JPH05206287A - Multilayer interconnection structure - Google Patents
Multilayer interconnection structureInfo
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- JPH05206287A JPH05206287A JP1225892A JP1225892A JPH05206287A JP H05206287 A JPH05206287 A JP H05206287A JP 1225892 A JP1225892 A JP 1225892A JP 1225892 A JP1225892 A JP 1225892A JP H05206287 A JPH05206287 A JP H05206287A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、GaAs ICなどを
含む化合物半導体装置の多層配線構造に関するものであ
り、特にその多層配線技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer wiring structure of a compound semiconductor device including a GaAs IC and the like, and more particularly to a multilayer wiring technology thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、ICなど化合物半導体装置の配線
層としては、小杉・田中らによる文献「HEMT LS
I用多層配線技術」に記載されているように、Ti/A
u層が多用されてきた。この積層構造において、Ti層
は素子上に設けられた下地絶縁膜との密着性を強化する
ものであり、一方、Au層は耐酸化性に優れ、エレクト
ロマイグレーション等の発生を防止するものである。2. Description of the Related Art Conventionally, as a wiring layer of a compound semiconductor device such as an IC, the document "HEMT LS" by Kosugi and Tanaka et al.
Ti / A as described in "Multilayer Wiring Technology for I"
The u layer has been heavily used. In this laminated structure, the Ti layer enhances the adhesion with the underlying insulating film provided on the element, while the Au layer has excellent oxidation resistance and prevents the occurrence of electromigration and the like. ..
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】プラスチックモールド
パッケージ内に上述のICを実装した場合、安価である
反面、従来のセラミックパッケージに比べて耐湿性の面
で劣る。プラスチックモールドパッケージを透過した水
分は、配線金属のうちTiを選択的に腐食し、Tiの上
属配線とバイアメタルの断線を引き起こすという問題が
あることが、これまでの調査の結果明らかとなってい
る。When the above-mentioned IC is mounted in a plastic mold package, it is inexpensive but inferior in moisture resistance to conventional ceramic packages. It has been clarified as a result of the investigation so far that the moisture that has permeated through the plastic mold package has a problem that it selectively corrodes Ti of the wiring metal and causes the disconnection of the Ti metal wiring and the via metal. There is.
【0004】本発明は、上記問題点を解決し、信頼性の
高い化合物半導体装置を得ることを目的とする。An object of the present invention is to solve the above problems and obtain a highly reliable compound semiconductor device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明に係る多層配線構
造は、層間絶縁膜に設けられたバイアメタルを介して多
層配線が施されており、多層配線の上層配線はTi/A
u層からなり、そのTi/Au層のTi層はバイアメタ
ルと接する部分のみが除去されて、Ti/Au層のAu
層が直接バイアメタルに接触していることを特徴とす
る。In the multilayer wiring structure according to the present invention, the multilayer wiring is provided through the via metal provided in the interlayer insulating film, and the upper wiring of the multilayer wiring is Ti / A.
The Ti layer of the Ti / Au layer is formed by removing only the portion of the Ti / Au layer in contact with the via metal.
The layer is in direct contact with the via metal.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば、Ti/Au層からなる上層配
線において、バイアメタルの表面に接する部分のみでは
Ti層が除去されており、耐酸化性に優れたAuが直接
そのバイアメタルと接触している。このため、パッケー
ジ内に浸入してきた水分がTi層を腐食してもバイアメ
タルとAu層との配線間にその影響が及ばず、断線の発
生を防ぐことができる。According to the present invention, the Ti layer is removed only in the portion in contact with the surface of the via metal in the upper wiring made of the Ti / Au layer, and Au having excellent oxidation resistance directly contacts the via metal. is doing. Therefore, even if the moisture that has penetrated into the package corrodes the Ti layer, it does not affect the wiring between the via metal and the Au layer, and the occurrence of disconnection can be prevented.
【0007】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0008】図1は、本発明に係る化合物半導体装置の
構造を示す斜視図である。同図に示すように、基板1上
に形成されたエピタキシャル成長層21(又はイオン注
入層)には半導体素子等が形成されており、さらにその
上には層間絶縁膜3が設けられている。なお、同図にお
いて符号22はエピタキシャル成長層21(又はイオン
注入層)に形成されたFETのオーミックメタルを示し
ている。この層間絶縁膜3に穿設されているバイアホー
ル内には,Auからなるバイアメタル4が埋め込まれて
おり、バイアメタル4上には、Ti配線層51及びAu
配線層52が積層されてなる上層配線5が設けられてい
る。この上層配線5は、バイアメタル4の表面に接する
部分のみTi配線層51が除去されており、バイアメタ
ル4の表面には直接Au配線層52が接触している。さ
らに、これらの表面は、表面保護膜6によって被覆され
ている。FIG. 1 is a perspective view showing the structure of a compound semiconductor device according to the present invention. As shown in the figure, a semiconductor element or the like is formed on the epitaxial growth layer 21 (or ion implantation layer) formed on the substrate 1, and an interlayer insulating film 3 is further provided thereon. In the figure, reference numeral 22 indicates the ohmic metal of the FET formed in the epitaxial growth layer 21 (or the ion implantation layer). A via metal 4 made of Au is embedded in a via hole formed in the interlayer insulating film 3, and a Ti wiring layer 51 and Au are formed on the via metal 4.
The upper layer wiring 5 formed by stacking the wiring layers 52 is provided. In the upper wiring 5, the Ti wiring layer 51 is removed only in the portion in contact with the surface of the via metal 4, and the Au wiring layer 52 is in direct contact with the surface of the via metal 4. Further, these surfaces are covered with a surface protective film 6.
【0009】上述の構造によれば、この半導体装置をプ
ラスチックモールドパッケージ内に実装した場合、外部
から浸入してきた水分がTi配線層51を腐食しても、
耐酸化性に優れているAu配線層52がバイアメタル4
上に接触しているために配線間に断線が発生することを
防ぐことができる。According to the structure described above, when this semiconductor device is mounted in a plastic mold package, even if moisture invading from the outside corrodes the Ti wiring layer 51,
The Au wiring layer 52 having excellent oxidation resistance is the via metal 4
Since it is in contact with the upper part, it is possible to prevent disconnection between wirings.
【0010】次に、上述の化合物半導体装置の製造工程
を述べる。図2及び図3は、その工程断面図である。Next, a manufacturing process of the above compound semiconductor device will be described. 2 and 3 are sectional views of the steps.
【0011】まず、図2(a)に示すように、半導体素
子22等が設けられたエピタキシャル成長層21上に層
間絶縁膜3を積層する。その層間絶縁膜3に、公知の方
法を用いてバイアホールを形成し、金属を埋め込んでバ
イアメタル4を形成する。その全面にTi膜510をス
パッタにて形成する(図2(b)図示)。このときの形
成条件はRF(高周波)パワー400W、Arガス流量
60SCCM、圧力1Torrとし、形成されたTi膜51
0の厚さは200オングストロームとする。次に、バイ
アメタル4上に開口を有するレジストパターン71を形
成した後(図2(c)図示)、RIE(反応性イオンエ
ッチング)を行って不要な部分のTi膜510を除去す
る(同図(d)図示)。このときの形成条件は、RFパ
ワー150W、CF4 ガス流量60SCCM、圧力0.5T
orrとする。次に、レジストパターン71を除去し、
Ti配線層51を形成する(同図(e)図示)。この
後、通常のスパッタリングにおける基板側とターゲット
側との極性を反転させ、いわゆる逆スパッタを1分間行
い、形成されたTi配線層51を含む表面から、塵や酸
化物などの不要な粒子等を飛散させて清浄な面とする
(図示せず)。First, as shown in FIG. 2A, the interlayer insulating film 3 is laminated on the epitaxial growth layer 21 provided with the semiconductor element 22 and the like. A via hole is formed in the interlayer insulating film 3 by using a known method, and a metal is embedded to form a via metal 4. A Ti film 510 is formed on the entire surface by sputtering (shown in FIG. 2B). The formation conditions at this time are RF (high frequency) power of 400 W, Ar gas flow rate of 60 SCCM , pressure of 1 Torr, and the formed Ti film 51.
The thickness of 0 is 200 angstrom. Next, after forming a resist pattern 71 having an opening on the via metal 4 (shown in FIG. 2C), RIE (reactive ion etching) is performed to remove an unnecessary portion of the Ti film 510 (FIG. 2). (D) Illustration). The formation conditions at this time are RF power of 150 W, CF 4 gas flow rate of 60 SCCM , pressure of 0.5 T.
orr. Next, the resist pattern 71 is removed,
A Ti wiring layer 51 is formed ((e) in the figure). After that, the polarities of the substrate side and the target side in normal sputtering are reversed, so-called reverse sputtering is performed for 1 minute, and unnecessary particles such as dust and oxides are removed from the surface including the formed Ti wiring layer 51. Scatter to make a clean surface (not shown).
【0012】さらに、Ti配線層51が形成された清浄
な基板全面に、スパッタにてAu膜520を形成する。
このときの形成条件は、RFパワー450W、Arガス
流量60SCCM、圧力1Torrとし、形成されたAu膜
520の厚さは5000〜10000オングストローム
とする(図3(a)図示)。次に、Au膜520上にレ
ジストパターン72を設け(同図(b)図示)、イオン
ミリングを行って不要なAu膜520を除去し、Au配
線層52を形成する(同図(c)図示)。このときの条
件は、放電電圧600eV、Arイオンビーム100m
A、ミリング角度15°とする。この後、全面に表面保
護膜6を被着して化合物半導体装置を得る。なお、これ
ら形成条件は、多層配線構造が設けられる半導体装置の
目的に応じて変更可能である。Further, an Au film 520 is formed by sputtering on the entire surface of the clean substrate on which the Ti wiring layer 51 is formed.
The formation conditions at this time are RF power of 450 W, Ar gas flow rate of 60 SCCM , pressure of 1 Torr, and the formed Au film 520 has a thickness of 5000 to 10000 angstroms (see FIG. 3A). Next, a resist pattern 72 is provided on the Au film 520 (shown in FIG. 3B), and unnecessary Au film 520 is removed by ion milling to form an Au wiring layer 52 (shown in FIG. 3C). ). The conditions at this time were as follows: discharge voltage 600 eV, Ar ion beam 100 m
A, the milling angle is 15 °. After that, the surface protective film 6 is deposited on the entire surface to obtain a compound semiconductor device. These forming conditions can be changed according to the purpose of the semiconductor device provided with the multilayer wiring structure.
【0013】上述の工程により得られた多層配線構造に
ついての耐湿性を調べるため、プレッシャクッカー試験
を行った。なお、試験条件として温度130℃、湿度8
5%中に1000時間保存し、その後の故障数を調べ
た。その結果、本発明に係る化合物半導体装置の断線に
よる故障数は、100個中0個であり、同条件下での従
来の装置についての故障数が100個中98個という結
果に対し、大幅な改善をなすことができた。A pressure cooker test was conducted in order to examine the moisture resistance of the multilayer wiring structure obtained by the above steps. The test conditions were a temperature of 130 ° C and a humidity of 8
It was stored in 5% for 1000 hours, and the number of failures after that was examined. As a result, the number of failures due to the disconnection of the compound semiconductor device according to the present invention is 0 out of 100, which is significantly larger than the result that the number of failures of the conventional device under the same condition is 98 out of 100. I was able to make an improvement.
【0014】[0014]
【発明の効果】以上説明したように本発明の化合物半導
体装置によれば、パッケージ内に浸入してきた水分が配
線材料であるTiを腐食しても、バイアメタル及びTi
の上属配線材料であるAuとの配線間にその影響が及ば
ず、断線の発生を防ぐことができる。したがって、腐食
故障数が極めて少ない耐湿性の優れたGaAs ICを
供することができる。As described above, according to the compound semiconductor device of the present invention, even if the moisture that has penetrated into the package corrodes Ti which is the wiring material, the via metal and the Ti are used.
This has no effect on the wiring with Au, which is the above-mentioned metal wiring material, so that the occurrence of disconnection can be prevented. Therefore, it is possible to provide a GaAs IC excellent in moisture resistance with a very small number of corrosion failures.
【図1】本発明に係る化合物半導体装置の構造を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a compound semiconductor device according to the present invention.
【図2】本発明に係る化合物半導体装置の工程断面図で
ある。FIG. 2 is a process sectional view of a compound semiconductor device according to the present invention.
【図3】本発明に係る化合物半導体装置の工程断面図で
ある。FIG. 3 is a process sectional view of a compound semiconductor device according to the present invention.
1…基板、21…エピタキシャル成長層、22…FET
のオーミックメタル、3…層間絶縁膜、4…バイアメタ
ル、51…Ti配線層、52…Au配線層、6…表面保
護膜。1 ... Substrate, 21 ... Epitaxial growth layer, 22 ... FET
Ohmic metal, 3 ... Interlayer insulating film, 4 ... Via metal, 51 ... Ti wiring layer, 52 ... Au wiring layer, 6 ... Surface protection film.
Claims (1)
介して多層配線が施されており、 前記多層配線の上層配線はTi/Au層からなり、前記
Ti/Au層のTi層は前記バイアメタルと接する部分
のみが除去されて、該Ti/Au層のAu層が直接前記
バイアメタルに接触していることを特徴とする多層配線
構造。1. A multilayer wiring is provided through a via metal provided in an interlayer insulating film, an upper wiring of the multilayer wiring is made of a Ti / Au layer, and a Ti layer of the Ti / Au layer is made of the via. A multilayer wiring structure characterized in that only a portion in contact with a metal is removed, and the Au layer of the Ti / Au layer is in direct contact with the via metal.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225892A JPH05206287A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Multilayer interconnection structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1225892A JPH05206287A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Multilayer interconnection structure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05206287A true JPH05206287A (en) | 1993-08-13 |
Family
ID=11800345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1225892A Pending JPH05206287A (en) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | Multilayer interconnection structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05206287A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2724489A1 (en) * | 1994-08-19 | 1996-03-15 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device e.g. MESFET, MOSFET with improved corrosion resistance |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP1225892A patent/JPH05206287A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2724489A1 (en) * | 1994-08-19 | 1996-03-15 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device e.g. MESFET, MOSFET with improved corrosion resistance |
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