半導体装置
【課題】パッシベーション膜のクラックを防止すると共に、配線部材の寿命を向上させることができる半導体装置を提供すること。
【解決手段】半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜５０とが構成される半導体装置であって、パッシベーション膜５０と配線部にけるパッシベーション膜５０の直下の配線部材１０との間に、配線部材１０を覆う圧縮性の第１絶縁膜２０と、第１絶縁膜２０上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜４０と、第１絶縁膜２０と第２絶縁膜４０との間に配線部材１０による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜３０とを備える。
【解決手段】半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜５０とが構成される半導体装置であって、パッシベーション膜５０と配線部にけるパッシベーション膜５０の直下の配線部材１０との間に、配線部材１０を覆う圧縮性の第１絶縁膜２０と、第１絶縁膜２０上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜４０と、第１絶縁膜２０と第２絶縁膜４０との間に配線部材１０による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜３０とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置における表面保護構造の一例として特許文献１に示すものがあった。特許文献１に示される表面保護構造は、金属層を施しパターン化して形成された配線部材上にＳｉＯ２を施し、このＳｉＯ２を化学機械研磨により平坦化し、全体的に平坦化されたＳｉＯ２上にＳｉ３Ｎ４を施すことによって形成されるものである。
【特許文献１】特開平５−１９８５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示される表面保護構造においては、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４が共に平坦化できるので、Ｓｉ３Ｎ４のクラックを抑制することができる。しかしながら、ＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４とは、共に圧縮性の高い材料であるあるため、配線部材のストレスマイグレーション寿命が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、パッシベーション膜のクラックを防止すると共に、配線部材の寿命を向上させることができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１に記載の半導体装置は、半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置であって、パッシベーション膜と配線部にけるパッシベーション膜の直下の配線部材との間に、配線部材を覆う圧縮性の第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜と、第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に配線部材による角部の面取りをするように設けられる絶縁性の引張応力膜とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このように、第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に配線部材による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜を備えることによって、パッシベーション膜のクラックを完全に防止することができると共に、第１絶縁膜、第２絶縁膜、さらにはパッシベーション膜の応力を引張応力膜が緩和して配線部材のストレスマイグレーション寿命を向上させることができる。
【０００７】
また、引張応力膜としては、請求項２乃至４に示すように、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ３−ＴＥＯＳを採用すると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を示す工程別断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、引張応力膜を設けない場合の配線部材の拡大断面図である。
【００１０】
図１に示すように、半導体装置は、半導体素子が形成された基板上に配線部（配線部材１０を含む）とパッシベーション膜５０とが構成されるものである。
【００１１】
なお、図１においては、半導体素子は省略して、半導体素子が形成された基板上に構成されるパッシベーション膜５０と配線部におけるパッシベーション膜５０の直下の配線部材１０を示すものである。例えば、半導体素子は、ＬＤＭＯＳ（Lateral Double-diffused MOS）トランジスタなどを採用することができるが、特に限定されるものではない。なお、半導体素子に関しては、例えば本出願人が先に特開２００７−２５０５８７号公報等により開示しているので、本実施の形態における詳細な説明は省略する。また、例えば、配線部は、層間絶縁膜を介して数層の配線部材（例えばＡｌ）が積層されるものである。
【００１２】
配線部に含まれる配線部材１０は、半導体基板や層間絶縁膜上などに形成されるものであり、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、純Ａｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕなどを採用することができる。
【００１３】
配線部材１０上には、配線部材１０を覆うように第１絶縁膜２０が設けられる。この第１絶縁膜２０は、例えば、ＳｉＯ２などの絶縁性かつ圧縮性の材料からなるものである。第１絶縁膜２０は、配線部材１０上に設けるため配線部材１０によって角部ができる。
【００１４】
第１絶縁膜２０上には、この角部の面取りをするように、絶縁性の引張応力膜３０が設けられる。この引張応力膜３０は、第１絶縁膜２０、第２絶縁膜４０とは異なり、引張応力を有する材料からなるものであり、例えば、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ３−ＴＥＯＳを採用すると好ましい。また、引張応力膜３０は、図１からもわかるように、配線部材１０間（第１絶縁膜２０間）の凹部、配線部材１０（第１絶縁膜２０）による段差部を埋めるように設けることによって、角部の面取りをすることができる。
【００１５】
引張応力膜３０上には、引張応力膜３０を覆うように第２絶縁膜４０が設けられる。この第２絶縁膜４０は、例えば、ＳｉＯ２などの絶縁性かつ圧縮性の材料からなるものである。なお、引張応力膜３０（有機ＳＯＧ（Spin-on-glass）、無機ＳＯＧ（Spin-on-glass）、Ｏ３−ＴＥＯＳなど）は、機械的強度が弱いため、引張応力膜３０上に第２絶縁膜４０を設けることによって補強することができる。そして、第２絶縁膜４０上には、例えば、ＳｉＮなどからなるパッシベーション膜５０が設けられる。
【００１６】
ここで図２を用いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法に関して説明する。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体素子、下地絶縁層、下部の配線部材、層間絶縁膜などが形成された基板上に配線部材１０を形成する配線形成工程を実施する。次に、図２（ｂ）に示すように、配線部材１０上に例えばプラズマＣＶＤで第１絶縁膜２０を形成する第１絶縁膜形成工程を実施する。次に、図２（ｃ）に示すように、第１絶縁膜２０上に例えば有機ＳＯＧ薬液を回転塗布した後、熱硬化させて引張応力膜３０を形成する引張応力膜形成工程を実施する。次に、図２（ｄ）に示すように、引張応力膜３０上に例えばプラズマＣＶＤで第２絶縁膜４０を形成する第２絶縁膜形成工程を実施する。そして、図２（ｅ）に示すように、第２絶縁膜４０上に例えばプラズマＣＶＤでパッシベーション膜５０を形成するパッシベーション膜形成工程を実施する。
【００１８】
通常、引張応力膜３０を設けない場合、第１絶縁膜２０、第２絶縁膜４０、さらにパッシベーション膜５０の圧縮応力によって、図３（ａ）に示す配線部材１０内に点在する空孔６０が図３（ｂ）に示す配線部材１０の角部に移動してボイド６１となり配線部材１０のストレスマイグレーション寿命が短くなる。
【００１９】
しかしながら、本実施の形態における半導体装置は、上述のように、第１絶縁膜２０と第２絶縁膜４０との間に配線部材１０による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜３０を備えることによって、パッシベーション膜５０を平坦化できパッシベーション膜５０のクラックを完全に防止することができると共に、第１絶縁膜、第２絶縁膜、さらにパッシベーション膜５０の応力を引張応力膜３０が緩和して配線部材１０のストレスマイグレーション寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を示す工程別断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、引張応力膜を設けない場合の配線部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 配線部材、２０ 第１絶縁膜、３０ 引張応力膜、４０ 第２絶縁膜、５０ パッシベーション膜、６０ 空孔、６１ ボイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体装置における表面保護構造の一例として特許文献１に示すものがあった。特許文献１に示される表面保護構造は、金属層を施しパターン化して形成された配線部材上にＳｉＯ２を施し、このＳｉＯ２を化学機械研磨により平坦化し、全体的に平坦化されたＳｉＯ２上にＳｉ３Ｎ４を施すことによって形成されるものである。
【特許文献１】特開平５−１９８５７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１に示される表面保護構造においては、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４が共に平坦化できるので、Ｓｉ３Ｎ４のクラックを抑制することができる。しかしながら、ＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４とは、共に圧縮性の高い材料であるあるため、配線部材のストレスマイグレーション寿命が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、パッシベーション膜のクラックを防止すると共に、配線部材の寿命を向上させることができる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために請求項１に記載の半導体装置は、半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置であって、パッシベーション膜と配線部にけるパッシベーション膜の直下の配線部材との間に、配線部材を覆う圧縮性の第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜と、第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に配線部材による角部の面取りをするように設けられる絶縁性の引張応力膜とを備えることを特徴とするものである。
【０００６】
このように、第１絶縁膜と第２絶縁膜との間に配線部材による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜を備えることによって、パッシベーション膜のクラックを完全に防止することができると共に、第１絶縁膜、第２絶縁膜、さらにはパッシベーション膜の応力を引張応力膜が緩和して配線部材のストレスマイグレーション寿命を向上させることができる。
【０００７】
また、引張応力膜としては、請求項２乃至４に示すように、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ３−ＴＥＯＳを採用すると好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【０００９】
図１は、本発明の実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を示す工程別断面図である。図３（ａ）、（ｂ）は、引張応力膜を設けない場合の配線部材の拡大断面図である。
【００１０】
図１に示すように、半導体装置は、半導体素子が形成された基板上に配線部（配線部材１０を含む）とパッシベーション膜５０とが構成されるものである。
【００１１】
なお、図１においては、半導体素子は省略して、半導体素子が形成された基板上に構成されるパッシベーション膜５０と配線部におけるパッシベーション膜５０の直下の配線部材１０を示すものである。例えば、半導体素子は、ＬＤＭＯＳ（Lateral Double-diffused MOS）トランジスタなどを採用することができるが、特に限定されるものではない。なお、半導体素子に関しては、例えば本出願人が先に特開２００７−２５０５８７号公報等により開示しているので、本実施の形態における詳細な説明は省略する。また、例えば、配線部は、層間絶縁膜を介して数層の配線部材（例えばＡｌ）が積層されるものである。
【００１２】
配線部に含まれる配線部材１０は、半導体基板や層間絶縁膜上などに形成されるものであり、例えば、Ａｌ、ＡｌＣｕ、純Ａｌ、ＡｌＳｉ、ＡｌＳｉＣｕなどを採用することができる。
【００１３】
配線部材１０上には、配線部材１０を覆うように第１絶縁膜２０が設けられる。この第１絶縁膜２０は、例えば、ＳｉＯ２などの絶縁性かつ圧縮性の材料からなるものである。第１絶縁膜２０は、配線部材１０上に設けるため配線部材１０によって角部ができる。
【００１４】
第１絶縁膜２０上には、この角部の面取りをするように、絶縁性の引張応力膜３０が設けられる。この引張応力膜３０は、第１絶縁膜２０、第２絶縁膜４０とは異なり、引張応力を有する材料からなるものであり、例えば、有機ＳＯＧ、無機ＳＯＧ、Ｏ３−ＴＥＯＳを採用すると好ましい。また、引張応力膜３０は、図１からもわかるように、配線部材１０間（第１絶縁膜２０間）の凹部、配線部材１０（第１絶縁膜２０）による段差部を埋めるように設けることによって、角部の面取りをすることができる。
【００１５】
引張応力膜３０上には、引張応力膜３０を覆うように第２絶縁膜４０が設けられる。この第２絶縁膜４０は、例えば、ＳｉＯ２などの絶縁性かつ圧縮性の材料からなるものである。なお、引張応力膜３０（有機ＳＯＧ（Spin-on-glass）、無機ＳＯＧ（Spin-on-glass）、Ｏ３−ＴＥＯＳなど）は、機械的強度が弱いため、引張応力膜３０上に第２絶縁膜４０を設けることによって補強することができる。そして、第２絶縁膜４０上には、例えば、ＳｉＮなどからなるパッシベーション膜５０が設けられる。
【００１６】
ここで図２を用いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法に関して説明する。
【００１７】
まず、図２（ａ）に示すように、半導体素子、下地絶縁層、下部の配線部材、層間絶縁膜などが形成された基板上に配線部材１０を形成する配線形成工程を実施する。次に、図２（ｂ）に示すように、配線部材１０上に例えばプラズマＣＶＤで第１絶縁膜２０を形成する第１絶縁膜形成工程を実施する。次に、図２（ｃ）に示すように、第１絶縁膜２０上に例えば有機ＳＯＧ薬液を回転塗布した後、熱硬化させて引張応力膜３０を形成する引張応力膜形成工程を実施する。次に、図２（ｄ）に示すように、引張応力膜３０上に例えばプラズマＣＶＤで第２絶縁膜４０を形成する第２絶縁膜形成工程を実施する。そして、図２（ｅ）に示すように、第２絶縁膜４０上に例えばプラズマＣＶＤでパッシベーション膜５０を形成するパッシベーション膜形成工程を実施する。
【００１８】
通常、引張応力膜３０を設けない場合、第１絶縁膜２０、第２絶縁膜４０、さらにパッシベーション膜５０の圧縮応力によって、図３（ａ）に示す配線部材１０内に点在する空孔６０が図３（ｂ）に示す配線部材１０の角部に移動してボイド６１となり配線部材１０のストレスマイグレーション寿命が短くなる。
【００１９】
しかしながら、本実施の形態における半導体装置は、上述のように、第１絶縁膜２０と第２絶縁膜４０との間に配線部材１０による角部の面取りするように設けられる絶縁性の引張応力膜３０を備えることによって、パッシベーション膜５０を平坦化できパッシベーション膜５０のクラックを完全に防止することができると共に、第１絶縁膜、第２絶縁膜、さらにパッシベーション膜５０の応力を引張応力膜３０が緩和して配線部材１０のストレスマイグレーション寿命を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態における半導体装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施の形態における半導体装置の製造工程を示す工程別断面図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）は、引張応力膜を設けない場合の配線部材の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０ 配線部材、２０ 第１絶縁膜、３０ 引張応力膜、４０ 第２絶縁膜、５０ パッシベーション膜、６０ 空孔、６１ ボイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置であって、
前記パッシベーション膜と前記配線部にける当該パッシベーション膜の直下の配線部材との間に、
前記配線部材を覆う圧縮性の第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜と、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に前記配線部材による角部の面取りをするように設けられる絶縁性の引張応力膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記引張応力膜は、有機ＳＯＧからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記引張応力膜は、無機ＳＯＧからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記引張応力膜は、Ｏ３−ＴＥＯＳからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１】
半導体素子が形成された基板上に配線部とパッシベーション膜とが構成される半導体装置であって、
前記パッシベーション膜と前記配線部にける当該パッシベーション膜の直下の配線部材との間に、
前記配線部材を覆う圧縮性の第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられる圧縮性の第２絶縁膜と、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜との間に前記配線部材による角部の面取りをするように設けられる絶縁性の引張応力膜と、
を備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記引張応力膜は、有機ＳＯＧからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記引張応力膜は、無機ＳＯＧからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記引張応力膜は、Ｏ３−ＴＥＯＳからなることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−３４０９３（Ｐ２０１０−３４０９３Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９１４０２（Ｐ２００８−１９１４０２）
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２４日（２００８．７．２４）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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