JP2001358153A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JP2001358153A JP2001358153A JP2000180349A JP2000180349A JP2001358153A JP 2001358153 A JP2001358153 A JP 2001358153A JP 2000180349 A JP2000180349 A JP 2000180349A JP 2000180349 A JP2000180349 A JP 2000180349A JP 2001358153 A JP2001358153 A JP 2001358153A
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Abstract
高耐圧デバイスに高電圧を印加したときの低耐圧デバイ
スの特性変動が少ない半導体装置を、工程数を増やさず
に製造することが可能な構成とすること。 【解決手段】 同一のシリコン基板1上に、制御回路用
のMOSFETよりなる低耐圧デバイス2と、耐圧が数
百V以上のパワーMOSFETよりなる高耐圧デバイス
3とが形成されたモノリシックパワーICにおいて、低
耐圧デバイス2および高耐圧デバイス3の上に、パッシ
ベーション膜4として、屈折率が2.1以上の窒化シリ
コン膜を並行平板方式のプラズマCVD装置を用いて積
層する。屈折率が2.1以上の窒化シリコン膜は、70
0〜800Vの高電圧が印加された高耐圧デバイス3の
近傍に集まるモールド樹脂中の可動イオンや電荷による
影響をシールドするのに十分な導電性を有する。
Description
し、特に高耐圧デバイスと低耐圧デバイスとが同一の樹
脂パッケージ中に封入されるモノリシックパワーICま
たはマルチチップモジュールにおける半導体デバイスの
パッシベーション構造に関する。
ーション膜として窒化シリコン膜(シリコンナイトライ
ド膜)が使用されている。従来、その窒化シリコン膜を
積層するにあたって、P−CVD法が採用されている。
窒化シリコン膜の組成と半導体装置の耐圧との定量的な
関係は明らかでないため、耐圧が数百V以下の半導体装
置においては、経験的に従来の窒化シリコン膜が適用さ
れている。
デバイスと、耐圧が700V以上の高耐圧パワーMOS
FETを形成し、パッシベーション膜として従来通りの
窒化シリコン膜(屈折率:2.0)を積層したモノリシ
ックパワーICをプラスチックモールド樹脂中に封入し
たものでは、つぎのような不具合がある。すなわち、パ
ワーMOSFETに高電圧が印加されたときに、パワー
MOSFETの近傍にモールド樹脂中の可動イオンや電
荷が集まり、それによって低耐圧デバイスの特性が変動
してしまう。
るICチップと、耐圧が700〜800Vの高耐圧パワ
ーMOSFETを有するICチップとを近接させて配置
し、それらを一緒にプラスチックモールド樹脂中に封入
したマルチチップモジュールにおいても同様の不具合が
ある。この場合のパッシベーション膜は、従来通りの窒
化シリコン膜(屈折率:2.0)である。
て、モノリシックパワーICの場合には低耐圧デバイス
よりなる低耐圧回路部を、またマルチチップモジュール
の場合には低耐圧デバイスよりなるICチップを、それ
ぞれAlSiCu等の配線材料によりシールドする方法
が知られている。
た低耐圧回路部または低耐圧のICチップをAlSiC
u等によりシールドする方法では、AlSiCu等を新
たに積層する必要があり、工程数が大幅に増えてしまう
という問題点があった。また、AlSiCu等の積層の
ための装置が必要になるという問題点もあった。
のであって、同一基板上に低耐圧デバイスと高耐圧デバ
イスを作製した半導体装置、または低耐圧デバイスのI
Cおよび高耐圧デバイスのICを有するマルチチップモ
ジュールにおいて、高耐圧デバイスに高電圧を印加した
ときの影響による低耐圧デバイスの特性変動が少なく、
かつ工程数を増やさずに製造することが可能な構成の半
導体装置を提供することを目的とする。
め、本発明者は、AlSiCu等でできたシールド層を
設ける代わりに、製造工程数を増やさないため、窒化シ
リコンでできたパッシベーション膜に、高耐圧デバイス
への高電圧印加時の影響に対するシールド効果を持たせ
ることが有効であると考え、鋭意研究を重ねた。その結
果、本発明者は、パッシベーション膜を構成する窒化シ
リコン膜が2.1以上の屈折率を有していれば、その窒
化シリコン膜に、前記影響をシールドするのに十分な導
電性があるとの知見を得た。
あり、本発明にかかる半導体装置は、その半導体装置の
パッシベーション膜を屈折率が2.1以上の窒化シリコ
ン膜により構成したものである。
バイスと低耐圧デバイスを作製したモノリシックパワー
ICの場合には、パッシベーション膜を高耐圧デバイス
の電極に電気的に接続した構成としてもよいし、あるい
は低耐圧デバイスの電極に電気的に接続した構成として
もよい。
イスのICを有するマルチチップモジュールの場合、少
なくとも低耐圧デバイスのICについては、そのパッシ
ベーション膜を屈折率が2.1以上の窒化シリコン膜に
より構成し、低耐圧デバイスの電極に電気的に接続した
構成とするとよい。
ーション膜が屈折率2.1以上の窒化シリコン膜により
構成されているため、そのパッシベーション膜は、高電
圧が印加された高耐圧デバイスの近傍に集まるモールド
樹脂中の可動イオンや電荷による影響をシールドするの
に十分な導電性を有する。
かる半導体装置について図面を参照しつつ詳細に説明す
る。
形態1にかかる半導体装置の構成を示す要部縦断面図で
ある。この半導体装置は、同一のシリコン基板1上に、
制御回路用のMOSFETよりなる低耐圧デバイス2
と、耐圧が数百V以上のパワーMOSFETよりなる高
耐圧デバイス3とが形成されたモノリシックパワーIC
である。低耐圧デバイス2および高耐圧デバイス3の上
には、パッシベーション膜4として、屈折率が2.1以
上の窒化シリコン膜が設けられている。低耐圧デバイス
2と高耐圧デバイス3とは、素子分離酸化膜5により電
気的に分離されている。
ゲート電極22、ソース電極23およびドレイン電極2
4を有する。ソース電極23およびドレイン電極24
は、層間絶縁膜6に開口されたコンタクトホールを介し
て、シリコン基板1中の不純物拡散領域11,12に電
気的に接続されている。
ゲート電極32、ソース電極33およびドレイン電極3
4を有する。ソース電極33およびドレイン電極34
は、層間絶縁膜6に開口されたコンタクトホールを介し
て、シリコン基板1中の不純物拡散領域13,14に電
気的に接続されている。
は、低耐圧デバイス2のソース電極23およびドレイン
電極24に電気的に接続されている。また、パッシベー
ション膜4は、高耐圧デバイス3のソース電極33およ
びドレイン電極34にも電気的に接続されている。
チップ7は、たとえば図2に示すように、プラスチック
モールド樹脂71中に封入される。図2において、符号
72はマウント・アイランド、符号73はリード、符号
74はボンディングワイヤである。なお、ICパッケー
ジの構造は図2に示すものに限らない。
造手順について説明する。周知の製造方法により、シリ
コンウエハに素子分離酸化膜5および不純物拡散領域1
1〜14を形成する。その上にゲート絶縁膜21,3
1、ゲート電極22,32、ソース電極23,33、ド
レイン電極24,34および層間絶縁膜6を形成する。
しかる後、並行平板方式のプラズマCVD装置を用い
て、ウエハ全面にパッシベーション膜4を積層する。
器内にウエハを入れ、たとえばウエハの温度を400℃
とし、プロセス圧を4.4Torrに保持しつつ、真空
容器内にプラズマ発生用ガスとしてたとえばArガスを
導入し、また成膜ガスとしてSiH4 ガス、N2 ガスお
よびNH3 ガスを導入し、プラズマを発生させてウエハ
表面に窒化シリコン膜(パッシベーション膜4)を積層
させる。そのときのSiH4 、N2 およびNH3 の各ガ
スの流量をそれぞれ200sccm、2000sccm
および10sccmとし、また、RF電力を350Wと
すると、屈折率が2.3の窒化シリコン膜が成膜され
る。
ーション膜4が屈折率2.3の窒化シリコン膜でできて
おり、そのパッシベーション膜4が、高電圧が印加され
た高耐圧デバイス3の近傍に集まるモールド樹脂71中
の可動イオンや電荷による影響をシールドするのに十分
な導電性を有するため、モールド樹脂71中の可動イオ
ンや電荷に対するシールド層を新たに設けずに済む。
耐圧デバイス3にたとえば700〜800Vの高電圧を
印加したときの影響による低耐圧デバイス2の特性変動
が少ない半導体装置を得ることができる。また、パッシ
ベーション膜4が低耐圧デバイス2の電極23,24ま
たは高耐圧デバイス3の電極33,34に電気的に接続
されている場合には、パッシベーション膜4上の電荷を
キャンセルする効果がより高くなるため、好ましい。
低耐圧デバイス2と高耐圧デバイス3のソース電極2
3,33およびドレイン電極24,34に電気的に接続
されている必要はなく、いずれか一方のデバイスの電極
にのみ電気的に接続されていてもよいし、両方のデバイ
スの電極にまったく接続されていなくてもよい。そのよ
うな場合でも、十分なシールド効果が得られる。
形態2にかかる半導体装置の構成を示す要部縦断面図で
ある。実施の形態2は、高耐圧デバイスを有する第1の
ICチップ9と、低耐圧デバイスを有する第2のICチ
ップ8とが近接して同一の樹脂中に封入される構成のマ
ルチチップモジュールにおいて、第2のICチップ8の
パッシベーション膜80が屈折率2.1以上の窒化シリ
コン膜により構成されているものである。第1のICチ
ップ9のパッシベーション膜90は、屈折率が2.1以
上の窒化シリコン膜で構成されていてもよいし、屈折率
が2.0の一般的な窒化シリコン膜で構成されていても
よい。
絶縁膜81、ゲート電極82、ソース電極83およびド
レイン電極84を有する。ソース電極83およびドレイ
ン電極84は、層間絶縁膜86に開口されたコンタクト
ホールを介して、シリコン基板87中の不純物拡散領域
88,89に電気的に接続されている。
1、ゲート電極92、ソース電極93およびドレイン電
極94を有する。ソース電極93およびドレイン電極9
4は、層間絶縁膜96に開口されたコンタクトホールを
介して、シリコン基板97中の不純物拡散領域98,9
9に電気的に接続されている。特に限定しないが、耐圧
が低い第2のICチップ8では、パッシベーション膜8
0は、ソース電極83およびドレイン電極84に電気的
に接続されている。
クモールド樹脂中に封入されたICパッケージについて
は、実施の形態1と同様であるため、図示および説明を
省略する。また、屈折率が2.1以上の窒化シリコン膜
は、実施の形態1と同様に、並行平板方式のプラズマC
VD装置を用いて成膜される。その際、成膜ガス種とそ
の流量、プロセス圧、RF電力およびウエハ温度を実施
の形態1で説明した具体例と同じにすることによって、
屈折率が2.3の窒化シリコン膜が成膜されるのはもち
ろんである。
い第2のICチップ8のパッシベーション膜80が屈折
率2.3の窒化シリコン膜でできており、そのパッシベ
ーション膜80は、高電圧が印加された第1のICチッ
プ9の近傍に集まるモールド樹脂中の可動イオンや電荷
による影響をシールドするのに十分な導電性を有するた
め、モールド樹脂中の可動イオンや電荷に対するシール
ド層を新たに設けずに済む。
1のICチップ9の高耐圧デバイスにたとえば700〜
800Vの高電圧を印加したときの影響による第2のI
Cチップ8の低耐圧デバイスの特性変動が少ない半導体
装置を得ることができる。また、耐圧が低い第2のIC
チップ8のパッシベーション膜80が低耐圧デバイスの
電極88,89に電気的に接続されている場合には、パ
ッシベーション膜80上の電荷をキャンセルする効果が
より高くなるため、好ましい。
ッシベーション膜80は、必ずしも低耐圧デバイスのソ
ース電極83およびドレイン電極84に電気的に接続さ
れている必要はない。その場合でも、十分なシールド効
果が得られる。
ーション膜が屈折率2.1以上の窒化シリコン膜により
構成されているため、そのパッシベーション膜は、高電
圧が印加された高耐圧デバイスの近傍に集まるモールド
樹脂中の可動イオンや電荷による影響をシールドするの
に十分な導電性を有する。したがって、モールド樹脂中
の可動イオンや電荷に対するシールド層を新たに設ける
必要がないため、工程数を増やすことなく、高耐圧デバ
イスに高電圧を印加したときの影響による低耐圧デバイ
スの特性変動が少ない半導体装置を得ることができる。
成を示す要部縦断面図である。
ケージの一例を示す縦断面図である。
成を示す要部縦断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 同一基板上に高耐圧デバイスと低耐圧デ
バイスが作製された半導体装置において、 屈折率が2.1以上の窒化シリコンよりなるパッシベー
ション膜を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 同一基板上に高耐圧デバイスと低耐圧デ
バイスが作製されたチップを樹脂中に封入してなる半導
体装置において、 前記チップは、屈折率が2.1以上の窒化シリコンより
なるパッシベーション膜を備えていることを特徴とする
半導体装置。 - 【請求項3】 前記パッシベーション膜は、前記高耐圧
デバイスの電極および前記低耐圧デバイスの電極の一方
または両方に電気的に接続されていることを特徴とする
請求項1または2に記載の半導体装置。 - 【請求項4】 低耐圧デバイスを有し、かつ高耐圧デバ
イスを有する別のチップと一緒に樹脂中に封入され得る
半導体装置において、 屈折率が2.1以上の窒化シリコンよりなるパッシベー
ション膜を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項5】 樹脂中に、高耐圧デバイスを有する第1
のチップと、低耐圧デバイスを有する第2のチップとが
封入された半導体装置において、 前記第2のチップは、屈折率が2.1以上の窒化シリコ
ンよりなるパッシベーション膜を備えていることを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項6】 前記パッシベーション膜は、前記低耐圧
デバイスの電極に電気的に接続されていることを特徴と
する請求項4または5に記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000180349A JP2001358153A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP2000180349A JP2001358153A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置 |
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---|---|
JP2001358153A true JP2001358153A (ja) | 2001-12-26 |
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ID=18681467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000180349A Pending JP2001358153A (ja) | 2000-06-15 | 2000-06-15 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001358153A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2000
- 2000-06-15 JP JP2000180349A patent/JP2001358153A/ja active Pending
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