JPH01220838A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、シ・リコン酸化膜と密着性の高い材料から
成る基板で構成された半導体装置または前記基板上に形
成されたエピタキシャル層に構成された半導体装置に関
するものである。
成る基板で構成された半導体装置または前記基板上に形
成されたエピタキシャル層に構成された半導体装置に関
するものである。
チップの電極とパッケージの電極を接続する方法として
、ワイヤボンディング法がある。このワイヤボンディン
グ法には、熱圧着法と超音波法とがある。
、ワイヤボンディング法がある。このワイヤボンディン
グ法には、熱圧着法と超音波法とがある。
熱圧着法は、第2図で示すように、金属の融点以下の温
度で、双方の金属の清浄面を加圧接触し、溶融すること
なく金属の拡散によって接合させるものである。チップ
1やパッケージ2あるいは金属ワイヤ3を約300℃に
加熱した後、チップ1のAIパッド4およびパッケージ
の電極パッド5を形成しているAu、Agのめっき層や
Au−Pdの厚膜に、それぞれ金属ワイヤ3(Au線)
を加圧接触させて接合する。この方法は、ボンデインク
の方向性がないため作業性がよい。
度で、双方の金属の清浄面を加圧接触し、溶融すること
なく金属の拡散によって接合させるものである。チップ
1やパッケージ2あるいは金属ワイヤ3を約300℃に
加熱した後、チップ1のAIパッド4およびパッケージ
の電極パッド5を形成しているAu、Agのめっき層や
Au−Pdの厚膜に、それぞれ金属ワイヤ3(Au線)
を加圧接触させて接合する。この方法は、ボンデインク
の方向性がないため作業性がよい。
超音波法は、第3図で示すように、超音波の振動を接続
する金属ワイヤ6(Al線)に伝えて、チップ1上のA
Iパッド4と金属ワイヤ6間との摩擦によりA1表面の
酸化膜を除去し双方を接触させる。その後、金属ワイヤ
6とボンディングツールとの間に生ずる摩擦熱によって
、接合をより強固なものにする。この方法は、A1線を
常温においてボンディングするので、熱圧着法のような
ボンディング時の熱的な影響がなく、Al−Al接続な
ので強度的に弱い金属間化合物等をつくらず、接合方法
としては信頼性が高い。
する金属ワイヤ6(Al線)に伝えて、チップ1上のA
Iパッド4と金属ワイヤ6間との摩擦によりA1表面の
酸化膜を除去し双方を接触させる。その後、金属ワイヤ
6とボンディングツールとの間に生ずる摩擦熱によって
、接合をより強固なものにする。この方法は、A1線を
常温においてボンディングするので、熱圧着法のような
ボンディング時の熱的な影響がなく、Al−Al接続な
ので強度的に弱い金属間化合物等をつくらず、接合方法
としては信頼性が高い。
いずれの方法による場合でも、半導体から成るチップ1
上に、ワイヤボンディング用電極として金属(AI)バ
ッド4を形成しており、この金属(AI)バッド4に金
属ワイヤ3.6が接続されている。
上に、ワイヤボンディング用電極として金属(AI)バ
ッド4を形成しており、この金属(AI)バッド4に金
属ワイヤ3.6が接続されている。
しかしながら、半導体と金属は一般的に密着性が悪いの
で、両者と密着性の良い薄膜を介在しなければならない
。
で、両者と密着性の良い薄膜を介在しなければならない
。
第4図は、従来の半導体装置の構成を示すものである。
同図(a)は、GaAs基板から成るチップ1上に直接
金属バッド4を形成した構成を示すものである。この場
合、ワイヤボンディング時のストレスにより、チップ1
と金属パッド4の界面から剥離したり、チップ1に損傷
を与え金属バッド4が剥離するという問題がある。
金属バッド4を形成した構成を示すものである。この場
合、ワイヤボンディング時のストレスにより、チップ1
と金属パッド4の界面から剥離したり、チップ1に損傷
を与え金属バッド4が剥離するという問題がある。
そのため、同図(b)ではチップ1上にGaAsと密着
性の良いシリコン酸化膜(S iO2)または金属と密
着性の良いシリコン窒化膜(SiN)7を形成し、その
上に金属パッド4を形成している。しかし、シリコン酸
化膜を使用したときにはシリコン酸化膜と金属との密着
不良が生じ、シリコン窒化膜を使用したときにはシリコ
ン窒化膜とGaAsとの密着不良が生じるので、界面剥
離が発生する。
性の良いシリコン酸化膜(S iO2)または金属と密
着性の良いシリコン窒化膜(SiN)7を形成し、その
上に金属パッド4を形成している。しかし、シリコン酸
化膜を使用したときにはシリコン酸化膜と金属との密着
不良が生じ、シリコン窒化膜を使用したときにはシリコ
ン窒化膜とGaAsとの密着不良が生じるので、界面剥
離が発生する。
そこで、同図(C)で示すように、チップ1上にシリコ
ン酸化膜8およびシリコン窒化膜9を2層構造として形
成し、その上に金属パッド4を構成したものがある。こ
の場合、界面剥離は抑止できるがプロセスが複雑になり
、さらにシリコン窒化膜9の大きな応力によりチップ1
の電気特性が変動する。このように、従来技術では界面
剥離あるいは複雑なプロセスの為、信頼性及び生産歩留
まりが悪いという欠点があった。
ン酸化膜8およびシリコン窒化膜9を2層構造として形
成し、その上に金属パッド4を構成したものがある。こ
の場合、界面剥離は抑止できるがプロセスが複雑になり
、さらにシリコン窒化膜9の大きな応力によりチップ1
の電気特性が変動する。このように、従来技術では界面
剥離あるいは複雑なプロセスの為、信頼性及び生産歩留
まりが悪いという欠点があった。
そこでこの発明は、信頼性及び生産歩留まりの向上を目
的とする。
的とする。
上記課題を達成するため、この発明はシリコン酸化膜と
密着性の高い材料から成る基板で構成された半導体装置
またはこの基板上に形成されたエピタキシャル層に構成
された半導体装置において、基板またはエピタキシャル
層上にシリコン・オキシ・ナイトライド(SiON
)膜を形成し、 y シリコン・オキシ・ナイトライド膜上にシリコン窒化膜
と密着性の高い材料から成るボンディング用電極を形成
することを特徴とする。
密着性の高い材料から成る基板で構成された半導体装置
またはこの基板上に形成されたエピタキシャル層に構成
された半導体装置において、基板またはエピタキシャル
層上にシリコン・オキシ・ナイトライド(SiON
)膜を形成し、 y シリコン・オキシ・ナイトライド膜上にシリコン窒化膜
と密着性の高い材料から成るボンディング用電極を形成
することを特徴とする。
(作用〕
この発明は、以上のように構成されているので、チップ
及び金属パッドとの界面剥離を防止することができ、電
極形成プロセスを簡単にすることができる。
及び金属パッドとの界面剥離を防止することができ、電
極形成プロセスを簡単にすることができる。
以下、この発明の一実施例に係る半導体装置を添付図面
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を用い、重複する説明は省略する。
に基づき説明する。なお、説明において同一要素には同
一符号を用い、重複する説明は省略する。
第1図は、この発明の一実施例に係る半導体装置を示す
ものである。チップ10は、たとえばGaAsで形成さ
れている。このチップ10上には、チップ10を形成す
る材質(G a A s )と密着性の良い材質(S
iO2)と、電極として使用゛される材質(金属)と密
着性の良い材質(SiN)との中間的性質を有する材質
(SiON )で y 構成された薄膜11が形成されている。この薄膜11上
に電極バッド12が構成されている。この電極バッド1
2は、導電体であればよく、特に金属に限定されるもの
ではない。その為、チップ10との密着強度および電極
バッド12との密着強度が十分に確保でき、ワイヤボン
ディング用電極の界面剥離を防止することができる。た
とえば、GaAs基板に対してSiON を使用した
場y 合、SiON の組成比を変化させることによy す、薄膜の性質をS l 02膜あるいはSiN膜に近
付けることができ、電極材料が変わっても密着強度をコ
ントロールすることができる。
ものである。チップ10は、たとえばGaAsで形成さ
れている。このチップ10上には、チップ10を形成す
る材質(G a A s )と密着性の良い材質(S
iO2)と、電極として使用゛される材質(金属)と密
着性の良い材質(SiN)との中間的性質を有する材質
(SiON )で y 構成された薄膜11が形成されている。この薄膜11上
に電極バッド12が構成されている。この電極バッド1
2は、導電体であればよく、特に金属に限定されるもの
ではない。その為、チップ10との密着強度および電極
バッド12との密着強度が十分に確保でき、ワイヤボン
ディング用電極の界面剥離を防止することができる。た
とえば、GaAs基板に対してSiON を使用した
場y 合、SiON の組成比を変化させることによy す、薄膜の性質をS l 02膜あるいはSiN膜に近
付けることができ、電極材料が変わっても密着強度をコ
ントロールすることができる。
なお、チップの材質としてこの実施例ではGaAs基板
で説明しているが、特にGaAsに限定されるものでは
ない。重要なことは、基板を形成する半導体と、電極を
形成する金属との中間的密着性を有する材質を、基板と
電極の間に介在して半導体装置を構成している点である
。したがって、基板材料としては、シリコン(St)や
インジウムリン(InP)などでもよい。この場合でも
、SiON を使用することにより密着強y 度が十分に確保することができる。
で説明しているが、特にGaAsに限定されるものでは
ない。重要なことは、基板を形成する半導体と、電極を
形成する金属との中間的密着性を有する材質を、基板と
電極の間に介在して半導体装置を構成している点である
。したがって、基板材料としては、シリコン(St)や
インジウムリン(InP)などでもよい。この場合でも
、SiON を使用することにより密着強y 度が十分に確保することができる。
さらに、基板(たとえば、GaAs)上に成長させたエ
ピタキシャル層(AIGaAs層)上にSiON を
構成しても、同等の効果が得られy る。
ピタキシャル層(AIGaAs層)上にSiON を
構成しても、同等の効果が得られy る。
また、ボンディング用電極として単層金属で説明したが
、特にこの実施例に限定されるものではない。たとえば
、チタン(Ti)、白金(pt)、金(Au)を含んで
構成される多層金属でもよい。
、特にこの実施例に限定されるものではない。たとえば
、チタン(Ti)、白金(pt)、金(Au)を含んで
構成される多層金属でもよい。
この場合、Auを配線電極としてTtをSiON と
の密着強化のために使用する。
の密着強化のために使用する。
y
ptは、AuとTiとの反応防止に使用する。このよう
に、Ti−Pt−Auの多層配線構造とすることにより
、エレクトロマイグレーションが強くなる。
に、Ti−Pt−Auの多層配線構造とすることにより
、エレクトロマイグレーションが強くなる。
さらに、上述した材料の他にタングステンシリサイドの
ようなものでもよい。
ようなものでもよい。
この発明は、以上説明したように構成されているので、
電極と基板間の界面剥離を防止でき、半導体装置の信頼
性および生産歩留まりが向上する。
電極と基板間の界面剥離を防止でき、半導体装置の信頼
性および生産歩留まりが向上する。
特に、基板と電極の間に介在する薄膜が一層で足りるの
で、製造プロセスが複雑にならないという利点がある。
で、製造プロセスが複雑にならないという利点がある。
第1図は、この発明の一実施例に係る半導体装置の基本
構成を示す図、第2図及び第3図は、ワイヤボンディン
グ法を説明するための図、第4図は、従来技術の基本構
成を示す図である。 1.10・・・チップ 2・・・パッケージ 3.6・・・金属ワイヤ 4・・・Alバッド 5・・・電極パッド 7・・・シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜8・・・
シリコン酸化膜 9・・・シリコン窒化膜 11・・・薄膜 12・・・電極パッド 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 1) 行 −半導体装置
の基本構成 第1図 従来技術 第4図
構成を示す図、第2図及び第3図は、ワイヤボンディン
グ法を説明するための図、第4図は、従来技術の基本構
成を示す図である。 1.10・・・チップ 2・・・パッケージ 3.6・・・金属ワイヤ 4・・・Alバッド 5・・・電極パッド 7・・・シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜8・・・
シリコン酸化膜 9・・・シリコン窒化膜 11・・・薄膜 12・・・電極パッド 特許出願人 住友電気工業株式会社 代理人弁理士 長谷用 芳 樹間
山 1) 行 −半導体装置
の基本構成 第1図 従来技術 第4図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン酸化膜(SiO_2)と密着性の高い材料か
ら成る基板で構成された半導体装置または前記基板上に
形成されたエピタキシャル層に構成された半導体装置に
おいて、 前記基板または前記エピタキシャル層上にシリコン・オ
キシ・ナイトライド(SiO_xN_y)膜を形成し、 前記シリコン・オキシ・ナイトライド膜上にシリコン窒
化膜(SiN)と密着性の高い材料から成るボンディン
グ用電極を形成することを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046899A JPH01220838A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63046899A JPH01220838A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01220838A true JPH01220838A (ja) | 1989-09-04 |
Family
ID=12760215
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63046899A Pending JPH01220838A (ja) | 1988-02-29 | 1988-02-29 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01220838A (ja) |
-
1988
- 1988-02-29 JP JP63046899A patent/JPH01220838A/ja active Pending
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