DE60320299T2 - Integrierte Schaltung mit mindestens einem Kontakthöcker - Google Patents

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit einem Substrat und einer Signalverarbeitungsschaltung, wobei die Signalverarbeitungsschaltung in einem an eine Oberfläche des Substrats angrenzenden Bereich des Substrats realisiert ist und eine Vielzahl von Schaltungsbauelementen und mindestens einen ersten Anschlusskontakt aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt eine von außerhalb des Substrats zugängliche erste Begrenzungsfläche und eine der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegende zweite Begrenzungsfläche aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt zum elektrisch leitenden Verbinden eines Bauteilkontakts eines gegenüber der integrierten Schaltung externen Schaltungsbauteils mit der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist, und mit einer Schutzschicht, die elektrisch isolierend ist und die auf der Oberfläche des Substrats zum Schutz der von ihr bedeckten Bereiche der integrierten Schaltung vorgesehen ist, wobei für jeden ersten Anschlusskontakt ein Durchgang in der Schutzschicht vorgesehen ist und wobei für jeden ersten Anschlusskontakt ein Oberflächenanschlusskontakt (= zweiter Anschlusskontakt) (Bump) vorgesehen ist, der eine Höhe von mindestens 15 μm aufweist und zum unmittelbaren Verbinden mit einem Bauteilkontakt vorgesehen ist und sich durch den betreffenden Durchgang hindurch bis zu dem ersten Anschlusskontakt erstreckt und mit dem ersten Anschlusskontakt leitend verbunden ist und mit einer über den Durchgang seitlich hinausragenden und ringartig in sich geschlossenen Überlappungszone auf der Schutzschicht aufsitzt.
  • Eine derartige integrierte Schaltung ist aus dem US-Patent 5,281,855 A bekannt. Bei dieser bekannten integrierten Schaltung sind zwei untere Anschlusskontakte (= erste Anschlusskontakte) und zwei Durchgänge in der Schutzschicht und zwei Oberflächenanschlusskontakte (zweite Anschlusskontakte) vorgesehen. Die zwei Durchgänge weisen jeweils eine etwa quadratische Fläche auf, wobei die Seitenlänge etwa 150 μm beträgt. Die zwei Oberflächenanschlusskontakte weisen je eine rechteckige Fläche mit einem Einstich an einer Längsseite auf. Die Seitenlängen der rechteckigen Flächen betragen 406 μm und 152 μm, was 16 Milli-Inch und 6 Milli-Inch entspricht. Jeder Einstich weist zwei Seitenlängen auf, nämlich etwa 137 μm und etwa 57 μm. Aufgrund der Seitenlängen ergibt sich für jeden Durchgang ein Flächeninhalt von etwa 13.225 μm2 und für jeden Oberflä chenanschlusskontakt ein Flächeninhalt von 61.712 μm2 abzüglich des Flächeninhalts eines Einstichs von etwa 7.810 μm2, also etwa 53.900 μm2. Daraus ergibt sich, dass der Flächeninhalt des Oberflächenanschlusskontakts mehr als das Vierfache des Flächeninhalts der Durchgänge beträgt und dass mehr als drei Viertel (3/4) der Fläche jedes Oberflächenanschlusskontakts von der Überlappungszone gebildet werden, wobei die Überlappungszone über den betreffenden Durchgang hinausragt und auf der Schutzschicht aufsitzt. Eine derartig große Überlappungszone ist bei der bekannten integrierten Schaltung deshalb vorgesehen, weil entsprechend der Lehre, die in dem US-Patent 5,291,855 A vertreten und beschrieben ist, nur durch die Kombination der Schutzschicht und der jeweiligen Oberflächenanschlusskontakte, die in der Überlappungszone übereinander liegen, ein ausreichender mechanischer Schutz für die im Bereich jedes Oberflächenanschlusskontakts unterhalb des jeweiligen ersten Anschlusskontakts liegenden Schaltungsbauelemente bei einem Verbindungsvorgang zum Verbinden der Oberflächenanschlusskontakte mit Anschlussdrähten einer Übertragungsspule sichergestellt ist. Bei den unterhalb der ersten Anschlusskontakte liegenden Schaltungsbauelementen handelt es sich um Transistoren, Dioden, Widerstände, Teile von Speichern und dergleichen. Bei dem Verbindungsvorgang handelt es sich vorzugsweise um ein Thermokompressions-Bondverfahren, es kann sich jedoch auch um andere Verfahren handeln, etwa um ein Lötverfahren oder um ein Schweißverfahren.
  • Bei der bekannten integrierten Schaltung liegt der Sachverhalt vor, dass nur etwa ein Viertel (1/4) der Fläche eines Oberflächenanschlusskontakts durch den zugehörigen Durchgang hindurch mit dem betreffenden ersten Anschlusskontakt verbunden ist und dass etwa drei Viertel (3/4) der Fläche eines Oberflächenanschlusskontakts auf der Schutzschicht aufsitzt und folglich mit dieser verbunden ist. Das bedeutet, dass zwischen dem Oberflächenanschlusskontakt und dem ersten Anschlusskontakt eine mechanisch wesentlich bessere Verbindung vorhanden ist als zwischen dem Oberflächenanschlusskontakt und der Schutzschicht. Dieser Sachverhalt spielt bei integrierten Schaltungen, die nach ihrem Verbinden mit beispielsweise einer Übertragungsspule in eine Kapsel aus Glas oder Kunststoff eingebracht werden und folglich gegen mechanische Belastungen gut geschützt sind, keine Rolle. Anders ist die Situation jedoch bei integrierten Schaltungen, die während ihrer gesamten Betriebsdauer beziehungsweise Lebensdauer gegen äußere mechanische Belastungen wesentlich weniger gut geschützt sind, wie etwa bei RF-Transpondern in Form von Tags und Labels und Chipkarten, weil bei derartigen integrierten Schaltungen die von der bekannten integrierten Schaltung her bekannte und vorstehend erläuterte Ausbildung oftmals ungeeignet ist, und zwar aufgrund der Verbindung jedes Oberflächenanschlußkontakts mit der Schutzschicht und der unzureichenden mechanischen Belastbarkeit dieser Verbindung, was bei einer Verwendung der bekannten Ausbildung bei mechanisch weniger gut geschützten Transpondern zur Folge hat, dass bei hohen mechanischen Belastungen von der relativ kleinflächigen mechanischen Verbindung zwischen jedem Oberflächenanschlusskontakt und dem zugehörigen ersten Anschlusskontakt relativ hohe Kräfte aufgenommen werden müssen, wodurch es jedoch leicht zu Überlastungen dieser Verbindung und folglich zu Beeinträchtigungen oder gar Zerstörungen dieser Verbindung kommen kann.
  • In der US 5,719,448 ist eine Bondpad-Struktur für eine integrierte Halbleiterschaltung offenbart, die eine Miniaturisierung der Bondpad-Größe zulässt durch Nutzung einer Öffnung, die sich in einer darüber liegenden Isolierschicht befindet und einer frei liegenden Oberfläche einer darunter liegenden mehrlagigen Verbindungsverdrahtung der integrierten Schaltung zugewandt ist, welche ein Bondpad für das Drahtbonden darstellt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist, die vorstehend angeführten Probleme zu überwinden und eine verbesserte integrierte Schaltung zu realisieren.
  • Zur Lösung der vorstehend angeführten Aufgabe sind bei einer integrierten Schaltung gemäß dem Hauptanspruch 1 erfindungsgemäße Merkmale vorgesehen.
  • Es kann eine integrierte Schaltung bereitgestellt werden mit einem Substrat und einer Signalverarbeitungsschaltung, wobei die Signalverarbeitungsschaltung in einem an eine Oberfläche des Substrats angrenzenden Bereich des Substrats realisiert ist und eine Vielzahl von Schaltungsbauelementen und mindestens einen ersten Anschlusskontakt aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt eine von außerhalb des Substrats zugängliche erste Begrenzungsfläche und eine der ersten Begrenzungsfläche gegenüberliegende zweite Begrenzungsfläche aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt zum elektrisch leitenden Ver binden eines gegenüber der integrierten Schaltung externen Schaltungsbauteils mit der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist, und mit einer Schutzschicht, die elektrisch isolierend ist und die auf der Oberfläche des Substrats zum Schutz der von ihr bedeckten Bereiche der integrierten Schaltung vorgesehen ist, wobei für jeden ersten Anschlusskontakt ein Durchgang in der Schutzschicht vorgesehen ist und wobei für jeden ersten Anschlusskontakt ein zweiter Anschlusskontakt vorgesehen ist, der eine Höhe von mindestens 15 um aufweist und zum unmittelbaren Verbinden mit einem Bauteilkontakt vorgesehen ist und sich durch den betreffenden Durchgang hindurch bis zu dem ersten Anschlusskontakt erstreckt und mit dem ersten Anschlußkontakt elektrisch leitend verbunden ist und mit einer über den Durchgang seitlich hinausragenden und ringartig in sich geschlossenen Überlappungszone auf der Schutzschicht aufsitzt, wobei die Überlappungszone entlang ihres gesamten ringartigen Verlaufs mit im Wesentlichen derselben Überlappungsbreite über den Durchgang seitlich hinausragt und die Überlappungsbreite in einem Bereich zwischen 2 μm und 15 um liegt und wobei der zweiten Begrenzungsfläche des ersten Anschlusskontakts gegenüberliegend mindestens ein Bauelement der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist.
  • Durch das Bereitstellen der erfindungsgemäßen Merkmale wird auf einfache Weise erreicht, dass, abgesehen von einer nur schmalen Überlappungszone, die aus Gründen des Schutzes gegen ein unerwünschtes Ätzen eines bestimmten unteren Anschlusskontakts (= erster Anschlusskontakt) beim Herstellen des zugehörigen Oberflächenanschlusskontakts (= zweiter Anschlusskontakt) erforderlich und folglich vorgesehen ist, die Flächenform und der Flächeninhalt eines Oberflächenanschlusskontakts (= zweiter Anschlusskontakt) mit der Flächenform und dem Flächeninhalt des zugehörigen Oberflächenanschlusskontakts nahezu übereinstimmt und eine sehr stabile, robuste und dauerhafte mechanische Verbindung erreicht wird, die hohen mechanischen Belastungen standhält. Ein weiterer sehr bedeutender Vorteil ist, dass eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung mit bereits bekannten Integrationsverfahren hergestellt werden kann und folglich in einer vorhandenen Wafer-Fabrik keine neue Ausrüstung erforderlich ist, um eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung realisieren zu können. Obwohl bei einer erfindungsgemäßen integrier ten Schaltung eine nur schmale Überlappungszone vorgesehen ist, ist – wie bei Testuntersuchungen im Zuge der Entwicklung der erfindungsgemäßen integrierten Schaltung gefunden wurde – mittels jedes Oberflächenanschlusskontakts und des darunter liegenden unteren Anschlusskontakts ein ausreichend guter Schutz für das unterhalb des unteren Anschlusskontakts liegende mindestens eine Bauelement der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen, weil erstens durch die relativ große Höhe des Oberflächenanschlusskontakts und zweitens durch die bei jeder integrierten Schaltung vorgesehenen und von mindestens einer Metallschicht gebildeten Verdrahtungen eine hohe Schutzwirkung erreicht wird. Ein weiterer sehr großer Vorteil ist, dass mit einem nur geringen Flächenaufwand, also ohne wesentlichen Flächenverlust an IC-Fläche, Testpads realisiert werden können und in diesem Fall unter den Testpads zumindest Teile von Testschaltungen, Schutzschaltungen und Treiberschaltungen vorgesehen sein können, was bedeutet, dass im Vergleich zu derzeit erzielbaren Testzeitspannen reduzierte Testzeitspannen erzielt werden können, was zu erheblichen Kosteneinsparungen bei einem Wafertest führt. Nach erfolgter Durchführung eines derartigen Wafertests können derartige Testpads und auch andere dann nicht mehr benötigte Pads beispielsweise durch Durchtrennen von Sägebügeln von der integrierten Schaltung elektrisch getrennt werden. Durch das Trennen der Testpads und anderer nicht mehr benötigter Pads wird erreicht, dass erstens bei der Verwendung der fertigen ICs durch Positionierungsungenauigkeiten keine Kurzschlüsse entstehen können und dass mit sogenannten Mother-Modulen sehr leicht ganze Produktfamilien in ein hochoptimiertes Modul verarbeitet werden können, und zwar deshalb, weil bei allen ICs aus einer Produktfamilie die Anschlüsse gleich positioniert sind, dass zweitens die Montagegeschwindigkeit in der Produktion gegenüber derzeitigen Möglichkeiten erheblich gesteigert werden kann und dadurch die Kosten gesenkt werden können und dass drittens ein hohes Sicherheitsniveau erreicht wird, weil ein Zugang zu inneren Schaltungsteilen einer Signalverarbeitungsschaltung verhindert wird, da nur noch die erfindungsgemäß ausgebildeten Oberflächenanschlusskontakte eine elektrisch leitende Verbindung zu der Signalverarbeitungsschaltung im Inneren des ICs erlauben.
  • Bei einer integrierten Schaltung können der zweiten Begrenzungsfläche des ersten Anschlusskontakts gegenüberliegend, also unterhalb des ersten Anschlusskontakts, eine Vielzahl von Schaltungsbauelementen vorgesehen sein, wie Induktivitäten, Kapazitäten, Widerstände, Transistoren, Dioden, Speicher und dergleichen, mittels derer verschiedenste Signalverarbeitungsschaltungen realisiert sein können, wie Audiosignal- und Videosignalverarbeitungsschaltungen, Chipkartensignalverarbeitungsschaltungen oder Transponderschaltungen, aber auch Schutzstufen, Treiberstufen und Teststufen derartiger Signalverarbeitungsschaltungen. Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich jedoch als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der zweiten Begrenzungsfläche des ersten Anschlusskontakts gegenüberliegend nur ein Kondensator der Signalverarbeitungsschaltung vorgesehen ist. Dies ist deshalb besonders vorteilhaft, weil ein derartiger Kondensator dann großflächig ausgebildet werden kann und hierdurch durch mechanische Belastungen relativ wenig gefährdet ist, was bedeutet, dass auch beim Aufbringen von relativ großen Kräften auf den über dem unteren Anschlusskontakt vorgesehen Oberflächenanschlusskontakt, wie dies beispielsweise bei einem Thermokompressions-Bondverfahren oder einem Flip-Chip-Verbindungsverfahren der Fall ist, keine Gefahr einer Beschädigung des großflächig ausgebildeten Kondensators vorhanden ist.
  • Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die parallel zu der Oberfläche des Substrats verlaufende Flächenform des Kondensators und die parallel zu der Oberfläche des Substrats verlaufenden Flächenformen des zweiten Anschlusskontakts und des Durchgangs im Wesentlichen gleich sind und der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators höchstens 10% größer ist als der Flächeninhalt der Flächenform des zweiten Anschlusskontakts. Hierdurch ist der Bereich unterhalb eines Oberflächenanschlusskontakts (= zweiter Anschlusskontakt) und eines unteren Anschlusskontakts (= erster Anschlusskontakt), die übereinander liegen, zur Gänze für die Realisierung des Kondensators ausgenutzt, wobei zugleich ein sehr guter Schutz für diesen Kondensator mit einer optimalen Größe gewährleistet ist.
  • Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Kondensator von einem Mehrschichtkondensator gebildet wird. Dies ist vorteilhaft, weil ein derartiger Kondensator einen sehr hohen Kapazitätsbelag aufweist und mechanisch sehr robust ist.
  • Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn zwischen dem unteren Anschlusskontakt (= erster Anschlusskontakt) und dem Kondensator mindestens eine Metallschicht als mechanische Schutzschicht für den Kondensator vorgesehen ist. Hierdurch wird eine besonders gute Schutzfunktion für den Kondensator erreicht.
  • Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich außerdem als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der untere Anschlusskontakt (= erster Anschlusskontakt) mindestens zwei Metallschichten umfasst, die über elektrisch leitende Brücken elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind. Dies ist im Hinblick auf eine möglichst hohe Schutzfunktion für den dem ersten Anschlusskontakt gegenüberliegenden Kondensator von großem Vorteil.
  • Bei einer erfindungsgemäßen integrierten Schaltung hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Überlappungsbreite einen Wert von nominal 7 μm aufweist. Eine derartige Ausbildung hat sich im Hinblick auf einen guten Kompromiss zwischen einerseits einer für Schutzzwecke gegen unerwünschtes Ätzen ausreichend breiten Überlappungszone und andererseits einer möglichst Raum sparenden schmalen Überlappungszone als vorteilhaft erwiesen.
  • Diese und weitere Aspekte der Erfindung sind aus den nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und anhand dieser Ausführungsformen erläutert.
  • In den Zeichnungen zeigt:
  • 1 eine stark schematisierte Schnittansicht entlang Linie I-I in 2, die eine integrierte Schaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zeigt,
  • 2 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte integrierte Schaltung,
  • 3 eine Schnittansicht ähnlich wie in 1, die ein Detail der in 1 und 2 gezeigten integrierten Schaltung zeigt.
  • 1 bis 3 zeigen eine integrierte Schaltung 1, die nachfolgend kurz als IC 1 bezeichnet wird. Die IC 1 ist zur Verwendung in einem Transponder vorgesehen und aus gelegt, der in den Figuren nicht gezeigt ist. Der Transponder ist zum kontaktlosen Kommunizieren mit einer hierfür geeigneten Kommunikationsstation ausgelegt und umfasst im Wesentlichen die IC 1 und eine mit der IC 1 verbundene und als kontaktlos wirksames Übertragungsmittel vorgesehene Übertragungsspule, wobei die Übertragungsspule eine Vielzahl von Spulenwindungen und zwei Spulenanschlusskontakten umfasst. Die Übertragungsspule bildet hierbei ein gegenüber der IC 1 externes Schaltungsbauteil, wobei die zwei Spulenanschlusskontakte je einen Bauteilkontakt bilden. Es wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Übertragungsspule um eine aus einem Spulendraht gewickelte Übertragungsspule handelt, deren beide Spulenanschlusskontakte je von einem Drahtende gebildet werden. Ein derartiges Drahtende 2 ist in 2 schematisch mit strichpunktierten Linien angegeben. Die Übertragungsspule kann jedoch auch auf andere Art und Weise realisiert sein, beispielsweise in Form einer geätzten Spule oder einer gedruckten Spule, wobei die Spulen auf einem printplattenähnlichen Träger vorgesehen sind. Das Verbinden der Spulenanschlusskontakte kann mit Hilfe eines Thermokompressions-Bondverfahrens oder mit Hilfe eines Lötverfahrens oder auch in sogenannter Flip-Chip-Technologie realisiert sein.
  • Die IC 1 weist ein Substrat 3 auf. In dem Substrat 3 der IC 1 ist eine Signalverarbeitungsschaltung 4 realisiert, von der in 1 ein erstes Schaltungsbauelement 5, ein zweites Schaltungsbauelement 6 und ein drittes Schaltungsbauelement 7 schematisch angegeben sind. Die Signalverarbeitungsschaltung 4 ist in einem an eine Oberfläche 8 des Substrats 3 angrenzenden Bereich des Substrats 3 realisiert. Die Signalverarbeitungsschaltung 4 weist eine Vielzahl von Schaltungsbauelementen auf, von denen in 1 nur die drei Bauelemente 5, 6 und 7 angegeben sind. Bei der Signalverarbeitungsschaltung 4 handelt es sich in dem vorliegenden Fall um eine Schaltung zum Verarbeiten von Transpondersignalen, also von Signalen, die von einer Kommunikationsstation zu einem Transponder übertragen und mit dem Transponder empfangen werden, und von Signalen, die mit dem Transponder erzeugt und mit dem Transponder zu einer Kommunikationsstation übertragen werden, wobei die Kommunikation in beiden Richtungen ohne physischen Kontakt erfolgt, beispielsweise induktiv, kapazitiv oder optisch.
  • Die Signalverarbeitungsschaltung 4 weist in dem vorliegenden Fall zwei erste Anschlusskontakte 9 auf, von denen in 1 bis 3 nur ein erster Anschlusskontakt 9 gezeigt ist. Die zwei ersten Anschlusskontakte 9 sind zum elektrisch leitenden Verbinden der zwei Spulenanschlusskontakte (Drahtenden 2) der gegenüber der IC 1 externen Übertragungsspule mit der Signalverarbeitungsschaltung 4 vorgesehen. Die zwei ersten Anschlusskontakte 9 umfassen Aluminium (Al). Jeder erste Anschlusskontakt 9 weist eine von außerhalb des Substrats 3 zugängliche erste Begrenzungsfläche 10 und eine der ersten Begrenzungsfläche 10 gegenüberliegende zweite Begrenzungsfläche 11 auf.
  • Die IC 1 ist weiterhin mit einer Schutzschicht 12 versehen, die in dem vorliegenden Fall Siliziumnitrid (SiN) umfasst und eine Dicke von etwa 1,5 μm aufweist. Eine derartige Schutzschicht 12 kann jedoch auch zweischichtig ausgebildet sein und umfasst in diesem Fall eine Schicht aus einem sogenannten PSG mit einer Dicke von etwa 500 nm und eine auf der Schicht aus PSG aufgebrachten Schicht aus einem Nitrid mit einer Dicke von etwa 1000 nm, sodass sich eine Gesamtdicke von etwa 1,5 μm ergibt. Eine derartige zweischichtige Schutzschicht 12 ist mechanisch besonders robust und erfüllt daher eine besonders gute Schutzfunktion. Eine derartige Schutzschicht 12 kann jedoch auch ein anderes Material umfassen, beispielsweise ein sogenannten PSG oder ein sogenanntes PTEOS oder Oxinitride oder andere Nitride oder eine Kombination dieser Materialen. Auch kann eine derartige Schutzschicht eine andere Dicke aufweisen, beispielsweise eine Dicke von 1 μm oder eine Dicke von 2 μm. Die Schutzschicht 12 ist elektrisch isolierend. Die Schutzschicht 12 ist auf der Oberfläche 8 des Substrats 3 vorgesehen, und zwar zum Schutz der von ihr bedeckten Bereiche der Signalverarbeitungsschaltung 4 beziehungsweise der IC 1. In der Schutzschicht 12 ist für jeden ersten Anschlusskontakt 9 ein Durchgang 13 vorgesehen, was bedeutet, dass in dem vorliegenden Fall in der Schutzschicht 12 zwei derartige Durchgänge 13 vorgesehen sind, von denen in den 1 bis 3 jedoch nur ein derartiger Durchgang 13 gezeigt ist.
  • Bei der IC 1 ist für jeden unteren Anschlusskontakt 9 ein Oberflächenanschlusskontakt 14 vorgesehen, was bedeutet, dass in dem vorliegenden Fall zwei derartige Oberflächenanschlusskontakte 14 vorgesehen sind, wobei in 1 bis 3 jedoch nur ein derartiger Oberflächenanschlusskontakt 14 dargestellt ist. In dem vorliegenden Fall umfasst jeder Oberflächenanschlusskontakt 14 eine Bassschicht 15, die Titan-Wolfram (TiW) umfasst und die eine Dicke von etwa 1 μm aufweist (jedoch auch eine Dicke von 1,5 μm oder 2 μm aufweisen kann), und aus einem auf der Basisschicht 15 vorgesehenen Hauptteil 16, der in dem vorliegenden Fall Gold (Au) umfasst. Die Höhe h, mit der jeder Oberflächenanschlusskontakt 14 über die Schutzschicht 12 hinausragt, beträgt in dem hier vorliegenden Fall nominal 18 μm Die Höhe kann jedoch auch einen Wert von nur 15 μm aufweisen. Die Höhe h kann jedoch auch größer als 18 μm gewählt werden, beispielsweise 20 μm oder 23 μm oder 25 μm. Jeder Oberflächenanschlusskontakt 14 ist zum unmittelbaren Verbinden mit einem Bauteilkontakt, in dem vorliegenden Fall also mit einem Drahtende 2, vorgesehen. Die Realisierung der Verbindung zwischen jedem Oberflächenanschlusskontakt 14 und einem zugehörigen Drahtende 2 erfolgt in diesem Fall durch ein Thermokompressions-Bondverfahren. Jeder zweite Oberflächeanschlusskontakt 14 erstreckt sich durch den betreffenden Durchgang 13 hindurch bis zu dem betreffenden ersten Anschlusskontakt 9, mit dem der Oberflächenanschlusskontakt 14 elektrisch leitend verbunden ist.
  • Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, sitzt der Oberflächenanschlusskontakt 14 mit einer über den Durchgang 13 allseitig seitlich hinausragenden und ringartig in sich geschlossenen Überlappungszone z (siehe 3) auf der Schutzschicht 12 auf. In diesem Fall ist bei der IC 1 die Ausbildung vorteilhafterweise dergestalt, dass die Überlappungszone z entlang ihres gesamten ringartigen Verlaufs mit im Wesentlichen derselben Überlappungsbreite w über den Durchgang 13 allseitig seitlich hinausragt. Die Überlappungszone z weist nur in ihren vier Eckenbereichen eine von der Überlappungsbreite w abweichende Abmessung auf, was sich aufgrund der geometrischen Gegebenheiten logischerweise ergibt. In dem vorliegenden Fall weist die Überlappungsbreite w einen Wert von nominal 7 μm auf. Dies heißt mit anderen Worten, dass die Überlappungsbreite w einen Sollwert von 7 μm aufweisen soll, von dem sich Abweichungen aufgrund der Herstellungsprozesse ergeben. Die Überlappungszone z ist wichtig, weil durch das Vorsehen dieser Überlappungszone z ein unerwünschtes Anätzen des ersten Anschlusskontakts 9 beim Herstellen des Oberflächenanschlusskontakts 14 verhindert wird. Es ist jedoch anzumerken, dass die Überlap pungsbreite w der Überlappungszone z nicht notwendigerweise in einer Größe von nominal 7 μm gewählt werden muss, sondern in Abhängigkeit von den angewendeten Herstellungsprozessen auch andere Größen aufweisen kann, wobei es sich als günstig erwiesen hat, wenn die Überlappungsbreite w in diesem Fall einem Bereich zwischen 2 μm und 15 μm liegt.
  • Wie aus 1 bis 3 ersichtlich ist, ist der zweiten Begrenzungsfläche 11 des ersten Anschlusskontakts 9 gegenüberliegend ein Schaltungsbauelement der Signalverarbeitungsschaltung 4 vorgesehen, wobei in dem vorliegenden Fall der zweiten Begrenzungsfläche 11 des ersten Anschlusskontakts 9 gegenüberliegend nur das erste Bauelement 5 der Signalverarbeitungsschaltung 4 vorgesehen ist. Bei dem Schaltungsbauelement 5 handelt es sich in dem vorliegenden Fall um einen Kondensator. Es ist jedoch anzumerken, dass anstelle von nur dem einen Kondensator 5 auch ein oder mehrere unterschiedliche Schaltungsbauelemente der zweiten Begrenzungsfläche 11 des ersten Anschlusskontakts 9 gegenüberliegend vorgesehen sein können.
  • Bei der IC 1 sind – wie aus 2 ersichtlich – die parallel zu der Oberfläche 8 des Substrats 3 verlaufende Flächenform des Kondensators 5 und die Flächenformen des Oberflächenanschlusskontakts 14 und des Durchgangs 13 gleich. Wie ebenfalls aus 2 ersichtlich, ist der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators 5 größer als der Flächeninhalt der Flächenform des Oberflächenanschlusskontakts 14. In diesem Fall hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators 5 höchstens 10% größer ist als der Flächeninhalt der Flächenform des Oberflächenanschlusskontakts 14. Der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators 5 kann jedoch auch ebenso groß sein wie der Flächeninhalt der Flächenform des Oberflächenanschlusskontakts 14. Der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators 5 kann jedoch auch kleiner sein als der Flächeninhalt der Flächenform des Oberflächenanschlusskontakts 14. Die Fläche jedes Oberflächenanschlusskontakts 14 ist rechteckförmig und weist zwei Seitenlangen von 200 μm und 500 μm auf. Derartige überdurchschnittlich große Oberflächenanschlusskontakte bieten den wesentlichen Vorteil, dass bei der Produktion die Positionie rungsgenauigkeit eher unkritisch ist, was vorteilhafterweise zur Folge hat, dass ein hoher Produktionsdurchsatz erreicht werden kann.
  • Die Fläche jedes Oberflächenanschlusskontakts 14 kann jedoch auch rechteckig mit abgeschrägten Eckenbereichen, also letztendlich achteckig, ausgebildet sein, wie dies in 2 mit strichpunktierten Linien angegeben ist. Anstelle der Abschrägungen entsprechend den strichpunktierten Linien können die Eckenbereiche einer rechteckigen Fläche jedes Oberflächenanschlusskontakts 14 auch abgerundet ausgebildet sein. Der jeweils gewählten Konfiguration der Fläche des Oberflächenanschlusskontakts 14 entsprechend sind dann die Flächen des Basisteils 15 und des Durchgangs 13 gewählt, wie dies in 2 durch unterbrochene Linien angegeben ist. Durch das Vorsehen der Abschrägungen beziehungsweise der Abrundungen wird erreicht, dass die Gefahr von Mikrorissen in Schaltungsbereichen der Signalverarbeitungsschaltung 4, die benachbart zu den Eckenbereichen unterhalb des jeweiligen ersten Anschlusskontakts 9 liegen, deutlich reduziert wird, weil es durch die Abschrägungen beziehungsweise Abrundungen zu einer besseren Druckverteilung kommt, was insbesondere bei einem Thermokompressions-Bondverfahren zum Verbinden eines Drahtendes 2 mit einem Oberflächenanschlusskontakt 14 wichtig ist, weil es bei einem derartigen Thermokompressions-Bondverfahren zu einem Druck von über 500 g im Bereich des ersten Anschlusskontakts 9 kommen kann. Die betreffende Flächenform kann auch ovalförmig oder hantelförmig gewählt sein. Auch andere und auf spezielle Bedürfnisse ausgelegte Oberflächenanschlusskontakt-Geometrien sind möglich, wobei eine Optimierung der jeweiligen Oberflächenanschlusskontakt-Geometrie konform zu einem Assemblierungsprozess gewählt werden kann, indem die bei einem Assemblierungsprozess auftretenden Biege-, Druck- und Temperaturverteilungs-Verhältnisse mit geeigneten Messeinrichtungen ermittelt werden und entsprechend den ermittelten Messergebnissen eine optimale Oberflächenanschlusskontakt-Geometrie realisiert wird, was auf einfache Weise durch Änderung von Passivierungsmasken und der Oberflächenanschlusskontakt-Maske kostengünstig und risikolos möglich ist, sodass dann ein besonders guter Schutz für die unterhalb der Oberflächenanschlusskontakte 14 und der Anschlusskontakte 9 liegenden Schaltungsteile der Signalverarbeitungsschaltung 4 erreicht wird. Die Fläche jedes Oberflächenanschluss kontakts 14 kann jedoch auch quadratisch sein, wobei die Seitenlängen 200 μm oder auch 90 μm betragen können. Wenn die Oberflächenanschlusskontakte 14 nicht zum Verbinden mit Spulenanschlusskontakten vorgesehen sind, sondern beispielsweise zum Anschließen in einer Testeinrichtung zum Testen der IC 1, dann können die Oberflächenanschlusskontakte 14 auch quadratisch mit einer Seitenlänge von nur 60 μm ausgebildet sein.
  • Wie aus 3 ersichtlich ist, wird der Kondensator 5 von einem Mehrschichtkondensator 5 gebildet. Bei dem Kondensator 5 handelt es sich um einen sogenannten „High Voltage TIM Gate Oxide Capacitor in HPW". Der Kondensator 5 weist eine PSHN-Schicht 19 auf, bei der es sich um eine Kondensatorelektrode handelt. Außerdem weist der Kondensator 5 eine TIM-Schicht 20 auf, bei der es sich um eine weitere Elektrode handelt. Zwischen der PSHN-Schicht 19 und der TIM-Schicht 20 ist eine isolierende Zwischenschicht 21 vorgesehen, die in 3 einfach durch eine dickere Linie angegeben ist. Die drei Schichten 19, 20 und 21 bilden einen ersten Teilkondensator des Mehrschichtkondensators 5. Außerdem weist der Kondensator 5 eine HPW-Schicht 22 auf, bei der es sich um eine weitere Kondensatorelektrode handelt, die mit dem Substrat 3 einen zweiten Teilkondensator des Mehrschichtkondensators 5 bildet. Im Zusammenhang mit dem Kondensator 5 sei außerdem auf einen LOCOS-Bereich 23 und auf einen NCS-Bereich 24 verwiesen. Der LOCOS-Bereich 23 und der NCS-Bereich 24 sind als Randschutzzonen vorgesehen, um unerwünschte elektrische Durchbrüche zu vermeiden, die beispielsweise bei ungünstigen Potentialverhältnissen auftreten könnten. Bei der vorstehend beschriebenen Ausbildung des Kondensators 5 handelt es sich um eine zumindest vom Grundsätzlichen her an sich bekannte Kondensator-Ausbildung, weshalb auf die Ausbildung des Kondensators 5 nicht näher eingegangen ist. Es sei erwähnt, dass auch eine Vielzahl anderer Ausbildungen eines Kondensators bei einer erfindungsgemäßen IC 1 zum Einsatz kommen können.
  • Bezüglich der IC 1 sei außerdem erwähnt, dass bei der IC 1 insgesamt fünf Metallschichten vorgesehen sind, nämlich eine erste Metallschicht 25, eine zweite Metallschicht 26, eine dritte Metallschicht 27, vierte Metallschicht 28 und eine fünfte Metallschicht 29.
  • Die erste Metallschicht 25 umfasst Titan-Wolfram (TiW) und weist eine Dicke von etwa 600 nm auf. Die Dicke kann jedoch auch 500 nm oder 700 nm betragen. Die erste Metallschicht 25 ist zum elektrisch leitenden Verbinden des Kondensators 5 mit anderen Bauelementen der Signalverarbeitungsschaltung 4 vorgesehen, wobei zwischen der ersten Metallschicht 25 und dem Kondensator 5 zwei elektrisch leitende und ebenfalls Aluminium (Al) umfassende Brücken 30 vorgesehen sind, von denen aus 3 nur eine derartige Brücke 30 ersichtlich ist.
  • Die zweite Metallschicht 26 und die dritte Metallschicht 27 umfassen Aluminium (Al) und weisen eine Dicke von etwa 750 nm auf. Ihre Dicke kann jedoch auch 700 nm oder 800 nm betragen. Die zwei Metallschichten 26 und 27 werden in dem vorliegenden Fall nicht für elektrische Verbindungszwecke verwendet, was mit anderen Worten heißt, dass die zweite Metallschicht 26 und die dritte Metallschicht 27 mit anderen Schaltungsbauelementen nicht elektrisch leitend verbunden sind. Die zweite Metallschicht 26 und die dritte Metallschicht 27 erfüllen vorteilhafterweise eine mechanische Schutzfunktion für den Kondensator 5, und zwar dann, wenn der zweite Anschlusskontakt 14 mit einem Drahtende 2 des Spulendrahts mittels eines Thermokompressions-Bondverfahrens verbunden wird.
  • Die vierte Metallschicht 28 und die fünfte Metallschicht 29 umfassen Aluminium (Al), wobei die vierte Metallschicht 28 eine Dicke von etwa 750 nm aufweist und die fünfte Metallschicht 29 eine Dicke von etwa 1000 nm aufweist. Die Dicke der vierten Metallschicht 28 kann zwischen 700 nm und 800 nm liegen. Die Dicke der fünften Metallschicht 29 kann zwischen 900 nm und 1100 nm liegen. Die vierte Metallschicht 28 und die fünfte Metallschicht 29 sind in dem vorliegenden Fall mit Hilfe einer Vielzahl von Brücken 31 miteinander verbunden, die ebenfalls Aluminium (Al) umfassen. Mittels der vierten Metallschicht 28 und der fünften Metallschicht 29 und den dazwischen liegenden Brücken 31 ist der untere Anschlusskontakt 9 der IC 1 realisiert.
  • Bei der IC 1 gemäß 1 bis 3 ist vorteilhafterweise eine mechanisch sehr stabile und relativ hohen Belastungen standhaltende mechanische und elektrische Verbindung zwischen jedem Oberflächenanschlusskontakt 14 und dem zugehörigen unteren Anschlusskontakt 9 erreicht, wobei zugleich auch ein guter mechanischer Schutz für den unterhalb jedes zweiten Anschlusskontakts 14 und des zugehörigen ersten Anschlusskontakts 9 liegenden Kondensator 5 gewährleistet ist.
  • Die anhand von 1 bis 3 beschriebene IC 1 ist zur Verwendung in einem Transponder vorgesehen. Eine erfindungsgemäße integrierte Schaltung ist vorteilhaft jedoch auch in anderen Fallen einsetzbar, wie beispielsweise bei integrierten Schaltungen für Chipkarten oder für Fernsteuerungen oder dergleichen.

Claims (7)

  1. Eine integrierte Schaltung (1) mit einem Substrat (3) und einer Signalverarbeitungsschaltung (4), wobei die Signalverarbeitungsschaltung (4) in einem an eine Oberfläche (8) des Substrats (3) angrenzenden Bereich des Substrats (3) realisiert ist und eine Vielzahl von Schaltungsbauelementen (5, 6, 7) und mindestens einen ersten Anschlusskontakt (9) aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt (9) eine von außerhalb des Substrats (3) zugängliche erste Begrenzungsfläche (10) und eine der ersten Begrenzungsfläche (10) gegenüberliegende zweite Begrenzungsfläche (11) aufweist, wobei der erste Anschlusskontakt (9) zum elektrisch leitenden Verbinden eines Bauteilkontakts (2) eines gegenüber der integrierten Schaltung (1) externen Schaltungsbauteils mit der Signalverarbeitungsschaltung (4) vorgesehen ist, und mit einer Schutzschicht (12), die elektrisch isolierend ist und die auf der Oberfläche (8) des Substrats (3) zum Schutz der von der Schutzschicht (12) bedeckten Bereiche der integrierten Schaltung (1) vorgesehen ist, wobei für jeden ersten Anschlusskontakt (9) ein Durchgang (13) in der Schutzschicht (12) vorgesehen ist, und wobei für jeden ersten Anschlusskontakt (9) ein zweiter Anschlusskontakt (14) vorgesehen ist, der eine Höhe (h) von mindestens 15 μm aufweist und zum unmittelbaren Verbinden mit einem Bauteilkontakt (2) vorgesehen ist und sich durch den betreffenden Durchgang (13) hindurch bis zu dem ersten Anschlusskontakt (9) erstreckt und mit dem ersten Anschlusskontakt (9) elektrisch leitend verbunden ist und mit einer über den Durchgang (13) seitlich hinausragenden und ringartig in sich geschlossenen Überlappungszone (z) auf der Schutzschicht aufsitzt (12), wobei die Überlappungszone (z) entlang ihres gesamten ringartigen Verlaufs mit im Wesentlichen derselben Überlappungsbreite (w) über den Durchgang (13) seitlich hinausragt und wobei die Überlappungsbreite (w) in einem Bereich zwischen zwei 2 μm und 15 μm liegt und wobei der zweiten Begrenzungsfläche (11) des ersten Anschlusskontakts (9) gegenüberliegend nur ein Kondensator als eines der Bauelemente (5) der Signalverarbeitungsschaltung (4) vorgesehen ist, wobei eine parallel zu der Oberfläche (8) des Substrats (3) verlaufende Flächenform des mindestens einen Bauelements (5) des Kondensators und parallel zu der Oberfläche (8) des Substrats (3) verlaufende Flächenfor men des zweiten Anschlusskontakts (14) und des Durchgangs (13) im Wesentlichen gleich sind.
  2. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei der Flächeninhalt der Flächenform des Kondensators (5) höchstens 10% größer ist als der Flächeninhalt der Flächenform des zweiten Anschlusskontakts (14).
  3. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei der Kondensator (5) von einem Mehrschichtkondensator gebildet wird.
  4. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei zwischen dem ersten Anschlusskontakt (9) und dem Kondensator (5) mindestens eine Metallschicht (26, 27) als mechanische Schutzschicht für den Kondensator (5) vorgesehen ist.
  5. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei der erste Anschlusskontakt (9) mindestens zwei Metallschichten (27, 29) umfasst, die über elektrisch leitende Brücken (31) elektrisch und mechanisch miteinander verbunden sind.
  6. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei die Überlappungsbreite (w) einen Wert von nominal 7 μm aufweist.
  7. Eine integrierte Schaltung (1) nach Anspruch 1, wobei das mindestens eine Bauelement (5) Induktoren, Kondensatoren, Widerstände, Transistoren, Dioden und/oder Speicher umfasst.
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