JPH0737977A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JPH0737977A
JPH0737977A JP5156743A JP15674393A JPH0737977A JP H0737977 A JPH0737977 A JP H0737977A JP 5156743 A JP5156743 A JP 5156743A JP 15674393 A JP15674393 A JP 15674393A JP H0737977 A JPH0737977 A JP H0737977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
semiconductor device
wiring metal
patterned
interlayer film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5156743A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Izumi
昭 和泉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP5156743A priority Critical patent/JPH0737977A/ja
Publication of JPH0737977A publication Critical patent/JPH0737977A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【目的】高温高湿度下での耐久性が、著しく向上した多
層配線構造の半導体装置を提供する。 【構成】脱水処理した層間絶縁膜で構成する。脱水温度
は、好ましくは300℃以上、より好ましくは400℃
以上である。ホットプレート上での処理が好ましい。 【効果】配線金属は純Al、層間絶縁膜はPSGの構成
でも、85℃・85%1000時間の耐久試験に合格す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、さ
らに詳しくは、多層配線構造を有する半導体装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】半導体装置は、高密度化や高機能化を追
求されている。そのために、多層配線構造が開発され、
既に普及している。配線を多層にすれば、これまで配線
に使用されていた半導体基板の内部をスイッチングや信
号処理を行うIC部として使用できる。 従って、半導
体装置中にIC部を高密度に組み込むことができる。ま
た、光信号を電気信号に変換する半導体受光装置と、前
述のIC部を同一装置内に組み込んだ高機能性の一体型
半導体装置は、IC部を遮光するのが好ましい。なぜな
らば、IC部への光の入射が光によるキャリアを生じ、
IC部の誤動作を引き起こすからである。そのため、多
層配線構造を用いる場合、一般にはIC部は配線金属に
より遮光し、光を受ける受光部に選択的に光を当てる。
このようにすれば、パッケージにフィルターを装着する
などの他の方法に比べて遮光が確実であり、また、低い
コストで製造できる。
【0003】2層配線構造の半導体装置を例として、従
来の多層配線構造の半導体装置を説明する。図2及び図
3は、各工程の断面図である。周知の半導体装置の製造
方法により、Si基板1上に各拡散領域2,3、コンタ
クト部分4などを形成する[図2(a)]。この工程
は、一般に前工程と称されている。次に、下層(第一層
目)6の配線金属を全体に被着し、その後、周知のフォ
トリソエッチング技術に従いパターニングする。この状
態が図2(b)である。配線金属の膜厚は、1μm程度
が一般的である。配線金属には、純Al等の金属の他、
Al−Si、Al−Cu等の合金が一般に使用される。
被着方法としては、EB(electron beam )法やスパッ
タリング法が一般的である。次に、例えば、450℃、
1時間の条件で熱処理を行い、Si基板と配線金属間に
オーミックコンタクトを形成する。
【0004】次に、次の工程で形成する上層の配線金属
と絶縁するため、層間絶縁膜(以下単に層間膜と称す)
7を全体に被着し、その後、パターニングする。この状
態が図2(c)である。層間膜7は、PSG(リン含有
シリコンガラス)、BPSG(ボロン、リン含有シリコ
ンガラス)、Si3 4 などの無機膜や、ポリイミドな
どの有機膜が一般に使用される。無機膜の被着方法に
は、CVD(chemicalvapor deposition)法などが、ま
た、有機膜の被着方法には、スピンコート法が一般に使
用される。膜厚は、使用する層間膜の物質により異なる
が、1〜2μmが一般的である。
【0005】次に、遮光用または配線用として、上層
(第二層目)の金属8を全体に被着し、その後、パター
ニングする。金属物質や被着方法及び膜厚は、下層の配
線金属6と同様である。最後に、パッシベーション膜
(保護膜)9を全体に被着し、パターニングする(図
3)。この物質や被着方法等は、層間膜7と同様であ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】半導体装置は、過酷な
環境で使用されることがある。例えば、車載用半導体装
置やロータリーエンコーダ用半導体装置等の周囲温度
は、夏季等において60℃を越えることがある。また、
周囲の湿度は、80%を越えることがある。高温高湿度
下での半導体装置の使用は、装置の寿命を著しく低下さ
せる。特に、配線金属の腐食や断線による寿命の低下が
多く見られる。そこで、これらの半導体装置は、高温高
湿度下での耐久性向上が強く求められている。また、一
般の半導体装置においても、どのような環境でも使用で
きるのが好ましい。このことは、単層配線構造の半導体
装置ばかりでなく、多層配線構造の半導体装置に関して
も当然ながら言えることである。
【0007】多層配線構造の半導体装置では、上層配線
金属の腐食が特に生じ易い。 そして、腐食が進むと、
上層配線金属は断線し、次いで、下層配線に腐食が進
む。この腐食傾向は、層間膜としてPSG,BPSG等
を使用した場合に顕著である。本発明の目的は、多層配
線構造の半導体装置に関して、高温高湿度下での耐久性
を向上させることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】従来より、半導体装置の
耐久性を高めるため、パッシベーション膜の改善や、パ
ッケージ方法の改善等が行われてきた。多層配線構造の
半導体装置においても同様な改善が行われてきた。 本
発明者は、鋭意研究の結果、驚くべきことに、層間膜の
脱水処理を行えば、装置の高温高湿度下での耐久性が大
幅に改善されることを初めて見出し、本発明を成すに至
った。すなわち、従来の半導体装置では、下層配線金属
まで腐食の進む使用環境においても、脱水処理をした層
間膜を配置した本発明の半導体装置は、上層の配線金属
さえも腐食しないのである。
【0009】さらに、この層間膜に上層配線金属を腐食
させやすい吸湿性のある物質を使用しても、大きな効果
のある事が分かった。従って、本発明は、多層配線構造
の半導体装置において、前記層間膜は脱水処理を施され
ているものであることを特徴とする半導体装置を提供す
る。
【0010】
【作用】腐食の原因を考えてみると、層間膜には装置製
造工程の途中で水分が侵入し易いことが挙げられる。例
えば、層間膜のパターン形成後、半導体装置の製造では
通常実施されている純水洗浄を施すと、層間膜中に水分
が侵入する。また、装置製造後、周囲の雰囲気から水分
が侵入することもある。上層の配線金属から腐食が進む
ことは、このためであると考えられる。
【0011】層間膜中に水分が侵入すると悪影響を及ぼ
す。すなわち、配線金属は、腐食可能な状態に陥る。さ
らに層間膜中に不純物が存在すると、それが遊離し腐食
を促進させる。不純物は、水分中でイオン化し、それが
腐食に対する触媒として働くのである。不純物には、例
えば、PSG膜におけるリンのように、意識的に混入さ
せたものと、予期せず混入したものが挙げられる。いず
れも、侵入した水分中に遊離し、配線金属の腐食を促進
させる。周囲温度が高いと腐食が加速される。
【0012】PSG、BPSG等は、吸湿性のある物質
であり、このような物質を層間膜に使用すると、特に、
水分は侵入しやすい。 それに対し、Si3 4 等の吸
湿性の弱い物質の層間膜は、装置製造工程の途中で水分
が侵入することも少なく、また、装置製造後も水分が侵
入し難い。しかしながら、完全に水分の侵入を遮断する
ことは難しい。また、これらの膜は、光吸収を生じるの
で半導体受光装置等には使用できないことがある。
【0013】半導体装置の金属配線は、これらの水分の
影響により腐食される。本発明に従い、脱水処理された
層間膜を使用すると、隣接する配線金属は、水分に触れ
ないので腐食され難くなる。しかし、装置作成後、新た
に外部から侵入する水分によっても、配線金属が腐食さ
れ難い事実は、説明がつかない。その理由は不明であ
る。恐らく、層間膜の表面が変質し、水分の侵入を遮断
する作用が生じるためと推定できる。水分の侵入が遮断
されれば、層間膜中に含まれる不純物が遊離することは
ない。これらの作用により、配線金属は、腐食されない
のであろう。
【0014】また、高温高湿度に対する耐久性は、装置
製造後に脱水処理を施しても生じない。これは、層間膜
が上層配線金属やパッシベーション膜に覆われており、
層間膜に対する脱水効果が小さいためと推定できる。本
発明において、配線金属としては、例えば、純Al、A
l−Cu、Al−Si等が、層間膜としては、例えば、
PSG、BPSG等が挙げられる。 膜厚は、いずれも
1μm位である。 脱水方法には、真空中で加熱する真
空加熱法、クリーンオーブン等を使用する雰囲気加熱
法、ホットプレート上で加熱するホットプレート加熱法
等が例として挙げられる。また、これらを複数組み合わ
せてもよい。この内、ホットプレート加熱法は、最も効
果がある。いずれの方法においても簡便であり、また、
コストの増加は、わずかで為し遂げられる。加熱温度は
300℃以上が好ましく、より好ましくは400℃以上
である。上限は、配線金属の融点や装置に対する影響等
を考えると、450℃位である。
【0015】
【実施例】次に、本発明のいくつかの実施例を示す。し
かし、本発明は、これらの例に限られるものではない。
図1は、本発明の一実施例の断面図である。 [共通処理]以下の処理は、各実施例に共通した処理で
ある。
【0016】半導体装置の周知の製造方法により、Si
基板1上に各拡散領域2,3、コンタクト部分4などを
形成した。次に、下層配線金属6aとして純AlをEB
法により1μm蒸着し、周知のフォトリソエッチング技
術に従いパターニングした。次いで、450℃で1時間
熱処理し、Si基板とAl間にオーミックコンタクトを
形成した。
【0017】次に、常圧CVD法により、層間膜7aと
してのPSG膜を1μm形成し、パターニングした。パ
ターニング後、レジストを剥離し、純水を用いた超精密
洗浄を行った。 [実施例1]前記の共通する処理を施した後、Si基板
をホットプレート上に載せ、400℃、30分、N2
囲気中で、層間膜7aとしてのPSG膜を脱水処理し
た。脱水処理終了後、直ちに上層配線金属8aとして純
AlをEB法により100℃で1μm蒸着し、パターニ
ングした。 最後に、パッシベーション膜9aとしてP
SG膜1μmを常圧CVD法にて被着し、次いで、パタ
ーニングした。
【0018】実施例1は、ホットプレート法を使用した
例である。 [実施例2]前記の共通する処理を施した後、Si基板
をEB蒸着装置内に入れ200℃、30分、圧力2×1
-6torr以下(真空加熱)の条件で、層間膜7aとして
のPSG膜を脱水処理した。 脱水処理後、真空を破ら
ずに、100℃まで降温させ、上層配線金属8aとして
純Alを1μm蒸着し、パターニングした。 最後に、
パッシベーション膜9aとしてPSG膜1μmを常圧C
VD法にて被着し、次いで、パターニングした。
【0019】実施例2は、真空加熱法を使用した例であ
る。 [実施例3]前記の共通する処理を施した後、Si基板
をホットプレート上に載せ、400℃、30分、N2
囲気中で層間膜7aとしてのPSG膜を脱水処理した。
脱水処理終了後、直ちにEB蒸着装置内に入れ、200
℃、30分、圧力2×10-6torr以下(真空加熱)の条
件で脱水処理を行った。 脱水処理後、真空を破らず
に、100℃まで降温させ、上層配線金属8aとして純
Alを1μm蒸着し、次いで、パターニングした。 最
後に、パッシベーション膜9aとしてPSG膜1μmを
常圧CVD法にて被着し、次いで、パターニングした。
【0020】実施例3は、実施例1と2の組合せであ
る。 [比較例]前記の共通する処理を施した後、上層配線金
属8aとして純AlをEB法により1μm100℃で蒸
着し、次いで、パターニングした。ここでは、脱水処理
は施さない。最後に、パッシベーション膜9aとしてP
SG膜1μmを常圧CVD法にて被着し、次いで、パタ
ーニングした。実施例及び比較例で製造した半導体装置
は、光信号を電気信号に変換する部分10と、スイッチ
ングや信号処理を行うIC部11を同一装置内に組み込
んだ高機能性の一体型半導体装置である。上層配線金属
8aは、遮光膜としても機能している。
【0021】実施例及び比較例で製造した半導体装置に
対し、85℃、85%の高温高湿度耐久性試験を実施し
た。この試験方法は、日本工業規格(JIS C702
-1979 B−5)や、財団法人日本電子機械工業会の定
める規格(IC−121 -1980 )等に定められている一
般的な試験方法である。1000時間までの耐久性が合
格の目安とされている。
【0022】この条件下に所定時間放置後、各半導体装
置の目視検査と動作試験を行った。結果を表1に示す。
脱水処理を施さない半導体装置(比較例)は、わずか1
00時間で腐食が認められた。しかし、実施例1及び3
の半導体装置は、1000時間まで配線金属が腐食しな
かった。また、実施例2の半導体装置は、100時間で
は腐食が認められず、250時間で僅かな腐食が認めら
れる程度であった。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、脱水処
理された層間膜を配置することで、高温高湿度下でも顕
著な耐久性が得られる。PSGを層間膜に使用しても、
耐久性の高い装置が得られるので、材料の選択肢が広が
る。また、本発明の装置を製造する場合、その方法も比
較的簡便な方法であり、その割に効果は大きく、さら
に、コストの増加もわずかである。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の一実施例における半導体装置の断
面図である。
【図2】は、従来例技術における半導体装置の各工程の
断面図である。
【図3】は、従来例技術における半導体装置の断面図で
ある。
【符号の説明】
1・・・Si基板 2・・・拡散領域 3・・・別の拡散領域 4・・・コンタクトホール 5・・・熱酸化膜 6・・・下層(第一層目)配線金属 6a・・下層(第一層目)Al 7・・・層間絶縁膜 7a・・脱水処理されたPSG 8・・・上層(第二層目)配線金属 8a・・上層(第二層目)Al 9・・・パッシベーション膜 9a・・PSG 10・・・光信号を電気信号に変換する部分 11・・・IC部 以上

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2層以上の配線金属層と、前
    記配線金属層間を絶縁する1層以上の層間絶縁膜層を有
    する多層配線構造の半導体装置において、 前記層間絶縁膜は脱水処理を施されているものであるこ
    とを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記層間絶縁膜は、吸湿性のある物質で
    あることを特徴とする、請求項1の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記脱水処理は、300℃以上の温度で
    成されることを特徴とする、請求項1または請求項2の
    半導体装置。
JP5156743A 1993-06-28 1993-06-28 半導体装置 Pending JPH0737977A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5156743A JPH0737977A (ja) 1993-06-28 1993-06-28 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5156743A JPH0737977A (ja) 1993-06-28 1993-06-28 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0737977A true JPH0737977A (ja) 1995-02-07

Family

ID=15634350

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5156743A Pending JPH0737977A (ja) 1993-06-28 1993-06-28 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0737977A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278942A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
US7645658B2 (en) 2006-10-30 2010-01-12 Denso Corporation Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
US7713805B2 (en) 2006-10-30 2010-05-11 Denso Corporation Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
JP2013153156A (ja) * 2011-12-27 2013-08-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の作製方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006278942A (ja) * 2005-03-30 2006-10-12 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
US8367541B2 (en) 2005-03-30 2013-02-05 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device suitable for a ferroelectric memory and manufacturing method of the same
US7645658B2 (en) 2006-10-30 2010-01-12 Denso Corporation Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
US7713805B2 (en) 2006-10-30 2010-05-11 Denso Corporation Method of manufacturing silicon carbide semiconductor device
JP2013153156A (ja) * 2011-12-27 2013-08-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の作製方法
US9502572B2 (en) 2011-12-27 2016-11-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Bottom-gate transistor including an oxide semiconductor layer contacting an oxygen-rich insulating layer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0318954B1 (en) Semiconductor device having a composite insulating interlayer
US6660624B2 (en) Method for reducing fluorine induced defects on a bonding pad surface
KR19980071106A (ko) 반도체 장치 제조 방법
JPH0737977A (ja) 半導体装置
JPH05218015A (ja) 半導体装置
KR0161422B1 (ko) 접촉창을 용이하게 매몰한 반도체 장치 및 그 제조 방법
US20050191767A1 (en) Focused ion beam circuit repair using a hardmask and wet chemistry
JPH0590417A (ja) 半導体素子の多層配線の形成方法
JPH07230993A (ja) 半導体装置の配線の形成方法
KR100214273B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 형성방법
US20030015798A1 (en) Semiconductor device and method of fabricating the semiconductor device
JPH03289156A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR100374527B1 (ko) 반도체디바이스제조방법
FR2962592A1 (fr) Procede de fabrication d'un transistor a effet de champ chimio-sensible et transistor ainsi obtenu
JPH0547720A (ja) 自然酸化膜の除去方法
KR100240268B1 (ko) 반도체 장치의 알루미늄 합금 배선 형성방법
JPH0621229A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH04133430A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH07170043A (ja) 配線基板
JPS5816545A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07201976A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0146066B1 (ko) 반도체 소자의 패드 보호막 형성방법
JPH03161932A (ja) 半導体装置の表面保護膜構造及びこの表面保護膜の形成方法
KR20050070769A (ko) 반도체 제조 방법
KR100463175B1 (ko) 반도체 소자의 금속배선 부식 방지방법