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JPH0544189B2 - - Google Patents
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JPH0544189B2 - - Google Patents

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JPH0544189B2
JPH0544189B2 JP63218325A JP21832588A JPH0544189B2 JP H0544189 B2 JPH0544189 B2 JP H0544189B2 JP 63218325 A JP63218325 A JP 63218325A JP 21832588 A JP21832588 A JP 21832588A JP H0544189 B2 JPH0544189 B2 JP H0544189B2
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film
semiconductor substrate
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semiconductor
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Tatsumi Shirasu
Yasunobu Osa
Tokio Kato
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は信頼性の極めてすぐれた半導体記憶装
置の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device with extremely high reliability.

一般に、トランジスタ等が形成された半導体基
体は通常セラミツクパツケージ(セラミツクパツ
ケージをガラスで封止する方法をも含む)、金属
キヤツプを用いたセラミツクパツケージ、若しく
はプラスチツクパツケージ等の封止体により封止
される。これらのパツケージのうちとくにセラミ
ツクパツケージにおけるセラミツク材料には数
ppm程度のウラニウムやトリウム等が含まれてい
る。
Generally, a semiconductor substrate on which a transistor or the like is formed is usually sealed with a sealing body such as a ceramic package (including a method of sealing a ceramic package with glass), a ceramic package using a metal cap, or a plastic package. . Among these packages, there are a number of ceramic materials used in ceramic packages.
Contains uranium, thorium, etc. at ppm level.

一方、プラスチツクパツケージ材料にはフイラ
ーと呼ばれるアルミナ等微粒分が使用されてお
り、このフイラー内にも上記不純物が含有されて
いる。
On the other hand, plastic packaging materials use fine particles such as alumina called filler, and the filler also contains the above-mentioned impurities.

これらの不純物は、例えば16th proceedings
of reliability physics(1978)、p33に述べられて
いるように、α線を放出し、半導体ペレツト内に
構成したダイナミツクメモリー回路の誤動作(ソ
フトエラーと呼ぶ)の要因となることが知られて
いる。
These impurities, for example, 16th proceedings
of reliability physics (1978), p. 33, it is known to emit alpha rays and cause malfunctions (called soft errors) in dynamic memory circuits constructed within semiconductor pellets. .

ところで、このα線によるソフトエラーは以下
に述べる種々のメモリー回路においても生じるこ
とがわかつた。
By the way, it has been found that soft errors caused by α rays also occur in various memory circuits described below.

まず、第1図で示されたようなスタテイツク型
のMOSメモリーセル回路の場合である。このセ
ル回路は、第2図の平面図で示すように半導体基
体1内に形成された拡散領域(点線)およびその
半導体基体1表面上に形成された配線層により構
成される。なお、第2図は、半導体基体1内に形
成された拡散領域(点線)と、その表面上に形成
された多結晶シリコン層から成る電源線VLおよ
びワード線WLの配線層のみを示している。図面
を複雑にするため省略された第1図におけるビツ
ト線b,および接地線Gは、アルミニウム層か
ら成り、上記電源線VLおよびワード線WLを横
切るように絶縁層を介して半導体基体1表面上に
形成される。
First, there is a case of a static type MOS memory cell circuit as shown in FIG. This cell circuit is constituted by a diffusion region (dotted line) formed in the semiconductor substrate 1 and a wiring layer formed on the surface of the semiconductor substrate 1, as shown in the plan view of FIG. Note that FIG. 2 only shows the wiring layer of the power supply line VL and word line WL, which are made of a diffusion region (dotted line) formed in the semiconductor substrate 1 and a polycrystalline silicon layer formed on the surface thereof. . The bit line b and the ground line G in FIG. 1, which are omitted to complicate the drawing, are made of an aluminum layer and are connected to the surface of the semiconductor substrate 1 through an insulating layer so as to cross the power supply line VL and word line WL. is formed.

そこで、第1図に示すような1つのセル回路を
構成する第2図の半導体記憶装置において、
MOSトランジスタQ1がオフし、一方MOSトラン
ジスタQ2がオンし、“1”の情報を保持している
とする。このような状態においてパツケージから
放出したα線がトランジスタQ1のドレイン拡散
領域D1(第1図の接続点A)にあたつた場合、こ
のドレイン拡散領域D1直下の半導体基体内にホ
ールとエレクトロンとのペアが発生する。一方、
この半導体記憶装置において、電源線VLには正
の電源電圧VDDが与えられ、しかもMOSトランジ
スタQ1がオフのため、ドレイン拡散領域Dには、
ほぼ電源電圧VDDの電位レベルが与えられる。し
たがつて、負のエレクトロンがこのドレイン拡散
領域D1内に誘起される。このため、このドレイ
ン拡散領域D1に接続されたMOSトランジスタQ2
のゲート(第1図の接続点A)の電位が低下し、
MOSトランジスタQ1のゲート(第1図の接続点
B)の電位より低くなつてしまう。
Therefore, in the semiconductor memory device shown in FIG. 2 that constitutes one cell circuit as shown in FIG.
Assume that MOS transistor Q 1 is turned off, while MOS transistor Q 2 is turned on and holds information of "1". If the α rays emitted from the package in such a state hit the drain diffusion region D 1 (connection point A in Figure 1) of the transistor Q 1 , holes and A pair with electron occurs. on the other hand,
In this semiconductor memory device, a positive power supply voltage V DD is applied to the power supply line VL, and since the MOS transistor Q 1 is off, the drain diffusion region D has a
A potential level approximately equal to the power supply voltage V DD is given. Therefore, negative electrons are induced into this drain diffusion region D1 . Therefore, the MOS transistor Q 2 connected to this drain diffusion region D 1
The potential at the gate (connection point A in Figure 1) decreases,
The potential becomes lower than the potential of the gate of MOS transistor Q1 (connection point B in FIG. 1).

この結果、MOSトランジスタQ1がオンし、
MOSトランジスタQ2がオフし、“1”の情報か
ら“0”の情報に反転してしまう。
As a result, MOS transistor Q1 turns on,
The MOS transistor Q2 is turned off, and the information of "1" is inverted to the information of "0".

同様に、この半導体記憶装置において、“0”
の情報を保持していた場合にもα線があたること
によつて“1”の情報に反転してしまう。すなわ
ち、MOSトランジスタQ1がオンし、一方MOSト
ランジスタQ2がオフの状態で、パツケージから
放出したα線がトランジスタQ2のドレイン拡散
領域D2(第1図の接続点B)にあつたとき、前記
と同様な理由により、今度はドレイン拡散領域
D2に接続されたMOSトランジスタQ1のゲート
(第1図の接続点B)の電位が添加し、MOSトラ
ンジスタQ2のゲート(第1図の接続点A)の電
位より低くなつてしまう。
Similarly, in this semiconductor memory device, “0”
Even if it holds the information of "1", it will be reversed to the information of "1" by being hit by alpha rays. In other words, when MOS transistor Q 1 is on and MOS transistor Q 2 is off, when α rays emitted from the package hit the drain diffusion region D 2 of transistor Q 2 (connection point B in Figure 1). , for the same reason as above, this time the drain diffusion region
The potential at the gate of the MOS transistor Q 1 (connection point B in FIG. 1) connected to D 2 is added and becomes lower than the potential at the gate of the MOS transistor Q 2 (connection point A in FIG. 1).

この結果、MOSトランジスタQ1がオフし、
MOSトランジスタQ2がオンし、“0”の情報か
ら“1”の情報に反転してしまう。
As a result, MOS transistor Q1 turns off,
The MOS transistor Q2 turns on, and the information of "0" is inverted to the information of "1".

次に、ダイナミツク型の16KビツトNMOSメ
モリー回路の場合である。
Next is the case of a dynamic 16K-bit NMOS memory circuit.

第3図はその回路の一部を示す。図において、
ダミーセルDMC1は、メモリーセルMC3,MC5
電圧レベルをセンスアンプAMP1で比較するため
に用いられ、一方ダミーセルDMC3はメモリーセ
ルMC1の電圧レベルをセンスアンプAMP1で比較
するために用いられる。同様に、ダミーセル
DMC2はメモリーセルMC4,MC6の電圧レベルを
センスアンプAMP2で比較するために用いられ、
一方ダミーセルDMC4はMC2の電圧レベルをセン
スアンプAMP2で比較するために用いられる。な
お、AD1,AD2はアドレス回路を示す。
FIG. 3 shows part of the circuit. In the figure,
Dummy cell DMC 1 is used to compare the voltage levels of memory cells MC 3 and MC 5 with sense amplifier AMP 1 , while dummy cell DMC 3 is used to compare the voltage levels of memory cell MC 1 with sense amplifier AMP 1 . used. Similarly, dummy cell
DMC 2 is used to compare the voltage levels of memory cells MC 4 and MC 6 with sense amplifier AMP 2 .
On the other hand, dummy cell DMC 4 is used to compare the voltage level of MC 2 with sense amplifier AMP 2 . Note that AD 1 and AD 2 indicate address circuits.

このようなメモリー回路を構成する半導体記憶
装置において、メモリーセルあるいはダミーセル
部分にパツケージから放出したα線にあたつて誤
動作が生じることはもちろんのこと、第3図に示
すセンスアンプAMP1,AMP2のとこにおいても
発生する。特にこのセンスアンプAMP1,AMP2
のところで生じるソフトエラーは、メモリーセル
およびダミーセル部分で生じるソフトエラーにく
らべて極めて高いことが観測された。この理由と
しては、1つのセンスアンプの面積は1つのセル
に比べてかなり大きく、しかもデータ線DL1
DL2が拡散層で、α線の当る確率が高いためと考
えられる。
In a semiconductor memory device constituting such a memory circuit, it goes without saying that malfunctions occur when the memory cells or dummy cells are hit by alpha rays emitted from the package . It also occurs where. Especially this sense amplifier AMP 1 , AMP 2
It was observed that the soft errors occurring in the memory cell and dummy cell portions were extremely high compared to the soft errors occurring in the memory cell and dummy cell portions. The reason for this is that the area of one sense amplifier is considerably larger than that of one cell, and the data lines DL 1 ,
This is thought to be because DL 2 is a diffusion layer and has a high probability of being hit by alpha rays.

次に、このメモリー回路のセンスアンプのとこ
ろにパツケージから放出されたα線のあたつた場
合に生じるソフトエラーを第4図の電圧変動特性
図を用いて説明する。
Next, a soft error that occurs when the sense amplifier of this memory circuit is hit by alpha rays emitted from the package will be explained using the voltage fluctuation characteristic diagram shown in FIG.

第3図におけるメモリーセルMC3内の情報
“0”を読み出すとする。
Suppose that information "0" in the memory cell MC3 in FIG. 3 is read out.

まず、クロツクパルスφ1の信号によつてMOS
トランジスタQ5,Q6をオンさせる。これによつ
てデータ線DL1,DL2は、VDDレベルすなわち
“1”レベルにプリチヤージされる。第4図にお
けるt1がプリチヤージ開始時である。プリチヤー
ジ完了後、情報の読み出しを行う。読み出し開始
時(t2)には、ダミーセルのワード線WD1とメモ
リーセルのワード線W2が選択され、ダミーセル
DMC1のMOSトランジスタQ7およびメモリーセ
ルMC3のMOSトランジスタQ8がオンする。この
時、データ線DL1,DL2の電圧レベルは第4図に
示されるように下降する。ダミーセルDMC1のキ
ヤパシタC1の容量値はセルMC3のキヤパシタC2
の容量値よりおよそ1/2の値を示している。従つ
て、t2直後では、データ線DL1の電圧レベルは実
線で示されたように下降する。一方、データ線
DL2の電圧レベルは一点鎖線で示されるように下
降する。データ線DL1およびDL2の電圧レベル差
が増幅するためにMOSトランジスタQ9がクロツ
クパルスφ3の信号によつてオンとなる時、すな
わち増幅開始時t3を経過するまでにパツケージか
ら放出したα線がデータ線DL1にあたらなけれ
ば、増幅開始時t3後のデータ線DL1およびDL2
電圧レベルは第4図の点線DL1′,DL2′に示すよ
うな状態になる。そして、時間t4のところで増幅
が完了する。
First, the MOS
Turn on transistors Q 5 and Q 6 . As a result, the data lines DL 1 and DL 2 are precharged to the V DD level, that is, the "1" level. t 1 in FIG. 4 is the precharge start time. After precharging is completed, information is read. At the start of reading (t 2 ), the dummy cell word line WD 1 and the memory cell word line W 2 are selected, and the dummy cell
MOS transistor Q 7 of DMC 1 and MOS transistor Q 8 of memory cell MC 3 are turned on. At this time, the voltage levels of the data lines DL 1 and DL 2 fall as shown in FIG. The capacitance value of capacitor C 1 of dummy cell DMC 1 is the capacitance value of capacitor C 2 of cell MC 3 .
The value is approximately 1/2 that of the capacitance value of . Therefore, immediately after t2 , the voltage level of data line DL1 drops as shown by the solid line. On the other hand, the data line
The voltage level of DL 2 decreases as shown by the dash-dotted line. Since the voltage level difference between data lines DL 1 and DL 2 is amplified, α is released from the package when MOS transistor Q 9 is turned on by the clock pulse φ 3 signal, that is, before the amplification start time t 3 has elapsed. If the line does not hit the data line DL 1 , the voltage levels of the data lines DL 1 and DL 2 after the start of amplification t 3 will be as shown by dotted lines DL 1 ′ and DL 2 ′ in FIG. 4. Then, amplification is completed at time t4 .

ところが、第4図に示すtxの時点でα線がデー
タ線DL1にあたると、前述したスタテイツク型の
MOSメモリーセル回路を構成する半導体記憶装
置の場合と同様な理由により、データ線DL1の電
圧レベルが低下する。そして、tyの時点ではデー
タ線DL1およびDL2の電圧レベルが逆転する。
However, when the α ray hits the data line DL 1 at time t x shown in Figure 4, the static type described above occurs.
For the same reason as in the case of the semiconductor memory device forming the MOS memory cell circuit, the voltage level of the data line DL1 decreases. Then, at time ty , the voltage levels of data lines DL 1 and DL 2 are reversed.

このため、増幅開始(t3)後のデータ線DL1
よびDL2の電圧レベルは、第4図におけるDL1
よびDL2のようになる。そして、増幅完了時t4
は、データ線DL1およびDL2の電圧レベルが完全
に反転してしまう。
Therefore, the voltage levels of data lines DL 1 and DL 2 after the start of amplification (t 3 ) are as shown in DL 1 and DL 2 in FIG. 4. Then, at the time t4 when amplification is completed, the voltage levels of data lines DL1 and DL2 are completely inverted.

したがつて、本来ならば、データ線DL1の電位
はほぼVDDレベルで、MOSトランジスタQ10をオ
ンとし、データ線DL2の電位は接地レベルで
MOSトランジスタQ11をオフとするものである
が、α線の影響によつてデータ線DL1の電位は接
地レベル、データ線DL2の電位はVDDレベルとな
るためMOSトランジスタQ10がオフとなり、
MOSトランジスタQ11がオンとなる。
Therefore, originally, the potential of the data line DL 1 is approximately at the V DD level, turning on the MOS transistor Q 10 , and the potential of the data line DL 2 is at the ground level.
This turns off the MOS transistor Q11 , but due to the influence of alpha rays, the potential of the data line DL1 becomes the ground level and the potential of the data line DL2 becomes the VDD level, so the MOS transistor Q10 is turned off. ,
MOS transistor Q11 turns on.

この結果、メモリーセルMC3内の情報があた
かも“1”であつたように読み出されてしまう。
As a result, the information in the memory cell MC3 is read out as if it were "1".

このような問題は、メモリーセルMC3内の情
報“1”を読み出す場合においても生じた。この
場合においてはα線がデータ線DL2にあつたとき
情報反転が生じた。
Such a problem also occurred when reading out information "1" in the memory cell MC3 . In this case, information inversion occurred when the α rays hit the data line DL 2 .

上述したセンスアンプは、第5図に示されるよ
うに半導体基体1内および基体上に構成される。
図において、多結晶シリコンから成るゲート電極
G11、ソース拡散領域S11およびドレイン拡散領域
D11によつてMOSトランジスタQ11を構成してい
る。そして、多結晶シリコンから成るゲート電極
G12、ソース拡散領域S12およびドレイン拡散領域
D12によつてMOSトランジスタQ12を構成してい
る。ゲート電極G11は接続点J1のところでドレイ
ン拡散領域D12に接続されている。一方、ゲート
電極G12は接続点J2のところでドレイン拡散領域
D11に接続されている。そして、MOSトランジス
タQ9のドレイン拡散領域(図示ず)に接続され
ている。2層目のアルミニウム配線層2は、接続
点J3およびJ4のところでソース拡散領域S11およ
びS12に接続されている。なお、ドレイン拡散領
域D11およびD12はそれぞれデータ線DL1および
DL2として用いるために横方向に延びている。
The above-mentioned sense amplifier is constructed in and on the semiconductor substrate 1 as shown in FIG.
In the figure, a gate electrode made of polycrystalline silicon
G 11 , source diffusion region S 11 and drain diffusion region
D11 constitutes a MOS transistor Q11 . and a gate electrode made of polycrystalline silicon.
G 12 , source diffusion region S 12 and drain diffusion region
D12 constitutes a MOS transistor Q12 . Gate electrode G 11 is connected to drain diffusion region D 12 at connection point J 1 . On the other hand, the gate electrode G12 has a drain diffusion region at the connection point J2 .
Connected to D 11 . And it is connected to the drain diffusion region (not shown) of MOS transistor Q9 . The second aluminum wiring layer 2 is connected to the source diffusion regions S11 and S12 at connection points J3 and J4 . Note that drain diffusion regions D11 and D12 are connected to data lines DL1 and D12 , respectively.
Extends laterally for use as DL 2 .

さらに、バイポーラメモリーセル回路の場合で
ある。
Furthermore, this is the case for bipolar memory cell circuits.

バイポーラメモリーセル回路は、第6図に示す
ように、抵抗R1,R2、ダイオードD1,D2、マル
チエミツタトランジスタQ12,Q13とから成る。
ダイオードD1,D2、抵抗R1,R2の共通接続線は
ワード線W+に接続され、トランジスタQ12,Q13
のそれぞれの一方のエミツタはそれぞれビツト線
B0,B1に接続され、他方のエミツタは情報保持
用定電流源ISTに接続されている。
As shown in FIG. 6, the bipolar memory cell circuit consists of resistors R 1 , R 2 , diodes D 1 , D 2 , and multi-emitter transistors Q 12 , Q 13 .
The common connection line of the diodes D 1 , D 2 and the resistors R 1 , R 2 is connected to the word line W + and the transistors Q 12 , Q 13
One emitter of each is a bit line.
B 0 and B 1 , and the other emitter is connected to an information holding constant current source I ST .

上記のバイポーラメモリーセル回路は公知であ
り、情報の保持は双安定回路、つまり、フリツプ
フロツプ回路の安定状態により行なわれる。すな
わち、トランジスタQ12,Q13のベース間電位差
が生ずれば、コレクターベース交差結合による正
帰還がかかり、トランジスタQ12,Q13のうち、
ベース電位が高い方のトランジスタがオンし、他
方のトランジスタはオフして一つの安定状態とな
る。
The above-mentioned bipolar memory cell circuit is known, and the retention of information is performed by the stable state of a bistable circuit, that is, a flip-flop circuit. In other words, if a potential difference occurs between the bases of transistors Q 12 and Q 13 , positive feedback is applied due to collector-base cross-coupling, and among transistors Q 12 and Q 13 ,
The transistor with the higher base potential is turned on, and the other transistor is turned off, resulting in a stable state.

この情報保持能力は、直流的には、安定状態で
のトランジスタQ12,Q13のベース間電位差でき
まる。また交流的にはフリツプフロツプ回路の反
転のし易さという点からはトランジスタの電流増
幅率、高周波利得帯域幅、ベース抵抗、寄生容量
等の高周波特性やトランジスタのコレクタに負荷
として接続されている抵抗(R1,R2)やダイオ
ード(D1,D2)の高周波特性によりきまる。
In DC terms, this information retention ability is determined by the potential difference between the bases of transistors Q 12 and Q 13 in a stable state. In addition, in terms of AC, the ease of inversion of a flip-flop circuit depends on the transistor's current amplification factor, high frequency gain bandwidth, base resistance, parasitic capacitance, etc., and the resistance connected as a load to the collector of the transistor ( It is determined by the high frequency characteristics of R 1 , R 2 ) and diodes (D 1 , D 2 ).

情報保持能力を高めるためにはこれらによる高
周波特性を悪くすればよい。しかし、バイポーラ
メモリーが高速化されるためには、これらの特性
を良くする必要があり、超高速バイポーラメモリ
ーにおいては、高速化に伴ない必然的に情報保持
能力が低下する。
In order to improve the information retention ability, it is sufficient to deteriorate the high frequency characteristics caused by these. However, in order to increase the speed of bipolar memory, it is necessary to improve these characteristics, and in ultra-high-speed bipolar memory, the information retention ability inevitably decreases as the speed increases.

このようなバイポーラメモリーにおいて、情報
反転は以下の様に説明される。
In such a bipolar memory, information inversion can be explained as follows.

バイポーラメモリー回路を構成する半導体基体
において、その基体を封止するパツケージから放
出したα線が基体内に入射するとその入射路程中
にα線のエネルギー損失によりホールとエレクト
ロンとのペアを生成する。このホール・エレクト
ロンペアは、トランジスタのコレクタ・ベース領
域間空乏層およびコレクタ領域・基体間空乏層を
通して収集され、ノイズ電流を発生する。第6図
において、トランジスタQ12がオンし、トランジ
スタQ13がオフとなつているとき、正常動作では
第7図実線で示す様に、トランジスタQ13のコレ
クタ電位VC1はトランジスタQ12のコレクタ電位
VC0よりも高い電位関係にある。ところが、α線
が基体内に入射することにより生成されたホー
ル・エクレトロンペアのうちコレクタ・ベース領
域間空乏層により収集されたものは、ノイズ電流
Ioを発生する。このノイズ電流Ioはトランジスタ
Q13のコレクタ・ベース領域間寄生容量CTC2を通
して流れ、トランジスタQ13のコレクタ電位VC1
をひきさげる。このため、第7図の点線および一
点鎖線で示すようにフリツプフロツプメモリセル
は反転動作し始め、一方の安定状態へ移行する。
そして、完全に情報反転が起きる。
In a semiconductor substrate that constitutes a bipolar memory circuit, when alpha rays emitted from a package that seals the substrate enter the substrate, pairs of holes and electrons are generated due to the energy loss of the alpha rays during the incident path. These hole-electron pairs are collected through the collector-base region depletion layer and collector region-substrate depletion layer of the transistor, and generate a noise current. In FIG. 6, when transistor Q 12 is on and transistor Q 13 is off, in normal operation, the collector potential V C1 of transistor Q 13 is equal to the collector potential of transistor Q 12 , as shown by the solid line in FIG.
It has a higher potential relationship than V C0 . However, among the hole-electron pairs generated when α rays enter the substrate, the ones collected by the depletion layer between the collector and base regions become noise currents.
Generate Io . This noise current I o is a transistor
Flows through the parasitic capacitance C TC2 between the collector and base region of Q 13 , and the collector potential V C1 of transistor Q 13
to bring down. As a result, the flip-flop memory cell begins to perform an inversion operation, as shown by the dotted line and the dashed-dotted line in FIG. 7, and shifts to one stable state.
Then, a complete information reversal occurs.

このように、電荷を用いて情報を保持するよう
なメモリー回路はα線によつて誤動作してしま
う。
In this way, memory circuits that use charges to retain information malfunction due to alpha rays.

したがつて、本発明は前述したα線によるメモ
リー回路の誤動作発生を解消することができる半
導体記憶装置の製造方法を提供することを目的と
するものである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor memory device that can eliminate the above-mentioned malfunction of a memory circuit caused by alpha rays.

本発明により製造される半導体記憶装置はパツ
ケージ材に含有する不純物から飛来するα粒子を
ポリイミド系樹脂もしくはポリイミド・イソイン
ドロ・キナゾリンジオン樹脂(以下PII樹脂と記
す)により減衰、吸収させるものである。したが
つて、減衰材、吸収材となる樹脂被覆膜は、α粒
子を透過させない程度に厚い膜であることが要求
される。素子特性の変動をきたさない程度とする
ためには、この厚さは少なくとも10μm以上であ
ることが好ましく30μm以上であればさらに好ま
しい。α線の透過を防止する能力は、前記樹脂被
覆膜に限らず、絶縁膜が一般に有する能力であ
る。しかしながら、従来から半導体装置に用いら
れる二酸化シリコン、リンガラス、窒化シリコ
ン、酸化アルミニウム等の絶縁膜を、半導体基板
上に10μm以上堆積させることは極めて困難であ
る。すなわち、気相成長法によるこれらの絶縁膜
では膜の応力が極めて大きく、数μm以上堆積さ
せると、クラツクを生じる。またスパツタリング
法では、クラツクの発生率を比較的小さいまま堆
積させることが可能であるが、堆積速度が数百
Å/分と極めて小さく、10μm以上堆積させるこ
とは現実的に不可能である。これに対して、ポリ
イミド樹脂やPII樹脂では、膜の応力が約4Kg
f/mm2と極めて小さく、また破断歪も約30%と前
記無機絶縁膜に比して約1桁大きいため、数十μ
mの厚膜をクラツクを全く発生させずに形成する
ことができる。一方、高分子樹脂の中には、上記
のポリイミド樹脂やPII樹脂膜と同様の膜形成特
性を具備するものがある。一般にセラミツクパツ
ケージの封止工程は450℃前後の高温中で行われ
るため、この温度に耐え得る耐熱性が要求され
る。この特性を満足するものは上記樹脂があげら
れる。
The semiconductor memory device manufactured according to the present invention uses a polyimide resin or a polyimide-isoindolo-quinazolinedione resin (hereinafter referred to as PII resin) to attenuate and absorb α particles flying from impurities contained in a package material. Therefore, the resin coating film serving as the damping material and absorbing material is required to be thick enough to prevent α particles from passing through. In order to prevent variations in device characteristics, this thickness is preferably at least 10 μm or more, and more preferably 30 μm or more. The ability to prevent the transmission of alpha rays is not limited to the resin coating film, but is an ability generally possessed by insulating films. However, it is extremely difficult to deposit insulating films of silicon dioxide, phosphorous glass, silicon nitride, aluminum oxide, etc. conventionally used in semiconductor devices to a thickness of 10 μm or more on a semiconductor substrate. That is, these insulating films formed by vapor phase growth have extremely high film stress, and if the film is deposited to a thickness of several micrometers or more, cracks will occur. Furthermore, with the sputtering method, it is possible to deposit with a relatively low incidence of cracks, but the deposition rate is extremely low at several hundred Å/min, and it is practically impossible to deposit more than 10 μm. On the other hand, with polyimide resin and PII resin, the film stress is approximately 4 kg.
f/mm 2 , which is extremely small, and the breaking strain is about 30%, which is about an order of magnitude larger than that of the inorganic insulating film, so it is several tens of microns.
A thick film of m thick can be formed without any cracks. On the other hand, some polymer resins have film-forming properties similar to those of the above-mentioned polyimide resin and PII resin films. Generally, the sealing process for ceramic packages is performed at a high temperature of around 450°C, so heat resistance that can withstand this temperature is required. Examples of resins that satisfy this property include the above resins.

すなわち第8図にその例を示すように、各種高
分子樹脂について熱重量減少分析を行うと、シリ
コーン樹脂13、エポキシ樹脂14等では200〜
250℃から重量減少が始まるが、ポリイミド樹脂
12では500℃から減少が開始する。PII樹脂11
ではさらに耐熱性が優れ、600℃における重量残
存率も約70%で最も優れている。このようにポリ
イミド樹脂若しくはPII樹脂は、前述の高温工程
に対する耐熱性を有している。
In other words, as shown in Fig. 8, when thermogravimetric loss analysis was performed on various polymer resins, silicone resin 13, epoxy resin 14, etc.
Weight loss begins at 250°C, but polyimide resin 12 starts to lose weight at 500°C. PII resin 11
It also has excellent heat resistance, with a weight retention rate of approximately 70% at 600°C. Thus, polyimide resin or PII resin has heat resistance to the above-mentioned high temperature process.

また、PII樹脂あるいはポリイミド樹脂におい
ては、α線の発生源となるウラニウム、トリウム
等の不純物含有量が0.1〜数ppb程度と極めて少な
い(これらの不純物分析は放射化分析法によつ
た)。したがつて、PII樹脂もしくはポリイミド樹
脂はセラミツクパツケージ材料から放射されるα
線を阻止すると同時に、該樹脂自身非常に高純度
のものがえられやすく従つて又発生させるα線も
極めて微量になる。一方、一般に有機高分子材料
は無機材料に比べて前記不純物含有量は少ないと
言える。しかし、有機高分子材料の一例として、
ポリエチレン樹脂の場合ではウラニウム含有量は
40〜50ppbと比較的多く、有機高分子材料が必ず
しも適しているとは限らない。PII樹脂、ポリイ
ミド樹脂は、いずれもウラニウム、トリウム等の
不純物含有量の点からすぐれた材料と言える。し
かし、前述のように、耐熱性の点からは、PII樹
脂の方がさらに好ましい。
In addition, in PII resin or polyimide resin, the content of impurities such as uranium and thorium, which are sources of alpha rays, is extremely low at about 0.1 to several ppb (analysis of these impurities was based on activation analysis). Therefore, PII resin or polyimide resin is
At the same time, the resin itself can be easily obtained with extremely high purity, and therefore the amount of alpha rays it generates is extremely small. On the other hand, it can be said that organic polymer materials generally have a lower content of impurities than inorganic materials. However, as an example of organic polymer materials,
In the case of polyethylene resin, the uranium content is
It is relatively high at 40 to 50 ppb, and organic polymer materials are not necessarily suitable. Both PII resin and polyimide resin can be said to be excellent materials in terms of the content of impurities such as uranium and thorium. However, as mentioned above, PII resin is more preferable in terms of heat resistance.

また、こゝでポリイミド樹脂とは芳香族ジアミ
ンと芳香族テトラカルボン酸二無水物とを反応し
て得られる重合物を言い、PII樹脂とは芳香族ジ
アミンと芳香族テトラカルボン酸と芳香族ジアミ
ノカルボンアミドとを反応して得られる重合物を
言い、いずれも周知のものであり、PII樹脂につ
いては例えば特公昭48−2956号特許公報にその製
造方法を含めて詳しく記載されている。
In addition, polyimide resin here refers to a polymer obtained by reacting aromatic diamine and aromatic tetracarboxylic dianhydride, and PII resin refers to a polymer obtained by reacting aromatic diamine, aromatic tetracarboxylic acid, and aromatic diamino dianhydride. It refers to a polymer obtained by reacting with carbonamide, and all of them are well known. PII resin is described in detail, for example, in Japanese Patent Publication No. 48-2956, including its manufacturing method.

α線の影響を受けるのは半導体基体内に形成さ
れたメモリー回路の一部を構成する領域であるか
ら、α線の侵入を阻止するために設ける樹脂の被
覆膜は少なくともその領域上に存在しなければな
らない。
Since the area forming part of the memory circuit formed within the semiconductor substrate is affected by alpha rays, the resin coating film provided to prevent alpha rays from entering is present at least on that area. Must.

なお、上記半導体基板は絶縁層、電極、配線層
等がある場合は、これらをも含むものとする。本
発明の半導体装置は主としてモノリシツク集積回
路により構成されるものである。
Note that, if the semiconductor substrate has an insulating layer, an electrode, a wiring layer, etc., these are also included. The semiconductor device of the present invention is mainly constructed from a monolithic integrated circuit.

セラミツク封止は半導体技術分野で周知の技術
であり、従来用いられているセラミツク封止は、
すべて用いることができる。これらのセラミツク
パツケージとしては、例えばコーフアイアードデ
イツプ、サーデイツプと呼ばれるものである。こ
れらのセラミツクは通常アルミナ質セラミツクを
主成分としており、さらにサーデイツプ型に対す
るセラミツク間の接着には鉛ガラスを主成分とす
るガラスが用いられる。
Ceramic encapsulation is a well-known technology in the semiconductor technology field.
All can be used. These ceramic packages are, for example, what is called a corrugated dip or a ceramic dip. These ceramics usually have alumina ceramics as their main component, and glass, whose main component is lead glass, is used for adhesion between ceramics in the ceramic type.

ポリイミド樹脂やPII樹脂には若干(数ppm程
度)のNa等のアルカリ不純物を含有する場合が
ある。この場合には、半導体基体上にポリイミド
樹脂等の樹脂膜を形成し高温の熱処理を加える
と、半導体基体を形成している半導体薄板の表面
に設けた絶縁膜にピンホール等が存在するため、
この部分から上記アルカリ不純物が侵入し、素子
特性を変動させることがある。これを防止するに
は、アルカリイオンの阻止能力の高いリンガラス
膜もしくは窒化シリコン膜を半導体基体上に形成
し、ポリイミド樹脂との間にこれを介在させるこ
とが有効である。
Polyimide resins and PII resins may contain a small amount (about several ppm) of alkaline impurities such as Na. In this case, if a resin film such as polyimide resin is formed on the semiconductor substrate and subjected to high-temperature heat treatment, pinholes etc. will be present in the insulating film provided on the surface of the semiconductor thin plate forming the semiconductor substrate.
The alkali impurities may enter from this portion and change the device characteristics. In order to prevent this, it is effective to form a phosphorous glass film or a silicon nitride film having a high ability to block alkali ions on the semiconductor substrate and to interpose it between the film and the polyimide resin.

以下、本発明の効果を実施例にしたがつてさら
に詳しく説明する。
Hereinafter, the effects of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

実施例 1 第9図に従つて説明する。前述したようなメモ
リー回路を構成するP型シリコン半導体基体21
上に膜厚が4〜37μmのPII樹脂膜23を形成し
た。
Example 1 This will be explained with reference to FIG. P-type silicon semiconductor substrate 21 constituting a memory circuit as described above
A PII resin film 23 having a thickness of 4 to 37 μm was formed thereon.

PII樹脂はスピンオン法によりウエーハ上に塗
布し、200℃1時間の熱処理を加えて半硬化させ、
ヒドラジン水溶液によるホトエツチングでボンデ
イングパツド部22を開口した。その後、350℃
1時間、450℃10分の熱処理を加えて完全硬化さ
せた。熱処理は窒素若しくは不活性ガス中で行う
のが好ましい。PII樹脂としてはPIQ(日立化成株
式会社の登録商標)を用いた。以下の各実施例に
おいてもPIQをPII樹脂として用いている。さら
にこの基体を第10図に示すようにセラミツクパ
ツケージ(サーデイツプ)に封止した。
PII resin is applied onto the wafer by spin-on method, heat treated at 200℃ for 1 hour to semi-cure,
The bonding pad portion 22 was opened by photoetching with an aqueous hydrazine solution. Then 350℃
It was heat treated at 450°C for 10 minutes for 1 hour to completely cure it. The heat treatment is preferably carried out in nitrogen or an inert gas. PIQ (registered trademark of Hitachi Chemical Co., Ltd.) was used as the PII resin. In each of the following examples, PIQ is also used as the PII resin. Further, this substrate was sealed in a ceramic package (ceramic package) as shown in FIG.

なお、第9図において、20はメモリー回路の
一部を構成するN型拡散領域、21′は絶縁膜、
例えばSiO2膜21′は配線導体層、24は外部接
続リードと接続するボンデイングワイヤである。
また第10図において25は外部接続リードを示
し、26はセラミツク27を機密接着する溶融ガ
ラスである。
In addition, in FIG. 9, 20 is an N-type diffusion region constituting a part of the memory circuit, 21' is an insulating film,
For example, the SiO 2 film 21' is a wiring conductor layer, and 24 is a bonding wire connected to an external connection lead.
Further, in FIG. 10, reference numeral 25 indicates an external connection lead, and reference numeral 26 indicates molten glass to which the ceramic 27 is bonded in a sealed manner.

実施例 2 PII樹脂は次のような他の方法によつて半導体
基体上に形成される。
Example 2 PII resin is formed on a semiconductor substrate by another method as follows.

第11図に示すように、P型シリコン半導体基
体61をパツケージの所定の位置にダイボンデイ
ングし、さらに外部接続を行うためのワイヤボン
デイングによりボンデイングワイヤ62を接着し
たのちに、PII樹脂63をボンデイングし、200℃
1時間、350℃1時間、450℃10分の熱処理を行つ
た。PII樹脂膜厚は約40〜70μmである。スクライ
ブ領域64上には絶縁膜61′を延在させておく
ことが望ましい。
As shown in FIG. 11, a P-type silicon semiconductor substrate 61 is die-bonded to a predetermined position of the package, a bonding wire 62 is bonded by wire bonding for external connection, and then a PII resin 63 is bonded. ,200℃
Heat treatment was performed at 350°C for 1 hour, and at 450°C for 10 minutes. The PII resin film thickness is approximately 40 to 70 μm. It is desirable to extend the insulating film 61' over the scribe region 64.

実施例 3 前述のようにポリイミド樹脂には若干(数ppm
程度)のNa等のアルカリ不純物を含有する場合
がある。このときには、半導体基板上にポリイミ
ド樹脂膜を形成し高温の熱処理を加えると、とく
に第7図に示すように絶縁膜71′にピンホール
が存在したり絶縁膜71′の開口部と金属配線7
1″のマスク合せずれによつて生ずる部分76等
が生じたりすると、これらの部分から不純物イオ
ンが侵入し素子特性を変動させることがある。し
たがつて、アルカリイオンの阻止能力の高いリン
ガラス若しくは窒化シリコン膜を半導体基体上に
形成し、ポリイミド樹脂との間に介在させること
が有効である。すなわち、第12図に示す如く、
シリコン半導体基体71上に気相成長法によりリ
ンガラス73を形成し、さらにその上にポリイミ
ド膜74を形成する。リンガラスは3mol%〜
12mol%のリン濃度で、膜厚は0.3μm〜1.5μm程
度が好ましい。すなわち、リンガラス膜のアルカ
リイオンの阻止能力はリン濃度に依存し、3mol
%以上から効果が現われる。一方リン濃度が高く
なると吸湿性が大きくなるため、12mol%以上に
なると、Al配線腐食等の不良を生じはじめる。
リンガラスの膜厚は、半導体基板をほぼ完全に被
膜するために、少なくとも0.3μm以上は必要であ
り、またリンガラス自体の引張応力によるクラツ
クを生じない範囲として1.5μm以下が望ましい。
ポリイミド樹脂膜74は実施例1と同等の方法に
よつて形成した。このようなリンガラスがなく、
先述したような絶縁膜71′のピンホールやマス
ク合せずれ76が存在する場合には、ポリイミド
樹脂膜74を形成し、400℃以上の高温熱処理を
加えると0.5〜40%程度の歩留低下が見られた。
しかし、本実施例では、ポリイミド樹脂膜形成に
よる歩留りの低下をきたすことなく、しかもα線
照射による誤動作不良が発生しないことが確めら
れた。
Example 3 As mentioned above, polyimide resin contains a small amount (several ppm
It may contain alkaline impurities such as Na. At this time, if a polyimide resin film is formed on the semiconductor substrate and subjected to high-temperature heat treatment, pinholes may be present in the insulating film 71' as shown in FIG.
If a portion 76 or the like occurs due to a 1" mask misalignment, impurity ions may enter from these portions and change the device characteristics. Therefore, phosphorus glass or phosphorus glass with high alkali ion blocking ability may be used. It is effective to form a silicon nitride film on a semiconductor substrate and interpose it between the silicon nitride film and the polyimide resin. That is, as shown in FIG.
A phosphorus glass 73 is formed on a silicon semiconductor substrate 71 by vapor phase growth, and a polyimide film 74 is further formed thereon. Phosphorus glass is 3mol%~
At a phosphorus concentration of 12 mol%, the film thickness is preferably about 0.3 μm to 1.5 μm. In other words, the ability of the phosphorus glass membrane to block alkali ions depends on the phosphorus concentration, and
% or more, the effect becomes apparent. On the other hand, as the phosphorus concentration increases, the hygroscopicity increases, so if it exceeds 12 mol%, defects such as corrosion of Al wiring begin to occur.
The thickness of the phosphor glass needs to be at least 0.3 .mu.m or more in order to almost completely cover the semiconductor substrate, and is preferably 1.5 .mu.m or less so that cracks do not occur due to the tensile stress of the phosphor glass itself.
The polyimide resin film 74 was formed by the same method as in Example 1. There is no such ring glass,
If there are pinholes or mask misalignment 76 in the insulating film 71' as described above, forming a polyimide resin film 74 and applying high-temperature heat treatment at 400°C or higher will reduce the yield by about 0.5 to 40%. It was seen.
However, in this example, it was confirmed that the yield did not decrease due to the formation of the polyimide resin film, and furthermore, it was confirmed that malfunctions due to α-ray irradiation did not occur.

リンガラス73の代りに、窒化シリコン膜を用
いた場合にも同様の効果が確められる。窒化シリ
コン膜はスパツタリング法、プラズマCVD
(Plasma Enhanced Chemical Vapor
Deposition)法の既知の方法で形成できるが、プ
ラズマCVD法によるのが望ましい。膜厚は0.2〜
3μmの範囲が望ましい。窒化シリコンの膜厚は、
やはり半導体基体をほぼ完全に被覆させるために
0.2μm以上必要であり、上限は下記する窒化シリ
コン膜のプラズマエツチングが容易に可能な範囲
として、3μm程度とするのが望ましい。この窒
化シリコン膜は例えばCF4によるプラズマエツチ
ングにより開口することができる。第12図にお
いて、75はボンデイングワイヤを示す。
A similar effect is confirmed when a silicon nitride film is used instead of the phosphorus glass 73. Silicon nitride film is made by sputtering method, plasma CVD
(Plasma Enhanced Chemical Vapor
Although it can be formed by a known method, it is preferable to use a plasma CVD method. Film thickness is 0.2~
A range of 3 μm is desirable. The film thickness of silicon nitride is
Again, in order to cover the semiconductor substrate almost completely.
The thickness is required to be 0.2 .mu.m or more, and the upper limit is preferably about 3 .mu.m so that plasma etching of the silicon nitride film described below can be easily performed. This silicon nitride film can be opened, for example, by plasma etching using CF 4 . In FIG. 12, 75 indicates a bonding wire.

なお、本実施例において、ポリイミド樹脂の代
りにPII樹脂を用いること、またこれらの樹脂を
ポツテイング法により形成しても本効果と同様の
効果が実現されることは明らかである。
In this example, it is clear that the same effect as this one can be achieved even if PII resin is used instead of polyimide resin, and if these resins are formed by the potting method.

実施例 4 本実施例では、第13図に示す開孔部82を有
するポリイミド樹脂もしくはPII樹脂フイルム8
1をシリコン半導体ウエーハ上に圧着した。開孔
部82は半導体基体のボンデイングパツド領域お
よびスクライブ領域に対応している。このフイル
ムは50〜500μm厚である。本実施例においても
α線照射によるソフトエラーは生じなかつた。ま
たセラミツク封止における本発明の効果も明らか
である。なお、この半導体ウエーハはフイルム8
1を被覆したのちにペレツト状にダイシングされ
る。
Example 4 In this example, a polyimide resin or PII resin film 8 having openings 82 shown in FIG.
1 was pressure-bonded onto a silicon semiconductor wafer. Openings 82 correspond to bond pad areas and scribe areas of the semiconductor body. This film is 50-500 μm thick. Also in this example, soft errors caused by α-ray irradiation did not occur. The effect of the present invention on ceramic sealing is also clear. Note that this semiconductor wafer is film 8
1 and then diced into pellets.

実施例 5 シリコンウエーハの素子領域(α線照射によつ
てソフトエラーが生じるところの領域)以外の領
域を印刷用メツシユスクリーンで覆い、その上か
ら、PIQのプレポリマー溶液(濃度19.5%、粘度
約10000cp)をローラーコートしたのち200℃で
60分ベークしさらに350℃で60分ベークし、厚さ
50μmのPIQ膜を素子領域上にのみ形成した。本
実施例においてもα線照射によるソフトエラーの
発生はなかつた。またセラミツク封止後のソフト
エラー発生率に対する効果は明らかである。
Example 5 The area of the silicon wafer other than the element area (area where soft errors occur due to α-ray irradiation) was covered with a printing mesh screen, and a prepolymer solution of PIQ (concentration 19.5%, viscosity Approximately 10,000 cp) and then at 200℃
Bake for 60 minutes, then bake for another 60 minutes at 350°C until the thickness
A 50 μm PIQ film was formed only on the element region. In this example as well, no soft errors occurred due to α-ray irradiation. Furthermore, the effect on the soft error occurrence rate after ceramic sealing is clear.

実施例 6 ペレツト(半導体装置)をパツケージの台座に
装着したのち、該ペレツトをポリイミド樹脂もし
くはPII樹脂の未硬化もしくは半硬化状態のフイ
ルムで覆い、しかるのち350℃、30分でベークし
た。未硬化のフイルムは次のようにして得た。す
なわちポリイミドのプレポリマー溶液(例えば東
レ社製のトレニース#3000)もしくはPIQのプレ
ポリマーを平坦な基板(例えばガラス板)上に塗
布したのち100℃でベークし溶媒を実質的に揮発
させて厚さ30〜50μmの未硬化のフイルムを形成
した。ついで、鋭利なカツターでペレツトの寸法
に見合つた大きさに裁断して基板からはくりし、
これをメモリー回路を構成するペレツトの上にか
ぶせた。また同様に200℃でベークした場合は、
やはり厚さ30〜50μmの半硬化状態のフイルムが
得られた。未硬化および半硬化のフイルムをペレ
ツトの上にかぶせて350℃30分のベークをすると、
これらのフイルムはペレツトとよく接着し、保護
膜としての機能を十分に果す。また、このように
して製造された半導体記憶装置はα線照射による
ソフトエラーが全く生じなかつた。
Example 6 After a pellet (semiconductor device) was mounted on the base of a package, the pellet was covered with an uncured or semi-cured film of polyimide resin or PII resin, and then baked at 350°C for 30 minutes. An uncured film was obtained as follows. In other words, a polyimide prepolymer solution (e.g., Toray's Trenice #3000) or PIQ prepolymer is applied onto a flat substrate (e.g., a glass plate), and then baked at 100°C to substantially volatilize the solvent and reduce the thickness. An uncured film of 30-50 μm was formed. Next, use a sharp cutter to cut the pellet into a size that matches the size of the pellet, and peel it off the substrate.
This was placed over the pellets that make up the memory circuit. Similarly, if you bake at 200℃,
Again, a semi-cured film with a thickness of 30 to 50 μm was obtained. When uncured and semi-cured films are placed on top of pellets and baked at 350°C for 30 minutes,
These films adhere well to the pellets and function well as a protective film. Furthermore, the semiconductor memory device manufactured in this manner did not suffer from any soft errors due to alpha ray irradiation.

本方法の変形として、ポリイミド樹脂若しくは
PII樹脂のフイルム片の代りに同一形状のSi片は
能動素子領域上にポリイミド樹脂若しくはPII樹
脂のプレポリマーで接着、熱硬化させることにと
つても本効果は失われない。この際Si片はその表
面を熱酸化法で酸化させておくことが望ましい。
さらにポリイミド若しくはPII樹脂のプレポリマ
ーで接着させる前に、熱酸化膜表面に例えばAl
キレート化合物の熱処理物を形成しておくと接着
が良好になる。
As a variation of this method, polyimide resin or
This effect is not lost even if instead of a PII resin film piece, a Si piece of the same shape is adhered onto the active element region with a polyimide resin or a PII resin prepolymer and then thermally cured. At this time, it is desirable to oxidize the surface of the Si piece using a thermal oxidation method.
Furthermore, before bonding with polyimide or PII resin prepolymer, for example, Al is applied to the surface of the thermal oxide film.
Forming a heat-treated product of the chelate compound improves adhesion.

本発明によれば、その具体的効果として以下の
通り得られた。
According to the present invention, the following specific effects were obtained.

第14図は電源電圧VDDとして5V使用の16Kビ
ツトNMOSダイナミツクRAM(Random Access
Memory)回路を構成する半導体基体において、
この基体上にPII樹脂膜を被覆した場合としない
場合のα線によるソフトエラー発生数を示すグラ
フである。
Figure 14 shows a 16K -bit NMOS dynamic RAM (Random Access
Memory) In the semiconductor substrate that constitutes the circuit,
It is a graph showing the number of soft errors caused by α rays when a PII resin film is coated on this substrate and when it is not coated with a PII resin film.

この図において、縦軸は1分間当りのソフトエ
ラー回数を示し、横軸は5MeVのエネルギーをも
つたα線源(アメリシウム)の強度を示してい
る。α線源強度の単位はマイクロキユーリー
(μCi)である。
In this figure, the vertical axis shows the number of soft errors per minute, and the horizontal axis shows the intensity of the α-ray source (Americium) with an energy of 5 MeV. The unit of alpha source intensity is microcuries (μCi).

PII樹脂膜を全く被覆していない半導体基体E
は図のようにかなりのソフトエラー発生がみられ
る。一方、α線源強度は102μCiのみの場合だけで
あるが、20μのPII樹脂膜を被覆した半導体基体F
では半導体基体Eに比べてソフトエラーの回数が
約1/104にへつた。さらに50μのPII樹脂膜を被
覆した半導体基体Gでは半導体基体Eに比べ約
1/106以下にへつた。
Semiconductor substrate E not coated with PII resin film at all
As shown in the figure, a considerable amount of soft errors occur. On the other hand, although the α-ray source intensity is only 10 2 μCi, the semiconductor substrate F coated with a 20μ PII resin film is
Compared to semiconductor substrate E, the number of soft errors was reduced to about 1/10 4 . Furthermore, in semiconductor substrate G coated with a PII resin film of 50 μm, the deterioration was approximately 1/10 6 or less compared to semiconductor substrate E.

ところで、α線の最大エネルギーは8.8MeVで
あり、シリコン半導体基体内でホール・エレクト
ロンペアを作るエネルギーは3.7eVである。した
つがつて1個のα線で作られるエレクトロンの数
は約2.4×106個である。それゆえ、MOS、バイ
ポーラまたはダイナミツク型、スタテイツク型に
問わず、これ以下の電荷によつてメモリー回路の
情報“1”または“0”を形成する半導体記憶装
置は必ず影響を受けることになる。
By the way, the maximum energy of alpha rays is 8.8 MeV, and the energy to create hole-electron pairs within a silicon semiconductor substrate is 3.7 eV. As a result, the number of electrons created by one α ray is approximately 2.4×10 6 . Therefore, regardless of whether it is a MOS, bipolar, dynamic type, or static type, a semiconductor memory device that forms information "1" or "0" in a memory circuit with a charge smaller than this will always be affected.

したがつて、このような半導体記憶装置に本発
明を適用することは極めて有効である。
Therefore, it is extremely effective to apply the present invention to such a semiconductor memory device.

本発明はCCD(Charge−Coupled−Device)の
ようなメモリー回路を構成する半導体記憶装置に
おいても適用できる。CCDの場合は拡散領域を
設けず、半導体基体表面自身の一部がメモリー回
路の一部を構成する領域となつている。
The present invention can also be applied to a semiconductor memory device constituting a memory circuit such as a CCD (Charge-Coupled-Device). In the case of a CCD, a diffusion region is not provided, and a portion of the semiconductor substrate surface itself forms part of the memory circuit.

なお、本発明に適用される封止体は、上記セラ
ミツク材によるものに限定されるものではなく、
金属材料あるいはガラス等の絶縁材料からなるも
のも含まれる。
It should be noted that the sealing body applied to the present invention is not limited to the one made of the above-mentioned ceramic material,
It also includes those made of metal materials or insulating materials such as glass.

さらに耐熱性樹脂としてラダーポリマ
(Ladder Polymer)、例えばフエニールラダーシ
リコン(Phenyl Ladder Silicon)が用いられ
る。
Furthermore, a ladder polymer, such as Phenyl Ladder Silicon, is used as a heat-resistant resin.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はスタテイツク型MOSメモリーセル回
路図、第2図は第1図のセル回路の一部を構成し
た半導体基体平面図、第3図は16Kビツトダイナ
ミツク型NMOSメモリー回路の一部回路図、第
4図は第3図のメモリー回路における電圧レベル
変化特性図、第5図は第3図のセンスアンプ部分
を構成した半導体基体平面図、第6図はバイポー
ラメモリーセル回路図、第7図は第6図のセル回
路における電圧(電位)レベル変化特性図、第8
図は各種高分子樹脂の熱重量減少曲線を示すグラ
フ、第9図は本発明の一実施例における高分子樹
脂膜を形成した半導体基体の断面図、第10図は
前記半導体基体をセラミツク封止した半導体記憶
装置の断面図、第11図は本発明の一実施例にお
いて樹脂膜を半導体基体上にポツテイング法によ
り形成した半導体基体の断面図、第12図は本発
明の一実施例において半導体基体上にリンガラス
もしくは窒化シリコン膜および樹脂膜を形成した
半導体基体の断面図、第13図は本発明の一実施
例において半導体基体上に樹脂フイルムを圧着し
た状態の半導体基体平面図、第14図は半導体基
体上にPII樹脂膜を被覆した場合としない場合の
α線によるソフトエラー発生数を示すグラフであ
る。 1,21,61,71……メモリー回路を構成
する半導体基体、11,23,63……PII樹脂、
12,74……ポリイミド樹脂膜、20……拡散
領域、27……セラミツク、73……リンガラス
膜、76……マスク合せずれ部、81……樹脂フ
イルム、82……開孔部。
Figure 1 is a static MOS memory cell circuit diagram, Figure 2 is a plan view of a semiconductor substrate that forms part of the cell circuit in Figure 1, and Figure 3 is a partial circuit diagram of a 16K-bit dynamic NMOS memory circuit. , Fig. 4 is a voltage level change characteristic diagram in the memory circuit of Fig. 3, Fig. 5 is a plan view of the semiconductor substrate that constitutes the sense amplifier part of Fig. 3, Fig. 6 is a bipolar memory cell circuit diagram, and Fig. 7 is the voltage (potential) level change characteristic diagram in the cell circuit of Fig. 6, and Fig. 8
The figure is a graph showing thermogravimetric reduction curves of various polymer resins, FIG. 9 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate on which a polymer resin film is formed according to an embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a graph showing the semiconductor substrate sealed with ceramic. FIG. 11 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in which a resin film is formed on a semiconductor substrate by a potting method in an embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate in an embodiment of the present invention. FIG. 13 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate on which a phosphorus glass or silicon nitride film and a resin film are formed; FIG. 13 is a plan view of the semiconductor substrate with a resin film pressed onto the semiconductor substrate in an embodiment of the present invention; FIG. is a graph showing the number of soft errors caused by alpha rays when a PII resin film is coated on a semiconductor substrate and when it is not coated with a PII resin film. 1, 21, 61, 71... Semiconductor substrate constituting a memory circuit, 11, 23, 63... PII resin,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12, 74... Polyimide resin film, 20... Diffusion region, 27... Ceramic, 73... Phosphorous glass film, 76... Mask alignment misalignment part, 81... Resin film, 82... Opening part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体ウエハの一主面の半導体領域内にスタ
テイツク型メモリ回路を構成する領域を形成する
工程、前記スタテイツク型メモリ回路を構成する
領域上にボンデイングパツド部を有する金属配線
層を形成する工程、前記スタテイツク型メモリ回
路を構成する領域が形成された半導体ウエハの一
主面上にポリイミド樹脂及びポリイミド・イソイ
ンドロ・キナゾリンジオン樹脂からなる群から選
択した一樹脂材料の被覆膜を形成する工程、前記
半導体ウエハをペレツト状に分割し、この分割さ
れたペレツトをセラミツクパツケージ又はプラス
チツクパツケージに封止する工程を有することを
特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
1. A step of forming a region constituting a static memory circuit in a semiconductor region on one main surface of a semiconductor wafer, a step of forming a metal wiring layer having a bonding pad portion on the region constituting the static memory circuit, forming a coating film of one resin material selected from the group consisting of polyimide resin and polyimide-isoindolo-quinazolinedione resin on one main surface of the semiconductor wafer on which the region constituting the static memory circuit is formed; 1. A method for manufacturing a semiconductor memory device, comprising the steps of dividing a semiconductor wafer into pellets and sealing the divided pellets in a ceramic package or a plastic package.
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