JP2751274B2 - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- insulating film
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- Power Engineering (AREA)
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
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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、特にパッシベーション膜
の構造に関する。
の構造に関する。
従来、半導体装置の最外穀部分には、外部環境から半
導体装置を保護する目的で、パッシベーション膜が形成
されている。通常、このパッシベーション膜には低温成
長が可能な気相成長法を用いてシリコン窒化膜あるいは
シリコン酸化膜などが使われている。
導体装置を保護する目的で、パッシベーション膜が形成
されている。通常、このパッシベーション膜には低温成
長が可能な気相成長法を用いてシリコン窒化膜あるいは
シリコン酸化膜などが使われている。
第３図は従来技術によるアルミ配線とパッシベーショ
ン膜の構造を示した断面図である。すなわち、シリコン
基板11上に酸化シリコン膜12を形成したのち、アルミ配
線23を形成したのち、全面にプラズマCVD法による窒化
膜（以下プラズマ窒化膜という）14を形成する。このよ
うに形成されたプラズマ窒化膜14のアルミ配線23の側壁
部でのカバレッジは悪く、側壁最薄部のカバレッジは、
平坦部の膜厚より薄い。素子が微細化され、アルミ配線
23の間隔が狭くなるほど、アルミ配線23の側壁でのプラ
ズマ窒化膜14の膜厚は薄くなり、パッシベーション性は
悪化する。
ン膜の構造を示した断面図である。すなわち、シリコン
基板11上に酸化シリコン膜12を形成したのち、アルミ配
線23を形成したのち、全面にプラズマCVD法による窒化
膜（以下プラズマ窒化膜という）14を形成する。このよ
うに形成されたプラズマ窒化膜14のアルミ配線23の側壁
部でのカバレッジは悪く、側壁最薄部のカバレッジは、
平坦部の膜厚より薄い。素子が微細化され、アルミ配線
23の間隔が狭くなるほど、アルミ配線23の側壁でのプラ
ズマ窒化膜14の膜厚は薄くなり、パッシベーション性は
悪化する。
このようなパッシベーション性の悪化を防ぐ手段とし
て、従来シリコンを主成分とする液を塗布・焼成して素
子表面を平坦化する方法が試みられて来た。第４図は塗
布・焼成膜をパッシベーション膜に用いた半導体装置の
断面図であり、11は半導体基板、12は酸化シリコン膜、
13はアルミ配線、14A,14Bはプラズマ窒化膜、15は塗布
・焼成膜である。かかる構造を用いると、通常の配線領
域は素子表面が平滑化され、パッシベーション膜のぜい
弱部分がなくなり、素子の信頼性は著しく向上する。
て、従来シリコンを主成分とする液を塗布・焼成して素
子表面を平坦化する方法が試みられて来た。第４図は塗
布・焼成膜をパッシベーション膜に用いた半導体装置の
断面図であり、11は半導体基板、12は酸化シリコン膜、
13はアルミ配線、14A,14Bはプラズマ窒化膜、15は塗布
・焼成膜である。かかる構造を用いると、通常の配線領
域は素子表面が平滑化され、パッシベーション膜のぜい
弱部分がなくなり、素子の信頼性は著しく向上する。
この構造のボンディングパッド部分の断面図を第５図
に示す。ボンディングパッド13上は、外部回路と接続す
るためパッシベーション膜に開孔が設けられているが、
その開孔側壁部に塗布・焼成膜15が露出する構造となっ
ている。
に示す。ボンディングパッド13上は、外部回路と接続す
るためパッシベーション膜に開孔が設けられているが、
その開孔側壁部に塗布・焼成膜15が露出する構造となっ
ている。
塗布・焼成層15は、アルミニウムからなるボンディン
グパッド13が許容し得る最高温度で焼成されるが、その
温度は高々500℃以下である。この程度の温度では、塗
布・焼成膜15は十分に安定な膜にはなっていない。すな
わち、通常多孔質な膜であり、湿気を吸収し水分を素子
内部へ速やかに運搬する導水路の役割をはたす。このた
め、第４図に示した構造では、半導体装置上面からの水
分浸入に対しては十分に強いパッシベーション性を発揮
するが、第５図に示した構造ではボンディングパッド部
からの水分の浸入に対しては極めて弱い。
グパッド13が許容し得る最高温度で焼成されるが、その
温度は高々500℃以下である。この程度の温度では、塗
布・焼成膜15は十分に安定な膜にはなっていない。すな
わち、通常多孔質な膜であり、湿気を吸収し水分を素子
内部へ速やかに運搬する導水路の役割をはたす。このた
め、第４図に示した構造では、半導体装置上面からの水
分浸入に対しては十分に強いパッシベーション性を発揮
するが、第５図に示した構造ではボンディングパッド部
からの水分の浸入に対しては極めて弱い。
第５図に示した半導体装置の構造を改善したものが第
６図に示す構造のものであり、ボンディングパッド13上
におけるパッシベーション膜の側面にプラズマ窒化膜17
を設けたものである。その製造方法としては、第５図に
示した構造を得た後に、更にプラズマ窒化膜17を成長さ
せ、このプラズマ窒化膜17を平行平板型ドライエッチン
グ法でエッチング除去することにより開孔側壁にのみプ
ラズマ窒化膜17を残すことができる。
６図に示す構造のものであり、ボンディングパッド13上
におけるパッシベーション膜の側面にプラズマ窒化膜17
を設けたものである。その製造方法としては、第５図に
示した構造を得た後に、更にプラズマ窒化膜17を成長さ
せ、このプラズマ窒化膜17を平行平板型ドライエッチン
グ法でエッチング除去することにより開孔側壁にのみプ
ラズマ窒化膜17を残すことができる。
上述した従来の半導体装置におけるパッシベーション
膜では、第６図に示したように、ボンディングパッド13
上のパッシベーション膜の側面にプラズマ窒化膜17が存
在するため、半導体装置の信頼性は多少向上している。
しかし、プラズマ窒化膜17の形成は制御が難しい。特
に、側面に残すプラズマ窒化膜17の膜厚を精度よく再現
させるのは、大きな困難を伴う。側面のプラズマ窒化膜
17の膜厚が薄くなると、水分は容易に塗布・焼成膜15側
へ浸入し、ひいては容易に半導体内部にまで水分が浸入
し、半導体装置の劣化を防ぐことが極めて困難になると
いう欠点がある。
膜では、第６図に示したように、ボンディングパッド13
上のパッシベーション膜の側面にプラズマ窒化膜17が存
在するため、半導体装置の信頼性は多少向上している。
しかし、プラズマ窒化膜17の形成は制御が難しい。特
に、側面に残すプラズマ窒化膜17の膜厚を精度よく再現
させるのは、大きな困難を伴う。側面のプラズマ窒化膜
17の膜厚が薄くなると、水分は容易に塗布・焼成膜15側
へ浸入し、ひいては容易に半導体内部にまで水分が浸入
し、半導体装置の劣化を防ぐことが極めて困難になると
いう欠点がある。
本発明の半導体装置は、半導体基板上に絶縁膜を介し
て形成されたボンディングパッドと、前記ボンディング
パッド上の周辺部に形成されたシリコンを主成分とする
溶液を塗布・焼成した第１の絶縁膜と気相成長法により
形成した第２の絶縁膜からなるパッシベーション膜と、
前記ボンディングパッド上の前記パッシベーション膜の
側面に形成された気相成長法による第３の絶膜膜とを有
する半導体装置において、前記パッシベーション膜の側
面における前記第１の絶縁膜は前記第２の絶縁膜に対し
てアンダーカット部を有するものである。
て形成されたボンディングパッドと、前記ボンディング
パッド上の周辺部に形成されたシリコンを主成分とする
溶液を塗布・焼成した第１の絶縁膜と気相成長法により
形成した第２の絶縁膜からなるパッシベーション膜と、
前記ボンディングパッド上の前記パッシベーション膜の
側面に形成された気相成長法による第３の絶膜膜とを有
する半導体装置において、前記パッシベーション膜の側
面における前記第１の絶縁膜は前記第２の絶縁膜に対し
てアンダーカット部を有するものである。
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例の製造方法を説明する
ための半導体チップの断面図である。
ための半導体チップの断面図である。
まず、第１図（ａ）に示す如く、シリコン基板11上に
酸化シリコン膜12を形成し、膜厚１μｍのアルミ配線に
接続するボンディングパッド13を形成する。次に、パッ
シベーション膜として、厚さ5000Åのプラズマ窒化膜14
Aと厚さ2000Åのシリコンを主成分とする塗布・焼成膜1
5と、厚さ5000のプラズマ窒化膜14Bとを形成する。次
に、ボンディングパッド13の部分を平行平板型ドライエ
ッチング法を用いて開孔する。
酸化シリコン膜12を形成し、膜厚１μｍのアルミ配線に
接続するボンディングパッド13を形成する。次に、パッ
シベーション膜として、厚さ5000Åのプラズマ窒化膜14
Aと厚さ2000Åのシリコンを主成分とする塗布・焼成膜1
5と、厚さ5000のプラズマ窒化膜14Bとを形成する。次
に、ボンディングパッド13の部分を平行平板型ドライエ
ッチング法を用いて開孔する。
次に、希釈フッ化水素酸で塗布・焼成膜15を１μｍエ
ッチングする。このとき、プラズマ窒化膜14A,14Bは殆
どエッチングされないので、開孔部側面形状は塗布・焼
成膜15の部分だけが１μｍ後退しアンダーカット部16が
形成される。この状態で全面に再度プラズマ窒化膜17を
6000Åの厚さに形成する。プラズマ窒化膜はカバレッジ
が良いので、アンダーカッド部16にも十分な膜厚のプラ
ズマ窒化膜が形成される。
ッチングする。このとき、プラズマ窒化膜14A,14Bは殆
どエッチングされないので、開孔部側面形状は塗布・焼
成膜15の部分だけが１μｍ後退しアンダーカット部16が
形成される。この状態で全面に再度プラズマ窒化膜17を
6000Åの厚さに形成する。プラズマ窒化膜はカバレッジ
が良いので、アンダーカッド部16にも十分な膜厚のプラ
ズマ窒化膜が形成される。
この状態で平行平板型ドライエッチング法でプラズマ
窒化膜17を異方性エッチングすると、第１図（ｂ）に示
す如く、プラズマ窒化膜17がパッシベーション膜の側面
に残る。
窒化膜17を異方性エッチングすると、第１図（ｂ）に示
す如く、プラズマ窒化膜17がパッシベーション膜の側面
に残る。
このように構成された第１の実施例によれば、塗布・
焼成膜15は十分に厚いプラズマ窒化膜17で側面部を保護
されているので、水分の浸入に対して極めて強い構造の
半導体装置が得られ信頼性は向上する。
焼成膜15は十分に厚いプラズマ窒化膜17で側面部を保護
されているので、水分の浸入に対して極めて強い構造の
半導体装置が得られ信頼性は向上する。
更に本第１の実施例によれば、第１の実施例と同等の
信頼性を得るための、例えば金属配線形成の如き高価な
プロセスを用いる必要がないので、コストが安く、製造
の納期短縮化，プロセスの容易さ故の製造良品率の向上
などを図ることができる。
信頼性を得るための、例えば金属配線形成の如き高価な
プロセスを用いる必要がないので、コストが安く、製造
の納期短縮化，プロセスの容易さ故の製造良品率の向上
などを図ることができる。
第７図は、従来構造の半導体装置と、本発明の実施例
の信頼性試験をシリコンウェーハ状態で行った結果を示
す図である。試験環境は、125℃、温度100％,2.2気圧の
条件で行った。不良率の判定は、ボンディングパッドか
ら100μｍ離れた場所でのアルミ配線の腐蝕の有無で行
った。
の信頼性試験をシリコンウェーハ状態で行った結果を示
す図である。試験環境は、125℃、温度100％,2.2気圧の
条件で行った。不良率の判定は、ボンディングパッドか
ら100μｍ離れた場所でのアルミ配線の腐蝕の有無で行
った。
第５図に示した従来例では、12時間以内に不良が発生
し、24時間後にはほぼ全数不良となった。改善された従
来技術である第６図に示した従来例では、ほぼ100％不
良になるまでに約60時間を要している。しかし、ここで
特徴的なことは、試験の初期段階で約10％の不良が既に
発生していることである。これは、第６図に示したプラ
ズマ窒化膜17の制御が困難であり、部分的に薄いところ
が出来、そこから水分が浸入したためと考えられる。
し、24時間後にはほぼ全数不良となった。改善された従
来技術である第６図に示した従来例では、ほぼ100％不
良になるまでに約60時間を要している。しかし、ここで
特徴的なことは、試験の初期段階で約10％の不良が既に
発生していることである。これは、第６図に示したプラ
ズマ窒化膜17の制御が困難であり、部分的に薄いところ
が出来、そこから水分が浸入したためと考えられる。
それに反し、第１の実施例では48時間まで不良がまっ
たくなく、顕著な改善が示されている。プラスチック樹
脂等で保護されると、耐湿性は格段に向上するので、第
１図の構造であれば十分な耐湿性を有すると言える。
たくなく、顕著な改善が示されている。プラスチック樹
脂等で保護されると、耐湿性は格段に向上するので、第
１図の構造であれば十分な耐湿性を有すると言える。
第２図は本発明の第２の実施例の断面図である。シリ
コン基板11上には酸化シリコン膜12を介してアルミ配線
に接続するボンディングパッド13が形成されている。そ
して、このボンディングパッド13の周辺部には、ボンデ
ィングパッド13を陽極化成して形成されたアルミナ膜24
が形成されており、更にパッシベーション膜としてアン
ダーカット部16を有する塗布・焼成膜15の第１の絶縁膜
とプラズマ窒化膜14の第２の絶縁膜とが形成されてい
る。更にボンディングパッド13上のパッシベーション膜
の側面には第３の絶縁膜としてプラズマ窒化膜17が形成
されている。
コン基板11上には酸化シリコン膜12を介してアルミ配線
に接続するボンディングパッド13が形成されている。そ
して、このボンディングパッド13の周辺部には、ボンデ
ィングパッド13を陽極化成して形成されたアルミナ膜24
が形成されており、更にパッシベーション膜としてアン
ダーカット部16を有する塗布・焼成膜15の第１の絶縁膜
とプラズマ窒化膜14の第２の絶縁膜とが形成されてい
る。更にボンディングパッド13上のパッシベーション膜
の側面には第３の絶縁膜としてプラズマ窒化膜17が形成
されている。
このように構成された第２の実施例によれば、ボンデ
ィングパッド13を構成するAl膜がアルミナ膜24により覆
われているため、窒化シリコン膜で直接覆われる場合に
比べ、耐湿性が向上すると共に、ストレスマイグレーシ
ョンによるAl消失の発生が極めて少くなるという利点が
ある。
ィングパッド13を構成するAl膜がアルミナ膜24により覆
われているため、窒化シリコン膜で直接覆われる場合に
比べ、耐湿性が向上すると共に、ストレスマイグレーシ
ョンによるAl消失の発生が極めて少くなるという利点が
ある。
なお、塗布・焼成膜の性質にもよるが、アルミナ膜24
を無くし、塗布・焼成膜15を直接ボンディングパッド13
に接触させることも可能である。
を無くし、塗布・焼成膜15を直接ボンディングパッド13
に接触させることも可能である。
更に、上記実施例においてはパッシベーション膜とし
てプラズマ窒化膜を用いた場合について説明したが、酸
化膜，オキシナイトライド膜，リンケイ酸ガラスなど目
的に応じた組合わせを用いることができる。
てプラズマ窒化膜を用いた場合について説明したが、酸
化膜，オキシナイトライド膜，リンケイ酸ガラスなど目
的に応じた組合わせを用いることができる。
以上説明したように本発明は、ボンディングパッド上
の周辺部に形成する塗布・焼成膜からなる第１の絶縁膜
と気相成長法による第２の絶縁膜からなるパッシベーシ
ョン膜のうち、第１の絶縁膜にアンダーカット部を設け
ることにより、パッシベーション膜の側面に形成される
気相成長による第３の絶縁膜がこのアンダーカット部に
も形成されるため、半導体装置の耐水性が向上するとい
う効果がある。従って、信頼性の高い半導体装置を得る
ことができる。
の周辺部に形成する塗布・焼成膜からなる第１の絶縁膜
と気相成長法による第２の絶縁膜からなるパッシベーシ
ョン膜のうち、第１の絶縁膜にアンダーカット部を設け
ることにより、パッシベーション膜の側面に形成される
気相成長による第３の絶縁膜がこのアンダーカット部に
も形成されるため、半導体装置の耐水性が向上するとい
う効果がある。従って、信頼性の高い半導体装置を得る
ことができる。
第１図及び第２図は本発明の第１及び第２の実施例の断
面図、第３図〜第６図は従来例を説明するための半導体
チップの断面図、第７図は耐湿性試験結果を示す図であ
る。 11……シリコン基板、12……酸化シリコン膜、13……ボ
ンディングパッド、14,14A,14B……プラズマ窒化膜、15
……塗布・焼成膜、16……アンダーカット部、17……プ
ラズマ窒化膜、23……アルミ配線、24……アルミナ膜。
面図、第３図〜第６図は従来例を説明するための半導体
チップの断面図、第７図は耐湿性試験結果を示す図であ
る。 11……シリコン基板、12……酸化シリコン膜、13……ボ
ンディングパッド、14,14A,14B……プラズマ窒化膜、15
……塗布・焼成膜、16……アンダーカット部、17……プ
ラズマ窒化膜、23……アルミ配線、24……アルミナ膜。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体基板上に絶縁膜を介して形成された
ボンディングパッドと、前記ボンディングパッド上の周
辺部に形成されたシリコンを主成分とする溶液を塗布・
焼成した第１の絶縁膜と気相成長法により形成した第２
の絶縁膜からなるパッシベーション膜と、前記ボンディ
ングパッド上の前記パッシベーション膜の側面に形成さ
れた気相成長法による第３の絶縁膜とを有する半導体装
置において、 前記パッシベーション膜の側面における前記第１の絶縁
膜は前記第２の絶縁膜に対してアンダーカット部を有す
ることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311204A JP2751274B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63311204A JP2751274B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02156640A JPH02156640A (ja) | 1990-06-15 |
| JP2751274B2 true JP2751274B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=18014356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63311204A Expired - Lifetime JP2751274B2 (ja) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2751274B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100702120B1 (ko) * | 2001-06-30 | 2007-03-30 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 본딩 패드 구조 및 그의 형성 방법 |
| KR100869112B1 (ko) * | 2002-01-14 | 2008-11-17 | 삼성전자주식회사 | 반사형 액정표시장치 및 그 제조 방법 |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP63311204A patent/JP2751274B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02156640A (ja) | 1990-06-15 |
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