JPH0823008A - 半導体装置の接続用パッド構造 - Google Patents
半導体装置の接続用パッド構造Info
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- JPH0823008A JPH0823008A JP6156940A JP15694094A JPH0823008A JP H0823008 A JPH0823008 A JP H0823008A JP 6156940 A JP6156940 A JP 6156940A JP 15694094 A JP15694094 A JP 15694094A JP H0823008 A JPH0823008 A JP H0823008A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パッド導電層の接着強度を高めた半導体装置
の接続用パッド構造を提供することを目的とする。 【構成】 半導体基板１にＢＰＳＧ膜２が形成され、Ｂ
ＰＳＧ膜２上にバリアメタル３と導電層４とを積層した
導電層が形成され、導電層４を覆って部分的に導電層４
を露出させる開口部５ａを有する層間絶縁膜５が形成さ
れ、開口部５ａにパッド導電層６が接着されて層間絶縁
層５上に延在させ、パッシベーション膜７がパッド導電
層６の周囲を抑え込むように延在した接続用パッド構造
である。
の接続用パッド構造を提供することを目的とする。 【構成】 半導体基板１にＢＰＳＧ膜２が形成され、Ｂ
ＰＳＧ膜２上にバリアメタル３と導電層４とを積層した
導電層が形成され、導電層４を覆って部分的に導電層４
を露出させる開口部５ａを有する層間絶縁膜５が形成さ
れ、開口部５ａにパッド導電層６が接着されて層間絶縁
層５上に延在させ、パッシベーション膜７がパッド導電
層６の周囲を抑え込むように延在した接続用パッド構造
である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の接続パッ
ド構造に関するものであり、殊に、半導体装置の周辺に
設けられる接続パッドの接着強度を高めたパッド構造に
係るものである。
ド構造に関するものであり、殊に、半導体装置の周辺に
設けられる接続パッドの接着強度を高めたパッド構造に
係るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の集積回路の配線材料
としては、金属層やチタンシリサイド層等の高融点金属
シリサイド層が用いられている。従って、その接続パッ
ド部直下にも金属層や金属シリサイド層が延在する場合
がある。以下、従来の半導体装置の接続用パッド構造に
ついて、図３及び図４を参照して説明する。図３は接続
用パッド部の平面図である。同図に於いて、１０はパッ
ド部を示している。１３は拡散防止用の窒化チタン又は
チタン（ＴｉＮ膜又はＴｉ膜）等のバリアメタル層であ
り、１４は他のアルミニウム等の導電層であり、これら
は半導体装置の内部回路からその周辺部に引き出される
外部引出用の導電層である。１５ａが層間絶縁膜１５に
形成された開口部であり、１６は金線等が接続されるパ
ッド導電層である。１７はパッシベーション膜であり、
１７ａはパッド部の開口部である。
としては、金属層やチタンシリサイド層等の高融点金属
シリサイド層が用いられている。従って、その接続パッ
ド部直下にも金属層や金属シリサイド層が延在する場合
がある。以下、従来の半導体装置の接続用パッド構造に
ついて、図３及び図４を参照して説明する。図３は接続
用パッド部の平面図である。同図に於いて、１０はパッ
ド部を示している。１３は拡散防止用の窒化チタン又は
チタン（ＴｉＮ膜又はＴｉ膜）等のバリアメタル層であ
り、１４は他のアルミニウム等の導電層であり、これら
は半導体装置の内部回路からその周辺部に引き出される
外部引出用の導電層である。１５ａが層間絶縁膜１５に
形成された開口部であり、１６は金線等が接続されるパ
ッド導電層である。１７はパッシベーション膜であり、
１７ａはパッド部の開口部である。
【０００３】次に、従来の半導体装置の接続用パッド構
造の製造方法について、図４（ａ）〜（ｄ）は、図３の
平面図のＸ−Ｘ線に沿った断面図を参照して説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、半導体基板１１には、
絶縁層であるＢＰＳＧ膜（ＢＰＳＧは硼素をドープした
リンガラス）１２が被着され、そのＢＰＳＧ膜１２の上
にバリアメタル層として窒化チタン又はチタン（ＴｉＮ
膜又はＴｉ膜）１３と半導体装置の内部回路から引き出
されるアルミニウム等の導電層１４が形成される。続い
て、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜１５が被着さ
れた後に、パッド部１０を形成する部分に開口部１５ａ
が設けられる。続いて、図４（ｃ）に示すように、アル
ミニウム等の導電層をパターニングして金線が接続され
るパッド導電層１６が形成される。続いて、図４（ｄ）
に示すように、開口部１７ａが形成されたパッシベーシ
ョン膜が形成され、開口部１７ａからはパッド導電層１
６が露出する。その後、このパッド導電層１６と外部端
子は金線で接続される。
造の製造方法について、図４（ａ）〜（ｄ）は、図３の
平面図のＸ−Ｘ線に沿った断面図を参照して説明する。
先ず、図４（ａ）に示すように、半導体基板１１には、
絶縁層であるＢＰＳＧ膜（ＢＰＳＧは硼素をドープした
リンガラス）１２が被着され、そのＢＰＳＧ膜１２の上
にバリアメタル層として窒化チタン又はチタン（ＴｉＮ
膜又はＴｉ膜）１３と半導体装置の内部回路から引き出
されるアルミニウム等の導電層１４が形成される。続い
て、図４（ｂ）に示すように、層間絶縁膜１５が被着さ
れた後に、パッド部１０を形成する部分に開口部１５ａ
が設けられる。続いて、図４（ｃ）に示すように、アル
ミニウム等の導電層をパターニングして金線が接続され
るパッド導電層１６が形成される。続いて、図４（ｄ）
に示すように、開口部１７ａが形成されたパッシベーシ
ョン膜が形成され、開口部１７ａからはパッド導電層１
６が露出する。その後、このパッド導電層１６と外部端
子は金線で接続される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】図４で説明したよう
に、ＴｉＮ膜やＴｉ膜等のバリアメタル層を用いた半導
体装置では、その接続用のパッド導電層１６の下層にボ
ロンがドープされたリンガラスであるＢＰＳＧ膜１２が
設けられている。このような場合、チタンとボロンとが
反応して化学的に安定な硼化チタン（ＴｉＢX ）が形成
される。この硼化チタンは、バリアメタル層１３とＢＰ
ＳＧ膜１２との境界に析出され、導電層１４は剥離し易
い状態となる。圧着式等のワイヤボンディング工程で
は、接続用パッドである導電層１６に金線やアルミニウ
ム等のワイヤをボンディングして外部端子に接続する際
に、半導体チップのパッド部にワイヤを押し付けて溶着
し、ワイヤを引き出して外部端子に接続する。従って、
半導体装置のパッド部にストレスが加わり、更に、ワイ
ヤを引き出す際に、導電層１６に引っ張り応力が働く。
その結果、ワイヤが接続された導電層１６とその下層の
導電層１４及びバリアメタル層１３がＢＰＳＧ膜１２か
ら剥がれるおそれがあり、半導体装置の歩留りを悪化さ
せる要因となっていた。
に、ＴｉＮ膜やＴｉ膜等のバリアメタル層を用いた半導
体装置では、その接続用のパッド導電層１６の下層にボ
ロンがドープされたリンガラスであるＢＰＳＧ膜１２が
設けられている。このような場合、チタンとボロンとが
反応して化学的に安定な硼化チタン（ＴｉＢX ）が形成
される。この硼化チタンは、バリアメタル層１３とＢＰ
ＳＧ膜１２との境界に析出され、導電層１４は剥離し易
い状態となる。圧着式等のワイヤボンディング工程で
は、接続用パッドである導電層１６に金線やアルミニウ
ム等のワイヤをボンディングして外部端子に接続する際
に、半導体チップのパッド部にワイヤを押し付けて溶着
し、ワイヤを引き出して外部端子に接続する。従って、
半導体装置のパッド部にストレスが加わり、更に、ワイ
ヤを引き出す際に、導電層１６に引っ張り応力が働く。
その結果、ワイヤが接続された導電層１６とその下層の
導電層１４及びバリアメタル層１３がＢＰＳＧ膜１２か
ら剥がれるおそれがあり、半導体装置の歩留りを悪化さ
せる要因となっていた。
【０００５】本発明は、上述のような課題に鑑みなされ
たものであり、パッド導電層の接着強度を高めた半導体
装置の接続用パッド構造を提供することを目的とする。
たものであり、パッド導電層の接着強度を高めた半導体
装置の接続用パッド構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成する為
に、本発明は、半導体装置の接続用パッド構造であっ
て、半導体装置の内部回路から引き出される第１導電層
と、前記第１導電層に接続されて層間絶縁膜上に延在す
る第２導電層とを備え、前記第１導電層が存在しない領
域の前記層間絶縁膜上に延在する前記第２導電層を接続
用パッドとしたことを特徴とするものである。又、本発
明の半導体装置の接続用パッド構造は、バリアメタル層
と導電層との積層構造の第１導電層と、前記第１導電層
を覆うとともに、前記第１導電層を部分的に露出させる
開口部を設けた層間絶縁層と、前記開口部に露出する前
記第１導電層に接して前記層間絶縁層に延在する第２導
電層からなる接続用パッドと、前記接続用パッドの周縁
を覆うパッシベーション膜と、からなることを特徴とす
るものである。
に、本発明は、半導体装置の接続用パッド構造であっ
て、半導体装置の内部回路から引き出される第１導電層
と、前記第１導電層に接続されて層間絶縁膜上に延在す
る第２導電層とを備え、前記第１導電層が存在しない領
域の前記層間絶縁膜上に延在する前記第２導電層を接続
用パッドとしたことを特徴とするものである。又、本発
明の半導体装置の接続用パッド構造は、バリアメタル層
と導電層との積層構造の第１導電層と、前記第１導電層
を覆うとともに、前記第１導電層を部分的に露出させる
開口部を設けた層間絶縁層と、前記開口部に露出する前
記第１導電層に接して前記層間絶縁層に延在する第２導
電層からなる接続用パッドと、前記接続用パッドの周縁
を覆うパッシベーション膜と、からなることを特徴とす
るものである。
【０００７】又、前記接続用パッド構造は、前記バリア
メタル層がボロンを含有する絶縁膜上に形成されたこと
を特徴とするものである。更に、前記接続用パッド構造
は、前記バリアメタル層が高融点金属又は窒化チタンで
あることを特徴とするものである。
メタル層がボロンを含有する絶縁膜上に形成されたこと
を特徴とするものである。更に、前記接続用パッド構造
は、前記バリアメタル層が高融点金属又は窒化チタンで
あることを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明に係る半導体装置の接続用パッド構造
は、パッド導電層直下のＢＰＳＧ膜に、バリアメタル層
が配置されていない構造とすることにより、パッド導電
層直下では、ＢＰＳＧ膜にドープされたボロンとバリア
メタル層のチタンが化学反応して硼化チタンを生成しな
いようにしたものであり、ボンデング時において、バリ
アメタル層に圧縮応力が加わり、或いは、引っ張り応力
が働いたとしても、パッド導電層が容易に剥がれること
のない構造としたものである。
は、パッド導電層直下のＢＰＳＧ膜に、バリアメタル層
が配置されていない構造とすることにより、パッド導電
層直下では、ＢＰＳＧ膜にドープされたボロンとバリア
メタル層のチタンが化学反応して硼化チタンを生成しな
いようにしたものであり、ボンデング時において、バリ
アメタル層に圧縮応力が加わり、或いは、引っ張り応力
が働いたとしても、パッド導電層が容易に剥がれること
のない構造としたものである。
【０００９】
【実施例】以下、本発明に係る半導体装置の接続用パッ
ド構造の一実施例について、図１及び図２を参照して説
明する。尚、図１は、そのパターンを示す平面図であ
り、図２（ａ）〜（ｄ）は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断
面図である。図１に於いて、３は拡散防止用等に用いら
れる窒化チタン又はチタン（ＴｉＮ膜又はＴｉ膜）等の
バリアメタル膜であり、４はバリアメタル膜３に積層さ
れた半導体装置の内部回路からチップの周辺部に引き出
される外部引出線の導電層である。５ａが層間絶縁膜に
形成された開口部であり、開口部５ａからは導電層４が
露出する。６はワイヤ等が接続される導電層であり、開
口部５ａを通して導電層４に接している。７はパッシベ
ーション膜であり、パッシベーション膜に設けられた開
口部７ａから露出する導電層がパッド部である。接続用
パッド部８は、半導体チップの周辺に形成され。
ド構造の一実施例について、図１及び図２を参照して説
明する。尚、図１は、そのパターンを示す平面図であ
り、図２（ａ）〜（ｄ）は、図１のＸ−Ｘ線に沿った断
面図である。図１に於いて、３は拡散防止用等に用いら
れる窒化チタン又はチタン（ＴｉＮ膜又はＴｉ膜）等の
バリアメタル膜であり、４はバリアメタル膜３に積層さ
れた半導体装置の内部回路からチップの周辺部に引き出
される外部引出線の導電層である。５ａが層間絶縁膜に
形成された開口部であり、開口部５ａからは導電層４が
露出する。６はワイヤ等が接続される導電層であり、開
口部５ａを通して導電層４に接している。７はパッシベ
ーション膜であり、パッシベーション膜に設けられた開
口部７ａから露出する導電層がパッド部である。接続用
パッド部８は、半導体チップの周辺に形成され。
【００１０】次に、半導体装置の接続用パッド構造の製
造工程に基づき説明する。先ず、図２（ａ）に示すよう
に、半導体基板１には、絶縁層であるＢＰＳＧ膜（ＢＰ
ＳＧは硼素をドープしたリンガラス）２が被着される。
その製造方法は公知の方法によってなされる。そのＢＰ
ＳＧ膜２の上にバリアメタル層としての窒化チタン又は
チタン（ＴｉＮ又Ｔｉ）３がスパッタリング法によって
被着された後に、半導体装置の内部回路から引き出され
るアルミニウム配線等の導電層４が被着される。パター
ニング工程を経て配線パターンが形成される。続いて、
図２（ｂ）に示すように、層間絶縁膜５が被着された後
に、開口部５ａが設けられ、開口部５ａからは導電層４
が露出する。
造工程に基づき説明する。先ず、図２（ａ）に示すよう
に、半導体基板１には、絶縁層であるＢＰＳＧ膜（ＢＰ
ＳＧは硼素をドープしたリンガラス）２が被着される。
その製造方法は公知の方法によってなされる。そのＢＰ
ＳＧ膜２の上にバリアメタル層としての窒化チタン又は
チタン（ＴｉＮ又Ｔｉ）３がスパッタリング法によって
被着された後に、半導体装置の内部回路から引き出され
るアルミニウム配線等の導電層４が被着される。パター
ニング工程を経て配線パターンが形成される。続いて、
図２（ｂ）に示すように、層間絶縁膜５が被着された後
に、開口部５ａが設けられ、開口部５ａからは導電層４
が露出する。
【００１１】続いて、図２（ｃ）に示すように、アルミ
ニウム等の導電層を蒸着法によって被着した後に、パタ
ーニングして接続用パッドとなる導電層６が形成され
る。導電層６は層間絶縁膜５に延在するとともに、開口
部５ａに露出する導電層４に接している。続いて、図２
（ｄ）に示すように、公知の方法によりパッシベーショ
ン膜を形成し、そのパッシベーション膜に開口部７ａを
形成する。開口部７ａからはワイヤ接続用のパッド導電
層６が露出する。このパッド導電層６と外部端子は圧着
法等によるボンディング工程を経て金線やアルミニウム
のワイヤで接続される。
ニウム等の導電層を蒸着法によって被着した後に、パタ
ーニングして接続用パッドとなる導電層６が形成され
る。導電層６は層間絶縁膜５に延在するとともに、開口
部５ａに露出する導電層４に接している。続いて、図２
（ｄ）に示すように、公知の方法によりパッシベーショ
ン膜を形成し、そのパッシベーション膜に開口部７ａを
形成する。開口部７ａからはワイヤ接続用のパッド導電
層６が露出する。このパッド導電層６と外部端子は圧着
法等によるボンディング工程を経て金線やアルミニウム
のワイヤで接続される。
【００１２】この製造工程から明らかなように、本発明
は、パッド導電層６がＢＰＳＧ膜５上に形成されてお
り、ワイヤが接着される部分のパッド導電層６のＢＰＳ
Ｇ膜５直下にはバリアメタル層３が配置されないように
なされた接続用パッド構造である。又、パッド導電層６
はその周縁をパッシベーション膜７で抑え込まれた構造
となっており、パッド導電層６のＢＰＳＧ膜５との接着
強度を高めている。無論、上記実施例では、バリアメタ
ル層としてチタンを用いた実施例が記載されているが、
チタン以外の高融点金属を用いた場合であっても、その
バリアメタル層の元素がその直下の元素と安定な化合物
を形成する場合、ボンディング時に、同様な現象が発生
してパッド導電層の剥がれが発生するおそれがあり、こ
のような場合に、本発明が適応できることは明らかであ
る。
は、パッド導電層６がＢＰＳＧ膜５上に形成されてお
り、ワイヤが接着される部分のパッド導電層６のＢＰＳ
Ｇ膜５直下にはバリアメタル層３が配置されないように
なされた接続用パッド構造である。又、パッド導電層６
はその周縁をパッシベーション膜７で抑え込まれた構造
となっており、パッド導電層６のＢＰＳＧ膜５との接着
強度を高めている。無論、上記実施例では、バリアメタ
ル層としてチタンを用いた実施例が記載されているが、
チタン以外の高融点金属を用いた場合であっても、その
バリアメタル層の元素がその直下の元素と安定な化合物
を形成する場合、ボンディング時に、同様な現象が発生
してパッド導電層の剥がれが発生するおそれがあり、こ
のような場合に、本発明が適応できることは明らかであ
る。
【００１３】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、バリア
メタル層等の導電層とＢＰＳＧ膜が接する積層構造の半
導体装置であっても、ワイヤが接続される部分のパッド
導電層の下部には、バリアメタル層を配置していない構
造となっている。仮に、バリアメタル層とＢＰＳＧ膜と
の境界部に硼化チタン（ＴｉＢX ）が形成されたとして
も、ボンディング時にパッド導電層に加わるストレス
（圧縮応力及び引張応力）に対して、パッド導電層と層
間絶縁膜との接着強度が強く、而も、パッド導電層の周
囲をパッシベーション膜で抑え込む形状となっており、
ワイヤ・ボンディング時に容易に剥がれることのない利
点がある。又、本発明によれば、接続用パンド構造の信
頼性が向上するので、チタンシリサイド層等の低抵抗配
線層を半導体装置に用いることができ、電気的特性が安
定し、而も、高速動作が可能な半導体装置を提供できる
利点がある。
メタル層等の導電層とＢＰＳＧ膜が接する積層構造の半
導体装置であっても、ワイヤが接続される部分のパッド
導電層の下部には、バリアメタル層を配置していない構
造となっている。仮に、バリアメタル層とＢＰＳＧ膜と
の境界部に硼化チタン（ＴｉＢX ）が形成されたとして
も、ボンディング時にパッド導電層に加わるストレス
（圧縮応力及び引張応力）に対して、パッド導電層と層
間絶縁膜との接着強度が強く、而も、パッド導電層の周
囲をパッシベーション膜で抑え込む形状となっており、
ワイヤ・ボンディング時に容易に剥がれることのない利
点がある。又、本発明によれば、接続用パンド構造の信
頼性が向上するので、チタンシリサイド層等の低抵抗配
線層を半導体装置に用いることができ、電気的特性が安
定し、而も、高速動作が可能な半導体装置を提供できる
利点がある。
【図１】本発明に係る半導体装置の接続用パッド構造の
一実施例を示す平面図である。
一実施例を示す平面図である。
【図２】図１の接続用パッド構造部の製造工程を示す断
面図である。
面図である。
【図３】従来の半導体装置の接続用パッド構造の一例を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図４】図３の接続用パッド構造部の製造工程を示す断
面図である。
面図である。
１ 半導体基板 ２ ＢＰＳＧ膜 ３ バリアメタル層 ４，６ 導電層 ５ 層間絶縁層 ７ パッシベーション膜 ５ａ，７ａ 開口部
Claims (4)
- 【請求項１】 半導体装置の接続用パッド構造に於い
て、 半導体装置の内部回路から引き出される第１導電層と、
前記第１導電層に接続されて層間絶縁膜上に延在する第
２導電層とを備え、 前記第１導電層が存在しない領域の前記層間絶縁膜上に
延在する前記第２導電層を接続用パッドとしたことを特
徴とする半導体装置の接続用パッド構造。 - 【請求項２】 半導体装置の接続用パッド構造に於い
て、 バリアメタル層と導電層との積層構造の第１導電層と、 前記第１導電層を覆うとともに、前記第１導電層を部分
的に露出させる開口部を設けた層間絶縁層と、 前記開口部に露出する前記第１導電層に接して前記層間
絶縁層に延在する第２導電層からなる接続用パッドと、 前記接続用パッドの周縁を覆うパッシベーション膜と、 からなることを特徴とする半導体装置の接続用パッド構
造。 - 【請求項３】 前記バリアメタル層がボロンを含有する
絶縁膜上に形成されたことを特徴とする請求項２に記載
の半導体装置の接続用パッド構造。 - 【請求項４】 前記バリアメタル層が高融点金属又は窒
化チタンであることを特徴とする請求項２に記載の半導
体装置の接続用パッド構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156940A JPH0823008A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 半導体装置の接続用パッド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6156940A JPH0823008A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 半導体装置の接続用パッド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0823008A true JPH0823008A (ja) | 1996-01-23 |
Family
ID=15638678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6156940A Withdrawn JPH0823008A (ja) | 1994-07-08 | 1994-07-08 | 半導体装置の接続用パッド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823008A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6441467B2 (en) | 1997-04-24 | 2002-08-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
-
1994
- 1994-07-08 JP JP6156940A patent/JPH0823008A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6441467B2 (en) | 1997-04-24 | 2002-08-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
| US6650002B1 (en) | 1997-04-24 | 2003-11-18 | Sharp Kabushiki Kaishi | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
| US6864562B1 (en) | 1997-04-24 | 2005-03-08 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor device having active element connected to an electrode metal pad via a barrier metal layer and interlayer insulating film |
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