JPS62174927A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS62174927A JPS62174927A JP61017115A JP1711586A JPS62174927A JP S62174927 A JPS62174927 A JP S62174927A JP 61017115 A JP61017115 A JP 61017115A JP 1711586 A JP1711586 A JP 1711586A JP S62174927 A JPS62174927 A JP S62174927A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置に関し、特に信頼性高きパッシベー
ション膜を備えた半導体装置の構造に関する。
ション膜を備えた半導体装置の構造に関する。
（従来の技術）
半導体装置のパッシベーション膜には、通常、二酸化シ
リコン（Ｓｉｎ、） 、窒化シリコン（Ｓｔ、Ｎ、）ま
たは燐硅酸ガラス（ＰＳＧ）などが用いられるが、信頼
性を重んする場合にはシリコン窒化膜が多用される。従
来、このシリコン窒化膜はモノシラン（ＳｉＨ４）とア
ンモニア（ＮＨｓ ）または窒素（Ｎ、）を混合ガスと
する低温プラズマ化学気相成長法によって形成される。
リコン（Ｓｉｎ、） 、窒化シリコン（Ｓｔ、Ｎ、）ま
たは燐硅酸ガラス（ＰＳＧ）などが用いられるが、信頼
性を重んする場合にはシリコン窒化膜が多用される。従
来、このシリコン窒化膜はモノシラン（ＳｉＨ４）とア
ンモニア（ＮＨｓ ）または窒素（Ｎ、）を混合ガスと
する低温プラズマ化学気相成長法によって形成される。
すなわち、これらのガスを低温（２００〜３５０℃）、
低圧（１０から１トール以下）の下で反応させた場合の
堆積膜が通常用いられる。
低圧（１０から１トール以下）の下で反応させた場合の
堆積膜が通常用いられる。
（発明が解決しようとする問題点）
このシリコン窒化膜は８００℃以上の高温で成長した場
合に比べ厚膜が得られしかもクラックの発生が少ないな
どの利点をもつが、他方には主成分のシリコン（Ｓｉ）
および窒素（Ｎ、）の他にこルらと水素とがそれぞれ結
合した（Ｓｉ−Ｈ）および（Ｎ−Ｈ）を膜内に含み不安
定な組成を形成しているので、堆積中およびその後のア
ロイ、組立またはアニールの諸工程における高温処理（
４５０〜５００℃）で水素を放出し半導体素子の特性を
劣化せしめる欠点も併せ有している。このことは半導体
素子がＭＯＳ形の電界効果トランジスタの場合特に大き
な影響を受け、例えば、１９８１年１月刊トクンザクシ
嘗ン エレクトン デバイ七ス行の学術雑
誌、（”’Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｖｏｌ、ＥＤ−２８、Ｎｏ、 １）
Ｊ記載の論文［Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ晰イジ インスタ
ビリテイ イン モス ｘｙ４−ｆイ デエー
ツーＶｏｌｔａｇｅ Ｉｎ５ｔａｂｉｌｉｔｙ
ｘｎＭＯ８−ＦＥＴ ｄｕｅ ｔ。
合に比べ厚膜が得られしかもクラックの発生が少ないな
どの利点をもつが、他方には主成分のシリコン（Ｓｉ）
および窒素（Ｎ、）の他にこルらと水素とがそれぞれ結
合した（Ｓｉ−Ｈ）および（Ｎ−Ｈ）を膜内に含み不安
定な組成を形成しているので、堆積中およびその後のア
ロイ、組立またはアニールの諸工程における高温処理（
４５０〜５００℃）で水素を放出し半導体素子の特性を
劣化せしめる欠点も併せ有している。このことは半導体
素子がＭＯＳ形の電界効果トランジスタの場合特に大き
な影響を受け、例えば、１９８１年１月刊トクンザクシ
嘗ン エレクトン デバイ七ス行の学術雑
誌、（”’Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ
Ｄｅｖｉｃｅｓ（Ｖｏｌ、ＥＤ−２８、Ｎｏ、 １）
Ｊ記載の論文［Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ晰イジ インスタ
ビリテイ イン モス ｘｙ４−ｆイ デエー
ツーＶｏｌｔａｇｅ Ｉｎ５ｔａｂｉｌｉｔｙ
ｘｎＭＯ８−ＦＥＴ ｄｕｅ ｔ。
チャンネル ホット ホール エミッタｌｌ？Ｃ
ｈａｎｎｅｌ Ｈｏｔ Ｈｏ１ｅ ＥｍｉｓｓｘｏｎＪ
が開示しているように、そのパッシベーション膜は動
作中のゲートしきい値電圧に異常変動を生ぜしめるよう
になる。
ｈａｎｎｅｌ Ｈｏｔ Ｈｏ１ｅ ＥｍｉｓｓｘｏｎＪ
が開示しているように、そのパッシベーション膜は動
作中のゲートしきい値電圧に異常変動を生ぜしめるよう
になる。
この水素放出による半導体装置の特性不安定の問題は最
近注目を浴びている弗素を含むシリコン窒化膜で置き換
えることによって一応解決される。
近注目を浴びている弗素を含むシリコン窒化膜で置き換
えることによって一応解決される。
すなわち、この弗素を含むシリコン窒化膜はそれ自身が
水素を放出することもなく、まだ、膜質が緻密で透過さ
せることもないのでシラン、アンモニアの混合ガス等か
ら形成されるシリコン窒化膜の上記欠点を解決し得る。
水素を放出することもなく、まだ、膜質が緻密で透過さ
せることもないのでシラン、アンモニアの混合ガス等か
ら形成されるシリコン窒化膜の上記欠点を解決し得る。
しかしながら、この弗素を含むシリコン窒化膜には他方
で水（Ｈ２Ｏ）との間に僅かではあるが反応をおこす性
質を持つので、これのみによるパッシベーション膜には
耐湿性の問題点が新らだに提起される。
で水（Ｈ２Ｏ）との間に僅かではあるが反応をおこす性
質を持つので、これのみによるパッシベーション膜には
耐湿性の問題点が新らだに提起される。
（発明の目的）
本発明の目的は、上記の状況に鑑み、堆積中およびその
後の高温処理工程において水素を放出することなく且つ
耐湿性のきわめて顕著なバッジベージ３ン膜を備える半
導体装置を提供することである。
後の高温処理工程において水素を放出することなく且つ
耐湿性のきわめて顕著なバッジベージ３ン膜を備える半
導体装置を提供することである。
（発明の構成）
本発明の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板
上に形成される半導体素子と、弗素を含むプラズマ化学
気相成長クリコン窒化膜およびシランとアンモニアまた
は窒素の混合ガスから形成されるプラズマ化学気相成長
シリコン窒化膜を下層および上層にそれぞれ堆積する２
層構造のパッシベーション膜とを備えることを含む。
上に形成される半導体素子と、弗素を含むプラズマ化学
気相成長クリコン窒化膜およびシランとアンモニアまた
は窒素の混合ガスから形成されるプラズマ化学気相成長
シリコン窒化膜を下層および上層にそれぞれ堆積する２
層構造のパッシベーション膜とを備えることを含む。
（問題点を解決するための手段）
すなわち、本発明によれば、パッシベーション膜は２層
構造とされ、半導体素子に近い下層には弗素を含むプラ
ズマ化学気相成長シリコン窒化膜が、また、上層にはシ
ラン、アンモニアまたは窒素を混合ガスとする通常のプ
ラズマ化学気相成長シリコン窒化膜がそれぞれ堆積され
形成される。
構造とされ、半導体素子に近い下層には弗素を含むプラ
ズマ化学気相成長シリコン窒化膜が、また、上層にはシ
ラン、アンモニアまたは窒素を混合ガスとする通常のプ
ラズマ化学気相成長シリコン窒化膜がそれぞれ堆積され
形成される。
この弗素を含む下層のシリコン窒化膜は、例えば、六フ
ッ化二ケイ素（ｓｉ、Ｆ’、 ）と窒素（Ｎ、）または
これに水素（Ｈ７）を混合したプラズマ化学気相成長法
によって形成される。これらの膜は膜内に水素を全く含
まないか或いは含んでいてもきわめて少量である他、弗
素がケイ素および窒素と強く結合した安定且つ緻密な膜
質に形成される。
ッ化二ケイ素（ｓｉ、Ｆ’、 ）と窒素（Ｎ、）または
これに水素（Ｈ７）を混合したプラズマ化学気相成長法
によって形成される。これらの膜は膜内に水素を全く含
まないか或いは含んでいてもきわめて少量である他、弗
素がケイ素および窒素と強く結合した安定且つ緻密な膜
質に形成される。
（作用）
従って、このパッシベーション膜は下層および上層の何
れの堆積工程においても半導体素子に水素を放出してこ
れを傷めることが少ない。すなわち、半導体素子は下層
が堆積されている間、水素を全く含まないか或いは含ん
でいるとしても極く少量の雰囲気内に曝されるに過ぎず
、また、上層を堆積する間の水素を含む雰囲気の素子へ
の浸透はこの下層によって阻止される。更にその後行な
わｎるアロイ、組立およびアニールなど４５０℃を超え
る高温処理工程に際しても下層は元々水素を含んでいな
いか或いは含んでいたとしても組成が安定していて水素
を大量には放出せず、また、その緻密な膜質は上層から
の放出水素の半導体素子への浸透を有効に阻止するので
、製造プロセスの如何なる段階においても、また、動作
中においても半導体素子内部への水素浸透量はきわめて
微量に制限さｎる。従って、従来のパッシベーション膜
の如く動作中にＭＯ８電界効果トランジスタのゲートし
きい値電圧を異常変動せしめる問題点は実質的に解決さ
ｎる。また、弗素を含む下層シリコン窒化膜の水との間
に若干生じる親、相性の問題は、１酎湿性のきわめて顕
著なシラン、アンモニアまたは窒素を混合ガスとして形
成された上層シリコン窒化膜によって完全に解決さ几る
。以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
れの堆積工程においても半導体素子に水素を放出してこ
れを傷めることが少ない。すなわち、半導体素子は下層
が堆積されている間、水素を全く含まないか或いは含ん
でいるとしても極く少量の雰囲気内に曝されるに過ぎず
、また、上層を堆積する間の水素を含む雰囲気の素子へ
の浸透はこの下層によって阻止される。更にその後行な
わｎるアロイ、組立およびアニールなど４５０℃を超え
る高温処理工程に際しても下層は元々水素を含んでいな
いか或いは含んでいたとしても組成が安定していて水素
を大量には放出せず、また、その緻密な膜質は上層から
の放出水素の半導体素子への浸透を有効に阻止するので
、製造プロセスの如何なる段階においても、また、動作
中においても半導体素子内部への水素浸透量はきわめて
微量に制限さｎる。従って、従来のパッシベーション膜
の如く動作中にＭＯ８電界効果トランジスタのゲートし
きい値電圧を異常変動せしめる問題点は実質的に解決さ
ｎる。また、弗素を含む下層シリコン窒化膜の水との間
に若干生じる親、相性の問題は、１酎湿性のきわめて顕
著なシラン、アンモニアまたは窒素を混合ガスとして形
成された上層シリコン窒化膜によって完全に解決さ几る
。以下図面を参照して本発明の詳細な説明する。
（実施例）
第１図は本発明をＭＯ８電界効果トランジスタに実施し
た場合の一実施例を示す断面構造図である。本実施例で
は、Ｐ形シリコン基板１と、厚膜のフィールド酸化膜２
と、ソースおよびドレインをそｎ、ｔ’れ形成するｎ
領域３および４と、ゲート絶縁膜５と、多結晶シリコン
ゲート電極６と、チャネル・ストッパーを形成するｐ
層７と、アルミ配線導体８および９と、酸化シリコン絶
縁膜１０と、下層および上層のパッシベーション膜をそ
れぞれ形成する異なる膜質のプラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜１１および１２とを含む。
た場合の一実施例を示す断面構造図である。本実施例で
は、Ｐ形シリコン基板１と、厚膜のフィールド酸化膜２
と、ソースおよびドレインをそｎ、ｔ’れ形成するｎ
領域３および４と、ゲート絶縁膜５と、多結晶シリコン
ゲート電極６と、チャネル・ストッパーを形成するｐ
層７と、アルミ配線導体８および９と、酸化シリコン絶
縁膜１０と、下層および上層のパッシベーション膜をそ
れぞれ形成する異なる膜質のプラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜１１および１２とを含む。
ここで、下層の弗素を宮むプラズマ化学気相成長シリコ
ン窒化膜１１の堆積には、例えば、六７ツ化二ケイ素（
ｓｉ２Ｆ’、 ）と窒素（Ｎ２）とをＲ，量比１：１２
で混合した圧力ｏ、ｓトールの混合ガスが使用さｎる。
ン窒化膜１１の堆積には、例えば、六７ツ化二ケイ素（
ｓｉ２Ｆ’、 ）と窒素（Ｎ２）とをＲ，量比１：１２
で混合した圧力ｏ、ｓトールの混合ガスが使用さｎる。
この混合ガスは反応室内に導かれウェハの酸化シリコン
絶縁膜１０上に気相成長膜を堆積させる。このとき使用
ざｎるプラズマ化高周波電力密度はＱ、 ６Ｗ／ｃｍ
、基板設定（ＡＸ度は３５０℃である。スペクトル分析
の結果によればこの気相成長膜１１には（Ｓｔ−Ｎ）結
合による吸収スペクトル分析わＡ、 （Ｓｉ−Ｆ）お
よび（Ｎ−Ｆ’）結合によるものは（Ｓ １−Ｎ）結合
による吸収スペクトルにかくされる。また、（Ｓｉ−Ｈ
）結合はなく （Ｎ−Ｈ）結合のみが見られる。従って
、この堆積膜は明らかに窒化シリコンから成る。更に、
オージェ寛子分光測定の結果を調べるとシリコン（Ｓｔ
）および窒素（Ｎ２）以外にも弗素（Ｆ）が存在しく
５ｔ−Ｎ）の結合をより強化するよう作用していること
が確認される。また、上層のシリコン蓋化膜１２はシラ
ン（ＳｉＨ，）とアンモニア（ＮＨ３） ｔたは窒素（
Ｎ２）を混合ガスとする従来公知のプラズマ化学気相成
長法により堆積されたものである。
絶縁膜１０上に気相成長膜を堆積させる。このとき使用
ざｎるプラズマ化高周波電力密度はＱ、 ６Ｗ／ｃｍ
、基板設定（ＡＸ度は３５０℃である。スペクトル分析
の結果によればこの気相成長膜１１には（Ｓｔ−Ｎ）結
合による吸収スペクトル分析わＡ、 （Ｓｉ−Ｆ）お
よび（Ｎ−Ｆ’）結合によるものは（Ｓ １−Ｎ）結合
による吸収スペクトルにかくされる。また、（Ｓｉ−Ｈ
）結合はなく （Ｎ−Ｈ）結合のみが見られる。従って
、この堆積膜は明らかに窒化シリコンから成る。更に、
オージェ寛子分光測定の結果を調べるとシリコン（Ｓｔ
）および窒素（Ｎ２）以外にも弗素（Ｆ）が存在しく
５ｔ−Ｎ）の結合をより強化するよう作用していること
が確認される。また、上層のシリコン蓋化膜１２はシラ
ン（ＳｉＨ，）とアンモニア（ＮＨ３） ｔたは窒素（
Ｎ２）を混合ガスとする従来公知のプラズマ化学気相成
長法により堆積されたものである。
ここで、これら２つのシリコン窒化Ｗｌｌおよび１２の
膜質を比較して見ると１．慎１１の主成分であるシリコ
ン原子は窒化原子、弗素原子またはシリコン原子と結合
して（Ｓｔ −Ｎ） 、 （Ｓｉ−Ｆ）または（Ｓｔ−
８ｉ）の各結合を形成しているが、他方の膜１２のシリ
コン原子は窒素原子、水素原子またはシリコン原子と結
合して（Ｓｔ −Ｎ） 、 （Ｓｔ−Ｈ）または（Ｓｔ
−３ｔ）の各結合を形成している。この場合、各結合の
結合エネルギを調べると（Ｓｉ−Ｎ）け３．２１ｅＶ、
（Ｓｔ−Ｆ）および（Ｓ ｉ −Ｈ）がそれぞれ５
．５７ｅＶオよび３．０６ｅＶ、また（Ｓｔ−８ｔ）は
３．１ｅＶである。すなわち、弗素を含む膜１１内のシ
リコン原子の結合エネルギは従来法の膜１２内における
シリコン原子の結合エネルギよりも大きく、熱的にきわ
めて安定した組成をもつ。この膜１１の性質は弗素を含
むものであれば製造方法の如何に関わらず共通しており
、例えば、前原の堆積手段のほかにもこれに水素（Ｆ２
）を添加した（ Ｓ ｔ２Ｆ。
膜質を比較して見ると１．慎１１の主成分であるシリコ
ン原子は窒化原子、弗素原子またはシリコン原子と結合
して（Ｓｔ −Ｎ） 、 （Ｓｉ−Ｆ）または（Ｓｔ−
８ｉ）の各結合を形成しているが、他方の膜１２のシリ
コン原子は窒素原子、水素原子またはシリコン原子と結
合して（Ｓｔ −Ｎ） 、 （Ｓｔ−Ｈ）または（Ｓｔ
−３ｔ）の各結合を形成している。この場合、各結合の
結合エネルギを調べると（Ｓｉ−Ｎ）け３．２１ｅＶ、
（Ｓｔ−Ｆ）および（Ｓ ｉ −Ｈ）がそれぞれ５
．５７ｅＶオよび３．０６ｅＶ、また（Ｓｔ−８ｔ）は
３．１ｅＶである。すなわち、弗素を含む膜１１内のシ
リコン原子の結合エネルギは従来法の膜１２内における
シリコン原子の結合エネルギよりも大きく、熱的にきわ
めて安定した組成をもつ。この膜１１の性質は弗素を含
むものであれば製造方法の如何に関わらず共通しており
、例えば、前原の堆積手段のほかにもこれに水素（Ｆ２
）を添加した（ Ｓ ｔ２Ｆ。
＋ Ｎ２ ＋ Ｈｚ）から成るガス系、塘たは四弗化ケ
イ素（ＳｉＦ、）を用いた（ Ｓ ｉ Ｆ４ ＋Ｎｚ）
或いは（Ｓｉｆｉ’４−１−Ｎ２＋Ｈ２）から成るガス
系、トリフルオロ７ラン（ＳｉＨＦ、）を用いた（Ｓｉ
ＨＦ、＋Ｎｚ ）或いは（ＳｉＨＦ。
イ素（ＳｉＦ、）を用いた（ Ｓ ｉ Ｆ４ ＋Ｎｚ）
或いは（Ｓｉｆｉ’４−１−Ｎ２＋Ｈ２）から成るガス
系、トリフルオロ７ラン（ＳｉＨＦ、）を用いた（Ｓｉ
ＨＦ、＋Ｎｚ ）或いは（ＳｉＨＦ。
＋ Ｎｔ ＋Ｈ２）から成るガス系、ディフロオロシラ
ン（ＳｉＨ，Ｆ２）を用いた（ Ｓ ｉＨ２Ｆ ２ ＋
ＮＪ或いは（ＳｉＨ２Ｆｚ＋Ｎｚ＋ｆ（ｔ）から成る
ガス系、モノフロオロシラン（ＳｉＦＩ、Ｆ ） ７Ｉ
７用いた（ Ｓ Ｉ Ｆ３１’ ＋ Ｎ、 ）或いは（
ＳｉＨ３Ｆ ＋Ｎ２＋Ｈ２）から成るガス系のプラズマ
化学気相成長法によってそｎぞ扛堆積することができる
。
ン（ＳｉＨ，Ｆ２）を用いた（ Ｓ ｉＨ２Ｆ ２ ＋
ＮＪ或いは（ＳｉＨ２Ｆｚ＋Ｎｚ＋ｆ（ｔ）から成る
ガス系、モノフロオロシラン（ＳｉＦＩ、Ｆ ） ７Ｉ
７用いた（ Ｓ Ｉ Ｆ３１’ ＋ Ｎ、 ）或いは（
ＳｉＨ３Ｆ ＋Ｎ２＋Ｈ２）から成るガス系のプラズマ
化学気相成長法によってそｎぞ扛堆積することができる
。
従って下層を形成するこの膜１１は堆積手段の如何によ
って水素を全く含まない場合もあれば少量含む場きもあ
るが、仮りに含む場合であっても従来法の膜１２のよう
に高温雰囲気内で大量の水素を放出することはない。た
だし、この弗素を含むシリコン窒化膜１１は水（Ｈ，Ｏ
との間に僅かながら反応を示す性質をもつので、この欠
点を補うように上層に従来法の膜１２を成長させて２層
構造とし良好な耐湿性を与えた本発明のパッシベーショ
ン膜は、堆積工程中はもとよりその後の４５０℃を超え
る高温処理工程においても半導体素子内に水素を入り込
ませこれを傷めることは殆んどなく、また経時的にもき
わめて高い信頼性を与える。これは、かかる高温下にお
いて膜１１自牙が殆んど水素放出を行なわないことと、
膜１２かもの放出水素をその緻密な膜質によって阻止し
半導体素子内に入り込ませないよう作用し、また、若干
の親水性を示す下層膜１１を耐湿性の良い膜１２が上層
から榎い保護するからである。これらの効果は実験結果
によりつぎの通り明らかにす、ろことができる。
って水素を全く含まない場合もあれば少量含む場きもあ
るが、仮りに含む場合であっても従来法の膜１２のよう
に高温雰囲気内で大量の水素を放出することはない。た
だし、この弗素を含むシリコン窒化膜１１は水（Ｈ，Ｏ
との間に僅かながら反応を示す性質をもつので、この欠
点を補うように上層に従来法の膜１２を成長させて２層
構造とし良好な耐湿性を与えた本発明のパッシベーショ
ン膜は、堆積工程中はもとよりその後の４５０℃を超え
る高温処理工程においても半導体素子内に水素を入り込
ませこれを傷めることは殆んどなく、また経時的にもき
わめて高い信頼性を与える。これは、かかる高温下にお
いて膜１１自牙が殆んど水素放出を行なわないことと、
膜１２かもの放出水素をその緻密な膜質によって阻止し
半導体素子内に入り込ませないよう作用し、また、若干
の親水性を示す下層膜１１を耐湿性の良い膜１２が上層
から榎い保護するからである。これらの効果は実験結果
によりつぎの通り明らかにす、ろことができる。
すなわち、第２図は本発明をＭＯ８電界効果トランジス
タに実施しだ場合の動作中におけるゲートしきい値電圧
の変動を従来との比較対比で求めた一実σ１１１例図で
ある。これより明らかなように、本発明によるトランジ
スタのゲートしきい値電圧変動特性Ａは従来のシラン、
アンモニアまたは窒素の混合ガスから堆積さ几た単層構
造のものの変動特性Ｂと比較し変動量および傾度が共に
極めて小さくなっており著しく改善されていることが分
る。
タに実施しだ場合の動作中におけるゲートしきい値電圧
の変動を従来との比較対比で求めた一実σ１１１例図で
ある。これより明らかなように、本発明によるトランジ
スタのゲートしきい値電圧変動特性Ａは従来のシラン、
アンモニアまたは窒素の混合ガスから堆積さ几た単層構
造のものの変動特性Ｂと比較し変動量および傾度が共に
極めて小さくなっており著しく改善されていることが分
る。
また、第３図は本発明にかかる２層構造パッシベーショ
ン膜の耐湿性を表わす実駿データ図である。この実験は
弗素を含むシリコン窒化膜からなる単層構造パッシベー
ション膜との間の不良アルミ配線発生率（チ）を対比す
ることにより行なわｎた。この実験データによれば本発
明にかかる２層構造パッシベーション膜の耐湿特性Ｃの
弗素を含む単層構造パッシベーション膜耐湿特性りに対
する優越度が絶対的であることが明瞭に示されている。
ン膜の耐湿性を表わす実駿データ図である。この実験は
弗素を含むシリコン窒化膜からなる単層構造パッシベー
ション膜との間の不良アルミ配線発生率（チ）を対比す
ることにより行なわｎた。この実験データによれば本発
明にかかる２層構造パッシベーション膜の耐湿特性Ｃの
弗素を含む単層構造パッシベーション膜耐湿特性りに対
する優越度が絶対的であることが明瞭に示されている。
本発明半導体装置のパッシベーション膜は２層構造をと
るので生産工程をやや複雑化する難点はあるが、水素ガ
スの添加により下層のシリコン窒化膜１１の堆積速度を
速めることができるので生産コストを特に押しあげるこ
とはない。例えば、六弗化ケイ素を用いた（Ｓｔ２Ｆａ
＋Ｎ２＋Ｈ２）からなるガス系の堆積速度は最高４００
Ａ／ｍｉｎ、四弗化ケイ素を用いた（ Ｓ ｉ Ｆ、＋
Ｎｔ＋ Ｈｚ）からなるガス系の堆積速度は１５０Ａ／
ｍｉｎ、また二弗化ケイ素を用いた（ Ｓ Ｉ Ｆ ！
＋Ｎ２ 十Ｈ２）からなるガス系の堆積速度は２５０
Ａ／ｍｉｎである。下層のシリコン窒化膜１１を水素を
含むガス系で堆積するのは本発明の目的から言って決し
て好ましくはないが基板設定温度が３９０℃前後と比較
的低温ですみ且つ処理を短時間内に完了せしめ得るので
、堆積後の高温処理工程との関連を考えれば問題は少な
い。
るので生産工程をやや複雑化する難点はあるが、水素ガ
スの添加により下層のシリコン窒化膜１１の堆積速度を
速めることができるので生産コストを特に押しあげるこ
とはない。例えば、六弗化ケイ素を用いた（Ｓｔ２Ｆａ
＋Ｎ２＋Ｈ２）からなるガス系の堆積速度は最高４００
Ａ／ｍｉｎ、四弗化ケイ素を用いた（ Ｓ ｉ Ｆ、＋
Ｎｔ＋ Ｈｚ）からなるガス系の堆積速度は１５０Ａ／
ｍｉｎ、また二弗化ケイ素を用いた（ Ｓ Ｉ Ｆ ！
＋Ｎ２ 十Ｈ２）からなるガス系の堆積速度は２５０
Ａ／ｍｉｎである。下層のシリコン窒化膜１１を水素を
含むガス系で堆積するのは本発明の目的から言って決し
て好ましくはないが基板設定温度が３９０℃前後と比較
的低温ですみ且つ処理を短時間内に完了せしめ得るので
、堆積後の高温処理工程との関連を考えれば問題は少な
い。
（発明の効果）
以上詳細に説明したように、本発明半導体装置は高温処
理工程に対してきわめて安定したパッジベージミツ膜を
備え従来の如く水素を放出して半導体素子を慟めること
がなく、また、他方では耐湿性にすぐｎアルミ配線を腐
蝕し消失せしめることもないので、超ＬＳＩの如き微細
半導体装置の信頼性を顕著に向上せしめる。特にＭＯ８
電界効果トランジスタに生じる経時的ゲートしきい値電
圧の異常変動現象の解決に卓効を奏し得る。
理工程に対してきわめて安定したパッジベージミツ膜を
備え従来の如く水素を放出して半導体素子を慟めること
がなく、また、他方では耐湿性にすぐｎアルミ配線を腐
蝕し消失せしめることもないので、超ＬＳＩの如き微細
半導体装置の信頼性を顕著に向上せしめる。特にＭＯ８
電界効果トランジスタに生じる経時的ゲートしきい値電
圧の異常変動現象の解決に卓効を奏し得る。
第１図は本発明をＭＯ８電界効果トランジスタに実施し
た場合の一実施例を示す断面構造図、第２図は本発明を
ＭＯ８電界効果トランジスタに実施した場合の動作中に
おけるゲートしきい値電圧の変動を従来との比較対比で
求めた一実測例図、第３図は本発明にかかる２層構造パ
ッシベーション膜の耐湿性を表わす実験データ図である
。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基板、２・・・・・・厚膜
フィールド順化ル４．３および４・・・・・・ソースお
よびドレインをそれぞｎ形成するｎ’−負１或、５・・
・・・・グー１．色縁膜、６・・・・・・多結晶シリコ
ンゲート電極、７・・・・・・チャネル・ストッパーを
形成するＰ 層、８．９・・・・・・アルミ配線導体、
１０・・・・・・酸化シリコン絶縁膜、１１・−・・・
・下層のパッシベーション膜を形成する弗素を含むプラ
ズマ化学気相成長シリコン窒化膜、１２・・・・・・上
層のパッシベーション膜を形成する７ラン、アンモニア
または窒素を混合ガスとするプラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜、Ａ・・・・・・本発明によるトランジスタ
のゲートしきい値電圧変動ＩＥ、Ｂ・・・・・・シラン
、アンモニアまたは窒素の混合ガスから堆積さ几た単層
構造のもののゲートしきい値電圧変動特性、Ｃ・・・・
・・本発明２層構造パッシベーション膜の耐湿特性、Ｄ
・・・・・・弗素を含むシリコン窒化膜からなる単層構
造パッシベーション膜の１１１１ｔ湿特性。 代理人 弁理士 内 原 晋 ＄ ｌ 酊 ｌθ・・ 弓駐ｔシリプン未を輝 ＄ ２ 図 Ａ・・木発ＩＴ且Ｈθｓトランシ、２′７酵”−１−シ
きい４σ染勉律手引土
た場合の一実施例を示す断面構造図、第２図は本発明を
ＭＯ８電界効果トランジスタに実施した場合の動作中に
おけるゲートしきい値電圧の変動を従来との比較対比で
求めた一実測例図、第３図は本発明にかかる２層構造パ
ッシベーション膜の耐湿性を表わす実験データ図である
。 １・・・・・・Ｐ形シリコン基板、２・・・・・・厚膜
フィールド順化ル４．３および４・・・・・・ソースお
よびドレインをそれぞｎ形成するｎ’−負１或、５・・
・・・・グー１．色縁膜、６・・・・・・多結晶シリコ
ンゲート電極、７・・・・・・チャネル・ストッパーを
形成するＰ 層、８．９・・・・・・アルミ配線導体、
１０・・・・・・酸化シリコン絶縁膜、１１・−・・・
・下層のパッシベーション膜を形成する弗素を含むプラ
ズマ化学気相成長シリコン窒化膜、１２・・・・・・上
層のパッシベーション膜を形成する７ラン、アンモニア
または窒素を混合ガスとするプラズマ化学気相成長シリ
コン窒化膜、Ａ・・・・・・本発明によるトランジスタ
のゲートしきい値電圧変動ＩＥ、Ｂ・・・・・・シラン
、アンモニアまたは窒素の混合ガスから堆積さ几た単層
構造のもののゲートしきい値電圧変動特性、Ｃ・・・・
・・本発明２層構造パッシベーション膜の耐湿特性、Ｄ
・・・・・・弗素を含むシリコン窒化膜からなる単層構
造パッシベーション膜の１１１１ｔ湿特性。 代理人 弁理士 内 原 晋 ＄ ｌ 酊 ｌθ・・ 弓駐ｔシリプン未を輝 ＄ ２ 図 Ａ・・木発ＩＴ且Ｈθｓトランシ、２′７酵”−１−シ
きい４σ染勉律手引土
Claims (1)
- 半導体基板と、前記半導体基板上に形成される半導体素
子と、弗素を含むプラズマ化学気相成長シリコン窒化膜
およびシランとアンモニアまたは窒素の混合ガスから形
成されるプラズマ化学気相成長シリコン窒化膜を下層お
よび上層にそれぞれ堆積する２層構造のパッシベーショ
ン膜とを備えることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017115A JPS62174927A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61017115A JPS62174927A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62174927A true JPS62174927A (ja) | 1987-07-31 |
Family
ID=11935032
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61017115A Pending JPS62174927A (ja) | 1986-01-28 | 1986-01-28 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62174927A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01230239A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
| US5523616A (en) * | 1993-10-29 | 1996-06-04 | Nec Corporation | Semiconductor device having laminated tight and coarse insulating layers |
| US5714408A (en) * | 1995-12-14 | 1998-02-03 | Denso Corporation | Method of forming silicon nitride with varied hydrogen concentration |
| US5780364A (en) * | 1994-12-12 | 1998-07-14 | Micron Technology, Inc. | Method to cure mobile ion contamination in semiconductor processing |
| JP2001285016A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 圧電共振子 |
| JP2009117821A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法、半導体装置及び電子機器 |
| CN108034350A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-15 | 青岛沙木新材料有限公司 | 喷涂型阻尼材料 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS554918A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-14 | Hitachi Ltd | Passivation film structure and manufacturing method thereof |
| JPS58207640A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-03 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
| JPS60107841A (ja) * | 1983-11-16 | 1985-06-13 | Hitachi Ltd | 窒化シリコン膜の形成方法 |
| JPS60190564A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 窒化珪素作製方法 |
-
1986
- 1986-01-28 JP JP61017115A patent/JPS62174927A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS554918A (en) * | 1978-06-26 | 1980-01-14 | Hitachi Ltd | Passivation film structure and manufacturing method thereof |
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| JPS60190564A (ja) * | 1984-03-12 | 1985-09-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 窒化珪素作製方法 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01230239A (ja) * | 1988-03-10 | 1989-09-13 | Fujitsu Ltd | 半導体装置 |
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| US6114222A (en) * | 1994-12-12 | 2000-09-05 | Micron Technology, Inc. | Method to cure mobile ion contamination in semiconductor processing |
| US5714408A (en) * | 1995-12-14 | 1998-02-03 | Denso Corporation | Method of forming silicon nitride with varied hydrogen concentration |
| US6137156A (en) * | 1995-12-14 | 2000-10-24 | Denso Corporation | Semiconductor device employing silicon nitride layers with varied hydrogen concentration |
| JP2001285016A (ja) * | 2000-03-29 | 2001-10-12 | Kyocera Corp | 圧電共振子 |
| JP4557356B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2010-10-06 | 京セラ株式会社 | 圧電共振子 |
| JP2009117821A (ja) * | 2007-10-18 | 2009-05-28 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置の作製方法、半導体装置及び電子機器 |
| CN108034350A (zh) * | 2018-01-31 | 2018-05-15 | 青岛沙木新材料有限公司 | 喷涂型阻尼材料 |
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