DE8334403U1 - Semiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring - Google Patents
Semiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiringInfo
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Description
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Berlin und München VPA 83 P 1 9 1 5 DEBerlin and Munich VPA 83 P 1 9 1 5 DE
Halbleiterbauelement mit höckerartigen, metallischen Anschlußkontakten und MehrlagenverdrahtungSemiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring
-. Die Erfindung betrifft ein Halbleiterbauelement mit höckerartigen, metallischen Anschlußkontakten und Mehrlagenverdrahtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.-. The invention relates to a semiconductor component with Bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring according to the preamble of the claim 1.
Elektronische Halbleiterleiterschaltkreise müssen bekanntermaßen im Anwendungsfall mit den sonstigen Teilen einer elektrischen Schaltung verbunden werden, was z. B. durch Lot- oder Drahtverbindungen geschieht. Dabei wird jedoch wegen der Gefahr der Beschädigung im allge- £ meinen diese Verbindung nicht direkt am Halbleiterbau-As is known, electronic semiconductor circuitry must be used with the other parts be connected to an electrical circuit, which z. B. happens by solder or wire connections. Included However, due to the risk of damage, this connection is generally not made directly on the semiconductor component.
$ ' element (Chip) eines solchen Halbleiterschaltkreises f| hergestellt, sondern an einem "Verbindungsstück". Solch $ ' element (chip) of such a semiconductor circuit f | produced, but on a "connector". Such
fr ein Verbindungsstück ist beispielsweise ein Kontaktflsek for a connector, for example, is a contact flute
■ auf dem Träger einer sogenannten Micropack-Konstruktion.■ on the carrier of a so-called micropack construction.
Diese Ausführung ist in der Halbleiterindustrie wohlThis design is well known in the semiconductor industry
bekannt. Sie vermeidet einen sonst notwendigen direktenknown. It avoids an otherwise necessary direct one
2525th
mechanischen Zugriff des Bauelementkunden auf das HaIbleiterbauelement des Halbleiterschaltkreises. Das dabei noch notwendige Verbinden des erwähnten Kontaktfleckes mit ej.nem entsprechenden Anschlußkontakt auf dem Halbleiterbauelement selbst erfolgt noch durch dessen Hersteller, gleichzeitig in einem Arbeitsgang für allemechanical access of the component customer to the semiconductor component of the semiconductor circuit. The necessary connection of the mentioned contact patch with a corresponding connection contact on the semiconductor component itself is still carried out by its manufacturer, at the same time in one operation for all
Kontaktanschlüsse des Bauelementes. Diesen Vorgang nennt man Automatic Tape Bonding. Die Kontaktanschlüsse desContact connections of the component. This process is called automatic tape bonding. The contact connections of the
Halbleiterbauelementes sind dabei als metallische Höcker ιSemiconductor components are in the form of metallic bumps ι
Ke 1 EM / 16 .01.1986Ke 1 EM / 01/16/1986
-2- VPA 83P1915DE- 2 - VPA 83P1915DE
ausgeführt, bestehen ggf. aus mehreren Materialien, von denen zumindest die oberste Schicht gut lötfähig oder thermokomprimierbar ist, und sind entweder aus Gold oder mit einer Goldschicht überzogen (Kontaktierung erfolgt über Thermokompression) oder bestehen mindestens an ihrer Oberfläche aus einem lotfähigen Material, wie Gold, Silber oder Kupfer, überzogen mit Zinn oder einer Blei-Zinn-Legierung. Sie können sich sowohl am Rande des Halbleiterbauelementes, dem sogenannten inaktiven Bereich, befinden oder aber auch in dessen aktivem Bereich.executed, may consist of several materials, of which at least the top layer is solderable or thermocompressible, and are either made of gold or coated with a gold layer (contact is made via thermocompression) or exist at least on their surface from a solderable material, such as Gold, silver or copper coated with tin or a lead-tin alloy. You can see both on the edge of the semiconductor component, the so-called inactive area, or also in its active area Area.
Die zunehmende Komplexität und die steigende Integrationsdichte integrierter Halbleiterbauelemente hat dazuThe increasing complexity and the increasing integration density of integrated semiconductor components has to do with this geführt, daß die Signal- und Potentialführung innerhalb dieser Bauelemente heute oft in der sogenannten Mehrlagentechnik erfolgt im Gegensatz zur früheren Einlagentechnik. Dabei werden die verwendeten elektrische Signale und Potentiale nicht mehr nur in einer Ebene geführt, sondernled that the signal and potential guidance within these components nowadays often takes place in the so-called multi-layer technology in contrast to the earlier single-layer technology. The electrical signals and potentials used are no longer only routed in one level, but in mehreren, jeweils getrennt durch elektrisch isolierende Schichten, wie z. B. Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, verschiedene Polyimide. Die Verbindung einzelner Lagen gleicher Signale bzw. Potentiale wird dabei in erster Linie im Bereich des jeweiligen Anschlußkontaktes durchin several, each separated by electrically insulating layers, such as. B. silicon dioxide, silicon nitride, various polyimides. The connection of individual layers of the same signals or potentials is the first Line through in the area of the respective connection contact geführt.guided.
unter eine Grundfläche derunder a base of the
Anschlußkontakte im wesentlichen folgende Schichten zu liegen:Connection contacts essentially lie in the following layers:
1. elektrische Leitbahnen unter der gesamten Grundfläche ;1. electrical conductor tracks under the entire base area;
2. Isolierschichten ΐ in der Form, daß sie unter halb der Grundfläche jeweils eine große öffnung besitzen, innerhalb der Teile der Leitbahnen liegen;2. Insulating layers ΐ in the form that they are under half of the base area each have a large opening within which parts of the interconnects lie;
-3- VPA 83P 1 9 15OE-3- VPA 83P 1 9 15OE
3. auf der obersten Leitbahn eine sog. Endpassivierungsschicht ebenfalls mit einer großen öffnung unterhalb der Grundfläche3. A so-called end passivation layer, likewise with a large opening, on the uppermost interconnect below the base
Die Grundfläche der Anschlußkontakte ist dabei definiert als horizontale Schnittfläche duroh einen Anschlußkontakt in der Höhe, in der dieser die größte horizontale Ausdehnung auf der Endpassivierungsschicht besitzt.The base of the connection contacts is defined as a horizontal cut surface duroh a connection contact at the height at which it has the greatest horizontal extent on the end passivation layer.
Bei der Herstellung des bekannten Halbleiterbauelementes werden die Isolierschichten und die Endpassivierung zunächst ganzflächig aufgebracht und dann in einem Teilbereich der Grundfläche der später aufzubringenden Anschlußkontakte wieder abgeätzt, so daß an diesen Stellen zylindrische bzw. quaderförmige Kontaktlöcher entstehen, die teilweise mit den Leitbahnen der Mehrlagenverdrahturtg, beispielsweise bestehend aus Aluminium, Aluminium mit bis zu U % Silizium- bzw. Kupferanteil, Metallfolgen wie Titan, Platin, Gold und/oder elektrisch leitenden Suiziden, angefüllt sind.The insulating layers and the end passivation are used in the manufacture of the known semiconductor component initially applied over the entire area and then in a partial area of the base area of the area to be applied later Connection contacts are etched away again so that cylindrical or cuboid contact holes are created at these points, which are partially connected to the interconnects of the multilayer wiring harness, for example consisting of aluminum, Aluminum with up to U% silicon or copper content, metal sequences such as titanium, platinum, gold and / or electrical leading suicides.
Als oberste Schicht wird dann auf diese Anordnung im Bereich der Grundfläche "· der später aufzubringenden Anschlußkontakte durch Aufdampfen oder Sputtern eine 0,1 bis 2 um dünne metallische Schichtfolge als Haftschicht .. und Diffusionsbarriere zwischen der Leitbahn und der Endpassierungsschicht einerseits und den künftigen metallischen, höckerartigen Anschlaßkontakten andererseits aufgebracht. Die Anschlußkontakte selbst werden ganzflächig beispielsweise durch Bedampfen oder durch galvanische Abscheidung in Verbindung mit Fototechnikschritten erzeugt und im Falle der ganzflächigen Bedampfung in den Bereichen außerhalb der zu fertigenden Anschlußkontakte wieder abgeätzt.The top layer is then applied to this arrangement in the area of the base area of the connection contacts to be applied later by vapor deposition or sputtering a 0.1 to 2 µm thin metallic layer sequence as an adhesive layer .. and Diffusion barrier between the interconnect and the end pass layer on the one hand and the future metallic, hump-like connection contacts on the other hand upset. The connection contacts themselves are made over the entire surface, for example by vapor deposition or galvanic Deposition generated in connection with photo technology steps and in the case of full-surface vapor deposition in the Areas outside of the connection contacts to be manufactured are etched away again.
.4- VPA 83P 1 915OE.4- VPA 83P 1 915OE
Unter den Anschlußkontakten liegt also im wesentlichen eine Sohichtfolge von plastisch verformbaren Schichten wie z. B. metallische Leitbahnen, Polyimiden und spröden Schichten, bestehend beispielsweise aus Siliziumnitrid» verschiedene Siliciumoxide. Beim späteren Kontaktiervorgang der Ansohlußköntakte mittels Thermokompression oder Lötbondung besteht nun die große Gefahr, daß in dieser Schiehtfolge im Bereich der Leitbahnen und Isolierschichten durch die auftretenden großen Drücke im Bereich unterhalb der Grundfläche Risse und Brüche entstehen, die die Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelementes bis hin zum elektrischen Ausfall beeinträchtigen. So essentially lies under the connection contacts a Sohichtsequence of plastically deformable layers such. B. metallic interconnects, polyimides and brittle Layers consisting, for example, of silicon nitride »various silicon oxides. During the later contacting process the contact joint by means of thermocompression or solder bonding, there is now a great risk that in this sequence of events in the area of the interconnects and insulating layers due to the large occurring Pressures in the area below the base surface cracks and breaks, which reduce the reliability of the semiconductor component up to an electrical failure.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Halbleiterbauelement mit höckerartigen, metallischen Anschlußkontakten und Mehrlagenverdrahtung zu schaffen, bei dem diese Risse und Brüche nicht auftreten können und bei dem demzufolge die elektrische Zuverlässigkeit nicht beeinträchtigt ist.The object of the present invention is to provide a remedy here and a semiconductor component with hump-like, to create metallic connection contacts and multilayer wiring in which these cracks and breaks cannot occur and consequently the electrical reliability is not impaired.
Diese Aufgabe wird bei einem Halbleiterbauelement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.In the case of a semiconductor component of the type mentioned at the outset, this object is achieved according to the invention by the characterizing features Features of claim 1 solved.
Das Auftreten von Rissen und Brüchen im Bereich unter den Anschlußkontakten beim KontaktierVorgang wird durch 4ie erfindungsgemäße Anordnung der Isolierschichten zuverlässig verhindert.The occurrence of cracks and breaks in the area under the connection contacts during the contacting process is through The inventive arrangement of the insulating layers is reliable prevented.
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.Refinements of the semiconductor component according to the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der vorteilhaften Ausführungsformen der Figuren 1 bis 3 näher erläutert:The invention is explained in more detail below with reference to the advantageous embodiments of Figures 1 to 3:
-5- VPA 83P1 9 1 S OSE-5- VPA 83P1 9 1 S OSE
Fig. 3 stellt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Halbleiterbauelement im Querschnitt dar. Figuren 1 und 2 stellen ebensolche Ausschnitte aus anderen Weiterbildungen eines erfindungsgemäßen Halbleiterbauelemente dar.3 shows a section from a semiconductor component according to the invention in cross section. FIGS. 1 and 2 represent the same excerpts from other developments of a semiconductor component according to the invention represent.
In den Figuren sind gleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen benannt. In the figures, the same elements are given the same reference symbols.
Das erfindungsgemäße Halbleiterbauelement nach Fig. 3 enthält im dargestellten Bereich einen höckerartigen, metallischen Anschlußkontakt K mit der dünnen Haftschicht H und daran anschließende Leitbahnen 2, 4, 6, 8 und Isolierschichten 3· 5, 7 samt Endpassivierung 9, wobei jeweilsThe semiconductor component according to the invention according to FIG. 3 contains a hump-like, metallic connection contact K with the thin adhesive layer H in the area shown and adjoining interconnects 2, 4, 6, 8 and insulating layers 3 · 5, 7 including final passivation 9, with each
1·5 die einzelnen Isolierschichten 3» 5 ».7 mindestens 5 ^am1 · 5 the individual insulating layers 3 »5» .7 at least 5 ^ am
* von einer gedachten vertikalen Projektionslinie R des* from an imaginary vertical projection line R des
; - Randes der Grundfläche G des Anschlußkontaktes K auf eine Grundschicht 1 entfernt enden. Bei der Herstellung des ι erfindungsgemäßen Halbleiterbauelementes wird auf diese; - End of the edge of the base G of the terminal contact K on a base layer 1 away. In the production of the semiconductor component according to the invention, this
!: «Ο Grundschicht 1, beispielsweise eine Oxisschicht, ganzflächig eine Leitbahn 2, beispielsweise bestehend aus Aluminium, aufgebracht. Auf diese Leitb&Hn 2 wird zunächst ganzflächig eine erste Isolierschicht 3 aufgetragen. Diese kann beispielsweise aus einem Polyimidlack bestehen \ιΐΔ aufgesprüht werden. Im Bereich innerhalb und außerhalb der Projektionsli.nie R der nach unten projizierten Grundfläche G des späteren Anschlußkontaktes K wird diese Isolierschicht 3 dann wieder abgelöst, beispielsweise J. durch Ätzen, so daß diese Isolierschicht 3 mindestens!: «Ο Base layer 1, for example an oxide layer, an interconnect 2, for example consisting of aluminum, applied over the entire surface. A first insulating layer 3 is first applied over the entire surface of this Leitb & Hn 2. This can consist of a polyimide varnish , for example, be sprayed on. In the area inside and outside the projection line R of the downwardly projected base area G of the subsequent connection contact K, this insulating layer 3 is then detached again, for example by etching, so that this insulating layer 3 is at least
30 5 um von der Projektionslinie R entfernt endet. Jetzt wird, wiederum ganzflächig, eine zweite Leitbahn 4 aufgebracht,30 ends 5 µm from the projection line R. Now will, again over the whole area, a second conductive path 4 applied,
* die natürlich mit dem durch den vorher beschriebenen* which of course with the one previously described
^ Ablösevorgang entstandenen Rand der Isolierschicht 3 eine^ The edge of the insulating layer 3 produced by the peeling process
Stufe bildet. Auf diese Leitbahn 4 wiederum wird dann 35 eine Isolierschicht 5 ganzflächig aufgebracht. Dann wird der Teil der Isolierschicht 5, der über dem abgelöstenLevel forms. An insulating layer 5 is then applied over the entire surface of this interconnect 4. Then it will be the part of the insulating layer 5 which is over the peeled off
-b- VPA 83 P 1 9 1 5 DE-b- VPA 83 P 1 9 1 5 DE
Bereich der Isolierschicht 3 liegt, abgelöst. Anschließend werden analog zur Leitbahn 4 und der Isolierschicht 5 alternativ weitere Leitbahnen und Isolierschichten aufgetragen, die Isolierschichten entsprechend teilweise wieder abgelöst, so lange, bis alle benötigten Leitbahnen auf das Halbleiterbauelement aufgebracht sind. Abschließend wird dann eine sogenannte Endpassivierung 9 aufgetragen, die unterhalb der Grundfläche G des künftigen Anschlußkontaktes K in einem kleineren Bereich als dem dieser Grundfläche G wieder abgelöst wird. Daraufhin werden, wie eingangs beschrieben, die Haftschicht H und die Anschlußkontakte K aufgebracht. Zu erwähnen ist, daß die Anzahl der Leitbahnen nicht auf die in den Figuren dargestellten vier Lagen beschränkt ist. Ebenfalls beispielhaft sind die in den Figuren dargestellten Maße der Anschlußkontakte, der Leitbahnen und Isolierschichten. Auf diese Art und Weise kommen einerseits alle LeitbahnenArea of the insulating layer 3 is detached. Then, analogously to the interconnect 4 and the insulating layer 5 alternatively, additional interconnects and insulating layers are applied, the insulating layers correspondingly partially detached again until all the required interconnects have been applied to the semiconductor component. Finally a so-called final passivation 9 is then applied, which is below the base G of the future Terminal contact K is detached again in a smaller area than that of this base area G. Thereupon As described above, the adhesive layer H and the connection contacts K are applied. Mention should be made that the number of interconnects is not limited to the four layers shown in the figures. Likewise the dimensions of the connection contacts, the interconnects and insulating layers shown in the figures are exemplary. In this way, on the one hand, all interconnects come
2, U, 6, 8 unter die Anschlußkontakte K zu liegen und andererseits enden die Isolierschichten 3, 5, 7 jeweils mindestens 5 um außerhalb der Projektionslinie R der Grundfläche G der Anschlußkontakte K. Beim späteren Kontaktierungsvorgang wird so die beschriebene, nachteilige Riß- und Bruchbildung in den Schichten unterhalb der Anschlußkontakte K zuverlässig vermieden. 2, U, 6, 8 to lie under the connecting contacts K and on the other hand forming the insulating layers 3, 5, 7 are each at least 5 to outside the projection line R of the base surface G of the connection contacts K. During the subsequent contacting process is so the crevice described, adverse and Breakage in the layers below the connection contacts K reliably avoided.
Die erfindunssgemäßen Ausführungsformen nach den Figuren 1 und 2 sind ganz ähnlich gestaltet, nur enden die einzelnen Isolierschichten 3, 5, 7 nicht alle an derselben Stelle, horizontal betrachtet, sondern unterschiedlich weitThe embodiments according to the invention according to FIGS. 1 and 2 are designed quite similarly, only the individual insulating layers 3, 5, 7 do not all end at the same point, viewed horizontally, but rather at different distances von der erwähnten Projektionslinie R entfernt, Jedochaway from the mentioned projection line R, However unterschreitet erfindungsgemäß keine der Isolierschichtendoes not fall below any of the insulating layers according to the invention
3, 5, 7 das minimale Abstandsmaß von 5 ^m von der Projektionslinie R.3, 5, 7 the minimum distance of 5 ^ m from the projection line R.
4 nspruche 3 Figuren4 claims 3 figures
IlH I III
4 *
I · Il H I III
4 *
I ·
! 2! 2
Claims (4)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DE8334403U DE8334403U1 (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Semiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8334403U DE8334403U1 (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Semiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE8334403U1 true DE8334403U1 (en) | 1986-02-20 |
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ID=6759396
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8334403U Expired DE8334403U1 (en) | 1983-11-30 | 1983-11-30 | Semiconductor component with bump-like, metallic connection contacts and multilayer wiring |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE8334403U1 (en) |
-
1983
- 1983-11-30 DE DE8334403U patent/DE8334403U1/en not_active Expired
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