JPH03268430A - 半導体装置の保護膜構造 - Google Patents
半導体装置の保護膜構造Info
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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。
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、半導体装置の完成後、半導体装置表面を保護
する最終保護１！（パッシベーション膜）の構造に関す
る。
する最終保護１！（パッシベーション膜）の構造に関す
る。
従来の半導体装置における最終保護膜の構造は、上層部
がプラズマ窒化シリコン膜であり、下層部がリンガラス
からなる二層構造を有していた。
がプラズマ窒化シリコン膜であり、下層部がリンガラス
からなる二層構造を有していた。
半導体装置表面へのプラズマ窒化シリコン膜の形成は、
従来からモノシランとアンモニアとを用いてプラズマＣ
ＶＤ法によって低温（３００°Ｃ）で行われていた。
従来からモノシランとアンモニアとを用いてプラズマＣ
ＶＤ法によって低温（３００°Ｃ）で行われていた。
窒化シリコン膜は一般に圧縮応力を有するため、半導体
装置表面に直接窒化シリコン膜を形成すると、この応力
により、ウェハに反りが生じ、ストレスマイグレーショ
ンにより半導体装置表面に形成された配線パターンの切
断の虞がある。
装置表面に直接窒化シリコン膜を形成すると、この応力
により、ウェハに反りが生じ、ストレスマイグレーショ
ンにより半導体装置表面に形成された配線パターンの切
断の虞がある。
そこで、引っ張り応力を有するリンガラスを窒化シリコ
ン膜と半導体装置表面との間に、モノシラン、酸素及び
フォスフインを用いて常圧ＣＶＤ法（約４００°Ｃの温
度で熱反応させる方法）によって形成し、これら２種類
の膜を組合せることで、応力を緩和し、これによりウェ
ハの反りをコントロールして、配線パターン切断の虞を
無くしていた（特開昭５６−１４９３０６）。
ン膜と半導体装置表面との間に、モノシラン、酸素及び
フォスフインを用いて常圧ＣＶＤ法（約４００°Ｃの温
度で熱反応させる方法）によって形成し、これら２種類
の膜を組合せることで、応力を緩和し、これによりウェ
ハの反りをコントロールして、配線パターン切断の虞を
無くしていた（特開昭５６−１４９３０６）。
しかしながら、上記従来例では、半導体装置の表面上に
保護膜として、リンガラスを約４００℃の高温で成膜し
ているため半導体装置の配線部分にヒロックが発生する
という課題があった。このヒロックは、保護膜にクラッ
クを発生させる原因のひとつであり、素子の信頼性を悪
化させる原因でもあった。
保護膜として、リンガラスを約４００℃の高温で成膜し
ているため半導体装置の配線部分にヒロックが発生する
という課題があった。このヒロックは、保護膜にクラッ
クを発生させる原因のひとつであり、素子の信頼性を悪
化させる原因でもあった。
本発明は、このような課題を解決するために、半導体装
置の配線パターンの切断の虞がなく、素子の信頼性を高
くすることができる半導体装置の保護膜構造を提供する
ことを目的とする。
置の配線パターンの切断の虞がなく、素子の信頼性を高
くすることができる半導体装置の保護膜構造を提供する
ことを目的とする。
上記目的を達成するために本発明は、半導体装置表面に
保護膜を形成してなる半導体装置の保護膜構造において
、下層部が酸化窒化シリコン膜、上層部が窒化シリコン
膜となる二層構造を有し、酸化窒化シリコン膜の膜厚が
、窒化シリコン膜の膜厚より厚く形成されてなる半導体
装置の保護膜構造であることを特徴とするものである。
保護膜を形成してなる半導体装置の保護膜構造において
、下層部が酸化窒化シリコン膜、上層部が窒化シリコン
膜となる二層構造を有し、酸化窒化シリコン膜の膜厚が
、窒化シリコン膜の膜厚より厚く形成されてなる半導体
装置の保護膜構造であることを特徴とするものである。
〔作用〕
この発明に係わる半導体装置の保護膜構造によれば、半
導体装置表面の最終保護膜として、窒化シリコン膜／酸
化窒化シリコン膜の二層構造を有し、その下層部に酸化
窒化シリコン膜、上層部に窒化シリコン膜を用い、酸化
窒化シリコン膜の膜厚を窒化シリコン膜の膜厚より厚く
することで、信頼性の高い半導体装置を提供することが
できる。
導体装置表面の最終保護膜として、窒化シリコン膜／酸
化窒化シリコン膜の二層構造を有し、その下層部に酸化
窒化シリコン膜、上層部に窒化シリコン膜を用い、酸化
窒化シリコン膜の膜厚を窒化シリコン膜の膜厚より厚く
することで、信頼性の高い半導体装置を提供することが
できる。
酸化窒化シリコン膜は、プラズマＣＶＤ法等の低温（約
３００°Ｃ）で半導体装置表面に形成することができる
ので、従来のように高温（約４００’Ｃ）が原因となる
、配線層でのヒロックが発生することを防くことができ
る。また、酸化窒化シリコン膜は、低応力（１０’ｄｙ
ｎｅ／ｃｆｆｌオーダ）なので、ウェハの反りの発生を
抑え、ストレスマイグレーションを減少することができ
、その結果、半導体装置の配線部分にクラックが発生す
ることを防ぐこともできるので、保護膜の下層部分に使
用する。
３００°Ｃ）で半導体装置表面に形成することができる
ので、従来のように高温（約４００’Ｃ）が原因となる
、配線層でのヒロックが発生することを防くことができ
る。また、酸化窒化シリコン膜は、低応力（１０’ｄｙ
ｎｅ／ｃｆｆｌオーダ）なので、ウェハの反りの発生を
抑え、ストレスマイグレーションを減少することができ
、その結果、半導体装置の配線部分にクラックが発生す
ることを防ぐこともできるので、保護膜の下層部分に使
用する。
保護膜の膜厚は、半導体装置を使用して組立作業等を行
う際、十分な保護能力を半導体装置に与えるため、ある
程度の膜厚が必要である。この膜厚の大部分を酸化窒化
シリコン膜で占めることで、低応力の保護膜を提供する
ことができる。
う際、十分な保護能力を半導体装置に与えるため、ある
程度の膜厚が必要である。この膜厚の大部分を酸化窒化
シリコン膜で占めることで、低応力の保護膜を提供する
ことができる。
保護膜の上層部分に使用する窒化シリコン膜は、応力は
高い（１０９ｄｙｎｅ／ｃＩａオーダ）が、耐酸性、耐
アルカリ性、耐水性に優れている。そこで、酸化窒化シ
リコン膜との二層構造にし、窒化シリコン膜の膜厚を酸
化窒化シリコン膜の膜厚より薄くすることで、保護膜の
応力が少なくなり、ストレスマイグレーションが無く、
かつ、配線部分へのヒロックが少なく、そして、耐酸性
、耐アルカリ性、耐水性に優れた信軌度の高い半導体装
置を提供することができる。
高い（１０９ｄｙｎｅ／ｃＩａオーダ）が、耐酸性、耐
アルカリ性、耐水性に優れている。そこで、酸化窒化シ
リコン膜との二層構造にし、窒化シリコン膜の膜厚を酸
化窒化シリコン膜の膜厚より薄くすることで、保護膜の
応力が少なくなり、ストレスマイグレーションが無く、
かつ、配線部分へのヒロックが少なく、そして、耐酸性
、耐アルカリ性、耐水性に優れた信軌度の高い半導体装
置を提供することができる。
酸化窒化シリコン膜の膜厚が、窒化シリコン膜の膜厚よ
り薄くなると、すなわち、相対的に窒化シリコン膜の膜
厚が厚くなると、基板にかかる応力が高くなる傾向とな
る。応力が高くなると、ストレスマイグレーションが起
きやすくなり半導体装置の配線部分にクランクが生じや
すくなる。
り薄くなると、すなわち、相対的に窒化シリコン膜の膜
厚が厚くなると、基板にかかる応力が高くなる傾向とな
る。応力が高くなると、ストレスマイグレーションが起
きやすくなり半導体装置の配線部分にクランクが生じや
すくなる。
一方、酸化窒化シリコン膜のみで、保護膜を形成すると
、半導体装置の耐酸性、耐アルカリ性、耐水性等の点で
、劣るようになる。
、半導体装置の耐酸性、耐アルカリ性、耐水性等の点で
、劣るようになる。
酸化窒化シリコン膜および、窒化シリコン膜は、プラズ
マＣＶＤ法で形成することにより、低温（３００°Ｃ）
で処理でき、半導体装置の配線部分にヒロックが生しる
ことを阻止することができる。
マＣＶＤ法で形成することにより、低温（３００°Ｃ）
で処理でき、半導体装置の配線部分にヒロックが生しる
ことを阻止することができる。
さらに、製造の途中で、ガスの流量をコントロールする
だけで連続成膜でき、処理速度を上げることができ、作
業性も向上する。
だけで連続成膜でき、処理速度を上げることができ、作
業性も向上する。
本発明における半導体装置表面を保護する二層構造の最
終保護膜の厚さは、０．５μ〜１．５μが望ましい。こ
の保護膜において、窒化シリコン膜と酸化窒化シリコン
膜との膜厚の関係は、窒化シリコン膜：酸化窒化シリコ
ンｌ１ｌ−１２〜１：１０となることが望ましい。
終保護膜の厚さは、０．５μ〜１．５μが望ましい。こ
の保護膜において、窒化シリコン膜と酸化窒化シリコン
膜との膜厚の関係は、窒化シリコン膜：酸化窒化シリコ
ンｌ１ｌ−１２〜１：１０となることが望ましい。
最終保護膜の厚さが０．５μ未満だと、半導体装置を使
用して組立作業等を行う際、保護膜として十分な保護能
力を半導体装置に与えることができず、保護膜にクラッ
クが発生したり、配線パターンに亀裂が生じたりする傾
向となる。
用して組立作業等を行う際、保護膜として十分な保護能
力を半導体装置に与えることができず、保護膜にクラッ
クが発生したり、配線パターンに亀裂が生じたりする傾
向となる。
一方、最終保護膜の厚さが１．５μを越えると、スルー
プットが低下する傾向となる。
プットが低下する傾向となる。
次に図面に示した本発明の実施例について説明する。
半導体装置表面に、第１図に示すような、窒化シリコン
膜／酸化窒化シリコン膜を下記の要領で形成した。
膜／酸化窒化シリコン膜を下記の要領で形成した。
■ ６インチのＡ１配線３を有するウェハを枚葉式プラ
ズマＣＶＤ装置に搬入して、３００°Ｃで９分間プラズ
マＣＶＤ法でＡｌ配線３表面に、酸化窒化シリコン膜１
を膜厚が９０００人となるように形成した。この時のガ
ス流量は、シランガスが５００ ｃ ｃ／分、アンモニ
アガスが３００ｃｃ／分、酸化二窒素（ＮｔＯ）ガスが
３００ｃｃ／分とした。また、シランガス、アンモニア
ガス、酸化−窒素（Ｎ ｚ Ｏ）共に１００％濃度のも
のを使用した。また、装置内圧力を０．３Ｔｏｒｒ前後
とし、発振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。以上の方
法で保護膜の下層部分である酸化窒化シリコン膜ｌが成
膜された。
ズマＣＶＤ装置に搬入して、３００°Ｃで９分間プラズ
マＣＶＤ法でＡｌ配線３表面に、酸化窒化シリコン膜１
を膜厚が９０００人となるように形成した。この時のガ
ス流量は、シランガスが５００ ｃ ｃ／分、アンモニ
アガスが３００ｃｃ／分、酸化二窒素（ＮｔＯ）ガスが
３００ｃｃ／分とした。また、シランガス、アンモニア
ガス、酸化−窒素（Ｎ ｚ Ｏ）共に１００％濃度のも
のを使用した。また、装置内圧力を０．３Ｔｏｒｒ前後
とし、発振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。以上の方
法で保護膜の下層部分である酸化窒化シリコン膜ｌが成
膜された。
■ 連続して、■で得た半導体装置表面に、さらに、３
００°Ｃで１分間プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜２
を膜厚が１０００人となるように形成した。
００°Ｃで１分間プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜２
を膜厚が１０００人となるように形成した。
この時、酸化二窒素（ＮＺＯ）ガスを止め、他のガス流
量は、シランガスが５００ｃｃ／分、アンモニアガスが
３００ｃｃ／分とした。また、シランガス、アンモニア
ガス共に１００％濃度のものを使用した。また、装置内
条件は■と同じで行った。以上の方法により、第１図に
示す半導体装置を得た。
量は、シランガスが５００ｃｃ／分、アンモニアガスが
３００ｃｃ／分とした。また、シランガス、アンモニア
ガス共に１００％濃度のものを使用した。また、装置内
条件は■と同じで行った。以上の方法により、第１図に
示す半導体装置を得た。
比較例として、半導体装置表面に、第２図に示すような
、窒化シリコン膜／リンガラス膜を、下記の要領で形成
した。
、窒化シリコン膜／リンガラス膜を、下記の要領で形成
した。
■ ６インチのＡ１配線３を有するウェハを常圧ＣＶＤ
装置に搬入して、４００°Ｃで６分間常圧ＣＶＤ法でＡ
ｌ配線３表面に、リンガラス４を膜厚が６０００人とな
るように形成した。この時のガス流量は、シランガスが
１５００ｃｃ／分、酸素が１５（ＬＯｃｃ／分、フォス
フインが５００ｃｃ／分とした。また、シランガス、酸
素、フォスフインは共に１００％濃度のものを使用した
。以上の方法で保護膜の下層部分であるリンガラスが形
成された。
装置に搬入して、４００°Ｃで６分間常圧ＣＶＤ法でＡ
ｌ配線３表面に、リンガラス４を膜厚が６０００人とな
るように形成した。この時のガス流量は、シランガスが
１５００ｃｃ／分、酸素が１５（ＬＯｃｃ／分、フォス
フインが５００ｃｃ／分とした。また、シランガス、酸
素、フォスフインは共に１００％濃度のものを使用した
。以上の方法で保護膜の下層部分であるリンガラスが形
成された。
■ 連続して、■で得た半導体装置表面に、さらに、３
００ ’Ｃで４分間プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜
２を膜厚が４０００人となるように形成した。
００ ’Ｃで４分間プラズマＣＶＤ法で窒化シリコン膜
２を膜厚が４０００人となるように形成した。
この時のガス流量は、シランガスが１ｏ００ｃｃ／分、
アンモニアガスが３００ｃｃ／分とした。
アンモニアガスが３００ｃｃ／分とした。
また、シランガス、アンモニアガス共に１００％濃度の
ものを使用した。また、装置内圧力を０．３Ｔｏｒｒ前
後とし、発振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。以上の
方法により、第２図に示す半導体装置を得た。
ものを使用した。また、装置内圧力を０．３Ｔｏｒｒ前
後とし、発振周波数を１３．５６ＭＨｚとした。以上の
方法により、第２図に示す半導体装置を得た。
以上の方法により作製した、保護膜を有する半導体装置
、２種類について、表１に示す項目の試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
、２種類について、表１に示す項目の試験を行った。そ
の結果を表１に示す。
表１から、保護膜として、本発明に係わる窒化シリコン
膜／酸化窒化シリコン膜を有する半導体装置はヒロック
数の非常に少ない良好な半導体装置であった。
膜／酸化窒化シリコン膜を有する半導体装置はヒロック
数の非常に少ない良好な半導体装置であった。
表１
なお、ヒロック数は、２００μ×２００μのバット上に
おいて高さ１μ以上のものの数である。
おいて高さ１μ以上のものの数である。
ウェハ反り量の増加は、凸に増加した量を静電容量式の
ウェハ反り測定器で測定した。また、配線の断線は、導
通試験により確認した。
ウェハ反り測定器で測定した。また、配線の断線は、導
通試験により確認した。
以上の方法で、窒化シリコン膜／酸化窒化シリコン膜保
護膜を形成することで、従来のように製造途中でガスの
種類を変える等の手間が省け、ガスの流量をコントロー
ルするだけで、保護膜は連続成膜され、その結果、処理
速度を上げることができ、作業性も向上する。
護膜を形成することで、従来のように製造途中でガスの
種類を変える等の手間が省け、ガスの流量をコントロー
ルするだけで、保護膜は連続成膜され、その結果、処理
速度を上げることができ、作業性も向上する。
以上説明したように本発明によれば、半導体装置表面に
保護膜を形成してなる半導体装置の保護膜構造において
、下層部が酸化窒化シリコン膜、上層部が窒化シリコン
膜となる二層構造を有し、酸化窒化シリコン膜の膜厚を
、窒化シリコン膜の膜厚より厚くすることで、耐酸性、
耐アルカリ性、耐水性に優れ、ウェハの反りが少なく、
配線パターンの亀裂がない信幀性が高い半導体装置の保
護膜構造を得ることができる。
保護膜を形成してなる半導体装置の保護膜構造において
、下層部が酸化窒化シリコン膜、上層部が窒化シリコン
膜となる二層構造を有し、酸化窒化シリコン膜の膜厚を
、窒化シリコン膜の膜厚より厚くすることで、耐酸性、
耐アルカリ性、耐水性に優れ、ウェハの反りが少なく、
配線パターンの亀裂がない信幀性が高い半導体装置の保
護膜構造を得ることができる。
第１図はこの実施例によって、半導体装置表面に窒化シ
リコン膜／酸化窒化シリコン膜構造の保護膜を成膜した
断面図、第２図は従来の窒化シリコン膜／リンガラス構
造の保護膜を成膜した断面図である。 図中１は酸化窒化シリコン膜、２は窒化シリコン膜、３
はアルミニウム、４はリンガラスである。
リコン膜／酸化窒化シリコン膜構造の保護膜を成膜した
断面図、第２図は従来の窒化シリコン膜／リンガラス構
造の保護膜を成膜した断面図である。 図中１は酸化窒化シリコン膜、２は窒化シリコン膜、３
はアルミニウム、４はリンガラスである。
Claims (1)
- （１）半導体装置表面に保護膜を形成してなる半導体装
置の保護膜構造において、下層部が酸化窒化シリコン膜
であり、上層部が窒化シリコン膜となる二層構造を有し
、酸化窒化シリコン膜の膜厚が、窒化シリコン膜の膜厚
より厚く形成されてなることを特徴とする半導体装置の
保護膜構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6904390A JPH03268430A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 半導体装置の保護膜構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6904390A JPH03268430A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 半導体装置の保護膜構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03268430A true JPH03268430A (ja) | 1991-11-29 |
Family
ID=13391165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6904390A Pending JPH03268430A (ja) | 1990-03-19 | 1990-03-19 | 半導体装置の保護膜構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03268430A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0827199A2 (en) * | 1996-09-02 | 1998-03-04 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | A semiconductor device with a passivation film |
| KR20000074693A (ko) * | 1999-05-25 | 2000-12-15 | 김영환 | 반도체 소자의 수분 침투 방지층 형성방법 |
| CN109216434A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 三垦电气株式会社 | 半导体器件以及制造半导体器件的方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS61107724A (ja) * | 1984-10-31 | 1986-05-26 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
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1990
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