JPS59119733A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS59119733A JPS59119733A JP57232953A JP23295382A JPS59119733A JP S59119733 A JPS59119733 A JP S59119733A JP 57232953 A JP57232953 A JP 57232953A JP 23295382 A JP23295382 A JP 23295382A JP S59119733 A JPS59119733 A JP S59119733A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、高信頼性のパッシベーション膜を有する半
導体装置に関するもので、特に高耐圧のi+ワーデノぐ
イス等に適用されるものである。
導体装置に関するもので、特に高耐圧のi+ワーデノぐ
イス等に適用されるものである。
半導体素子の信頼性は、半導体表面の安定化に大きく依
存しているため、素子表面の安定化を目的として、種々
のパッシベーション膜が半導体装置表面に形成される。
存しているため、素子表面の安定化を目的として、種々
のパッシベーション膜が半導体装置表面に形成される。
特にプレーナ素子においては、ノクッシベーシコン膜と
して、シリコン基板にクリーンなC主としてアルカリイ
オンを含まない)酸化膜やこの酸化膜にリンガラス層(
PSG )、窒化膜(SiN )、アルミナ膜(At2
03)等を積層被覆したものが使用されている。
して、シリコン基板にクリーンなC主としてアルカリイ
オンを含まない)酸化膜やこの酸化膜にリンガラス層(
PSG )、窒化膜(SiN )、アルミナ膜(At2
03)等を積層被覆したものが使用されている。
上記のようなリンガラス膜、窒化膜或いはアルミナ膜等
の無機絶縁膜においてはイオン汚染種の拡散阻止能は大
きいが、CVD (ChemicalVapour D
epogision)法やスパッタリング法等の形成法
を用いるため、■無欠陥厚膜形成が困難であり、素子耐
圧が劣化しやすい、■膜中電荷密度が高く、素子耐圧の
劣化、コレクタ漏れ電流I。BOの増加、電流増幅率h
□の劣化等を招き易い、等の欠点を有している。
の無機絶縁膜においてはイオン汚染種の拡散阻止能は大
きいが、CVD (ChemicalVapour D
epogision)法やスパッタリング法等の形成法
を用いるため、■無欠陥厚膜形成が困難であり、素子耐
圧が劣化しやすい、■膜中電荷密度が高く、素子耐圧の
劣化、コレクタ漏れ電流I。BOの増加、電流増幅率h
□の劣化等を招き易い、等の欠点を有している。
また、高耐圧素子ではイオン汚染や外部電界の影響によ
る分極を極力避ける必要があシ、ノやッシベーション膜
中の電荷密度が高いことによる素子耐圧の劣化等の問題
は特に顕著な問題となるため、上記のような無機絶縁膜
は用いられない。
る分極を極力避ける必要があシ、ノやッシベーション膜
中の電荷密度が高いことによる素子耐圧の劣化等の問題
は特に顕著な問題となるため、上記のような無機絶縁膜
は用いられない。
現在、高耐圧素子用のパッジページ百ン膜としては翫厚
膜形成が可能なポリイミド膜や低融点ガラス膜或いは外
部電界の遮蔽効果の高い半絶縁性多結晶シリコン膜等が
用いられている。
膜形成が可能なポリイミド膜や低融点ガラス膜或いは外
部電界の遮蔽効果の高い半絶縁性多結晶シリコン膜等が
用いられている。
しかし、これらの膜はいずれも次のような欠点を有して
いる。すなわち、ポリイミド膜では、無欠陥厚膜形成が
可能であるが、有機樹脂特有の分極現象が大きいため外
部電界の影響を強く受は易く、且つ吸湿性が高いという
欠点がある。
いる。すなわち、ポリイミド膜では、無欠陥厚膜形成が
可能であるが、有機樹脂特有の分極現象が大きいため外
部電界の影響を強く受は易く、且つ吸湿性が高いという
欠点がある。
低融点ガラスでは、アルミニウム配線上への膜形成が困
難であると共にシリコンとの熱膨張係数の差が太きいた
め、クラックの発生を引き起こし易く歩留が低いという
問題がある。
難であると共にシリコンとの熱膨張係数の差が太きいた
め、クラックの発生を引き起こし易く歩留が低いという
問題がある。
また、半絶縁性ポリシリコン膜では、基板シリコンと直
接接触させて用いることによシ高い電界遮蔽効果を得ら
れるが、膜中の結晶欠陥(トラップ)密度が高いため基
板から大きな逆電流が流れ込むおそれがあると共に、形
成温度が約600℃以上と高いためアルミニウム電極配
線形成以前にしか膜形成を行なえないという制約がある
。
接接触させて用いることによシ高い電界遮蔽効果を得ら
れるが、膜中の結晶欠陥(トラップ)密度が高いため基
板から大きな逆電流が流れ込むおそれがあると共に、形
成温度が約600℃以上と高いためアルミニウム電極配
線形成以前にしか膜形成を行なえないという制約がある
。
本発明は上記のような点に鑑みなされたもので1汚染イ
オン種の高い拡散阻止能と、高い電界遮蔽効果を有し、
高信頼性、高耐圧の半導体装置を提供しようとするもの
である。
オン種の高い拡散阻止能と、高い電界遮蔽効果を有し、
高信頼性、高耐圧の半導体装置を提供しようとするもの
である。
すなわち、この発明に係る半導体装置では、所定の方法
によって半導体基板に素子を形成し、電極・配線を行っ
た後、CVD法によって、水素、窒素、酸素およびハロ
ダンのうち少なくとも1つを不純物として含んだアモル
ファスまたは多結晶のシリコンカーバイドを素子の保護
膜として被着するものである。上記のような膜を使用す
ると、上記膜が半絶縁性のため高い電界遮蔽効果を得ら
れると共に、膜中トラップ密度が極めて小さいために汚
染イオン種に対しては高い拡散阻止能を持たせることが
できる。
によって半導体基板に素子を形成し、電極・配線を行っ
た後、CVD法によって、水素、窒素、酸素およびハロ
ダンのうち少なくとも1つを不純物として含んだアモル
ファスまたは多結晶のシリコンカーバイドを素子の保護
膜として被着するものである。上記のような膜を使用す
ると、上記膜が半絶縁性のため高い電界遮蔽効果を得ら
れると共に、膜中トラップ密度が極めて小さいために汚
染イオン種に対しては高い拡散阻止能を持たせることが
できる。
以下図面を参照してこの発明の一実施例につき説明する
。第1図の断面図にはル−ナ型トランジスタの場合を示
す。まずN−オンN+シリコン基板11上に所定の方法
によってペース領域12とおよびガードリング領域13
を同時に形成した後、エミッタ領域14およびチャネル
カット領域15を形成する。
。第1図の断面図にはル−ナ型トランジスタの場合を示
す。まずN−オンN+シリコン基板11上に所定の方法
によってペース領域12とおよびガードリング領域13
を同時に形成した後、エミッタ領域14およびチャネル
カット領域15を形成する。
その後、シリコン基板11上のシリコン酸化膜16にお
けるコンタクトホールを介し所定の各領域と接続するア
ルミニウム電極・配線17を形成する。
けるコンタクトホールを介し所定の各領域と接続するア
ルミニウム電極・配線17を形成する。
次に放電周波数13.56 MHz 、真空度0.5t
Orr %温度350℃、出力400Wの条件のグラノ
W CVD法によって、SiXmYn(X=H:水素、
7 = ハ0グン元素、m 十n = 4 )とc3H
8(プロパン)と微量のN20(−酸化窒素)ガスとを
反応させ、窒素、酸素、水素およびハロゲンとを含ムア
モルファスシリコンカーバイト層1Bを保護膜として約
1.0μの膜厚で形成する。
Orr %温度350℃、出力400Wの条件のグラノ
W CVD法によって、SiXmYn(X=H:水素、
7 = ハ0グン元素、m 十n = 4 )とc3H
8(プロパン)と微量のN20(−酸化窒素)ガスとを
反応させ、窒素、酸素、水素およびハロゲンとを含ムア
モルファスシリコンカーバイト層1Bを保護膜として約
1.0μの膜厚で形成する。
コノ他、減圧CVD装置内でソースガストシテシランお
よびプロ/4’ンを用い800’C以上の高温で反応さ
せることによって多結晶シリコンヵ−バイト層を形成し
ても良い。この場合には、窒素、酸素を含む多結晶シリ
コンカーバイド層が形成される。
よびプロ/4’ンを用い800’C以上の高温で反応さ
せることによって多結晶シリコンヵ−バイト層を形成し
ても良い。この場合には、窒素、酸素を含む多結晶シリ
コンカーバイド層が形成される。
尚、下図にアモルファスシリコンカーバイト層、多結晶
シリコンカーバイド層を形成する場合のンースガスと添
加不純物源の一例を示しておく。
シリコンカーバイド層を形成する場合のンースガスと添
加不純物源の一例を示しておく。
ただし、多結晶シリコンカーバイドでは水素は殆んど膜
中に残らない。
中に残らない。
ここで、上記のようにアモルファスシリコンやシリコン
カーバイドに不純物を導入するのは、単にアモルファス
或いは多結晶のシリコンカーバイドを形成したのでは必
ず膜中に多くのトラップが発生するが、シリコンと結合
する不純物を濃度を制御しつつ導入することによってト
ラップの発生を抑制することができるためでおる。
カーバイドに不純物を導入するのは、単にアモルファス
或いは多結晶のシリコンカーバイドを形成したのでは必
ず膜中に多くのトラップが発生するが、シリコンと結合
する不純物を濃度を制御しつつ導入することによってト
ラップの発生を抑制することができるためでおる。
第2図はメサ型トランジスタにこの発明によるパッシベ
ーション膜を形成した場合を示したもので、N−オン鹸
シリコン基板11上に所定のペース層19およびエミッ
タ領域20を形成後、メサ溝2ノを設け、前述と同様の
方法によってメサ溝21内に窒素、酸素、水素、ノ・ロ
ケ゛ンの少なくともいずれかを含むアモルファスシリコ
ンカーバイド層22を被着する。引き続きシリコン酸化
膜16のコンタクトホールを介し、所定の電極・配線層
17を形成踵素子形成を終了する。その後、メサ溝21
には放電防止のため無機系或いはエポキシ等の有機系厚
膜絶縁膜23を形成する。
ーション膜を形成した場合を示したもので、N−オン鹸
シリコン基板11上に所定のペース層19およびエミッ
タ領域20を形成後、メサ溝2ノを設け、前述と同様の
方法によってメサ溝21内に窒素、酸素、水素、ノ・ロ
ケ゛ンの少なくともいずれかを含むアモルファスシリコ
ンカーバイド層22を被着する。引き続きシリコン酸化
膜16のコンタクトホールを介し、所定の電極・配線層
17を形成踵素子形成を終了する。その後、メサ溝21
には放電防止のため無機系或いはエポキシ等の有機系厚
膜絶縁膜23を形成する。
第3図には、従来のPSG膜、SiN膜或いはポリイミ
ド膜を79ツシペーシ目ン膜として有するNPN型トラ
ンジスタと、この発明によるアモルファスシリコンカー
バイド層 ン膜として有するNPN W )ランジスタとに、ペー
ス・コレクタ電圧vcB=600v1温度150℃に設
定するB T (Bias Temperature)
試験を500時間に渡って行った後のコレクタ漏れ電流
IcB0を示す。この図で明らかなように、本発明によ
るA?ッシベーション膜を有するものではBT試験によ
っても殆んど工CBOの増加が認められない。このよう
な効果は、アモルファスシリコンカーバイド膜がNa
、H2Oに対して高い不純物拡散阻止能を有するためと
推定できる。
ド膜を79ツシペーシ目ン膜として有するNPN型トラ
ンジスタと、この発明によるアモルファスシリコンカー
バイド層 ン膜として有するNPN W )ランジスタとに、ペー
ス・コレクタ電圧vcB=600v1温度150℃に設
定するB T (Bias Temperature)
試験を500時間に渡って行った後のコレクタ漏れ電流
IcB0を示す。この図で明らかなように、本発明によ
るA?ッシベーション膜を有するものではBT試験によ
っても殆んど工CBOの増加が認められない。このよう
な効果は、アモルファスシリコンカーバイド膜がNa
、H2Oに対して高い不純物拡散阻止能を有するためと
推定できる。
第4図にはN&とH2O(水)およびD20(重水)を
チップ表面に故意に導入する処理した後におけるチップ
表面に形成された膜厚的2500Xの保護膜中のNa
(ナトリウム)およびD(重水素)の深さ方向の分布を
IMA (Ion Micr。
チップ表面に故意に導入する処理した後におけるチップ
表面に形成された膜厚的2500Xの保護膜中のNa
(ナトリウム)およびD(重水素)の深さ方向の分布を
IMA (Ion Micr。
Analyzer)によって分布した結果を示したもの
である。
である。
すなわち、順に曲線A、A’、B、Cは、それぞれアモ
ルファスシリコンカーバイト層中のナトリウム分布、ア
モルファスシリコン膜中の重水素分布、PSG膜中の重
水素分布、シリコン酸化膜中の六ト、すζつ4分布であ
シ、この図から明らかなように例えばシリコン酸化膜で
は、シリコン結晶との界面付近にナトリウムが集中して
分布するのに対し、アモルファスシリコンカー・々イド
膜では表面付近の約300X付近までにしか拡散してい
ないことがわかる。
ルファスシリコンカーバイト層中のナトリウム分布、ア
モルファスシリコン膜中の重水素分布、PSG膜中の重
水素分布、シリコン酸化膜中の六ト、すζつ4分布であ
シ、この図から明らかなように例えばシリコン酸化膜で
は、シリコン結晶との界面付近にナトリウムが集中して
分布するのに対し、アモルファスシリコンカー・々イド
膜では表面付近の約300X付近までにしか拡散してい
ないことがわかる。
尚、多結晶シリコンカーバイド膜でも上記と殆んど同一
の試験結果が得られる。
の試験結果が得られる。
−**、勿Wa、アモルファスシリコンカーバイド層リ
コン 性であるため高い電界遮蔽効果を有している。
コン 性であるため高い電界遮蔽効果を有している。
さらに、アモルファスシリコンカーバイド膜は低温(お
よそ350℃)で形成できるため、アルミニウム等によ
る電極・配線層を形成した後の形成が可能である。
よそ350℃)で形成できるため、アルミニウム等によ
る電極・配線層を形成した後の形成が可能である。
以上のようにこの発明によれば、不純物組成として窒素
、酸素、水素、ノ・ロダン元素の少なくともいずれかを
含むそれぞれアモルファスシリコンカーバイド層或いは
多結晶シリコンカーバイド層を保護膜として形成するこ
とによシ、汚染イオン種に対する高い拡散阻止能と高い
電界遮蔽効果を有する高信頼性、高耐圧の半導体装置を
提供できる。
、酸素、水素、ノ・ロダン元素の少なくともいずれかを
含むそれぞれアモルファスシリコンカーバイド層或いは
多結晶シリコンカーバイド層を保護膜として形成するこ
とによシ、汚染イオン種に対する高い拡散阻止能と高い
電界遮蔽効果を有する高信頼性、高耐圧の半導体装置を
提供できる。
第1図はこの発明の一実施例に係る半導体装Mを示す図
、第2図はこの発明の他の実施例を示す図、第3図はB
T試験後のコレクタ漏れ電流を示す図、第4図は保護膜
中のNaおよびD(重水素)の分布を示す図である。 11・・・N十オンN−シリコンM板、16・・・シリ
コン酸化膜、I7・・・電極・配線層、I8・・・アモ
ルファスシリコンカーバイド層、21・・・メサ溝、2
2・・・アモルファスシリコンカーバイト層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 R 第2図 Ic5o(7iA) 第4図
、第2図はこの発明の他の実施例を示す図、第3図はB
T試験後のコレクタ漏れ電流を示す図、第4図は保護膜
中のNaおよびD(重水素)の分布を示す図である。 11・・・N十オンN−シリコンM板、16・・・シリ
コン酸化膜、I7・・・電極・配線層、I8・・・アモ
ルファスシリコンカーバイド層、21・・・メサ溝、2
2・・・アモルファスシリコンカーバイト層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 R 第2図 Ic5o(7iA) 第4図
Claims (5)
- (1)所定の素子領域が形成された半導体基板と、この
半導体基板上に形成された絶縁膜および電極・配線層お
よび保護膜とを備えた半導体装置において、上記保護膜
は、不純物を含むアモルファスまたは多結晶のシリコン
カーバイドよシ成ることを特徴とする半導体装置。 - (2)上記保護膜としてのアモルファスまたは多結晶シ
リコンカーバイドが不純物として水素、窒素、酸素およ
びハロゲンのうち少なくとも一種以上を含んでおシ、上
記不純物のシリコンに対する組成比が、この不純物とシ
リコンとが形成する化合物の化学量論組成の# 1/1
0以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の半導体装置。 - (3)上記保護膜が半導体基板に直接被着されているこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第2項いずれ
か記載の半導体装置。 - (4)上記保護膜が絶縁膜、電極・配線層を介して半導
体基板上に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項乃至第2項いずれか記載の半導体装置。 - (5)上記保護膜上に絶縁膜が積層被着されていること
を特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれか
記載の半導体装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57232953A JPS59119733A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 半導体装置 |
GB08333893A GB2132817B (en) | 1982-12-24 | 1983-12-20 | Semiconductor device and process of producing the same |
DE19833346803 DE3346803A1 (de) | 1982-12-24 | 1983-12-23 | Halbleitervorrichtung und verfahren zu dessen herstellung |
US06/758,854 US4647472A (en) | 1982-12-24 | 1985-07-26 | Process of producing a semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57232953A JPS59119733A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59119733A true JPS59119733A (ja) | 1984-07-11 |
JPH0416938B2 JPH0416938B2 (ja) | 1992-03-25 |
Family
ID=16947446
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57232953A Granted JPS59119733A (ja) | 1982-12-24 | 1982-12-24 | 半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4647472A (ja) |
JP (1) | JPS59119733A (ja) |
DE (1) | DE3346803A1 (ja) |
GB (1) | GB2132817B (ja) |
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---|---|---|---|---|
JPS6068621A (ja) * | 1983-09-26 | 1985-04-19 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
US4842888A (en) * | 1988-04-07 | 1989-06-27 | Dow Corning Corporation | Ceramic coatings from the pyrolysis in ammonia of mixtures of silicate esters and other metal oxide precursors |
JPH01283838A (ja) * | 1988-05-10 | 1989-11-15 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US4981071A (en) * | 1988-11-03 | 1991-01-01 | Leybold Aktiengesellschaft | Machine element with coating |
US5011706A (en) * | 1989-04-12 | 1991-04-30 | Dow Corning Corporation | Method of forming coatings containing amorphous silicon carbide |
US5198298A (en) * | 1989-10-24 | 1993-03-30 | Advanced Micro Devices, Inc. | Etch stop layer using polymers |
US5010355A (en) * | 1989-12-26 | 1991-04-23 | Xerox Corporation | Ink jet printhead having ionic passivation of electrical circuitry |
US5313094A (en) * | 1992-01-28 | 1994-05-17 | International Business Machines Corportion | Thermal dissipation of integrated circuits using diamond paths |
US5438023A (en) * | 1994-03-11 | 1995-08-01 | Ramtron International Corporation | Passivation method and structure for a ferroelectric integrated circuit using hard ceramic materials or the like |
DE4428524A1 (de) * | 1994-08-11 | 1997-12-04 | Eupec Gmbh & Co Kg | Halbleiterbauelement mit Passivierungsschicht |
US5818071A (en) * | 1995-02-02 | 1998-10-06 | Dow Corning Corporation | Silicon carbide metal diffusion barrier layer |
DE19507130C2 (de) * | 1995-03-01 | 1997-08-21 | Daimler Benz Ag | Passivierung von SiC-Bauelementen |
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US5755759A (en) * | 1996-03-14 | 1998-05-26 | Eic Laboratories, Inc. | Biomedical device with a protective overlayer |
US5902131A (en) * | 1997-05-09 | 1999-05-11 | Ramtron International Corporation | Dual-level metalization method for integrated circuit ferroelectric devices |
US5926740A (en) * | 1997-10-27 | 1999-07-20 | Micron Technology, Inc. | Graded anti-reflective coating for IC lithography |
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US10204732B2 (en) | 2015-10-23 | 2019-02-12 | Analog Devices Global | Dielectric stack, an isolator device and method of forming an isolator device |
US9941565B2 (en) | 2015-10-23 | 2018-04-10 | Analog Devices Global | Isolator and method of forming an isolator |
DE102017103620B4 (de) | 2017-02-22 | 2022-01-05 | Infineon Technologies Ag | Halbleitervorrichtung, Mikrofon und Verfahren zum Bilden einer Halbleitervorrichtung |
Citations (1)
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GB1211354A (en) * | 1966-12-01 | 1970-11-04 | Gen Electric | Improvements relating to passivated semiconductor devices |
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-
1982
- 1982-12-24 JP JP57232953A patent/JPS59119733A/ja active Granted
-
1983
- 1983-12-20 GB GB08333893A patent/GB2132817B/en not_active Expired
- 1983-12-23 DE DE19833346803 patent/DE3346803A1/de active Granted
-
1985
- 1985-07-26 US US06/758,854 patent/US4647472A/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5840831A (ja) * | 1982-08-13 | 1983-03-09 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB8333893D0 (en) | 1984-02-01 |
DE3346803C2 (ja) | 1991-08-29 |
JPH0416938B2 (ja) | 1992-03-25 |
GB2132817A (en) | 1984-07-11 |
US4647472A (en) | 1987-03-03 |
GB2132817B (en) | 1987-04-29 |
DE3346803A1 (de) | 1984-07-05 |
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