JPS60126839A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS60126839A JPS60126839A JP23535583A JP23535583A JPS60126839A JP S60126839 A JPS60126839 A JP S60126839A JP 23535583 A JP23535583 A JP 23535583A JP 23535583 A JP23535583 A JP 23535583A JP S60126839 A JPS60126839 A JP S60126839A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- stress
- insulating layer
- semiconductor device
- protective films
- Prior art date
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/28—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection
- H01L23/31—Encapsulations, e.g. encapsulating layers, coatings, e.g. for protection characterised by the arrangement or shape
- H01L23/3157—Partial encapsulation or coating
- H01L23/3192—Multilayer coating
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Formation Of Insulating Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
２種類以上の表面保護膜を有する一般的な半導体装置の
断面を図に示す。従来の表面保護膜を有する半導体装置
では、半導体基板１・基板上の絶縁層２および表面保護
膜３． ４．５の各層の線膨張係数が互いに異なること
から・大きな熱応力が半導体基板１０表面に発生し・例
えばリーク電流の増加などに代表される半導体装置の電
気的特性の劣化が起る。
断面を図に示す。従来の表面保護膜を有する半導体装置
では、半導体基板１・基板上の絶縁層２および表面保護
膜３． ４．５の各層の線膨張係数が互いに異なること
から・大きな熱応力が半導体基板１０表面に発生し・例
えばリーク電流の増加などに代表される半導体装置の電
気的特性の劣化が起る。
一方、半導体基板と・その上に形成された半導体基板と
ｌ・１＠膨張係数の異なる第２Ｎ１の間に生じる熱応力
をめる簡単な式は従来から得られている。また、半導体
基板と１種類の表面保護膜およびその中間に形成した絶
縁層よりなる半導体装置において発生する熱応力をめる
簡単な式も得られている。かかる場合と同様に、半導体
装置を真直ばりと仮定して・半導体基板１，２種類以上
の表面保護膜３，４． ５およびその中間に形成した絶
縁層２よりなる半導体装置にお込で半導体基板表面に発
生する応力がめられる。即ち、半導体基板１ 、 ｉｌ
！！縁層２縁上２２種類以上の表面保護膜３．４．５の
各層の力がつり合う条件および互−にとなり合う層のそ
れぞれの変形量が両層の界面で同じ条件から・半導体表
面に発生する応力らｓを表わす次の（１）式が得られる
。
ｌ・１＠膨張係数の異なる第２Ｎ１の間に生じる熱応力
をめる簡単な式は従来から得られている。また、半導体
基板と１種類の表面保護膜およびその中間に形成した絶
縁層よりなる半導体装置において発生する熱応力をめる
簡単な式も得られている。かかる場合と同様に、半導体
装置を真直ばりと仮定して・半導体基板１，２種類以上
の表面保護膜３，４． ５およびその中間に形成した絶
縁層２よりなる半導体装置にお込で半導体基板表面に発
生する応力がめられる。即ち、半導体基板１ 、 ｉｌ
！！縁層２縁上２２種類以上の表面保護膜３．４．５の
各層の力がつり合う条件および互−にとなり合う層のそ
れぞれの変形量が両層の界面で同じ条件から・半導体表
面に発生する応力らｓを表わす次の（１）式が得られる
。
６Ｓ二半導体基叛表面に発生する曲り応力６１：絶縁層
の膜応力 ６ｐ６）：表面保護膜０）の膜応力 ｈｓ：半導半導体基原さ ｈｌ：絶縁層の厚さ ｈｐｃｉ）：表面保護膜０）の厚さ ・Ｓ：半導体基板の線膨張係数Ｃ℃−”）αｉ：絶縁層
の線膨張係数（ｒｌ） α間）二表面保護膜０）の線膨張係数 Ｅｉ：絶縁層の室温でのヤング率 Ｅ頭）”表面保護膜（ｉ）の室温でのヤング率Ｔｉ：絶
縁層の形成温度□□□ Ｔｐ（ｊ）”表面保護膜の形成温度（わここで表面保護
膜０）は絶縁層からｊ番目の表面保護膜であるとしてい
る。
の膜応力 ６ｐ６）：表面保護膜０）の膜応力 ｈｓ：半導半導体基原さ ｈｌ：絶縁層の厚さ ｈｐｃｉ）：表面保護膜０）の厚さ ・Ｓ：半導体基板の線膨張係数Ｃ℃−”）αｉ：絶縁層
の線膨張係数（ｒｌ） α間）二表面保護膜０）の線膨張係数 Ｅｉ：絶縁層の室温でのヤング率 Ｅ頭）”表面保護膜（ｉ）の室温でのヤング率Ｔｉ：絶
縁層の形成温度□□□ Ｔｐ（ｊ）”表面保護膜の形成温度（わここで表面保護
膜０）は絶縁層からｊ番目の表面保護膜であるとしてい
る。
（１）式から１図に示した半導体基板１．２種類以上の
表面保護膜３，４．５およびその中間に形成した絶縁層
２を有する半導体装置におりて・その半導体基板表面に
発生する応力は、（１）式右辺の第１項によって表わさ
れる絶縁層２により発生する応力と、第２項によ−て表
わされる各表面保護膜（ｊ）により発生する応力の総和
との和で示されることが判る。
表面保護膜３，４．５およびその中間に形成した絶縁層
２を有する半導体装置におりて・その半導体基板表面に
発生する応力は、（１）式右辺の第１項によって表わさ
れる絶縁層２により発生する応力と、第２項によ−て表
わされる各表面保護膜（ｊ）により発生する応力の総和
との和で示されることが判る。
例えば・半導体基板１がシリコン基板の場合において、
絶縁層２が一般的な熱酸化膜、２種類の表面保護膜がそ
れぞれ一般的なＬＶＤ酸化膜３、プラズマ窒化膜４の２
層膜の場合を考えると、プラズマ窒化膜４の膜応力ｔＩ
ｉ−１〜−８×１０ｄｙｎｅ／ Ｃａであり、熱酸化膜
２の膜応力６〜８×１゜ｄｙｎθ／ｃｒ！ 、 ＯＶ
Ｄ酸化膜３の膜応力２〜４×１０８ｄｙｎｅ、４Ｊに較
べて１桁程度犬きＩ／′１ｏここで応力が正の場合は引
張応力、負の場合は圧縮応力を示す。
絶縁層２が一般的な熱酸化膜、２種類の表面保護膜がそ
れぞれ一般的なＬＶＤ酸化膜３、プラズマ窒化膜４の２
層膜の場合を考えると、プラズマ窒化膜４の膜応力ｔＩ
ｉ−１〜−８×１０ｄｙｎｅ／ Ｃａであり、熱酸化膜
２の膜応力６〜８×１゜ｄｙｎθ／ｃｒ！ 、 ＯＶ
Ｄ酸化膜３の膜応力２〜４×１０８ｄｙｎｅ、４Ｊに較
べて１桁程度犬きＩ／′１ｏここで応力が正の場合は引
張応力、負の場合は圧縮応力を示す。
また一般に絶縁層２に較べて表面保護膜のほうが厚く、
例えば半導体基板１、熱酸化膜２．０ＶＤ酸化膜３．プ
ラズマ窒化膜４の厚さをそれぞれ３００ｐｍ、０．３ａ
ｍ、０，６ｔｔｍ、１ μｍとすると、半導体基板表面
に発生する応力６ｓｔｑプラズマ窒化膜４による応力が
支配的となり・この例の場合ｑ１〜ａ ｘ １ｏ ｄｙ
ｎｅ／ｉの大きさに’＆、Ｌ。
例えば半導体基板１、熱酸化膜２．０ＶＤ酸化膜３．プ
ラズマ窒化膜４の厚さをそれぞれ３００ｐｍ、０．３ａ
ｍ、０，６ｔｔｍ、１ μｍとすると、半導体基板表面
に発生する応力６ｓｔｑプラズマ窒化膜４による応力が
支配的となり・この例の場合ｑ１〜ａ ｘ １ｏ ｄｙ
ｎｅ／ｉの大きさに’＆、Ｌ。
発明の目的
本発明は、半導体基板と２種類以上の表面保護膜の間に
１表面保護膜形成によって生じる熱応力を相殺する膜厚
の絶縁膜を形成することにより半導体基板表面に発生す
る応力をなくし・半導体装置の電気的諸特性を犬きぐ改
善することを目的とする。
１表面保護膜形成によって生じる熱応力を相殺する膜厚
の絶縁膜を形成することにより半導体基板表面に発生す
る応力をなくし・半導体装置の電気的諸特性を犬きぐ改
善することを目的とする。
発明の構成
本発明の半導体装置は、半導体基板と２種類以上の表面
保護膜および保護膜と基板の中間形成した絶縁層よりな
り、前記表面保護膜に発生するそれぞれの膜応力と膜厚
の積の総和と、前記絶縁層に発生する膜応力と膜厚の積
の符号が互層に異なり、かつ両者の大きさがほぼ等し込
ことを特徴とする。
保護膜および保護膜と基板の中間形成した絶縁層よりな
り、前記表面保護膜に発生するそれぞれの膜応力と膜厚
の積の総和と、前記絶縁層に発生する膜応力と膜厚の積
の符号が互層に異なり、かつ両者の大きさがほぼ等し込
ことを特徴とする。
実施例の説明。
本発明の一実施例にかかる半導体装置につ（へて図と（
１）式を用いて説明する。
１）式を用いて説明する。
半導体装置におりて半導体基板表面に発生する応力６ｓ
をゼロに近くすれば、電気的諸特性が犬きく改善される
０かかる条件は（１）式の左辺をゼロに置き換えれば得
られる。即ち・ ｈ１６ｚ−２（ｈｐ□）・４ｐ６） ） 由゛°°由
（２）コ を得る。この式は、表面保護膜に発生するそれぞれの膜
応力と膜厚の積の総和と絶縁層に発生する膜応力と膜厚
の積の符号が互いに異なり、かつ両者の大きさがほぼ等
し層時に、半導体基板表面に発生する応力６ｓがゼロに
なることを示して論る。
をゼロに近くすれば、電気的諸特性が犬きく改善される
０かかる条件は（１）式の左辺をゼロに置き換えれば得
られる。即ち・ ｈ１６ｚ−２（ｈｐ□）・４ｐ６） ） 由゛°°由
（２）コ を得る。この式は、表面保護膜に発生するそれぞれの膜
応力と膜厚の積の総和と絶縁層に発生する膜応力と膜厚
の積の符号が互いに異なり、かつ両者の大きさがほぼ等
し層時に、半導体基板表面に発生する応力６ｓがゼロに
なることを示して論る。
例えば、半導体基板１がシリコン基板の場合において、
絶縁層２が膜応力８×１０（１７ｎ ｅ／ Ｃａの一般
的な値をもつ熱酸化膜、表面保護膜が膜応力ａ ｘ １
ｏ ｄｙｎｅ／ｃｄのＣｊ”ｌＤ酸化膜３と％膜応カ゛
−４Ｘ １ 、ｏ ｄｙｎｅ／ ｃｔ／ｌのプラズマ窒
化膜４である場合について説明する。
絶縁層２が膜応力８×１０（１７ｎ ｅ／ Ｃａの一般
的な値をもつ熱酸化膜、表面保護膜が膜応力ａ ｘ １
ｏ ｄｙｎｅ／ｃｄのＣｊ”ｌＤ酸化膜３と％膜応カ゛
−４Ｘ １ 、ｏ ｄｙｎｅ／ ｃｔ／ｌのプラズマ窒
化膜４である場合について説明する。
プラズマ窒化膜４の膜厚を一般的な０．８μｍ、熱酸化
膜２の膜厚を０．５μｍとすると、牛導体基＃ｉ１の表
面の応力をなくすには、（２）式からＣｖＤ酸化膜３の
膜厚を７μｍ程度にすればよ−。
膜２の膜厚を０．５μｍとすると、牛導体基＃ｉ１の表
面の応力をなくすには、（２）式からＣｖＤ酸化膜３の
膜厚を７μｍ程度にすればよ−。
発明の効果
以上のように本発明は、半導体基板と２種類以上の表面
保護膜およびその中間に形成した絶縁層よシなる半導体
装置において、前記表面保護膜に発生するそれぞれの膜
応力と膜厚の積の総和と。
保護膜およびその中間に形成した絶縁層よシなる半導体
装置において、前記表面保護膜に発生するそれぞれの膜
応力と膜厚の積の総和と。
前記絶縁層に発生する膜応力と膜厚の積の符号が互いに
異なり、かつ両者の符号をほぼ等しいものとすることに
よシ、半導体基叛表面に発生する応力をなくし・半導体
装置の電気的諸巷性を大きく改善する。同時に半導体装
置の反りがなくなることにより、反りによって生じる半
導体装置製作上の問題点が解決できる。
異なり、かつ両者の符号をほぼ等しいものとすることに
よシ、半導体基叛表面に発生する応力をなくし・半導体
装置の電気的諸巷性を大きく改善する。同時に半導体装
置の反りがなくなることにより、反りによって生じる半
導体装置製作上の問題点が解決できる。
図は２種類以上の絶縁膜を有する一般的な半導体装置の
要部断面図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・絶縁層・３
・・・・・・絶縁層のすぐ上に形成された表面保護膜、
４・・・・・・３の上に形成された表面保護膜。
要部断面図である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・絶縁層・３
・・・・・・絶縁層のすぐ上に形成された表面保護膜、
４・・・・・・３の上に形成された表面保護膜。
Claims (1)
- 半導体基板と２種類以上の表面保護膜及び前記保護膜と
基鈑中間に形成した絶縁層を有し、前記表面保護膜に発
生するそれぞれの膜応力と膜厚の一積の総和と、前記絶
縁層に発生する膜応力と膜厚の積の符号が互いに異なり
、かつ両者の大きさがほぼ等しいことを特徴とする半導
体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23535583A JPS60126839A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23535583A JPS60126839A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60126839A true JPS60126839A (ja) | 1985-07-06 |
Family
ID=16984859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23535583A Pending JPS60126839A (ja) | 1983-12-13 | 1983-12-13 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60126839A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395674A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63245607A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | 株式会社クボタ | 水田用作業車 |
| JPH0193117A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Nec Corp | 膜の製造方法 |
| JPH01200268A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-11 | Minolta Camera Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPH03219506A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 超伝導薄膜の堆積方法 |
| WO1998052235A1 (fr) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element dielectrique a film mince et procede de fabrication de cet element |
-
1983
- 1983-12-13 JP JP23535583A patent/JPS60126839A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6395674A (ja) * | 1986-10-13 | 1988-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63245607A (ja) * | 1987-03-31 | 1988-10-12 | 株式会社クボタ | 水田用作業車 |
| JPH0193117A (ja) * | 1987-10-05 | 1989-04-12 | Nec Corp | 膜の製造方法 |
| JPH061768B2 (ja) * | 1987-10-05 | 1994-01-05 | 日本電気株式会社 | 膜の製造方法 |
| JPH01200268A (ja) * | 1988-02-04 | 1989-08-11 | Minolta Camera Co Ltd | 電子写真用感光体 |
| JPH03219506A (ja) * | 1990-01-25 | 1991-09-26 | Agency Of Ind Science & Technol | 超伝導薄膜の堆積方法 |
| WO1998052235A1 (fr) * | 1997-05-13 | 1998-11-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Element dielectrique a film mince et procede de fabrication de cet element |
| US6376889B1 (en) | 1997-05-13 | 2002-04-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Dielectric thin film element and process for manufacturing the same |
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