半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够降低晶片的翘曲、钝化膜的裂纹的半导体装置。半导体装置(1)具备半导体基板(2)、形成在半导体基板(2)的半导体元件(3)、与半导体元件(3)连接的金属层(4)、以及保护半导体元件(3)的钝化膜(11)。钝化膜(11)交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜(12)和拉伸应力小的第二绝缘膜(13)而形成。第一绝缘膜(12)和第二绝缘膜(13)使用硅氮化膜、硅氧化膜、硅氮氧化膜中的任一者来形成。钝化膜(11)作为整体产生拉伸应力。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置及其制造方法
本专利技术涉及在半导体基板上形成有钝化膜的半导体装置及其制造方法。
技术介绍
一般来说，已知有具备半导体基板、形成在半导体基板的半导体元件、以及保护半导体元件的钝化膜的半导体装置(例如，参照专利文献1)。在专利文献1公开了如下结构，即，钝化膜交替地层叠压缩应力膜和拉伸应力膜而形成，并且钝化膜作为整体产生压缩应力。在先技术文献专利文献专利文献1：美国专利第8941218号说明书可是，钝化膜是成膜在器件表层的保护膜，在晶片工艺的最终工序形成。因此，在对钝化膜进行成膜的晶片表面，例如形成有半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层。即，在晶片表面积蓄了直到形成钝化膜之前为止的工艺历史。在该晶片中，存在作为由各种材料的热膨胀系数差引起的应力而残留压缩应力的倾向。对此，专利文献1记载的钝化膜作为整体产生压缩应力。在晶片表面形成了这种钝化膜的情况下，钝化膜的压缩应力会追加到晶片的残留压缩应力。其结果是，存在如下问题，即，由于这些压缩应力，除了在晶片产生翘曲以外，还会在钝化膜产生裂纹。
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述的现有技术的问题而完成的，本专利技术的目的在于，提供一种能够降低晶片的翘曲、钝化膜的裂纹的半导体装置及其制造方法。为了解决上述的课题，技术方案1的专利技术的半导体装置具备半导体基板、形成在所述半导体基板的半导体元件、以及保护所述半导体元件的钝化膜，其特征在于，所述钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。在技术方案2的专利技术中，所述第二绝缘膜产生压缩应力。在技术方案3的专利技术中，所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜使用硅氮化膜、硅氧化膜、硅氮氧化膜中的任一者来形成。在技术方案4的专利技术中，在所述半导体基板形成有半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层，所述钝化膜覆盖这些半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层而形成在所述半导体基板。此外，基于技术方案5的专利技术的半导体装置的制造方法的特征在于，具有在半导体基板上形成钝化膜的工序，所述钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。在技术方案6的专利技术中，在所述半导体基板上，在形成所述钝化膜之前，形成半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层，所述钝化膜覆盖这些半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层而形成在所述半导体基板。在技术方案7的专利技术中，所述金属层通过蒸镀或电镀而形成。专利技术效果根据技术方案1的专利技术，钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。因此，即使在半导体基板产生伴随着工艺历史的压缩应力时，也能够通过产生拉伸应力的钝化膜减弱半导体基板的压缩应力。其结果是，能够降低由半导体基板构成的晶片的翘曲、钝化膜的裂纹。根据技术方案2的专利技术，第二绝缘膜产生压缩应力。因此，第二绝缘膜的拉伸应力与第一绝缘膜的拉伸应力相比变小。此时，钝化膜能够通过适当地调整第一绝缘膜以及第二绝缘膜的应力倾向、膜厚等，从而作为整体产生拉伸应力。根据技术方案3的专利技术，第一绝缘膜和第二绝缘膜使用硅氮化膜、硅氧化膜、硅氮氧化膜中的任一者来形成。此时，钝化膜因为层叠第一绝缘膜和第二绝缘膜而形成，所以能够具备绝缘性以及耐湿性。根据技术方案4的专利技术，钝化膜覆盖半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层而形成在半导体基板。因此，即使在半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层由于彼此的热膨胀系数差而产生压缩应力时，也能够通过产生拉伸应力的钝化膜减弱它们的压缩应力。根据技术方案5的专利技术，具有在半导体基板上形成钝化膜的工序，所述钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。因此，即使在半导体基板产生伴随着工艺历史的压缩应力时，也能够通过产生拉伸应力的钝化膜减弱半导体基板的压缩应力。其结果是，能够降低由半导体基板构成的晶片的翘曲、钝化膜的裂纹。根据技术方案6的专利技术，钝化膜覆盖半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层而形成在半导体基板。因此，即使在半导体层、绝缘膜层、有机物层以及金属层由于彼此的热膨胀系数差而产生压缩应力时，也能够通过产生拉伸应力的钝化膜减弱它们的压缩应力。根据技术方案7的专利技术，金属层通过蒸镀或电镀而形成。因此，即使在伴随着金属层的成膜而在金属层产生压缩应力时，也能够通过产生拉伸应力的钝化膜减弱金属层的压缩应力。附图说明图1是示出基于第一实施方式的半导体装置的剖视图。图2是示出基于第一实施方式的半导体装置的主要部分放大剖视图。图3是示出半导体层形成工序的剖视图。图4是示出金属层形成工序的剖视图。图5是示出基于第二实施方式的半导体装置的主要部分放大剖视图。图6是示出基于第三实施方式的半导体装置的剖视图。图7是示出基于第三实施方式的半导体装置的主要部分放大剖视图。图8是示出第一金属层形成工序的剖视图。图9是示出绝缘膜层形成工序的剖视图。图10是示出第一通孔形成工序的剖视图。图11是示出有机物层形成工序的剖视图。图12是示出第二通孔形成工序的剖视图。图13是示出第二金属层形成工序的剖视图。附图标记说明1、31、41：半导体装置，2：半导体基板，2A：表面，2B：半导体层，3：半导体元件，4：金属层，11、32、46：钝化膜，12、33、47：第一绝缘膜，13、34、48：第二绝缘膜，42：第一金属层(金属层)，43：绝缘膜层，44：有机物层，45：第二金属层(金属层)。具体实施方式以下，参照附图对基于本专利技术的实施方式的半导体装置进行详细说明。本专利技术的半导体装置例如可应用于对MHz频段或GHz频段那样的高频信号进行放大的功率放大器。在图1示出基于第一实施方式的半导体装置1。半导体装置1具备半导体基板2、金属层4以及钝化膜11。半导体基板2使用例如像砷化镓(GaAs)那样的半导体材料形成为平板状。另外，半导体基板2也可以由例如像磷化铟(InP)、氮化镓(GaN)等那样的其它III-V族的化合物半导体形成。半导体基板2也可以使用例如像硒化锌(ZnSe)那样的II-VI族的化合物半导体形成，还可以使用例如像碳化硅(SiC)、硅锗(SiGe)那样的IV族的化合物半导体形成。此外，半导体基板2不限于化合物半导体，也可以由例如像硅(Si)、锗(Ge)那样的IV族单一元素的半导体形成。在半导体基板2的表面2A形成有例如由砷化镓(GaAs)、砷化铝镓(AlGaAs)等构成的半导体层2B。半导体层2B可以是掺杂了杂质的半导体层，也可以是除去了杂质的半导体层。此外，半导体层2B可以是一层，也可以是多层(例如，两层)。半导体元件3配置在半导体基板2的表面2A侧。半导体元件3例如包含半导体层2B而形成。半导体元件3可以是像二极管、场效应晶体管等那样的有源元件，也可以是像电阻、电容器等那样的无源元件。半导体元件3一般在半导体基板2设置有多个(仅图示一个)。这些多个半导体元件3通过金属层4而相互电连接。金属层4形成在半导体基板2的表面2A上。金属层4使用例如像金(Au)等那样的导电性金属材料形成。金属层4具有例如像形成半导体元件3的电极、对多个半导体元件3之间进行电连接、对半导体元件3与外部之间进行电连接等那样的各种功能。由此，在半导体基板2形成有包含半导本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，具备：半导体基板：半导体元件，形成在所述半导体基板；以及钝化膜，保护所述半导体元件，其特征在于，所述钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。

【技术特征摘要】
2016.10.19 JP 2016-2052251.一种半导体装置，具备：半导体基板：半导体元件，形成在所述半导体基板；以及钝化膜，保护所述半导体元件，其特征在于，所述钝化膜交替地层叠拉伸应力大的第一绝缘膜和拉伸应力小的第二绝缘膜而形成，作为整体产生拉伸应力。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二绝缘膜产生压缩应力。3.根据权利要求1或2所述的半导体装置，其特征在于，所述第一绝缘膜和所述第二绝缘膜使用硅氮化膜、硅氧化膜、硅氮氧化膜中的任一者来形成。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，在所述半导体基板形成有半...

【专利技术属性】
技术研发人员：青池将之，黑川敦，小林敦，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：发明
国别省市：日本,JP