JPS59191336A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS59191336A
JPS59191336A JP58065435A JP6543583A JPS59191336A JP S59191336 A JPS59191336 A JP S59191336A JP 58065435 A JP58065435 A JP 58065435A JP 6543583 A JP6543583 A JP 6543583A JP S59191336 A JPS59191336 A JP S59191336A
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JP
Japan
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film
psg
semiconductor device
layer
sio
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Pending
Application number
JP58065435A
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English (en)
Inventor
Shigeru Suzuki
茂 鈴木
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP58065435A priority Critical patent/JPS59191336A/ja
Publication of JPS59191336A publication Critical patent/JPS59191336A/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

  • 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】 本発明は、半導体装置、特に、半導体装置のファイナル
パッシベーション膜の技術に関するものである。
従来、プラスチックパッケージ用として用いられる表面
保護膜であるファイナルパッシベーション膜は、強度、
耐湿性等、様々な特性に対する優れた耐久性が要求され
る。プラスチックパッケージを用いた場合に要求される
ファイナルパッシベーション膜の具体的な特性をあげる
と次のようなものがある。■プラスチックパッケージ形
成時に素子とプラスチックとの膨張係数の違いによって
生ずるモールドストレスに耐え得る強度を保ち得ること
。■素子の水分に対する充分な耐湿性が保りしているこ
と。■ファイナルパッシベーション膜の構成物質によっ
て生ずるホット・エレクトロンの影響を受けて、高密度
化時に素子特性が悪化しないこと。つまシ、ホット−エ
レクトロンが生じないこと。■パッシベーション膜を生
成する際、アルミニウム層にヒロックが生じないこと。
ヒロックが成長するとアルミニウム配線層に欠陥が生ず
るばかりでなく、ボンデングパット部のパッシベーショ
ン除去の為の写真平板技術を用いだ蝕刻工程に於いて欠
陥を生じやすくなる。■ファイ・、ナルパッシベーショ
ン膜の強度、接着性が強ス¥−C1高温動作中の素子へ
のストレス、及び、欠陥が生じないこと。
優れたパッジベージ璽ン膜は、主に以上のような5つほ
どの性質を有することを必要とするが、従来使用されて
来たパッジページ冒ン膜は、単一物質かリンシリケート
ガラスM(以下、PSG膜と称する)プラズマナイトラ
イド膜(以下、P −8iN膜と称する)等の組合わせ
で形成されておシ、前記5つの条件を同時に満足させる
ことは困難であった。
本発明の目的は、半導体装置に高信頼性を与えるに適し
たファイナルパッシベーション膜の技術を提供するもの
である。
この目的を達成するために1本発明では、素子の表m保
m膜であるファイナルパッシベーション膜の構造を、耐
湿性とホットエレクトロンの発生を防止するプラズマ・
酸化シリコン膜(以下、P−8iO膜と称する)、およ
び前記P−8IO膜の素子へ9ストレス緩和のためのP
SG膜とから形成しく p−s t o膜を上層に、P
SG膜を下層に形成する)、両層の厚みを利用して、モ
ールドストレスに対する強度を得るものである。さらに
、アルミニウムヒロック防止に関しては、PSG膜をア
ルミニウム蒸着温度以下で生成することにより、その成
長を減少させ、アルミニウムヒロックが生じたとしても
p−sム0膜がその成長のストッパーとなる。
本発明とその効果を絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(以下、MISFETと称する)を有する半導体装置(
以下、MIS型半導体装置と称する)に適用した実施例
に基づいて、以下、具体的に説明する。
第1図は、本発明をMISfi半導体装置に応用した場
合の装置の断面図、第2図〜第4図は本発明の半導体装
置の製造過程を示している。第1図〜第4図において、
1はP−型半導体基板、2は酸化シリコン層(以下、S
in、膜と称する)から成るフィールド絶縁膜、3はS
iO□層から成るゲート絶縁膜、5.6は5膜01層で
、特に6はポリシリコン層(以下、poly−8i層と
称する)から成るゲート電極4を保護する膜である。
さらに、本実施例においては、Nチャンネル型MISF
ETを示しているため、ソース・ドレイン領域7は、N
+型拡散領域となる。8はPSG膜から成る層間絶縁膜
、9はアルミニウム配線層でコンタクトホール12.1
3において、ソース・ドレイン領域7とオーミックコン
タクトしている。
さらK、10.11は、本発明に従って形成されタフア
イナルパッシベーション膜で、PSG[10とP−8i
O膜11から成る。10.11から成るファイナルパッ
シベーション膜の上には図示されていないが、エポキシ
樹脂のような樹脂封止体が形成されている。
かかる実施例によれば、PSG膜10とP−8i・0膜
11を形成することによってP −S io。
膜11の硬性と耐湿性から、素子への耐モールドストレ
ス強度および、耐湿性が得られ、かつ、P−8iO膜は
ホットエレクトロンを生成しない。
また、PSG膜10は後述するように、低温で形成スる
ため、アルミニウムヒロックを防止することができる。
さらに、PSG膜10は、P−Sin層12の素子への
ストレスを柔らげ、素子に不必要なストレスを与えるこ
とはない。
なお、第5図は、上記実施例に対する変形例で、PSG
膜14を、p−8iO膜11の上に形成し、ファイナル
バッジベージ日ン膜を3層にしたものである。これは、
より厚いファイナルパッシベーション膜を得るために有
効なものである。
また、第6図は、上記実施例の半導体装置におけるポン
ディングパッド部の断面図を示し、15は、ワイヤボン
ドのためのパッド電極を露出させるためのホールである
。ポンディングパッド部15においては、アルミニウム
ヒロックが生じないため、高信頼度のワイヤボンディン
グが出来る。
次に、上述せる本発明の半導体装置の製造方法を第2図
〜第4図を用いて説明する。
〔素子形成工程〕
まず、P−型単結晶シリコン基板1を用意する。
フィールド絶縁膜2を形成するために、Sin、膜(図
示せず)とSi、N4膜(図示せず)の2層をシリコン
基板1の表面に選択的に形成する。そして、露出した基
板表面を熱酸化することによって、Sin、層から成る
フィールド絶縁膜2を形成する。
フィールド絶縁膜形成後、形成のために使用したSin
、膜(図示せず)とSi、N、膜(図示せず)を除去し
ゲート絶縁膜3を形成するための清浄なSin2層3.
5を形成する。さらにゲート電極のためのPo1y −
8i層4を前記Sin、層上に選択的に形成し、Po1
y−3i層4とフィールド絶縁膜2をマスクとして、ソ
ース・ドレイン領域形成のための不純物をソース・ドレ
イン領域に導入する。ゲート電極のPo1y−8i層4
の電界集中を防ぐためにライト酸化してSin、層6を
形成し、さらに導入した不純物を熱拡散させて拡散領堺
7を形成する。さら忙、層間絶縁膜としてのPSG膜8
を形成する。このPSG膜80ソース−ドレイン領域に
はコンタクトホールが選択的に形成される。そして、前
記PSG膜8上にアルミニウム配線層9を真空蒸着法に
よって形成する。このようにして、第2図に示されるよ
うな素子を形成する。
〔保護膜;ファイナルパッシベーション膜形成工程〕
以上のようにして形成された素子を保護するために、保
護膜として、ファイナルパッシベーション膜を形成する
が、形成されるファイナルパッシベーション膜は前記■
から■の条件が要求される。
水分に対する耐湿性を保ち、かつホット・エレクトロン
の生成を防止するために、パッシベーション膜にはP−
8iO膜を使用する。しかし、P−8iO膜は、素子に
与えるストレスが高いため(前記■の内容)、そのスト
レスを緩和させる必要がある。ストレス緩和のために、
P−8iO膜形成前に、PSG膜1膜上03図に示すよ
うに形成する。しかし、この場合、PSG膜1膜上0高
温で生成すると耐湿性は良くなるが、アルミニウムヒロ
ックが生じ易くなるという欠点を有する。このため、P
SG膜1膜上0アルミニウム蒸着温度以下で形成する。
そして、この上に、P−8i0膜11を第4図に示すよ
うに形成する。低温で生成されたPEG膜10の耐湿性
はこれによって補われる。
さらに、PSG膜1膜上0−8iO膜11から形成され
る保護膜は、トランスファモールド技術によって樹脂封
止する場合に加熱処理によって生ずるモールドストレス
に対する強度を保持しなければならない(前記■の内俳
)。このため、PSG膜1膜上0−8iO膜11のトー
タル膜厚をモールドストレスに十分耐え得る厚さにする
以上のように形成される半導体装置は、上述したように
、第5図に示されるように、他のファイナルパッシベー
ション膜を積層してもよい。第5図に示される例は、前
述のPSG膜1膜上0−8iO膜11との上に、さらに
、PSG膜14を設けたものである。PSG膜12は、
高温で生成し、耐湿性を得るようにする。この場合、P
SG膜1膜上0−8iO膜11、PSG膜14の3層の
厚みによって耐モールドストVスの強度を向上させる。
一方、P−8iO膜11の膜厚は薄く形成することによ
って、P−8iO膜の蝕刻速度を速めることができる。
第4図、第5図においては、前述したよ゛うに、配線部
のアルミニウムヒロックを低減させることができる。
さらにまた、第6図は、本発明をポンディングパッド部
に適用(−た例であるが(第6図には、第5図の変形例
で示したPSG膜14は存在しないχ従来、ボンディン
グバット部15形成時に、ボンディングバット部のパッ
シベーション除去の為の写真平版技術を用いた蝕刻工程
において、アルミニウム層の欠陥を生じさせたアルミニ
ウムヒロックの生成を、本発明によって防止できる。従
って、欠陥のないボンディングバット部を形成する。
以上のように形成された半導体回路装置では、素子を保
護するパッシベーション膜が低温で生成されたP 、S
 G膜10とP−8iO膜11との少なくとも2層から
厚く形成されているため、以下の効果を得ることが出来
る。
(1)プラスチックパッケージ形成時に生じるモールド
ストレスに耐え得る強度を保つことが出来る。
(21P−8iO膜11が形成されているため、プラス
チックパッケージにおいても耐湿性を得ることが出来る
(3)構成物質に、P −S i、N4 膜を含まない
ため、ホットエレクトロンが生じない。従って、高密度
化時に、ホットエレクトロン影響による素子特性の悪化
がない。
(1)  ファイナルパッシベーション膜生成時に、ア
ルミニウム層にヒロックが生じない。
従って、アルミニウム配線の欠陥が生じなく、又、ボン
ディングバット部形成時において、パッシベーション除
去のための写真平版技術を用いた蝕刻工程の際の欠陥が
生じない。
+51PSG膜10が高温動作中におけるSiO膜11
、の素子へのストレスを緩和させる。
実際の実験結果において、アルミニウム(i)線中2.
5μmのプロセスを用いた、64にビットダイナミック
メモリに本発明を用いた場合、高温動作欠陥発生率は、
以前に較べ約0.5桁〜1桁改善された。又、高温、高
湿、高圧試験に於いてもPSG膜10が、P−8iO膜
の素子へのストレスを緩和するため、高温、高湿、高圧
に対する寿命が向上する。従来素子に較べ、121℃、
湿度100%、2気圧の試験で、不良発生摩耗期に入い
る時間が、100〜200時間以上延長される。
ここで、前記した第1図から第6図において、Nチャン
ネル型半導体装置を用いたが、Pチャンネル型半導体装
置に適用しても良い。又、ゲート電極4をシリサイドや
高融点金属で形成し、さらにアルミニウム配線9をシリ
サイド形成金属で形成しても、同様の効果を得ることが
出来る。また、眉間絶縁膜8は、酸化シリコン層で形成
しても、同様の効果を得ることが出来る。
本発明は、MIS型半導体装置に限らず、バイポーラ半
導体装置等、パッシベーションを必要とするすべての半
導体装置に適用することが出来る。
特に、プラスチックパッケージに収納される半導体装置
において、高信頼度を要求される場合に適用して効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明をMIS型半導体装置に応用した場合
の半導体装置の断面図 第2図〜第4図は、本発明による半導体装置の製造方法
を示すための各工程における断面図第5図は、本発明の
変形例を示す断面図、および 第6図は、本発明をボンディングパット部に適用した場
合のボンディングパット部の断面図である。 1・・・P−型シリコン半導体基板、2・・・Sin、
からなるフィールド絶縁膜、3・・・Sin、からなる
ゲート絶縁膜、4・・・Po1y−8iからなるゲート
電極、5.6・・・Sin、膜、7・・・N+型ソース
・ドレイン領[,8・・・PSGからなる層間絶縁膜、
9・・・アルミニウム配線層、lO・・・ファイナルパ
ッシベーション膜を形成するPSG膜1,11・・・フ
ァイナルパッジページ1ン膜vs成−t−るP −S 
i O膜、−12,13・・・コンタクトeホール、1
4・・・ファイナルパッジページ目ン膜を構成するPS
G膜、15・・・ボンディングパット部。 第  1  図 第  4 図 第  5  図 第  6  図 /  2

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体素子が形成された半導体基板の表面保護膜と
    して、少なくとも、プラズマ酸化シリコン膜とリンシリ
    ケートガラス膜との2層膜を含み、前記プラズマ酸化シ
    リコン膜が、前記リンシリケートガラス膜の上に隣接し
    て前記半導体基板の素子上に形成して成ることを特徴と
    する半導体装置。
JP58065435A 1983-04-15 1983-04-15 半導体装置 Pending JPS59191336A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58065435A JPS59191336A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 半導体装置

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JP58065435A JPS59191336A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 半導体装置

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JPS59191336A true JPS59191336A (ja) 1984-10-30

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ID=13287028

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JP58065435A Pending JPS59191336A (ja) 1983-04-15 1983-04-15 半導体装置

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JP (1) JPS59191336A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61219140A (ja) * 1985-03-26 1986-09-29 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 半導体装置
JPH04133962U (ja) * 1991-06-01 1992-12-14 愛知機械工業株式会社 ワイパー
US5215933A (en) * 1990-05-11 1993-06-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US5215933A (en) * 1990-05-11 1993-06-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device
JPH04133962U (ja) * 1991-06-01 1992-12-14 愛知機械工業株式会社 ワイパー

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