(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体デバイスを製造するための方法であって、
ベース構成を設けるステップと、
前記ベース構成上に、パターン化された金属層を設けるステップと、
結果として生じた構成上に第１のオキシ窒化物層を設けるステップとを含み、それにより前記第１のオキシ窒化物層は金属層の側面部分に隣接する窪みを規定し、さらに
結果として生じた構成上にスピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）を設けるステップを含み、それにより前記窪みがＳＯＧを含み、かつ前記第１のオキシ窒化物層の残りの表面部分上にＳＯＧの層が設けられ、さらに
前記第１のオキシ窒化物層の残りの表面部分からＳＯＧの前記層を取除くステップと、
結果として生じた構成上に第２のオキシ窒化物層を設けるステップと、
前記第２のオキシ窒化物層上に窒化物層を設けるステップを含む、
半導体デバイスを製造するための方法。
【請求項２】
前記窒化物層上にプラスチック材料を設けるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記窒化物層は紫外線が実質的に透過する厚さに形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
ＳＯＧの層が前記第１のオキシ窒化物層の残りの表面部分から取除かれるよう前記ＳＯＧをエッチングするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
ベース構成と、
前記ベース構成上にパターン化された金属層と、
前記パターン化された金属層上に第１のオキシ窒化物層とを含み、前記第１のオキシ窒化物層は前記金属層の側面部分に隣接する窪みを規定し、さらに
前記第１のオキシ窒化物層によって規定される窪みにあるスピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）と、
前記第１のオキシ窒化物層およびＳＯＧの露出部分上にある第２のオキシ窒化物層と、
前記第２のオキシ窒化物層上に窒化物層を含む、半導体デバイス。
【請求項６】
前記窒化物層上にプラスチック材料をさらに含む、請求項５に記載の半導体デバイス。
【請求項７】
前記窒化物層は紫外線を実質的に透過する厚さを有する、請求項５に記載の半導体デバイス。
【請求項８】
前記第２のオキシ窒化物層が１２０００Åより厚い、請求項５に記載の半導体デバイス。
【請求項９】
前記窒化物層が２０００Åより薄い、請求項７に記載の半導体デバイス。
【請求項１０】
前記窒化物層の厚さが約６７０Åである、請求項９に記載の半導体デバイス。
【請求項１１】
前記窒化物層の厚さが約１３４０Åである、請求項９に記載の半導体デバイス。
【請求項１２】
前記第１のオキシ窒化物層が１００Åと５０００Åとの間の厚さである、請求項５に記載の半導体デバイス。
【請求項１３】
前記第１のオキシ窒化物層が約３０００Åの厚さである、請求項１２に記載の半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は半導体技術に関し、より特定的にはＵＶが透過的な、半導体デバイスのトップサイドの製造に関する。
【０００２】
【発明の背景】
典型的な消去可能な半導体メモリセルはそこに紫外（ＵＶ）線を当てることによって消去可能である。それを助長するよう、セルは、ＵＶ線に透過的なトップサイド構成によって覆われる。先行技術のデバイスのこのようなトップサイド構成は図１に示される。
【０００３】
ＵＶ線を当てることによって消去され得る典型的なメモリセル構成（図示せず）を組込むシリコン基板１０が設けられる。基板はその上にフィールド酸化物（ＳｉＯ２  ）１２およびＢＰＳＧまたはＢＰＴＥＯＳガラス１４の層を備える。アルミニウム層１６が、結果として生じた構成の上にパターン化される。比較的薄いオキシ窒化シリコン［ＳｉＯｘ  Ｎｙ  （Ｈｚ  ）］層１８が金属層１６の上にそれに沿って設けられ、このためオキシ窒化物層１８は金属層１６とガラス層１４とに接触し、さらにダイの端縁では基板１０に接触する。デバイスを平坦化するために、スピン・オン・ガラス（ＳＯＧ）２０が結果として生じた構成の上に設けられ、構成の窪みを実質的に埋める。薄いオキシ窒化物層１８はＳＯＧ２０がアルミニウムと反応したり衝撃を与えたりするのを防ぐよう含まれ、これによってその間のバリアとして働く。平坦化工程の間約１００Åの厚さである、ＳＯＧ２０Ａの非常に薄い層が薄いオキシ窒化物層１８の部分上に与えられ保たれる。
【０００４】
その後、およそ１２０００Åの厚さである比較的厚いオキシ窒化物層２２が結果として生じた構成の上に設けられ、プラスチックパッケージ材料２４がオキシ窒化物層の上に設けられる。
【０００５】
この構成は比較的滑らかな形状を達成するが、たとえばダイの端縁近くの２６でＳＯＧ層にひび割れが起こり、薄いＳＯＧ層２０Ａを通って、かつそれに沿って広がるかもしれない。プラスチック材料２４の熱膨張係数はその下の材料の熱膨張係数よりも遙に大きいため、プラスチック材料２４は所与の温度変化に対して下部の構成よりも遙に膨張し、かつ収縮する。薄いＳＯＧ２０Ａとオキシ窒化物層２２との間の粘着力は比較的弱く、オキシ窒化物層２２とプラスチックパッケージ材料２４との間の粘着力は比較的強い。このため、温度に変化があるときには以上に説明したように薄いＳＯＧ２０Ａの中で、かつそれに沿ってひび割れがたやすく起こり得る。このようなひび割れは２８におけるように厚いオキシ窒化物層２２を通って広がる恐れがある、なぜならその物理的強さが比較的弱いからである。このため、以上に説明されたようなデバイスは簡単に故障してしまうかもしれない。
【０００６】
【発明の概要】
この発明は上述の問題を克服する特徴を組込む。そのために、パターン化されたアルミニウム層と、薄いオキシ窒化物層と、ＳＯＧ層とを適用した後に、ＳＯＧ層の薄い部分がエッチングによって取除かれる。その後、厚いオキシ窒化物層が、結果として生じたデバイスに適用されると、このような厚いオキシ窒化物層は金属の上にある薄いオキシ窒化物層部分と直接接触し、それと強く結合する。
【０００７】
さらに、非常に薄い（それを通ってＵＶ線が通るのを可能にするよう十分薄い）シリコン窒化物（Ｓｉ３  Ｎ４  ）層が、厚いオキシ窒化物層の上に有利に適用される。窒化物層とプラスチック材料との間の結合は厚いオキシ窒化物層とプラスチック材料との間の結合よりも弱く、このためひび割れが起こる場合、ひび割れは窒化物層とプラスチックパッケージ材料との間で起こるだろう。一度このようなひび割れが起こっても、それに続く構成全体の膨張および収縮は問題にはならないだろう。すなわち、プラスチック材料および厚いオキシ窒化物層は完全なまま保たれることとなる。
【０００８】
【好ましい実施例の説明】
図１に示されるデバイスの多くの要素および処理工程を組み込むデバイス３０の断面図を示す図２を参照する。
【０００９】
図２に示されるように、ＵＶ線を当てることによって消去可能なメモリセル構成（図示せず）を組み込むシリコン基板３２が設けられる。基板３２はその上にフィールド酸化物領域３４およびガラス領域３６を有する。アルミニウム層３８が結果として生じた構成の上に設けられ、図２に示されるように部分３８Ａにパターン化される。次に、すべて上述のとおり、１００Åと５０００Åとの間の厚さであり、好ましくは３０００Åの厚さであるオキシ窒化物層４０の薄い層が結果として生じた構成の上に設けられ、金属層部分３８Ａの側面に隣接する窪みを埋めるようＳＯＧ４２の層が、この結果生じた構成の上に設けられる。上述のとおり、ＳＯＧ４２は約１００Åの厚さである非常に薄い部分４２Ａを金属層部分３８Ａの頂部にある薄いオキシ窒化物層４０の部分上に有する。その後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）またはプラズマエッチングを用いてＳＯＧ層４２がその薄い部分４２Ａを取除くようエッチングされ、薄いオキシ窒化物層４０の部分を露出させるが、窪みはＳＯＧで実質的に埋められたまま保たれ、このため十分なデバイスの平坦化が達成され得る。
【００１０】
たとえば１２０００Åより厚ければ有利である、オキシ窒化物層４４の厚い層（図３）が結果として生じた構成の上に設けられ、それによって、オキシ窒化物層４４とオキシ窒化物層４０との間でそれらが接触するところでは見事に強い結合が達成される。その後、非常に薄い窒化物層４６がオキシ窒化物層４４の上に設けられる。窒化物材料は、もし十分に厚ければＵＶ線を通さないが、もし薄い状態で用いられるならばセルを適切に消去して用いるためにＵＶ線がそれを通ることを可能にするタイプのものであってもよい。薄い窒化物層４６は２０００Åより薄くなるよう選ばれる。すなわち、たとえば６７０Åまたは１３４０Åの厚さであり、これはＵＶ線の半分の波長または全波長に対応する。
【００１１】
最終的に、プラスチックパッケージ材料４８が窒化物層４６に適用される。
プラスチック材料４８より下にある材料の各々はおよそ似た熱膨張係数を有し、プラスチック材料４８の熱膨張係数はそれより下の材料よりも遙に大きい。オキシ窒化物層４０と４４との間のＳＯＧの薄い層が避けられるため、その間には強い結合が設けられ、これらのオキシ窒化物層４０および４４は互いにたやすく膨張し、かつ収縮する。すなわち、５０におけるような、ダイの端縁で生み出されるひび割れは先に示されたような区域の中に広がらないだろう。これは、同じ熱膨張係数を有するオキシ窒化物層４０と４４との間に強力な結合が生み出されるからである。
【００１２】
さらに、オキシ窒化物層４４の厚さが１２０００Åよりも大きく、すなわちたとえば１８０００Åに増すことは、デバイスに全体的な強さを加える。さらに、先に述べられたようにオキシ窒化物層４４とプラスチックパッケージ材料４８との間に薄い窒化物層４６を含むことは、プラスチック材料４８の熱膨張係数がそれより下の材料の熱膨張係数よりも遙に大きいことを可能にするよう、その間に比較的弱い結合を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図１】説明された型の典型的な先行技術のデバイスの断面図である。
【図２】この発明を例示するための図１に示された処理工程よりも早い時期の処理工程におけるデバイスの断面図である。
【図３】この発明に従って製造されたデバイスの断面図である。
【符号の説明】
３２  基板
４０  オキシ窒化物の薄い層
４２  ＳＯＧ
４４  オキシ窒化物の厚い層
【図１】
0003618916.tif 000002
【図２】
0003618916.tif 000003
【図３】
0003618916.tif 000004