[发明专利]半导体存储器件及其制造方法、封装树脂形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体存储器件及其制造方法，尤其是涉及具有铁电电容器的半导体存储器件及其制造方法，更具体地说，涉及一种形成用于保护半导体存储器件的最终钝化膜(passivation film)的保护膜形成技术。 

背景技术

近年来正在进行对铁电存储器(FeRAM)的开发，该铁电存储器利用铁电体的极化反转(polarization reversal)，使铁电电容器保存信息。铁电存储器是一种非易失性存储器，其保存的信息在切断电源后也不会消失，由于能够实现高集成度、高速驱动、高耐用性、低消耗功率，所以得到特别的关注。 

作为用于构成铁电电容器的铁电膜的材料，主要采用剩余极化(remanent polarization)值达到10～30μC/cm²左右的PZT(Pb(Zr，Ti)O₃)膜、SBT(SrBi₂Ta₂O₉)膜等具有钙钛矿晶体(perovskite crystal)结构的铁电体氧化物。关于这样的铁电膜，从以前开始就公知铁电体的特性会因从外部经由硅氧化膜等与水的亲和性高的层间绝缘膜侵入的水分而劣化。即，在形成层间绝缘膜、金属配线时的高温工艺处理中，所侵入的水分被分解为氢和氧，从而使氢侵入至铁电膜中。这样，氢与铁电膜的氧发生反应，使得在铁电膜上发生氧缺陷，从而使结晶度(crystallinity)降低。另外，铁电存储器的长期使用，也会导致同样的现象的发生。其结果，铁电电容器的性能会劣化，如铁电膜的剩余极化值或介电常数降低等。另外，不仅使铁电电容器的性能劣化，而且也会使晶体管等的性能劣化。 

为了解决这样的劣化问题，从以前开始就采用用于防止氢或水分侵入的氧化铝(Al₂O₃)。例如，形成氧化铝膜来包住铁电电容器，以保护铁电电容器，不使氢或水分侵入到铁电体内部。另外，在第一配线的上部(正上方)形成氧化铝作为阻挡膜，以防止从半导体元件上部侵入的水分或氢进一步浸透到下层。在此，第一配线是指，在配线层中位于最下层的配线层，即，在配线层中与晶体管或铁电电容器的层最靠近的配线层。 

而且，关于铁电电容器，公知：若在多层工序中长时间进行高温加热，则铁电特性会被劣化。作为该长时间的高温加热的工序，有形成作为最终钝化膜的聚酰亚胺(polyimide)膜的工序。在该工序中，以往例如在摄氏310～350度的温度下进行烘烤(bake)时间为60分钟左右的处理。此时，铁电特性受到形成聚酰亚胺膜时所产生的热、氢或水分的影响而被劣化。因此，提出了在包括焊盘电极(pad electrode)的最上位的配线层和位于该配线层的下层的配线层之间配置平坦的氧化铝膜(alumina film)的提案。通过该氧化铝膜来阻挡在聚酰亚胺膜所生成的氢还有水分进入到半导体元件中。 

专利文献1：JP特开2006-66906号公报。 

专利文献2：JP特许3029316号公报。 

发明内容

发明要解决的课题 

然而，在现有技术中，无法减轻在对钝化膜所含有的聚酰亚胺进行热处理时产生的热所带来的影响，所以无法完全消除铁电电容器特性被劣化的问题。该劣化的程度小于氢或水分所带来的影响。但是，由于受到热的影响，所以例如还会发生在铁电特性中滞后(hysteresis)成分(剩余极化成分)减少的问题。 

于是，为了回避上述问题，做了例如将聚酰亚胺的固化温度降低至摄氏230度的实验，但聚酰亚胺的酰亚胺化率(交联率)有时不是很充分，以使膜的可靠性降低。进而，也有时聚酰亚胺和封装树脂之间的紧贴性会降低，使得在聚酰亚胺和封装树脂之间的界面发生膜的剥离。 

本发明的目的在于，提供一种在半导体存储器件中能够在降低因热而引起的存储特性的劣化的同时形成可靠性高的钝化膜的技术。 

用于解决课题的手段 

本发明是为了解决上述课题而提出的。即，本发明提供一种半导体存储器件，其特征在于，具有：晶体管层，其形成在半导体衬底上；铁电电容器层，其形成在晶体管层的上方；配线层，其形成在铁电电容器层的上方；以及钝化膜。本发明的特征在于，进而，在铁电电容器层和上述钝化膜之间， 形成有至少一层阻挡膜，该阻挡膜用于抑制水分以及氢向下层渗透，钝化膜含有酚醛清漆树脂。