JPS6116562A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPS6116562A
JPS6116562A JP59138304A JP13830484A JPS6116562A JP S6116562 A JPS6116562 A JP S6116562A JP 59138304 A JP59138304 A JP 59138304A JP 13830484 A JP13830484 A JP 13830484A JP S6116562 A JPS6116562 A JP S6116562A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
film
circuit
passivation film
nsg
Prior art date
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Pending
Application number
JP59138304A
Other languages
English (en)
Inventor
Yukio Takizawa
幸雄 滝沢
Hidetsugu Asada
浅田 英嗣
Hideyuki Kihara
秀之 木原
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial 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 Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP59138304A priority Critical patent/JPS6116562A/ja
Publication of JPS6116562A publication Critical patent/JPS6116562A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D88/00—Three-dimensional [3D] integrated devices

Landscapes

  • Semiconductor Integrated Circuits (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】 産業上の利用分野 本発明はディジタル−アナログ変換器(以下、DACと
いう)などに用いられる高精度の薄膜抵抗回路を有する
半導体に関するものである。
従来例の構成とその問題点 一般に、DACにおいては、薄膜抵抗回路に形成した各
ビット電流の重みづけに対応する薄膜ラダー抵抗の抵抗
値調整によって高精度化をはかつている。
この抵抗値調整は、はとんどがレーザ光を用いた機能ト
リミング(以下、レーザトリミングという)で行なわれ
ているが、12ビットヲ超えるような高精度のDACに
対しては、必要かつ十分な性能を再現するレーザトリミ
ングが要求される。
しかも、DACの変換性能は、使用される周囲環境条件
の全体にわたって、その必要精度を維持する高信頼性を
保証しなければならない。
しかし、その精度を十分に高めること、およびその必要
精度を維持し得る信頼性を確保することは容易でない。
なぜなら、薄膜抵抗回路に用いて構成する高精度のDA
Cにおいては、薄膜抵抗回路を湿気、塵埃、不純物イオ
ンなどの外部汚染から保護する目的で、回路を覆って形
成するパッシベーション膜が不可欠であるが、このパッ
シベーション膜によって、信頼性を確保できない欠点や
レーザトリミングの加工精度の低下や困難さを生じる欠
点を有している。
この従来例について、基準電圧源回路や電流スイッチン
グ回路など周知の半導体集積回路技術を用いて形成する
能動的回路(以下、半導体回路という)と各ビット電流
の重みづけに対応するラダー抵抗網回路など、周知の薄
膜形成技術を用いて形成する薄膜抵抗回路が一体化構成
されたモノリシックDAC’(i7具体例にして、第1
図を参照して説明する。
第1図はDACチップ11の断面図である。周知のバイ
ポーラ集積回路製造技術を用いて、半導体基板2、たと
えば、シリコン゛(St )の内部に半導体素子3を形
成した後、その表面に、絶縁膜4、たとえば、二酸化シ
リコン(SiO2)膜を形成し、ついでこの上にNi 
−Cr 系合金やSi −Cr 系合金などの薄膜抵抗
素子6を形成し、さらに、それらの素子を電気的に接続
して回路構成するためのM配線6を形成する。そして、
この半導体回路や薄膜抵抗回路を外部汚染から保護する
ために、全回路要素面を覆って、SiO2あるいは窒化
シリコン(SiN)または5102とSiNとの二層パ
ッシベーション膜7のいづれかが選択されて形成される
。
しかしながら、上述のS io2. S iN 、S 
io2+S iNのパッシベーション膜下は多くの問題
をかかえてい60例エバ、5102ハノシベーション膜
to、6〜1.6μの厚さで形成したDACにあっては
、薄膜抵抗回路に形成された薄膜ラダー抵抗のレーザト
リミングは、容易に十分な加工条件が求められ、しかも
安定に変換精度を高めることができる長所を有している
ものの、このDACチップを樹脂封止パッケージに実装
して、温度85℃の高温通電試験や121℃、2気圧の
プレッシャークツカー試験などの加速寿命試験を実施す
ると、薄膜抵抗回路にあるNi −Cr 系合金または
、Cr−8i 系合金の薄膜ラダー抵抗などの抵抗変化
率が時間と共に大きく増大し、レーザトリミングで得ら
れた精度を著しく変化せしめ、DAC性能を劣化させる
ものであった。これらは、5i02ハノシベーシヨ膜が
ポーラスな膜質であったシ、クラックを生じやすいこと
などのため、十分なパッシベーション効果を発揮してい
ないことに起因している。
筺た、他の例として、SiNパッシベーション膜ヲ0.
2〜1.0μの厚さで形成し1DAcvC,%つては、
薄膜抵抗回路にある薄膜ラダー抵抗のレーザトリミング
において、良好なトリミング加工条件が求められず、し
かも抵抗値調整の安定性に乏しいために、高精度のDA
変換性能を実現できない。
これは、5IO2パツシベーシヨン膜に比較してSiN
パッシベーション膜の膜質が緻密で強固な密に 着力を有しているためXこれが災いして、レーザトリミ
ングによって焼失するNi −Cr 系または5i−C
r系の薄膜抵抗体材料の拡散現象を抑圧していることに
起因して、十分に精度を高めるレーザトリミングを阻害
しているものと考えられる。
さらに、他の例として、5in2+SiNの二層構造の
パッシベーション膜? ’c し’c’ し0.2〜0
.5μ。
0.2〜1.0μの厚さで形成したDACKあっては、
前述のレーザトリミングの加工に関する問題は解決され
るものの、高温連続通電試験などに対して、レーザトリ
ミングによって得られたDACとしての高精度変換性能
が著しく劣化してしまう欠点を有している。これは、最
初に形成するS z02パッシベーション膜中または膜
表面に吸着した水分や不純物イオンがその上に形成した
SiNパッシベーション膜により封じ込められてしまう
ことによるものと考えられる。
以上の説明から明らかなように、従来の3102やSi
Nパッシベーション膜を形成した薄膜抵抗回路を用いた
DACなどで、その精度を十分に高めること、および信
頼性の保証には一長一短があり、製品化の実現を困難に
していた。
発明の目的 本発明はこのような従来技術の問題点を解消し高精度化
および、信頼性の保証を可能とした薄膜抵抗回路を有す
る半導体装置を提供するものであるO 発明の構成 本発明は、上記目的を達成するため、基板上に形成され
た薄膜抵抗素子の上部にノンドーグシリケートガラス(
以下、NSCという)パッシベーション膜と、更にこの
上にリンドソプシリケートガラス(以下PSGという)
パッシベーション膜と、更にこの上にN S G パッ
シベーション膜を形成して、N5G−PSG−NSGの
三層をなしたものでアシ、これにより、高精度のレーザ
トリミング適応性ならびに信頼性の向上をはかることが
できる。
実施例の説明 以下、本発明の実施例について、モノリクックDACi
具体例にして説明する。
第2図は、本発明の一実施例に係るモノリシックDAC
チップ21の断面図である。同図において、81 基板
12上に形成されたN型エビタキシル 1層の内部に、周知のバイポーラ集積回路技術を用いて
、基準電圧源回路や電流スイッチ回路々どを構成する半
導体素子13を形成した後、この表面に8102膜14
を形成し、さらに、このS 102゜膜14膜上にたと
えば電子ビーム蒸着法によって、Ni −Cr (80
: 20 ) f抵抗材料として、100〜250人の
厚みを有するNi −Cr 系合金薄膜を形成する。そ
の後、通常のフォ) IJソグラフィ技術を用いて、各
ビット電流の重みづけに対応するR−2R抵抗ネツトワ
ーク15のパターン全形成する。なお、ここでは抵抗薄
膜材料にNi −Cr f使用したが、必要に応じてS
i −Or などの抵抗材料を使用してもよい。
そして、これら半導体素子および薄膜抵抗素子などを電
気的に接続し、回路構成するためのアルミニウム配線パ
ターン16を形成する。
次に、この半導体回路と薄膜抵抗回路を覆って保護する
ために、常圧または減圧CVD法によって、NSGパッ
シベーション膜1日を1600〜4000人、ついで、
リンを約4重量%含有するPSGパッシベーション膜1
9’11500〜6000人の厚みで、さらに、NSG
パッシベーション膜20’11500〜4000Aの厚
みで連続的に成長させる。そしてこの三層パッシベーシ
ョン膜の一部をワイヤボンディング用窓を開口した後、
460℃のN2雰囲気中で熱処理を施して、ウェノ蔦一
工程カニ完了する。
この後、す、上の工程で製造したモノリシックDACの
変換性能を十分に高精度化するために、薄膜抵抗回路に
形成した薄膜ラダーネットワークの抵抗値調整を行うレ
ーザトリミングを実施した〇本発明の薄膜抵抗回路では
、Ni −Cr 系合金の薄膜抵抗素子上にNSG+P
SG+NSG の三層構造の保護膜を被覆したことによ
り、レーザトリミングによって焼失するNi −Cr 
系合金の薄膜材料がNSG膜中に容易に拡散できるため
、安定な抵抗値調整が5T能となシ、DACとしての高
精度の変換性能を実現できる。
更に、本実施例のモノリシックDACチップを従来例と
同様に樹脂封止パッケージに実装して、高温連続通電テ
ストやプレノシャークッカーテストヲ実施した結果、薄
膜抵抗回路にあるNi −Cr系合金の薄膜ラダー抵抗
の抵抗変化率は著しく小さく、非常に安定しているもの
であった。このため、レーザトリミングによって得られ
た高精度のDA変換性能を長時間にわたって維持し、保
証できることを確認した。
このように、本発明の薄膜抵抗回路はN S G 十P
SG+NSG  の3層のパッシベーション膜ヲ形成す
ることによって、レーザトリミングの加工精練全向上さ
せるとともに、保護膜中の水分や不純物イオンの除去や
ゲッター効果を有するだけでなく、外部汚染から回路全
十分保護するパッシベーション膜果をも著しく向上させ
得る特徴を発揮するものである。
なお、上述した実施例では、パッシベーション膜の形成
を常圧または、減圧CVD法によって実施したが、本発
明はこの形成法に限定されるものではなく、プラズマC
VD法やスパッタ法などの他の形成法によって形成した
ものにも適用が可能である。
1だ、実施例で(d二モノリシックDACの薄膜抵抗回
路について説明したが、本発明の要旨はこれに限定され
るものではなく、薄膜抵抗回路を用いる他の電子部品に
おいても同様に成立するものである。
発明の効果 以上の説明のごとく、本発明はDACなどに用いられる
薄膜抵抗回路において、この回路上に、NSG+PSG
+NSGパッシベーション膜を形成することによって、
高精度のレーザトリミングを可能にし、更にこの高精度
の抵抗性能?保証する高信頼性を実現し得るものであシ
、工業上非常に大きな効果を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の薄膜抵抗回路を用いたモノリシックDA
Cのチップ断面構造図、第2図は本発明の一実施例を用
いたモノリシックDACのチップ断面構造図である。 12・・・・・・半導体基板、13・・・・・半導体素
子、14・・・・・・S 102膜、16・・・・・薄
膜抵抗素子、16・・・・・・A2配線、17−・・・
・・N型エピタキシャル層、18・・・・・・N S 
G パッシベーション膜、19・・・・・・PSGパッ
シベーション膜、2o・・・・・・NSGパッシベーシ
ョン膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基板上に形成された薄膜抵抗素子上に、この薄膜抵抗素
    子を覆うごとくノンドープドシリケートガラス(NSG
    )膜と燐シリケートガラス(PSG)膜とノンドープド
    シリケートガラス(NSG)膜とをこの順序に堆積して
    なる半導体装置。
JP59138304A 1984-07-03 1984-07-03 半導体装置 Pending JPS6116562A (ja)

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JP59138304A JPS6116562A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 半導体装置

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JPS6116562A true JPS6116562A (ja) 1986-01-24

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JP59138304A Pending JPS6116562A (ja) 1984-07-03 1984-07-03 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
EP0642167A3 (en) * 1993-08-05 1995-06-28 Matsushita Electronics Corp Semiconductor device with capacitor and manufacturing process.

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