JP2007503113A - 能動領域ボンディングの両立性のある高電流構造体 - Google Patents
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Abstract
Description
102、302 N型MOS
104、304 N-DMOS
106,306 NPNデバイス
108、312 第1の金属層M1
110、318 第2の金属層M2
112、328 第3の金属層M3
114、334 ボール・ボンディング・ワイヤ
116、118、310、316 ビア
120、126、320 副層
122 分離用酸化物層
124、322 ギャップ
130、330 ボンディング・パッド
132、332 パッシベーション層
301 基板
308 第1の絶縁層
314 第2の絶縁層
324 第3の絶縁層
326 硬質層
Claims (98)
- 基板と、
少なくとも1個のボンディング・パッド及び比較的硬質の材料から成る副層を有する最上部導電層と、
前記最上部導電層及び前記基板の間に形成した1つ以上の中間導電層と、
前記各導電層を相互に分離する絶縁材料から成る各層であって、絶縁材料から成る該各層のうちの1層が比較的硬質で、かつ前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した中間導電層の間に位置した前記各層と、
集積回路に形成した各デバイスと、を具備し、
前記最上部導電層に近接した少なくとも前記中間導電層は、前記ボンディング・パッド下方の各選択デバイスの機能的相互接続部に対して適合していることを特徴とする前記集積回路。 - 前記副層はTiNから成ることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記副層はTiWから成ることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記副層は窒化物から成る層であることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記各デバイスが比較的高い電流のデバイスであり、前記1つ以上の中間導電層が比較的高い電流を通す能力を持つべく比較的幅の広い相互接続ライン中に形成していることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記各導電層のうちの少なくとも1つの層が、サブミクロン工程によって形成した導電性の各副層を更に具備していることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記各導電層は金属層であることを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記金属層のうちの少なくとも1つの層が、アルミニウム及び銅を含んだ金属層のグループから選択した金属層から形成したことを特徴とする請求項7に記載の集積回路。
- 前記1つ以上の中間導電層は、比較的厚い絶縁層によって前記最上部導電層から分離した第2の導電層を更に具備したことを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記比較的厚い絶縁層は、厚さが少なくとも1.5μmの酸化物層であることを特徴とする請求項9に記載の集積回路。
- 前記第2の導電層は、前記比較的厚い絶縁層に隣接して位置するTiNから成る層を更に具備したことを特徴とする請求項9に記載の集積回路。
- 前記第2の導電層は各ギャップを有することを特徴とする請求項9に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の前記第2の金属層の全領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項12に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、前記第2の金属層を通して流れる電流に及ぼす影響を最小化すべく向いていることを特徴とする請求項12に記載の集積回路。
- 基板と、
前記基板上及び前記基板中に形成した各デバイス領域と、
1個以上のボンディング・パッドを形成した最上部金属層であって、前記基板及び該最上部金属層の間に前記各デバイス領域が位置してなる前記最上部金属層と、
前記最上部金属層及び前記各デバイス領域の間に位置する第2の金属層と、
前記最上部金属層を前記第2の金属層から分離する比較的厚い絶縁材料から成る層であって、クラッキングに対して抵抗できるようになっている前記比較的厚い絶縁層と、を具備したことを特徴とする集積回路。 - 前記比較的厚い絶縁層は、少なくとも1.5μmの厚さを有する酸化物から成る層であることを特徴とする請求項15に記載の集積回路。
- 前記各デバイス領域及び前記第2の金属層の間に位置する1つ以上の中間金属層を更に具備したことを特徴とする請求項15に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層は、比較的厚い絶縁材料から成る前記層に隣接して位置するTiNから成る副層を備えていることを特徴とする請求項15に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層は前記集積回路を強化できるようになっている各ギャップを有することを特徴とする請求項15に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、前記1個以上のボンディング・パッド下方の前記第2の金属層の全領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項19に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、前記第2の金属ラインを通して流れる電流に及ぼす影響を最小化すべく向いていることを特徴とする請求項19に記載の集積回路。
- 前記比較的厚い絶縁層のより大きい領域に渡って横方向及び縦方向双方の応力を分配できるようになっている比較的硬質の材料から成る層を更に具備したことを特徴とする請求項15に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記層は、前記最上部金属層及び前記比較的厚い絶縁層に隣接して形成したことを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記層はTiNから成ることを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記層はTiWから成ることを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 前記比較的硬質の材料の厚さは略80nmであることを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記層は窒化物から成ることを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記層は、サブミクロン工程によって形成した前記最上部金属層の副層であることを特徴とする請求項22に記載の集積回路。
- 比較的硬質の材料からなる前記副層は前記比較的厚い絶縁層に近接して形成したことを特徴とする請求項28に記載の集積回路。
- 基板と、
前記基板上及び前記基板中に形成した複数のデバイスと、
少なくとも1個のボンディング・パッドを表面に形成した最上部金属層と、
前記最上部金属層及び前記基板の間に位置する第2の金属層であって、集積回路を強化できるようになっている各ギャップを有する前記第2の金属層と、
前記最上部金属層及び前記第2の金属層の間に形成した絶縁材料から成る第1の層と、を具備したことを特徴とする前記集積回路。 - 前記第2の金属層中の前記ギャップの密度は、前記集積回路の機能に及ぼす影響を最小化すべく最小化したことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、関連するボンディング・パッド下方の前記第2の金属ラインの全領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは電流の流れる方向に伸張したことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記最上部金属層は、前記第1の絶縁層に隣接して位置する比較的硬質の副層を備えたことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層は、前記第1の絶縁層に隣接して位置するTiN副層を備えたことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層は、前記第1の絶縁層に隣接して位置するTiW副層を備えたことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記第1の絶縁層は比較的厚いことを特徴とする請求項30に記載の集積回路。
- 前記第1の絶縁層は、少なくとも1.5μmの厚さを有する第1の酸化物層であることを特徴とする請求項37に記載の集積回路。
- ボンディング・パッド下方に回路構成を有する集積回路の形成方法において、
基板中及び該基板上に各デバイスを形成することと、
第1の金属層を形成することと、
前記第1の金属層を被せるように比較的厚い絶縁材料から成る第1の層を形成することであって、該第1の絶縁層の厚さが前記集積回路を強化してなることと、
前記比較的厚い絶縁層を被せるように最上部金属層を形成することと、
前記最上部金属層の表面上にボンディング・パッドを形成すること、とを具備したことを特徴とする前記方法。 - 比較的厚い絶縁材料から成る前記第1の層は、少なくとも1.5μmの厚さを有する酸化物から成る層であることを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記各デバイス及び前記第1の金属層の間に1つ以上の中間金属層を形成することを更に具備したことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記第1の金属層を形成することは、前記第1の金属層をパターニングして各ギャップを形成することを更に具備したことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記各ギャップは、前記ボンディング・パッド下方の前記第1の金属層の全領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記第1の金属層を通して流れる電流に及ぼす影響を最小化するように向けて、前記各ギャップを形成したことを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記第1の金属層を通して流れる電流の方向に伸張して前記各ギャップを形成したことを特徴とする請求項42に記載の方法。
- 前記最上部金属層を形成することは、比較的硬質の材料から成る副層を形成することを更に具備したことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料はTiNであることを特徴とする請求項46に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料は、窒化物から成る層で作ったことを特徴とする請求項46に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料は、比較的厚い絶縁材料から成る前記第1の層に近接して形成したことを特徴とする請求項46に記載の方法。
- 集積回路を形成する方法において、
基板中に各デバイス領域を形成することと、
前記各デバイス領域を被せるように第1の金属層を被着することと、
前記第1の金属層をパターニングして、電流の流れる方向に伸張する各ギャップを形成することと、
前記第1の金属層を被せる共に前記各ギャップを充填するように絶縁層を形成することであって、この際、前記各ギャップはより硬質の絶縁材料から成る各ピラーを設けることによって前記集積回路を強化してなることと、
前記絶縁層を被せるように金属から成る最上部層を被着することと、
金属から成る前記最上部層の表面上にボンディング・パッドを形成すること、とを具備したことを特徴とする前記方法。 - 前記絶縁層は、厚さが少なくとも1.5μmの酸化物から成る層であることを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 前記第1の金属層中の前記各ギャップは、前記ボンディング・パッド下方の前記金属ラインの全領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 前記最上部金属層を形成することは、前記絶縁層に近接した比較的硬質の材料から成る副層を形成することを更に具備したことを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料はTiNであることを特徴とする請求項53に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料はTiWであることを特徴とする請求項53に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料は窒化物から成る副層から作っていることを特徴とする請求項53に記載の方法。
- 集積回路を形成する方法において、
基板中及び該基板上に各デバイス領域を形成することと、
前記各デバイス領域を被せるように第1の金属層を形成することと、
前記第1の金属領域を被せるように絶縁層を形成することと、
前記絶縁層に近接した比較的硬質の材料から成る副層を備えた前記絶縁層を被せるように最上部金属層を形成することと、
前記最上部金属層の表面上にボンディング・パッドを形成すること、とを具備したことを特徴とする前記方法。 - 比較的厚い材料から成る前記副層はTiNであることを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記比較的硬質の材料はTiWであることを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記比較的厚い材料から成る前記副層は、窒化物から成る層から形成したことを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記絶縁層は、少なくとも1.5μmの厚さを有する酸化物層であることを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記第1の金属層を形成することは、前記第1の金属層をパターニングして各ギャップを形成し、この際、該各ギャップは前記ボンディング・パッド下方の前記第1の金属層の全層領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項57に記載の方法。
- 前記第1の金属層及び前記各デバイス領域の間に1つ以上の中間金属層を形成することと、
前記1つ以上の中間金属層をパターニングして、前記各デバイス間の相互接続部を形成すること、とを更に具備したことを特徴とする請求項57に記載の方法。 - 前記第2の金属層を通して流れる前記電流に及ぼす影響を最小化すべく向けられた前記各ギャップは、前記各ギャップを前記電流の流れる方向に伸張させてなることを更に具備したことを特徴とする請求項14に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層を通して流れる前記電流に及ぼす影響を最小化すべく向けられた前記各ギャップは、前記各ギャップを前記電流の流れる方向に伸張させてなることを更に具備したことを特徴とする請求項21に記載の集積回路。
- 基板中及び該基板上に各デバイスを形成することは、前記ボンディング・パッド下方に前記各デバイスのうちの少なくとも1つを形成することを備えたことを特徴とする請求項39に記載の方法。
- 前記ボンディング・パッドは前記各デバイス領域のうちの少なくとも1つを直接覆って形成することを特徴とする請求項50に記載の方法。
- 基板と、
少なくとも1個のボンディング・パッド及び少なくとも1つの副層を有する最上部導電層であって、前記少なくとも1つの副層は該最上部導電層の他の副層に比して相対的により硬質である前記最上部導電層と、
前記最上部導電層及び前記基板の間に形成した1つ以上の中間導電層と、
前記1つ以上の導電層を相互に分離する絶縁層から成る1つ以上の層と、
集積回路に形成した各デバイスと、を具備し、
前記最上部導電層に最も近接した少なくとも前記中間層は、前記ボンディング・パッド下方の各選択デバイスの機能的相互接続に対して適合していることを特徴とする前記集積回路。 - 前記少なくとも1つの副層は、TiN、SiN及びTiWから成るグループから選択した1つであることを特徴とする請求項68に記載の集積回路。
- 前記各中間導電層のうちの少なくとも1つは各ギャップを有することを特徴とする請求項68に記載の集積回路。
- 前記各ギャップは、電流の流れに及ぼすそれらの影響を最小化すべく電流の流れる方向に伸張していることを特徴とする請求項70に記載の集積回路。
- 前記各中間導電層のうちの少なくとも1つは、前記最上部導電層に最も近接した中間導電層であることを特徴とする請求項68に記載の集積回路。
- 絶縁材料から成る前記各層のうちの1つの層は、絶縁材料から成る他の層よりも厚く、かつ前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した中間層の間に位置していることを特徴とする請求項68に記載の集積回路。
- 基板と、
前記基板上及び前記基板中に形成した各デバイス領域と、
1個以上のボンディング・パッドを形成した最上部金属層であって、前記基板及び前記最上部金属層の間に前記各デバイス領域が位置してなる前記最上部導電層と、
前記最上部金属層及び前記各デバイス領域の間に位置する第2の金属層と、
前記最上部金属層を前記第2の金属層から分離する絶縁材料から成る第1の層であって、クラッキングに抵抗すべく選択した厚さを有する前記第1の層と、を具備したことを特徴とする集積回路。 - 絶縁材料から成る前記層は厚さが少なくとも1.5μmであることを特徴とする請求項74に記載の集積回路。
- 前記第2の金属層は、電流の流れる方向に伸張する1つ以上のギャップを有することを特徴とする請求項74に記載の集積回路。
- 前記最上部金属層及び前記基板の間の複数の中間金属層であって、前記第2の金属層を備えてなる前記複数の中間金属層と、
前記各導電層を相互に分離する絶縁材料から成る各層であって、絶縁材料からなる前記第1の層を備えてなる絶縁材料から成る前記各層と、を更に具備したことを特徴とする請求項74に記載の集積回路。 - 前記1個つ以上のボンディング・パッド下方の前記複数の中間導電層は、能動デバイス及び機能的相互接続部に対して適合していることを特徴とする請求項77に記載の集積回路。
- 基板と、
少なくとも1個のボンディング・パッドを形成した最上部導電層と、
前記最上部導電層及び前記基板の間に形成した1つ以上の中間導電層と、
前記1つ以上の中間導電層を相互に分離する絶縁材料から成る1つ以上の層と、
集積回路を強化できるようになっている各ギャップを有する前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの1つの層と、
前記集積回路に形成した各デバイスと、を具備し、
前記1つ以上の中間導電層は、前記ボンディング・パッド下方の各選択デバイスの各機能的相互接続部に対して適合していることを特徴とする前記集積回路。 - 前記最上部導電層よりもさらに硬質である材料から成る比較的硬質の副層であって、前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した少なくとも1つの中間導電層を分離する絶縁材料から成る前記1つ以上の層のうちの1つの層の間に形成してなる比較的硬質の材料から成る前記副層を更に具備したことを特徴とする請求項79に記載の集積回路。
- 絶縁材料から成る前記各層のうちの1つの層は絶縁材料から成る他の層よりも厚く、かつ前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した中間導電層の間に位置していることを特徴とする請求項79に記載の集積回路。
- 前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層中の前記各ギャップは、電流の流れに影響を及ぼすそれらの影響を最小化すべく電流の流れる方向に伸張したことを特徴とする請求項79に記載の集積回路。
- 前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層中の前記各ギャップは、前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の領域のうちの僅か10%しか占めないことを特徴とする請求項79に記載の集積回路。
- 基板と、
少なくとも1個のボンディング・パッドを形成すると共に、少なくとも1つの副層を有する最上部導電層であって、前記少なくとも1つの副層は残りの最上部導電層よりも相対的により硬質である前記最上部導電層と、
前記最上部導電層及び前記基板の間に形成した1つ以上の中間導電層であって、前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの1つの層が集積回路を強化できるようになっている各ギャップを有してなる前記1つ以上の中間導電層と、
前記1つ以上の中間導電層を相互に分離する絶縁材料から成る1つ以上の層であって、前記最上部金属層を前記1つ以上の中間導電層のうちの最も近接した前記1つの層を備え、この際、前記絶縁層はクラッキングに抵抗すべく選択した厚さを有している絶縁材料から成る前記1つ以上の層と、
前記集積回路に形成した各デバイスと、を具備し、
前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の前記1つ以上の中間導電層は、各能動デバイス及び各機能的相互接続部に対して適合していることを特徴とする前記集積回路。 - 集積回路を形成する方法において、
基板上及び該基板中に各デバイスを形成することと、
前記基板を被せるように1つ以上の中間導電層を形成することと、
前記1つ以上の導電層を相互に分離する絶縁材料から成る1つ以上の層を形成することと、
残りの最上部導電層に比して相対的により硬質である材料から成る少なくとも1つの副層を備えた最上部導電層を形成することと、
前記最上部導電層上に少なくとも1個のボンディング・パッドを形成することと、を具備し、
比較的硬質の材料から成る前記少なくとも1つの副層は前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の前記1つ以上の中間導電層のクラッキングを防止することができるようになっており、この結果、前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の前記1つ以上の中間導電層は前記各デバイスのうちの選択した各デバイスの機能的相互接続部に対して使用できてなることを特徴とする前記方法。 - 比較的硬質の前記副層は、TiN、SiN及びTiWを含んだ材料のグループから選択した1つの材料から成ることを特徴とする請求項85に記載の方法。
- 残りの1つ以上の絶縁層に比して相対的により厚くなるように、前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した中間導電層の間に絶縁材料から成る前記1つ以上の層のうちの1つの層を形成することを更に具備したことを特徴とする請求項85に記載の方法。
- 前記1つ以上の中間導電層のうちの1つの層に各ギャップを形成して、前記1つ以上の中間導電層を貫通する比較的硬質の絶縁材料から成る各ピラーを形成することを更に具備したことを特徴とする請求項85に記載の方法。
- 前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層は、前記最上部導電層に最も近接した中間導電層であることを特徴とする請求項88に記載の方法。
- 集積回路を形成する方法において、
基板上及び該基板中に各デバイスを形成することと、
前記基板を被せるように第1の金属層を形成することと、
前記第1の金属層を被せるように最上部金属層を形成することと、
前記最上部金属層上に少なくとも1個のボンディング・パッドを形成することと、
前記最上部金属層を前記第1の金属層から分離する絶縁材料から成る第1の層を形成することであって、絶縁材料から成る該第1の層はクラッキングに抵抗すべく選択した厚さを有してなることと、を具備したことを特徴とする前記方法。 - 絶縁材料から成る前記第1の層は、厚さが少なくとも1.5μmとなるように形成したことを特徴とする請求項90に記載の方法。
- 前記第1の金属層及び前記基板の間に1つ以上の中間金属層を形成することと、
1つ以上の絶縁層を形成して、前記1つ以上の中間金属層を相互に分離すること、とを更に具備したことを特徴とする請求項90に記載の方法。 - 前記最上部金属層及び絶縁材料から成る前記第1の層の間に材料から成る副層を形成することであって、この際、前記1個以上のボンディング・パッドの形成の際に生じる前記最上部金属層に加わる応力を絶縁材料から成る前記第1の層のより大きな領域に渡って分配して、絶縁材料から成る前記第1の層にクラックが入る確率を低減するように、材料から成る前記副層は残りの最上部金属層に比して相対的により硬質でなることを更に具備したことを特徴とする請求項90に記載の方法。
- 前記第1の金属層に各ギャップを形成して、前記第1の金属層を貫通する比較的硬質の絶縁材料から成る各ピラーを形成することを更に具備したことを特徴とする請求項90に記載の方法。
- 集積回路を形成する方法において、
基板中及び該基板上に各デバイスを形成することと、
前記基板を被せるように最上部導電層を形成することと、
前記最上部導電層上に少なくとも1個のボンディング・パッドを形成することと、
前記最上部導電層及び前記基板の間に1つ以上の中間導電層を形成することと、
前記1つ以上の導電層を相互に分離する絶縁材料から成る1つ以上の層を形成することと、
前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの1つの層に各ギャップを形成することであって、この際、前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層を貫通する比較的硬質の絶縁材料から成る各ピラーを形成することによって、前記各ギャップは前記少なくとも1個のボンディング・パッド下方の前記1つ以上の中間導電層のクラッキングを防止することができるようになっていることと、を具備し、
前記1つ以上の中間導電層は、前記ボンディング・パッド下方の各選択デバイスの機能的相互接続部に対して適合していることを特徴とする前記方法。 - 前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層中の前記各ギャップは電流の流れる方向に形成して、前記各ギャップが前記電流の流れに及ぼす影響を低減することを特徴とする請求項95に記載の方法。
- 前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した前記1つ以上の中間導電層のうちの前記1つの層を前記最上部導電層から分離する絶縁材料から成る前記各層のうちの1つの層の間に材料から成る副層を形成することであって、この際、前記少なくとも1個のボンディング・パッドの形成の際に生じる前記最上部導電層に加わる応力を絶縁材料から成る前記1つ以上の層のより大きい領域に渡って分配して、絶縁材料から成る前記1つ以上の層にクラックが入る確率を低減するように、材料から成る前記副層は残りの最上部導電層に比して相対的により硬質でなることを更に具備したことを特徴とする請求項95に記載の方法。
- 絶縁材料から成る残りの1つ以上の層に比して相対的により厚くなるように、前記最上部導電層及び前記最上部導電層に最も近接した中間導電層の間に絶縁材料から成る前記1つ以上の層のうちの1つの層を形成することを更に具備したことを特徴とする請求項95に記載の方法。
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