子を形成した半導体基板である。半導体基
板10上には、アルミニウム等からなる所定パターンの
配線層11が形成されている。配線層11及び半導体基
板10上には、リンケイ酸化ガラスからなるPSG膜1
2が形成されている。PSG膜12には、配線層11に
通じるコンタクトホール13が形成されている。PSG
膜1膜上2上、配線層11に形成されたコンタクトホー
ル13と連通しする室14を有する被膜15が形成され
ている。被膜15は、窒素等の非金属やヒ素等の半金属
を除いたニッケル等の金属で形成されている。
このように構成された半導体装置Uは、例えば次のよう
にして製造することができる。先ず、第3図(2)に示
す如く、所望の素子を形成した半導体基板10上に純ア
ルミニウム等からなる配線層11を形成する。次いで、
素子及び配線層11を形成してなるこの半導体ペレット
をC,’V、D、装を内に:fffJl、!J > m
 度カ0.5 X 102!ffi’、生tm[14o
oc、圧jJ 760 Torr 、処理時間25分の
条件で半導体基板10及び配線′11上にリンケイ酸化
ガラスからなるPSG膜12を1.0μm形成する。次
いで、PSG膜1膜上2上定ツヤターンの7オトレジス
ト膜16を形成し、これをマスクにしてフッ化アンモニ
ウム系エツチング液(洲、F:CH3CO0H=2 :
 L体積比)によりエツチング処理を施し、配線層11
に通じるコンタクトホール13を開口する。次いで、同
図(B)に示す如く、フォトレジスト膜16を除去後、
新しくホトレジストをスピンフート法に193.04m
の厚で露出した配線1ノ上及びPSG膜1膜上2上tt
し、コンタクトホール13の部分にだけ残存したレジス
ト膜17となるようにパターニングを施す。次いで、同
図(Qに示す如く、レジスト膜17をマスクにして真空
蒸着法によりPSG膜1膜上2上さ2.0#mのニッケ
ルからなる被膜15を形成する。蒸着装置としては、電
子ビーム式のものを使用し、蒸着条件は蒸着前の初期真
空度1゜0XIOTorr、蒸着時の真空度3、OX 
10” Torr、膜成長速度500 ”/mtnで蒸
着時間が40分とした。然る後、有機系のレジスト剥離
績にてコンタクトホール13上に形成されたレジスト膜
17を除去すると共に、レジスト−17上の被膜16を
リフトオフした後、水洗、乾燥して第′2図に示す如き
半導体装置り互を得    ゛る。
このように構成された半導体装置L」の効果を確認する
ため、実施例の半導体装置L1の100個について配線
腐食評価試験を行ったところ第6図に特性線(1)にて
示す結果を得た。また、アルカリイオン(特にNa  
)による電流増幅率の劣化試験を行ったところ第7図に
特性11!+(1)にて示す結果を得た。これらの信頼
性試験を行うためアルミニウムからなる配線層11を、
第8図に示す如く、幅8μm、全長4.0μm1厚さ1
.0μmにして10μmの間隔で半導体基板1o上に2
本形威した。また、アルカリイオン阻止性を電流増幅率
(bym)の変化により評価するために、半導体基板1
0にNPN型バイポーラトランジスタを2個形成した。
なお、半導体装置20は、フェノール系樹脂からなるt
J?ッケージで封止されている。また、腐食J・P価試
験は、飽和水蒸気中放置試験(以下、P、 C,T、試
験と記す。)を2.5気圧水蒸気中で20時間連続して
行い、次にバイアス温度試験(B、T、試験)を85℃
、印加電圧15Vの条件下で20時間行った後測定した
この一連の測定の過程を1サイクルとし、サイクル数に
対する腐食による累積不良発生率の特性から耐腐食性を
評価した。また、アルカリイオンによる電流増幅率の劣
化試験は、温度125℃・0、印加電圧15Vの条件下
で行った。
次に、本発明の他の実施例について説明する。
第4図は、本発明の他の実施例の断面図である。図中3
0は、所望の素子を形成した半導体基板であり八その表
面には、アルミニウム等からなる所定i9ターンの配線
層31が形成されている。配線層3ノ及び半導体基板3
o上には、リンケイ酸化ガラスからなるPSG膜3膜上
2成されている。PSG膜3膜上2、配線層31に通じ
るコンタクトホール33が形成されている。
PSG 膜32上には、コンタクトホール33と連通す
る窓34を有するアルミニウム等からなる被膜35が形
成されている。被膜35及び窓34の表面には、酸化ア
ルミニウム被膜等からなる金属化合物層36が形成され
ている。
このように構成された半導体装置L!によれば、例えば
次のようにして製造することができる。先ず、第5図(
ト)に示す如く、所望の素子を形成した半導体基板3o
上に純アル、1ニウム等からなる配線層31を形成する
。次いで、素子及び配線層31を形成してなる半導体ペ
レットの表面に、C,V、D、法により実施例のものと
同様の条件下で、リンケイ酸化ガラスからなるPSG膜
3膜上2さ1.0μm形成する。次いで、これを真空蒸
着装置内に設置し、PSG膜3膜上2面に厚さ2.1#
Iの純アルミニウムからなる被膜35を形成した。真空
蒸着装置は、電子ビーム式のものを使用した。蒸着条件
は、蒸着前の初期真空度1.OX 10  Torr、
蒸着時の真空度3.OX 10−’Torrとし、膜成
長速度2500”/H1□、蒸着処理時間約8分30秒
とした。次いで、同図(B)に示す如く、被膜35上に
7オトレジスト膜、95JLを形成し、アルミニウムエ
ツチング液(リン酸:酢酸;硝酸:純水= 76:15
:3:5、体積比)にてエツチング処理を施し、被膜3
5に窓34を開口する。次いで、同図(Qに示す如く、
フォトレジスト膜35ILt−剥離した後、促進クロム
酸化法(5チクロム酸溶液、電流密度0・15 A/、
2 、電圧40v1液温35℃、処理時間約2分)にて
酸化処理を施し、金属膜35の表面に酸化アルミニウム
被膜からなる金属化合物層36を形成する。
然る後、これに水洗処理を施し、金属化合物層36及び
被膜35をマスクとしてRIB法(CF4: H2= 
20 SCCM : 10 SCCM 、出力350W
、 :r−、y チング率550X/m1n)にてPS
G膜3膜上2線層31に通じるコンタクトホール33を
開口し、第4図に示す如き半導体装置40を得る。
この半導体装置40の効果を確認するため、前述と同様
の条件で信頼性試験を行ったところ、腐食評価試験の結
果として第6図にて示す曲線(II)を得た。また、ア
ルカリイオンによる電流増幅率の劣化試験の結果として
第7図にて示す曲M (n/を得た。
実施例と比較するために、パッシベーション膜としてP
SG膜を有する従来の半導体装置(比較例1)と、パッ
シベーション膜としてP−8iN膜を有する従来の牛導
年装W(比較例2)について同様の信頼性試験を行った
ところ、前者については第6図中曲線■、第7図中曲線
mlにて示す結果を得、後者については第6図中曲線(
財)、第7図中曲線4にて示す結果を得た。
第6図に示す結果から明らかなように、実施例の半導体
装置20 40では、両者とも41サイクルを経過後も
腐食の発生は見られない。しかし、比較例10半導体装
置では5サイクルのところから腐食の発生が見られ、比
較例2の半導体装置では15サイクルのところから腐食
が発生していることが判る。つまり、実施例の半導体装
置20LJLは、比較例1,2に示すものに比べて遥か
に耐湿性が優れていることが判る。
また、第7図に示す結果から明らかなように、実施例の
半導体装置1f工1では、、BT100時間後における
初期電流増幅率(hyx)に対する変化の割合は、98
〜99チであり、比較例1の半導体装置では76チ、’
比較例の半導体装置では90チであることから、実施例
の半導体装置1Muは、アルカリイオンの阻止特性に極
めて優れていることが判る。また、実施例の半導体装置
ujuは、耐湿性、アルカリイオンの阻止特性に優れて
いるこ゛とから、信頼性の高イノ!ッシベーシ、ン作用
を有していることが判る。
また、実施例の半導体装置1fiuは、表面が少なくと
も被膜16.35にて覆れているので電位を接地レベル
にして、静電じゃへい、磁気じゃへい、電磁じやへい効
果を有するものである。
因に、実施例の半導体装置L1では、200MHz以上
で電磁じゃへい効果が現われることが実験的に確認され
た。また、実施例の半導体装置uJLlでは、耐放射線
性、特にα線耐性に優れていることが実験的に確認され
た。
〔発明の効果〕
以上説明した如く本発明に係る半導体装置によれば、電
気的に安走であり、かつ、耐湿性、耐アルカリイオン特
性を向上させることができる等顕著な効果を有するもの
である。
【図面の簡単な説明】
it’s 1図は、従来の半導体装置の断面図、第2図
は、本発明の一実施例の断面図、第3図に)乃至同図(
C’lは、同実施例の半導体装置の製造方法を工程順に
示す説明図、第4図は、本発明の他の実施例の断面図、
第5図に)乃至同図(Qは、同化の実施例の半導体装置
の製造方法を工程順に示す説明図、第6図は、累積不良
発生率とサイクル数との関係を示す特性図、第7図は、
電流増幅率の変化割合とBT処理時間の関係を示す特性
図、第8図は、信頼性試験に用I/)た配線層のパター
ンの平面図である。 1o、so・・・半導体基板、11.31・・・6己線
層、12.32・・・P8G膜、13.33・・・コン
タクトホール、14.34・・・窓、15y35・・・
被膜、36・・・金属化合物層、Ll、Lj・・・!1
へ導体装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)所定の素子を形成した半導体ペレットの表面に非
    金属及び半金属を除いた金属からなる被膜で被包してな
    ることを特徴とする半導体装置0
  2. (2)金属膜上に金属化合物層が形成されている特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。
JP57121726A 1982-07-13 1982-07-13 半導体装置 Pending JPS5913332A (ja)

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JP57121726A JPS5913332A (ja) 1982-07-13 1982-07-13 半導体装置

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JP57121726A JPS5913332A (ja) 1982-07-13 1982-07-13 半導体装置

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JPS5913332A true JPS5913332A (ja) 1984-01-24

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ID=14818354

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JP57121726A Pending JPS5913332A (ja) 1982-07-13 1982-07-13 半導体装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62156819A (ja) * 1985-12-28 1987-07-11 Nec Corp 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62156819A (ja) * 1985-12-28 1987-07-11 Nec Corp 半導体装置

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