JP2008270256A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多層配線を備えた半導体装置およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring and a manufacturing method thereof.
従来より、パワー素子と制御回路とが1つのシリコン基板の表層部に形成されたパワー複合集積型半導体装置が、例えば特許文献1で提案されている。このような半導体装置では、シリコン基板上に絶縁膜で構成された配線層が多数積層されている。各配線層においては、絶縁膜に微少なビアホールが設けられていると共に、ビアホール内に配線が形成されることで、下層の配線層と上層の配線層とが電気的に接続できるようになっている。
Conventionally, for example,
そして、複数の配線層がパワー素子および制御回路の上に積層されることで、パワー素子の電極、制御回路の電極がシリコン基板の表層部から配線層の最上層までそれぞれ引き伸ばされている。このようなパワー素子上の多層配線および制御回路上の多層配線は、同一工程で形成される。このようにして、最上層まで引き伸ばされた電極は、電気回路等に接続される。
しかしながら、上記従来の技術では、多層配線の各配線層に微少なビアホールを多数形成して各ビアホール内に配線を形成しているため、ビアホール内の配線の抵抗が高くなってしまう。特に、パワー素子では大電流を取り扱うため、配線抵抗が大きくなると半導体装置自体の損失が大きくなってしまう。 However, in the above conventional technique, a large number of minute via holes are formed in each wiring layer of the multilayer wiring, and the wiring is formed in each via hole. Therefore, the resistance of the wiring in the via hole is increased. In particular, since the power element handles a large current, the loss of the semiconductor device itself increases as the wiring resistance increases.
そこで、パワー素子の配線抵抗を下げる手段として、制御回路の微細化に影響しない上層の配線の膜厚を厚くする方法がある。しかし、配線層のうち最上層に厚膜の配線を形成した後にパッシベーション保護膜を形成すると、パッシベーション保護膜と厚膜の配線との応力差でパッシベーション保護膜にクラックが発生するという問題が生じる。 Therefore, as a means for reducing the wiring resistance of the power element, there is a method of increasing the film thickness of the upper layer wiring that does not affect the miniaturization of the control circuit. However, if the passivation protection film is formed after the thick film wiring is formed in the uppermost layer of the wiring layers, there arises a problem that a crack is generated in the passivation protection film due to a stress difference between the passivation protection film and the thick film wiring.
また、パワー素子の配線抵抗を下げるもう一つの手段として、パワー素子のセルの上部にワイヤボンドを直接形成する方法がある。しかし、ワイヤボンド時に配線層を構成する絶縁膜にクラックが発生するという問題が生じる。 As another means for reducing the wiring resistance of the power element, there is a method of directly forming a wire bond on the upper part of the cell of the power element. However, there is a problem that cracks occur in the insulating film constituting the wiring layer at the time of wire bonding.
本発明は、上記点に鑑み、パワー素子と他の半導体デバイスとの複合型の半導体装置において、多層配線によって半導体デバイスの電極を最上層まで引き伸ばすに際し、多層配線のうちパワー素子における配線抵抗を小さくしつつ、多層配線の配線層にクラックを生じさせないようにすることができる半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention reduces the wiring resistance of a power element in the multilayer wiring when the electrode of the semiconductor device is extended to the uppermost layer by the multilayer wiring in a composite semiconductor device of a power element and another semiconductor device. However, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can prevent cracks from being generated in the wiring layer of the multilayer wiring.
上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板(1)のうち第1領域(11)にパワー素子が形成され、第1領域(11)を除く場所にパワー素子とは異なる半導体デバイスが形成されてなる複合型の半導体装置であって、半導体基板(1)上には、複数の配線層(21〜25)と、当該複数の配線層(21〜25)のうち最上層の配線層(25)上に形成されたパッシベーション保護膜(26)とによって構成された積層配線(20)が形成され、複数の配線層(21〜25)のうち半導体基板(1)側から1層目および2層目の配線層(21、22)については、パワー素子およびパワー素子とは異なる半導体デバイスの電極をそれぞれ上層の配線層(23〜25)に導くために用いられるようになっており、積層配線(20)のうち、第1領域(11)では、複数の配線層(21〜25)のうち2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)およびパッシベーション保護膜(26)が少なくとも2カ所開口し、各開口部内にパワー素子のドレイン電極(31)とソース電極(32)とがそれぞれ形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a power element is formed in a first region (11) of a semiconductor substrate (1), and a semiconductor device different from the power element is formed in a place other than the first region (11). In this composite semiconductor device, on the semiconductor substrate (1), a plurality of wiring layers (21 to 25) and an uppermost wiring layer (of the plurality of wiring layers (21 to 25)) ( 25) A laminated wiring (20) constituted by the passivation protection film (26) formed thereon is formed, and the first and second layers from the semiconductor substrate (1) side among the plurality of wiring layers (21 to 25) are formed. The upper wiring layers (21, 22) are used to lead the power element and the electrode of the semiconductor device different from the power element to the upper wiring layers (23 to 25), respectively. Of (20) In the first region (11), at least two wiring layers (23 to 25) and a passivation protective film (26) above the second wiring layer (22) among the plurality of wiring layers (21 to 25) are opened. In addition, a drain electrode (31) and a source electrode (32) of the power element are formed in each opening, respectively.
これにより、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)を各配線層(23〜25)にわたる1つの配線として設けることができるため、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)の各配線抵抗を小さくすることができる。 Thereby, since the drain electrode (31) and the source electrode (32) can be provided as one wiring over each wiring layer (23-25), each wiring resistance of the drain electrode (31) and the source electrode (32) is reduced. Can be small.
また、パッシベーション保護膜(26)が開口した場所にドレイン電極(31)およびソース電極(32)が形成されているため、当該パッシベーション保護膜(26)とドレイン電極(31)やソース電極(32)との接触面積を小さくでき、パッシベーション保護膜(26)にかかるドレイン電極(31)やソース電極(32)からの応力を低減できる。したがって、パッシベーション保護膜(26)のクラックの発生を抑制することができる。 Further, since the drain electrode (31) and the source electrode (32) are formed at the location where the passivation protection film (26) is opened, the passivation protection film (26), the drain electrode (31) and the source electrode (32) are formed. And the stress from the drain electrode (31) and the source electrode (32) applied to the passivation protective film (26) can be reduced. Therefore, the generation of cracks in the passivation protective film (26) can be suppressed.
さらに、ドレイン電極(31)やソース電極(32)は配線層(23〜25)が何層分にもわたって厚膜に形成されるため、ドレイン電極(31)やソース電極(32)にワイヤボンドしたとしても、第1領域(11)の配線層(21、22)にクラックが発生することを抑制できる。 Furthermore, since the drain electrode (31) and the source electrode (32) are formed in a thick film over the number of wiring layers (23 to 25), a wire is connected to the drain electrode (31) and the source electrode (32). Even if it bonds, it can suppress that a crack generate | occur | produces in the wiring layer (21, 22) of a 1st area | region (11).
このような場合、2層目の配線層(22)上に、ドレイン電極用パッド(22c)とソース電極用パッド(22d)とをそれぞれ形成し、ドレイン電極(31)をドレイン電極用パッド(22c)上に形成し、ソース電極(32)をソース電極用パッド(22d)上に形成することができる。 In such a case, the drain electrode pad (22c) and the source electrode pad (22d) are formed on the second wiring layer (22), and the drain electrode (31) is formed as the drain electrode pad (22c). The source electrode (32) can be formed on the source electrode pad (22d).
また、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)の上端面が、複数の配線層(21〜25)のうち最上層の配線層(25)から突出しないように形成することができる。これにより、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)がパッシベーション保護膜(26)と接しないようにすることができ、各電極とパッシベーション保護膜(26)との応力差によってパッシベーション保護膜(26)にクラックが生じないようにすることができる。 Moreover, it can form so that the upper end surface of a drain electrode (31) and a source electrode (32) may not protrude from the uppermost wiring layer (25) among several wiring layers (21-25). Accordingly, the drain electrode (31) and the source electrode (32) can be prevented from coming into contact with the passivation protection film (26), and the passivation protection film (26) is caused by a stress difference between each electrode and the passivation protection film (26). ) Can be prevented from generating cracks.
さらに、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)の上端面が、多層配線(20)を構成するパッシベーション保護膜(26)から突出するように形成することもできる。これにより、ドレイン電極(31)およびソース電極(32)を介してパワー素子の放熱性を向上させることができる。 Furthermore, the upper end surfaces of the drain electrode (31) and the source electrode (32) can be formed so as to protrude from the passivation protective film (26) constituting the multilayer wiring (20). Thereby, the heat dissipation of a power element can be improved via a drain electrode (31) and a source electrode (32).
上記のような半導体装置を製造するに際し、半導体基板(1)にパワー素子およびパワー素子とは異なる半導体デバイスを形成したものを用意する工程と、半導体基板(1)上に複数の配線層(21〜25)とパッシベーション保護膜(26)とによって構成された積層配線(20)を形成する工程と、積層配線(20)において、複数の配線層(21〜25)のうち2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)およびパッシベーション保護膜(26)を少なくとも2カ所開口し、各開口部内にパワー素子のドレイン電極(31)とソース電極(32)とをそれぞれ形成する工程とを行うことができる。 In manufacturing the semiconductor device as described above, a step of preparing a power element and a semiconductor device different from the power element on the semiconductor substrate (1), and a plurality of wiring layers (21 on the semiconductor substrate (1) are prepared. 25) and a passivation wiring film (26) formed by the passivation protection film (26), and in the multilayer wiring (20), the second wiring layer among the plurality of wiring layers (21-25) At least two wiring layers (23 to 25) and a passivation protection film (26) above (22) are opened, and a drain electrode (31) and a source electrode (32) of the power element are formed in each opening. Process.
この場合、2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)およびパッシベーション保護膜(26)を少なくとも2カ所開口する工程では、パッシベーション保護膜(26)上にレジスト(50)を形成してドレイン電極(31)、ソース電極(32)の形成予定場所を開口し、レジスト(50)をマスクとしてパッシベーション保護膜(26)をパターニングした後、当該パターニングされたパッシベーション保護膜(26)をマスクとして、複数の配線層(21〜25)のうち2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)を開口することができる。 In this case, in the step of opening at least two wiring layers (23 to 25) and the passivation protection film (26) above the second wiring layer (22), a resist (50) is formed on the passivation protection film (26). After forming the drain electrode (31) and the source electrode (32), the passivation protection film (26) is patterned using the resist (50) as a mask, and then the patterned passivation protection film (26) is formed. ) As a mask, the wiring layers (23 to 25) above the second wiring layer (22) among the plurality of wiring layers (21 to 25) can be opened.
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.
(第1実施形態)
以下、本発明の第1実施形態について図を参照して説明する。図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。この図に示されるように、半導体装置は、SOI基板1に例えば3つの半導体デバイスが設けられている。本実施形態では、SOI基板1のうち第1領域11にLDMOS等のパワーMOSトランジスタが形成され、第2領域12にCMOSトランジスタが形成され、第3領域13にBIP(バイポーラ)トランジスタが形成されている。なお、SOI基板1は、本発明の半導体基板に相当する。また、パワーMOSトランジスタは本発明のパワー素子に相当する。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the semiconductor device, for example, three semiconductor devices are provided on an
各半導体デバイスは、SOI基板1に設けられたトレンチ2およびトレンチ2上に形成されたLOCOS酸化膜3によって素子分離されている。すなわち、図1に示される半導体装置は、1つのSOI基板1に複数の種類のトランジスタが形成された複合型のものである。
Each semiconductor device is element-isolated by a
第1領域11に形成されたパワーMOSトランジスタは、SOI基板1の表層部にドレイン領域11aとソース領域11bとを有し、ソース領域11b上にゲート電極11cを有している。第2領域12に形成されたCMOSトランジスタは、SOI基板1の表層部にnMOS領域12aとpMOS領域12bとを有している。また、第3領域13に形成されたBIPトランジスタは、当該BIPトランジスタを構成するソース領域やドレイン領域が形成されている。
The power MOS transistor formed in the
このような半導体装置では、SOI基板1上に各半導体デバイスを電気的に接続するための積層配線20が設けられている。本実施形態では、積層配線20は、5層の配線層21〜25と最上層のパッシベーション保護膜26とにより構成されている。なお、5層は一例であり、配線層の数は設計によって異なる。
In such a semiconductor device, a laminated
各配線層21〜25は、例えばSiO2等の絶縁膜で構成されている。また、パッシベーション保護膜26は、例えばSiN等の材質のもので構成されている。
Each of the
積層配線20のうち1層目の配線層21には各半導体デバイスのコンタクトに接続されるように各領域11〜13にわたってビアホール21aが設けられている。また、各ビアホール21a内の配線は配線層21の表面に設けられたパッド21bに接続されている。
Via
また、2層目の配線層22にも、各領域11〜13にわたってビアホール22aおよびパッド22bが形成され、1層目の配線層21の各ビアホール21a内の配線が2層目のパッド22bに電気的に接続されている。本実施形態では、半導体デバイスの電極を上層に引き伸ばすために、少なくとも1層目の配線層21および2層目の配線層22のビアホールおよびパッドが必要になっている。
In the
3層目の配線層23より上層については、第1領域11ではビアホール等は形成されておらず、パッシベーション保護膜26および配線層23〜25が2層目の配線層22上に形成されたドレイン電極用パッド22cを底として開口し、当該開口部内にドレイン電極31が形成されている。同様に、パッシベーション保護膜26および配線層23〜25が2層目の配線層22上に形成されたソース電極用パッド22dを底として開口し、当該開口部内にソース電極32が形成されている。
As for the layer above the
他方、第2、第3領域12、13では、3層目の配線層23より上層については、1層目、2層目と同様にビアホールおよびパッドにて電極を上層にまで引き伸ばした構造をなしている。そして、最上層のパッシベーション保護膜26の一部が開口して、CMOSトランジスタおよびBIPトランジスタのためのパッド40が設けられている。以上が、本実施形態に係る半導体装置の全体構成である。
On the other hand, in the second and
次に、図1に示される半導体装置の製造方法について、図2を参照して説明する。図2は、図1に示される半導体装置の製造工程を示した図である。まず、SOI基板1を用意し、当該SOI基板1に素子分離用のトレンチ2やLOCOS酸化膜3を形成する。そして、各領域11〜13に半導体デバイスを形成したものを用意する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, an
次に、図2(a)に示す工程では、1層目の配線層21を形成すると共に、各領域11〜13の各半導体デバイスにコンタクトできるように配線層21にビアホール21aを形成して当該ビアホール21a内に配線を設ける。そして、各ビアホール21aに接続されるように配線層21上にパッド21bを形成する。
Next, in the step shown in FIG. 2A, a
同様に、各領域11〜13に2層目の配線層22を形成して、1層目の配線層21上のパッド21bに接続されるビアホール22aおよびパッド22bを形成する。この場合、2層目の配線層22のうち第1領域11には、パワーMOSトランジスタのドレイン領域11aと接続されるドレイン電極用パッド22c、ソース領域11bと接続されるソース電極用パッド22dをそれぞれ形成する。
Similarly, a
図2(b)に示す工程では、3層目の配線層23より上層を形成する。本実施形態では、配線層23〜25を形成し、5層目の配線層25上にパッシベーション保護膜26を形成する。この場合、第1領域11については、3層目の配線層23より上層には、ゲート電極11cを上層に引き伸ばすためビアホールのみを形成する。他方、第2、第3領域12、13については、1層目および2層目と同様にビアホール等を形成する。
In the step shown in FIG. 2B, a layer above the
そして、最上層の配線層25まで形成した後、パッシベーション保護膜26を形成する。この状態では、図2(b)に示されるように、第1領域11にビアホール等は形成されておらず、第2、第3領域12、13にのみ形成されている。
Then, after forming up to the
図2(c)に示す工程では、第1領域11にドレイン電極31およびソース電極32を形成する。具体的には、パッシベーション保護膜26上に図示しないレジストを形成し、ドレイン電極用パッド22cおよびソース電極用パッド22dに対向する場所を開口する。そして、パッシベーション保護膜26、3層目から5層目までの配線層23〜25をエッチングすることでパッシベーション保護膜26、配線層23〜25をそれぞれ開口する。続いて、各開口部内にめっきやCVD法によってドレイン電極用パッド22c上にドレイン電極31を形成し、ソース電極用パッド22d上にソース電極32を形成する。
In the step shown in FIG. 2C, the
そして、第3領域13のパッシベーション保護膜26の一部を開口することでCMOSトランジスタおよびBIPトランジスタのパッド40を設ける。こうして、図1に示される半導体装置が完成する。
Then, a part of the
このような半導体装置においては、積層配線20のうちパワーMOSトランジスタのソース電極32、ドレイン電極31を2層目の配線層22より上層の配線層23〜25において複数の微細なビアホールを用いずに1つの電極としている。これにより、ドレイン電極31およびソース電極32の各配線抵抗を小さくすることができる。
In such a semiconductor device, the
また、パッシベーション保護膜26を形成した後、当該パッシベーション保護膜26を開口してドレイン電極31およびソース電極32を形成するため、ドレイン領域11aやソース電極32とパッシベーション保護膜26とが接する面積を小さくすることができる。これにより、パッシベーション保護膜26にかかるドレイン電極31やソース電極32からの応力を低減でき、ひいてはパッシベーション保護膜26のクラックの発生を抑制することができる。
In addition, since the passivation
さらに、ドレイン電極31やソース電極32は厚膜に形成されるため、パワーMOSトランジスタ上にワイヤボンドしたとしても、第1領域11の配線層21、22にクラックが発生することを抑制できる。
Furthermore, since the
(第2実施形態)
本実施形態では、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、図1に示されるドレイン電極用パッド22cおよびソース電極用パッド22dを無くしたことが特徴となっている。
(Second Embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the first embodiment will be described. This embodiment is characterized in that the
図3は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。この図に示されるように、本実施形態に係る半導体装置において、第1領域11では、2層目の配線層22上にドレイン電極31やソース電極32が形成されている。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the semiconductor device according to this embodiment, the
本実施形態では、上述のように、2層目の配線層22上にドレイン電極用パッド22cおよびソース電極用パッド22dは形成されていないため、ドレイン電極31およびソース電極32は、2層目の配線層22に設けられたビアホール22a内にまで形成されている。すなわち、ドレイン電極31およびソース電極32は、1層目の配線層21上に設けられたパッド21bに直接接続されている。
In the present embodiment, since the
次に、図3に示される半導体装置の製造方法について、図4を参照して説明する。図4は、図3に示される半導体装置の製造工程を示した図である。まず、各半導体デバイスが形成されたSOI基板1を用意する。そして、図4(a)に示す工程では、SOI基板1上に1層目の配線層21を形成する。当該配線層21には、各半導体デバイスにコンタクトするビアホール21aを形成し、配線層21上にパッド21bを形成する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, an
続いて、図4(b)に示す工程では、第2、第3領域12、13にのみ2層目より上層の配線層22〜25にビアホール等を形成するようにして各領域11〜13に2層目より上層の配線層22〜25およびパッシベーション保護膜26を形成する。これにより、図4(b)に示されるように、配線層22〜25のうち第1領域11にはビアホール等は形成されていない。
Subsequently, in the step shown in FIG. 4B, via holes and the like are formed in the wiring layers 22 to 25 above the second layer only in the second and
図4(c)に示す工程では、積層されたパッシベーション保護膜26、3層目から5層目の配線層23〜25のうち第1領域11のドレイン電極31およびソース電極32の形成予定場所を開口し、さらに2層目の配線層22に1層目のパッド21bに達するビアホール22aを形成する。この後、当該ビアホール22a内および配線層23〜25、パッシベーション保護膜26の開口部内にドレイン電極31およびソース電極32を形成する。これにより、1層目の配線層21上に設けられたパッド21bにドレイン電極31およびソース電極32を直接接続することができる。
In the step shown in FIG. 4C, the formation positions of the
そして、第3領域13のパッシベーション保護膜26の一部を開口し、CMOSトランジスタおよびBIPトランジスタのパッド40を設けることで、図3に示される半導体装置が完成する。
Then, a part of the
以上説明したように、第1領域11において、2層目の配線層22にビアホール22aのみを形成し、当該ビアホール22a内にドレイン電極31やソース電極32を直接形成することで、ドレイン電極31およびソース電極32の配線抵抗をさらに小さくすることができる。
As described above, in the
(第3実施形態)
本実施形態では、第2実施形態と異なる部分についてのみ説明する。本実施形態では、2層目の配線層22にビアホール22aを形成し、当該ビアホール22a内に配線を形成しておくことが特徴となっている。
(Third embodiment)
In the present embodiment, only different parts from the second embodiment will be described. The present embodiment is characterized in that a via
図5は、本発明の第3実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。この図に示されるように、本実施形態に係る半導体装置において、第1領域11では、2層目の配線層22にビアホール22aが形成され、当該ビアホール22a内に配線が形成された状態になっている。そして、3層目の配線層23より上層に形成されたドレイン電極31やソース電極32は、2層目の配線層22に設けられたビアホール22a内の配線に接続された状態になっている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. As shown in this figure, in the semiconductor device according to the present embodiment, in the
次に、図5に示される半導体装置の製造方法について、図6を参照して説明する。図6は、図5に示される半導体装置の製造工程を示した図である。まず、各半導体デバイスが形成されたSOI基板1を用意する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. First, an
次に、図6(a)に示す工程では、1層目の配線層21および2層目の配線層22を形成する。この場合、2層目の配線層22については、ビアホール22aを形成すると共にビアホール22a内に配線を形成する。
Next, in the step shown in FIG. 6A, the
図6(b)に示す工程では、3層目の配線層23より上層を形成する。この場合、第2、第3領域12、13のついては、2層目の配線層22上にパッド22bを形成し、上層のビアホール等と電気的に接続できるようにする。第1領域11については、上記各実施形態と同様に、ビアホール等を形成せずに絶縁膜のみを形成する。
In the step shown in FIG. 6B, an upper layer than the
図6(c)に示す工程では、第1領域11において、3層目の配線層23より上層を開口して、2層目の配線層22のビアホール22a内に接続されるドレイン電極31およびソース電極32を形成する。この後、第3領域13のパッシベーション保護膜26の一部を開口することで、図5に示される半導体装置が完成する。
In the step shown in FIG. 6C, the
以上説明したように、第1領域11において、2層目の配線層22にビアホール22aおよびビアホール22a内に配線を形成しておき、3層目の配線層23より上層にドレイン電極31やソース電極32を設けることができる。
As described above, in the
(第4実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。上記各実施形態では、第1領域11においてドレイン電極31およびソース電極32を形成するに際し、パッシベーション保護膜26上にレジストを形成して開口し、当該レジストをマスクとして3層目の配線層23から上層を開口していたが、本実施形態ではパッシベーション保護膜26をマスクとして用いることが特徴となっている。
(Fourth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. In each of the above embodiments, when the
図7は、本実施形態に係る半導体装置の製造工程を示した図である。まず、図2(b)の工程を終えたものを用意する。そして、図7(a)に示す工程では、パッシベーション保護膜26上にレジスト50を形成し、ドレイン電極31およびソース電極32の形成予定場所が開口するようにパターニングする。
FIG. 7 is a view showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the present embodiment. First, what completed the process of FIG.2 (b) is prepared. In the step shown in FIG. 7A, a resist 50 is formed on the
続いて、図7(b)に示す工程では、図7(a)に示す工程で形成したレジスト50をマスクとしてパッシベーション保護膜26をパターニングする。
Subsequently, in the step shown in FIG. 7B, the passivation
そして、図7(c)に示す工程では、図7(b)に示す工程でパターニングしたパッシベーション保護膜26をマスクとして、配線層23〜25をエッチング等によって開口する。
In the step shown in FIG. 7C, the wiring layers 23 to 25 are opened by etching or the like using the passivation
この後、図2(c)に示す工程等を行うようにすれば、第1領域11にドレイン電極31およびソース電極32を形成することができる。このように、パッシベーション保護膜26をマスクとして第1領域11に開口部を形成することができる。
Thereafter, the
(第5実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図8は、本発明の第5実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。この図に示されるように、ドレイン電極31およびソース電極32の各上端面は、パッシベーション保護膜26よりも下層に形成されている。言い換えると、ドレイン電極31およびソース電極32の各上端面は、5層目の配線層25までしか形成されていない。これによると、ドレイン電極31およびソース電極32はパッシベーション保護膜26と接しない構造となる。
(Fifth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in this figure, the upper end surfaces of the
すなわち、例えばAl等のドレイン電極31やソース電極32とSiN等のパッシベーション保護膜26とは応力差が大きいため、上記のように互いが接触しないように半導体装置を形成することにより、応力差によってパッシベーション保護膜26にクラックが生じないようにすることができる。
That is, for example, the
(第6実施形態)
本実施形態では、上記各実施形態と異なる部分についてのみ説明する。図9は、本発明の第6実施形態に係る半導体装置の概略断面図である。この図に示されるように、本実施形態では、ドレイン電極31およびソース電極32の上端面がパッシベーション保護膜26から突出している。これにより、パワーMOSトランジスタの放熱性を向上させることができる。このように、ドレイン電極31およびソース電極32を厚くすることもできる。
(Sixth embodiment)
In the present embodiment, only different portions from the above embodiments will be described. FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention. As shown in this figure, in this embodiment, the upper end surfaces of the
(他の実施形態)
ソース電極32やドレイン電極31は、上記実施形態のように2カ所だけには限定されない。例えば、レイアウトに合わせて、ソース電極32を2個、ドレイン電極31を3個設けるなどしても良い。
(Other embodiments)
The
1…SOI基板、11…第1領域、12…第2領域、13…第3領域、20…積層配線、21〜25…配線層、26…パッシベーション保護膜、22c…ドレイン電極用パッド、22d…ソース電極用パッド、31…ドレイン電極、32…ソース電極、50…レジスト。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記半導体基板(1)上には、複数の配線層(21〜25)と当該複数の配線層(21〜25)のうち最上層の配線層(25)上に形成されたパッシベーション保護膜(26)とによって構成された積層配線(20)が形成され、前記複数の配線層(21〜25)のうち前記半導体基板(1)側から1層目および2層目の配線層(21、22)については、前記パワー素子および前記パワー素子とは異なる半導体デバイスの電極をそれぞれ上層の配線層(23〜25)に導くために用いられるようになっており、
前記積層配線(20)のうち、前記第1領域(11)では、前記複数の配線層(21〜25)のうち前記2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)および前記パッシベーション保護膜(26)が少なくとも2カ所開口し、各開口部内に前記パワー素子のドレイン電極(31)とソース電極(32)とがそれぞれ形成されていることを特徴とする半導体装置。 A composite semiconductor device in which a power element is formed in a first region (11) of a semiconductor substrate (1), and a semiconductor device different from the power element is formed in a place other than the first region (11). There,
On the semiconductor substrate (1), a plurality of wiring layers (21-25) and a passivation protective film (26) formed on the uppermost wiring layer (25) among the plurality of wiring layers (21-25). ), And the first and second wiring layers (21, 22) from the semiconductor substrate (1) side among the plurality of wiring layers (21-25). Is used to lead the power element and the electrode of the semiconductor device different from the power element to the upper wiring layers (23 to 25),
Of the stacked wiring (20), in the first region (11), the wiring layers (23-25) above the second wiring layer (22) of the plurality of wiring layers (21-25). The passivation protection film (26) has at least two openings, and the drain electrode (31) and the source electrode (32) of the power element are formed in each opening.
前記半導体基板(1)に前記パワー素子および前記パワー素子とは異なる半導体デバイスを形成したものを用意する工程と、
前記半導体基板(1)上に前記複数の配線層(21〜25)と前記パッシベーション保護膜(26)とによって構成された前記積層配線(20)を形成する工程と、
前記積層配線(20)において、前記複数の配線層(21〜25)のうち前記2層目の配線層(22)より上の配線層(23〜25)および前記パッシベーション保護膜(26)を少なくとも2カ所開口し、各開口部内に前記パワー素子の前記ドレイン電極(31)と前記ソース電極(32)とをそれぞれ形成する工程とを含んでいることを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
Preparing a semiconductor device different from the power element and the power element on the semiconductor substrate (1);
Forming the laminated wiring (20) constituted by the plurality of wiring layers (21 to 25) and the passivation protection film (26) on the semiconductor substrate (1);
In the laminated wiring (20), at least the wiring layers (23-25) above the second wiring layer (22) of the plurality of wiring layers (21-25) and the passivation protection film (26) are provided. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: two openings, and the step of forming the drain electrode (31) and the source electrode (32) of the power element in each opening.
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JP2017501581A (en) * | 2014-01-03 | 2017-01-12 | クアルコム,インコーポレイテッド | Conductive layer routing |
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- 2007-04-16 JP JP2007107068A patent/JP2008270256A/en not_active Withdrawn
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