JPH065654A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH065654A
JPH065654A JP15990792A JP15990792A JPH065654A JP H065654 A JPH065654 A JP H065654A JP 15990792 A JP15990792 A JP 15990792A JP 15990792 A JP15990792 A JP 15990792A JP H065654 A JPH065654 A JP H065654A
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polysilicon
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Atsuhiko Menju
篤彦 毛受
Tatsuo Noguchi
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    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/13091Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製造工程が複雑にならずに良好なボンディン
グ特性が得られ、高い信頼性をもつ配線が得られるよう
にする。 【構成】 半導体基板21上に半導体素子(MOSトラ
ンジスタ41、メモリセル45)と共に形成されるボン
ディングパッド46が、半導体素子のゲート40,4
3,44を形成するポリシリコン層と同時に積層した2
つのポリシリコン層28,30の上に形成される構成と
したことにより、新たにポリシリコン層を形成する工程
を追加する必要もなく、製造工程が複雑なものとなら
ず、また2層のポリシリコン層の上にボンディングパッ
ドが形成されるため、ワイヤをボンディングしてもポリ
シリコン層で機械的な力の吸収が行われ、経時的に剥が
れが生じる虞もなく、良好なボンディング特性が得ら
れ、高い信頼性の配線が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ボンディング特性が良
好な半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】周知の通り、半導体装置は要求される機
能の高度化や微小化、拡大する使用分野などに応じ、近
年、その高集積化や微細化あるいは大規模化には著しい
ものがあり、またより高い信頼性の確保も必須のものと
なっている。このため半導体装置は基板の上に形成され
るパターンも微細化したもので、配線の幅は細く、また
拡散層の接合深さも浅いものとなり、ボンディングパッ
ド領域のコンタクトサイズも小さなものとなってきてい
る。
【0003】以下、このような状況における従来の半導
体装置の1つについて、不揮発性メモリ(Non Volatail
Memory )を混載した半導体装置を例に、図面を参照し
て説明する。図5は要部の断面図であり、図において1
は半導体基板であり、半導体基板1の上には5V系のM
OSトランジスタ2及びメモリセル3、さらにボンディ
ングパッド4が形成されている。5はフィールド酸化
膜、6はメモリセル3のゲート酸化膜、7は第1層目の
ポリシリコン層、8はポリシリコン層間絶縁膜、9はM
OSトランジスタ2のゲート酸化膜、10は第2層目の
ポリシリコン層、11,12はメモリセル3及びMOS
トランジスタ2のソース・ドレイン拡散層、13は層間
絶縁膜、14は第3層目のポリシリコン層、15はバリ
ヤメタル、16はAl配線である。
【0004】そしてMOSトランジスタ2及びメモリセ
ル3、さらにボンディングパッド4は半導体基板1上に
それぞれを形成する膜や層を積層する各工程を経て順に
形成される。ボンディングパッド4の形成は、半導体基
板1上にフィールド酸化膜5を積層し、MOSトランジ
スタ2及びメモリセル3の形成部分に各ゲートのポリシ
リコン層7,10等をパターニングし、ソース・ドレイ
ン拡散層11,12を形成した後に、CVD(Chemical
Vapour Deposition)法によるBPSG(Boron Phosph
er Doped Silicate Glass )の層間絶縁膜13を形成し
て平坦化を行い、ボンディングパッド4を形成する領域
のみに第3層目のポリシリコン層14を選択的に残存さ
せ、その後バリヤメタル15及びAl配線16を形成し
ていた。
【0005】しかし、上記の従来技術においては、バリ
ヤメタルとBPSGの層間絶縁膜を直接密着させた場合
には密着性が悪く、例えば超音波ボンディングによりワ
イヤを固定したときにはパッド領域で剥がれが生じてし
まうため、ボンディングパッド4のみに工程を追加して
第3層目のポリシリコン層14をバリヤメタルと層間絶
縁膜の間に形成するようにしている。しかしながら、ボ
ンディングパッド4にワイヤをボンディングしたとき、
ポリシリコン層14での機械的な力の吸収が十分でなく
経時的にパッド領域で剥がれが生じる虞があった。また
追加するポリシリコン層14の厚さを厚くすることは成
長時間を延長することになり製造上問題となる。なおM
OSトランジスタ2のゲートに用いられるポリシリコン
層7をボンディングパッド4でも用いるようにすると、
厚さが薄いため同様にボンディングの際の機械的な力の
吸収ができずポリシリコン層7の直下のフィールド酸化
膜5にクラックが生じてしまう。
【0006】このようにボンディングパッド4に新たに
ポリシリコン層14を形成することは、写真蝕刻工程や
CVD法によるポリシリコン層の成長工程等を増加させ
たりしなければならず、また製造工程も複雑になってコ
ストが高いものになってしまうものであり、さらに経時
的にパッド領域で剥がれが生じる等ボンディング特性に
問題があり信頼性の向上を要するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記のような製造工程
が複雑で、ボンディング特性の信頼性の向上を必要とす
る状況に鑑みて本発明はなされたもので、その目的とす
るところは製造工程が複雑なものとならず、良好なボン
ディング特性を得ることができて信頼性の高い配線が備
えられる半導体装置及びその製造方法を提供することに
ある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置及び
その製造方法は、半導体基板に成層されたフィールド酸
化膜上にボンディングパッドを備えるものにおいて、ボ
ンディングパッドは積層された少なくとも2層のポリシ
リコン層の上にバリヤメタルが形成され、かつ該バリヤ
メタル上に配線が形成されていることを特徴とするもの
であり、積層された少なくとも2層のポリシリコン層が
フィールド酸化膜の上面に形成されていることを特徴と
するものであり、バリヤメタルが窒化チタンとチタンの
積層膜で形成されていることを特徴とするものであり、
また、半導体基板上に半導体素子及びボンディングパッ
ドを形成するに際し、素子領域にゲートを形成するポリ
シリコン層を積層すると共にボンディングパッド領域に
少なくとも2層のポリシリコン層を積層するようにする
ことを特徴とするものであり、さらに、半導体基板上に
半導体素子及びボンディングパッドを形成するに際し、
素子領域にゲートを形成するポリシリコン層を積層する
と同時にボンディングパッド領域のフィールド酸化膜の
上面にポリシリコン層を積層する工程と、素子領域及び
ボンディングパッド領域に積層されたポリシリコン層を
所定形状に形成する工程と、ポリシリコン層が設けられ
た面上に層間絶縁膜を積層する工程と、層間絶縁膜を所
定形状にエッチングして除去する工程とを有することを
特徴とするものである。
【0009】
【作用】上記のように構成された半導体装置及びその製
造方法は、半導体基板上に半導体素子及びボンディング
パッドが形成されるもので、ボンディングパッドが半導
体素子のゲートを形成するポリシリコン層と同時に積層
した少なくとも2層のポリシリコン層の上に形成される
構成としたことにより、ボンディングパッド領域に形成
するポリシリコン層を工程を追加して積層する必要もな
く、製造工程が複雑なものとならず、また少なくとも2
層のポリシリコン層の上にボンディングパッドが形成さ
れるため、ワイヤをボンディングしてもポリシリコン層
で機械的な力の吸収が十分に行われて経時的に剥がれが
生じる虞がなく、良好なボンディング特性を得ることが
でき、高い信頼性を有する配線が得られる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1乃至図4は本発明に係わる不揮発性メモリ
を混載した半導体装置の製造過程を、製造工程の順序に
したがって示す要部の断面図である。
【0011】先ず、図1に示す第1の工程において、p
型シリコン(Si)半導体基板21上に公知の方法によ
って選択的に厚さ約0.4μmの酸化シリコン(SiO
2 )の厚いフィールド酸化膜22を所定のパターンにし
たがって形成する。すなわち半導体基板21の上にCV
D法でシリコン窒化膜(Si3 4 )を形成し、形成し
た窒化膜上にフォトレジストで所定のパターンを形成し
た後、フォトレジストの開孔部の窒化膜をエッチングで
除去し、残った窒化膜をマスクとして高温(約2000
℃)下においてフィールド酸化膜22を選択的に形成す
る。これにより半導体基板21上には5V系MOSトラ
ンジスタ領域23及びメモリセル領域24の各素子領域
と、さらにボンディングパッド領域25が設けられる。
【0012】次に、図2に示す第2の工程において、半
導体基板21上に残った窒化膜等をエッチングで除去
し、除去した後の半導体基板21上のMOSトランジス
タ領域23及びメモリセル領域24の各素子領域に、そ
れぞれのゲート酸化膜となる厚さの薄い、例えば0.0
5〜0.1μmのシリコン酸化膜26,27を同時、若
しくは別々の作成過程によって酸化形成する。その後、
MOSトランジスタ領域23及びメモリセル領域24の
各素子領域と、さらにボンディングパッド領域25にC
VD法によって厚さ0.3μmの第1のポリシリコン層
28を積層する。続いてメモリセル領域24及びボンデ
ィングパッド領域25の第1のポリシリコン層28表面
に、同じく厚さの薄い、例えば0.05〜0.1μmの
シリコン酸化膜29を酸化形成し、この上に再度CVD
法によって厚さ0.3μmの第2のポリシリコン層30
を積層する。
【0013】続いて次に、図3に示す第3の工程におい
て、MOSトランジスタ領域23及びメモリセル領域2
4、さらにボンディングパッド領域25の第1もしくは
第2のポリシリコン層28,30上にフォトレジストで
所定のパターンを形成し、その後、第1,第2のポリシ
リコン層28,30及びシリコン酸化膜29を別々にあ
るいは同時にエッチングで除去して、MOSトランジス
タ領域23及びメモリセル領域24の各素子領域にはそ
れぞれのゲート電極部31,32を形成し、ボンディン
グパッド領域25には第1,第2のポリシリコン層2
8,30の二層構造部33を形成する。続いてMOSト
ランジスタ領域23及びメモリセル領域24のゲート電
極部31,32の周囲に開孔露出した半導体基板21内
に、通常用いられる方法によって、マスクし、イオン注
入法によりひ素(As)を打ち込み、熱拡散によりMO
Sトランジスタ領域23及びメモリセル領域24にソー
ス・ドレインの拡散層34,35を形成する。
【0014】さらに、図4に示す第4の工程において、
図3に示す第3の工程を経たMOSトランジスタ領域2
3及びメモリセル領域24とボンディングパッド領域2
5の上に、CVD法によって厚さ約1μmのBPSGの
層間絶縁膜36を成層して平坦化を行う。続いて層間絶
縁膜36上にフォトレジストで所定のパターンを形成
し、エッチングを行ってMOSトランジスタ領域23及
びメモリセル領域24ではソース・ドレインの拡散層3
4,35に到達するコンタクトホールを開孔させ、同時
にボンディングパッド領域25ではポリシリコンの二層
構造部33の上面に到達するコンタクトホールを開孔さ
せる。各コンタクトホールを形成した後に窒化チタン
(TiN)とチタン(Ti)の積層膜で形成されるバリ
ヤメタル37を積層する。さらにバリヤメタル37の上
面にアルミニウム(Al)膜を真空蒸着によって被着さ
せ、フォトレジストをマスクとして所定のパターンのA
l膜とバリヤメタル37を残すように不要部分をエッチ
ングで除去する。これによってAl配線38を形成す
る。
【0015】そして、フォトレジストを洗い落とした後
にシンタリング等の各工程を経て、MOSトランジスタ
領域23にゲート酸化膜39及びゲート40を有するM
OSトランジスタ41が形成され、またメモリセル領域
24にゲート酸化膜42及び浮遊ゲート43と制御ゲー
ト44とを有するメモリセル45が形成され、さらにボ
ンディングパッド領域25にボンディングパッド46が
形成された半導体チップを完成する。その後、半導体チ
ップをマウンティングし、ボンディングパッド46に図
示しないワイヤをボンディングし、ケースに納められて
半導体装置は構成される。
【0016】以上のように構成された本実施例によれ
ば、ボンディングパッド領域25には、MOSトランジ
スタ領域23及びメモリセル領域24の各素子領域のポ
リシリコンのゲートを形成する第1,2のポリシリコン
層28,30の積層時に、同時に二層構造部33を形成
するポリシリコン層が形成される。また引き続く層間絶
縁膜36の成層を行った後のコンタクトホールの開孔及
びバリヤメタル37の積層から配線の形成までが、MO
Sトランジスタ領域23及びメモリセル領域24の各素
子領域と共にボンディングパッド領域25でも行うこと
ができる。このためボンディングパッド46を形成する
ためにボンディングパッド領域25のみにポリシリコン
層を形成するための工程を設ける必要もなく、余分とな
る工程の増加がなく製造工程が複雑になることがない。
【0017】また、ボンディングパッド46は、フィー
ルド酸化膜22上に第1,2のポリシリコン層28,3
0のポリシリコンの二層構造部33を介在させてバリヤ
メタル37とAl配線38を設けたものとなっているた
め、BPSGの層間絶縁膜とバリヤメタルとが直接接合
しているために生じる密着不良が生じることがなく、ワ
イヤをボンディングしても、ポリシリコンの二層構造部
33での機械的な力の吸収が十分に行われ、経時的にパ
ッド領域で剥がれが生じる虞がない。またボンディング
パッド46のポリシリコンの二層構造部33の直下のフ
ィールド酸化膜22にクラックが生じることもなく、良
好なボンディング特性を得ることができ、信頼性の高い
配線が得られる。
【0018】尚、上記の実施例においては、ボンディン
グパッド46は第1,2のポリシリコン層28,30の
2層で形成されたものの上に配線46を設けるようにし
ているが、さらに多くのポリシリコン層を設けてもよ
く、またボンディングパッド46の第1,2のポリシリ
コン層28,30の間には層間絶縁膜29を設けずに積
層するようにしてもよい等、要旨を逸脱しない範囲内で
本発明は適宜変更して実施し得るものである。
【0019】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
はボンディングパッドが半導体素子のゲートを形成する
ポリシリコン層と同時に積層した少なくとも2層のポリ
シリコン層の上に形成される構成としたことにより、製
造工程が複雑なものとならず、良好なボンディング特性
を得ることができ、さらに信頼性の高い配線が得られる
等の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の第1の工程に係わる要部の
断面図である。
【図2】本発明の一実施例の第2の工程に係わる要部の
断面図である。
【図3】本発明の一実施例の第3の工程に係わる要部の
断面図である。
【図4】本発明の一実施例の第4の工程に係わる要部の
断面図である。
【図5】従来例を示す要部の断面図である。
【符号の説明】
21…半導体基板 22…フィールド酸化膜 23…MOSトランジスタ領域(素子領域) 24…メモリセル領域(素子領域) 25…ボンディングパッド領域 28…第1のポリシリコン層 30…第2のポリシリコン層 36…層間絶縁膜 37…バリヤメタル 38…Al配線 40…ゲート 41…MOSトランジスタ 43…浮遊ゲート 44…制御ゲート 45…メモリセル 46…ボンディングパッド

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に成層されたフィールド酸化
    膜上にボンディングパッドを備えるものにおいて、前記
    ボンディングパッドは積層された少なくとも2層のポリ
    シリコン層の上にバリヤメタルが形成され、かつ該バリ
    ヤメタル上に配線が形成されていることを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】 積層された少なくとも2層のポリシリコ
    ン層がフィールド酸化膜の上面に形成されていることを
    特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 バリヤメタルが窒化チタンとチタンの積
    層膜で形成されていることを特徴とする請求項1記載の
    半導体装置。
  4. 【請求項4】 半導体基板上に半導体素子及びボンディ
    ングパッドを形成するに際し、素子領域にゲートを形成
    するポリシリコン層を積層すると共にボンディングパッ
    ド領域に少なくとも2層のポリシリコン層を積層するよ
    うにすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 半導体基板上に半導体素子及びボンディ
    ングパッドを形成するに際し、素子領域にゲートを形成
    するポリシリコン層を積層すると同時にボンディングパ
    ッド領域のフィールド酸化膜の上面にポリシリコン層を
    積層する工程と、 前記素子領域及びボンディングパッ
    ド領域に積層された前記ポリシリコン層を所定形状に形
    成する工程と、 前記ポリシリコン層が設けられた面上に層間絶縁膜を積
    層する工程と、 前記層間絶縁膜を所定形状にエッチングして除去する工
    程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
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