JPH0438829A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0438829A
JPH0438829A JP14697390A JP14697390A JPH0438829A JP H0438829 A JPH0438829 A JP H0438829A JP 14697390 A JP14697390 A JP 14697390A JP 14697390 A JP14697390 A JP 14697390A JP H0438829 A JPH0438829 A JP H0438829A
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oxide film
film
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insulating film
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繁 原田
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)

Abstract

PURPOSE:To endure against a shrinking stress of molding resin by forming a protective insulating film by alternately laminating a first silicon oxide film layer containing almost no SiOH bond in a film, and a second silicon oxide film layer containing more SiOH bond than that of the first layer in the film. CONSTITUTION:A DRAM element 2, a first insulating film 3, and a pattern of a first wiring 4 containing a bonding pad 6 are formed on a silicon semiconductor substrate 1. A protective insulating film 5 containing a TEOS+O2(N2O) plasma CVD.silicon oxide film 101 of a first layer provided with an opening 5a for exposing the pad 6 is provided so as to cover the pattern of the wiring 4, and a TEOS+O2(N2O)+O3 plasma CVD.silicon oxide film 102 of a second layer is formed so as to cover it. Sequentially, silicon oxide films 103-107 similar to the first, and second layers are alternately formed. A bonding wire 24 is connected to the pad 6, and the entirety is mold-packaged by a molding resin sealing material 25.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ この発明は、一般に半導体装置に関するものであり、よ
り特定的には、素子が水分、応力等の外部環境により変
化を起こさないようにするために素子表面部に保護絶縁
膜が被覆されてなる半導体装置に関するものである。こ
の発明は、さらにそのような半導体装置の製造方法に関
するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] This invention generally relates to semiconductor devices, and more specifically, to preventing elements from changing due to external environments such as moisture and stress. The present invention relates to a semiconductor device in which the surface of the element is coated with a protective insulating film. The invention further relates to a method of manufacturing such a semiconductor device.

[従来の技術] 半導体装置は、通常、半導体基板上に素子が形成された
後、素子が水分・応力等の外部環境により変化を起こさ
ないようにするために、素子表面部に保護絶縁膜が被覆
され、さらに、モールド樹脂パッケージやセラミック・
パッケージに収められる。
[Prior Art] In a semiconductor device, after an element is formed on a semiconductor substrate, a protective insulating film is usually formed on the surface of the element to prevent the element from being changed by external environment such as moisture and stress. In addition, molded resin packages and ceramic
It can be placed in a package.

第9図は、従来のモールド樹脂封止型パッケージの半導
体装置の断面図である。第10図は、第9図におけるA
部分の拡大図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional molded resin-sealed package semiconductor device. Figure 10 shows A in Figure 9.
It is an enlarged view of a part.

第9図を参照して、チップ21がダイパッド部23aの
上に載置されている。チップ21には、素子が形成され
ている。チップ21の電極とリード部23bは、ボンデ
ィングワイヤ24によって電気的に接続されている。ダ
イパッド部23aとリード部23bとを併せて、リード
フレーム23と呼ばれている。チップ21の上には、保
護絶縁膜5が形成されている。チップ21は、モールド
樹脂封止材25によって封止されている。
Referring to FIG. 9, chip 21 is placed on die pad portion 23a. Elements are formed on the chip 21. The electrodes of the chip 21 and the lead portions 23b are electrically connected by bonding wires 24. The die pad portion 23a and the lead portions 23b are collectively called a lead frame 23. A protective insulating film 5 is formed on the chip 21 . The chip 21 is sealed with a mold resin sealant 25.

第10図を参照して、上述のチップの構造をさらに詳細
に説明する。ここでは、DRAM (Dynamic 
 Random  Access  Memory)デ
バイスを例にとり説明する。シリコン半導体基板1の表
面に、DRAM素子2(スタックセル)が形成されてい
る。DRAM素子2上には、第1の絶縁膜3が堆積され
ている。第1の絶縁膜3の上には、第1の配線4が形成
されている。第1の配線4を覆うように、保護絶縁膜5
が堆積されている。保護絶縁膜5には、ポンディングパ
ッド部6を露出させるための開口部5aが設けられてい
る。ポンディングパッド6には、外部リード23bと第
1の配線4を接続するためのボンディングワイヤ24が
接続されている。
Referring to FIG. 10, the structure of the above chip will be explained in more detail. Here, DRAM (Dynamic
This will be explained using a Random Access Memory (Random Access Memory) device as an example. A DRAM element 2 (stack cell) is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 1. A first insulating film 3 is deposited on the DRAM element 2 . A first wiring 4 is formed on the first insulating film 3. A protective insulating film 5 is formed to cover the first wiring 4.
is deposited. The protective insulating film 5 is provided with an opening 5 a for exposing the bonding pad portion 6 . A bonding wire 24 for connecting the external lead 23b and the first wiring 4 is connected to the bonding pad 6.

次に、第10図に示すDRAMデノくイスの製造方法を
、第11A図〜第11F図を参照しながら、説明する。
Next, a method for manufacturing the DRAM device shown in FIG. 10 will be described with reference to FIGS. 11A to 11F.

なお、配線構造としては、多結晶シリコン配線、高融点
金属シリサイド配線、高融点金属配線、アルミ配線など
からなる多層配線構造が一般的であるが、ここでは、話
を簡単にするために、配線構造は単層とし、第10図に
おける第1の配線4がアルミ配線である場合について説
明する。
Note that the wiring structure is generally a multilayer wiring structure consisting of polycrystalline silicon wiring, high-melting point metal silicide wiring, high-melting point metal wiring, aluminum wiring, etc., but here, for the sake of simplicity, the wiring The case where the structure is a single layer and the first wiring 4 in FIG. 10 is an aluminum wiring will be described.

第11A図を参照して、シリコン半導体基板1の表面に
、素子分離用酸化膜301、トランスファゲート電極3
02、不純物拡散層303、ワード線304、記憶ノー
ド305、キャパシタ絶縁膜306およびセルプレート
307から構成されたD RA M素子(スタックセル
)2を形成する。
Referring to FIG. 11A, an oxide film 301 for element isolation and a transfer gate electrode 3 are formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 1.
02, a DRAM element (stacked cell) 2 is formed, which includes an impurity diffusion layer 303, a word line 304, a storage node 305, a capacitor insulating film 306, and a cell plate 307.

次に、第11B図を参照して、DRAM素子2の形成さ
れたシリコン半導体基板1の上に第1の絶縁膜3を堆積
する。その後、第1の絶縁膜3中に、写真製版とエツチ
ング法を用いて、所望の部分にコンタクト孔308を形
成する。次に、ビット線として、第1の配線4であるア
ルミ配線を形成する。アルミ配線4はポンディングパッ
ド部6を含む。
Next, referring to FIG. 11B, a first insulating film 3 is deposited on the silicon semiconductor substrate 1 on which the DRAM element 2 is formed. Thereafter, a contact hole 308 is formed in a desired portion in the first insulating film 3 using photolithography and etching. Next, an aluminum wiring, which is the first wiring 4, is formed as a bit line. The aluminum wiring 4 includes a bonding pad portion 6.

第11C図を参照して、第1の配線、4を覆うように、
シリコン半導体基板1の上に、たとえば、シラン(Si
H4)と亜酸化窒素(N20)ガスを用い、300〜4
00℃の膜堆積温度で、プラズマを用いた化学気相成長
法(CVD法)により、保護絶縁膜5であるシリコン酸
化膜を堆積する。
Referring to FIG. 11C, so as to cover the first wiring 4,
For example, silane (Si
H4) and nitrous oxide (N20) gas, 300-4
A silicon oxide film, which is the protective insulating film 5, is deposited at a film deposition temperature of 00° C. by chemical vapor deposition (CVD) using plasma.

第11D図を参照して、写真製版およびエツチング法を
用いて、保護絶縁膜5中に、ワイヤボンディングを行な
うためのホンディングパッド部6を露出させるための開
口部5aを形成する。
Referring to FIG. 11D, an opening 5a for exposing a bonding pad portion 6 for wire bonding is formed in the protective insulating film 5 using photolithography and etching.

第9図および第11E図を参照して、素子の形成された
半導体基板1をダイシングにより、半導体チップ21と
して切り比す。その後、半導体チップ21を、リードフ
レーム23のダイパッド部23aに半田や導電性樹脂を
用いて接着する。次に、ボンディングパット部6とリー
ドフレームのリード部23bを、ボンディングワイヤ2
4で接続する。
Referring to FIGS. 9 and 11E, the semiconductor substrate 1 on which the elements are formed is cut into semiconductor chips 21 by dicing. Thereafter, the semiconductor chip 21 is bonded to the die pad portion 23a of the lead frame 23 using solder or conductive resin. Next, the bonding pad portion 6 and the lead portion 23b of the lead frame are connected to the bonding wire 2.
Connect with 4.

第11F図を参照して、最後に、モールド樹脂25によ
り、全体をパッケージする。
Referring to FIG. 11F, finally, the whole is packaged with mold resin 25.

[発明が解決しようとする課題] 従来のモールド樹脂封止型パッケージ半導体装置は以上
のように構成されており、以下に述べる問題点があった
[Problems to be Solved by the Invention] The conventional molded resin-sealed packaged semiconductor device is configured as described above, and has the following problems.

半導体装置の高機能化に伴い、第12図を参照して、半
導体チップ21の面積はますます大きくなる傾向にある
。このような大面積半導体チップをパッケージする場合
、図示のごとく、モールド樹脂25の収縮応力26が問
題を引き起こすようになる。すなわち、モールド樹脂2
5の収縮応力26が半導体チップ21の表面に加わるこ
とにより、第13図(東12図におけるA部拡大図)に
示すように、第1の配線4(アルミ配線)の機械的変形
(アルミ配線のスライド現象)が起こり、これに伴って
、保護絶縁膜5にクラック8が発生する。保護絶縁膜5
にこのようなりラック8が発生すると、外部からモール
ド樹脂25を通って進入してくる水分9が第1の配線4
にまで達し、該第1の配線4を腐食させる。このような
腐食部分10は、半導体装置の耐湿性等の信頼性レヘル
を低下させ、問題であった。
As semiconductor devices become more sophisticated, the area of semiconductor chip 21 tends to become larger and larger, as shown in FIG. 12. When packaging such a large-area semiconductor chip, the shrinkage stress 26 of the molding resin 25 causes a problem, as shown in the figure. That is, mold resin 2
5 is applied to the surface of the semiconductor chip 21, the first wiring 4 (aluminum wiring) is mechanically deformed (aluminum wiring) as shown in FIG. (sliding phenomenon) occurs, and along with this, cracks 8 occur in the protective insulating film 5. Protective insulating film 5
When the rack 8 is generated like this, the moisture 9 entering from the outside through the molded resin 25 is absorbed into the first wiring 4.
and corrodes the first wiring 4. Such a corroded portion 10 is a problem because it lowers the reliability level of the semiconductor device, such as moisture resistance.

このような問題点を解決する方法として、第1の配線4
の段差部の機械的強度をモールド樹脂25の収縮応力2
6に耐え得るまで大きくすることが考えられる。しかし
ながら、従来の手段を用いて堆積したシラン系シリコン
酸化膜では、第14A図に示すように、第1の配線4の
段差部31において、シリコン酸化膜30のステップカ
バレッジが悪く、解決策として用いることはできなかっ
た。
As a method to solve such problems, the first wiring 4
The mechanical strength of the stepped portion is determined by the shrinkage stress 2 of the mold resin 25.
It is conceivable to increase the size until it can withstand 6. However, with the silane-based silicon oxide film deposited using conventional means, the step coverage of the silicon oxide film 30 is poor at the stepped portion 31 of the first wiring 4, as shown in FIG. I couldn't do that.

また、有機シラン、たとえばテトラエトキシシラン(以
下、TEOSという)と酸素を用いたプラズマCVD・
シリコン酸化膜の場合でも、第14B図のように、第1
の配線4の段差部33でのシリコン酸化膜32のステッ
プカバレッジはシラン系シリコン酸化膜(第14A図)
よりは若干よいものの、十分ではない。
In addition, plasma CVD using organic silane, such as tetraethoxysilane (hereinafter referred to as TEOS) and oxygen,
Even in the case of a silicon oxide film, as shown in FIG. 14B, the first
The step coverage of the silicon oxide film 32 at the stepped portion 33 of the wiring 4 is a silane-based silicon oxide film (FIG. 14A).
Although it is slightly better, it is not good enough.

段差部のステップカバレッジから見れば、第14C図に
示す、有機シラン、たとえばTEOSとオゾンを用いた
熱CVD・シリコン酸化膜34が優れている。この膜は
、基板表面での化学気相反応(表面縮合化反応という)
が主であるため、非常に良好なステップカバレッジを有
スル。
In terms of the step coverage of the stepped portion, the thermal CVD silicon oxide film 34 using organic silane such as TEOS and ozone as shown in FIG. 14C is excellent. This film is produced by a chemical vapor phase reaction (referred to as surface condensation reaction) on the substrate surface.
Mainly because it has very good step coverage.

ここで、表面縮合化反応について簡単に説明しておく。Here, the surface condensation reaction will be briefly explained.

第1.4 D図に、横巾らによって提案されている表面
縮合化反応のモデルを示す(第12回VLSIフォーラ
ム:平坦化膜形成とCVD材料)。図を参照して、TE
OSと03が基板1の表面近くまで到達する。03の働
きにより、TEOSの重合体50ができる。TEOSの
重合体50は、基板1の表面に吸着され、さらに他のT
EOSの重合体50が結び付いて、大きな分子量の重合
体か作られる。大きな分子量の重合体は液体に似た挙動
を示し、表面張力により移動し、段差部に溜まりやすく
なる。結果として、ステップカバレッジ性のよい膜34
が得られるのである。
Figure 1.4 D shows a model of the surface condensation reaction proposed by Yokotoba et al. (12th VLSI Forum: Planarization film formation and CVD materials). Referring to the figure, T.E.
OS and 03 reach near the surface of substrate 1. By the action of 03, a TEOS polymer 50 is formed. The TEOS polymer 50 is adsorbed on the surface of the substrate 1, and further
The EOS polymers 50 are combined to create a large molecular weight polymer. Large molecular weight polymers behave like liquids, move due to surface tension, and tend to accumulate at stepped areas. As a result, the film 34 has good step coverage.
is obtained.

表面縮合化反応により得たシリコン酸化膜は良好なステ
ップカバレッジ性を示すが1、第14C図に示すように
、膜厚が厚くなると膜自身の収縮応力により、クラック
35が発生しやすいという問題点があり、この用途には
使えなかった。
The silicon oxide film obtained by surface condensation reaction shows good step coverage, but as shown in Fig. 14C, the problem is that cracks 35 are likely to occur as the film becomes thicker due to the shrinkage stress of the film itself. , so it could not be used for this purpose.

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、モールド樹脂の収縮応力に耐え得るように
改良された保護絶縁膜を有する、半導体装置およびその
製造方法を提供することにある。
The present invention was made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which have a protective insulating film that is improved to withstand the shrinkage stress of a mold resin. be.

「課題を解決するための手段] 上記目的を達成するために、この発明に従う半導体装置
は、素子が水分、応力等の外部環境により変化を起こさ
ないようにするために素子表面部に保護絶縁膜が被覆さ
れてなるものである。当該半導体装置は、上記素子が形
成された半導体基板と、当該半導体装置の最上層部に設
けられた配線パターンと、上記配線パターンを被覆する
ように上記半導体基板の上に堆積された保護絶縁膜と、
を備えている。保護絶縁膜は、膜中にSiOH結合をほ
とんど含゛まない第1のシリコン酸化膜層と、膜中に上
記第1のシリコン酸化膜層よりもSiOH結合をより多
く含む第2のシリコン酸化膜層と、を含む。上記第1の
シリコン酸化膜層と上記第2のシリコン酸化膜層とは交
互に積層されている。
"Means for Solving the Problems" In order to achieve the above object, the semiconductor device according to the present invention includes a protective insulating film on the surface of the element in order to prevent the element from being changed by external environments such as moisture and stress. The semiconductor device includes a semiconductor substrate on which the element is formed, a wiring pattern provided in the uppermost layer of the semiconductor device, and the semiconductor substrate covering the wiring pattern. a protective insulating film deposited on the
It is equipped with The protective insulating film includes a first silicon oxide film layer containing almost no SiOH bonds in the film, and a second silicon oxide film containing more SiOH bonds in the film than the first silicon oxide film layer. and a layer. The first silicon oxide film layer and the second silicon oxide film layer are alternately stacked.

この発明で用いられる第1のシリコン酸化膜は、有機シ
ランと酸素または亜酸化窒素を主成分とするガスを用い
、プラズマを利用した化学気相成長法で堆積されるのが
好ましい。第2のシリコン酸化膜は、上記のガスにオゾ
ンを添加し、プラズマを利用した化学気相成長法で堆積
されるのが好ましい。
The first silicon oxide film used in the present invention is preferably deposited by chemical vapor deposition using plasma using a gas containing organic silane and oxygen or nitrous oxide as main components. The second silicon oxide film is preferably deposited by chemical vapor deposition using plasma by adding ozone to the above gas.

この発明の他の局面に従う方法は、素子が水分、応力等
の外部環境により変化を起こさないようにするために素
子表面部に保護絶縁膜が被覆されてなる半導体装置の製
造方法にかかるものである。
A method according to another aspect of the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which the surface of the element is coated with a protective insulating film to prevent the element from being changed by external environments such as moisture and stress. be.

まず、半導体基板に素子が形成される。半導体基板の上
に最上層部の配線パターンが形成される。
First, elements are formed on a semiconductor substrate. A wiring pattern for the uppermost layer is formed on the semiconductor substrate.

配線パターンを含む上記半導体基板の上に、有機シラン
と酸素または亜酸化窒素を含む混合ガスを用いて、プラ
ズマ化学気相成長法により、第1のシリコン酸化膜が堆
積される。第1のシリコン酸化膜の上に、上記混合ガス
にオゾンガスを添加してなるガスを用いて、プラズマ化
学気相成長法により、第2のシリコン酸化膜が堆積され
る。
A first silicon oxide film is deposited on the semiconductor substrate including the wiring pattern by plasma chemical vapor deposition using a mixed gas containing organic silane and oxygen or nitrous oxide. A second silicon oxide film is deposited on the first silicon oxide film by plasma chemical vapor deposition using a gas obtained by adding ozone gas to the above-mentioned mixed gas.

[作用] この発明にかかる半導体装置によれば、保護絶縁膜は、
膜中にSiOH結合をほとんど含まない第1のシリコン
酸化膜層と、膜中に上記第1のシリコン酸化膜層よりも
SiOH結合をより多く含む第2のシリコン酸化膜層と
、を含んでいる。第1のシリコン酸化膜層は、SiOH
結合をほとんど含まないため、膜質(絶縁性、熱的安定
性)が良好である。一方、第2のシリコン酸化膜層は、
上述の表面縮合化反応により得られるものであり、膜中
に上記第1のシリコン酸化膜層よりもSiOH結合をよ
り多く含むが、ステップカバレッジ性に優れる。これら
の性質を有する第1のシリコン酸化膜層と第2のシリコ
ン酸化膜層を交互に積層することによって、保護絶縁膜
を形成しているので、両方の膜の長所を生かすことかで
き、当該保護絶縁膜は耐クラツク性に優れ、しかもステ
ップカバレッジ性や平坦性か良好となる。
[Function] According to the semiconductor device according to the present invention, the protective insulating film is
A first silicon oxide film layer containing almost no SiOH bonds in the film, and a second silicon oxide film layer containing more SiOH bonds in the film than the first silicon oxide film layer. . The first silicon oxide film layer is SiOH
Since it contains almost no bonds, it has good film quality (insulating properties, thermal stability). On the other hand, the second silicon oxide film layer is
It is obtained by the above-mentioned surface condensation reaction, and contains more SiOH bonds in the film than the first silicon oxide film layer, but has excellent step coverage. Since the protective insulating film is formed by alternately stacking the first silicon oxide film layer and the second silicon oxide film layer having these properties, it is possible to take advantage of the advantages of both films. The protective insulating film has excellent crack resistance and also has good step coverage and flatness.

この発明の他の局面に従う半導体装置の製造方法によれ
ば、配線パターンを含む半導体基板の上に有機シランと
酸素または亜酸化窒素を含む混合ガスを用いて、プラズ
マ化学気相成長法により、第1のシリコン酸化膜を堆積
する工程と、上記第1のシリコン酸化膜の上に、上記混
合ガスにオゾンガスを添加してなるガスを用いて、プラ
ズマ化学気相成長法により、簗2のシリコン酸化膜を堆
積する工程とを備えている。有機シランと酸素または亜
酸化窒素を含む混合ガスを用いるプラズマ化学気相成長
法は、膜中にSiOH結合をほとんど含まない、膜質の
良好な第1のシリコン酸化膜を与える。一方、上記混合
ガスにオゾンガスを添加してなるガスを用いるプラズマ
化学気相成長法は、表面縮合反応が主であるため、ステ
ップカバレッジ性に優れる第2のシリコン酸化膜を与え
る。
According to a method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect of the present invention, a semiconductor device including a wiring pattern is deposited on a semiconductor substrate including a wiring pattern by plasma chemical vapor deposition using a mixed gas containing organic silane and oxygen or nitrous oxide. 1, and silicon oxide of the gauze 2 is deposited on the first silicon oxide film by plasma chemical vapor deposition using a gas obtained by adding ozone gas to the mixed gas. and a step of depositing a film. Plasma chemical vapor deposition using a mixed gas containing organic silane and oxygen or nitrous oxide provides a first silicon oxide film with good film quality that contains almost no SiOH bonds in the film. On the other hand, the plasma chemical vapor deposition method using a gas obtained by adding ozone gas to the above-mentioned mixed gas mainly involves a surface condensation reaction, and therefore provides a second silicon oxide film with excellent step coverage.

このような特徴を有する第1のシリコン酸化膜と第2の
シリコン酸化膜とから保護絶縁膜を形成するので、両方
の膜の長所を生かすことができ、耐クラツク性に優れ、
かつステップカバレッジ性や平坦性の良好な保護絶縁膜
となる。
Since the protective insulating film is formed from the first silicon oxide film and the second silicon oxide film, which have these characteristics, it is possible to take advantage of the advantages of both films, and it has excellent crack resistance.
Moreover, it becomes a protective insulating film with good step coverage and flatness.

[実施例] 以下、この発明の一実施例を図について説明する。[Example] An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、この発明の一実施例にかかる半導体装置の断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

シリコン半導体基板1の表面に、DRAM素子(スタッ
クセル)2が形成されている。DRAM素子2を覆うよ
うに第1の絶縁膜3が形成されている。第1の絶縁膜3
の上には、第1の配線4のパターンが形成されている。
A DRAM element (stack cell) 2 is formed on the surface of a silicon semiconductor substrate 1. A first insulating film 3 is formed to cover the DRAM element 2. First insulating film 3
A pattern of the first wiring 4 is formed on the .

第1の配線4のパターンは、ボンディングバット部6を
含む。第1の配線4のパターンを覆うように、保護絶縁
膜5が形成されている。保護絶縁膜5には、ポンディン
グパッド部6を露出させるための開口部5aが設けられ
ている。保護絶縁膜5は、第1の配線4のパターンを覆
うように設けられた、第1層目のTEOS+09(N2
0)系プラズマCV D・シリコン酸化膜101を含む
。TEO8+02 (N20)系プラズマCVD・シリ
コン酸化膜とは、テトラエトキシシランと酸素または亜
酸化窒素を用いて、プラズマCVD法により形成したシ
リコン酸化膜である。このシリコン酸化膜は膜中にSi
OH結合をほとんど含まないので、膜質(絶縁性、熱安
定性)は良好である。しかし、この膜は気相中での膜形
成過程が主であるので、ステップカバレッジ性が良くな
い。厚い膜を堆積すると、オーバーハング形状となる。
The pattern of the first wiring 4 includes a bonding butt portion 6 . A protective insulating film 5 is formed to cover the pattern of the first wiring 4. The protective insulating film 5 is provided with an opening 5 a for exposing the bonding pad portion 6 . The protective insulating film 5 is a first layer of TEOS+09 (N2
0) system plasma CVD/silicon oxide film 101 is included. The TEO8+02 (N20) based plasma CVD silicon oxide film is a silicon oxide film formed by plasma CVD using tetraethoxysilane and oxygen or nitrous oxide. This silicon oxide film contains Si in the film.
Since it contains almost no OH bonds, the film quality (insulating properties, thermal stability) is good. However, since this film is formed mainly in the gas phase, step coverage is not good. Depositing a thick film results in an overhang shape.

それゆえに、このシリコン酸化膜の厚みは、500−2
000Aの範囲にあるのが好ましい。
Therefore, the thickness of this silicon oxide film is 500-2
Preferably, it is in the range of 000A.

第1層目のTEO5+02 (N20)系プラズマCV
D・シリコン酸化膜101を覆うように、第2層目のT
 E OS 十02  (N 20)+03系プラズマ
CVD・シリコン酸化膜102が形成されている。T 
E OS + 02  (N 20 ) + 03系プ
ラズマCVD・シリコン酸化膜とは、テトラエトキ゛ジ
シランと酸素または亜酸化窒素を含むガスにオゾンを加
えて、プラズマCVD法によって形成したシリコン酸化
膜である。このシリコン酸化膜は、半導体基板の表面で
の表面縮合化反応が膜形成過程の主流であるため、ステ
ップカバレッジは非常に良好である。しかし、膜中に、
Si −OH結合を含むため、膜質(絶縁性、熱的安定
性)がよくない。
First layer TEO5+02 (N20) plasma CV
D. The second layer of T is applied so as to cover the silicon oxide film 101.
EOS 102 (N20)+03 based plasma CVD silicon oxide film 102 is formed. T
E OS + 02 (N 20 ) + 03 type plasma CVD silicon oxide film is a silicon oxide film formed by plasma CVD method by adding ozone to a gas containing tetraethoxydisilane and oxygen or nitrous oxide. . This silicon oxide film has very good step coverage because the surface condensation reaction on the surface of the semiconductor substrate is the mainstream of the film formation process. However, in the membrane,
Since it contains Si-OH bonds, its film quality (insulating properties, thermal stability) is poor.

第2層目のシリコン酸化膜102を覆うように、第3層
目のTEOS+02  (N20)系プラズマCVD・
シリコン酸化膜103が形成されている。
A third layer of TEOS+02 (N20) based plasma CVD film was formed so as to cover the second layer of silicon oxide film 102.
A silicon oxide film 103 is formed.

第3層目のシリコン酸化膜103の上に第4層目の’r
Eos+o2  (N20)+03系フラズ7CVD・
シリコン酸化膜104が形成されている。
A fourth layer 'r is formed on the third layer silicon oxide film 103.
Eos+o2 (N20)+03 series Fraz 7CVD・
A silicon oxide film 104 is formed.

第4層目のシリコン酸化膜104の上に、第5層目(D
 T E OS + 02  (N 20 )系プラグ
vCVD・シリコン酸化膜105が形成されている。第
5層目のシリコン酸化膜105の上に、第6層目のT 
E OS +02  (N 20 ) +03系プラズ
7CVD・シリコン酸化膜106が形成されている。第
6層目のシリコン酸化膜106の上に、第7層目(7)
TEO3+02  (N20)系プラズマCvD・シリ
コン酸化膜107が形成されている。ポンディングパッ
ド部6には、リードフレームのリード部を接続するため
のボンディングワイヤ24が接続されている。半導体装
置全体は、モールド樹脂封止材25によってモールドパ
ッケージされている。
A fifth layer (D
A T EOS + 02 (N 20 ) type plug vCVD/silicon oxide film 105 is formed. On the fifth layer of silicon oxide film 105, the sixth layer of T
E OS +02 (N 20 ) +03 type plasma 7CVD silicon oxide film 106 is formed. A seventh layer (7) is formed on the sixth layer of silicon oxide film 106.
A TEO3+02 (N20) based plasma CvD/silicon oxide film 107 is formed. A bonding wire 24 for connecting the lead portion of the lead frame is connected to the bonding pad portion 6. The entire semiconductor device is mold packaged with a mold resin encapsulant 25.

このように構成される保護絶縁膜5は、TE01 + 
02  (N20)系プラズマCVD・シリコン酸化膜
の持つ良好な膜質性と、TEOS+09(N20)+0
3系プラズマCVD・シリコン酸化膜の持つ良好なステ
ップカバレッジ性とを併せ持つ。したがって、この保護
絶縁膜5は耐クラツク性に優れ、しかも、ステップカバ
レッジ性や平坦性も良好となる。そのため、モールド樹
脂25の収縮応力によって、保護絶縁膜5にクラックが
発生したりすることはない。その結果、信頼性レヘルの
高い半導体装置が得られる。
The protective insulating film 5 configured in this way has TE01 +
02 (N20) based plasma CVD/silicon oxide film with good film quality and TEOS+09(N20)+0
It also has the good step coverage properties of a 3-system plasma CVD/silicon oxide film. Therefore, this protective insulating film 5 has excellent crack resistance, and also has good step coverage and flatness. Therefore, cracks do not occur in the protective insulating film 5 due to shrinkage stress of the mold resin 25. As a result, a semiconductor device with high reliability can be obtained.

次に、第1図に示す半導体装置の製造方法を、第2A図
〜第2G図を参照しながら説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2A to 2G.

第2A図を参照して、シリコン半導体基板1の表面に、
素子分離用酸化膜301、トランスファゲート電極30
2、不純物拡散層303、ワード線304、記憶ノード
305、キャパシタ絶縁膜306、セルプレート307
から構成されるDRAM素子(スタックセル)2を形成
する。
Referring to FIG. 2A, on the surface of silicon semiconductor substrate 1,
Element isolation oxide film 301, transfer gate electrode 30
2. Impurity diffusion layer 303, word line 304, storage node 305, capacitor insulating film 306, cell plate 307
A DRAM element (stack cell) 2 is formed.

第2B図を参照して、DRAM素子2を含むシリコン半
導体基板1の表面全面に、第1の絶縁膜3を堆積する。
Referring to FIG. 2B, a first insulating film 3 is deposited over the entire surface of silicon semiconductor substrate 1 including DRAM element 2. Referring to FIG.

続いて、写真製版およびエツチング法を用いて、第1の
絶縁膜3の所望の部分にコンタクト孔308を開孔する
。次に、ビット線として、アルミ配線である第1の配線
4を形成する。
Subsequently, a contact hole 308 is formed in a desired portion of the first insulating film 3 using photolithography and etching. Next, a first wiring 4, which is an aluminum wiring, is formed as a bit line.

第1の配線4は、ポンディングパッド部6を含む。The first wiring 4 includes a bonding pad portion 6 .

第2C図を参照して、第1の配線4上に、TE01と0
2 (またはN20)を用い、300〜450℃の膜堆
積温度でプラズマCVDにより、第1層目の、TEO3
+02  (N20)系プラズマCVD酸化膜101を
堆積する。この膜は、耐クラツク性に優れているが、ス
テップカバレッジは十分ではないので、あまり、膜厚を
大きくしすぎると、第3B図に示すように、第1の配線
4の段差部204でオーバハング形状を生じてしまうの
で、第1の配線4の段差ff1(204での膜203の
ステップカバレッジが悪くなる。そこで、第3A図のよ
うに、膜厚t、は500〜2000人程度と薄くして、
第1の配線4の段差部204でオーバハング形状が起こ
らないようにする必要がある。
Referring to FIG. 2C, TE01 and 0 are placed on the first wiring 4.
2 (or N20) at a film deposition temperature of 300 to 450°C by plasma CVD to form the first layer of TEO3.
A +02 (N20) based plasma CVD oxide film 101 is deposited. Although this film has excellent crack resistance, the step coverage is not sufficient, so if the film thickness is made too thick, overhang will occur at the stepped portion 204 of the first wiring 4, as shown in FIG. 3B. As a result, the step coverage of the film 203 at the step ff1 (204) of the first wiring 4 is deteriorated.Therefore, as shown in FIG. hand,
It is necessary to prevent an overhang shape from occurring at the stepped portion 204 of the first wiring 4.

第2D図を参照して、上記のガスに加えて、オゾン(0
3)を流し、300〜450℃の膜堆積温度でプラズマ
CVD法により、第2層目の、TEO8+0゜(N20
)+03系プラズ7CVDシリコン酸化膜102を堆積
する。この膜は、膜自身の収縮応力が大きいので、第3
D図に示すように、厚い膜207を堆積すると、クラッ
ク208が発生しやすい。そのため、サブミクロンレベ
ルの配線間隔の場合、第3C図を参照して、膜厚は平坦
部の膜厚t2で500〜2000人程度とする必要があ
る。この膜は、前述のようにステップカバレッジが良好
であるため、このような比較的薄い膜を堆積した場合で
あっても、各ステップにおいて、第1の配線の段差部の
平坦化を進めることができる。
Referring to Figure 2D, in addition to the above gases, ozone (0
3), and the second layer TEO8+0° (N20
) +03 series plasma 7CVD silicon oxide film 102 is deposited. This film has a large shrinkage stress, so the third
As shown in Figure D, when a thick film 207 is deposited, cracks 208 are likely to occur. Therefore, in the case of submicron-level wiring spacing, the film thickness needs to be approximately 500 to 2,000 layers at the film thickness t2 of the flat portion, as shown in FIG. 3C. As described above, this film has good step coverage, so even if such a relatively thin film is deposited, the step portion of the first wiring can be flattened in each step. can.

第2EE’)参照シテ、TE01と02 (N20)を
用い、プラズマCVD法により、第3層目の、TEO3
+02 (N20)系プラズマCVD酸化膜103を堆
積する。この膜の膜厚は、500〜2000人程度とす
る。
2nd EE') Using reference materials TE01 and 02 (N20), the third layer TEO3 was
A +02 (N20) based plasma CVD oxide film 103 is deposited. The thickness of this film is approximately 500 to 2000 people.

第2F図を参照して、同様の方法により、第4層目の、
TEO8+09(N20)+03系プラズマCVDシリ
コン酸化膜104を堆積する。この膜の膜厚は、平坦部
で、500〜2000人程度とする。
With reference to FIG. 2F, the fourth layer is
A TEO8+09 (N20)+03 based plasma CVD silicon oxide film 104 is deposited. The thickness of this film is approximately 500 to 2000 people in the flat area.

以下繰返して、第5層目の、TEO3+02(N20)
系プラズマCVDシリコン酸化膜105、第6層目の、
TEOS+02  (N20)+03系プラズマCVD
シリコン酸化膜106、第7層目のTEOS+Q。(N
20)系プラズマCVDシリコン酸化膜107を堆積す
ることにより、保護絶縁膜5を形成する。
Repeat the following, 5th layer, TEO3+02 (N20)
system plasma CVD silicon oxide film 105, sixth layer,
TEOS+02 (N20)+03 series plasma CVD
Silicon oxide film 106, seventh layer TEOS+Q. (N
20) A protective insulating film 5 is formed by depositing a silicon oxide film 107 using plasma CVD.

次に、写真製版やエツチング法を用いて、保護絶縁膜5
中に、ポンディングパッド部6を露出させるための開口
部5aを形成する。
Next, the protective insulating film 5 is etched using photolithography or etching.
An opening 5a for exposing the bonding pad portion 6 is formed therein.

第2F図および第9図を参照して、素子の形成された半
導体基板1をダイシングにより半導体チップ21として
切出した後、リードフレーム23のダイパッド部23a
に半田や、導電性の接着剤を用いて接着する。
Referring to FIG. 2F and FIG. 9, after cutting out the semiconductor substrate 1 on which the elements are formed as the semiconductor chip 21 by dicing, the die pad portion 23a of the lead frame 23 is cut out.
Use solder or conductive adhesive to bond.

次に、第2G図を参照して、ボンデイングパ、ソド6と
リードフレームのリード部23bをボンディングワイヤ
24で接続する。最後に、モールド樹脂25により全体
をパッケージする。
Next, referring to FIG. 2G, the bonding pad 6 and the lead portion 23b of the lead frame are connected with the bonding wire 24. Finally, the whole is packaged with mold resin 25.

第4図は、保護絶縁膜5を堆積させるための、化学気相
成長装置の概念図である。化学気相成長装置は反応室チ
ャンバ401を備えている。反応室チャンバ401はガ
ス分散ヘッド402を備えている。反応室チャンバ40
1内には、半導体基板403を載せるための基板ホルダ
ー404が設けられている。基板ホルダー404内には
、半導体基板403を所望の温度に加熱するためのヒー
タ405が設けられている。ガス分散ヘッド402には
、バルブ406aを含むTEOSガス供給ライン406
が接続されている。ガス分散ヘッド402にはまた、バ
ルブ407bを含む02  (またはN2o)ガス供給
ライン407か接続されている。ガス分散ヘッド402
にはまた、バルブ409aを含む03ガス供給ライン4
09が接続されている。反応室チャンバ401は、真空
排気系410に接続されている。ガス分散ヘッド402
と基板ホルダー404には、高周波電源411が接続さ
れている。高周波電源411のON/’OFFは、高周
波電力ON/’OFFスイッチ412によって行なわれ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram of a chemical vapor deposition apparatus for depositing the protective insulating film 5. As shown in FIG. The chemical vapor deposition apparatus includes a reaction chamber 401. The reaction chamber 401 is equipped with a gas distribution head 402 . Reaction chamber 40
A substrate holder 404 on which a semiconductor substrate 403 is placed is provided inside the substrate 1 . A heater 405 is provided within the substrate holder 404 to heat the semiconductor substrate 403 to a desired temperature. Gas distribution head 402 includes a TEOS gas supply line 406 including valve 406a.
is connected. Also connected to the gas distribution head 402 is an 02 (or N2o) gas supply line 407 that includes a valve 407b. Gas distribution head 402
Also includes a 03 gas supply line 4 including valve 409a.
09 is connected. The reaction chamber 401 is connected to a vacuum evacuation system 410. Gas distribution head 402
A high frequency power source 411 is connected to the substrate holder 404 and the substrate holder 404 . The high frequency power source 411 is turned on/off by a high frequency power ON/OFF switch 412 .

次に、上述の化学気相成長装置を用いて、保護絶縁膜の
堆積を行なう手順を説明する。
Next, a procedure for depositing a protective insulating film using the above chemical vapor deposition apparatus will be described.

まず、半導体基板403を基板ホルダー404の上に置
き、ヒータ405により、所望の温度、たとえば300
〜400℃まで加熱する。
First, a semiconductor substrate 403 is placed on a substrate holder 404, and heated to a desired temperature, for example, 300℃ using a heater 405.
Heat to ~400°C.

次に、真空排気系410を用い、反応室チャンバ401
内を所望の真空度、たとえば、1O−4Torr程度ま
で排気する。
Next, using the vacuum evacuation system 410, the reaction chamber 401 is
The interior is evacuated to a desired degree of vacuum, for example, about 10-4 Torr.

次に、TEO8+02 (N20)系プラズマCVDシ
リコン酸化膜を堆積する場合には、TE○Sガス供給ラ
イン406のバルブ406aと、O2 (N20)ガス
供給ライン407のバルブ407aを開き、所定流量の
ガスを反応室チャンバ401内に流しなから、10〜1
00Torr程度の圧力にする。高周波電力0N10F
Fスイツチ412をONにして、高周波電源411より
高周波電力を供給しプラズマ反応を利用して、半導体基
板403の上に膜を堆積する。
Next, when depositing a TEO8+02 (N20) based plasma CVD silicon oxide film, the valve 406a of the TE○S gas supply line 406 and the valve 407a of the O2 (N20) gas supply line 407 are opened, and a predetermined flow rate of gas is opened. 10 to 1 without flowing into the reaction chamber 401.
The pressure is set to about 00 Torr. High frequency power 0N10F
The F switch 412 is turned on, high frequency power is supplied from the high frequency power source 411, and a film is deposited on the semiconductor substrate 403 using plasma reaction.

続ケチ、TEO8+0゜(N2o)+03系プラズマC
VDシリコン酸化膜を堆積する場合には、03ガス供給
ライン409のバルブ409aを開き、上記のガスに加
えて03ガスを流す。たとえば、反応室チャンバ401
内を10〜100T。
Continued stinginess, TEO8+0°(N2o)+03 series plasma C
When depositing a VD silicon oxide film, the valve 409a of the 03 gas supply line 409 is opened to flow the 03 gas in addition to the above gases. For example, reaction chamber 401
10-100T inside.

rr程度の圧力下に保持し、10000〜50000 
p pmの03を含む02ガスを流す。
Hold under pressure of about rr, 10,000 to 50,000
Flow 02 gas containing 03 ppm.

以下、上述の操作を繰返す。つまり、プラズマを利用し
た化学気相成長法で、TE01と酸素あるいは亜酸化窒
素を主成分とするガスと、これらにオゾンを加えたガス
を交互に流すことにより、同一の反応室内で連続的に、
TEO8+02  (N20)系プラズマCVDシリコ
ン酸化膜と、TEOS+09(N20)+03系プラズ
マCVDシリコン酸化膜とを交互に繰返して堆積するこ
とができる。
Thereafter, the above-mentioned operation is repeated. In other words, by using a chemical vapor deposition method using plasma, TE01, a gas containing oxygen or nitrous oxide as the main components, and a gas containing ozone are continuously flowed in the same reaction chamber. ,
A TEO8+02 (N20) plasma CVD silicon oxide film and a TEOS+09 (N20)+03 plasma CVD silicon oxide film can be alternately deposited.

なお上記実施例では、第1図を参照して、第1層目のシ
リコン酸化膜101および第7層目のシリコン酸化膜1
07がともに、TEO8+0゜(N20)系プラズマC
VDシリコン酸化膜である場合を例示したが、本発明は
これに限られるものでない。すなわち、500〜200
0人程度の比較的薄い両者の膜を交互に堆積すればよい
。したがって、第1層目のシリコン酸化膜および第7層
目のシリコン酸化膜のいずれか、あるいは両方が、T 
E OS + 02  (N20) + 03系プラス
マCVDシリコン酸化膜であってもよい。
In the above embodiment, referring to FIG. 1, the first layer silicon oxide film 101 and the seventh layer silicon oxide film 1
Both 07 and TEO8+0° (N20) system plasma C
Although the case where the film is a VD silicon oxide film has been exemplified, the present invention is not limited to this. i.e. 500-200
It is sufficient to alternately deposit relatively thin films of about 0. Therefore, either or both of the first silicon oxide film and the seventh silicon oxide film is T
An E OS + 02 (N20) + 03 series plasma CVD silicon oxide film may be used.

また、上記実施例では、TEO8+02 (N20)系
プラズマCVDシリコン酸化膜と、TEO3+02  
(N20)+o3系プラズマCvDシリコン酸化膜とを
交互に繰返して堆積する方法で、保護絶縁膜のすべてを
形成する場合を述べた。しかしながら、この発明はこれ
に限られるものでなく、さらに耐湿性を向上させる目的
で、第5図に示すように、上述の方法で堆積した保護絶
縁膜5の上に、水分に対するバリア効果が優れているこ
とか知られているプラズマCVD法によるシリコン窒化
膜108を形成してもよい。
In addition, in the above embodiment, TEO8+02 (N20) based plasma CVD silicon oxide film and TEO3+02
The case where all of the protective insulating films are formed by a method of alternately depositing (N20)+O3 based plasma CvD silicon oxide films has been described. However, the present invention is not limited thereto, and in order to further improve the moisture resistance, as shown in FIG. The silicon nitride film 108 may be formed by a plasma CVD method, which is known in the art.

また、半導体チップ21の表面に加わるモールド樹脂2
5の収縮応力を低減する目的で、第6図に示すように、
シリコン窒化膜108の上に、ポリイミド樹脂やシリコ
ン・ラダー・ポリマ樹脂等からなるバッファコート膜1
09を組合せてもよい。
In addition, the mold resin 2 added to the surface of the semiconductor chip 21
In order to reduce the shrinkage stress of No. 5, as shown in Fig. 6,
On the silicon nitride film 108, a buffer coat film 1 made of polyimide resin, silicon ladder polymer resin, etc.
09 may be combined.

さらに、上記実施例では、有機シランの例として、TE
01を用いた場合を例示したが、他の有機シラン、たと
えば、テトラメトキシシラン、テトライソプロポキシシ
ラン、ジターシャリ−ブトキシアセトキンシランなどを
用いても、同様の効果を奏する。
Furthermore, in the above example, TE is used as an example of organic silane.
Although the case where 01 is used has been exemplified, similar effects can be obtained by using other organic silanes such as tetramethoxysilane, tetraisopropoxysilane, ditertiary-butoxyacetoquine silane, etc.

また、上記実施例では有機シランと酸素(亜酸化窒素)
、あるいは、これらのガスとオゾンのみを用いて、膜堆
積を行なう場合について述べたが、これらのガスを主成
分にして、膜の耐クラツク性をさらに向上させる目的で
、リン酸トリメチルエステルやボロンエチラート等のガ
スを添加して、リンやボロン等の不純物をシリコン酸化
膜中にドーピングしてもよい。ドーピング量はリンの場
合3〜10重量%、ボロンの場合2〜10重量%が好ま
しい。
In addition, in the above example, organic silane and oxygen (nitrous oxide)
Alternatively, we have described the case of film deposition using only these gases and ozone, but in order to further improve the crack resistance of the film using these gases as the main components, trimethyl phosphate or boron may be added. An impurity such as phosphorus or boron may be doped into the silicon oxide film by adding a gas such as ethylate. The doping amount is preferably 3 to 10% by weight in the case of phosphorus and 2 to 10% by weight in the case of boron.

また、上記実施例では、配線構造が単層で、かつ、第1
の配線がアルミ配線の場合について述べたが、第1の配
線は高融点金属(W、 Mo、  T i等)等の他の
金属配線、高融点金属シリサイド(WS i2 、 M
o S i2 、  T i S i2等)配線、ある
いは、多結晶シリコン配線であっても同様の効果を奏す
る。また、これらの配線構造は多層構造であってもよい
Further, in the above embodiment, the wiring structure is a single layer, and the first
The first wiring is made of aluminum wiring, but the first wiring is made of other metal wiring such as high melting point metal (W, Mo, Ti, etc.), high melting point metal silicide (WS i2, M
The same effect can be obtained even if the wiring is made of a polycrystalline silicon wiring or a polycrystalline silicon wiring. Further, these wiring structures may have a multilayer structure.

また、上記実施例では、TEO8+09(N20)+0
3系プラズマCVDシリコン酸化膜を堆積する手段とし
て、TEO5+O□ (N20)系プラズマC’lDシ
リコン酸化膜の成膜条件をほとんど変えずに、流すガス
のみを変える方法について述べた。しかしながら、TE
O5+09(N20)+03系プラズマCVDシリコン
酸化膜の膜質やステップカバレッジをさらに向上させる
目的で、TEO5+02  (N20)系プラズマCV
Dシリコン酸化膜の成膜条件を意識的に変えてもよい。
In addition, in the above embodiment, TEO8+09(N20)+0
As a means for depositing a 3-system plasma CVD silicon oxide film, a method has been described in which only the flowing gas is changed without changing the film forming conditions for a TEO5+O□ (N20)-based plasma C'ID silicon oxide film. However, T.E.
O5+09 (N20)+03 type plasma CVD In order to further improve the film quality and step coverage of the silicon oxide film, TEO5+02 (N20) type plasma CVD
D The conditions for forming the silicon oxide film may be intentionally changed.

たとえば、第7図に示すように、「上記のガスに加えて
オゾンガス」を流すのに同期させて、高周波電力を低く
して、rTEO5+o□ (N20)+03系プラズマ
CVDシリコン酸化膜」を堆積すれば、気相中で発生す
る反応性ラジカルの量が減り、気相中での反応が抑制さ
れ、かつ、TE01とオゾンによる基板表面での表面縮
合化反応による膜堆積の割合が相対的に増すので、さら
にステップカバレッジの優れた、TEO8+0゜(N2
0)+03系プラズマCVDシリコン酸化膜を得ること
ができる。
For example, as shown in Fig. 7, an rTEO5 + o For example, the amount of reactive radicals generated in the gas phase is reduced, reactions in the gas phase are suppressed, and the rate of film deposition due to surface condensation reaction on the substrate surface due to TE01 and ozone is relatively increased. Therefore, TEO8+0° (N2
0) +03 type plasma CVD silicon oxide film can be obtained.

また、上記実施例では、半導体基板表面にDRAM素子
が形成された半導体装置に適用した場合を述べたが、他
の保護絶縁膜を有する半導体装置に適用しても、同様の
効果を奏する。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to a semiconductor device in which a DRAM element is formed on the surface of a semiconductor substrate is described, but the same effect can be obtained even if the present invention is applied to a semiconductor device having other protective insulating films.

第8図は、半導体基板表面にSRAM素子か形成された
半導体装置の断面図である。第8図を参照して、シリコ
ン半導体基板1の表面にSRAM素子310が形成され
ている。SRAM素子310は、素子分離酸化膜313
で分離された活性領域に形成されたP型ウェル領域31
1とN型ウェル領域312とを含む。P型ウェル領域3
11の主表面にはN型不純物拡散層315が形成されて
いる。N型ウェル領域312の主表面にはP型不純物拡
散層316が形成されている。P型ウェル領域311お
よびN型ウェル領域312の上方には、ゲート電極31
4か形成されている。SRAM素子は、P型ウェル領域
311およびN型ウェル領域312の上方に設けられた
多結晶シリコン配線317を含む。SRAM素子310
を覆うように第1の絶縁膜3が形成されている。第1の
絶縁膜3の上には第1の配線4が形成されている。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device in which an SRAM element is formed on the surface of a semiconductor substrate. Referring to FIG. 8, an SRAM element 310 is formed on the surface of silicon semiconductor substrate 1. As shown in FIG. The SRAM element 310 has an element isolation oxide film 313
P-type well region 31 formed in the active region separated by
1 and an N-type well region 312. P-type well region 3
An N-type impurity diffusion layer 315 is formed on the main surface of 11 . A P-type impurity diffusion layer 316 is formed on the main surface of the N-type well region 312. A gate electrode 31 is provided above the P-type well region 311 and the N-type well region 312.
4 is formed. The SRAM element includes a polycrystalline silicon wiring 317 provided above a P-type well region 311 and an N-type well region 312. SRAM element 310
A first insulating film 3 is formed to cover. A first wiring 4 is formed on the first insulating film 3 .

第1の配線4はポンディングパッド部6を含む。The first wiring 4 includes a bonding pad portion 6 .

第1の配線4を覆うように保護絶縁膜5が形成されてい
る。保護絶縁膜5は、第1の配線4を覆うように設けら
れた、第1層目のTEO8+02(N20)系プラズマ
CVDシリコン酸化膜101を含む。第1層目のシリコ
ン酸化膜101の上ニハ、第2層目の、TEO3+02
  (N20) +03系プラズマCVD・シリコン酸
化膜102が形成されている。第2層目のシリコン酸化
膜102の上ニハ、第3層目(7)TEOS+02  
(N20)系プラズマCVD・シリコン酸化膜103が
形成されている。第3層目のシリコン酸化膜103の上
ニハ、第4層目ノ、TEO3+02  (N20)+0
3系プラズマCVD・シリコン酸化膜104が形成され
ている。第4層目のシリコン酸化膜104の上には、第
5層目のT E OS + 02  (N20)系プラ
ズマCVD・シリコン酸化膜105が形成されている。
A protective insulating film 5 is formed to cover the first wiring 4. The protective insulating film 5 includes a first-layer TEO8+02 (N20)-based plasma CVD silicon oxide film 101 provided so as to cover the first wiring 4 . On top of the first layer silicon oxide film 101, second layer TEO3+02
(N20) A +03 plasma CVD silicon oxide film 102 is formed. Above the second layer of silicon oxide film 102, third layer (7) TEOS+02
A (N20) based plasma CVD silicon oxide film 103 is formed. On the third layer of silicon oxide film 103, on the fourth layer, TEO3+02 (N20)+0
A 3-system plasma CVD silicon oxide film 104 is formed. A fifth layer of T E OS + 02 (N20) based plasma CVD silicon oxide film 105 is formed on the fourth layer of silicon oxide film 104 .

第5層目のシリコン酸化膜105の上には、第6層目の
TEO3+09(N20)+03系プラズマCVD・シ
リコン酸化膜106が形成されている。第6層目のシリ
コン酸化膜106の上には、第7層目のTEO3+02
  (N20)系プラズマCVD・シリコン酸化膜10
7が形成されている。ボンディングパッF:部6ニハ、
ボンディングワイヤ24か接続されている。当該半導体
装置は、モールド樹脂25により全体がパッケージされ
ている。
On the fifth layer of silicon oxide film 105, a sixth layer of TEO3+09(N20)+03 based plasma CVD silicon oxide film 106 is formed. On the sixth layer of silicon oxide film 106, a seventh layer of TEO3+02 is formed.
(N20) based plasma CVD/silicon oxide film 10
7 is formed. Bonding Pad F: Part 6 Niha,
A bonding wire 24 is also connected. The semiconductor device is entirely packaged with mold resin 25.

このように構成される半導体装置であっても、前述の実
施例と同様の効果を実現する。
Even with a semiconductor device configured in this manner, the same effects as those of the above-described embodiments can be achieved.

また、半導体基板の表面に形成される素子はDRAM素
子やSRAM素子以外の他の素子、たとえばEFROM
素子、E2 FROM素子、マイクロコンピュータ回路
素子、CM OS論理回路素子、バイポーラトランジス
タ素子等の素子であってもよい。
In addition, the elements formed on the surface of the semiconductor substrate are other elements than DRAM elements and SRAM elements, such as EFROM.
The device may be a device such as an E2 FROM device, a microcomputer circuit device, a CMOS logic circuit device, a bipolar transistor device, or the like.

[発明の効果] 以上説明したとおり、この発明にかかる半導体装置によ
れば、ステップカバレッジ性のよいシリコン酸化膜と膜
質のよいシリコン酸化膜とを交互に積層することによっ
て保護絶縁膜を形成している。この保護絶縁膜は両方の
膜の長所を生かすことができ、耐クラツク性に優れ、し
かちステップカバレッジ性や平坦性が良好となる。その
結果、モールド樹脂の収縮応力により発生する保護絶縁
膜のクラックを防止でき、信頼性レベルの高い半導体装
置が得られるという効果を奏する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the semiconductor device of the present invention, a protective insulating film is formed by alternately stacking a silicon oxide film with good step coverage and a silicon oxide film with good film quality. There is. This protective insulating film can take advantage of the advantages of both films, has excellent crack resistance, and has good step coverage and flatness. As a result, cracks in the protective insulating film caused by shrinkage stress of the molding resin can be prevented, and a highly reliable semiconductor device can be obtained.

この発明の他の局面に従う半導体装置の製造方法によれ
ば、ステップカバレッジ性のよいシリコン酸化膜と膜質
のよいシリコン酸化膜とを交互に積層することによって
、保護絶縁膜を形成することができる。得られた保護絶
縁膜は、両方の膜の長所が生かされ、耐クラツク性に優
れ、しかも、ステップカバレッジ性や平坦性の良好なも
のとなる。そのため、モールド樹脂の収縮応力により発
生する保護絶縁膜のクラックを防止でき、信頼性レベル
の高い半導体装置が得られるという効果を奏する。
According to a method for manufacturing a semiconductor device according to another aspect of the present invention, a protective insulating film can be formed by alternately stacking silicon oxide films with good step coverage and silicon oxide films with good film quality. The obtained protective insulating film takes advantage of the advantages of both films, has excellent crack resistance, and has good step coverage and flatness. Therefore, cracks in the protective insulating film caused by shrinkage stress of the molding resin can be prevented, and a semiconductor device with a high reliability level can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、この発明の一実施例にかかる半導体装置の断
面図である。 第2A図〜第2G図は、第1図に示す半導体装置の製造
工程を断面図で示したものである。 第3A図および第3B図は、それぞれ、TEO3+02
  (N20)系プラズマCVDシリコン酸化膜の堆積
方法の良い例と悪い例を断面図で示したものである。 第3C図および第3D図は、それぞれ、TEO3+O□
 (N20)+o3系プラズマCVDシリコン酸化膜の
堆積の良い例と悪い例を断面図で示したものである。 第4図は、保護絶縁膜の堆積に用いられる化学気相成長
装置の概念図である。 第5図は、この発明の他の実施例にかかる半導体装置の
断面図である。 第6図は、この発明のさらに他の実施例にかかる半導体
装置の断面図である。 第7図は、TEO3+09(N20)+03系プラズマ
CVDシリコン酸化膜の堆積条件の一例を示した図であ
る。 第8図は、この発明のさらに他の実施例にかかる半導体
装置の断面図である。 第9図は、従来のモールド樹脂封止型パッケージの半導
体装置の断面図である。 第10図は、第9図におけるA部分の拡大図である。 第11A図〜第11F図は、第10図に示す半導体装置
の製造方法を断面図で示したものである。 第12図は、従来のモールド樹脂封止型パッケージの半
導体装置の問題点を図示した概念図である。 第13図は、第12図におけるA部分の拡大図である。 第14 A図は、シランを用いて堆積した従来のシリコ
ン酸化膜の問題点を図示した断面図である。 第14B図はTE01と酸素を用いた従来のプラズマC
VD・シリコン酸化膜の問題点を図示した断面図である
。第14C図は、有機シランとオゾンを用いた従来の熱
CVD・シリコン酸化膜の問題点を図示した断面図であ
る。第14D図は、表面縮合化反応を図示した図である
。 図において、1はシリコン半導体基板、2はDRAM素
子、4は第1の配線、5は保護絶縁膜、101.103
.105.107は膜中1:si。 H結合をほとんど含まないシリコン酸化膜層、102.
104,106はSiOH結合を多く含むシリコン酸化
膜層である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. 2A to 2G are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 1. Figures 3A and 3B respectively show TEO3+02
(N20)-based plasma CVD silicon oxide film deposition methods are shown in cross-sectional views, illustrating good and bad examples. Figures 3C and 3D are TEO3+O□, respectively.
A cross-sectional view showing good and bad examples of (N20)+O3 plasma CVD silicon oxide film deposition. FIG. 4 is a conceptual diagram of a chemical vapor deposition apparatus used for depositing a protective insulating film. FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the invention. FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor device according to still another embodiment of the invention. FIG. 7 is a diagram showing an example of deposition conditions for a TEO3+09(N20)+03 based plasma CVD silicon oxide film. FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device according to still another embodiment of the invention. FIG. 9 is a cross-sectional view of a conventional molded resin-sealed package semiconductor device. FIG. 10 is an enlarged view of portion A in FIG. 9. 11A to 11F are cross-sectional views showing a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 10. FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating problems of a conventional molded resin-sealed package semiconductor device. FIG. 13 is an enlarged view of portion A in FIG. 12. FIG. 14A is a cross-sectional view illustrating problems with conventional silicon oxide films deposited using silane. Figure 14B shows conventional plasma C using TE01 and oxygen.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating problems with the VD/silicon oxide film. FIG. 14C is a cross-sectional view illustrating the problems of a conventional thermal CVD silicon oxide film using organic silane and ozone. FIG. 14D is a diagram illustrating a surface condensation reaction. In the figure, 1 is a silicon semiconductor substrate, 2 is a DRAM element, 4 is a first wiring, 5 is a protective insulating film, 101.103
.. 105.107 is 1:si in the film. Silicon oxide film layer containing almost no H bonds, 102.
104 and 106 are silicon oxide film layers containing many SiOH bonds. In each figure, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)素子が水分、応力等の外部環境により変化を起こ
さないようにするために素子表面部に保護絶縁膜が被覆
されてなる半導体装置であって、前記素子が形成された
半導体基板と、 当該半導体装置の最上層部に設けられた配線パターンと
、 前記配線パターンを被覆するように、前記半導体基板の
上に堆積された保護絶縁膜と、を備え、前記保護絶縁膜
は、膜中にSiOH結合をほとんど含まない第1のシリ
コン酸化膜層と、膜中に前記第1のシリコン酸化膜層よ
りもSiOH結合をより多く含む第2のシリコン酸化膜
層と、を含み、 前記第1のシリコン酸化膜層と前記第2のシリコン酸化
膜層とは交互に積層されている、半導体装置。
(1) A semiconductor device in which the surface of the element is coated with a protective insulating film to prevent the element from changing due to external environment such as moisture and stress, and a semiconductor substrate on which the element is formed; A wiring pattern provided on the uppermost layer of the semiconductor device; and a protective insulating film deposited on the semiconductor substrate so as to cover the wiring pattern, the protective insulating film being formed in the film. a first silicon oxide film layer containing almost no SiOH bonds; and a second silicon oxide film layer containing more SiOH bonds than the first silicon oxide film layer; A semiconductor device, wherein the silicon oxide film layer and the second silicon oxide film layer are alternately stacked.
(2)素子が水分、応力等の外部環境により変化を起こ
さないようにするために、素子表面部に保護絶縁膜が被
覆されてなる半導体装置の製造方法であつて、 半導体基板に素子を形成する工程と、 前記半導体基板の上に最上層部の配線パターンを形成す
る工程と、 前記配線パターンを含む前記半導体基板の上に、有機シ
ランと酸素または亜酸化窒素を含む混合ガスを用いて、
プラズマ化学気相成長法により、第1のシリコン酸化膜
を堆積する工程と、 前記第1のシリコン酸化膜の上に、前記混合ガスにオゾ
ンガスを添加してなるガスを用いて、プラズマ化学気相
成長法により、第2のシリコン酸化膜を堆積する工程と
、 を備えた、半導体装置の製造方法。
(2) A method for manufacturing a semiconductor device in which the surface of the element is coated with a protective insulating film in order to prevent the element from changing due to external environment such as moisture and stress, the element being formed on a semiconductor substrate. forming a top layer wiring pattern on the semiconductor substrate; using a mixed gas containing organic silane and oxygen or nitrous oxide on the semiconductor substrate including the wiring pattern;
Depositing a first silicon oxide film by plasma chemical vapor deposition; depositing a first silicon oxide film on the first silicon oxide film using plasma chemical vapor deposition using a gas obtained by adding ozone gas to the mixed gas A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing a second silicon oxide film by a growth method.
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