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JP4222525B2 - Semiconductor device, method for manufacturing the same, and reflective liquid crystal display device - Google Patents
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JP4222525B2 - Semiconductor device, method for manufacturing the same, and reflective liquid crystal display device - Google Patents

Semiconductor device, method for manufacturing the same, and reflective liquid crystal display device Download PDF

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真 水野
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置、その製造方法及び反射型液晶表示装置に係り、特にチップの表面に液晶等、他の部品や装置を直に取付けて用いるのに好適な半導体装置、その製造方法、及び、該半導体装置を用いた反射型液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、LSI等の半導体装置では、シリコン(Si)等の半導体基板に形成された各種素子と、これら素子を動作させるために基板上に形成された多層配線とを含むチップを有している。この多層配線は、通常、基板上にCVD(Chemical Vapor Deposition )等で堆積したシリコン酸化膜等の層間絶縁膜上に、Al−Si合金等のAl系材料を積層して金属膜を形成した後、該金属膜を所定のパターンに加工して配線を形成し、更にその上に他の層間絶縁膜を堆積させるという工程を、必要に応じて繰り返すことにより形成されている。
【0003】
一方、例えばSiチップベースド液晶のように、半導体チップ上に反射型の液晶等を載せて駆動する場合は、層間絶縁膜や最上層の絶縁膜であるパッシベーション膜を、極めて平坦性が高い鏡面状に仕上げ、しかもできるだけ薄くしたいという要求があった。
【0004】
通常の層間膜平坦化、例えばSOG(Spin On Glass)の塗布及びエッチバック等の方法では、配線段差を、その上層の配線が容易になる程度に平滑化することは可能であるが、鏡面に近い、極めて平坦性の高い状態にすることはできない。平坦性が極めて高い状態にする方法として、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法があり、この技術を従来のような多層配線の絶縁膜に適用し、その表面を平坦化する場合を考える。
【0005】
図20には、平坦な絶縁膜1上に形成された厚さT1 の配線2と、その上に形成された厚さT2 の平坦な絶縁膜3とが示してあるが、この絶縁膜3を上記CMP法で形成するためには、初めに少なくとも二点鎖線で示すT3 (=T1 +T2 )の厚さに絶縁材料を堆積させた後、T2 を越える厚さ分(T3 −T2 )を研磨する必要がある。即ち、上記CMP法で絶縁膜を平坦化するためには、配線2の分の段差T1 の2倍以上の膜厚の絶縁材料を堆積し、その段差分以上を研磨する必要がある。
【0006】
一方、CMP法による研磨にはばらつきが大きく、研磨量(厚さ)の10%以上のばらつきが起こり得ることから、平坦化のためには研磨量はできるだけ少ない方がよい。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、配線層にAl系材料を使用する場合には、電極や配線として機能させるためには、例えば0.5μm以上に厚くする必要があり、従って研磨量も0.5μm以上必要となる。このように配線2をAl系材料で形成する場合には、研磨量が厚くなることから、研磨のばらつきを考えると鏡面状の平坦面を形成するためには問題がある。
【0008】
又、上記のように、配線2の上に薄い絶縁膜3をCMP法で形成する場合、通常用いられるAl系の配線材料は比較的軟らかいため、配線2が有るところと無いところで力のかかり具合が異なるためか、厚さが不均一になり易いという欠点があり、この点でも完全な平坦化が難しい。
【0009】
従って、従来のように、0.5μm以上の膜厚のAl系の材料で形成した配線上に、薄く且つ完全に平坦な鏡面状平坦面を有する層間絶縁膜やパッシベーション膜を形成することが極めて困難であるという問題があった。
【0010】
又、最近の半導体チップでは、配線の腐食を防止するために、チップ保護膜として、その最上層に主としてプラズマCVD(Chemical Vaper Deposition )により堆積した窒化ケイ素(以下、p−SiNと記す)膜を用いている。
【0011】
図21に、このような半導体チップの例の要部断面を模式的に拡大して示してある。即ち、この半導体チップは、いわゆるMOSトランジスタを構成するソース・ドレイン等が作り込まれたシリコン(Si)からなる半導体基板10上に、LOCOS12を介して第1層間絶縁膜14、第2層間絶縁膜16及び第3層間絶縁膜18が順に積層されている。又、上記第1層間絶縁膜14上には、下層のゲート電極20にコンタクト孔を介して接続された第1配線層22が、又、第2層間絶縁膜16上には第2配線層24が、それぞれ積層されており、最上層の第3層間絶縁膜18の開口部には露出された第2配線層24からなるボンディングパッド26が形成されている。この半導体チップでは、最上層の上記第3層間絶縁膜18が、チップ保護膜である。
【0012】
ところで、半導体チップには、その用途により、上記ボンディングパッド26を介して行う通常のボンディングによる接続以外に、例えばSiチップベースド液晶のように、チップ上に他の部品や装置を直接取付けて電気的に接続させる場合が出てきている。
【0013】
しかしながら、上記のように、チップに他の部品や装置を直接取付けて電気的に接続させる場合には、前記図21に示したような半導体チップのように、最上配線層上にチップ保護膜を形成することができないという問題もあった。
【0014】
本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、表面に液晶を載せるのに適したチップを有する半導体装置及び、その製造方法を提供することを第1の課題とする。
【0015】
本発明は、又、最上配線層上に薄く且つ表面が極めて平坦な鏡面状平坦面を有する絶縁膜を形成することを第2の課題とする。
【0016】
本発明は、又、チップ表面に他の部品や装置を直接取付けることができるよう、チップ内部を十分に保護することを第3の課題とする。
【0017】
本発明は、更に、チップと一体的に形成された反射型液晶表示装置を提供することを第4の課題とする。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本願の第1発明は、半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置において下層配線層と、該下層配線層上に積層され、上面が平坦に形成された最上層間絶縁膜と、該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層されAl系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層と、該最上配線層上に積層された、鏡面状平坦面を有するパシベーション膜と、該パッシベーション膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットとが形成された構成とすることにより、前記第1及び第2の課題を解決したものである。
【0019】
即ち、最上層間絶縁膜の平坦面上に、通常、配線材料として用いられるAl系材料に比べて十分な硬さを有する、例えばチタン系の材料で所定パターンの薄い最上配線層を形成することにより、その上に堆積した絶縁材料を十分に薄く、しかも鏡面状の平坦面に研磨することが可能となる。ここで、Al系材料に比べて十分な硬さを有する材料としては、Ti、Cr、Co、Ni、Mo、W、Pt又はこれらのシリサイド又はこれらとその上に形成されたTINとの複合膜を用いることができる。
【0020】
第1発明は、又、半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置の製造方法において、基板上に下層配線層を形成する工程と、該下層配線層上に堆積させた絶縁材料を平坦化して最上層間絶縁膜を形成する工程と、該最上層間絶縁膜の平坦面上に、Al系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層を形成する工程と、該最上配線層上の基板全体に絶縁膜を堆積し、CMP法によって研磨することにより、鏡面状平坦面を有する最上絶縁膜を形成する工程と、該最上絶縁膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層が露出したボンディングパットを形成する工程とを有することにより、上記半導体チップを確実に製造可能としたものである。
【0021】
本願の第2発明は、又、半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置において、下層配線層と、該下層配線上に設けられた、シリコン窒化膜もしくは酸化シリコン窒化膜からなるチップ保護膜を含む最上層間絶縁膜と、該最上層間絶縁膜上に設けられた、Al−Si合金に比較して腐食に強い材料からなる最上配線層と、該最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットと、を有することにより、前記第1及び第3の課題を解決したものである。
【0022】
前記最上配線層には、通常配線材料として用いられるAl−Si合金等に比べて腐食に強い材料を用い、且つ、チップ内部を保護するために、その直下の最上層間絶縁膜にチップ保護性を持たせることにより、チップの信頼性を確保した上で、上記最上配線層を実質的に剥き出しの状態で使用可能とし、チップに他の部品や装置を直接取付けて電気的に接続することが可能となる。ここでチップ保護性というのは、半導体素子に悪影響を与える各種の外部要因の影響を受けないようにチップを保護することをいう。そのために要求される特性として、1)保護膜自体にピンホール、クラック、微小欠陥が存在しないこと、2)配線、特にAl系の配線の腐食を誘発する水分の浸透を防止できること、3)半導体基板界面に形成されたトランジスタ等の特性を劣化させるアルカリイオン、特にNa+イオンの浸透を防止できることである。このような特性を有する保護膜としてはプラズマCVD法で形成するシリコン窒化膜、酸化シリコン窒化膜等が用いられる。
【0023】
本願の第3発明は、更に、反射型液晶表示装置において、下層配線層と、該下層配線層上に積層され、上面が平坦に形成された最上層間絶縁膜と、該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層され、Al系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層と、該最上配線層上に積層された、鏡面状平坦面を有するパシベーション膜と、該パッシベーション膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットとを有するチップ、又は、下層配線層と、該下層配線層上に設けられ、上面が平坦に形成され、且つシリコン窒化膜もしくは酸化シリコン窒化膜からなるチップ保護性を有する最上層間絶縁膜と、該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層され、Al−Si合金に比較して腐食に強い特性を有する材料からなる最上配線層と、該最上層間絶縁膜を開口して前記下層配線層を露出したボンディングパットとを有するチップと、該チップ上に配設された、該チップにより駆動される反射型の液晶部とを備えることにより、前記第4の課題を解決したものである。
【0024】
【発明の実施の形態】
第1発明の好ましい実施の形態では、薄く且つ鏡面状平坦面にする最上絶縁膜がパッシベーション膜であり、その下地となる最上配線層の段差を小さくするために、(1)最上層間絶縁膜をCMPにより平坦化し、(2)その上の最上配線層をAl系材料でなく、Al系材料に比べて硬度の大きい金属を、厚さが0.5μm以下の薄膜で形成する。
【0025】
又、パッシベーション膜を形成するためにCMPを行う際に、まず研磨する第2の絶縁膜に比べ十分研磨速度の小さい第1の絶縁膜を堆積し、その上に第2の絶縁膜を上記Al系材料に比べて硬度の大きい膜からなる薄層導電膜の膜厚の2倍程度堆積し、研磨速度の小さい第1の絶縁膜をストッパとして上記第2の絶縁膜をCMPで研磨する。
【0026】
又、上記CMPを行った場合、被研磨面に微小な欠陥が入るため、パッシベーション膜の絶縁性を確保する上から、更にその上に薄い絶縁膜を堆積する。又、このようにしてパッシベーション膜を形成する場合、上記最上配線層にはダイ・ボンディングができないため、下層配線層を引き出してボンディングパッドを形成する。
【0027】
以下、図面を参照して、4層配線の場合に適用した、第1発明の、より具体的な実施形態を詳細に説明する。なお、本発明は、半導体装置が有するチップの積層構造に特徴があるため、それに関係する配線工程を中心に説明する。又、ここでは、MOS型半導体装置を例にとるが、必ずしもその必要はない。
【0028】
図1から図8までは、第1発明に係る第1実施形態である半導体チップの製造方法を説明するための部分断面図である。図1には、素子を構成するソース・ドレイン等が作り込まれた、例えばSiの半導体基板110上に、LOCOS112を介して、第1層間絶縁膜114、第2層間絶縁膜116及び第3層間絶縁膜118が順に積層され、又、上記第1層間絶縁膜114上には、下層のゲート電極120に、ヴィアホールを介して第1配線層122が、又、第2層間絶縁膜116上に同様に第2配線層124が、それぞれ積層された状態で示してある。ここでは、第3層間絶縁膜118を積層した工程までを示してある。
【0029】
なお、具体的には、第1層間絶縁膜114は、NSG(Non-doped Silicate Glass)と、その上のBPSG(Boron Phosphorous Silicate Glass)の2層(図示せず)からなり、第2、第3層間絶縁膜116、118は、いずれもTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate )を原料にしてプラズマCVDで積層した酸化ケイ素膜(以下、p−TEOSとも記す)である。又、ゲート電極120はポリシリコン(p−Si)、第1、第2配線層122、124は、Al系材料であるAl−Si合金(但し、これに限定されない)で形成されている。 次いで、図2に示すように、上記第3層間絶縁膜118上に第3層目のメタルとして、例えばAl−Siを堆積し、この第3層メタルを適当な方法でパターニングして、第3配線層126を形成する。なお、この第3配線層126は、その一部をボンディングパッド126Aとして利用するため、ボンディングをするのに十分な膜厚、例えば0.5μmにする。この図2に示す状態までは常法に従って製造することができる。
【0030】
次に、図3に示す第4層間絶縁膜(最上層間絶縁膜)128を形成する。これは、どのような方法で形成しても構わないが、例えば図2の状態にp−TEOSを1.4μm堆積し(図示せず)、この厚い酸化ケイ素をCMP法を用いて0.7μm研磨し、図3の破線で示した厚さにする。次いで、その上にp−TEOSからなる絶縁膜128Aを更に0.2μm堆積し、CMPによる微小欠陥を被覆することにより、平坦面を有する第4層間絶縁膜128を形成する。その後、常法により、ヴィアホール130を形成し、図3の状態にする。
【0031】
なお、その際、第3配線層126のボンディングパッド126Aとなる領域(図中右側)の第4層間絶縁膜128には、ヴィアホールを形成しないようにする。但し、場合によってはボンディングパッド126Aの領域にヴィアホールを形成しても構わないが、ここでは、後に行うCMPによるパッシベーション膜の平坦化のために、大きな領域の段差は望ましくないので形成していない。
【0032】
次に、第4配線層(最上配線層)として、Al系材料より硬度の大きい材料としてTiを0.03μm、引き続きその上にTiNを0.1μm堆積すると共に、適当な方法でパターニングし、図4に示すように第3配線層126に電気的に接続された第4配線層132を形成する。その際、TiN/Ti膜はボンディングに適さないため、ボンディングパッド部分のTiN/Ti膜はエッチングして除いておく。
【0033】
次に、鏡面状平坦面を有する薄い最上絶縁膜としてパッシベーション膜を形成する。そのために、まず、第1の絶縁膜134としてプラズマCVD法による窒化硅素膜(以下、p−SiNという)を0.3μm堆積し、引き続き第2の絶縁膜136としてp−TEOSを0.4μm程度堆積し、図5の状態にする。
【0034】
次いで、CMPにより、上記p−TEOSを、例えば0.5μm研磨することにより、図6に示すように、p−TEOSで第1の絶縁膜134の凹部を埋めると共に、第4配線層132の上方の平坦部には第2の絶縁膜136が実質上無い状態にする。この工程では、第1の絶縁膜134のp−SiNは、p−TEOSに比べてCMPによる研磨レートが半分以下であるため、該第1の絶縁膜134を研磨時のストッパとして機能させることが可能となり、この機能により、p−SiNを主体とする膜厚がほぼ0.3μmの均一な平坦面をCMPにより安定して形成することができる。
【0035】
その後、図7に示すように、第3の絶縁膜138としてp−SiNを0.2μm堆積し、上記CMPにより生じた微小欠陥を被覆し、保護することにより、パッシベーション膜140が完成する。
【0036】
以上の工程により、完全に平坦化された鏡面状の平坦面を有する、実質上p−SiNのみからなる約0.5μmの薄いパッシベーション膜140を形成できる。酸化硅素膜の比誘電率は3.9程度、窒化硅素膜の比誘電率は7.5程度であるため、酸化膜厚換算すると0.5μm×3.9/7.5=0.26μm程度の薄いパッシベーション膜を形成することに相当する。
【0037】
次いで、図8に示すように、ボンディングパッド126A上の絶縁膜を開口する。これは、第3の絶縁膜138であるp−SiN、第2の層間絶縁膜136であるp−TEOS、第1の絶縁膜134であるp−SiN及び第4層間絶縁膜128のp−TEOSの順にエッチングを行うことにより形成できる。2番目のp−TEOSのエッチングは、ボンディングパッド部分の第1の絶縁膜134が堆積時に、僅かに窪んでいるため、その部分にCMP後にもp−TEOSが残っている可能性があるために行っている。なお、図8には、断面を表すのに使用した網かけの意味を併せて示した。
【0038】
以上詳述した如く、第1実施形態によれば、Al系材料に比べ硬さの大きい材料を最上配線層として用いたので、CMPの際に配線層の変形が生じにくいため、薄く且つ鏡面状の平坦性を持つパッシベーション膜140を安定して形成することができた。従って、パッシベーション膜140上に、例えば第4配線層132を一方の電極とするキャパシタを構成する場合には、両電極の間隔を狭く、しかも面方向に均一にすることが可能となるため、高精度のキャパシタを構成することが可能となる。又、パッシベーション膜140の鏡面状平坦面を光の反射面として利用する場合には、完全な正反射を行わせることができる。
【0039】
なお、第1実施形態では、TiN/Ti膜を最上配線層として用いたが、これに限定されず、Ti、Cr、Co、Ni、Mo、W、Pt又はこれらのシリサイド又はこれらとその上に形成したTiNとの複合膜を用いることができる。
【0040】
具体的な寸法も、前述したものに限定されず、パッシベーション膜140の厚さは0.6μm以下、それを形成するための第1の絶縁膜134は0.4μm以下、第2の絶縁膜136は0.2〜0.5μm、第3の絶縁膜138は0.1〜0.3μmを好ましい範囲として挙げることができる。
【0041】
又、TiN/Tiからなる第4配線層132は、全体で0.1〜0.2μmが好ましく、その場合、TiNは0.07〜0.15μm、Tiは0.02〜0.05μmが好ましい。
【0042】
又、パッシベーション膜140の厚さは、誘電率を基準にした酸化膜厚に換算して0.3μm以下にすることが望ましい。
【0043】
以上、第1発明について具体的に説明したが、第1発明は、第1実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0044】
例えば、第1実施形態では、パッシベーション膜を対象に第1発明を説明したが、層間絶縁膜を対象にしてもよい。この場合、その層間絶縁膜上に電極を載せることにより、精度の良い容量素子を形成することができる。
【0045】
次に、第2発明の実施形態を詳細に説明する。
【0046】
図9〜18は、第2発明に係る第2実施形態の半導体チップを製造する工程の特徴を、その工程の順に示した要部断面図である。以下、これらの図に従って順次説明する。
【0047】
図9に示すように、シリコン(Si)からなる半導体基板210上に通常の工程でMOSトランジスタを形成する。この工程は、前記図21に示した従来の半導体チップの場合と実質的に同一で、半導体基板210上にLOCOS212が積層され、又、ソース・ドレイン間のゲート酸化膜上にはポリシリコン(p−Si)からなるゲート電極214が形成されている。
【0048】
次いで、図10に示すように、第1層間絶縁膜216として、破線で示す、例えば1000〜2000ÅのNSG(Non Silicate Glass)を、引き続き4000〜8000ÅのBPSG(Boron Phosphorous Silicate Glass)を堆積し、表面段差を緩和するために、例えば900〜950℃で20〜60分間のアニールを施した後に、該第1層間絶縁膜216にコンタクトホール216Aを開口する。
【0049】
次いで、図11に示すように、上記第1層間絶縁膜216上に第1配線層218を、例えば0.4〜1.0μmのAl−Si合金層をスパッタ法により堆積させ、それを既知の方法でパターニングすることにより形成する。
【0050】
引き続き、第2層間絶縁膜の形成を行う。そのために、まず、図12に示すように、例えばTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate )を原料とし、プラズマCVDにより堆積した酸化ケイ素膜(以下、p−TEOS膜と記す)220を約1.0〜2.0μmの厚さで形成する。そして、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法により、上記p−TEOS膜220に対して約0.5〜1.0μmの研磨を行うことにより、その表面を平坦化する(但し、平坦化した直後の状態は図示を省略してある)。このp−TEOS膜220の表面の平坦化は、完成後のチップ上に別の装置等を接着し、電気的に接続する場合に、表面を平坦にすることにより接触を確実にするために行っている。
【0051】
その後、平坦化された上記p−TEOS膜220に、チップ保護膜221として約0.2〜0.8μmのp−SiNを堆積することにより、図13に示すように、p−TEOS膜220とチップ保護膜221とからなる二層構造の第2層間絶縁膜(最上層間絶縁膜)222を形成する。ここで堆積したp−SiNは、通常の半導体でチップ保護膜として広く利用されている材料である。
【0052】
このように、本実施形態においても、チップ保護膜221をp−SiNにより形成し、このチップ保護膜221より内側のチップ内部を保護するようにしている。即ち、この保護膜221を積層することにより、第2層間絶縁膜にチップ保護性を付与している。
【0053】
次いで、図14に示すように、上記第2層間絶縁膜222を貫通して第1配線層218に達するヴィアホール224を所定の位置に開口する。
【0054】
その後、図15に示すように、第2配線層(最上配線層)226を形成する。これは、上記第2層間絶縁膜222の表面全体と共にヴィアホール224の内部に約0.02〜0.1μmのTi(チタン)を、引き続きその上に約0.05〜0.20μmのTiN(窒化チタン)をそれぞれ堆積して、TiN/Tiの2層構造の導電膜を形成した後、更に、該導電膜を既知の方法でパターニングすることにより形成する。
【0055】
本実施形態では、この第2配線層226を剥き出しのままの状態にする。このように、TiN/Tiからなる導電膜を、チップ表面に剥き出しにする配線の材料として用いるのは、これがAl−Si合金等に比べて耐腐食性に優れるためである。
【0056】
図15は、上記第2配線層226が形成された状態を示したもので、このようにすることにより、該第2配線層226と第1配線層218との導通が達成される。通常のチップであれば、最上配線層である上記第2配線層226の上に、例えばp−SiN等の保護膜となる絶縁膜を形成するが、本実施形態においては、このような保護膜を形成しない。
【0057】
以上詳述した如く、本実施形態においては、最上配線層として耐腐食性に優れた材料からなる第2配線層226を形成し、且つ、その直下の第2層間絶縁膜222にチップ保護性を付与したので、チップ内部を確実に保護できると共に、第2配線層226が剥き出しの状態でも腐食を防止できることから、半導体装置の信頼性を確保できる上に、チップ上に他の部品や装置を直付けして電気的に接続することができる。このように、チップに直付けする装置(部品)としては、例えば、前記第2配線層226を電極として、誘電体反射膜を介して取付ける液晶を挙げることができる。
【0058】
従って、本実施形態によれば、チップ上に直接他の部品や装置を電気的に接続できる上に、耐腐食性に優れた信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【0059】
この第2実施形態においては、最上配線層として用いる材料として、Tiとその上に形成したTiNとの2層膜を用いたが、本発明はこれに限定されず、他の材料を用いることができる。
【0060】
腐食は大きく分けると、乾蝕(主に酸化)と水溶液による腐食に別れる。金属の酸化のしやすさは、酸化物を作る時の自由エネルギーが目安となり、自由エネルギーが負になるほど酸化しやすい。この値がAlより大きく酸化しにくい金属としてはTi、Cr、Co、Ni、Mo、Ag、W、Pt、Au等が上げられる。水溶液による腐食は、金属原子がイオンとして溶出して生じる。2つの金属を電解液中におき電気的に接続すると、陽極側の金属はイオン化して陰極側へ移動し、陽極側に電離によって生じた電子は外部接続を通じて陰極側に流れ、水素イオンを還元してOH−イオンを生じる。電子を陽極から陰極へ移すに要する仕事はこの反応に伴う自由エネルギーの変化ΔGであり、ΔGは標準電極電位Eに比例し、金属が陽極的なものほど腐食されやすい。このイオン化傾向を示すEの値が、Alより小さく腐食しにくい金属としては、Ti、Cr、Co、Ni、Mo、Ag、W、Pt、Au等がある。よって第2実施形態の腐食に強い材料としてこれらの金属を用いることができる。
【0061】
ここで、第2実施形態においては、第1実施形態と異なり、最上配線層を形成した後は、CMP工程を用いることがないので、AgやAuの柔らかい金属を用いても不都合はない。又、TiNやWは腐食に非常に強い材料であるので、前記金属に限らず、例えばAl系材料等を含めた配線の少なくとも上表面がTiN若しくはWで覆われているものも用いることができる。
【0062】
次に、第2発明に係る第3実施形態について説明する。
【0063】
図16は、第3実施形態の半導体チップを製造する工程の1つを示す部分断面図であり、この断面図の状態は、前記第2実施形態の第2配線層226の上に、更に酸化ケイ素からなる通常の絶縁膜228を、既知の方法により積層した工程に当る。
【0064】
上記工程の後、前記絶縁膜228を、既知の方法により第2配線層と実質上同一の高さまでエッチバックし、該第2配線層226のパターニングの結果生じている段差をも、残存絶縁膜228Aにより平坦にすることにより、図17に示す断面形状を有する第3実施形態の半導体チップとする。
【0065】
本実施形態においては、基本的には上記第2配線層226の上には、ヴィアホール224の上方を除き、絶縁膜228Aが存在していない。但し、この場合も他の装置等と電気的に接続できるならば、多少の絶縁膜が上記第2配線層226上に残っていても差し支えはない。
【0066】
図18は、第2発明に係る第4実施形態の半導体チップの要部構成を示す部分断面図であり、このチップは、前記図15に示した第2実施形態のチップにボンディングパッド230を追加した構成になっている。なお、この図18には、断面図を表わすのに使用した網掛の意味も合せて示してある。
【0067】
本実施形態では、第2実施形態と同様に、外部との電気的信号のやり取りを、チップの最上配線層を剥き出しにし、外部の他の装置と直接電気的に接続させることを想定しているが、それに加えて、通常のチップと同様のワイヤボンディングを行うことができるようにもしてある。但し、最上配線層である前記第2配線層226を構成するTiN/Tiではボンディングは困難であるため、下層の第1配線層を形成する際に、ボンディングパッド部分の金属層を同時に形成しておき、その上方の第2層間絶縁膜222を開口してボンディングパッド230を形成している。
【0068】
以上、第2発明について具体的に説明したが、第2発明は、前記第2乃至第4実施形態に示したものに限られるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0069】
例えば、前記実施形態では、第2層間絶縁膜222を構成するp−TEOS膜220が前記CMP法により平坦化されている場合を示したが、これに限定されず、必ずしも研磨しなくてもよい。
【0070】
又、第2層間絶縁膜222にチップ保護性を付与するために、その表面にチップ保護膜221を被せた場合を示したが、該第2層間絶縁膜222全体を、チップ保護性を有する材料で形成するようにしてもよい。
【0071】
次に、第3発明に係る第5実施形態を詳細に説明する。
【0072】
図19は、第5実施形態の反射型液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【0073】
本実施形態において、例えばP型シリコンの半導体基板310には、例えば埋込エピタキシャルによりP+埋込領域312とN+埋込領域314が形成され、その上に、それぞれPウエル316とNウエル318が形成されている。該Pウエル316とNウエル318は、例えばLOCOS320で分離されている。各ウエル316、318上には、それぞれ、ソース領域322、ドレイン領域324及びゲート電極326を形成することにより、高耐圧のトランジスタがマトリクス状に形成されている。
【0074】
該トランジスタ部分を覆う第1層間絶縁膜330上には、例えばアルミニウム(Al)系材料の第1配線層332が形成されている。該第1配線層332を覆う第2層間絶縁膜334上には、例えばAl系材料の第2配線層336が形成されている。該第2配線層336を覆う第3層間絶縁膜338上には、例えばAl系材料の第3配線層340が形成されている。該第3配線層340を覆う第4層間絶縁膜(最上層間絶縁膜)342の表面は、第1発明によりCMP法で研磨して平坦化されると共に、第2発明によりチップ保護性が持たされ、その上には、第2発明により、例えばTiN/Ti材料の第4配線層(最上配線層)344が形成されている。この第4配線層344は、チップ上に配置される液晶の画素電極層となっており、その上には、チップ保護膜(第1発明の最上絶縁膜)346を形成することができる。又、第2発明の実施形態のように、TiNは腐食に強い材料であるので、チップ保護膜を形成しなくてもよい。更に、第3実施形態のように最上配線層344を形成後に、酸化ケイ素等の絶縁膜を堆積し、該絶縁膜を最上配線層と実質上同一の高さまで除去し、該最上層配線間に該絶縁膜を形成することによってチップ表面を平坦化してもよい。
【0075】
前記半導体基板310から、このチップ保護膜346まで(又はチップ保護膜を形成しないときは第4配線層344迄)に液晶駆動用のチップ348が構成されており、このチップ348の上に液晶部350が配置される。該液晶部350は具体的には、鏡面仕上げされたチップ348の保護膜(又は第4配線層344)上に形成される、入射光を反射するための、反射面が平坦化された誘電体反射膜352と、その上に間隔をあけて配置される透明電極354と、前記誘電体反射膜352と透明電極354との間に封入された液晶356と、前記透明電極器354上に配置される液晶保護用のガラス358を用いて構成されている。ここで誘電体反射膜352は、例えば電子ビーム蒸着法で形成した酸化チタンが用いられる。酸化チタンは屈折率が高く、光の反射膜として用いるのには好適であるが、多孔質な膜であり、又絶縁性も悪くチップ保護膜としての機能は持たない。
【0076】
この液晶表示装置においては、ガラス表面から矢印A方向に入射するS偏光の入射光を、平坦化された誘電体反射膜352で再び表面方向に反射する際に、S+P偏光の反射光の強度を、チップ348に画素毎にマトリクス状に形成されたトランジスタの駆動状態を変化させることにより液晶の配列状態を変えて変化させ、画像を形成するようにされている。
【0077】
第1、第2発明が採用されたチップ348以外の構成及び作用は、公知のSiチップベースド液晶と同じであるので、詳細な説明は省略する。
【0078】
なお、本実施形態においては、第1、第2発明が、反射型液晶表示装置に適用されていたが、第1、第2発明の適用対象は、これに限定されない。
【0079】
【発明の効果】
第1発明によれば、最上配線層上に、薄く且つその表面が極めて平坦な鏡面状平坦面を有する絶縁膜が形成されている半導体チップを提供することができる。
【0080】
又、第2発明によれば、チップに直接他の部品や装置を電気的に接続させることができ、しかもチップ内部が十分に保護されている耐腐食性に優れた半導体チップを提供することができる。
【0081】
更に、第3発明によれば、チップと一体的に形成された反射型液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態で、第3層間絶縁膜までを形成した工程を示す部分断面図
【図2】第1実施形態で、第3配線を形成した工程を示す部分断面図
【図3】第1実施形態で、第4(最上)層間絶縁膜を形成し、その表面を平坦化させ且つヴィアホールを形成した工程を示す部分断面図
【図4】第1実施形態で、第4(最上)配線層を形成した工程を示す部分断面図
【図5】第1実施形態で、第1及び第2の絶縁膜を形成した工程を示す部分断面図
【図6】第1実施形態で、第2の絶縁膜を研磨した工程を示す部分断面図
【図7】第1実施形態で、第3の絶縁膜を形成した工程を示す部分断面図
【図8】第1実施形態で、ボンディングパッド部の窓明けを形成した工程を示す部分断面図
【図9】本発明の第2実施形態で、MOSトランジスタを形成した工程を示す部分断面図
【図10】第2実施形態で、第1層間絶縁膜を形成した工程を示す部分断面図
【図11】第2実施形態で、第1配線層を形成した工程を示す部分断面図
【図12】第2実施形態で、第2層間絶縁膜形成用のp−TEOS膜を堆積した工程を示す部分断面図
【図13】第2実施形態で、第2層間絶縁膜の平坦面上にチップ保護膜を形成した工程を示す部分断面図
【図14】第2実施形態で、第2層間絶縁膜にヴィアホールを形成した工程を示す部分断面図
【図15】第2実施形態の半導体チップの要部を示す部分断面図
【図16】本発明の第3実施形態における一製造工程を示す部分断面図
【図17】第3実施形態の半導体装置の要部を示す部分断面図
【図18】本発明の第4実施形態の半導体装置の要部を示す部分断面図
【図19】本発明の第5実施形態の反射型液晶表示装置の要部を示す部分断面図
【図20】従来法の問題点を説明するための部分断面図
【図21】従来の半導体装置の要部を示す部分断面図
【符号の説明】
110、210、310…半導体基板
112、212、320…LOCOS
114、216、330…第1層間絶縁膜
116、334…第2層間絶縁膜
118、338…第3層間絶縁膜
120、214、326…ゲート電極
122、218、332…第1配線層
124、226、336…第2配線層
126、340…第3配線層
126A、230…ボンディングパッド
128、222、342…最上層間絶縁膜
130、224…ヴィアホール
132、226、344…最上配線層
134…第1の絶縁膜
136…第2の絶縁膜
138…第3の絶縁膜
140…パッシベーション膜(最上絶縁膜)
220…P−TEOS膜
221、346…チップ保護膜
228…絶縁膜
348…チップ
350…液晶部
354…液晶
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device, a manufacturing method thereof, and a reflective liquid crystal display device, and more particularly, a semiconductor device suitable for directly using another component or device such as a liquid crystal on the surface of a chip, a manufacturing method thereof, and The present invention also relates to a reflective liquid crystal display device using the semiconductor device.
[0002]
[Prior art]
In general, a semiconductor device such as an LSI has a chip including various elements formed on a semiconductor substrate such as silicon (Si), and multilayer wiring formed on the substrate for operating these elements. This multilayer wiring is usually formed by laminating an Al-based material such as an Al-Si alloy on an interlayer insulating film such as a silicon oxide film deposited on a substrate by CVD (Chemical Vapor Deposition) or the like to form a metal film. The metal film is formed into a predetermined pattern by repeating the process of forming a wiring and further depositing another interlayer insulating film thereon as necessary.
[0003]
On the other hand, when driving a reflective liquid crystal or the like on a semiconductor chip, such as a Si chip-based liquid crystal, an interlayer insulating film or a passivation film that is an uppermost insulating film is formed into a mirror-like surface with extremely high flatness. There was a demand to make it as thin as possible.
[0004]
With ordinary interlayer film planarization, such as SOG (Spin On Glass) coating and etch back, it is possible to smooth the wiring step to such an extent that wiring on the upper layer becomes easy. It cannot be in a close and extremely flat state. There is a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method as a method of making the flatness extremely high, and a case is considered in which this technique is applied to a conventional multilayer wiring insulating film and the surface thereof is flattened.
[0005]
FIG. 20 shows a wiring 2 having a thickness T1 formed on the flat insulating film 1 and a flat insulating film 3 having a thickness T2 formed thereon. In order to form by the CMP method, an insulating material is first deposited to a thickness of at least T3 (= T1 + T2) indicated by a two-dot chain line, and then a thickness exceeding T2 (T3−T2) is polished. There is a need. That is, in order to planarize the insulating film by the CMP method, it is necessary to deposit an insulating material having a film thickness of twice or more the step T1 corresponding to the wiring 2 and to polish the step or more.
[0006]
On the other hand, the polishing by the CMP method has a large variation, and a variation of 10% or more of the polishing amount (thickness) can occur. Therefore, the polishing amount should be as small as possible for planarization.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an Al-based material is used for the wiring layer, in order to function as an electrode or wiring, it is necessary to increase the thickness to, for example, 0.5 μm or more, and accordingly, the polishing amount is also required to be 0.5 μm or more. Thus, when the wiring 2 is formed of an Al-based material, the amount of polishing becomes thick, so that there is a problem in forming a mirror-like flat surface in consideration of variations in polishing.
[0008]
In addition, as described above, when the thin insulating film 3 is formed on the wiring 2 by the CMP method, the Al-based wiring material that is usually used is relatively soft. However, there is a drawback that the thickness tends to be non-uniform, and it is difficult to completely flatten in this respect.
[0009]
Therefore, it is extremely difficult to form an interlayer insulating film or a passivation film having a thin and completely flat mirror-like flat surface on a wiring formed of an Al-based material having a thickness of 0.5 μm or more as in the conventional case. There was a problem that it was difficult.
[0010]
Further, in recent semiconductor chips, a silicon nitride (hereinafter referred to as p-SiN) film deposited mainly by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition) is formed on the uppermost layer as a chip protective film in order to prevent wiring corrosion. Used.
[0011]
FIG. 21 schematically shows an enlarged cross section of the main part of an example of such a semiconductor chip. That is, this semiconductor chip includes a first interlayer insulating film 14 and a second interlayer insulating film on a semiconductor substrate 10 made of silicon (Si) in which a source / drain and the like constituting a so-called MOS transistor are formed via a LOCOS 12. 16 and the third interlayer insulating film 18 are sequentially stacked. A first wiring layer 22 connected to the lower gate electrode 20 through a contact hole is formed on the first interlayer insulating film 14, and a second wiring layer 24 is formed on the second interlayer insulating film 16. However, a bonding pad 26 made of the exposed second wiring layer 24 is formed in the opening of the uppermost third interlayer insulating film 18. In this semiconductor chip, the third interlayer insulating film 18 as the uppermost layer is a chip protective film.
[0012]
By the way, depending on the use of the semiconductor chip, in addition to the connection by the normal bonding performed through the bonding pad 26, other parts and devices are directly mounted on the chip, for example, Si chip-based liquid crystal. The case where it connects with has come out.
[0013]
However, as described above, when another component or device is directly attached to the chip and electrically connected thereto, a chip protective film is formed on the uppermost wiring layer as in the semiconductor chip shown in FIG. There was also a problem that it could not be formed.
[0014]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and it is a first object of the present invention to provide a semiconductor device having a chip suitable for mounting a liquid crystal on the surface and a manufacturing method thereof.
[0015]
The second object of the present invention is to form an insulating film having a mirror-like flat surface that is thin and has a very flat surface on the uppermost wiring layer.
[0016]
The third object of the present invention is to sufficiently protect the inside of the chip so that other components and devices can be directly attached to the chip surface.
[0017]
It is a fourth object of the present invention to provide a reflective liquid crystal display device formed integrally with a chip.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
  A first invention of the present application is a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate.In,Laminated on the lower wiring layer and the lower wiring layer;The uppermost interlayer insulating film having a flat upper surface is laminated on the flat surface of the uppermost interlayer insulating film.,The uppermost wiring layer is formed of a metal having a hardness higher than that of an Al-based material and has a thickness of 0.5 μm or less, and a mirror having a mirror-like flat surface laminated on the uppermost wiring layer.TsuWith the passivation filmA bonding pad having an opening in the passivation film and the uppermost interlayer insulating film to expose the lower wiring layerBy adopting a configuration in which is formed, the first and second problems are solved.
[0019]
That is, on the flat surface of the uppermost interlayer insulating film, by forming a thin uppermost wiring layer having a predetermined pattern with, for example, a titanium-based material having sufficient hardness compared to an Al-based material that is usually used as a wiring material. The insulating material deposited thereon can be polished to a sufficiently thin and mirror-like flat surface. Here, Ti, Cr, Co, Ni, Mo, W, Pt, or a silicide thereof, or a composite film of these and TIN formed on the Ti, Cr, Co, Ni, Mo, W, Pt, or the like has a sufficient hardness as compared with the Al-based material. Can be used.
[0020]
  The first invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate.Forming a lower wiring layer on the substrate; and on the lower wiring layerA step of flattening the deposited insulating material to form an uppermost interlayer insulating film; and on a flat surface of the uppermost interlayer insulating film., Formed of a metal having a hardness higher than that of an Al-based material and having a thickness of 0.5 μm or lessForming the uppermost wiring layer of a predetermined pattern and the entire substrate on the uppermost wiring layer;By depositing an insulating film and polishing it by CMPForming a top insulating film having a mirror-like flat surface;Opening the uppermost insulating film and the uppermost interlayer insulating film to form a bonding pad in which the lower wiring layer is exposed;Thus, the semiconductor chip can be reliably manufactured.
[0021]
  The second invention of the present application is also a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate.A lower wiring layer and a chip protective film made of a silicon nitride film or a silicon oxide nitride film provided on the lower wiringTop interlayer insulating filmAnd compared to the Al-Si alloy provided on the uppermost interlayer insulating filmCorrosion resistant materialConsist ofTop wiring layerAnd a bonding pad that opens the uppermost interlayer insulating film and exposes the lower wiring layer.Thus, the first and third problems are solved.
[0022]
  For the uppermost wiring layer, a material that is more resistant to corrosion than Al-Si alloy or the like that is usually used as a wiring material is used, and in order to protect the inside of the chip, the uppermost interlayer insulating film directly below it has chip protection. By having it, the reliability of the chip is ensured and the uppermost wiring layer can be used in a substantially bare state, and other parts and devices can be directly attached to the chip for electrical connection. It becomes.Here, the chip protection means that the chip is protected from being affected by various external factors that adversely affect the semiconductor element. The required characteristics are as follows: 1) There are no pinholes, cracks or micro-defects in the protective film itself, 2) Moisture permeation that induces corrosion of wiring, especially Al-based wiring can be prevented, and 3) Semiconductors It is possible to prevent permeation of alkali ions, particularly Na + ions, which deteriorate the characteristics of transistors and the like formed at the substrate interface. As the protective film having such characteristics, a silicon nitride film, a silicon oxide nitride film, or the like formed by a plasma CVD method is used.
[0023]
  The third invention of the present application is further directed to a reflective liquid crystal display device,Laminated on the lower wiring layer and the lower wiring layer;An uppermost interlayer insulating film having a flat upper surface, and laminated on the flat surface of the uppermost interlayer insulating film;AlThe uppermost wiring layer of a predetermined pattern having a thickness of 0.5 μm or less and a mirror-like flat surface laminated on the uppermost wiring layer is formed of a metal having a hardness higher than that of the system material.TsuWith the passivation filmA bonding pad having an opening in the passivation film and the uppermost interlayer insulating film to expose the lower wiring layerA chip havingProvided on the lower wiring layer and the lower wiring layer,The upper surface is formed flat, andMade of silicon nitride film or silicon oxide nitride filmThe uppermost interlayer insulating film having chip protection, and laminated on the flat surface of the uppermost interlayer insulating film,Compared to Al-Si alloyAn uppermost wiring layer made of a material having corrosion-resistant characteristics;A bonding pad that opens the uppermost interlayer insulating film and exposes the lower wiring layer;The fourth problem is solved by providing a chip having a liquid crystal and a reflective liquid crystal unit disposed on the chip and driven by the chip.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In a preferred embodiment of the first invention, the uppermost insulating film that is thin and has a mirror-like flat surface is a passivation film. In order to reduce the step of the uppermost wiring layer that is the base, (1) the uppermost interlayer insulating film is formed. (2) The uppermost wiring layer thereon is not made of an Al-based material, and a metal having a hardness higher than that of the Al-based material is formed as a thin film having a thickness of 0.5 μm or less.
[0025]
Further, when performing CMP to form a passivation film, first, a first insulating film having a sufficiently lower polishing rate than that of the second insulating film to be polished is deposited, and the second insulating film is formed on the Al insulating film. The film is deposited about twice as thick as the thin conductive film made of a film having a hardness higher than that of the system material, and the second insulating film is polished by CMP using the first insulating film having a low polishing rate as a stopper.
[0026]
In addition, when the above CMP is performed, a minute defect enters the surface to be polished. Therefore, in order to ensure the insulation of the passivation film, a thin insulating film is further deposited thereon. Further, when the passivation film is formed in this way, since the uppermost wiring layer cannot be die-bonded, the lower wiring layer is drawn out to form a bonding pad.
[0027]
Hereinafter, a more specific embodiment of the first invention applied to the case of four-layer wiring will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is characterized by the laminated structure of the chip included in the semiconductor device, and therefore the description will focus on the wiring process related thereto. Here, a MOS type semiconductor device is taken as an example, but this is not always necessary.
[0028]
1 to 8 are partial cross-sectional views for explaining a semiconductor chip manufacturing method according to the first embodiment of the first invention. In FIG. 1, a first interlayer insulating film 114, a second interlayer insulating film 116, and a third interlayer are formed on a semiconductor substrate 110 made of, for example, Si, in which elements and the like constituting an element are formed via a LOCOS 112. An insulating film 118 is sequentially stacked, and on the first interlayer insulating film 114, a lower gate electrode 120, a first wiring layer 122 through a via hole, and a second interlayer insulating film 116 are formed. Similarly, the second wiring layers 124 are shown in a stacked state. Here, the process up to the step of laminating the third interlayer insulating film 118 is shown.
[0029]
Specifically, the first interlayer insulating film 114 is composed of two layers (not shown) of NSG (Non-doped Silicate Glass) and BPSG (Boron Phosphorous Silicate Glass) on the second, second, and second layers. The three interlayer insulating films 116 and 118 are both silicon oxide films (hereinafter also referred to as p-TEOS) laminated by plasma CVD using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a raw material. The gate electrode 120 is made of polysilicon (p-Si), and the first and second wiring layers 122 and 124 are made of an Al-Si alloy that is an Al-based material (but not limited to this). Next, as shown in FIG. 2, for example, Al—Si is deposited as a third layer metal on the third interlayer insulating film 118, and this third layer metal is patterned by an appropriate method to form a third layer. A wiring layer 126 is formed. Note that the third wiring layer 126 has a film thickness sufficient for bonding, for example, 0.5 μm, in order to use a part of the third wiring layer 126 as the bonding pad 126A. The state shown in FIG. 2 can be manufactured according to a conventional method.
[0030]
Next, a fourth interlayer insulating film (uppermost interlayer insulating film) 128 shown in FIG. 3 is formed. This may be formed by any method. For example, p-TEOS is deposited in the state of FIG. 2 by 1.4 μm (not shown), and this thick silicon oxide is 0.7 μm by CMP. Polish to the thickness indicated by the broken line in FIG. Next, an insulating film 128A made of p-TEOS is further deposited by 0.2 μm thereon, and the fourth interlayer insulating film 128 having a flat surface is formed by covering minute defects by CMP. Thereafter, via holes 130 are formed by a conventional method to obtain the state shown in FIG.
[0031]
At this time, a via hole is not formed in the fourth interlayer insulating film 128 in the region (right side in the figure) to be the bonding pad 126A of the third wiring layer 126. However, in some cases, a via hole may be formed in the region of the bonding pad 126A. However, in this case, a step in a large region is not formed because it is undesirable for planarization of a passivation film by CMP performed later. .
[0032]
Next, as the fourth wiring layer (uppermost wiring layer), 0.03 μm of Ti is deposited as a material having a hardness higher than that of the Al-based material, and subsequently 0.1 μm of TiN is deposited thereon and patterned by an appropriate method. As shown in FIG. 4, a fourth wiring layer 132 electrically connected to the third wiring layer 126 is formed. At this time, since the TiN / Ti film is not suitable for bonding, the TiN / Ti film in the bonding pad portion is removed by etching.
[0033]
Next, a passivation film is formed as a thin uppermost insulating film having a mirror-like flat surface. For this purpose, first, a silicon nitride film (hereinafter referred to as p-SiN) formed by plasma CVD is deposited as a first insulating film by 0.3 μm, and subsequently, p-TEOS is deposited as a second insulating film 136 by about 0.4 μm. Deposited to the state of FIG.
[0034]
Next, the p-TEOS is polished by, for example, 0.5 μm by CMP to fill the concave portion of the first insulating film 134 with the p-TEOS as shown in FIG. 6 and above the fourth wiring layer 132. The second insulating film 136 is substantially absent from the flat portion. In this step, the p-SiN of the first insulating film 134 has a polishing rate by CMP of less than half that of p-TEOS. Therefore, the first insulating film 134 can function as a stopper during polishing. This function makes it possible to stably form a uniform flat surface with a film thickness of approximately 0.3 μm mainly composed of p-SiN by CMP.
[0035]
Thereafter, as shown in FIG. 7, 0.2 μm of p-SiN is deposited as the third insulating film 138 to cover and protect the micro defects generated by the CMP, thereby completing the passivation film 140.
[0036]
Through the above-described steps, a thin passivation film 140 of about 0.5 μm that is substantially made of only p-SiN and has a mirror-like flat surface that is completely flattened can be formed. Since the relative dielectric constant of the silicon oxide film is about 3.9 and the relative dielectric constant of the silicon nitride film is about 7.5, the oxide film thickness is converted to about 0.5 μm × 3.9 / 7.5 = 0.26 μm. This corresponds to forming a thin passivation film.
[0037]
Next, as shown in FIG. 8, an insulating film on the bonding pad 126A is opened. This is because the third insulating film 138 is p-SiN, the second interlayer insulating film 136 is p-TEOS, the first insulating film 134 is p-SiN, and the fourth interlayer insulating film 128 is p-TEOS. It can form by etching in this order. In the second etching of p-TEOS, since the first insulating film 134 in the bonding pad portion is slightly depressed at the time of deposition, there is a possibility that p-TEOS may remain in that portion even after CMP. Is going. FIG. 8 also shows the meaning of the shading used to represent the cross section.
[0038]
As described above in detail, according to the first embodiment, since the material having a higher hardness than the Al-based material is used as the uppermost wiring layer, the wiring layer is not easily deformed during CMP. The passivation film 140 having the flatness can be stably formed. Accordingly, when a capacitor having, for example, the fourth wiring layer 132 as one electrode is formed on the passivation film 140, the distance between both electrodes can be made narrow and uniform in the surface direction. An accurate capacitor can be configured. Further, when the mirror-like flat surface of the passivation film 140 is used as a light reflecting surface, complete regular reflection can be performed.
[0039]
In the first embodiment, the TiN / Ti film is used as the uppermost wiring layer. However, the present invention is not limited to this, and Ti, Cr, Co, Ni, Mo, W, Pt, silicides thereof, and these and the top thereof are used. A composite film formed with TiN can be used.
[0040]
The specific dimensions are not limited to those described above, the thickness of the passivation film 140 is 0.6 μm or less, the first insulating film 134 for forming the thickness is 0.4 μm or less, and the second insulating film 136. The preferred range is 0.2 to 0.5 μm, and the third insulating film 138 is preferably 0.1 to 0.3 μm.
[0041]
The fourth wiring layer 132 made of TiN / Ti preferably has a total thickness of 0.1 to 0.2 μm, in which case TiN is preferably 0.07 to 0.15 μm and Ti is preferably 0.02 to 0.05 μm. .
[0042]
The thickness of the passivation film 140 is preferably 0.3 μm or less in terms of the oxide film thickness based on the dielectric constant.
[0043]
Although the first invention has been specifically described above, the first invention is not limited to that shown in the first embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0044]
For example, in the first embodiment, the first invention has been described with respect to the passivation film, but an interlayer insulating film may also be used. In this case, an accurate capacitive element can be formed by placing an electrode on the interlayer insulating film.
[0045]
Next, an embodiment of the second invention will be described in detail.
[0046]
9 to 18 are cross-sectional views of relevant parts showing the characteristics of the process of manufacturing the semiconductor chip of the second embodiment according to the second invention in the order of the processes. Hereinafter, it demonstrates sequentially according to these figures.
[0047]
As shown in FIG. 9, a MOS transistor is formed on a semiconductor substrate 210 made of silicon (Si) by a normal process. This process is substantially the same as that of the conventional semiconductor chip shown in FIG. 21, in which a LOCOS 212 is laminated on the semiconductor substrate 210, and polysilicon (p) is formed on the gate oxide film between the source and drain. A gate electrode 214 made of -Si) is formed.
[0048]
Next, as shown in FIG. 10, as the first interlayer insulating film 216, for example, NSG (Non Silicate Glass) of 1000 to 2000 mm, and 4,000 to 8000 mm of BPSG (Boron Phosphorous Silicate Glass) indicated by broken lines are deposited, In order to alleviate the surface step, for example, after annealing at 900 to 950 ° C. for 20 to 60 minutes, a contact hole 216A is opened in the first interlayer insulating film 216.
[0049]
Next, as shown in FIG. 11, a first wiring layer 218 is deposited on the first interlayer insulating film 216 by, for example, an Al—Si alloy layer having a thickness of 0.4 to 1.0 μm by a sputtering method. It forms by patterning by the method.
[0050]
Subsequently, a second interlayer insulating film is formed. For this purpose, first, as shown in FIG. 12, a silicon oxide film (hereinafter referred to as a p-TEOS film) 220 deposited by plasma CVD using TEOS (Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a raw material is about 1.0-2. It is formed with a thickness of 0.0 μm. Then, the surface of the p-TEOS film 220 is polished by about 0.5 to 1.0 μm by CMP (Chemical Mechanical Polishing) to flatten the surface (however, the state immediately after the planarization) Is omitted). The surface of the p-TEOS film 220 is planarized in order to ensure contact by flattening the surface when another device or the like is bonded onto the completed chip and electrically connected. ing.
[0051]
Thereafter, p-SiN having a thickness of about 0.2 to 0.8 μm is deposited as the chip protection film 221 on the planarized p-TEOS film 220, thereby forming the p-TEOS film 220 and the p-TEOS film 220 as shown in FIG. A second interlayer insulating film (uppermost interlayer insulating film) 222 having a two-layer structure composed of the chip protective film 221 is formed. The p-SiN deposited here is a material widely used as a chip protective film in a normal semiconductor.
[0052]
Thus, also in this embodiment, the chip protection film 221 is formed of p-SiN, and the inside of the chip inside the chip protection film 221 is protected. That is, by stacking the protective film 221, chip protection is imparted to the second interlayer insulating film.
[0053]
Next, as shown in FIG. 14, a via hole 224 that penetrates the second interlayer insulating film 222 and reaches the first wiring layer 218 is opened at a predetermined position.
[0054]
Thereafter, as shown in FIG. 15, a second wiring layer (uppermost wiring layer) 226 is formed. This is because about 0.02 to 0.1 μm of Ti (titanium) is formed inside the via hole 224 together with the entire surface of the second interlayer insulating film 222, and subsequently about 0.05 to 0.20 μm of TiN ( Titanium nitride) is deposited to form a TiN / Ti two-layer conductive film, and the conductive film is then patterned by a known method.
[0055]
In the present embodiment, the second wiring layer 226 is left exposed. The reason why the conductive film made of TiN / Ti is used as a wiring material to be exposed on the chip surface is that it is superior in corrosion resistance compared to Al-Si alloy or the like.
[0056]
FIG. 15 shows a state in which the second wiring layer 226 is formed. By doing so, conduction between the second wiring layer 226 and the first wiring layer 218 is achieved. In the case of a normal chip, an insulating film serving as a protective film such as p-SiN is formed on the second wiring layer 226 which is the uppermost wiring layer. In this embodiment, such a protective film is formed. Does not form.
[0057]
As described above in detail, in this embodiment, the second wiring layer 226 made of a material having excellent corrosion resistance is formed as the uppermost wiring layer, and the second interlayer insulating film 222 immediately below the second wiring layer 226 has chip protection. Therefore, the inside of the chip can be surely protected, and corrosion can be prevented even when the second wiring layer 226 is exposed, so that the reliability of the semiconductor device can be ensured and other components and devices can be directly mounted on the chip. And can be electrically connected. As described above, as an apparatus (component) that is directly attached to a chip, for example, a liquid crystal that is attached via a dielectric reflection film using the second wiring layer 226 as an electrode can be cited.
[0058]
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to provide a highly reliable semiconductor device having excellent corrosion resistance as well as being able to electrically connect other components and devices directly on the chip.
[0059]
In the second embodiment, the material used as the uppermost wiring layer is a two-layer film of Ti and TiN formed thereon, but the present invention is not limited to this, and other materials can be used. it can.
[0060]
Corrosion is roughly divided into dry corrosion (mainly oxidation) and corrosion by aqueous solution. The ease of oxidation of the metal is based on the free energy at the time of forming the oxide, and the easier the oxidation is, the more negative the free energy. Ti, Cr, Co, Ni, Mo, Ag, W, Pt, Au, etc. are raised as a metal whose value is larger than Al and hardly oxidizes. Corrosion due to an aqueous solution is caused by elution of metal atoms as ions. When two metals are placed in the electrolyte and electrically connected, the metal on the anode side ionizes and moves to the cathode side, and electrons generated by ionization on the anode side flow to the cathode side through external connections, reducing hydrogen ions. To produce OH- ions. The work required to transfer electrons from the anode to the cathode is a change in free energy ΔG accompanying this reaction, ΔG is proportional to the standard electrode potential E, and the more anodic the metal is, the more likely it is to corrode. Examples of metals that have an ionization tendency and a value of E that is smaller than Al and less likely to corrode include Ti, Cr, Co, Ni, Mo, Ag, W, Pt, and Au. Therefore, these metals can be used as a material resistant to corrosion in the second embodiment.
[0061]
Here, in the second embodiment, unlike the first embodiment, the CMP process is not used after the uppermost wiring layer is formed. Therefore, there is no problem even if a soft metal such as Ag or Au is used. In addition, since TiN and W are materials that are extremely resistant to corrosion, not only the metal but also, for example, at least the upper surface of the wiring including Al-based material can be used that is covered with TiN or W. .
[0062]
Next, a third embodiment according to the second invention will be described.
[0063]
FIG. 16 is a partial cross-sectional view showing one of the steps of manufacturing the semiconductor chip of the third embodiment. The state of this cross-sectional view is further oxidized on the second wiring layer 226 of the second embodiment. This is a step of laminating a normal insulating film 228 made of silicon by a known method.
[0064]
After the above process, the insulating film 228 is etched back to a height substantially the same as that of the second wiring layer by a known method, and the level difference generated as a result of patterning of the second wiring layer 226 is also reduced. By flattening with 228A, the semiconductor chip of the third embodiment having the cross-sectional shape shown in FIG. 17 is obtained.
[0065]
In the present embodiment, basically, the insulating film 228A does not exist on the second wiring layer 226 except for the portion above the via hole 224. However, in this case as long as it can be electrically connected to another device or the like, there is no problem even if some insulating film remains on the second wiring layer 226.
[0066]
FIG. 18 is a partial cross-sectional view showing the main configuration of the semiconductor chip according to the fourth embodiment of the second invention. In this chip, a bonding pad 230 is added to the chip of the second embodiment shown in FIG. It has a configuration. FIG. 18 also shows the meaning of the shaded area used to represent the cross-sectional view.
[0067]
In the present embodiment, as in the second embodiment, it is assumed that electrical signals are exchanged with the outside by exposing the top wiring layer of the chip and directly directly connecting to other external devices. However, in addition to this, wire bonding similar to that of a normal chip can be performed. However, since bonding is difficult with TiN / Ti constituting the second wiring layer 226 which is the uppermost wiring layer, when forming the lower first wiring layer, a metal layer of the bonding pad portion is formed at the same time. In addition, a bonding pad 230 is formed by opening the second interlayer insulating film 222 thereabove.
[0068]
Although the second invention has been specifically described above, the second invention is not limited to that shown in the second to fourth embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0069]
For example, in the above-described embodiment, the case where the p-TEOS film 220 constituting the second interlayer insulating film 222 is planarized by the CMP method is described. However, the present invention is not limited to this, and the polishing may not necessarily be performed. .
[0070]
In addition, the case where the surface of the second interlayer insulating film 222 is covered with the chip protective film 221 in order to provide the chip protective property is shown. You may make it form in.
[0071]
Next, a fifth embodiment according to the third invention will be described in detail.
[0072]
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the configuration of the reflective liquid crystal display device of the fifth embodiment.
[0073]
In this embodiment, for example, a P + buried region 312 and an N + buried region 314 are formed on a semiconductor substrate 310 of P type silicon, for example, by buried epitaxial, and a P well 316 and an N well 318 are formed thereon, respectively. Has been. The P well 316 and the N well 318 are separated by a LOCOS 320, for example. By forming the source region 322, the drain region 324, and the gate electrode 326 on each of the wells 316 and 318, high breakdown voltage transistors are formed in a matrix.
[0074]
A first wiring layer 332 made of, for example, an aluminum (Al) -based material is formed on the first interlayer insulating film 330 covering the transistor portion. On the second interlayer insulating film 334 covering the first wiring layer 332, for example, a second wiring layer 336 made of an Al-based material is formed. On the third interlayer insulating film 338 covering the second wiring layer 336, for example, a third wiring layer 340 made of an Al-based material is formed. The surface of the fourth interlayer insulating film (uppermost interlayer insulating film) 342 covering the third wiring layer 340 is polished and planarized by the CMP method according to the first invention, and the chip protection is provided by the second invention. A fourth wiring layer (uppermost wiring layer) 344 made of, for example, a TiN / Ti material is formed thereon according to the second invention. The fourth wiring layer 344 is a liquid crystal pixel electrode layer disposed on the chip, on which a chip protective film (the uppermost insulating film of the first invention) 346 can be formed. Further, since TiN is a material resistant to corrosion as in the embodiment of the second invention, it is not necessary to form a chip protective film. Further, after forming the uppermost wiring layer 344 as in the third embodiment, an insulating film such as silicon oxide is deposited, and the insulating film is removed to a height substantially the same as the uppermost wiring layer. The chip surface may be planarized by forming the insulating film.
[0075]
A liquid crystal driving chip 348 is formed from the semiconductor substrate 310 to the chip protective film 346 (or to the fourth wiring layer 344 when the chip protective film is not formed). 350 is arranged. Specifically, the liquid crystal part 350 is formed on the protective film (or the fourth wiring layer 344) of the mirror-finished chip 348, and is a dielectric with a flat reflecting surface for reflecting incident light. A reflective film 352, a transparent electrode 354 disposed on the reflective film 352, a liquid crystal 356 sealed between the dielectric reflective film 352 and the transparent electrode 354, and a transparent electrode device 354. The liquid crystal protection glass 358 is used. Here, the dielectric reflecting film 352 is made of, for example, titanium oxide formed by electron beam evaporation. Titanium oxide has a high refractive index and is suitable for use as a light reflection film, but is a porous film and has poor insulation and does not function as a chip protection film.
[0076]
In this liquid crystal display device, when the S-polarized incident light incident in the direction of arrow A from the glass surface is reflected again by the planarized dielectric reflecting film 352 to the surface direction, the intensity of the reflected light of S + P polarized light is increased. In addition, by changing the driving state of the transistors formed in a matrix for each pixel in the chip 348, the arrangement state of the liquid crystal is changed so as to form an image.
[0077]
Since the configuration and operation other than the chip 348 in which the first and second inventions are employed are the same as those of a known Si chip-based liquid crystal, detailed description thereof is omitted.
[0078]
In the present embodiment, the first and second inventions are applied to the reflective liquid crystal display device, but the application target of the first and second inventions is not limited to this.
[0079]
【The invention's effect】
According to the first invention, it is possible to provide a semiconductor chip in which an insulating film having a mirror-like flat surface that is thin and has an extremely flat surface is formed on the uppermost wiring layer.
[0080]
Further, according to the second invention, it is possible to provide a semiconductor chip excellent in corrosion resistance in which other components and devices can be electrically connected directly to the chip and the inside of the chip is sufficiently protected. it can.
[0081]
Furthermore, according to the third invention, a reflective liquid crystal display device formed integrally with a chip can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional view showing a process of forming up to a third interlayer insulating film in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a third wiring in the first embodiment.
FIG. 3 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a fourth (uppermost) interlayer insulating film, planarizing the surface, and forming a via hole in the first embodiment;
FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a fourth (uppermost) wiring layer in the first embodiment.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a process of forming first and second insulating films in the first embodiment.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a process of polishing a second insulating film in the first embodiment.
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a third insulating film in the first embodiment.
FIG. 8 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a window for the bonding pad portion in the first embodiment.
FIG. 9 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a MOS transistor in the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a first interlayer insulating film in the second embodiment.
FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a first wiring layer in the second embodiment.
FIG. 12 is a partial cross-sectional view showing a step of depositing a p-TEOS film for forming a second interlayer insulating film in the second embodiment.
FIG. 13 is a partial cross-sectional view showing a step of forming a chip protective film on the flat surface of the second interlayer insulating film in the second embodiment.
FIG. 14 is a partial cross-sectional view showing a process of forming a via hole in a second interlayer insulating film in the second embodiment.
FIG. 15 is a partial cross-sectional view showing a main part of a semiconductor chip according to a second embodiment.
FIG. 16 is a partial sectional view showing one manufacturing process in the third embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a partial cross-sectional view showing a main part of a semiconductor device according to a third embodiment.
FIG. 18 is a partial sectional view showing the main part of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 19 is a partial sectional view showing an essential part of a reflective liquid crystal display device according to a fifth embodiment of the invention.
FIG. 20 is a partial cross-sectional view for explaining a problem of the conventional method
FIG. 21 is a partial cross-sectional view showing a main part of a conventional semiconductor device.
[Explanation of symbols]
110, 210, 310 ... Semiconductor substrate
112, 212, 320 ... LOCOS
114, 216, 330 ... first interlayer insulating film
116, 334 ... second interlayer insulating film
118, 338 ... Third interlayer insulating film
120, 214, 326 ... gate electrodes
122, 218, 332 ... first wiring layer
124, 226, 336 ... second wiring layer
126, 340 ... third wiring layer
126A, 230 ... Bonding pads
128, 222, 342 ... uppermost interlayer insulating film
130, 224 ... via hole
132, 226, 344 ... uppermost wiring layer
134: first insulating film
136: Second insulating film
138 ... Third insulating film
140 ... Passivation film (uppermost insulating film)
220 ... P-TEOS film
221, 346... Chip protective film
228 ... Insulating film
348 ... chip
350 ... Liquid crystal part
354 ... Liquid crystal

Claims (14)

半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置において、
下層配線層と、
該下層配線層上に積層され、上面が平坦に形成された最上層間絶縁膜と、
該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層され、Al系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層と、
該最上配線層上に積層された、鏡面状平坦面を有するパシベーション膜と、
該パッシベーション膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットと、
が形成されていることを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate,
A lower wiring layer;
An uppermost interlayer insulating film laminated on the lower wiring layer and having a flat upper surface;
Laminated on a flat surface of the uppermost interlayer insulating film, formed of a metal having a hardness higher than that of an Al- based material, and having an uppermost wiring layer having a predetermined pattern with a thickness of 0.5 μm or less;
Stacked on the outermost on the wiring layer, and path Tsu Shibeshon film having a mirror-like flat surface,
A bonding pad that opens the passivation film and the uppermost interlayer insulating film to expose the lower wiring layer;
A semiconductor device characterized in that is formed.
前記最上配線層が、Ti、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Pt、又は、これらのシリサイド、又は、これらとその上に形成したTiNとの複合膜のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。The uppermost wiring layer is formed of Ti, Cr, Cu, Ni, Mo, W, Pt, or a silicide thereof, or a composite film of these and TiN formed thereon. The semiconductor device according to claim 1. 前記最上配線層が、Ti上にTiNを堆積したTiN/Ti膜で形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the uppermost wiring layer is formed of a TiN / Ti film in which TiN is deposited on Ti. 下層配線層と、
該下層配線層上に積層され、上面が平坦に形成された最上層間絶縁膜と、
該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層され、Al系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層と、
該最上配線層上に積層された、鏡面状平坦面を有するパシベーション膜と
該パッシベーション膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットとを有するチップと、
該チップ上に配設された、該チップにより駆動される反射型の液晶部と、
を備えたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
A lower wiring layer;
An uppermost interlayer insulating film laminated on the lower wiring layer and having a flat upper surface;
Laminated on a flat surface of the uppermost interlayer insulating film, formed of a metal having a hardness higher than that of an Al- based material, and having an uppermost wiring layer having a predetermined pattern with a thickness of 0.5 μm or less;
Stacked on the outermost on the wiring layer, and path Tsu Shibeshon film having a mirror-like flat surface,
A chip having a bonding pad that opens the passivation film and the uppermost interlayer insulating film and exposes the lower wiring layer ;
A reflective liquid crystal unit disposed on the chip and driven by the chip;
A reflective liquid crystal display device comprising:
前記最上配線層が、Ti、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Pt、又は、これらのシリサイド、又は、これらとその上に形成したTiNとの複合膜のいずれかで形成されていることを特徴とする請求項4記載の反射型液晶表示装置。The uppermost wiring layer is formed of Ti, Cr, Cu, Ni, Mo, W, Pt, or a silicide thereof, or a composite film of these and TiN formed thereon. The reflective liquid crystal display device according to claim 4, wherein: 半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置において、
下層配線層と、
該下層配線上に設けられた、シリコン窒化膜もしくは酸化シリコン窒化膜からなるチップ保護膜を含む最上層間絶縁膜と、
該最上層間絶縁膜上に設けられた、Al−Si合金に比較して腐食に強い材料からなる最上配線層と、
該最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層を露出させたボンディングパットと、
を有することを特徴とする半導体装置。
In a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate,
A lower wiring layer;
Provided on the lower layer wiring, and the uppermost interlayer insulating film including a chip protection film made of a silicon nitride film or a silicon oxynitride film,
Provided on the uppermost insulating layer, and the uppermost wiring layer made of a material resistant to corrosion compared to the Al-Si alloy,
A bonding pad that opens the uppermost interlayer insulating film and exposes the lower wiring layer;
Wherein a has a.
前記最上配線層が、Ti、Cr、Co、Ni、Mo、Ag、W、Pt、Au、TiNのいずれかからなることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the uppermost wiring layer is made of any one of Ti, Cr, Co, Ni, Mo, Ag, W, Pt, Au, and TiN. 前記最上配線層の上表面が、TiNもしくはWで覆われていることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。7. The semiconductor device according to claim 6, wherein an upper surface of the uppermost wiring layer is covered with TiN or W. 前記最上配線層を電極として、前記チップ上に直付けした他の部品や装置と電気的に接続することを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載の半導体装置。9. The semiconductor device according to claim 6, wherein the uppermost wiring layer is used as an electrode and is electrically connected to another component or device directly attached on the chip. 下層配線層と、
該下層配線層上に設けられ、上面が平坦に形成され、且つシリコン窒化膜もしくは酸化シリコン窒化膜からなるチップ保護性を有する最上層間絶縁膜と、
該最上層間絶縁膜の平坦面上に積層され、Al−Si合金に比較して腐食に強い特性を有する材料からなる最上配線層と
該最上層間絶縁膜を開口して前記下層配線層を露出したボンディングパットとを有するチップと、
該チップ上に配設された、該チップにより駆動される反射型の液晶部と、
を備えたことを特徴とする反射型液晶表示装置。
A lower wiring layer;
An uppermost interlayer insulating film provided on the lower wiring layer, having a flat upper surface and having a chip protection property made of a silicon nitride film or a silicon oxide nitride film ;
An uppermost wiring layer made of a material laminated on a flat surface of the uppermost interlayer insulating film and made of a material having resistance to corrosion compared to an Al-Si alloy ;
A chip having a bonding pad that opens the uppermost interlayer insulating film and exposes the lower wiring layer ; and
A reflective liquid crystal unit disposed on the chip and driven by the chip;
A reflective liquid crystal display device comprising:
前記最上配線層が、Ti、Cr、Co、Ni、Mo、Ag、W、Pt、Au、TiNのいずれかからなることを特徴とする請求項10記載の反射型液晶表示装置。11. The reflective liquid crystal display device according to claim 10, wherein the uppermost wiring layer is made of any one of Ti, Cr, Co, Ni, Mo, Ag, W, Pt, Au, and TiN. 前記最上配線層の上表面が、TiNもしくはWで覆われていることを特徴とする請求項10記載の反射型液晶表示装置。11. The reflective liquid crystal display device according to claim 10, wherein the upper surface of the uppermost wiring layer is covered with TiN or W. 半導体基板上に複数の絶縁膜と配線層が積層形成されたチップを有する半導体装置の製造方法において、
基板上に下層配線層を形成する工程と、
該下層配線層上に堆積させた絶縁材料を平坦化して最上層間絶縁膜を形成する工程と、
該最上層間絶縁膜の平坦面上に、Al系材料に比べて硬度の大きい金属で形成され、厚さが0.5μm以下の所定パターンの最上配線層を形成する工程と、
該最上配線層上の基板全体に絶縁膜を堆積し、CMP法によって研磨することにより、鏡面状平坦面を有する最上絶縁膜を形成する工程と、
該最上絶縁膜及び最上層間絶縁膜を開口して、前記下層配線層が露出したボンディングパットを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor device having a chip in which a plurality of insulating films and wiring layers are stacked on a semiconductor substrate,
Forming a lower wiring layer on the substrate;
Flattening the insulating material deposited on the lower wiring layer to form an uppermost interlayer insulating film;
Forming the uppermost wiring layer having a predetermined pattern on the flat surface of the uppermost interlayer insulating film, which is made of a metal having a hardness higher than that of an Al-based material and having a thickness of 0.5 μm or less ;
A step of forming an uppermost insulating film having a mirror-like flat surface by depositing an insulating film over the entire substrate on the uppermost wiring layer and polishing by a CMP method ;
Opening the uppermost insulating film and the uppermost interlayer insulating film to form a bonding pad in which the lower wiring layer is exposed; and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記最上配線層を、Ti、Cr、Cu、Ni、Mo、W、Pt、又は、これらのシリサイド、又は、これらとその上に形成したTiNとの複合膜のいずれかで形成することを特徴とする請求項13記載の半導体装置の製造方法。The uppermost wiring layer is formed of any one of Ti, Cr, Cu, Ni, Mo, W, Pt, a silicide thereof, or a composite film of these and TiN formed thereon. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13.
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