JP3233698B2 - Semiconductor device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、抵抗体内蔵型のトラン
ジスタを有する半導体装置に関する。さらに詳しくは、
抵抗体の下の絶縁膜が改良され、耐圧が向上した半導体
装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a transistor with a built-in resistor. For more information,
The present invention relates to a semiconductor device in which an insulating film below a resistor is improved and a breakdown voltage is improved.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、スイッチング用のトランジス
タなど、抵抗体を接続して使用するトランジスタでは、
トランジスタの形成された半導体基板表面に、絶縁膜な
どを介してポリシリコン膜などで抵抗体が形成されてい
る。このような従来の抵抗体内蔵型トランジスタの断面
を図２に示す。図２において、たとえばｐ型の半導体基
板１にｎ型の不純物を導入してベース領域６が形成さ
れ、さらにベース領域６にｐ型不純物を導入してエミッ
タ領域８が形成され、半導体基板１をコレクタ領域とし
てバイポーラの縦形ｐｎｐトランジスタが形成されてい
る。スイッチング用のトランジスタなどでは、このベー
ス領域６と直列に１〜100 ｋΩ位の抵抗体３が接続され
て使用され、抵抗体３も半導体層で形成された半導体装
置が使用されている。この抵抗体３が図２に示すよう
に、半導体基板１の表面に形成された酸化ケイ素膜など
の絶縁膜２の上にポリシリコン膜などで形成せられ、そ
の一端はアルミニウム配線膜４により前記トランジスタ
のベース領域６と接続され、他端はやはりアルミニウム
配線膜10が形成され、外部引出し用端子とされている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a transistor which is used by connecting a resistor, such as a switching transistor,
On a surface of a semiconductor substrate on which a transistor is formed, a resistor is formed of a polysilicon film or the like via an insulating film or the like. FIG. 2 shows a cross section of such a conventional transistor with a built-in resistor. In FIG. 2, for example, a base region 6 is formed by introducing an n-type impurity into p-type semiconductor substrate 1, and an emitter region 8 is formed by further introducing a p-type impurity into base region 6. A bipolar vertical pnp transistor is formed as a collector region. In a switching transistor or the like, a resistor 3 of about 1 to 100 kΩ is used in series with the base region 6, and a semiconductor device in which the resistor 3 is formed of a semiconductor layer is used. As shown in FIG. 2, the resistor 3 is formed of a polysilicon film or the like on an insulating film 2 such as a silicon oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate 1, and one end of the resistor 3 is formed by an aluminum wiring film 4. The other end is connected to the base region 6 of the transistor, and the other end is also formed with an aluminum wiring film 10 and serves as an external lead-out terminal.
【０００３】この絶縁膜２に用いられる酸化ケイ素膜
は、シリコン基板を酸化するかまたはＣＶＤ法により堆
積して形成される。酸化法でなく、ＣＶＤ法によるばあ
いは、酸化ケイ素膜の他にチッ化ケイ素膜でも同様に形
成でき、このいずれかが使用されている。The silicon oxide film used for the insulating film 2 is formed by oxidizing a silicon substrate or depositing it by a CVD method. When the CVD method is used instead of the oxidation method, a silicon nitride film can be similarly formed in addition to the silicon oxide film, and either one of them is used.
【０００４】一方、ＩＣやＬＳＩなどでは、アルミニウ
ム配線膜などの層間絶縁膜として簡単に絶縁薄膜を形成
できるＳＯＧ膜やポリイミド膜などが使用されているば
あいがある。On the other hand, in some cases, such as an IC or LSI, an SOG film or a polyimide film, which can easily form an insulating thin film, is used as an interlayer insulating film such as an aluminum wiring film.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化ケ
イ素膜やチッ化ケイ素膜では、緻密な膜を形成するのが
難しく、両端に高電圧が印加されると絶縁破壊が生じた
り、ベースコレクタ間がリークして不良品となることが
ある。そのため、静電気に対する強度を高める必要があ
るが、その膜厚を厚くすると図３に示すように段差部Ａ
のアルミニウム配線膜に線切れが発生する。これは、ア
ルミニウム配線膜はスパッタリングや蒸着法などで形成
されるが、いずれにしても垂直部分にはアルミニウム膜
は形成され難くその垂直部分の高さが高いとアルミニウ
ム膜が被着されないからである。一方、ベース領域６の
電極であるアルミニウム配線膜４を形成するためにはコ
ンタクト孔７をエッチングによって形成するのである
が、前記段差部Ａをなくしてベース部の絶縁膜を厚くす
ると、コンタクト孔７の周縁部が鉛直の絶壁状となり、
フィールド部（抵抗体の形成部分）とベース部との段差
が大きくなり過ぎ、ベース領域６の電極膜形成部で線切
れが発生する。このため、絶縁膜の厚さは従来１〜1.5
μｍ程度までが限度であり、静電気に対する耐圧には充
分でなく、半導体装置に静電気がかからないように取扱
いを充分注意しなければならないと共に、予期せぬ不良
が発生して信頼性が低下するという問題がある。However, it is difficult to form a dense film with a silicon oxide film or a silicon nitride film, and when a high voltage is applied to both ends, dielectric breakdown occurs or a gap between the base and the collector occurs. Leakage may result in defective products. Therefore, it is necessary to increase the strength against static electricity. However, when the film thickness is increased, the stepped portion A as shown in FIG.
Line break occurs in the aluminum wiring film. This is because the aluminum wiring film is formed by sputtering, vapor deposition, or the like, but in any case, the aluminum film is hardly formed on the vertical portion, and the aluminum film is not deposited when the height of the vertical portion is high. . On the other hand, in order to form the aluminum wiring film 4 which is an electrode of the base region 6, the contact hole 7 is formed by etching. However, if the step portion A is eliminated and the insulating film of the base portion is thickened, the contact hole 7 is formed. The periphery of the vertical cliff,
The step between the field portion (the portion where the resistor is formed) and the base portion becomes too large, and line breakage occurs in the electrode film forming portion of the base region 6. For this reason, the thickness of the insulating film is conventionally 1 to 1.5
The limit is about μm, which is not enough to withstand the static electricity. The semiconductor device must be handled with care so that the static electricity is not applied to the semiconductor device. There is.
【０００６】本発明は叙上の事情に鑑みてなされたもの
であり、アルミニウム配線膜の断線を引き起こすことな
く、絶縁膜の膜厚を厚くして、静電気に対して充分な強
度を有する絶縁膜を形成し、取扱いが容易で、信頼性の
高い半導体装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has an insulating film having a sufficient strength against static electricity by increasing the thickness of the insulating film without causing disconnection of the aluminum wiring film. It is an object of the present invention to provide a highly reliable semiconductor device which is easy to handle and has high reliability.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体基板にトランジスタが形成され、該半導体基
板の平坦な表面に絶縁膜を介して前記トランジスタに接
続された抵抗体が形成されてなる半導体装置であって、
前記絶縁膜が酸化ケイ素膜またはチッ化ケイ素膜からな
る第１の絶縁膜および耐熱性の有機系材料からなる第２
の絶縁膜の２層構造で形成され、かつ、該第２の絶縁膜
の端部がなだらかな斜面状になるように塗布形成され、
該斜面を介して前記抵抗体の一端部と前記半導体基板に
形成されるトランジスタとが配線膜により直接接続され
ていることを特徴とする。A semiconductor device according to the present invention includes a transistor formed on a semiconductor substrate, and a resistor connected to the transistor via an insulating film formed on a flat surface of the semiconductor substrate. A semiconductor device,
A first insulating film made of a silicon oxide film or a silicon nitride film and a second insulating film made of a heat-resistant organic material;
Formed in a two-layer structure of an insulating film , and the second insulating film
Is applied and formed so that the end of the surface becomes a gentle slope,
One end of the resistor and the semiconductor substrate via the slope
The transistor to be formed is directly connected by a wiring film .
【０００８】[0008]
【作用】本発明によれば、半導体基板表面に形成される
絶縁膜を酸化ケイ素膜またはチッ化ケイ素膜からなる第
１の絶縁膜と、耐熱性のある有機系材料からなる第２の
絶縁膜とで形成しているため、電極膜形成のためのコン
タクト孔形成などは酸化ケイ素膜などの第１の絶縁膜で
正確に形成でき、静電気に対する絶縁性はその上に形成
された第２の絶縁膜で充分達成できる。しかも第２の絶
縁膜は、粘性を大きくした液状物を塗布することにより
形成されているため、肩はダレて絶壁にならず、アルミ
ニウム配線膜の線切れも発生しない。すなわち、膜端部
の形状が緩和されてなだらかな斜面状となる（ステップ
カバレッジが良くなる）。このため、従来の熱酸化膜な
どによる絶縁膜に比べて、アルミニウム配線の断線を引
き起こすことなく、絶縁膜の膜厚を増加することがで
き、静電気に対して充分な強度を確保することができ
る。According to the present invention, the insulating film formed on the surface of the semiconductor substrate is made of a first insulating film made of a silicon oxide film or a silicon nitride film, and a second insulating film made of a heat-resistant organic material. Therefore, the contact hole for forming the electrode film can be formed accurately with the first insulating film such as a silicon oxide film, and the insulation against static electricity can be formed by the second insulating film formed thereon. This can be achieved with a membrane. In addition, since the second insulating film is formed by applying a liquid material having increased viscosity, the shoulder does not sag and does not become a bluff, and the aluminum wiring film does not break. In other words, the shape of the film edge is relaxed to form a gentle slope (the step coverage is improved). For this reason, as compared with a conventional thermal oxide film or the like insulating film, the thickness of the insulating film can be increased without causing disconnection of the aluminum wiring, and sufficient strength against static electricity can be secured. .
【０００９】[0009]
【実施例】つぎに、本発明を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図であ
る。Next, the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the semiconductor device of the present invention.
【００１０】図１において、半導体基板１に不純物が導
入されてベース領域６、エミッタ領域８が形成されるこ
とによりトランジスタが形成され、半導体基板１の表面
に絶縁膜２を介してポリシリコン膜などで抵抗体３が形
成され、該抵抗体３の一端がトランジスタのベース領域
６とアルミニウム配線膜４で連結され、抵抗体３の他端
にはアルミニウム配線膜10が形成されて外部引出用端子
とされている。本実施例では、抵抗体３と半導体基板１
とのあいだに介在される絶縁膜20が第１の絶縁膜21と第
２の絶縁膜22とで形成されているところに特徴がある。In FIG. 1, a transistor is formed by introducing impurities into a semiconductor substrate 1 to form a base region 6 and an emitter region 8, and a polysilicon film or the like is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 with an insulating film 2 interposed therebetween. A resistor 3 is formed, one end of the resistor 3 is connected to the base region 6 of the transistor by an aluminum wiring film 4, and an aluminum wiring film 10 is formed at the other end of the resistor 3 to form an external lead-out terminal. Have been. In this embodiment, the resistor 3 and the semiconductor substrate 1
This is characterized in that the insulating film 20 interposed between the first insulating film 21 and the second insulating film 22 is formed.
【００１１】この第１の絶縁膜21は酸化ケイ素またはチ
ッ化ケイ素からなる従来の絶縁膜であり、その厚さは最
大で１〜1.5 μｍ程度である。この第１の絶縁膜21はベ
ース領域６、エミッタ領域８を形成する際のマスクとし
ても使用されるため、フィールド部での絶縁膜は厚く形
成されているが、そのフィールド部での厚さで約１〜1.
5 μｍ程度に形成されている。The first insulating film 21 is a conventional insulating film made of silicon oxide or silicon nitride, and has a maximum thickness of about 1 to 1.5 μm. Since the first insulating film 21 is also used as a mask when forming the base region 6 and the emitter region 8, the insulating film in the field portion is formed to be thick. About 1-1.
The thickness is about 5 μm.
【００１２】本実施例では、この絶縁膜21の上に、さら
に別の第２の絶縁膜22が形成されている。第２の絶縁膜
22は450 ℃以上の耐熱性を有する有機系材料からなる絶
縁膜でたとえば、ポリイミド、オルガノシロキサンなど
を使用できる。この第２の絶縁膜22が450 ℃以上の耐熱
性を必要とする理由は、あとの工程（たとえば、アルミ
ニウムのシンター工程）で、基板温度が４百数十度まで
上がるため、その温度になっても絶縁膜に異常を来たさ
ないようにするためである。また有機系材料を使用する
のは、有機系材料は溶剤により、タッピングやスピンコ
ーティングで塗布することができ、300 〜400 ℃で数十
分間乾燥すれば固化でき、しかも、粘性が数ポイズから
100 ポイズ程度の高いものを使用すれば垂れ流れること
もなく、また厚く塗布することもできるからである。Ｓ
ＯＧ膜も同様にスピンコーティングで塗布できるが厚い
膜を形成できず、有機系絶縁膜には及ばない。In this embodiment, another second insulating film 22 is formed on the insulating film 21. Second insulating film
Reference numeral 22 denotes an insulating film made of an organic material having a heat resistance of 450 ° C. or more, for example, polyimide, organosiloxane, or the like. The reason that the second insulating film 22 needs heat resistance of 450 ° C. or more is that the substrate temperature rises to four hundred and several tens of degrees in a later step (for example, an aluminum sintering step). This is to prevent an abnormality from occurring even in the insulating film. In addition, the organic material is used because the organic material can be applied by tapping or spin coating with a solvent, can be solidified by drying at 300 to 400 ° C. for several tens minutes, and has a viscosity of several poises.
If a material having a high poise of about 100 poise is used, it does not hang down and can be applied thickly. S
Similarly, the OG film can be applied by spin coating, but cannot form a thick film, and is inferior to an organic insulating film.
【００１３】第２の絶縁膜22は有機系材料の粘性のある
液状体をタッピングまたはスピンコーティングすること
により形成されているので、抵抗体３とベース領域６と
を配線する配線膜４の形成部分はなだらかな斜面状とな
り、絶縁膜の厚さを増加してもその斜面に沿って形成さ
れるアルミニウム配線は断線するおそれがなくなる。Since the second insulating film 22 is formed by tapping or spin-coating a viscous liquid material of an organic material, a portion where the wiring film 4 for wiring the resistor 3 and the base region 6 is formed. The shape becomes a gentle slope, and even if the thickness of the insulating film is increased, there is no possibility that the aluminum wiring formed along the slope is disconnected.
【００１４】このような構成とすることにより、第１お
よび第２の絶縁膜21および22からなる絶縁膜20の膜厚は
２μｍ以上とすることができ、また有機系絶縁膜は緻密
性もあり、静電気に対する充分な強度をうることができ
る。また、絶縁膜20のうち、半導体基板１と直接接する
部分（第１の絶縁膜21）は、従来のように酸化ケイ素膜
やチッ化ケイ素膜で形成されているため、表面が平らな
絶縁膜が形成され、エッチングによって正確なコンタク
ト孔などが形成され、設計上の精度も充分である。With such a configuration, the thickness of the insulating film 20 composed of the first and second insulating films 21 and 22 can be set to 2 μm or more, and the organic insulating film has high density. , Sufficient strength against static electricity can be obtained. The portion of the insulating film 20 that is in direct contact with the semiconductor substrate 1 (the first insulating film 21) is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film as in the prior art, and therefore, the insulating film has a flat surface. Are formed, accurate contact holes and the like are formed by etching, and the design accuracy is also sufficient.
【００１５】また、絶縁膜形成後にさらに高温を伴う処
理工程があるばあいには、700 ℃程度の高温に絶えうる
高耐熱性を有するポリラダーオルガノシロキサンなどの
有機系絶縁膜を使用することが好ましい。In addition, when there is a processing step involving a higher temperature after the formation of the insulating film, an organic insulating film such as a polyladder organosiloxane having a high heat resistance capable of maintaining a high temperature of about 700 ° C. may be used. preferable.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明によれば、抵抗体を内蔵する半導
体装置において、抵抗体とベース領域とを接続するアル
ミニウム配線膜の断線を引き起こすことなく、抵抗体と
半導体基板（コレクタ）領域とのあいだの絶縁膜を充分
厚く形成でき、静電気に対する絶縁耐圧強度を充分とし
てその破損を防ぐことができ、乾燥時期で静電気の起り
易いときでも、取扱いが容易となり、しかも半導体装置
の信頼性も向上する。According to the present invention, in a semiconductor device having a built-in resistor, the resistor and the semiconductor substrate (collector) region can be connected without causing disconnection of the aluminum wiring film connecting the resistor and the base region. The insulating film in between can be formed sufficiently thick, the breakdown voltage against static electricity can be made sufficient to prevent the breakage, and even when static electricity is apt to occur during the drying period, handling becomes easy, and the reliability of the semiconductor device is also improved. .
【図１】本発明の半導体装置の一実施例を示す断面図で
ある。FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a semiconductor device of the present invention.
【図２】従来の半導体装置の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an example of a conventional semiconductor device.
【図３】従来の半導体装置の絶縁膜を厚くしたときの断
面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device when an insulating film is thickened.
１ 半導体基板（コレクタ領域） ３ 抵抗体 ４ アルミニウム配線膜 20 絶縁膜 21 第１の絶縁膜 22 第２の絶縁膜 REFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate (collector region) 3 resistor 4 aluminum wiring film 20 insulating film 21 first insulating film 22 second insulating film
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/768 H01L 21/312 H01L 21/822 H01L 27/04 Continued on the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/768 H01L 21/312 H01L 21/822 H01L 27/04
Claims (1)
該半導体基板の平坦な表面に絶縁膜を介して前記トラン
ジスタに接続された抵抗体が形成されてなる半導体装置
であって、前記絶縁膜が酸化ケイ素膜またはチッ化ケイ
素膜からなる第１の絶縁膜および耐熱性の有機系材料か
らなる第２の絶縁膜の２層構造で形成され、かつ、該第
２の絶縁膜の端部がなだらかな斜面状になるように塗布
形成され、該斜面を介して前記抵抗体の一端部と前記半
導体基板に形成されるトランジスタとが配線膜により直
接接続されてなる半導体装置。A transistor is formed on a semiconductor substrate,
A semiconductor device in which a resistor connected to the transistor via an insulating film is formed on a flat surface of the semiconductor substrate, wherein the insulating film is formed of a silicon oxide film or a silicon nitride film. A two-layer structure of a film and a second insulating film made of a heat-resistant organic material ;
2. Apply so that the edge of the insulating film becomes a gentle slope
And one end of the resistor and the half via the slope.
The transistor formed on the conductor substrate is directly connected to the wiring film.
A semiconductor device connected and connected .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25805992A JP3233698B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP25805992A JP3233698B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Semiconductor device |
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|---|---|
| JPH06112333A JPH06112333A (en) | 1994-04-22 |
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Family Applications (1)
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| JP25805992A Expired - Fee Related JP3233698B2 (en) | 1992-09-28 | 1992-09-28 | Semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3233698B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8773627B2 (en) | 2011-10-07 | 2014-07-08 | Japan Display West Inc. | Liquid crystal display device and method for manufacturing liquid crystal display device |
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1992
- 1992-09-28 JP JP25805992A patent/JP3233698B2/en not_active Expired - Fee Related
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