JPH04245652A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04245652A
JPH04245652A JP3010586A JP1058691A JPH04245652A JP H04245652 A JPH04245652 A JP H04245652A JP 3010586 A JP3010586 A JP 3010586A JP 1058691 A JP1058691 A JP 1058691A JP H04245652 A JPH04245652 A JP H04245652A
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赤崎 博
Kanji Otsuka
寛治 大塚
Tetsuya Hayashida
哲哉 林田
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Hitachi Ltd
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Hitachi ULSI Engineering Corp
Hitachi Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関するも
のであり、特に、半導体素子基板の裏面をろう材等で固
着する構造の半導体装置接合用メタライゼーション、お
よびその製造方法に適用して有効な技術に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】半導体素子裏面を固着する半導体装置と
しては、半導体チップの主面に形成されたCCB(Co
ntrolled Collapse Bonding
)バンプ電極を介して直接回路基板にフェイスダウンボ
ンディングし、チップ裏面と密着するようにキャップに
て封止した構造のチップキャリアがある。
【0003】このチップキャリアは、例えば特開昭63
−310139号公報に記載されているように、半導体
チップの裏面から直接放熱するために、裏面とキャップ
との間に半田等のろう材からなる熱伝導部を形成し、気
密封止した構造とされている。半導体チップ裏面には、
半田との濡れ性を良くするために、チップ裏面側からA
u膜、Cr膜、Cu膜、Au膜を順次メッキしたメタラ
イズ層が形成されている。チップキャリアは、日本金属
学会会報第23巻第12号(1984)P1004〜P
1006に記載されているフリップチップボンディング
技術を用いて組み立てられる。まず、蒸着、微細加工技
術等を用いて半導体集積回路を形成したSiウェハのA
l電極上に、Cr/Cu/Auの薄膜電極(BLM膜)
を形成する。次に、Siウェハ裏面に、Au/Cr/C
u/Au膜からなるメタライズ層を形成する。更に、前
記BLM膜上に半田を供給し、窒素雰囲気中で加熱溶融
して(ウェットバック工程)半田バンプを形成したのち
、個々のチップに切断する。そして、電極等が形成され
た回路基板上に、半導体チップをフェイスダウンボンデ
ィングし、加熱溶融(マウント&リフロー工程)した後
、半導体チップ裏面および回路基板の封止部に半田を供
給し、チップ裏面と密着するようにキャップを載置し、
気密封止することによって組み立てられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術のように
、チップ裏面のメタライズ層にAu/Cr/Cu/Au
模を用いた場合、以下のような問題点が生じることが本
発明者によって見い出された。
【0005】バンプ電極形成、フリップチップ実装工程
では、半田のリフローのための熱処理工程を必要とする
為、(I)  CuがAu膜の中へ拡散しやすく、Au
膜が薄いとその表面にCuが拡散して酸化膜が形成され
る。これは半田との接着性が悪く、安定した密着性が得
られない。また、放熱効率が低下する。
【0006】(II)  上記(I)の対策のためにA
u膜を厚く形成すると、半田中のSnと残ったAuとが
反応してAu−Sn合金層を形成する。この合金層の生
成により、本来Cuと反応すべきSnが、トラップされ
てしまうため、半田の濡れが低下する。また、この合金
層は、かたい為、熱応力が集中することによって脆性破
断し易くなる。
【0007】(III)  Au膜を厚くすると高価で
ある。
【0008】また、シンタリング工程を省くために、C
rやTi等を第一層としたメタライゼーションが考えら
れるが、この場合、低温プロセスでの密着性が悪いので
剥離を生じやすいという問題がある。
【0009】本発明の目的は、BLM膜や半導体素子等
に熱的ダメージを与えることなくシリコン基板裏面との
良好な密着性が得られ、更にソルダビリティーに優れた
メタライゼーション構造を提供することにある。
【0010】本発明の他の目的は、安価で信頼性の高い
半導体装置を提供することにある。
【0011】本発明の他の目的は、メタライズ層の熱的
劣化を防止し、半田との濡れ性を向上させる技術を提供
することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0014】(1)単結晶シリコンからなる半導体基板
の裏面をろう材等の接着剤にて固着する構造の半導体装
置において、基板裏面の接合部は、基板側からAu中に
拡散しにくい金属シリサイド、バリアメタル、Auから
なるメタライズ層が形成された構造である。
【0015】(2)  半導体チップが実装された回路
基板を、前記半導体チップの裏面と密着するようにキャ
ップにて気密封止した半導体装置において、前記チップ
裏面のメタライゼーションを、メタルシリサイド、バリ
アメタル、酸化防止金属により構成し、チップとキャッ
プ間には接着層を介在させたチップキャリア。
【0016】(3)  単結晶シリコンからなる半導体
基板の主面に電極下地金属層を形成する工程と、基板裏
面にメタルシリサイド、バリアメタル、Au層のメタラ
イゼーションを施こす工程と、前記電極下地金属層上に
半田を供給し、ウェットバックすることによって基板主
面に電極を形成する半導体チップの製造方法において、
前記メタルシリサイド層は、ウェットバックと同時工程
で形成される。
【0017】(4)  半導体チップを実装するための
実装基板上に、上記(3)で製造された半導体チップの
主面電極側を載せ、熱処理する工程と、前記メタライズ
層上に半田を供給し、これと密着するようにキャップに
て封止する工程によって形成される半導体装置の製造方
法において、メタルシリサイド層は、前記半導体チップ
を実装基板にマウントする際の熱処理と同時工程で形成
される。
【0018】
【作用】シリコンからなる半導体基板裏面のメタライズ
層を基板側から、金属シリサイド、バリアメタル、Au
によって構成し、この金属シリサイドを既存熱処理工程
の熱履歴により形成することにより、BLM膜や半導体
素子等の特性の熱的ダメージによる劣化を防止するとと
もに、半導体基板裏面の接着性を向上させ、信頼性の高
い半導体装置を提供できる。
【0019】また、バリアメタル層を、表面の酸化防止
金属層に拡散しにくい金属で構成する為、この層を薄膜
化できる。従って、材料コストを低減できる。
【0020】更に、メタルシリサイド層の形成をウェッ
トバックあるいはマウント&リフロー等の既存の熱処理
工程で形成できるので組立工程の工間を短縮できる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例を用いて説明する。
【0022】〔実施例I〕図1は、本発明のメタライゼ
ーション構造を用いた半導体装置(チップキャリア)で
、実装基板2のチップ搭載面上に半導体基板(半導体チ
ップ)1をフェイスダウンで搭載し、封止用キャップ3
を接合部材6にて気密封止したものである。
【0023】前記半導体装置の実装基板2は、例えばム
ライトで形成され、図示しないが、多層配線構造で構造
される。実装基板2のチップ搭載面上には、電極11A
が複数配置され、ペレット搭載面の裏面には電極11B
が複数配置される。この電極11A、11Bの夫々は前
記多層配線構造の配線および終端抵抗を介して電気的に
接続される。
【0024】前記半導体チップ1は、例えば単結晶珪素
基板で形成され、その素子形成面12(図1において、
バンプ電極4が形成されている面)に論理回路等が搭載
されている。半導体チップ1の素子形成面側には複数個
の外部端子が配列され、この外部端子上にはバンプ電極
4の濡れ性を確保する為の下地金属膜14が形成されて
いる。
【0025】前記実装基板2の電極11Aと半導体チッ
プ1の下地金属膜14の夫々の間には、例えば1〜4w
t程度のSnを含有するSn〜Pb半田(融点約320
〜330℃)からなるバンプ電極4が介在している。
【0026】前記封止用キャップ3は、断面がコの字形
状をしており、前記実装基板2とで半導体チップ1を気
密封止している。この封止用キャップ3は熱伝導性の良
好かつ半導体チップ1と熱膨張率が、ほぼ等しい、例え
ばAlN(窒化アルミニウム)で構成されている。
【0027】前記封止用キャップ3のキャビティ内部側
は熱伝導用充填層10を介して半導体チップ1の素子形
成面12と対向する裏面13に接続されている。この熱
伝導用充填層10は、半導体チップ1に搭載された論理
回路の動作で発生する熱を封止用キャップ3に高い効率
で伝導できる。熱伝導用充填層10は前記バンプ電極4
に比べて融点が低い半田材料、例えば10wt%程度の
Snを含有するSn−Pb半田(融点約300〜310
℃)、あるいは2.5wt%程度のAgを含有するPb
−Ag半田、で形成される。封止用キャップ3と充填層
10との間には、例えばTi/Ni/Auからなるメタ
ライズ層5が形成されている。前記充填層10と半導体
チップ1の裏面には、例えばNi−Si/Ni/Auか
らなるメタライズ層9Aが形成されている。
【0028】前記封止用キャップ3は、半導体チップ1
の周囲において、接合部材6により実装基板2に接着さ
れている。封止用キャップ3と接合部材6間には、例え
ばTi/Ni/Anからなるメタライズ層5が形成され
ている。また、実装基板2と接合部材6間には、例えば
W/Ni/Auからなるメタライズ層7が形成されてい
る。
【0029】次に、本発明のメタライゼーション構造の
1つであるメタライズ層9Aの形成方法を、図2(A)
〜(F)を用いて説明する。
【0030】図2(A)において、まず表面12の論理
回路及び電極加工を終えたウェハ状の半導体基板1が所
望の厚さになるように裏面13を機械的に研削し、その
面を化学的清浄処理した後、真空系へ導入する。
【0031】次に、電極(外部端子)上に例えばCr/
Cu/Auからなる下地金属膜(BLM膜:Ball 
Limiting Metalization)14を
形成する。(図2(B))図2(C)において、反転さ
せたウェハの裏面13に真空蒸着あるいはスパッタによ
りバリアメタル層15、酸化防止金属層16を順次形成
する。バリアメタル層15は、半田の濡れ性が良く、し
かも半田/Siの拡散バリアとなり得る金属、例えばN
i、Pd、Pt等からなる。本実施例においてこのバリ
アメタル層15は低温でSiとシリサイドを形成し得る
金属である。酸化防止金属層16は、バイアメタル層1
5表面の酸化を防止するもので、例えばAu、Ag、P
t等からなる。
【0032】次に、図2(D)に示すように、バンプ電
極4、メタルシリサイド層17を形成する。ウェハ裏面
処理後、再びウェハを反転させ下地金属膜14上にリフ
トオフプロセスにより半田を供給し、約350℃の雰囲
気中で半田のウェットバックを行って球状のバンプ電極
4を形成する。メタルシリサイド層17は、ウェットバ
ック工程で同時に形成される。ななわち、ウェットバッ
ク時の熱により半導体基板1のSiと、バリアメタル層
15の金属との固相反応により、低温でメタルシリサイ
ド層17は形成される。メタルシリサイド層17の形成
に必要な温度は各金属によって異なるが、本実施例では
、NiおよびPtの場合200℃以上でNi2Siまた
はPt2Siに、Pdの場合100℃以上でPd2Si
となる。また、メタルシリサイド層17は横方向に均一
性を保ちながら深さ方向に形成され、例えば単結晶Si
−Ni系の場合、200〜350℃で形成されるNi2
Siの生成膜厚(l)と時間(t)との関係は、l∝t
1/2なる拡散律速則に従う。尚、各メタライズ膜厚は
、Niが1000〜10000Å、Auが1000〜5
000Å、Ni2Si500〜2000Å程度である。
【0033】バンプ電極4及び基板裏面処理されたウェ
ハは、ダイシング工程を経て個々の半導体チップとされ
る。
【0034】各半導体チップ1は、図2(E)に示され
るように、配線および電極11Aが形成された実装基板
2上にフェイスダウンボンディング法により機械的かつ
電気的に接続されて実装される。すなわち、半導体チッ
プ1は実装基板2上の電極11A上に半導体チップ1の
バンプ電極4を位置合わせして整合した後、加熱炉等か
らなる適当な加熱手段によって約340〜350℃程度
に加熱、半田バンプ4を溶融一体化して実装される。 (マウント&リフロー工程)これにより実装基板2の配
線と半導体チップ1の主面に形成された論理回路とは、
バンプ電極4を介して入出力可能に接続される。
【0035】一方、この工程は前述したウエットバック
工程とほぼ同温度であるので、バリアメタル層15の金
属がシリサイド化する。すなわち、ウェットバック工程
で形成されたメタルシリサイド層17をさらにマウント
&リフロー工程の熱処理によって、メタルシリサイド層
17の膜厚を、密着性を得るために必要な厚さとするこ
とができる。
【0036】図2(A)〜(E)の工程による半導体チ
ップ1裏面のメタライズ層9A形成および実装基板2へ
の実装終了後、図2(F)に示すように、キャップ3に
て封止する。
【0037】まず、実装基板2の周辺にキャップ3接着
領域として形成されたメタライズ層7上には接合部材6
、例えば10wt%Sn−Pbまたは2.5wt%Ag
−Pb等からなる半田を、半導体チップ1裏面メタライ
ズ層9A上には、熱伝導用充填層10となる例えば10
wt%Sn−Pbまたは2.5wt%Ag−Pb等から
なる半田を介在させて、コの字状のキャップ3を半導体
チップ1を内部に含むように設置する。封止用キャップ
3の接着領域と接合部材6間、およびキャップ3と熱伝
導用充填層10間は、例えばTi/Ni/Auからなる
接合用メタライズ層5が形成されている。この後、所定
の荷重を加えながら、接合部材6および熱伝導用充填層
10の夫々が溶融するまで熱処理(300〜310℃)
を施こす。  前記熱処理が終了すると、図1及び図2
(F)に示す、実装基板2、封止用キャップ3の夫々で
形成されるキャビティ内部に半導体チップ1が封止され
た半導体装置が完成する。
【0038】このように、実装基板2のチップ搭載面上
にフェイスダウン方式で半導体チップ1が実装され、こ
の半導体チップ1が前記実装基板2及び封止用キャップ
3で形成されるキャビティ内に気密封止される半導体装
置において、前記半導体チップ1の裏面の接合部に、メ
タルシリサイド層17を低温で形成し、かつ、半田/S
iの拡散を防ぐ材料からなるバリアメタル層15、表面
の酸化を防止する酸化防止金属層16からなるメタライ
ズ層9Aが形成され、半田8を介して前記封止用キャッ
プ3に固着される。この構成により、半導体チップ裏面
13とキャップ3との密着性および放熱効率を向上させ
ることができる。
【0039】また、バリアメタル層15は、表面の酸化
防止金属層16へ拡散しにくい金属で構成される為、こ
の層を薄膜化できる。従って、半田の濡れを向上できる
と共にリフロー後に前記金属層16と半田8中に残った
Auとが反応してAu−Snからなるかたい合金層を形
成を減少できるので、応力集中による破断、すなわち半
田の機械的特性の劣化を減少させることができる。それ
に伴い、材料コストを低減できる。
【0040】更に、本実施例による半導体基板1の裏面
メタライズ層9Aのうち、メタルシリサイド層17を、
前述のバンプ電極4を形成する際のウェットバック工程
(図2(D))の熱処理時に同時に形成する。あるいは
、半導体チップ1を実装基板2に搭載する際のマウント
&リフロー工程(図2(E))の熱処理時に同時に形成
することができるので、組立工程の工間を短縮できる。
【0041】〔実施例II〕図3(A)〜(C)は、本
発明の他のメタライゼーション構造を半導体基板裏面に
形成する方法を示すものである。
【0042】図3(C)において、半導体基板1の裏面
13に形成されたメタライズ層9Bには、バリアメタル
層15と酸化防止金属層16との間に、それらを構成す
る金属どうしの混合物からなる混合メタル層18が形成
されている。
【0043】図3(A)において、まず、実施例Iと同
様の半導体基板1表面12の電極形成、裏面13の処理
を終えた後、図3(B)に示すように、蒸着あるいはス
パッタにより半導体基板1の裏面12側から、例えばN
i、Pd、Pt等からなるバリアメタル層15、混合メ
タル層18、Au、Ag、Pt等からなる酸化防止金属
層16を順次形成する。前記混合メタル層18は、前記
バリアメタル層15の金属と前記酸化防止金属層16の
金属を同時蒸着、あるいは両金属からなる合金ターゲッ
トを用いたスパッタにより形成する。この混合メタル層
18の膜厚は例えば1000Å〜5000Åである。
【0044】次に、図3(C)示すように、半導体基板
1とバリアメタル層15間にメタルシリサイド層17を
形成する。このメタルシリサイド層17は実施例Iと同
様、バンプ電極形成時のウェットバック工程、あるいは
半導体チップ1実装時のマウント&リフロー工程におけ
る、約350℃の熱処理工程で形成される。
【0045】本実施例IIに示した混合メタル層18を
用いたメタライゼーション構造は、半導体チップ1と封
止用キャップ3を接続する熱伝導用充填層10をSnを
含まない半田、例えばPb−Ag系半田にて構成する場
合に有効である。すなわち、接合の際にバリアメタル層
15との金属間化合物生成反応に寄与するSnを含んで
いない為、最上層の酸化防止金属層16が接合に寄与す
ることとなる。従って、前記混合メタル層18は酸化防
止金属層16が接合により消費された後の中間媒体層と
して機能する。
【0046】〔変形例I〕実施例IおよびIIに示した
半導体基板裏面メタライゼーション構造の他の製造方法
を、図4(A)〜(E)を用いて説明する。
【0047】これは、バリアメタル層15を形成する際
に加える基板加熱を利用して、チャンバー内にてメタル
シリサイド層17を形成する方法である。
【0048】図4(A)においてまず、実施例Iと同様
の半導体基板1表面に電極形成、裏面13処理をする。 その後、図4(B)において、基板加熱温度をシリサイ
ド形成温度以上、例えばNiおよびPtでは200℃以
上、Pdの場合は100℃以上とし、後にバリアメタル
層を形成する金属を蒸着あるいはスパッタにより形成し
、同時にシリサイド化を行う。すなわち、実施例Iおよ
びIIとは異なり、バリアメタル層形成前にメタルシリ
サイド層17を形成する。
【0049】メタルシリサイド層17形成終了後、基板
加熱温度を各金属のシリサイド形成温度以下に設定する
。そして、先に形成したメタルシリサイド層17上に、
蒸着あるいはスパッタにより、図4(C)に示すような
所定の膜厚(例えば1000〜10000Å)のバリア
メタル層15を形成する。
【0050】バリアメタル層15形成後、図4(D)に
示すようにその表面にAu、AgPt等からなる金属を
蒸着することによって、実施例Iと同構造のメタルシリ
サイド層17、バリアメタル層15、酸化防止金属16
からなるメタライズ層9Aを形成する。
【0051】一方、バリアメタル層15形成後、図4(
E)に示すように、その表面にバリアメタル層15の金
属と、後に最上層となる酸化防止用金属とからなる混合
メタル層18、酸化防止金属層16を順次形成すること
によって、実施例IIと同構造のメタルシリサイド層1
7、バリアメタル層15、混合メタル層18および酸化
防止金属16からなるメタライズ層9Bを形成する。
【0052】バリアメタル層15形成前にメタルシリサ
イド層17を形成する本方法によれば、シリサイド化の
制御が容易となる。また、メタルシリサイド層17の膜
厚を最適とすることができるので、信頼性の高いチップ
キャリアを提供することができる。
【0053】さらに本方法は、ウェットバックあるいは
マウント&リフロー工程等の熱工程を必要としない半導
体装置の製造に適用してもよい。
【0054】〔変形例II〕実施例IおよびIIに示し
た半導体基板裏面メタライゼーション構造の他の製造方
法について、図5(A)〜(E)を用いて説明する。
【0055】図5(A)に示すように、実施例Iと同様
に半導体基板1の表面12に図示しない電極形成、裏面
13の処理をする。その後、図5(B)に示すように、
比較的シリサイド化温度の高いFe、Co、Mn等の金
属を蒸着あるいはスパッタを行い、バリアメタル層15
を形成した後、例えばランプアニーリング、レーザーア
ニーリング等、局部的に熱する表層アニーリング19処
理を所定時間施こすことによって、図5(C)に示すよ
うに、所望厚さ(例えば500〜2000Å)のメタル
シリサイド層17を形成する。アニールの温度は各金属
によって異なるが、Feの場合450℃以上でFeSi
あるいはFeSi2 に、Coは350℃以上でCo2
Si、CoSiあるいはCoSi2に、Mnは400℃
以上でMnSi2となる。
【0056】バリアメタル層15、メタルシリサイド層
17形成後、図5(D)に示すように、その表面にAu
、Ag、Pt等からなる金属を蒸着することによって、
実施例Iと同構造のメタルシリサイド層17、バリアメ
タル層15、酸化防止金属層16からなるメタライズ層
9Aを形成する。
【0057】一方、バリアメタル層15メタルシリサイ
ド層17形成後、図5(E)に示すように、その表面に
バリアメタル層15、を構成する金属と、後に最上層と
なる酸化防止用金属とからなる混合メタル層18、酸化
防止金属層16を順次形成することによって、実施例I
Iと同構造のメタルシリサイド層17、バリアメタル層
15、混合メタル層18および酸化防止金属層16から
なるメタライズ層9Bを形成する。
【0058】メタルシリサイド層17を表層アニーリン
グ19によって形成する本方法によれば、シリサイド化
温度の比較的高い金属(例えばFe、Co、Mn等)を
バリアメタル層として使用できるので、例えばガラス封
止型の半導体パッケージ等、後の組立工程におけるバリ
アメタル層15の耐熱性を向上することができる。 〔変形例III〕実施例IおよびIIに示した半導体基
板裏面メタライゼーション構造の他の製造方法について
、図6(A)〜(E)を用いて説明する。
【0059】図6(A)において、まずウェハ状の半導
体基板1の裏面13を機械的あるいは化学的処理を施こ
す。次いで、図6(B)に示すように裏面13上に蒸着
またはスパッタにより、後にシリサイド層となる未シリ
サイド化金属層20を形成する。この金属層20は、例
えばシリサイド生成温度が高い金属(約500℃以上)
W、Mo、Ta等からなる。その後、半導体基板1をそ
の表面12に論理回路あるいは電極等を形成する、ウェ
ハプロセスへ導入する。ウェハプロセスにおいては、ソ
ース、ドレイン等を形成する拡散工程、半導体基板1主
面に形成された素子間を電気的に接続する配線工程によ
って、前記基板1の表面処理が施こされる。このウェハ
プロセスでは、拡散工程が約800〜1200℃程度、
配線工程が約400〜475℃程度に熱せられる。従っ
て、図6(C)に示すように半導体基板1裏面13に形
成された未シリサイド化金属層20は、前記拡散工程で
同時にシリサイド化し、メタルシリサイド層17を形成
する。WおよびTaの場合650℃以上でWSi2、T
aSi2にMoの場合525℃以上でMoSi2となる
【0060】このように、メタルシリサイド層17はウ
ェハプロセスの初期工程で形成される一方、メタルシリ
サイド層17が形成された半導体基板1の裏面13はそ
の後のウェハプロセスにおいて様々な汚染を受ける。そ
のため、ウェハプロセス後、前記裏面13をエッチバッ
クして清浄面を出す。
【0061】図4(D)示すように、例えばW、Ta、
Mo等からなるバリアメタル層15、例えばAu、Ag
、Pt等からなる酸化防止金属層16を順次形成するこ
とによって、実施例Iと同構造のメタライズ層9Aが得
られる。
【0062】一方、図4(E)に示すように、前記バリ
アメタル層15と酸化防止金属層16間に、例えばW、
TaあるいはMoとAu、AgあるいはPtとからなる
混合メタル層18を形成することによって、実施例II
と同構造のメタルシリサイド層9Bが得られる。
【0063】本方法は主にPb−Sn系の半田を充填層
として用いる場合について述べたが、Pb−Sn系の半
田を用いない場合、つまりSn−Ag系(例えば96.
5wt%Sn−3.5wt%Ag)半田、Pb−Ag系
(例えば97.5wt%Pb−2.5wt%Ag)半田
、あるいはAu−Sn系(例えば80wt%Au−20
wt%Sn)半田等を充填層として用いる場合は、表層
の酸化防止金属層16を接着層として使用する為、前記
バリアメタル層15を必要としない。すなわち、メタル
シリサイド層17と酸化防止金属層16、あるいはメタ
ルシリサイド層17、混合メタル層18、酸化防止金属
層16からなるメタライズ層を半導体基板1裏面13に
形成する。
【0064】高温でシリサイド化する(すなわち熱に対
して安定な)金属を用いて接着する為、種々のパッケー
ジング方式に対応可能な半導体チップを提供できる。
【0065】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0066】例えば、バリアメタル層15にNi等の強
磁性体金属を用いると、スパッタ方式の場合、デポジシ
ョンレート(成膜速度)の低下による膜質の低下が懸念
される。そこでターゲットをCuを含んだNi(例えば
28atomic%Cuを含有)を用いても良い。この
場合半導体基板1の裏面メタライズ層は、メタルシリサ
イド層(Ni2Si)、Ni−Cu(28atomic
%)のバリアメタル層(1000〜5000Å)Auの
酸化防止金属層(1000〜3000Å)からなる。
【0067】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0068】シリコンからなる半導体基板裏面のメタラ
イズ層を基板側から、金属シリサイド、バリアメタル、
Auによって構成し、この金属シリサイドを既存熱処理
工程の熱履歴により形成することにより、BLM膜や半
導体素子等の特性の熱的ダメージによる劣化を防止する
とともに、半導体基板裏面の接着性を向上させ、信頼性
の高い半導体装置を提供できる。
【0069】また、バリアメタル層を、表面の酸化防止
金属層に拡散しにくい金属で構成する為、この層を薄膜
化できる。従って、材料コストを低減できる。
【0070】更に、メタルシリサイド層の形成をウエッ
トバックあるいはマウント&リフロー等の既存の熱処理
工程で形成できるので、組立の工間短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例Iに示すメタライゼーション構
造を用いた半導体装置の断面図である。
【図2】図1の半導体装置の製造方法を示す主要工程断
面図である。
【図3】本発明の実施例IIに示す他のメタライゼーシ
ョン構造とその製造方法を示す主要工程断面図である。
【図4】実施例IおよびIIに示したメタライゼーショ
ン構造の他の製造方法を示す主要工程断面図である。
【図5】実施例IおよびIIに示したメタライゼーショ
ン構造のうち、バリアメタル層に比較的高温でシリサイ
ド化する金属を用いた場合の製造方法を示す主要工程断
面図である。
【図6】実施例IおよびIIに示したメタライゼーショ
ン構造のうち、バリアメタル層に高温でシリサイド化す
る金属を用いた場合の製造方法を示す主要工程断面図で
ある。
【符号の説明】
1…半導体基板(半導体チップ)、2…実装基板、3…
封止用キャップ、4…バンプ電極、5…メタライズ層、
6…接合部材、7…メタライズ層、8…半田、9A、9
B…メタライズ層、10…熱伝導用充填層、11A,1
1B…電極、12…半導体基板表面、13…半導体基板
裏面、14…下地金属層、15…バリアメタル層、16
…酸化防止金属層、17…メタルシリサイド層、18…
混合メタル層、19…アニーリング、20…未シリサイ
ド化金属層。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】主面に論理回路及び複数の電極が形成され
    たシリコンからなる半導体基板の裏面に、半田等からな
    る充填層を介して他方の基板を密着した半導体装置にお
    いて、前記裏面に、基板側からメタルシリサイド、バリ
    アメタル、酸化防止用金属によって構成されるメタライ
    ズ層を介在させたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記半導体基板は、前記電極上に形成され
    た突起電極を介して実装基板に搭載され、前記他方の基
    板からなる封止体によって気密封止されていることを特
    徴とする第1項記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記酸化防止用金属は、Au、Ag、Pt
    のうちの1つであることを特徴とする第1項記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】前記バリアメタルは、Ni、Pt、Pd、
    Fe、Co、Mn、W、Mo、Taのうちの1つである
    ことを特徴とする第1項記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】前記メタルシリサイドは、前記バリアメタ
    ルのシリサイドからなることを特徴とする第1項および
    第2項記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】主面に論理回路及び複数の突起電極が形成
    され、裏面にはメタルシリサイド、バリアメタル、酸化
    防止用金属からなるメタライズ層が形成された半導体基
    板の前記裏面に、充填層を介して他方の基板を密着した
    半導体装置の製造方法であって、前記突起電極と前記メ
    タルシリサイドを同時に形成することを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  7. 【請求項7】主面に論理回路及び複数の突起電極が形成
    され、裏面には少なくとも2つの金属からなる金属層が
    形成された半導体基板を実装基板に前記突起電極を介し
    て搭載し、前記裏面に充填層を介して封止体にて気密封
    止した半導体装置の製造方法であって、前記実装基板へ
    の搭載する工程と、前記裏面と金属層との間にメタルシ
    リサイドを形成する工程を同時に行なうこと特徴とする
    半導体装置の製造方法。
  8. 【請求項8】主面に論理回路及び複数の電極が形成され
    、裏面にはメタルシリサイド、バリアメタル、酸化防止
    用金属からなるメタライズ層が形成された半導体基板の
    前記裏面に、充填層を介して他方の基板を密着した半導
    体装置の製造方法であって、前記メタルシリサイドは少
    なくとも前記裏面を選択的に加熱することによって形成
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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