JP2730492B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2730492B2
JP2730492B2 JP26047494A JP26047494A JP2730492B2 JP 2730492 B2 JP2730492 B2 JP 2730492B2 JP 26047494 A JP26047494 A JP 26047494A JP 26047494 A JP26047494 A JP 26047494A JP 2730492 B2 JP2730492 B2 JP 2730492B2
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gold
pad
barrier metal
bonding
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勇治 岩田
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/11Manufacturing methods

Landscapes

  • Wire Bonding (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体チップの金パッ
ドとハンダバンプとの間の接続構造を有する半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a connection structure between a gold pad and a solder bump of a semiconductor chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年コンピュータの性能はますます高速
度のものが要求されており、それに伴い半導体装置は、
大電力、超多ピンのフリップ・チップ方式の半導体チッ
プが出現するようになって来ている。
2. Description of the Related Art In recent years, computers have been required to have higher and higher performance.
High power, ultra-high pin count flip-chip type semiconductor chips have been emerging.

【0003】この一例は特開平1−214141号公報
に示されている。
One example of this is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-214141.

【0004】公報の第1図に示されるように、この発明
の一実施例は、能動領域及び配線等を含む回路領域11
と、この回路領域と接続する電極用パッド12とが形成
された半導体ペレット1と、電極用パッド12上に通常
矩形の開孔部(窓)をもち、半導体ペレット上全面を覆
って形成された無機質パッシベーション膜2と,この無
機質パッシベーション膜2の開孔部と同じ位置に円形状
の開孔部(窓)をもち、電極パッド12上の無機質パッ
シベーション膜2上及び電極パッド12周辺のパッシベ
ーション膜2上に、回路領域11上にかからないように
形成されたポリイミド膜3と、このポリイミド膜3の開
孔部を介して電極用パッド12上にバリアメタル膜4を
成膜した後、電極用パッド12と接続するはんだバンプ
5とを備えた構造となっている。
As shown in FIG. 1 of the publication, one embodiment of the present invention relates to a circuit area 11 including an active area and wiring.
And a semiconductor pellet 1 on which an electrode pad 12 connected to this circuit region is formed, and a generally rectangular opening (window) on the electrode pad 12 and formed over the entire surface of the semiconductor pellet. It has an inorganic passivation film 2 and a circular opening (window) at the same position as the opening of the inorganic passivation film 2. A polyimide film 3 is formed so as not to cover the circuit region 11, and a barrier metal film 4 is formed on the electrode pad 12 through the opening of the polyimide film 3. And a solder bump 5 connected thereto.

【0005】特に、大電力を必要とするバイポーラ型の
半導体チップについて、図5を参照して説明する。
In particular, a bipolar semiconductor chip requiring a large amount of power will be described with reference to FIG.

【0006】すなわち、金(Au)パッド2およびはん
だバンプ7間の接続は、接着メタル4とバリアメタル5
とを介して接続され、金(Au)パッド2とはんだバン
プ7との間における周辺部の構造は複雑となり、段差が
生じる構造となっていた。その結果、熱膨張係数の差に
より、熱応力による絶縁膜3、接着メタル4並びにバリ
アメタル5の破壊が発生していた。その結果、金(A
u)パッド2の金(Au)が、はんだバンプ7の錫(S
n)−鉛(Pb)共晶はんだに拡散してしまうと言う問
題がしばしば発生していた。
That is, the connection between the gold (Au) pad 2 and the solder bump 7 is made by the bonding metal 4 and the barrier metal 5.
, The structure of the peripheral portion between the gold (Au) pad 2 and the solder bump 7 is complicated, and a step is generated. As a result, the insulating film 3, the adhesive metal 4, and the barrier metal 5 were broken by thermal stress due to the difference in thermal expansion coefficient. As a result, gold (A
u) The gold (Au) of the pad 2 is replaced by the tin (S
n) -Lead (Pb) The problem that it diffuses into eutectic solder often occurred.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体装置
は、はんだバンプ7は、金(Au)パッド2の直上で、
チタン(Ti)および銅(Cu)からなる接着メタル4
と、その上にニッケル(Ni)からなるバリアメタル5
を介して形成されており、パッド周辺部の構造が段差に
より複雑となっている。
In this conventional semiconductor device, the solder bumps 7 are provided immediately above the gold (Au) pads 2.
Adhesive metal 4 made of titanium (Ti) and copper (Cu)
And a barrier metal 5 made of nickel (Ni) thereon
, And the structure around the pad is complicated by the steps.

【0008】このため、金(Au)パッド2の熱膨張係
数14.2×10-6(α/K-1),絶縁膜3の熱膨張係
数2.5×10-6(α/K-1),接着メタル4がチタン
(Ti)で形成されているときの熱膨張係数8.6×1
-6(α/K-1),接着メタル4が銅(Cu)で形成さ
れているときの熱膨張係数16.5×10-6(α/
-1),およびバリアメタル5がニッケル(Ni)で形
成されているときの熱膨張係数13.4×10-6(α/
-1)の差によって生じる応力により、接着メタル4並
びにバリアメタル5が破壊されてしまう。その結果、金
(Au)パッド2の金(Au)が、はんだバンプ7の錫
(Sn)−鉛(Pb)共晶はんだに拡散してしまい、接
続の信頼性をそこなうという問題点がある。
Therefore, the thermal expansion coefficient of the gold (Au) pad 2 is 14.2 × 10 −6 (α / K −1 ), and the thermal expansion coefficient of the insulating film 3 is 2.5 × 10 −6 (α / K −). 1 ) Thermal expansion coefficient of 8.6 × 1 when the adhesive metal 4 is formed of titanium (Ti)
0 -6 (α / K -1 ), coefficient of thermal expansion when the adhesive metal 4 is formed of copper (Cu) 16.5 × 10 -6 (α / K -1 ).
K -1 ) and a coefficient of thermal expansion of 13.4 × 10 -6 (α /
The bonding metal 4 and the barrier metal 5 are destroyed by the stress generated by the difference of K -1 ). As a result, there is a problem that the gold (Au) of the gold (Au) pad 2 is diffused into the tin (Sn) -lead (Pb) eutectic solder of the solder bump 7 and the connection reliability is impaired.

【0009】本発明の目的は、接続信頼性を向上するよ
うにした半導体装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having improved connection reliability.

【0010】本発明の他の目的は、金パッドの金がはん
だバンプに拡散しないようにした半導体装置を提供する
ことにある。
Another object of the present invention is to provide a semiconductor device in which gold of a gold pad is prevented from diffusing into solder bumps.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体装
置は、半導体の表面に形成された金パッドと、接着メタ
ルおよびバリアメタルを介して前記金パッドとは平面上
異なる位置に配設されたはんだバンプとを含む。
According to a first semiconductor device of the present invention, a gold pad formed on a surface of a semiconductor is disposed at a position different from a plane of the gold pad via an adhesive metal and a barrier metal. Solder bumps.

【0012】本発明の第2の半導体装置は、前記第1の
半導体装置において前記はんだバンプ直下およびその周
辺の前記接着メタルおよび前記バリアメタルが平坦に形
成されることを特徴とする。
A second semiconductor device according to the present invention is characterized in that in the first semiconductor device, the adhesive metal and the barrier metal immediately below and around the solder bump are formed flat.

【0013】本発明の第3の半導体装置は、半導体の表
面に形成された金パッドと、この金パッドの一部と接着
した接着メタルと、この接着メタルの前記金パッド接着
面とは反対の面に接着されたバリアメタルと、前記金パ
ッドとは平面上異なる前記バリアメタル上の位置に設け
られ前記接着メタルおよび前記バリアメタルを介して前
記金パッドと電気的に接続されたはんだバンプとを含
む。
According to a third semiconductor device of the present invention, a gold pad formed on a surface of a semiconductor, an adhesive metal bonded to a part of the gold pad, and an opposite surface of the adhesive metal to the gold pad bonding surface. A barrier metal bonded to a surface and a solder bump provided at a position on the barrier metal different from the gold pad on a plane and electrically connected to the gold pad via the bonding metal and the barrier metal. Including.

【0014】本発明の第4の半導体装置は、半導体の表
面に形成された金パッドと、この金パッドの一部と接着
した第1の接着メタルと、この接着メタルの前記金パッ
ド接着面とは反対の面に接着された第1のバリアメタル
と、この第1のバリアメタルと接着した第2の接着メタ
ルと、この第2の接着メタルの前記第1のバリアメタル
接着面とは反対の面に接着された第2のバリアメタル
と、前記金パッドとは平面上異なる前記第2バリアメタ
ル上の位置に設けられ前記第1の接着メタル,前記第1
のバリアメタル,前記第2の接着メタル,および前記第
2のバリアメタルを介して電気的に接続されたはんだバ
ンプとを含む。
According to a fourth semiconductor device of the present invention, there is provided a gold pad formed on a surface of a semiconductor, a first bonding metal bonded to a part of the gold pad, and a gold pad bonding surface of the bonding metal. Is a first barrier metal bonded to the opposite surface, a second bonding metal bonded to the first barrier metal, and a second bonding metal opposite to the first barrier metal bonding surface of the second bonding metal. A second barrier metal bonded to a surface and the gold pad are provided at positions on the second barrier metal different from the plane on the plane;
, The second bonding metal, and the solder bumps electrically connected through the second barrier metal.

【0015】[0015]

【実施例】次に本発明の一実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0016】図1を参照すると、本発明の第1の実施例
は、半導体チップ1,この半導体チップ1の表面の一部
に100〜800オングストローム程度の厚さのチタン
(Ti)および白金(Pt)からなる給電層を含む金
(Au)パッド2,この金(Au)パッド2が一部露出
するように半導体チップ1および金(Au)パッド2上
に形成された例えば二酸化シリコンSiO2 からなる無
機質の絶縁膜3,この絶縁膜3およびこの絶縁膜3の覆
われていない金(Au)パッド2の露出された部分の上
に形成された100〜800オングストロームの膜厚の
チタン(Ti)および1000〜10000オングスト
ロームの膜厚の銅(Cu)からなる接着メタル4,この
接着メタル4により機械的に接着されたニッケル(N
i)からなるバリアメタル5,このバリアメタル5およ
び絶縁膜3上の金パッド2とは異なる平面上の位置に形
成された開孔窓8を有するポリイミド膜6およびこの開
孔窓8上に形成された球状のはんだバンプ7を含む。
Referring to FIG. 1, in a first embodiment of the present invention, a semiconductor chip 1 is provided with titanium (Ti) and platinum (Pt) having a thickness of about 100 to 800 angstroms on a part of the surface of the semiconductor chip 1. ) Including a power supply layer made of a semiconductor chip 1 and, for example, silicon dioxide SiO 2 formed on the gold (Au) pad 2 so that the gold (Au) pad 2 is partially exposed. An inorganic insulating film 3, titanium (Ti) having a thickness of 100 to 800 angstroms formed on an exposed portion of the gold (Au) pad 2 which is not covered with the insulating film 3 and the insulating film 3; An adhesive metal 4 made of copper (Cu) having a thickness of 1000 to 10000 angstroms, and nickel (N) mechanically bonded by the adhesive metal 4
i) a barrier metal 5, a polyimide film 6 having an aperture window 8 formed at a position on a plane different from the gold pad 2 on the barrier metal 5 and the insulating film 3, and formed on the aperture window 8. Including the formed spherical solder bumps 7.

【0017】次に本発明の第1の実施例の製造方法につ
いて図面を参照して詳細に説明する。
Next, the manufacturing method of the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0018】図2(a)を参照すると、半導体チップ1
の表面に金(Au)パッド2が形成されている。この金
(Au)パッド2より下層の配線,スルーホールならび
に絶縁層は図示されていない。
Referring to FIG. 2A, the semiconductor chip 1
A gold (Au) pad 2 is formed on the surface. The wiring, through-holes, and insulating layers below the gold (Au) pad 2 are not shown.

【0019】この金(Au)パッド2の形成は、以下の
順序で行なわれる。例えば、チタン(Ti)および白金
(Pt)からなる給電層がスパッタにより形成される。
チタン(Ti)および白金(Pt)の膜厚は、何れも1
00〜800オングストローム程度が順次一様に施され
ていればよい。次に、写真の縮小,パターンの繰り返
し,CAD,最新の電子ビーム手法などの一連の手続き
によって作るパターンの形成法であって、マスクなどを
作り、それにより基板に像を転写する主要な手段である
フォトリソグラフィー法及びメッキ法にて金(Au)パ
ッド2は形成される。
The formation of the gold (Au) pad 2 is performed in the following order. For example, a power supply layer made of titanium (Ti) and platinum (Pt) is formed by sputtering.
The thickness of each of titanium (Ti) and platinum (Pt) is 1
It suffices that about 00 to 800 angstroms are sequentially and uniformly applied. Next, a method of forming a pattern by a series of procedures such as photo reduction, pattern repetition, CAD, the latest electron beam method, etc., which is a main means of making a mask etc. and thereby transferring an image to a substrate. The gold (Au) pad 2 is formed by a certain photolithography method and plating method.

【0020】図2(b)を参照すると、金(Au)パッ
ド2の形成後、半導体チップ1上の全面に二酸化シリコ
ンSiO2 等から成る無機質の絶縁膜3がチップ1の表
面上、またはその近傍の気相中における化学反応の生成
物として無機質の絶縁膜3を堆積する化学気相成長法
(Chemical Vapor Depositio
n 以下CVD)により一様に形成されている。
Referring to FIG. 2B, after the formation of the gold (Au) pad 2, an inorganic insulating film 3 made of silicon dioxide SiO 2 or the like is formed on the entire surface of the semiconductor chip 1 or on the surface of the chip 1. Chemical vapor deposition (chemical vapor deposition) in which an inorganic insulating film 3 is deposited as a product of a chemical reaction in a nearby gas phase.
n or less by CVD).

【0021】図2(c)を参照すると、金(Au)パッ
ド2の一部が露出するように絶縁膜3の開孔が行なわれ
る。
Referring to FIG. 2C, a hole is formed in insulating film 3 so that a portion of gold (Au) pad 2 is exposed.

【0022】図2(d)を参照すると、図2(c)で示
された状態の上に、ニッケル(Ni)から成るバリアメ
タル5との間の給電および機械的接着を可能とするチタ
ン(Ti)および銅(Cu)からなる接着メタル4が、
例えば加速したプラズマ状態のイオンの衝撃でソースよ
り原子を取り去るスパッタ法により一様に全面に順次形
成される。接着メタル4のチタン(Ti)の膜厚は、チ
タン(Ti)が例えば、100〜800オングストロー
ム,銅(Cu)の膜厚は、例えば1000〜10000
オングストロームである。チタン(Ti)および銅(C
u)の膜厚は、ニッケル(Ni)メッキおよび錫(S
n)−鉛(Pb)はんだのメッキ供給のためにメッキ電
流を均一に充分供給できる程度まで厚くしておけばよ
い。
Referring to FIG. 2D, on top of the state shown in FIG. 2C, titanium (Ni) is used for supplying power and mechanically bonding to the barrier metal 5 made of nickel (Ni). An adhesive metal 4 made of Ti) and copper (Cu)
For example, it is formed uniformly over the entire surface by a sputtering method in which atoms are removed from the source by the bombardment of ions in an accelerated plasma state. The thickness of titanium (Ti) of the adhesive metal 4 is, for example, 100 to 800 angstroms, and the thickness of copper (Cu) is, for example, 1000 to 10000.
Angstrom. Titanium (Ti) and copper (C
u) is made of nickel (Ni) plating and tin (S
It is sufficient to make the plating current thick enough to supply the plating current uniformly and sufficiently to supply the plating of n) -lead (Pb) solder.

【0023】図2(e)を参照すると、接着メタル4上
にニッケル(Ni)から成るバリアメタル5がメッキ法
により形成された状態が示されている。この状態におい
て、メッキ用レジストを用いてフォトリソグラフィー法
によりバリアメタル5の形成エリアが開孔される。
FIG. 2E shows a state in which a barrier metal 5 made of nickel (Ni) is formed on the adhesive metal 4 by a plating method. In this state, the formation area of the barrier metal 5 is opened by photolithography using a plating resist.

【0024】図2(f)を参照すると、まずニッケル
(Ni)メッキ浴中で2〜5ミクロン(μm)程度のニ
ッケル(Ni)メッキが行なわれる。次に、メッキ用レ
ジスト膜が剥離される。その後バリアメタル5をマスク
として銅(Cu)およびチタン(Ti)の接着メタル4
が順次エッチングされる。
Referring to FIG. 2F, first, nickel (Ni) plating of about 2 to 5 microns (μm) is performed in a nickel (Ni) plating bath. Next, the plating resist film is peeled off. Thereafter, using the barrier metal 5 as a mask, an adhesive metal 4 of copper (Cu) and titanium (Ti)
Are sequentially etched.

【0025】図2(g)を参照すると、バリアメタル5
を含む絶縁膜3上に1〜3ミクロン(μm)程度のポリ
イミド膜がスピンコート法により成膜された状態が示さ
れている。
Referring to FIG. 2G, the barrier metal 5
3 shows a state in which a polyimide film of about 1 to 3 μm (μm) is formed on the insulating film 3 containing, by spin coating.

【0026】図2(h)を参照すると、フォトリソグラ
フィー法により、はんだバンプ7を形成するため、ポリ
イミド膜6が円形状に選択的にエッチングされて開孔窓
8が形成されている。開孔窓8は、平面上で金(Au)
パッド2と重ならない位置に配設されている。さらに開
孔窓8は、絶縁膜3とバリアメタル5の段差に少ない位
置に配設されている。
Referring to FIG. 2H, in order to form the solder bumps 7 by photolithography, the polyimide film 6 is selectively etched in a circular shape to form an aperture window 8. The aperture window 8 is made of gold (Au) on a plane.
It is arranged at a position that does not overlap with the pad 2. Further, the aperture window 8 is provided at a position that is less than the step between the insulating film 3 and the barrier metal 5.

【0027】図2(i)を参照すると、錫(Sn)−鉛
(Pb)共晶はんだメッキ浴中で、電解メッキにより、
バリアメタル5層上に所定量の錫(Sn)−鉛(Pb)
共晶はんだが行なわれた後、メッキ用レジスト膜が剥離
された状態が示されている。
Referring to FIG. 2 (i), in a tin (Sn) -lead (Pb) eutectic solder plating bath, electrolytic plating is performed.
A predetermined amount of tin (Sn) -lead (Pb) on five barrier metal layers
The state where the plating resist film is peeled off after the eutectic solder is performed is shown.

【0028】図2(j)を参照すると、はんだメッキさ
れた錫(Sn)−鉛(Pb)共晶はんだが溶解整形(ウ
エットバック)されて球状のはんだバンプ7が形成され
る。
Referring to FIG. 2J, the solder-plated tin (Sn) -lead (Pb) eutectic solder is melt-shaped (wet back) to form a spherical solder bump 7.

【0029】はんだバンプ7の形成は、200〜230
℃程度の温度で接続する前に仮止めのハンダを用いるハ
ンダ付方法であるリフローすることにより容易に形成で
きる。
The formation of the solder bumps 7 is carried out at 200 to 230
It can be easily formed by reflow, which is a soldering method using temporarily fixed solder, before connecting at a temperature of about ° C.

【0030】はんだバンプ7は、平面上で金(Au)パ
ッドに重ならない位置に配設することにより、金(A
u)パッド2とはんだバンプ7との間の接続パスを長く
することができる。そのため、金(Au)パッド2の熱
膨張係数14.2×10-6(α/K-1),絶縁膜3の熱
膨張係数2.5×10-6(α/K-1),接着メタル4が
チタン(Ti)で形成されているときの熱膨張係数8.
6×10-6(α/K-1),接着メタル4が銅(Cu)で
形成されているときの熱膨張係数16.5×10-6(α
/K-1),およびバリアメタル5がニッケル(Ni)で
形成されているときの熱膨張係数13.4×10-6(α
/K-1)の相互間の差で生ずる応力により、絶縁膜3,
接着メタル4並びにバリアメタル5が破壊されたとして
も、金(Au)パッド2の金(Au)がはんだバンプ7
の錫(Sn)−鉛(Pb)共晶はんだに拡散することを
防止できる。
By arranging the solder bumps 7 on the plane at positions not overlapping the gold (Au) pads, the gold (A)
u) The connection path between the pad 2 and the solder bump 7 can be lengthened. Therefore, the thermal expansion coefficient of the gold (Au) pad 2 is 14.2 × 10 −6 (α / K −1 ), the thermal expansion coefficient of the insulating film 3 is 2.5 × 10 −6 (α / K −1 ), and the adhesion is 7. Thermal expansion coefficient when metal 4 is formed of titanium (Ti)
6 × 10 −6 (α / K −1 ), coefficient of thermal expansion 16.5 × 10 −6 (α when the adhesive metal 4 is formed of copper (Cu))
/ K -1 ), and the coefficient of thermal expansion when the barrier metal 5 is formed of nickel (Ni) 13.4 × 10 -6
/ K -1 ), the insulating film 3
Even if the bonding metal 4 and the barrier metal 5 are broken, the gold (Au) of the gold (Au) pad 2 is
Can be prevented from diffusing into the tin (Sn) -lead (Pb) eutectic solder.

【0031】次に、本発明の第2の実施例について図面
を参照して詳細に説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0032】図3を参照すると、本発明の第2の実施例
の特徴は、第1の実施例で示された接着メタル4および
バリアメタル5の組合せを2重とした構造となっている
ところにある。
Referring to FIG. 3, the feature of the second embodiment of the present invention is that the combination of the bonding metal 4 and the barrier metal 5 shown in the first embodiment has a double structure. It is in.

【0033】すなわち、本発明の第2の実施例は、半導
体チップ1,この半導体チップ1の表面の一部に100
〜800オングストローム程度の厚さのチタン(Ti)
および白金(Pt)からなる給電層を含む金(Au)パ
ッド2,この金(Au)パッド2が一部露出するように
半導体チップ1および金(Au)パッド2上に形成され
た例えば二酸化シリコンSiO2 からなる無機質の絶縁
膜3,この絶縁膜3およびこの絶縁膜3の覆われていな
い金(Au)パッド2の露出された部分の上に形成され
た100〜800オングストロームの膜厚のチタン(T
i)および1000〜10000オングストロームの膜
厚の銅(Cu)からなる接着メタル4,この接着メタル
4により機械的に接着されたニッケル(Ni)からなる
バリアメタル5,このバリアメタル5上に形成された1
00〜800オングストロームの膜厚のチタン(Ti)
および1000〜10000オングストロームの膜厚の
銅(Cu)からなる接着メタル4,この接着メタル4に
より機械的に接着されたニッケル(Ni)からなるバリ
アメタル5,このバリアメタル5および絶縁膜3上に形
成された開孔窓8を有するポリイミド膜6,およびこの
開孔窓8上に形成された球状のはんだバンプ7を含む。
That is, in the second embodiment of the present invention, the semiconductor chip 1
Titanium (Ti) with a thickness of about 800 Å
(Au) pad 2 including a power supply layer made of platinum and platinum (Pt) 2, for example, silicon dioxide formed on semiconductor chip 1 and gold (Au) pad 2 so as to partially expose gold (Au) pad 2 An inorganic insulating film 3 made of SiO 2, a titanium film having a thickness of 100 to 800 Å formed on an exposed portion of the insulating film 3 and an uncovered gold (Au) pad 2 not covered with the insulating film 3 (T
i) and an adhesion metal 4 made of copper (Cu) having a thickness of 1000 to 10000 angstroms, a barrier metal 5 made of nickel (Ni) mechanically adhered by the adhesion metal 4, and formed on the barrier metal 5. One
Titanium (Ti) with a thickness of 00 to 800 Å
And an adhesion metal 4 made of copper (Cu) having a thickness of 1000 to 10000 angstroms, a barrier metal 5 made of nickel (Ni) mechanically adhered by the adhesion metal 4, It includes a polyimide film 6 having a formed opening window 8 and a spherical solder bump 7 formed on the opening window 8.

【0034】次に本発明の第2の実施例の製造方法につ
いて図面を参照して説明する。
Next, a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0035】図4(a)〜(f)に示される製造工程
は、本発明の第1の実施例における図2(a)〜(f)
で示された製造工程と同一である。
The manufacturing steps shown in FIGS. 4A to 4F correspond to FIGS. 2A to 2F in the first embodiment of the present invention.
Are the same as those in the manufacturing process.

【0036】図4(g)を参照すると、図4(f)で示
されたニッケル(Ni)からなるバリアメタル5の上
に、このバリアメタル5との間の給電および機械的接着
を可能とするチタン(Ti)および銅(Cu)からなる
接着メタル4がスパッタ法により一様に全面に順次形成
される。接着メタル4のチタン(Ti)および銅(C
u)の膜厚の条件は、第1の実施例の図2(d)を参照
して説明したものと同じである。
Referring to FIG. 4G, power supply and mechanical bonding between the barrier metal 5 and nickel (Ni) shown in FIG. 4F can be performed. Adhesive metal 4 made of titanium (Ti) and copper (Cu) is sequentially formed over the entire surface by sputtering. Titanium (Ti) and copper (C) of the bonding metal 4
The conditions for the film thickness u) are the same as those described with reference to FIG. 2D of the first embodiment.

【0037】図4(h)を参照すると、接着メタル4上
にニッケル(Ni)から成るバリアメタル5がメッキ法
により形成された状態が示されている。この状態におい
て、メッキ用レジストを用いてフォトリソグラフィー法
によりバリアメタル5の形成エリアが開孔される。
FIG. 4H shows a state in which a barrier metal 5 made of nickel (Ni) is formed on the adhesive metal 4 by a plating method. In this state, the formation area of the barrier metal 5 is opened by photolithography using a plating resist.

【0038】図4(i)を参照すると、まずニッケル
(Ni)メッキ浴中で2〜5ミクロン(μm)程度のニ
ッケル(Ni)メッキが行なわれる。次に、メッキ用レ
ジスト膜が剥離される。その後バリアメタル5をマスク
として銅(Cu)およびチタン(Ti)の接着メタル4
が順次エッチングされる。
Referring to FIG. 4 (i), first, nickel (Ni) plating of about 2 to 5 microns (μm) is performed in a nickel (Ni) plating bath. Next, the plating resist film is peeled off. Thereafter, using the barrier metal 5 as a mask, an adhesive metal 4 of copper (Cu) and titanium (Ti)
Are sequentially etched.

【0039】図4(j)−図4(m)に示される製造工
程は、本発明の第1の実施例における図2(g)−
(j)で示された製造工程と同じ製造工程である。
The manufacturing steps shown in FIGS. 4 (j) to 4 (m) correspond to those in the first embodiment of the present invention shown in FIG. 2 (g).
This is the same manufacturing process as the manufacturing process shown in (j).

【0040】本発明の第2の実施例は、接着メタル4お
よびバリアメタル5の組合せが2重構造となっている。
この結果、熱膨張係数の差から生ずる応力により、絶縁
膜3,接着メタル4およびバリアメタル5が破壊された
としても金(Au)パッド2の金がはんだバンプ7の錫
(Sn)−鉛(Pb)共晶はんだへの拡散をより確実に
防止することができる。
In the second embodiment of the present invention, the combination of the bonding metal 4 and the barrier metal 5 has a double structure.
As a result, even if the insulating film 3, the adhesive metal 4 and the barrier metal 5 are destroyed by the stress caused by the difference in the thermal expansion coefficient, the gold of the gold (Au) pad 2 becomes tin (Sn) -lead ( Pb) Diffusion into the eutectic solder can be more reliably prevented.

【0041】[0041]

【発明の効果】本発明は、金パッド2とはんだバンプ7
とが平面上で重ならない位置に配設し、接続パスを長く
している。従って、金(Au)パッド2,絶縁膜3,接
着メタル4並びにバリアメタル5間での熱膨張係数の差
にて生ずる熱ストレスにより、絶縁膜3,接着メタル4
およびバリアメタル5の破壊が発生しても金(Au)パ
ッド2からの金(Au)が、はんだバンプ7の錫(S
n)−鉛(Pb)共晶はんだへの拡散を防止することが
できる。その結果、接続信頼性の向上を図ることができ
るという効果がある。
According to the present invention, the gold pad 2 and the solder bump 7 are provided.
Are arranged so that they do not overlap on a plane, and the connection path is lengthened. Accordingly, the thermal stress caused by the difference in the coefficient of thermal expansion between the gold (Au) pad 2, the insulating film 3, the adhesive metal 4, and the barrier metal 5 causes the insulating film 3, the adhesive metal 4,
Even if the barrier metal 5 is destroyed, the gold (Au) from the gold (Au) pad 2 will not
n) -Lead (Pb) diffusion to the eutectic solder can be prevented. As a result, there is an effect that connection reliability can be improved.

【0042】本発明は、また、接着メタル4とバリアメ
タル5とを2重構造としているため接続信頼性の向上は
一層顕著である。
In the present invention, since the bonding metal 4 and the barrier metal 5 have a double structure, the improvement in connection reliability is further remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a first exemplary embodiment of the present invention.

【図2】(a)−(j)は、本発明の第1の実施例の製
造方法を説明するための図である。
FIGS. 2A to 2J are views for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a second exemplary embodiment of the present invention.

【図4】(a)−(m)は本発明の第2の実施例の製造
方法を説明するための図である。
FIGS. 4A to 4M are views for explaining a manufacturing method according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体チップ 2 金(Au)パッド 3 絶縁膜 4 接着メタル 5 バリアメタル 6 ポリイミド膜 7 はんだバンプ 8 開孔窓 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor chip 2 Gold (Au) pad 3 Insulating film 4 Adhesion metal 5 Barrier metal 6 Polyimide film 7 Solder bump 8 Opening window

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体の表面に形成された金パッドと、
接着メタルおよびバリアメタルを介して前記金パッドと
は平面上異なる位置に配設されたはんだバンプとを含む
ことを特徴とする半導体装置。
A gold pad formed on a surface of a semiconductor;
A semiconductor device, comprising: a solder bump disposed at a position different from the gold pad through a bonding metal and a barrier metal.
【請求項2】 半導体の表面に形成された金パッドと、 この金パッドの一部と接着した接着メタルと、 この接着メタルの前記金パッド接着面とは反対の面に接
着されたバリアメタルと、 前記金パッドとは平面上異なる前記バリアメタル上の位
置に設けられ前記接着メタルおよび前記バリアメタルを
介して前記金パッドと電気的に接続されたはんだバンプ
とを含むことを特徴とする半導体装置。
2. A gold pad formed on a surface of a semiconductor, a bonding metal bonded to a part of the gold pad, and a barrier metal bonded to a surface of the bonding metal opposite to the gold pad bonding surface. A semiconductor device provided at a position on the barrier metal different from the gold pad on a plane and electrically connected to the gold pad via the adhesive metal and the barrier metal; .
【請求項3】 半導体の表面に形成された金パッドと、 この金パッドの一部と接着した第1の接着メタルと、 この接着メタルの前記金パッド接着面とは反対の面に接
着された第1のバリアメタルと、 この第1のバリアメタルと接着した第2の接着メタル
と、 この第2の接着メタルの前記第1のバリアメタル接着面
とは反対の面に接着された第2のバリアメタルと、 前記金パッドとは平面上異なる前記第2バリアメタル上
の位置に設けられ前記第1の接着メタル,前記第1のバ
リアメタル,前記第2の接着メタル,および前記第2の
バリアメタルを介して電気的に接続されたはんだバンプ
とを含むことを特徴とする半導体装置。
3. A gold pad formed on a surface of a semiconductor, a first bonding metal bonded to a part of the gold pad, and a surface of the bonding metal opposite to the gold pad bonding surface. A first barrier metal, a second bonding metal bonded to the first barrier metal, and a second bonding metal bonded to a surface of the second bonding metal opposite to the first barrier metal bonding surface. A barrier metal, provided at a position on the second barrier metal different from the gold pad on a plane, the first adhesive metal, the first barrier metal, the second adhesive metal, and the second barrier A semiconductor device comprising: a solder bump electrically connected via a metal.
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