JPH11233511A - Improved passivation process for silicon devices, in particular flash eeprom memories - Google Patents

Improved passivation process for silicon devices, in particular flash eeprom memories

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JPH11233511A
JPH11233511A JP10307778A JP30777898A JPH11233511A JP H11233511 A JPH11233511 A JP H11233511A JP 10307778 A JP10307778 A JP 10307778A JP 30777898 A JP30777898 A JP 30777898A JP H11233511 A JPH11233511 A JP H11233511A
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JP
Japan
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layer
silicon
passivation
chemical vapor
vapor deposition
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Pending
Application number
JP10307778A
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Japanese (ja)
Inventor
Roberto Diamanti
ディアマンティ ロベルト
Andrea Gunnella
グンネルラ アンドレア
Sudhanshu Misra
ミスラ スドハンシュ
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.)
Consorzio Eagle
Texas Instruments Inc
Original Assignee
Consorzio Eagle
Texas Instruments Inc
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Filing date
Publication date
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an improved process for passivation of silicon electron devices. SOLUTION: The process is an improved process for passivation of silicon devices by depositing thereon a protective overcoat consisting of three layers; the first layer contacting the device surface is made of silicon oxy-nitride deposited by a plasma-enhanced chemical vapor deposition(PECVD) process using silane as the reactant gas, the second layer is made of silicon oxide deposited by a chemical vapor deposition process using tetraethylorthosilicate (TEOS) as the reactant gas, and the third layer is made of silicon oxy-nitride deposited by a plasma-enhanced chemical vapor deposition(PECVD) process using silane as the reactant gas, wherein thickness lies between 2500A and 3500A for the first layer, 5000A and 15000A for the second layer, and 4500A and 5500A for the third layer, respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は全般的に、シリコン
電子デバイス、特に、フラッシュEPROMとして知ら
れる電気的にプログラム可能な高速アクセス不揮発性メ
モリを不活性化する改良されたプロセスに関連する。本
発明は特に、前記デバイスの表面上に堆積される3層の
保護オーバーコートが有効な化学的・物理的・機械的障
壁を形成し、デバイスの表面の良好な平面性を提供し
て、次のデバイス・パッケージング・プロセスをデバイ
スの信頼性に関しより重要ではなくする前述のプロセス
に関連する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates generally to silicon electronic devices, and more particularly, to an improved process for passivating electrically programmable fast access non-volatile memories known as flash EPROMs. In particular, the invention provides that a three-layer protective overcoat deposited on the surface of the device forms an effective chemical, physical and mechanical barrier and provides good planarity of the surface of the device, The device packaging process is less important with respect to device reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその課題】半導体デバイスの製造は、
製造されるデバイスの種々の要素が順次に作られる一連
の段階から成る化学的プロセスを含むことが知られてい
る。前記化学的プロセスは、デバイス表面を不活性化す
る段階、及びデバイスをパッケージングする段階で終了
する。
2. Description of the Related Art The manufacture of semiconductor devices involves:
It is known that the various elements of a manufactured device include a chemical process consisting of a series of steps that are made sequentially. The chemical process ends with passivating the device surface and packaging the device.

【0003】不活性化プロセスは、「PO」としても知
られる保護オーバーコートのデバイス表面上への堆積を
提供し、これは化学的・物理的・機械的障壁として機能
し、いかなる汚染物の拡散も防ぎ、次のデバイス・パッ
ケージング・プロセスの間及びその処理中に、デバイス
が受ける湿気及び機械的応力からデバイスを保護する。
[0003] The passivation process provides for the deposition of a protective overcoat, also known as "PO", on the device surface, which acts as a chemical, physical, and mechanical barrier and diffuses any contaminants. And protects the device from moisture and mechanical stresses experienced by the device during and during the next device packaging process.

【0004】Neal R. Mielkeによって、「新しいEPR
OMデータ損失メカニズム」、「不揮発性半導体メモ
リ:技術、設計、及びアプリケーション」、ニューヨー
ク、IEEE, Inc.、Chenming Hu 編集(1991年)で開示さ
れたように、特に、2つの金属化レベルが提供されるフ
ラッシュEPROMシリコン・デバイスの場合、高品質
デバイスを製造する不活性化プロセスは多層保護オーバ
ーコートの堆積を提供する。
[0004] By Neal R. Mielke, "New EPR
In particular, two metallization levels are provided as disclosed in "OM Data Loss Mechanism", "Non-Volatile Semiconductor Memory: Technology, Design, and Applications", New York, IEEE, Inc., Edited by Chemming Hu (1991). For flash EPROM silicon devices, the passivation process to produce high quality devices provides for the deposition of a multi-layer protective overcoat.

【0005】フラッシュEPROMメモリの品質は、1
つ又はそれ以上の特に定義されたパラメータを与えるこ
とによって決められる。更に詳細には、フラッシュEP
ROMメモリの品質を評価するために重要なパラメータ
は、DRLとして知られる「データ保持損失」である。
前記DRLは、例えば高温処理など、厳しいストレスを
かけられる処理を受けるときの、メモリ・デバイスの、
テスト・データを保持する能力をテストすることによっ
て与えられる。このような処理の前及び後のメモリ・デ
バイスに蓄積される電荷の比較が、デバイスDRLの測
定値を提供する。DRLの低い値は、蓄積される電荷の
寿命が長く、従って、フラッシュEPROMメモリ・デ
バイスの品質がより良いことを示す。
The quality of flash EPROM memory is 1
It is determined by providing one or more specifically defined parameters. More specifically, Flash EP
An important parameter for evaluating the quality of a ROM memory is "data retention loss", known as DRL.
The DRL is a memory device that is subjected to severely stressed processing, such as high temperature processing.
Given by testing the ability to retain test data. Comparison of the charge stored on the memory device before and after such processing provides a measurement of the device DRL. A lower value of DRL indicates a longer lifetime of the stored charge and, therefore, better quality of the flash EPROM memory device.

【0006】上述のように、多層保護オーバーコートの
堆積を提供する不活性化プロセスは、DRLに関し良好
な結果が得られることを可能にする。特に、フラッシュ
EPROMメモリ・デバイスのための、有効な不活性化
プロセスは、3層の保護オーバーコート:4000オングス
トロームの厚さの酸化窒化シリコンの第1の層、10000
オングストロームの厚さの酸化シリコンの第2の層、及
び4000オングストロームの厚さの酸化窒化シリコンの第
3の層、の堆積を提供する。前記不活性化プロセスは、
S. Mistra 、K. Hewes、及びS. Ganturiによって、「テ
キサス・インスツルメンツ・テクニカル・ジャーナ
ル」、Vol. 14 、No.1 Jan-Feb (1997) で開示された。
As mentioned above, a passivation process that provides for the deposition of a multilayer protective overcoat allows good results to be obtained for DRL. In particular, for flash EPROM memory devices, an effective passivation process is a three-layer protective overcoat: a first layer of 4000 Angstrom thick silicon oxynitride, 10,000
Providing a deposition of a second layer of Å-thick silicon oxide and a third layer of 4000 Å-thick silicon oxynitride. The deactivation process comprises:
It was disclosed by S. Mistra, K. Hewes, and S. Ganturi in "Texas Instruments Technical Journal", Vol. 14, No. 1 Jan-Feb (1997).

【0007】酸化窒化シリコンは、純粋な酸化シリコン
(SiO2)のものと純粋な窒化シリコン(Si3N4 )のもの
との中間であるその特性のため、第1の層に選ばれる。
特に、酸化窒化物は、純粋な窒化物に類似して、外部要
因からの保護及び湿気に対する耐性のための良好な不活
性化特性を有し、純粋な酸化物に類似して、前記メモリ
・デバイス消去のため遠紫外線範囲(200 −300 nm)の
波長で用いられる紫外線(UV)光に対し透明である。
[0007] Silicon oxynitride is chosen as the first layer because of its properties which are intermediate between those of pure silicon oxide (SiO 2 ) and those of pure silicon nitride (Si 3 N 4 ).
In particular, oxynitrides have good passivation properties for protection from external factors and resistance to moisture, similar to pure nitrides, and similar to pure oxides, It is transparent to ultraviolet (UV) light used in the deep ultraviolet range (200-300 nm) for device erasure.

【0008】更に、最終金属化レベルに直接接触する酸
化窒化物は、純粋な酸化物によって提供されるより高い
電位障壁を移動イオンに提供する。このような特性は、
DRLの最小化に関して重要である。純粋な窒化物と比
較して、酸化窒化物を用いることによって得られる更な
る利点は、フィルム内の自由水素原子の濃度が低くなる
ことである。実際、酸化窒化物フィルムでは水素原子は
窒素と結合するが、純粋な窒化物フィルムでは、それら
はシリコンと結合する。既知のとおり窒素と水素の間の
結合エネルギーは81kcal/molに等しく、71.5 kcal/mol
に等しいシリコンと水素の間の結合エネルギーより著し
く高く、従って水素は一層強く結合され、そのため純粋
な窒化物フィルムに比較し、酸化窒化物フィルム内で得
られる水素原子の濃度が低くなる。従って、R.C. Sunら
による「Proc.18 th Int. Rel. Phys. Symp.」(1980年
4 月)、及びK.G. Steiner、C.S. Pai、R.M. Stanton、
及びC.W. Wilkinsによる「VMICコンファレンス199
3」、ISMIC-102/93/0078 (1993年6 月8 −9 日)で開
示されたように、酸化窒化物を用いることにより、いわ
ゆるホット・キャリアの影響によるいかなる信頼性の問
題も一層起こりにくくすることができる。
[0008] In addition, oxynitrides that are in direct contact with the final metallization level provide mobile ions with the higher potential barrier provided by pure oxides. These characteristics are
Important for minimizing DRL. A further advantage obtained by using oxynitrides compared to pure nitrides is that the concentration of free hydrogen atoms in the film is lower. In fact, in oxynitride films, hydrogen atoms combine with nitrogen, whereas in pure nitride films, they combine with silicon. As is known, the binding energy between nitrogen and hydrogen is equal to 81 kcal / mol, 71.5 kcal / mol
Is significantly higher than the binding energy between silicon and hydrogen equal to, so that the hydrogen is more strongly bonded, thus resulting in a lower concentration of hydrogen atoms in the oxynitride film compared to a pure nitride film. Therefore, "Proc. 18 th Int. Rel. Phys. Symp." By RC Sun et al. (1980
April), and KG Steiner, CS Pai, RM Stanton,
And VW Conference by CW Wilkins
3 ", ISMIC-102 / 93/0078 (8-9 June 1993), the use of oxynitrides further raises any reliability problems due to the effects of so-called hot carriers. Can be difficult.

【0009】第1の層の酸化窒化物は、低温及び低圧
で、シランを反応ガスとして用いるプラズマ・エンハン
スト化学的蒸着(PECVD)プロセスによって堆積さ
れる。「低温」という用語は、以下においても、シリコ
ン基板のドーパント拡散のために用いられる温度より低
い温度を意味する。「低圧」という用語は、以下におい
ても、33Pa(パスカル)より高くない圧力を意味す
る。このような堆積によって得られる層は、共形性が乏
しく、即ち、それはベース表面の形状に従っておらず、
デバイスの波形トポグラフィに存在する側壁の被覆度が
低くなる。理論的に側壁上で得ることのできる厚さは、
上側水平表面上に堆積される層の約30%の厚さである。
The oxynitride of the first layer is deposited at low temperature and pressure by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process using silane as a reactive gas. The term "low temperature" also means below and below the temperature used for the dopant diffusion of the silicon substrate. The term "low pressure" also means below, not more than 33 Pa (Pascal). The layer obtained by such deposition is poorly conformal, i.e. it does not follow the shape of the base surface,
The sidewall coverage present in the waveform topography of the device is reduced. The thickness that can theoretically be obtained on the side wall is
About 30% thick of the layer deposited on the upper horizontal surface.

【0010】側壁被覆層が充分な厚さでつくられるべき
であるという要求は、湿気耐性を増加させること、及び
デバイスに厳しい信頼性の問題を起こし得る、金属化に
おける汚染物の拡散を防ぐことを目的とする。側壁被覆
層が薄いとき、それは裂け目を受けやすく、前記信頼性
の問題を更に増加させ得る。
The requirement that the sidewall coating be made of sufficient thickness is to increase the moisture resistance and to prevent the diffusion of contaminants in the metallization, which can cause severe reliability problems for the device. With the goal. When the sidewall coating is thin, it is susceptible to cracks, which can further increase the reliability problem.

【0011】従って、保護オーバーコートの共形性(co
nformity)を改良するため、デバイスの波形トポグラフ
ィの凹部の適切な充填及び適切な側壁被覆を確実にする
ことによって、低温及び低圧で、テトラエチルオーソシ
リケート、即ち「TEOS」を反応ガスとして用いるプ
ラズマ・エンハンスト化学的蒸着(PECVD)プロセ
スによって堆積される酸化シリコンで、第2の層が構成
される。前記堆積で理論的に側壁上で得られる厚さは、
上側水平表面上に堆積される層の約50%の厚さである。
Thus, the conformality of the protective overcoat (co
Plasma enhanced using tetraethyl orthosilicate, or "TEOS", as the reaction gas at low temperatures and pressures to ensure proper filling of the corrugated topography of the device and proper sidewall coverage to improve the nformity The second layer is composed of silicon oxide deposited by a chemical vapor deposition (PECVD) process. The thickness theoretically obtained on the side wall by the deposition is:
About 50% thick of the layer deposited on the upper horizontal surface.

【0012】保護オーバーコートの第3の層は、低温及
び低圧で、シランを反応ガスとして用いるプラズマ・エ
ンハンスト化学的蒸着(PECVD)プロセスによって
堆積される酸化窒化シリコンで構成される。前記第3の
層は、湿気、及び次のパッケージング・プロセスに因る
機械的応力に対する物理的障壁である。フラッシュEP
ROMメモリ・デバイスの前述の不活性化プロセスは、
ウェハ・レベルでのデバイスの機能性及び品質に何ら否
定的な影響を与えないことが分かっている。
The third layer of the protective overcoat is composed of silicon oxynitride deposited at low temperature and low pressure by a plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process using silane as a reactive gas. The third layer is a physical barrier to moisture and mechanical stress due to the subsequent packaging process. Flash EP
The aforementioned passivation process for ROM memory devices involves:
It has been found that it has no negative impact on the functionality and quality of the device at the wafer level.

【0013】前記デバイスの後続のパッケージング・プ
ロセスは、そのデバイスを格納する、通常はプラスチッ
クでのケーシング又はパッケージの製造を提供する。前
記パッケージには幾つかの種類があり得る。特に、プラ
スチック・リード・チップ・キャリア、即ち「PLC
C」として知られるパッケージは非常に廉価であり、こ
の理由のため広く製造されている。
A subsequent packaging process for the device provides for the manufacture of a casing or package, usually in plastic, to house the device. The package can be of several types. In particular, a plastic lead chip carrier, or "PLC
Packages known as "C" are very inexpensive and are widely manufactured for this reason.

【0014】しかし、フラッシュEPROMメモリ・デ
バイスのパッケージング・プロセス中にPLCCパッケ
ージが製造されるとき、前述の不活性化プロセスは、主
に保護オーバーコート完全性及び湿気耐性に関連する欠
陥を引き起こし、このことはデバイス信頼性を著しく低
下させる。デバイスが非常にアグレッシブな温度、圧
力、湿気、及びバイアス状況にさらされ、及びその間に
デバイスが欠陥になるまでの時間が求められる信頼性テ
ストにおいて、前記欠陥が明らかにされる。従って、フ
ラッシュEPROMデバイスの前述の不活性化プロセス
は、PLCCパッケージの場合、パッケージ・レベルで
デバイス品質を著しく低下させる。
However, when the PLCC package is manufactured during the flash EPROM memory device packaging process, the passivation process described above causes defects mainly related to protective overcoat integrity and moisture resistance, This significantly reduces device reliability. Defects are revealed in reliability tests where the device is exposed to very aggressive temperature, pressure, humidity, and bias conditions, and during which time is required for the device to become defective. Thus, the above-described passivation process for flash EPROM devices significantly reduces device quality at the package level for PLCC packages.

【0015】このような問題は、PLCCパッケージの
モールディング・コンパウンドと、波形トポグラフィの
ために高さ対幅の比率が大きな深い凹部があるデバイス
表面領域のデバイス保護オーバーコートとの相互作用の
ために起こる。前述の不活性化プロセスは、前記深い凹
部の適切な充填を達成せず、デバイス波形トポグラフィ
の凹凸を軽減しない。
This problem arises because of the interaction of the molding compound of the PLCC package with the device protective overcoat in the device surface area where there are deep recesses with a large height to width ratio for waveform topography. . The passivation process described above does not achieve proper filling of the deep recesses and does not reduce device waveform topography irregularities.

【0016】このような理由から、特に、下層金属化レ
ベルがない領域で起こる、トポグラフィの鋭い角部及び
側壁の存在は、保護オーバーコートの第1の層を形成す
る酸化窒化シリコンの第1の堆積の間、前記側壁の上端
に対応する堆積フィルムの厚さのでこぼこを発生させ、
従って、前記の厚さのでこぼこの形のため、いわゆる
「カスピング(cusping )」又は「ブレッド・ローフィ
ング(bread loafing )」を生じさせる。
[0016] For this reason, the presence of sharp topography corners and sidewalls, especially in regions where there is no underlying metallization level, is due to the first silicon oxynitride layer forming the first layer of the protective overcoat. During deposition, creating a bump in the thickness of the deposited film corresponding to the top edge of said sidewall;
Thus, the aforementioned uneven shape of the thickness causes so-called "cusping" or "bread loafing".

【0017】後に続く酸化シリコンの堆積は、前のもの
よりも共形性があるが、前記厚さのでこぼこがトポグラ
フィの凹部の高さ対幅の比率の値を増大するため、デバ
イス表面を平滑化することはできない。従って、酸化シ
リコンの前記堆積は、保護オーバーコートに、外に向か
って開いている又は閉じている裂け目及びホールを発生
させる。更に、用いられる蒸着プロセスであるPECV
Dの、ホールにトラップされそれらを拡大する、反応性
の高い種を利用する性質によって、前記ホールの発生は
増加する。
Subsequent deposition of silicon oxide is more conformal than the previous one, but the irregularities in the thickness increase the value of the height-to-width ratio of the topographical depressions, thereby smoothing the device surface. Cannot be transformed. Thus, the deposition of silicon oxide creates outwardly open or closed tears and holes in the protective overcoat. In addition, PECV, the deposition process used
The nature of D, which utilizes highly reactive species that are trapped and expanding in holes, increases the generation of said holes.

【0018】保護オーバーコートの前記裂け目及びホー
ルは、接続パッドを開けるため後続のフォトリソグラフ
ィプロセスにおいて用いられるフォトレジストの残留物
がトラップされる領域であり、標準のフォトレジスト・
アッシング・プロセスによっては完全に除去されない。
The tears and holes in the protective overcoat are the areas where photoresist residues used in subsequent photolithography processes to open the connection pads are trapped, and the standard photoresist
It is not completely removed by the ashing process.

【0019】更に、PLCCパッケージ製造に用いられ
るモールド・コンパウンドも前記ホールにトラップされ
る。デバイスが機械的及び温度的に高い応力を受けるパ
ッケージング・プロセスを含む最終プロセスは、保護オ
ーバーコートに裂け目を生じさせる材料の一様でない膨
張を引き起こし、デバイスの品質を低下させ、従って信
頼性テストに落ちる。トンネルを介して相互接続され得
る前記ホールは、デバイスPLCCパッケージのキャッ
プを機械的に除去することによって現れ、これにより、
鋭い角部及び側壁が存在するデバイス・トポグラフィの
領域においてのみモールド・コンパウンド残留物がトラ
ップされることが明らかになる。
Further, a mold compound used for manufacturing a PLCC package is also trapped in the hole. The final process, including the packaging process, where the device is subjected to high mechanical and thermal stresses, causes uneven expansion of the material that causes the protective overcoat to crack, degrading the device quality and therefore reliability testing fall into. The holes, which can be interconnected via a tunnel, are revealed by mechanically removing the cap of the device PLCC package,
It becomes apparent that mold compound residues are trapped only in the areas of the device topography where sharp corners and sidewalls are present.

【0020】[0020]

【課題を達成するための手段及び作用】従って、本発明
の目的は、トポグラフィのでこぼこを平滑化することに
よる、及びそのデバイスの機能性、品質、及び信頼性を
低下させることのない、上述のデバイス、特にフラッシ
ュEPROMメモリ・デバイスの波形トポグラフィの凹
部の適切な充填、及び側壁の適切な被覆を保証するよう
に適合された不活性化プロセスを提案することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method as described above for smoothing out irregularities in a topography and without reducing the functionality, quality and reliability of the device. It is to propose a passivation process adapted to ensure proper filling of the recesses of the waveform topography of the device, in particular of the flash EPROM memory device, and of the sidewalls.

【0021】本発明の更なる目的は、デバイス設計を変
更することなく、及び標準の設備及び手順を用いること
によって、低コストで信頼性のある前記不活性化プロセ
スを実行することである。
It is a further object of the present invention to perform the low cost and reliable passivation process without changing the device design and by using standard equipment and procedures.

【0022】本発明の具体的な主題は、3層の保護オー
バーコートの堆積に基づいてシリコン電子デバイスを不
活性化する改良されたプロセスであり、デバイス表面に
接触する第1の層は、シランを反応ガスとして用いるP
ECVDプロセスによって堆積される酸化窒化物シリコ
ンで構成され、第2の層は、テトラエチルオーソシリケ
ート(TEOS)を反応ガスとして用いる化学的蒸着プ
ロセスによって供される酸化シリコンで構成され、第3
の層は、シランを反応ガスとして用いるPECVDプロ
セスによって堆積される酸化窒化シリコンで構成され、
前記不活性化プロセスは、酸化窒化シリコンの第1の層
は2500から3500オングストロームの間の厚さを有し、酸
化シリコンの前記第2の層は5000から15000 オングスト
ロームの間の厚さを有し、大気圧に近い圧力で化学的蒸
着プロセス(APCVD)によって堆積され、酸化窒化
シリコンの第3の層は4500から5500オングストロームの
間の厚さを有することを特徴とする。
A specific subject of the present invention is an improved process for passivating silicon electronic devices based on the deposition of a three-layer protective overcoat, wherein the first layer in contact with the device surface is a silane. Using P as a reaction gas
The second layer is composed of silicon oxynitride deposited by an ECVD process, and the second layer is composed of silicon oxide provided by a chemical vapor deposition process using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a reaction gas.
Is composed of silicon oxynitride deposited by a PECVD process using silane as a reaction gas,
The passivation process may be such that the first layer of silicon oxynitride has a thickness between 2500 and 3500 angstroms and the second layer of silicon oxide has a thickness between 5000 and 15000 angstroms. Deposited by a chemical vapor deposition process (APCVD) at a pressure near atmospheric pressure, wherein the third layer of silicon oxynitride has a thickness between 4500 and 5500 angstroms.

【0023】好ましくは、本発明に従って、前記第2の
層の前記化学的蒸着(APCVD)が実行される前記大
気圧近くの圧力は33Paから250 Paの間であり、125
Paに等しいことが更に好ましい。
Preferably, in accordance with the present invention, the near atmospheric pressure at which the chemical vapor deposition (APCVD) of the second layer is performed is between 33 Pa and 250 Pa;
More preferably, it is equal to Pa.

【0024】本発明に従って、酸化窒化シリコンの第1
の層は3000オングストロームに等しい厚さを有し、酸化
シリコンの前記第2の層は10000 オングストロームに等
しい厚さを有し、酸化窒化シリコンの第3の層は5000オ
ングストロームに等しい厚さを有することが好ましい。
According to the present invention, the first silicon oxynitride
Has a thickness equal to 3000 angstroms, said second layer of silicon oxide has a thickness equal to 10000 angstroms, and a third layer of silicon oxynitride has a thickness equal to 5000 angstroms. Is preferred.

【0025】本発明の更なる主題は、好ましくは2レベ
ル金属化を有する多重レベル金属化を有するシリコン・
フラッシュEPROMメモリ・デバイスを製造するプロ
セスであって、好ましくはPLCC型のパッケージのデ
バイス・パッケージング・プロセスを含み、3層保護オ
ーバーコートを有する前記不活性化プロセスが実行され
るプロセスである。
[0025] A further subject of the invention is a silicon layer with multi-level metallization, preferably with two-level metallization.
A process for manufacturing a flash EPROM memory device, wherein the passivation process with a three-layer protective overcoat is performed, preferably including a device packaging process for a PLCC type package.

【0026】[0026]

【実施例】次に本発明を、制限の目的ではなく例示のた
め、その好ましい実施例に従って説明する。本発明に従
った不活性化プロセスもまた、前述の利点を維持して、
酸化窒化物の第1の層、酸化シリコンの第2の層、及び
酸化窒化シリコンの第3の層、の3層保護オーバーコー
ト堆積を提供する。
The invention will now be described, by way of example and not by way of limitation, according to preferred embodiments. The passivation process according to the present invention also maintains the aforementioned advantages,
A three-layer protective overcoat deposition of a first layer of oxynitride, a second layer of silicon oxide, and a third layer of silicon oxynitride is provided.

【0027】第1の層の酸化窒化シリコンも、低温及び
低圧で、シランを反応ガスとして用いるPECVDプロ
セスによって堆積される。ブレッド・ローフィング効果
は前記第1の層の厚さに強く関連し、増加する厚さのた
め悪化する。前記ブレッド・ローフィング効果を低減す
るため、前記第1の層の厚さは、先行技術で達成される
より薄く、本発明の好ましい実施例では3000オングスト
ロームに等しい。このような堆積段階は、側壁被覆の厚
さを、湿気からの保護を確実にし、汚染物拡散を防ぐた
めに充分な1000から1500オングストロームの間に維持す
るよう適合される。
The first layer of silicon oxynitride is also deposited at low temperature and pressure by a PECVD process using silane as a reactive gas. The bread loafing effect is strongly related to the thickness of the first layer and is exacerbated by increasing thickness. To reduce the bread loafing effect, the thickness of the first layer is thinner than achieved in the prior art and equals 3000 Å in a preferred embodiment of the present invention. Such a deposition step is adapted to maintain the thickness of the sidewall coating between 1000 and 1500 angstroms, which is sufficient to ensure protection from moisture and prevent contaminant diffusion.

【0028】好ましい実施例において、その厚さが1000
0 オングストロームに等しい第2の層の酸化物は、準大
気圧(sub-atmospheric )又は大気圧化学的蒸着プロセ
ス(「Atmospheric Pressure Chemical Vapor Depositi
on」:APCVD)によって、TEOSを反応ガスとし
て用いることによって堆積される。前記APCVDプロ
セスが行われる圧力の値は33Paから250 Paの間であ
り、好ましい実施例では125 Paに等しい。低圧で実行
されない前記堆積は、それが約100 %の共形性を有する
ため、酸化物層を表面凹部の充填及び側壁の被覆に非常
に効果的にする。
In a preferred embodiment, the thickness is 1000
The oxide of the second layer, equivalent to 0 Angstroms, may be deposited in a sub-atmospheric or atmospheric pressure chemical vapor deposition process ("Atmospheric Pressure Chemical Vapor Depositi").
on ": APCVD), deposited using TEOS as the reactive gas. The value of the pressure at which the APCVD process is performed is between 33 Pa and 250 Pa, and in a preferred embodiment equals 125 Pa. Said deposition, which is not carried out at low pressure, makes the oxide layer very effective for filling surface depressions and covering the sidewalls, since it has about 100% conformality.

【0029】第3の層の酸化窒化物も、低温及び低圧
で、シランを反応ガスとして用いるPECVDプロセス
によって堆積される。このような堆積は、共形性の高い
酸化シリコンである第2の先の堆積によって滑らかにさ
れた表面上で起こる。酸化窒化シリコンの前記第3の層
は、好ましい実施例において5000オングストロームの厚
さを有し、湿気、及び後続のパッケージング・プロセス
に因る機械的応力に対する物理的障壁である。
The third layer of oxynitride is also deposited at low temperature and low pressure by a PECVD process using silane as a reactive gas. Such deposition occurs on surfaces that have been smoothed by a second prior deposition of highly conformal silicon oxide. The third layer of silicon oxynitride has a thickness of 5000 Angstroms in a preferred embodiment and is a physical barrier to moisture and mechanical stress due to the subsequent packaging process.

【0030】本発明に従った不活性化プロセスは、デバ
イス中央領域の保護オーバーコートに形成される凹部の
90%、及び周辺領域に形成されるそれらの60%を減少さ
せ、その結果、特にPLCCパッケージに伴うデバイス
信頼性の問題を著しく減少させる。
[0030] The passivation process according to the present invention is used to remove the recesses formed in the protective overcoat in the central region of the device.
90%, and 60% of those formed in the peripheral area, thereby significantly reducing device reliability issues, especially with PLCC packages.

【0031】本発明に従った不活性化プロセスは、2レ
ベル金属化及びPLCC型パッケージを有するフラッシ
ュEPROMメモリ・デバイスを製造するプロセスに特
に関連して説明してきた。しかし、本発明の関連する範
囲から逸脱することなく、異なるデバイス及び/又は金
属化のレベルが2以外の数である、及び/又はパッケー
ジのタイプがPLCC以外のデバイスを製造するプロセ
スにもそれを適用できることを理解されたい。
The passivation process according to the present invention has been described with particular reference to the process of manufacturing a flash EPROM memory device having a two-level metallization and PLCC type package. However, without departing from the relevant scope of the invention, different devices and / or levels of metallization other than two and / or in the process of manufacturing devices with a package type other than PLCC may also be used. Please understand that it is applicable.

【0032】これまでの記述において、好ましい実施例
を説明し、変更を本発明のために提案しているが、当業
者であれば、添付の請求項に定めるような関連する範囲
から逸脱することなく、変更及び/又は変形が成され得
ることを理解されたい。
While the foregoing description describes preferred embodiments and suggests modifications for the present invention, those skilled in the art will depart from the pertinent scope as set forth in the appended claims. It should be understood that modifications and / or variations may be made without departing from the invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/788 29/792 (72)発明者 アンドレア グンネルラ イタリア国 ペスカラ,ビア チアリニ, 51 (72)発明者 スドハンシュ ミスラ アメリカ合衆国フロリダ州オ−ランド、ナ ンバ− 1623、フェアウエ イ アイラン ド ドライブ 13803──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/788 29/792 (72) Inventor Andrea Gunnerra Italy Pescara, Via Chiarini, 51 (72) Inventor Sudhansh Misla Florida, United States of America Orlando, Number 1623, Fairway Island Drive 13803

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 3層の保護オーバーコートをその上に堆
積することによってシリコン電子デバイスを不活性化す
る改良されたプロセスであって、 デバイス表面に接触する第1の層は、シランを反応ガス
として用いるプラズマ・エンハンスト化学的蒸着(PE
CVD)プロセスによって堆積される酸化窒化シリコン
で構成され、 第2の層は、テトラエチルオーソシリケート(TEO
S)を反応ガスとして用いる化学的蒸着プロセスによっ
て供される酸化シリコンで構成され、 第3の層は、シランを反応ガスとして用いるプラズマ・
エンハンスト化学的蒸着(PECVD)プロセスによっ
て堆積される酸化窒化シリコンで構成され、 前記不活性化プロセスは、酸化窒化シリコンの前記第1
の層は2500から3500オングストロームの間の厚さを有
し、酸化シリコンの前記第2の層は5000から15000 オン
グストロームの間の厚さを有し、大気圧に近い圧力で化
学的蒸着プロセス(APCVD)によって堆積され、酸
化窒化シリコンの前記第3の層は4500から5500オングス
トロームの間の厚さを有することを特徴とするプロセ
ス。
An improved process for passivating a silicon electronic device by depositing a three-layer protective overcoat thereon, wherein the first layer in contact with the device surface comprises reacting silane with a reactive gas. Enhanced Chemical Vapor Deposition (PE)
The second layer is made of silicon oxynitride deposited by a CVD) process, and the second layer is tetraethylorthosilicate (TEO).
S) is composed of silicon oxide provided by a chemical vapor deposition process using reactive gas as a reaction gas, and the third layer is formed of a plasma using silicon silane as a reaction gas.
The silicon oxynitride deposited by an enhanced chemical vapor deposition (PECVD) process, wherein the passivation process comprises the first of silicon oxynitride.
Has a thickness of between 2500 and 3500 Angstroms and the second layer of silicon oxide has a thickness of between 5000 and 15000 Angstroms and has a chemical vapor deposition process (APCVD) at near atmospheric pressure. ) Wherein said third layer of silicon oxynitride has a thickness between 4500 and 5500 Å.
【請求項2】 請求項1に従った不活性化プロセスであ
って、前記第2の層のための前記化学的蒸着(APCV
D)プロセスが実行される大気圧に近い前記圧力は、33
Paから250 Paの間である不活性化プロセス。
2. The passivation process according to claim 1, wherein the chemical vapor deposition (APCV) for the second layer is performed.
D) The pressure close to the atmospheric pressure at which the process is performed is 33
Passivation process that is between Pa and 250 Pa.
【請求項3】 請求項2に従った不活性化プロセスであ
って、前記第2の層のための前記化学的蒸着(APCV
D)プロセスが実行される大気圧に近い前記圧力は、12
5 Paに等しい不活性化プロセス。
3. The passivation process according to claim 2, wherein the chemical vapor deposition (APCV) for the second layer is performed.
D) The pressure close to the atmospheric pressure at which the process is performed is 12
Passivation process equal to 5 Pa.
【請求項4】 前述の請求項1−3のいずれかに従った
不活性化プロセスであって、酸化窒化シリコンの前記第
1の層は3000オングストロームに等しい厚さを有し、酸
化シリコンの前記第2の層は10000 オングストロームに
等しい厚さを有し、酸化窒化シリコンの前記第3の層は
5000オングストロームに等しい厚さを有する不活性化プ
ロセス。
4. A passivation process according to claim 1, wherein said first layer of silicon oxynitride has a thickness equal to 3000 Å and said passivation process comprises The second layer has a thickness equal to 10,000 Angstroms, and the third layer of silicon oxynitride is
Passivation process with a thickness equal to 5000 Angstroms.
【請求項5】 多重レベル金属化(メタライゼーショ
ン)を含む、シリコン高速アクセス電気的プログラム可
能不揮発性メモリ又はフラッシュEPROMデバイスを
製造するプロセスであって、デバイス・パッケージング
・プロセスを含み、前述の請求項1−4のいずれかに従
った不活性化プロセスが提供されるプロセス。
5. A process for fabricating a silicon fast access electrically programmable non-volatile memory or flash EPROM device including multi-level metallization (metallization), comprising a device packaging process, wherein the process comprises: A process wherein a passivation process according to any of paragraphs 1-4 is provided.
【請求項6】 請求項5に従ってフラッシュEPROM
デバイスを製造するプロセスであって、前記デバイスは
2つの金属化レベルを提供するプロセス。
6. A flash EPROM according to claim 5,
A process for manufacturing a device, wherein the device provides two levels of metallization.
【請求項7】 請求項5又は6に従ってフラッシュEP
ROMデバイスを製造するプロセスであって、前記デバ
イス・パッケージング・プロセスにおいてPLCC型の
パッケージが製造されるプロセス。
7. A flash EP according to claim 5 or claim 6.
A process for manufacturing a ROM device, wherein a PLCC type package is manufactured in the device packaging process.
【請求項8】 前述の請求項1−4又は5−7に従って
それぞれ実質的に、説明され記述されたように、シリコ
ン電気的デバイスを不活性化するプロセス、及びシリコ
ン・フラッシュEPROMデバイスを製造するプロセ
ス。
8. A process for passivating a silicon electrical device and manufacturing a silicon flash EPROM device substantially as described and described, respectively, according to the preceding claims 1-4 or 5-7. process.
JP10307778A 1997-09-24 1998-09-24 Improved passivation process for silicon devices, in particular flash eeprom memories Pending JPH11233511A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT97A000580 1997-03-14
ITRM970580 IT1295400B1 (en) 1997-09-24 1997-09-24 Protective overcoat formation for deactivating flash EPROM - comprises forming three layers of specified thickness, where first and third layers comprise silicon oxy:nitride and second layer comprises silicon oxide

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JPH11233511A true JPH11233511A (en) 1999-08-27

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IT (1) IT1295400B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9082704B2 (en) 2008-04-02 2015-07-14 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device and manufacturing method therefor

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US9082704B2 (en) 2008-04-02 2015-07-14 Renesas Electronics Corporation Semiconductor memory device and manufacturing method therefor

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IT1295400B1 (en) 1999-05-12
ITRM970580A1 (en) 1999-03-24

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