JPH0637139A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH0637139A
JPH0637139A JP5050718A JP5071893A JPH0637139A JP H0637139 A JPH0637139 A JP H0637139A JP 5050718 A JP5050718 A JP 5050718A JP 5071893 A JP5071893 A JP 5071893A JP H0637139 A JPH0637139 A JP H0637139A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
metal layer
bonding pad
layers
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5050718A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideharu Yamamoto
英晴 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP5050718A priority Critical patent/JPH0637139A/ja
Publication of JPH0637139A publication Critical patent/JPH0637139A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01—Means 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
    • H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/03—Manufacturing methods
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023—Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05073—Single internal layer
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001—Internal layers
    • H01L2224/05099—Material
    • H01L2224/051—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05117—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 400°C and less than 950°C
    • H01L2224/05124—Aluminium [Al] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05552—Shape in top view
    • H01L2224/05554—Shape in top view being square
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/0555—Shape
    • H01L2224/05556—Shape in side view
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05601—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of less than 400°C
    • H01L2224/05611—Tin [Sn] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05639—Silver [Ag] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05644—Gold [Au] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554—External layer
    • H01L2224/05599—Material
    • H01L2224/056—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof
    • H01L2224/05638—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron [B], silicon [Si], germanium [Ge], arsenic [As], antimony [Sb], tellurium [Te] and polonium [Po], and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/05647—Copper [Cu] as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4845—Details of ball bonds
    • H01L2224/48451—Shape
    • H01L2224/48453—Shape of the interface with the bonding area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means 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
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484—Connecting portions
    • H01L2224/4847—Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a wedge bond
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a wire connector
    • H01L2224/852—Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201—Compression bonding
    • H01L2224/85205—Ultrasonic bonding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01013—Aluminum [Al]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01029—Copper [Cu]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01047—Silver [Ag]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/0105—Tin [Sn]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01079—Gold [Au]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01—Chemical elements
    • H01L2924/01082—Lead [Pb]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013—Alloys
    • H01L2924/0132—Binary Alloys
    • H01L2924/01322—Eutectic Alloys, i.e. obtained by a liquid transforming into two solid phases

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード接続部の信頼性の向上をはかる。 【構成】 非酸化性雰囲気中でＡｌ系よりなる第１の金
属層１１と、Ａｕ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｚｎ合金の中か
ら選ばれた１種以上の金属の系よりなる第２の金属層１
２とを連続的に堆積してボンディングパッド部１５を形
成し、第１及び第２の金属の共晶温度よりも低い温度に
おいて熱処理を行って第１及び第２の金属層との境界に
固溶体合金層を形成する。

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の製造方法特
に半導体装置における内部リード、外部リード等のリー
ドワイヤ、リードボール、リードフィルム、バンプ等の
接続を行うボンディングパッド部、あるいはこのボンデ
ィングパッドを有する金属電極ないしは金属配線層が形
成されて成る半導体装置の製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】従来、各種半導体装置において、図５に
その一例の略線的拡大断面図を示すように、例えばシリ
コンよりなる半導体基板１の所要の半導体領域２に対し
て、半導体表面に形成したＳｉＯ2 等の表面絶縁層３に
穿設したコンタクト窓３Ｗを通じて外部との接続に供す
るリード４例えば図示のリードワイヤ、あるいはリード
ボール、バンプ等が接続されるボンディングパッド部５
を有する金属電極ないしは金属配線層がオーミックにコ
ンタクトされてなる。
【０００３】このボンディングパッド部５を有する金属
電極ないしは金属配線層は、通常導電性、加工性にすぐ
れ、ＳｉやＳｉＯ2 との密着性にすぐれたＡｌ、例えば
１０００〜６０００Åの厚さを有するＡｌよりなる。
【０００４】ところがこのＡｌは、これが酸化され易い
ことから、リード４の接続に当たっては、表面に形成さ
れた酸化被膜を破壊しつつその接続を行う必要があり、
このために超音波振動を与え乍らリード４のボンディン
グパッド部５への熱圧着を行うという超音波熱圧着法が
採られる。
【０００５】しかしながら、このような方法による場
合、超音波振動等の機械的振動あるいは破壊圧力がボン
ディングパッド部５に与えられることから、半導体装置
にストレスが生じ、これによって半導体装置の特性劣
化、不良品の発生等を招来する。
【０００６】特に、昨今半導体装置例えば半導体集積回
路における半導体素子の微細、高密度化に伴ってリード
４の接続が半導体装置のアクティブ領域上、あるいはこ
れに接近して行われる場合、上述したストレスによる特
性への影響は大であり、これが信頼性の低下及び歩留り
の低下を来す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明においては、上
述したように半導体装置においてリードの接続を超音波
等の機械的、熱的歪みを与えることなく、したがって高
い信頼性及び高い歩留りをもって各種半導体装置を得る
ことができるようにする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、非酸化性雰囲
気中で半導体基板上にＡｌ系よりなる第１の金属層と、
Ａｕ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金の中から選ばれた１
種以上の金属の系よりなる第２の金属層とを連続的に堆
積し、第１及び第２の両金属層の共晶温度よりも低い温
度において熱処理を行って第１及び第２の両金属層の界
面に固溶体合金層を形成して目的とするボンディングパ
ッド部を形成する。
【０００９】また、本発明においては、非酸化性雰囲気
中で半導体基板上にＡｌ系よりなる第１の金属層と、Ａ
ｕ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合金の中から選ばれた１種
以上の金属の系よりなる第２の金属層とを連続的に堆積
してボンディングパッド部を形成し、このボンディング
パッド部上にリードを載せて第１及び第２の両金属層の
共晶温度よりも低い温度において熱処理を行って第１及
び第２の金属層の界面に固溶体合金層を形成すると共に
ボンディングパッド部へのリードの接続を行う。
【００１０】
【作用】上述の本発明方法によれば、ボンディングパッ
ドとして酸化し易いＡｌ金属層を用いるにも拘わらず、
その表面にこれに比し酸化されにくく、またこれとの界
面に固溶体合金層を形成する第２の金属層を形成したこ
とによってＡｌ表面が直接外部に露出されることが回避
されて少なくともそのリードボンディングを行うべき表
面層が外部に露出することが回避されることによってこ
のリードのボンディングに当たっては、表面酸化膜を除
去するための機械的な振動、高温加熱、熱圧着を回避で
きることから、これによる半導体への影響を回避でき、
信頼性の向上と歩留りの向上と、さらにリード接続の装
置の簡易化をはかることができる。
【００１１】そして、また第１及び第２の金属層間に
は、言わば相互の原子の拡散による固溶合金層を形成し
ていることによって両者の電気的機械的接合が良好に、
すなわち低抵抗接触をもって行うことができる。
【００１２】
【実施例】図１を参照して本発明方法の一例を詳細に説
明する。この例においては、例えばシリコンよりなる半
導体基板１に形成された所要の半導体領域２に対して外
部との接続を行うボンディングパッド部を有する電極な
いしは配線層の形成を行おうとする場合で、半導体基板
１の表面にはＳｉＯ2 等の表面絶縁層３が形成され、半
導体領域２の電極ないしは配線層を形成すべき部分に通
常の周知の技術例えばフォトリソグラフィによる選択的
エッチングによってコンタクト窓３Ｗが穿設されてい
る。
【００１３】本発明においては、まず図１Ａに示すよう
にコンタクト窓３Ｗを通じて半導体領域２に連接して第
１及び第２の金属層１１及び１２を順次堆積する。
【００１４】第１の金属層１１は、Ａｌ系例えばＡｌ単
体よりなり、その厚さを１０００Å〜６０００Åに、ま
た第２の金属層１２はＡｕ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｓｎ−Ｐｂ合
金の中から選ばれた金属層、例えば５μｍ〜１５μｍの
Ａｕ金属層によって構成する。
【００１５】そして、これら第１及び第２の金属層１１
及び１２は、非酸化性雰囲気中例えば高真空中あるいは
不活性ガスＮ2 もしくはＡｒガス雰囲気中で連続蒸着あ
るいはスパッタ等によって形成し得る。
【００１６】この第１及び第２の金属層１１及び１２の
堆積のための装置は、例えば図２にその略線的構成を示
すように、第１の金属層１１を形成する第１の蒸着源３
１を有する第１の室２１と、第２の金属層１２を形成す
る第２の蒸着源３２が配置された第２の室２２と第１及
び第２の金属層１１及び１２の界面に固溶体合金層を形
成するためのフラッシュ加熱装置、例えばレーザ光源３
３と光学系３４によるレーザ光の集光照射装置を有する
第３の室２３とを有して成る。各第１、第２及び第３の
室２１、２２及び２３間は、開閉遮蔽板２４及び２５に
よって仕切られ、かつ両第１、第２及び第３の室２１、
２２及び２３が蒸着に寄与しない部分において連通し、
両第１、第２及び第３の室２１、２２及び２３内が真空
排気されるようになされている。
【００１７】そして、まず第１の室２１において第１の
金属層１１を半導体基板１に蒸着し、続いてこの基板１
を第２の室２２に持ち来して第２の金属層１２の蒸着を
行うという方法によって非酸化性雰囲気中すなわちこの
場合真空中に保持した状態で連続的に第１の金属層１１
と第２の金属層１２を、特に第１の金属層１１を外気に
さらすことなくこれの上に第２の金属層１２の堆積を行
う。続いてその後、この基板１を第３の室２３に移動さ
せ、例えば最終的にボンディングパッド部を形成する部
分にのみ、選択的にレーザ光を照射してこの部分におけ
る第１及び第２の金属層１１及び１２面をその共晶温度
より低い温度で加熱して両金属層の固溶合金層を形成す
る。
【００１８】尚、上述した両金属層１１及び１２の堆積
装置においては、互いに異なる第１の室及び第２の室２
１及び２２に第１の金属層と第２の金属層の蒸着源３１
及び３２を配置して、両配置部に半導体基板１を移動し
てそれぞれ第１の金属層１１及び第２の金属層１２の堆
積を行った場合であるが、被蒸着体としての半導体基板
１を固定して蒸着源３１、３２及びフラッシュ加熱手段
３５を半導体基板１との対向部に持ち来してその蒸着を
順次行うようにすることもできる。
【００１９】また、真空蒸着に限らず真空スパッタその
他各種周知の被着方法を採ることができる。
【００２０】そして、このようにして基板１上に全面的
に形成された第１の金属層１１と第２の金属層１２の積
層上にエッチングマスクとなる例えばフォトレジスト層
１４を目的とするボンディングパッド部を有する電極な
いしは配線層となる部分上に選択的に被着形成する。
【００２１】次に、図１Ｂに示すようにこのフォトレジ
スト層１４をエッチングマスクとして第２の金属層１２
をエッチングする。
【００２２】続いて図１Ｃに示すようにフォトレジスト
層１４及びこのパターン化された第２の金属層１２をエ
ッチングマスクとして第１の金属層１１をエッチングす
る。このようにすると、ボンディングパッド部１５を有
する電極ないしは配線層１６が所要のパターンに形成さ
れる。
【００２３】そして、ボンディングパッド部１５上にリ
ード４例えばリードワイヤの接続を行うものであるが、
この場合のリード４の接続即ちボンディングは単にボン
ディングパッド部１５上にリードを載せる程度に接触さ
せて、冒頭に述べた超音波振動あるいは大きな加圧力を
与えることなく適度な熱圧着によって行う。
【００２４】また、図示の例においては、半導体領域２
上でリード４の接続をした場合であるが、リードワイヤ
に代えて低融点リードボール、リードフィルムあるいは
低融点バンプ等のリードをボンディングパッド部１５上
に載せて低温低加圧による接合によってこれを他と接合
するようにすることもできる。また、光硬化性樹脂等に
よる機械的接着接合を併用して、より低温低加圧をもっ
て信頼性の高い接合部を得ることができる。
【００２５】上述したフラッシュ加熱は第１及び第２の
金属層１１及び１２の共晶温度以下で行われるが、例え
ば第２の金属層１２としてＡｕを用いる場合、第１の金
属層１１のＡｌと第２の金属層Ａｕの共晶温度は４２４
℃程度であるので、これより低い温度をもって行われ
る。
【００２６】また、この加熱は、上述のレーザアニール
に限られるものではなくトンネル炉によるアニール、あ
るいはランプアニール、抵抗ヒータアニール等による短
時間加熱によって行うことができる。
【００２７】また、この加熱は、上述したように、第３
の室２３において金属層１１及び１２の形成後に直ちに
行う場合に限らず、配線層１６を形成するパターンエッ
チング後に行うこともできる。
【００２８】図１では、ボンディングパッド部１５が、
半導体領域２の直上にある場合が示されているが、図３
にその平面図を示し、図４に図３のＡ−Ａ線上の断面図
を示すように、リード４のボンディング部、すなわちボ
ンディングパッド部１５が、電極ないしは配線層１６
の、半導体領域２とのコンタクト部より他部に引き出さ
れた位置にあるパターンとすることもできるなど、種々
の構成を採り得る。
【００２９】
【発明の効果】上述したように本発明によって得た半導
体装置においては、そのボンディングパッド部１５の形
成がＡｌ系金属層１１を用いるもに拘らず、これを非酸
化性雰囲気中で形成すると共に、第２の金属層を連続的
にこれの上に堆積するようにしたことから、酸化し易い
Ａｌによる第１の金属層１１が外部にさらされない状態
ですなわち表面に酸化被膜が形成されない状態でＡｌに
比し酸化されにくい第２の金属層１２によって、覆われ
るので、Ａｌの酸化が防止されることからリードの接続
に当たってこの表面酸化層を破壊するための振動あるい
は機械的な大きな圧着を回避できて、リードの接続にお
ける半導体装置の特性劣化等の影響が回避され、信頼性
の向上、歩留りの向上をはかることができる。
【００３０】また、この構成によれば、第１及び第２の
金属層１１及び１２の２層構造とするにも拘らず、両者
間の境界部に固溶体合金層を形成するようにしたことに
よって両金属層の接合は低抵抗接触をもってかつ機械的
に強固に行われる。
【００３１】また上述したように本発明によれば、Ａｌ
の酸化が防止されていることによって、半導体素子の特
性測定、検査において測定装置の探針（プローブ）を、
従来におけるように表面酸化膜を破って圧接させる必要
がなくなるので、この測定時に素子の破壊、特性劣化を
回避でき、これによっても信頼性の向上、歩留りの向上
をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法の一実施例の製造工程図である。
【図２】本発明方法に適用し得る蒸着装置の一例の略線
的構成図である。
【図３】本発明装置の一例の要部の拡大略線的平面図で
ある。
【図４】図３のＡ−Ａ線上の拡大断面図である。
【図５】従来方法によって得た半導体装置の一例の断面
図である。
【符号の説明】
１ 半導体基板 ２ 半導体領域 ３ 表面絶縁層 ４ リード １１ 第１の金属層 １２ 第２の金属層 １５ ボンディングパッド部 １６ 電極ないしは配線層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非酸化性雰囲気中で半導体基板上にＡｌ
    系よりなる第１の金属層と、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，
    Ｓｎ−Ｐｂ合金の中から選ばれた１種以上の金属の系よ
    りなる第２の金属層とを連続的に堆積し、 該第１及び第２の両金属層の共晶温度よりも低い温度に
    おいて熱処理を行って該第１及び第２の両金属層の界面
    に固溶体合金層を形成してボンディングパッド部を形成
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 非酸化性雰囲気中で半導体基板上にＡｌ
    系よりなる第１の金属層と、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，
    Ｓｎ−Ｐｂ合金の中から選ばれた１種以上の金属の系よ
    りなる第２の金属層とを連続的に堆積したボンディング
    パッド部を形成し、 該ボンディングパッド部上にリードを載せて該第１及び
    第２の両金属層の共晶温度よりも低い温度において熱処
    理を行って該第１及び第２の両金属層との界面に固溶体
    合金層を形成すると共に上記ボンディングパット部への
    上記リードの接続を行うことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP5050718A 1992-05-19 1993-03-11 半導体装置の製造方法 Pending JPH0637139A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5050718A JPH0637139A (ja) 1992-05-19 1993-03-11 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP12640592 1992-05-19
JP4-126405 1992-05-19
JP5050718A JPH0637139A (ja) 1992-05-19 1993-03-11 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0637139A true JPH0637139A (ja) 1994-02-10

Family

ID=26391172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5050718A Pending JPH0637139A (ja) 1992-05-19 1993-03-11 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0637139A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965943A (en) * 1997-10-01 1999-10-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bonding pad electrode
KR100953470B1 (ko) * 2006-11-21 2010-04-16 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 접속 재료, 접속 재료의 제조 방법 및 반도체 장치
KR20140021566A (ko) * 2011-03-18 2014-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 게이트 밸브 장치 및 기판 처리 장치 및 그 기판 처리 방법

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5965943A (en) * 1997-10-01 1999-10-12 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bonding pad electrode
KR100953470B1 (ko) * 2006-11-21 2010-04-16 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼 접속 재료, 접속 재료의 제조 방법 및 반도체 장치
US8356742B2 (en) 2006-11-21 2013-01-22 Hitachi, Ltd. Method for manufacturing a semiconductor device using an Al-Zn connecting material
KR20140021566A (ko) * 2011-03-18 2014-02-20 도쿄엘렉트론가부시키가이샤 게이트 밸브 장치 및 기판 처리 장치 및 그 기판 처리 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5661081A (en) Method of bonding an aluminum wire to an intergrated circuit bond pad
JPS63148646A (ja) 半導体装置
JPH04326534A (ja) 半導体装置のチップボンディング方法
WO2007034791A1 (ja) 半田層及びこれを用いた放熱基板並びにその製造方法
JPH0637139A (ja) 半導体装置の製造方法
US6548386B1 (en) Method for forming and patterning film
JP3284055B2 (ja) 半導体素子、半導体装置、および半導体装置の検査方法
JPS59159583A (ja) 半導体発光装置
JPH0555228A (ja) 半導体装置
JPS59229850A (ja) 半導体装置
JPH06196526A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04731A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2003142521A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0456237A (ja) 半導体装置
JPS6260836B2 (ja)
JP2002164381A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3688335B2 (ja) 半導体集積回路装置およびその製造方法ならびに半導体ウエハ
JPS60170246A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0715909B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH02140955A (ja) 半導体装置
JPH05121481A (ja) ボンデイングパツド密着方法
JPH06333975A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000031146A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS5950546A (ja) 半導体装置の製造方法
JP2000357702A (ja) 半導体装置及びその製造方法