JP2002329720A - デバイス用保護膜及びその作製方法 - Google Patents
デバイス用保護膜及びその作製方法Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K50/00—Organic light-emitting devices
- H10K50/80—Constructional details
- H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
- H10K50/844—Encapsulations
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- H10K50/846—Passivation; Containers; Encapsulations comprising getter material or desiccants
Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 今後ますます高集積化が進む半導体装置や実
用段階に進むと考えられる有機ＥＬ等のデバイスを確実
に保護することのできる保護膜及びその作製方法を提供
する。 【解決手段】 表面からデバイス50にかけて、SiNから
成る第一防湿層58、SiOFから成る吸湿層57、及びSiNか
ら成る第二防湿層56を設ける。SiOFのF濃度は4.2〜20%
程度とする。その作用は次の通りである。まず第一防湿
層58により、外部からデバイス50への水分の侵入を防止
する。しかしSiN層は作製後の残留応力が大きいため、
マイクロクラック等の発生を完全には防止し得ない。そ
こで、その下に吸湿層57を設けることにより、デバイス
50に侵入しようとする水分を積極的に捕捉する。この吸
湿層57として、従来フッ素添加SiO2（SiOF）の欠点とさ
れていた吸湿性を積極的に利用した。こうして捕捉した
水分がデバイス50に侵入することをさらに確実に防止す
るため、第二防湿層56を設けた。
用段階に進むと考えられる有機ＥＬ等のデバイスを確実
に保護することのできる保護膜及びその作製方法を提供
する。 【解決手段】 表面からデバイス50にかけて、SiNから
成る第一防湿層58、SiOFから成る吸湿層57、及びSiNか
ら成る第二防湿層56を設ける。SiOFのF濃度は4.2〜20%
程度とする。その作用は次の通りである。まず第一防湿
層58により、外部からデバイス50への水分の侵入を防止
する。しかしSiN層は作製後の残留応力が大きいため、
マイクロクラック等の発生を完全には防止し得ない。そ
こで、その下に吸湿層57を設けることにより、デバイス
50に侵入しようとする水分を積極的に捕捉する。この吸
湿層57として、従来フッ素添加SiO2（SiOF）の欠点とさ
れていた吸湿性を積極的に利用した。こうして捕捉した
水分がデバイス50に侵入することをさらに確実に防止す
るため、第二防湿層56を設けた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置や有機
ＥＬ（Electro Luminescence）（本明細書ではこれらを
総称して「デバイス」と呼ぶ）を保護するための表面保
護膜及びその作製方法に関する。
ＥＬ（Electro Luminescence）（本明細書ではこれらを
総称して「デバイス」と呼ぶ）を保護するための表面保
護膜及びその作製方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置や有機ＥＬ等のデバイスを覆
う保護膜の主たる目的は、水分がそれらのデバイスに侵
入しないようにすることである。また、どちらの場合に
おいても電気回路を覆うものであるため、非導電性であ
ることと、静電容量低減のために誘電率が低いことが要
求される。
う保護膜の主たる目的は、水分がそれらのデバイスに侵
入しないようにすることである。また、どちらの場合に
おいても電気回路を覆うものであるため、非導電性であ
ることと、静電容量低減のために誘電率が低いことが要
求される。
【０００３】このような要求特性を満たす半導体装置の
保護膜として、ＳｉＮやポリイミド等が単独で、或いは
それらを積層した形で用いられている。このうち、ポリ
イミドは欠陥（ピンホール）密度が低く、水分遮断作用
に優れているが、極性の大きい有機膜であるため、表面
及び内部に水分が吸着しやすいという問題がある。一
方、ＳｉＮ保護膜は、金属イオンの侵入に対して強いと
いう特長を持つが、作製後の残留応力が大きいため、経
時後に半導体装置の配線の断線が生じたり、配線抵抗が
増加するという問題がある。
保護膜として、ＳｉＮやポリイミド等が単独で、或いは
それらを積層した形で用いられている。このうち、ポリ
イミドは欠陥（ピンホール）密度が低く、水分遮断作用
に優れているが、極性の大きい有機膜であるため、表面
及び内部に水分が吸着しやすいという問題がある。一
方、ＳｉＮ保護膜は、金属イオンの侵入に対して強いと
いう特長を持つが、作製後の残留応力が大きいため、経
時後に半導体装置の配線の断線が生じたり、配線抵抗が
増加するという問題がある。
【０００４】有機ＥＬの場合、光を放出するために表面
を大気に曝さなければならないという点で半導体装置と
条件が異なり、水分に対してはより厳しい条件下に置か
れることになる。ＥＬ保護の一つの方法として、ＥＬ積
層構造体部分を気密ケースに入れるという方法が考えら
れるが、気密ケースの気密度を上げようとすればするほ
どケースが大型化し、ＥＬの特長の一つであるコンパク
トさが失われる。また、ケースによりＥＬの発光輝度が
低下するという問題もある。そのため、ＥＬ表面に密着
した透明な封止層を設けることが望まれるが、上記の通
り、水分に関してより厳しい条件下に置かれることか
ら、ＥＬを水分から完全に遮断するよりも、むしろ吸湿
層を設け、そこで水分を吸収してしまうという方法が考
えられている（特開平5-89958号公報、特開平7-211455
号公報等）。気密ケースを用いて、その中に乾燥剤（吸
湿材）を入れるという方法（特開2000-195660号公報）
も同じ考え方の下にある。
を大気に曝さなければならないという点で半導体装置と
条件が異なり、水分に対してはより厳しい条件下に置か
れることになる。ＥＬ保護の一つの方法として、ＥＬ積
層構造体部分を気密ケースに入れるという方法が考えら
れるが、気密ケースの気密度を上げようとすればするほ
どケースが大型化し、ＥＬの特長の一つであるコンパク
トさが失われる。また、ケースによりＥＬの発光輝度が
低下するという問題もある。そのため、ＥＬ表面に密着
した透明な封止層を設けることが望まれるが、上記の通
り、水分に関してより厳しい条件下に置かれることか
ら、ＥＬを水分から完全に遮断するよりも、むしろ吸湿
層を設け、そこで水分を吸収してしまうという方法が考
えられている（特開平5-89958号公報、特開平7-211455
号公報等）。気密ケースを用いて、その中に乾燥剤（吸
湿材）を入れるという方法（特開2000-195660号公報）
も同じ考え方の下にある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置における線
幅（ルール）が微小化するにつれ、回路はますます水分
や応力に弱くなる。上記のＳｉＮとポリイミドの積層膜
では、ＳｉＮが主に金属イオンの遮断、ポリイミドが主
に水分遮断の機能を分担するものであるが、ＳｉＮの残
留応力による半導体装置へのストレス負荷や保護膜自身
のクラッキング（ひび割れ）による水分透過の問題が今
後顕在化してくると考えられる。
幅（ルール）が微小化するにつれ、回路はますます水分
や応力に弱くなる。上記のＳｉＮとポリイミドの積層膜
では、ＳｉＮが主に金属イオンの遮断、ポリイミドが主
に水分遮断の機能を分担するものであるが、ＳｉＮの残
留応力による半導体装置へのストレス負荷や保護膜自身
のクラッキング（ひび割れ）による水分透過の問題が今
後顕在化してくると考えられる。
【０００６】このＳｉＮの残留応力を低減するため、Ｓ
ｉＮを含む酸・窒化シリコン膜にフッ素（Ｆ)を添加す
ることが提案されている（特開平7-169833号公報）。こ
れにより残留応力が低下し、半導体装置への負荷が低減
して断線や配線抵抗の増加が抑えられると報告されてい
る。
ｉＮを含む酸・窒化シリコン膜にフッ素（Ｆ)を添加す
ることが提案されている（特開平7-169833号公報）。こ
れにより残留応力が低下し、半導体装置への負荷が低減
して断線や配線抵抗の増加が抑えられると報告されてい
る。
【０００７】酸化シリコン（ＳｉＯ２）にフッ素を添加
するとその誘電率が低下することは既に知られており、
半導体装置の絶縁層にフッ素添加ＳｉＯ２を使用するこ
とは一般に行われている。しかし、フッ素添加はＳｉＯ
２膜の安定性を損ない、吸湿性が増大するという問題が
指摘されている。ＳｉＮに対するフッ素添加に関して
も、基本的にはＳｉＯ２と同様の問題が生ずるものと思
われる。
するとその誘電率が低下することは既に知られており、
半導体装置の絶縁層にフッ素添加ＳｉＯ２を使用するこ
とは一般に行われている。しかし、フッ素添加はＳｉＯ
２膜の安定性を損ない、吸湿性が増大するという問題が
指摘されている。ＳｉＮに対するフッ素添加に関して
も、基本的にはＳｉＯ２と同様の問題が生ずるものと思
われる。
【０００８】本発明はこのような課題を解決するために
成されたものであり、今後ますます高集積化が進む半導
体装置や実用段階に進むと考えられる有機ＥＬ等のデバ
イスを確実に保護することのできる保護膜及びその作製
方法を提供するものである。
成されたものであり、今後ますます高集積化が進む半導
体装置や実用段階に進むと考えられる有機ＥＬ等のデバ
イスを確実に保護することのできる保護膜及びその作製
方法を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に成された本発明に係るデバイス用保護膜は、表面から
デバイスにかけて、ＳｉＮから成る第一防湿層、ＳｉＯ
Ｆから成る吸湿層、及びＳｉＮから成る第二防湿層を含
むことを特徴とする。
に成された本発明に係るデバイス用保護膜は、表面から
デバイスにかけて、ＳｉＮから成る第一防湿層、ＳｉＯ
Ｆから成る吸湿層、及びＳｉＮから成る第二防湿層を含
むことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態及び効果】本発明に係る保護膜で
は、まず第一防湿層により、外部からデバイスへの水分
の侵入を防止する。しかし、前記の通りＳｉＮ層は作製
後の残留応力が大きいため、マイクロクラック等の発生
を完全には防止し得ない。そこで本発明では、その下に
吸湿層を設けることにより、デバイスに侵入しようとす
る水分を積極的に捕捉するようにしている。この吸湿層
として、従来フッ素添加ＳｉＯ2（ＳｉＯＦ）の欠点と
されていた吸湿性を積極的に利用した。こうして捕捉し
た水分がデバイスに侵入することをさらに確実に防止す
るため、第二防湿層を設けた。
は、まず第一防湿層により、外部からデバイスへの水分
の侵入を防止する。しかし、前記の通りＳｉＮ層は作製
後の残留応力が大きいため、マイクロクラック等の発生
を完全には防止し得ない。そこで本発明では、その下に
吸湿層を設けることにより、デバイスに侵入しようとす
る水分を積極的に捕捉するようにしている。この吸湿層
として、従来フッ素添加ＳｉＯ2（ＳｉＯＦ）の欠点と
されていた吸湿性を積極的に利用した。こうして捕捉し
た水分がデバイスに侵入することをさらに確実に防止す
るため、第二防湿層を設けた。
【００１１】ＳｉＯＦ中のＦ濃度と吸湿度については、
図４に示すように、湿度４０％の室温大気中に一週間放
置した後の吸湿度は、Ｆ濃度が４．２％を超えると急激
に増加することが明らかにされている（宮島等「Ｆ添加
ＣＶＤ−ＳｉＯ２膜の吸湿メカニズム」, 月刊Semicondu
ctor World, 1995.12, p.167）。本発明の保護膜ではこ
の吸湿特性を積極的に利用することから、ＳｉＯＦ中の
Ｆ濃度は４．２％以上とすることが望ましい。ただし、
Ｆ濃度が高くなりすぎるとＳｉＯＦ膜（層）自体の安定
性が損なわれるため、Ｆ濃度は２０％程度以下とするこ
とが望ましい。なお、ここにおけるＦ濃度（パーセンテ
ージ）は、FT-IRスペクトルにおけるSi-Fの吸収スペク
トル（980cm-1近傍）とSiOの吸収スペクトル（1080cm-1
近傍）の吸収面積比で表したものである。
図４に示すように、湿度４０％の室温大気中に一週間放
置した後の吸湿度は、Ｆ濃度が４．２％を超えると急激
に増加することが明らかにされている（宮島等「Ｆ添加
ＣＶＤ−ＳｉＯ２膜の吸湿メカニズム」, 月刊Semicondu
ctor World, 1995.12, p.167）。本発明の保護膜ではこ
の吸湿特性を積極的に利用することから、ＳｉＯＦ中の
Ｆ濃度は４．２％以上とすることが望ましい。ただし、
Ｆ濃度が高くなりすぎるとＳｉＯＦ膜（層）自体の安定
性が損なわれるため、Ｆ濃度は２０％程度以下とするこ
とが望ましい。なお、ここにおけるＦ濃度（パーセンテ
ージ）は、FT-IRスペクトルにおけるSi-Fの吸収スペク
トル（980cm-1近傍）とSiOの吸収スペクトル（1080cm-1
近傍）の吸収面積比で表したものである。
【００１２】本発明に係る保護膜は、基本的にはデバイ
ス上に順に第二防湿層、吸湿層、第一防湿層を形成して
ゆけばよいだけであり、容易に作製することができる。
また、各層の形成方法についても、プラズマ化学気相成
長法等既存の各種ＣＶＤ手法を用いることができる。
ス上に順に第二防湿層、吸湿層、第一防湿層を形成して
ゆけばよいだけであり、容易に作製することができる。
また、各層の形成方法についても、プラズマ化学気相成
長法等既存の各種ＣＶＤ手法を用いることができる。
【００１３】
【実施例】実施例により、本発明をさらに詳しく説明す
る。図１は、半導体基板又は有機ＥＬ（以下、これらを
総称してワークと呼ぶ）上に本発明に係るデバイス保護
膜を被覆するために用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構
成図である。図１のＣＶＤ装置１０は密閉された反応室
１１を備えており、その中に上部電極１２及び下部電極
１３が略平行に配置されている。上部電極１２は棒１６
により反応室１１の天井に取り付けられた接地電極であ
る。下部電極１３は絶縁層１４を介して接地台１５に取
り付けられた板状電極であり、整合回路３１を介して高
周波電源（ＲＦ）３２に接続されている。
る。図１は、半導体基板又は有機ＥＬ（以下、これらを
総称してワークと呼ぶ）上に本発明に係るデバイス保護
膜を被覆するために用いたプラズマＣＶＤ装置の概略構
成図である。図１のＣＶＤ装置１０は密閉された反応室
１１を備えており、その中に上部電極１２及び下部電極
１３が略平行に配置されている。上部電極１２は棒１６
により反応室１１の天井に取り付けられた接地電極であ
る。下部電極１３は絶縁層１４を介して接地台１５に取
り付けられた板状電極であり、整合回路３１を介して高
周波電源（ＲＦ）３２に接続されている。
【００１４】上部電極１２を吊り下げている棒１６の上
部は反応室１１の外に突出しており、その上端には原料
ガス導入口１７が設けられている。原料ガス導入口１７
は給気管１８によりガス供給部１９に接続されている。
ガス供給部１９には複数（図１では３種）の原料ガスの
供給源（ボンベ等）が設けられており、各原料ガスはそ
れぞれの配管に設けられたマスフローコントローラ（Ｍ
ＦＣ）１９ａ〜１９ｃにより流量が調節された後、給気
管１８で混合され、原料ガス導入口１７に送り込まれ
る。
部は反応室１１の外に突出しており、その上端には原料
ガス導入口１７が設けられている。原料ガス導入口１７
は給気管１８によりガス供給部１９に接続されている。
ガス供給部１９には複数（図１では３種）の原料ガスの
供給源（ボンベ等）が設けられており、各原料ガスはそ
れぞれの配管に設けられたマスフローコントローラ（Ｍ
ＦＣ）１９ａ〜１９ｃにより流量が調節された後、給気
管１８で混合され、原料ガス導入口１７に送り込まれ
る。
【００１５】図２に示すように、棒１６及び上部電極１
２の内部にはガス通路１２ａが形成されている。このガ
ス通路１２ａは上部電極１２の内部で分岐し、各分岐通
路は上部電極１２の下面に設けた多数の穴１２ｂに通じ
ている。ガス供給部１９から給気管１８を通じて原料ガ
ス導入口１７へ送られてきた原料ガスは、ガス通路１２
ａを流れて上部電極１２の穴１２ｂに達し、そこからシ
ャワー状に反応室１１内に供給される。なお、上部電極
１２の下面には多数の孔２０ａを有する上部電極カバー
２０が装着されているが、これは上部電極１２の穴１２
ｂから出た原料ガスを分散させて保護膜の成膜の均一性
を高めるためのものである。
２の内部にはガス通路１２ａが形成されている。このガ
ス通路１２ａは上部電極１２の内部で分岐し、各分岐通
路は上部電極１２の下面に設けた多数の穴１２ｂに通じ
ている。ガス供給部１９から給気管１８を通じて原料ガ
ス導入口１７へ送られてきた原料ガスは、ガス通路１２
ａを流れて上部電極１２の穴１２ｂに達し、そこからシ
ャワー状に反応室１１内に供給される。なお、上部電極
１２の下面には多数の孔２０ａを有する上部電極カバー
２０が装着されているが、これは上部電極１２の穴１２
ｂから出た原料ガスを分散させて保護膜の成膜の均一性
を高めるためのものである。
【００１６】図１に戻り、本装置１０の排気系について
説明する。下部電極１３を取り付けた接地台１５は反応
室１１の底部に固定されたステム２１により支持されて
いる。ステム２１の内部にはガス通路２１ａが形成され
ており、このガス通路２１ａは反応室１１の内部に開口
（ガス排出口）２１ｂを有する。ガス通路２１ａの他端
にはポンプ２３及び圧力制御弁２４の配設された排気管
２２が接続されている。ポンプ２３を起動すると、反応
室１１内のガスがガス排出口２１ｂから吸引され、排気
管２２を通じて外部へ排出される。こうしてポンプ２３
を動作させつつ、圧力制御弁２４の開度を適宜設定する
ことにより、反応室１１内の圧力を調節することができ
る。
説明する。下部電極１３を取り付けた接地台１５は反応
室１１の底部に固定されたステム２１により支持されて
いる。ステム２１の内部にはガス通路２１ａが形成され
ており、このガス通路２１ａは反応室１１の内部に開口
（ガス排出口）２１ｂを有する。ガス通路２１ａの他端
にはポンプ２３及び圧力制御弁２４の配設された排気管
２２が接続されている。ポンプ２３を起動すると、反応
室１１内のガスがガス排出口２１ｂから吸引され、排気
管２２を通じて外部へ排出される。こうしてポンプ２３
を動作させつつ、圧力制御弁２４の開度を適宜設定する
ことにより、反応室１１内の圧力を調節することができ
る。
【００１７】次に、電気系統について説明する。図１及
び図２に示したように、下部電極１３の内部にはヒータ
２４が配設されている。下部電極１３の中心にはまた、
ヘリウムガスを上面に供給するためのガス通路２５が設
けられている。ヘリウムガスは熱伝導率が極めて良好な
物質であるため、このヘリウムガス噴出により下部電極
１３内部のヒータ２４の熱は速やかにワークＷに伝達さ
れるようになる。ヒータ２４の発熱量は温度制御器３３
により制御される。なお、下部電極１３の代わりに接地
台１５の内部にヒータを設けてもよい。
び図２に示したように、下部電極１３の内部にはヒータ
２４が配設されている。下部電極１３の中心にはまた、
ヘリウムガスを上面に供給するためのガス通路２５が設
けられている。ヘリウムガスは熱伝導率が極めて良好な
物質であるため、このヘリウムガス噴出により下部電極
１３内部のヒータ２４の熱は速やかにワークＷに伝達さ
れるようになる。ヒータ２４の発熱量は温度制御器３３
により制御される。なお、下部電極１３の代わりに接地
台１５の内部にヒータを設けてもよい。
【００１８】上記原料ガスの導入、高周波電力の投入、
排気、加熱等のための各部装置は全て制御装置４０によ
り制御されている。図３に示すように、制御装置４０は
コンピュータシステムを利用して構成されており、入力
装置４１、表示装置４２、記憶装置４３等が設けられて
いる。この制御装置４０のプロセッサ上で所定のコンピ
ュータプログラムを動作させることにより、制御装置４
０内において成膜制御部４４、パラメータ決定部４５、
駆動部４６等の各種機能部がソフトウェア的に構成され
る。以下、各機能部の構成及び動作について説明する。
排気、加熱等のための各部装置は全て制御装置４０によ
り制御されている。図３に示すように、制御装置４０は
コンピュータシステムを利用して構成されており、入力
装置４１、表示装置４２、記憶装置４３等が設けられて
いる。この制御装置４０のプロセッサ上で所定のコンピ
ュータプログラムを動作させることにより、制御装置４
０内において成膜制御部４４、パラメータ決定部４５、
駆動部４６等の各種機能部がソフトウェア的に構成され
る。以下、各機能部の構成及び動作について説明する。
【００１９】成膜制御部４４は、表示装置４２に保護膜
の諸パラメータの入力画面を表示する。入力画面には、
保護膜を構成する各層の厚さ、組成等を入力する欄が設
けられており、それらの欄に所定の数値を入力したり、
選択肢から選択することにより、保護膜作製条件を設定
することができる。
の諸パラメータの入力画面を表示する。入力画面には、
保護膜を構成する各層の厚さ、組成等を入力する欄が設
けられており、それらの欄に所定の数値を入力したり、
選択肢から選択することにより、保護膜作製条件を設定
することができる。
【００２０】保護膜作成条件が設定されると、パラメー
タ決定部４５は記憶装置４３に保存されているプロセス
パラメータデータベースを用いて、プロセスパラメータ
の時間変化パターンを決定する。本装置１０では、（Ｐ
１）反応室１１内へ供給する原料ガスの組成、（Ｐ２）
反応室１１内の圧力、（Ｐ３）下部電極１３への高周波
電力の投入量、及び（Ｐ４）ワークＷの温度という４種
のプロセスパラメータＰ１〜Ｐ４があり、これらの値を
経過時間に応じて適宜変化させる。
タ決定部４５は記憶装置４３に保存されているプロセス
パラメータデータベースを用いて、プロセスパラメータ
の時間変化パターンを決定する。本装置１０では、（Ｐ
１）反応室１１内へ供給する原料ガスの組成、（Ｐ２）
反応室１１内の圧力、（Ｐ３）下部電極１３への高周波
電力の投入量、及び（Ｐ４）ワークＷの温度という４種
のプロセスパラメータＰ１〜Ｐ４があり、これらの値を
経過時間に応じて適宜変化させる。
【００２１】プロセス制御部４６は、パラメータ決定部
４５により決定された各プロセスパラメータの時間変化
パターンに応じて装置１０の各部を次のように制御す
る。 （１）パラメータＰ１の変化に応じてマスフローコント
ローラ１９ａ〜１９ｃの設定流量を調節する。 （２）パラメータＰ２の変化に応じて圧力制御弁２４の
開度を調節する。 （３）パラメータＰ３の変化に応じてＲＦ３２の出力を
調節する。 （４）パラメータＰ４の変化に応じてヒータ２４への給
電量を調節する。 保護膜を構成する各層ごとにこれらのパラメータを変化
させ、各部を制御することにより、後述の通り各層の作
製が自動的に行われる。
４５により決定された各プロセスパラメータの時間変化
パターンに応じて装置１０の各部を次のように制御す
る。 （１）パラメータＰ１の変化に応じてマスフローコント
ローラ１９ａ〜１９ｃの設定流量を調節する。 （２）パラメータＰ２の変化に応じて圧力制御弁２４の
開度を調節する。 （３）パラメータＰ３の変化に応じてＲＦ３２の出力を
調節する。 （４）パラメータＰ４の変化に応じてヒータ２４への給
電量を調節する。 保護膜を構成する各層ごとにこれらのパラメータを変化
させ、各部を制御することにより、後述の通り各層の作
製が自動的に行われる。
【００２２】次に、プラズマ化学気相成長法により半導
体デバイス保護膜を形成する方法を説明する。図５
（ａ）は半導体デバイス５０を模式的に示したものであ
り、シリコン基板５１上にリン・ホウケイ酸ガラス（Ｂ
ＰＳＧ）膜などの第一酸化シリコン膜５２を介して配線
パターン５３が形成され、更に第二酸化シリコン膜５４
がその上を覆っている。第一酸化シリコン膜５２の厚さ
は０．８μｍ程度、配線５３の厚さは０．８μｍ程度、
第二酸化シリコン膜５４の厚さは０．４μｍ程度であ
る。これに保護膜を形成する前に、全体をスピンオング
ラス膜５５で覆い、エッチバックを行うことにより図５
（ｂ）に示すように凹凸を無くしておく。
体デバイス保護膜を形成する方法を説明する。図５
（ａ）は半導体デバイス５０を模式的に示したものであ
り、シリコン基板５１上にリン・ホウケイ酸ガラス（Ｂ
ＰＳＧ）膜などの第一酸化シリコン膜５２を介して配線
パターン５３が形成され、更に第二酸化シリコン膜５４
がその上を覆っている。第一酸化シリコン膜５２の厚さ
は０．８μｍ程度、配線５３の厚さは０．８μｍ程度、
第二酸化シリコン膜５４の厚さは０．４μｍ程度であ
る。これに保護膜を形成する前に、全体をスピンオング
ラス膜５５で覆い、エッチバックを行うことにより図５
（ｂ）に示すように凹凸を無くしておく。
【００２３】このような状態とした半導体デバイスを図
１のプラズマＣＶＤ装置１０の下部電極１３上に載置
し、保護膜の形成を行う。まず、反応室１１を密閉して
内部を排気した後、ガス供給部１９より原料ガスとして
モノシランガスと、アンモニア及び/又は窒素ガスとの
混合ガスを反応室１１内に導入する。これらの原料ガス
の圧力が所定値に達した時点で原料ガスの導入を停止
し、高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を投入する。これ
により、図５（ｃ）に示すように、まずＳｉＮによる第
二防湿層５６が形成される。
１のプラズマＣＶＤ装置１０の下部電極１３上に載置
し、保護膜の形成を行う。まず、反応室１１を密閉して
内部を排気した後、ガス供給部１９より原料ガスとして
モノシランガスと、アンモニア及び/又は窒素ガスとの
混合ガスを反応室１１内に導入する。これらの原料ガス
の圧力が所定値に達した時点で原料ガスの導入を停止
し、高周波電力（１３．５６ＭＨｚ）を投入する。これ
により、図５（ｃ）に示すように、まずＳｉＮによる第
二防湿層５６が形成される。
【００２４】次に、反応室１１内を一旦排気し、ガス供
給部１９より、ＴＥＯＳ（Tetraethoxy Silane）、ＴＭ
ＯＳ（Tetramethoxy Silane）等のシリコンアルコキシ
ド系ガス、酸素ガス、及びフッ化炭素ガスの３種混合ガ
スを反応室１１に導入する。これらの原料ガスの圧力が
所定値に達した時点で原料ガスの導入を停止し、高周波
電力を投入する。これにより、図５（ｄ）に示すよう
に、ＳｉＯＦによる吸湿層５７が形成される。
給部１９より、ＴＥＯＳ（Tetraethoxy Silane）、ＴＭ
ＯＳ（Tetramethoxy Silane）等のシリコンアルコキシ
ド系ガス、酸素ガス、及びフッ化炭素ガスの３種混合ガ
スを反応室１１に導入する。これらの原料ガスの圧力が
所定値に達した時点で原料ガスの導入を停止し、高周波
電力を投入する。これにより、図５（ｄ）に示すよう
に、ＳｉＯＦによる吸湿層５７が形成される。
【００２５】その後、反応室１１を再度排気し、先ほど
と同様の方法でＳｉＮによる第一防湿層５８を形成する
（図５（ｅ））。こうして３層から成る保護膜５９が完
成する。
と同様の方法でＳｉＮによる第一防湿層５８を形成する
（図５（ｅ））。こうして３層から成る保護膜５９が完
成する。
【００２６】保護膜５９を構成する第二防湿層５６、吸
湿層５７、第一防湿層５８の各層の厚さに特に制限はな
いが、ＳｉＯＦ吸湿層５７に関しては、やや厚くするこ
とにより水分吸収能を確保しておくことが望ましい。従
って、第一、第二防湿層５８、５６の厚さが０．３〜１
μｍ程度であるとすると、吸湿層５７の厚さは０．５〜
２μｍ程度とする。
湿層５７、第一防湿層５８の各層の厚さに特に制限はな
いが、ＳｉＯＦ吸湿層５７に関しては、やや厚くするこ
とにより水分吸収能を確保しておくことが望ましい。従
って、第一、第二防湿層５８、５６の厚さが０．３〜１
μｍ程度であるとすると、吸湿層５７の厚さは０．５〜
２μｍ程度とする。
【００２７】上記実施例は本発明に係る保護膜を作製す
るための一方法を説明したに過ぎないものであり、上記
のプラズマＣＶＤ装置以外の装置を使用し、あるいはプ
ラズマ化学気相成長法以外の方法で同様の保護膜を作製
しても、本発明の範囲を逸脱するものではない。
るための一方法を説明したに過ぎないものであり、上記
のプラズマＣＶＤ装置以外の装置を使用し、あるいはプ
ラズマ化学気相成長法以外の方法で同様の保護膜を作製
しても、本発明の範囲を逸脱するものではない。
【００２８】
【発明の効果】本発明に係る保護膜では、第一防湿層、
吸湿層、第二防湿層の３層の相乗作用により、外部から
デバイスへの水分の進入を確実に阻止する。また、１層
だけで水分を遮断するのではなく、３層の相乗作用を利
用するため、各層の厚さを大きくする必要がなく、デバ
イスに応力的負荷をかけることがない。更に、デバイス
に密着しているため、デバイスのサイズを大きくするこ
となく、有機ＥＬのような発光デバイスの場合にはその
発光輝度を減ずることがない。
吸湿層、第二防湿層の３層の相乗作用により、外部から
デバイスへの水分の進入を確実に阻止する。また、１層
だけで水分を遮断するのではなく、３層の相乗作用を利
用するため、各層の厚さを大きくする必要がなく、デバ
イスに応力的負荷をかけることがない。更に、デバイス
に密着しているため、デバイスのサイズを大きくするこ
となく、有機ＥＬのような発光デバイスの場合にはその
発光輝度を減ずることがない。
【図１】 本発明に係るデバイス保護膜を作製するため
の装置の一例である、プラズマＣＶＤ装置の概略構成
図。
の装置の一例である、プラズマＣＶＤ装置の概略構成
図。
【図２】 上記プラズマＣＶＤ装置の上下電極付近の詳
細図。
細図。
【図３】 上記プラズマＣＶＤ装置の制御装置の内部及
びその周辺装置の構成を示すブロック図。
びその周辺装置の構成を示すブロック図。
【図４】 ＳｉＯＦ中のＦ濃度と吸湿度の関係を示すグ
ラフ。
ラフ。
【図５】 半導体デバイス上に本発明に係る保護膜を作
製する際の手順を示す説明図。
製する際の手順を示す説明図。
１０…プラズマＣＶＤ装置 １１…反応室 １２…上部電極 １３…下部電極 ３１…整合回路 ３２…ＲＦ（高周波電源） ３３…温度制御器 ４０…制御装置 ４４…成膜制御部 ５０…半導体デバイス ５１…シリコン基板 ５２…第一酸化シリコン膜 ５３…配線パターン ５４…第二酸化シリコン膜 ５６…第一防湿層 ５７…ＳｉＯＦ吸湿層 ５８…第二防湿層 ５９…保護膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3K007 AA03 AB13 CA03 DA02 EB00 FA01 4K030 AA06 AA13 AA18 BB12 CA04 CA12 JA01 LA01 LA18 5F058 BA04 BD01 BD02 BD04 BD06 BD10 BF07 BF23 BF24 BF25 BF29 BF30 BJ03
Claims (7)
- 【請求項１】 表面からデバイスにかけて、ＳｉＮから
成る第一防湿層、ＳｉＯＦから成る吸湿層、及びＳｉＮ
から成る第二防湿層を含むことを特徴とするデバイス用
保護膜。 - 【請求項２】 ＳｉＯＦにおけるＦ濃度が４．２〜２０
％であることを特徴とする請求項１に記載のデバイス用
保護膜。 - 【請求項３】 吸湿層の厚みが０．５〜２．０μｍであ
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のデバイス用
保護膜。 - 【請求項４】 上記デバイスが半導体デバイスであるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のデバイ
ス用保護膜。 - 【請求項５】 上記デバイスがＥＬであることを特徴と
する請求項１〜３のいずれかに記載のデバイス用保護
膜。 - 【請求項６】 デバイス上に保護膜を作製する方法であ
って、プラズマ化学気相成長法によりデバイス上に順
に、ＳｉＮから成る第二防湿層、ＳｉＯＦから成る吸湿
層、及びＳｉＮから成る第一防湿層を作製することを特
徴とするデバイス用保護膜の作製方法。 - 【請求項７】 上記吸湿層作製時に原料ガスとして、モ
ノシランガスと、アンモニア及び/又は窒素ガスとの混
合ガスを使用することを特徴とする請求項６に記載のデ
バイス用保護膜の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131211A JP2002329720A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | デバイス用保護膜及びその作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001131211A JP2002329720A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | デバイス用保護膜及びその作製方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002329720A true JP2002329720A (ja) | 2002-11-15 |
Family
ID=18979440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001131211A Pending JP2002329720A (ja) | 2001-04-27 | 2001-04-27 | デバイス用保護膜及びその作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002329720A (ja) |
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2001
- 2001-04-27 JP JP2001131211A patent/JP2002329720A/ja active Pending
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