DE2621963A1 - Verfahren zur herstellung von verbindungskappen auf integrierten halbleiter-schaltungsbausteinen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von verbindungskappen auf integrierten halbleiter-schaltungsbausteinen

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James M Harris
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Description

Patentanwalt Franz Werdermann, 2 Hamburg34,NeuerWall10
N 76 012 DH
National Semiconductor Corp. 2900, Semiconductor Drive Santa Clara, Kalif.,V.St.Ao
Verfahren zur Herstellung von Verbindungskappen auf integrierten Halbleiter-Schaltungsbausteinen.
Für die vorliegende Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden US-Anmeldung Serial-No. 578 655 vom 19.5.1975 in Anspruch genommene
Die vorliegende Brfidnung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbindungskappen für die gruppenweise auszuführende Verbindung mit äußeren Leitern auf integrierten Halbleiter-Schaltungsbausteinen, mit einem auf diesen letzteren ausgebildeten Verbindungsleitermuster, das mit der übrigen Anordnung über die genannten Verbindungskappen verbunden ist, die auf dem metallischen Verbindung si eitermust er haften und sich über dieses hinaus erheben.
Bisher sind Verbindungskappen aus Kupfer oder aus Gold mit einer darunterliegenden metallischen Verbindungsleiterschicht über eine Vielzahl metallischer Zwischenschichten in Verbindung und zum Aneinanderhaften gebracht worden, um ein fest haftendes Übergangsgebiet zwischen dem darunterliegenden metallischen Verbindungsleitermuster und den darüberliegenden Verbindungskappen auszubilden. Diese Übergangsbereiche haben Schichten in der Reinen-
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folge Aluminium/Nickel/Gold umfaßt, die durch die Oxidation des Nickels während der Bearbeitung des Halbleiter-Schaltungsbausteins beeinträctigt worden sind, so daß verhältnismäßig schwache mechanische Übergangsbindungen zwischen den Verbindungskappen und der darunterliegenden Metallisierung geschaffen worden sind.
In anderen Fällen sind solche Übergangsschichten erprobt worden, die in der Reihenfolge Chrom/Chrom und Silber/Silber bestanden haben, welche bei Schaffung verhältnismäßig hoch belastbarer Verbindungen zwischen den Verbindungskappen und der darunterliegenden Metallisierung eine gewisse Umständlichkeit bei dem Atzungsschritt mit sich bringen, der beim Vorgang der Festlegung des Übergangsgebietes zur Befestigung der Verbindungskappen auf dem integrierten Schaltungsbaustein erforderlich wirde
In anderen Fällen sind die Schichtanordnungen Chrom/Kupfer/Gold und Aluminium/Nickel/Chrom/Gold versucht worden. Diese anderen Verfahrensweisen sind entweder nicht beim Aufgalvanisieren der Kappen auf den Übergang anwendbar, oder die Atzung ist schwierig auszuführen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Ausbildung von Verbindungskappen auf integrierten Halbleiter-Schaltungsbausteinen , und insbesondere eine verbesserte Übergangsstruktur zum Übergang von der darunterliegenden metallischen Verbindungsleiterschicht zu den darüberliegenden Verbindungskappen zu schaffen.
Das zur Lösung der gestellten Aufgabe vorgeschlagene erfindungs-
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geraäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Chromschicht auf ausgewählte Flächen des Verbindungsleitermusters, die die genannten Verbindungskappen aufnehmen sollen, durch Verdampfung im Vakuum aufgebracht wird, daß eine Aluminium/Chrom-Schicht über der genannten ersten Chromschicht durch Verdampfung im Vakuum aufgebracht wird, wobei diese Aluminium/Chrom-Schicht zum überwiegenden Teil aus Aluminium besteht, daß im Vakuum eine zweite Ohromschicht durch Verdampfung auf die genannte Aluminium/ Chrom-Schicht aufgebracht wird, und daß die genannten Verbindungskappen auf die genannte zweite Chromschicht aufgebracht werden.
Nach einem Merkmal der Erfindung umfaßt die Übergangsstruktur zum Übergang von der Verbindungskappe zu der darunterliegenden Verbindungsleitermetallisierung eine Vielzahl von metallischen Schichten, die von der darunterliegenden metallischen Verbindungsleiterschicht in der Reihenfolge Chrom, Aluminium/Chrom, Chrom, Gold aufsteigen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird die erste Chromschicht der Übergangsstruktur im Vakuum bis zu einer Stärke im Bereich von 40-200 Ä aufgedampft, dann wird die Aluminium/Chrom-Schicht bis zu einer Stärke innerhalb des Bereiches von 5000 bis 20 000 Ä aufgedampft und umfaßt einen Volumenanteil von 0,1 bis 5 % an Chrom, die zweite Chromschicht wird bis zu einer Stärke aufgedampft, die in den Bereich von 50-3000 & fällt, und die Goldschicht wird mit einer Stärke aufgedampft, die in den Bereich von 50-1500 & fällt.
Weitere Merkmale und Vorteile werden im weiteren bei der ausführlichen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und anhand der bei-
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gefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1; eine Teilschnittansicht eines integrierten Halbleiterbausteins, auf welchem Verbindungskappen ausgebildet und an der darunterliegenden Verbindungsleitermetallisierung über eine Übergangsstruktur angebracht sind, die die Merkmale der vorliegenden Erfindung umfaßt, und
Fig. 2: eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Teilbereiches,, der Übergangsstruktur, der von der ausgezogenen Linie 2-2 in Fig. 1 eingegrenzt wirdo
Es wird nunmehr auf Fig. 1 bezug genommen, dort wird ein integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein gezeigt, der die Merkmale der Erfindung einschließt. Der Halbleiter-Schaltungsbaustein 11 umfaßt ein Halbleiterplättchen 12, beispielsweise aus Silizium, auf dem eine epitaxiale η-leitende Schicht 13 gezüchtet worden ist,, Eine Vielzahl von Gebieten 14 vom p+-Leitungstyp ist in die epitaxiale n-Schicht 13 eindiffundiert, ebenso wie ein Gebiet 15 vom n+-Leitungstyp, und zwar zur Herstellung elektrischer Verbindungen mit der epitaxialen n-Schicht 13· Eine Passivierungsschicht 16 aus Siliziumdioxid ist auf die epitaxiale Schicht 13 aufgebracht worden»
Die Passivierungsschicht 16 schließt eine Vielzahl von in ihr angebrachten Ausnehmungen 17 ein zur Herstellung der elektrischen Verbindung zu den darunterliegenden p+- und n+-Gebieten 14 und 15 über ein metallisches Verbindungsleitermuster 18, beispielsweise aus Aluminium. Eine Vielzahl von metallischen Verbindungskappen
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wird über bestimmten Gebieten des Verbindungsleitermusters 18 angeordnet und auf diesen durch eine metallische Übergangsstruktur 21 zur Haftung gebracht, die aus verschiedenen Schichten besteht. Die Verbindungskappen 19 dienen dem Zweck, gruppenweise Verbindungen herzustellen, wie man sie in den mit "Beam lead", "Flip-Chip" und "Micro-interconnect", d.h« Bandverbindung, bezeichneten Verbindungstechniken findet, wo integrierte Schaltungsbausteine mit einem Metallmuster, das von einem Band getragen wird, in Maschinen zur automatischen und gruppenweisen Herstellung der Verbindungen verbunden werden»
Es wird nunmehr auf Fig. 2 bezug genommen, wo die Schichtenbildung der Übergangsstruktur 21 noch genauer dargestellt iste Die Übergangsstruktur 21 umfaßt eine Vielzahl von Schichten zum Übergang von dem metallischen Verbindungsleitermuster 18 zu einer aufgalvanisierten Nickelschicht 22 der Verbindungskappe 19 für die auszuführende Warmpreßverbindung.
Sine erste Schicht 2^ der Übergangsstruktur 21 wira in Chrom ausgeführt und im Vakuum entweder durch Verdampfung oder durch Zerstäubung auf die Verbindungsleiterschicht 18 aus Aluminium aufgebracht, und zwar bis zu einer Stärke im Bereich von 40-200 Ä . Diese erste Chromschicht 25 dient als Haftschicht zur Schaffung der Haftung zwischen nachfolgenden Schichten und der metallischen Verbindungsleiterschicht 18, beispielsweise aus Aluminium. Chrom schafft ebenfalls ein hohes Maß an Haftung auf der Passivierungsschicht 16 aus Siliziumdioxid im Gebiet rings um den Umfang der Verbindungskappe 19, wo diese auf der Passivierungsschicht 16 aufliegt«
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Die nächste Schicht 24 ist eine im Vakuum aufgedampfte Schicht aus den Metallen Aluminium und Chrom, die gleichzeitig auf die Chromschicht 23 aufgebracht werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Aluminium/Chrom-Schicht eine im Vakuum aufgedampfte Schicht, die bis zu einer Stärke im Bereich von 3000-20000 & aufgebracht wird und einen Volumenanteil an Chrom in der Höhe von 0,1-5 % umfaßt. Die Aluminium/Chrom-Schicht 24 schafft eine verhältnismäßig hohe elektrische Leitfähigkeit für das Gebiet der Übergangsstruktur 21, und das Chrom verleiht dem Aluminiumanteil dieser Schicht mechanische Festigkeit,
Bine aweite Chromschicht 25 wird im Vakuum auf die Aluminium/Chrom-Schicht 24 bis zu einer Stärke innerhalb des Bereichs von 50-3000 % aufgedampft. Diese zweite Chromschicht 25 ergibt eine Schicht zur Erleichterung der Aufgalvanisierung der Nickelschicht 22 auf die Übergangsstruktur 21.
Eine Goldschicht 26 wird im Vakuum auf die zweite Chromschicht bis zu einer Stärke aufgedampft, die in dem Bereich von 50-1500 Ä liegt, Diese Goldschicht 26 erleichtert die Bearbeitung der HaIbleiterplättchen dadurch, daß sie die Oxidbildung auf der Chromschicht 25 vermindert, die sonst bei dem eigentlichen Galvanisierungsvorgang der Nickfilschicht 22 auf der Übergangsstruktur stören könnte.
Die Nickelschicht 22 wird auf die Übergangsstruktur 21 bis zu einer Stärke aufgalvanisiert, die in des Bereich von 2,54-10,16x10 mm (0,1-0,4 mil) fällt. Die Nickelschicht 22 schafft im wesentlichen die Festigkeit des Kupferteils 27 der Verbindungskappe
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Dieser Kupferteil wird auf die Nickelschicht 22 bis zu einer Stärke auf galvanisiert, die in den Bereich von 1,78-3» 8x10""^ mm (0,7-1,5 mil) fällt. Somit bildet die mit Nickel verstärkte Verbindungskappe einen Vorsprung von verhältnismäßig hoher Festigkeit für die gruppenweise auszuführende Warmpreßverbindung der Kappe mit kupfernen oder anderen metallischen Verbindungsleitermustern,,
Die Verbindungskappe 19 für die Warmpreßverbindung, die auf dem darunterliegenden metallischen Verbindungsleitermuster 18 über die Übergangsstruktur 21 anhaftet, schafft eine Kappe, die gegenüber vorbekannten Verbindungskappen eine wesentlich erhöhte Scherfestigkeit aufweist«, Genauer gesagt, schafft eine Kappe 19 mit einer Fläche von 77x10 mm (12 mil ) eine Scherfestigkeit
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von annähernd 31,1 kg/mm (20 g/mil ) an der Verbindungsstelle zwischen der Verbindungskappe 19 und der Übergangsstruktur 21. Die Scherfestigkeit ist besonders vorteilhaft beim Einsatz von automatisch arbeitenden Warmpreßeinrichtungen für die gruppenweise ausgeführte Herstellung von Verbindungen, wo bisher Schwierigkeiten durch den Ausfall der Verbindung zwischen den Hauptschichten 27 und 22 der Verbindungskappe einerseits mit dem darunterliegenden metallischen Verbindungsleitermuster andererseits aufgetreten sind«, Da alle Schichten der Übergangsstruktur 21 durch Verdampfung im Vakuum ausgebildet werden, so können diese Schichten allesamt aufeinanderfolgend, nach einem Auspumpschritt, in der Verdampfungsoder Zerstäubungseinrichtung aufgebracht werden.
- Patentansprüche -
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Claims (15)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    Verfahren zur Herstellung von Verbindungskappen für die gruppenweise auszuführende Verbindung mit äußeren Leitern bei integrierten Halbleiter-Schaltungsbausteinen, mit einem auf diesem letzteren ausgebildeten Verbindungsleitermuster, das mit der übrigen Anordnung über die genannten Verbindungskappen verbunden ist, die auf dem metallischen Verbindungsleitermuster haften und sich über dieses hinaus erheben, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Chromschicht (23) auf ausgewählte Flächen des Verbindungsleitermusters (18), die die genannten Verbindungskappen (19) aufnehmen sollen, durch Verdampfung im Vakuum aufgebracht wird, daß eine Aluminium/Chrom-Schicht (24-) über der genannten ersten Chromschicht (23) durch Verdampfung im Vakuum aufgebracht wird, wobei diese Aluminium/Chrom-Schicht (24-) zum überwiegenden Teil aus Aluminium besteht, daß im Vakuum eine zweite Chromschicht (25) durch Verdampfung auf die genannte Aluminium/Chrom-Schicht (24·) aufgebracht wird, und daß die genannten Verbindungskappen (19) auf die genannte zweite Chromschicht (25) aufgebracht werden.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es den Verfahrensschritt der Aufbringung einer Goldschicht (26) auf die genannte zweite Chromschicht (25) umfaßt, und daß die genannten Verbindungskappen (19) auf diese Goldschicht (26) aufgebracht werden.
  3. 3« Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Goldschicht (26) durch Verdampfung im Vakuum aufgebracht wird. g
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  4. 4-O Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte erste Chromschicht (23) bis zu einer Stärke im Bereich von 40-200 Ä aufgebracht wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Aluminium/Chrom-Schicht (2A-) mit einer Stärke im Bereich von 3000-20000 % aufgebracht wird«,
  6. 6, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Aluminium/Chrom-Schicht (2A-) einen Volumenanteil von
    0,1 bis 5 % an Chrom enthalte
  7. 7o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Chromschicht (25) mit einer Stärke im Bereich von
    50-3000 Ä aufgebracht wird«
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Goldschicht (26) mit einer Stärke innerhalb des Bereichs von 5O-I5OO S, aufgebracht wird,
  9. 9o Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallische Verbindungsleiterschicht (18) aus Aluminium hergestellt wird ο
  10. 10. Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1-9, mit Kappen zur gruppenweise
    auszuführenden Verbindung, die mittels einer aus einer Vielzahl von Schichten bestehenden Übergangsstruktur auf einem darunterliegenden metallischen Verbindungsleitermuster haften, dadurch ge-
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    kennzeichnet, daß eine erste Chromschicht (25) über denjenigen ausgewählten Flächen einer Verbindungsleiterschicht (18) liegt, die die genannten Kappen (19) aufnehmen sollen, daß eine Aluminium/ Chrom-Schicht (24) über der ersten Chromschicht (23) liegt, daß die genannte Aluminium/Chrom-Schicht (24) zum überwiegenden Teil aus Aluminium besteht, und daß eine zweite Chromschicht (25) über der genannten Aluminium/Chrom-Schicht (24) liegt»
  11. 11. Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Goldschicht (26) einschließt, die über der genannten zweiten Chromschicht (25) liegt und Bestandteil der Übergangsstruktur (21) ist.
  12. 12o Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Chromschicht (23) eine im Bereich von 40-200 % liegende Stärke aufweist.
  13. 13. Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminium/Chrom-Schicht (24) eine im Bereich von 3000-20000 & liegende Stärke aufweist«
  14. 14. Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Aluminium/Chrom-Schicht (24) einen zwischen 0,1 und 5 % liegenden Volumenanteil von Chrom aufweist„
  15. 15. Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Chromschicht (25) eine Stärke im Bereich von 50-3000 & aufweist.
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    16β Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Goldschicht (26) eine Stärke aufweist, die in den Bereich zwischen 50 bis 1^00 Ä fällt»
    17» Integrierter Halbleiter-Schaltungsbaustein nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Muster zur Bildung der Verbindungsleiterschicht (18) aus Aluminium besteht.
    11
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    Leerseite
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4188438A (en) * 1975-06-02 1980-02-12 National Semiconductor Corporation Antioxidant coating of copper parts for thermal compression gang bonding of semiconductive devices
US4017890A (en) * 1975-10-24 1977-04-12 International Business Machines Corporation Intermetallic compound layer in thin films for improved electromigration resistance
US4176443A (en) * 1977-03-08 1979-12-04 Sgs-Ates Componenti Elettronici S.P.A. Method of connecting semiconductor structure to external circuits
JPS53110465A (en) * 1977-03-09 1978-09-27 Nec Corp Semiconductor device
US4293637A (en) * 1977-05-31 1981-10-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of making metal electrode of semiconductor device
US4273859A (en) * 1979-12-31 1981-06-16 Honeywell Information Systems Inc. Method of forming solder bump terminals on semiconductor elements
EP0060253A1 (de) * 1980-09-15 1982-09-22 Mostek Corporation Leistungsverteilungsnetzwerk für integrierte schaltungen
NL8600021A (nl) * 1986-01-08 1987-08-03 Philips Nv Werkwijze voor het vervaardigen van een halfgeleiderinrichting waarbij op een halfgeleiderlichaam een metallisatie met een dikke aansluitelektrode wordt aangebracht.
US4950623A (en) * 1988-08-02 1990-08-21 Microelectronics Center Of North Carolina Method of building solder bumps
JPH03233972A (ja) * 1990-02-08 1991-10-17 Matsushita Electron Corp 半導体装置用電極およびその製造方法
US5118584A (en) * 1990-06-01 1992-06-02 Eastman Kodak Company Method of producing microbump circuits for flip chip mounting
US5053851A (en) * 1991-01-14 1991-10-01 International Business Machines Corp. Metal bump for a thermal compression bond and method for making same
US5156997A (en) * 1991-02-11 1992-10-20 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method of making semiconductor bonding bumps using metal cluster ion deposition
US5331172A (en) * 1991-02-11 1994-07-19 Microelectronics And Computer Technology Corporation Ionized metal cluster beam systems and methods
US5147819A (en) * 1991-02-21 1992-09-15 Micron Technology, Inc. Semiconductor metallization method
US5289631A (en) * 1992-03-04 1994-03-01 Mcnc Method for testing, burn-in, and/or programming of integrated circuit chips
EP1441388A3 (de) 1995-03-20 2004-09-22 Unitive International Limited Löthöcker-Herstellungsverfahren und Strukturen mit einer Titan-Sperrschicht
US6157079A (en) * 1997-11-10 2000-12-05 Citizen Watch Co., Ltd Semiconductor device with a bump including a bump electrode film covering a projecting photoresist
TW591780B (en) * 2003-03-21 2004-06-11 Univ Nat Central Flip chip Au bump structure and method of manufacturing the same
JP2005191541A (ja) * 2003-12-05 2005-07-14 Seiko Epson Corp 半導体装置、半導体チップ、半導体装置の製造方法及び電子機器
US9984987B2 (en) 2016-08-05 2018-05-29 Nanya Technology Corporation Semiconductor structure and manufacturing method thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1363491A (fr) * 1962-05-25 1964-06-12 Int Standard Electric Corp Couche métallique adhérente pour connexions électriques, en particulier pour les organes semi-conducteurs
US3480841A (en) * 1967-01-13 1969-11-25 Ibm Solderable backside ohmic contact metal system for semiconductor devices and fabrication process therefor
US3622385A (en) * 1968-07-19 1971-11-23 Hughes Aircraft Co Method of providing flip-chip devices with solderable connections
BE763522A (fr) * 1970-03-03 1971-07-16 Licentia Gmbh Serie de couches de contact pour des elements de construction semi-conducteurs

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Publication number Publication date
FR2312118A1 (fr) 1976-12-17
BR7601635A (pt) 1977-02-01
US4042954A (en) 1977-08-16
JPS51141578A (en) 1976-12-06

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