JPS63293930A - 半導体装置における電極 - Google Patents
半導体装置における電極Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体集積回路装置(IC,LSI)における
電極、特に外部接続端子(ワイヤボンデインク・パッド
)構造に関する。
電極、特に外部接続端子(ワイヤボンデインク・パッド
)構造に関する。
IC等においては、半導体基体表面にトランジスタ、ダ
イオードなどの回路素子が形成され、これら素子の各拡
散領域に接続された配線の末端は外部接続用端子、いわ
ゆる1ポンデイングパツド鐸として基体周辺に一極が設
けられる。
イオードなどの回路素子が形成され、これら素子の各拡
散領域に接続された配線の末端は外部接続用端子、いわ
ゆる1ポンデイングパツド鐸として基体周辺に一極が設
けられる。
このようなパッドは一般的にはSi基板上で下地Sin
、膜を介し1層のI!(アルミニウム膜)を設けたもの
で、ボンディングエリアのみを露出して周辺は絶縁膜(
CVD・PSG、ポリイミド樹脂)で覆っである。
、膜を介し1層のI!(アルミニウム膜)を設けたもの
で、ボンディングエリアのみを露出して周辺は絶縁膜(
CVD・PSG、ポリイミド樹脂)で覆っである。
1 これ以外にパッドの電極材料として2層の金属膜を
重ねるもの(l!!f開昭56−19639)もあるが
、この場合、各金属膜の種類については特定されていな
い。
重ねるもの(l!!f開昭56−19639)もあるが
、この場合、各金属膜の種類については特定されていな
い。
上記したパッドに対して外部から接続されるワイヤボン
ディング材として従来のAu(金)線から低価格のCu
(銅)に進むことが検討されていル(NIKKE MI
CRODEVICES 1985年7月号p74−75
)。Cuワイヤ・ボンディング技術はAuワイヤ並みに
信頼性が高く、高温でも金属間化合物が生成しにくく、
接合強さはAuワイヤより勝る。Cuワイヤはルーピン
グ特性が良く、ボンディングの高速化に有利であり、量
産性やコストの面でも十分なメリットがあるといわれる
。
ディング材として従来のAu(金)線から低価格のCu
(銅)に進むことが検討されていル(NIKKE MI
CRODEVICES 1985年7月号p74−75
)。Cuワイヤ・ボンディング技術はAuワイヤ並みに
信頼性が高く、高温でも金属間化合物が生成しにくく、
接合強さはAuワイヤより勝る。Cuワイヤはルーピン
グ特性が良く、ボンディングの高速化に有利であり、量
産性やコストの面でも十分なメリットがあるといわれる
。
ところでこのよりなCuワイヤを半導体素子の電極を形
成するAp膜に接続する際に、AuワイヤとAnt極の
場合と異なって合金層を形成しないから、AAとCuの
接触面に機械的ストレスを与えることが必要である。こ
の過程においてAC電極直下の下地SiOx膜及びSi
基板にダメージを与えることがあり、そのため素子の特
性不良を訪発することが確認されている。
成するAp膜に接続する際に、AuワイヤとAnt極の
場合と異なって合金層を形成しないから、AAとCuの
接触面に機械的ストレスを与えることが必要である。こ
の過程においてAC電極直下の下地SiOx膜及びSi
基板にダメージを与えることがあり、そのため素子の特
性不良を訪発することが確認されている。
Cuワイヤボンディングに適合するため電極をAn以外
の硬質の金属を使用することが考えられるが新たの金属
被着工程が加わって別仕様になり、標準化から外れるた
め好ましくない。
の硬質の金属を使用することが考えられるが新たの金属
被着工程が加わって別仕様になり、標準化から外れるた
め好ましくない。
本発明は上記した問題を克服するためになされたもので
あり、その目的とするところはCuワイヤボンディング
に適合し、電極プロセスを変更することのない電極構造
を提供することにある。
あり、その目的とするところはCuワイヤボンディング
に適合し、電極プロセスを変更することのない電極構造
を提供することにある。
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。
を簡単に説明すれば下記のとおりである。
すなわち、半導体基体上に投げられた素子の外部接続用
端子用の電極構造であって、上記素子に直接的に及び間
接的に接続される2層の金属膜を積層して成り、下層の
膜は純アルミニウムからなるとともに上層の膜はシリコ
ン入りアルミニウムからなるものである。
端子用の電極構造であって、上記素子に直接的に及び間
接的に接続される2層の金属膜を積層して成り、下層の
膜は純アルミニウムからなるとともに上層の膜はシリコ
ン入りアルミニウムからなるものである。
上記した手段によれば、パッドの部分で一部に硬質のア
ルミニウムを使うことによりCuボンディングの際のボ
ンディングダメージを防止でき前記目的を達成する。
ルミニウムを使うことによりCuボンディングの際のボ
ンディングダメージを防止でき前記目的を達成する。
第1図は本発明の一実施例を示すものであって、半導体
装置におけるポンディングパッド部f) [極の断面図
である。
装置におけるポンディングパッド部f) [極の断面図
である。
第2図は第1図に対応する半導体チップの一部平面図で
ある。
ある。
1はSi半導体基板、2は素子の一部である拡散層、3
は表面Sin、膜である。
は表面Sin、膜である。
4はピュアーAnからなる厚さ1.0〜2.0μmの第
1層金属膜でその一端部は素子に直接゛に接続された配
線となり、その他端は一つのポンディングパッドの下層
電極4aとなり、あるいは素子に接続されず配線から離
隔された部分が他のポンディングパッドの下層電極4b
として形成される。
1層金属膜でその一端部は素子に直接゛に接続された配
線となり、その他端は一つのポンディングパッドの下層
電極4aとなり、あるいは素子に接続されず配線から離
隔された部分が他のポンディングパッドの下層電極4b
として形成される。
5は眉間絶縁膜であって、たとえばCVD−PSGのご
とき無機膜又はポリイミド系樹脂のごとき有機膜からな
り、一部にスルーホール6があけられ、配線又はパッド
部の第1層と第2層との間を接続するようになっている
。
とき無機膜又はポリイミド系樹脂のごとき有機膜からな
り、一部にスルーホール6があけられ、配線又はパッド
部の第1層と第2層との間を接続するようになっている
。
7はSi入りA感からなり、厚さ0.5〜2.0μmの
第2層金属膜であって、その一部はスルーホールを通し
て第1層、1配線に接続する第2層配線となり、その他
端は下層電極4bと重なってポンディングパッドの上層
電極7bとなり、他の一部は第1層A2配線に接続する
下層電極4aに重なってポンディングパッドの上層電極
7aとなる。
第2層金属膜であって、その一部はスルーホールを通し
て第1層、1配線に接続する第2層配線となり、その他
端は下層電極4bと重なってポンディングパッドの上層
電極7bとなり、他の一部は第1層A2配線に接続する
下層電極4aに重なってポンディングパッドの上層電極
7aとなる。
8はたとえばポリイミド系樹脂からなる最終保護絶縁膜
であってポンディングパッド部(7a。
であってポンディングパッド部(7a。
7b)で開口する。
9はCuワイヤで不活性又は還元性雰囲気中で超音波を
かげることによりそのボール部をポンディングパッドの
上層電極に熱圧着させる。
かげることによりそのボール部をポンディングパッドの
上層電極に熱圧着させる。
上記した実施例から下記のような作用効果が得られる。
+11 ポンディングパッドとなる電極構造を二重構
造として厚くすることによりボンディングダメージを防
止できる。一般のICで一層のAA膜によりパッド部を
厚くしようとすれば加工精度が低下するが、2層とする
ことで解決できる。
造として厚くすることによりボンディングダメージを防
止できる。一般のICで一層のAA膜によりパッド部を
厚くしようとすれば加工精度が低下するが、2層とする
ことで解決できる。
(2)上層部をSi入りItとして硬質化することによ
り、Cu −A (3接合が容易となり、ボンディング
条件の許容範囲を広げる。Cuボールボンディングは適
用拡大が予定されており効果が大きい。
り、Cu −A (3接合が容易となり、ボンディング
条件の許容範囲を広げる。Cuボールボンディングは適
用拡大が予定されており効果が大きい。
(3)下馬部を軟質のピュアーAAとすることでボンデ
ィングの際の緩衝性が増し、下地のうすい5iO1膜の
クラック等を防止できる。又、配線としては上下層とも
にSi入りAぶを使う場合に比して配線抵抗が大きくな
ることを阻止できる。
ィングの際の緩衝性が増し、下地のうすい5iO1膜の
クラック等を防止できる。又、配線としては上下層とも
にSi入りAぶを使う場合に比して配線抵抗が大きくな
ることを阻止できる。
(4) 従来の2層配線プロセスを変更することなく
そのまま適用できる。
そのまま適用できる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上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。
具体的に説明したが、本発明は上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。
本発明はポンディングパッド下のS iOを膜が薄くダ
メージを起しやすいIC等の半導体製品に全て適用でき
る。特に2層An配線構造を有する半導体装置の場合最
も有効である。
メージを起しやすいIC等の半導体製品に全て適用でき
る。特に2層An配線構造を有する半導体装置の場合最
も有効である。
本題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
。
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
。
すなわち、Cuボールボンディングにおいてボンディン
グダメージを有効に防止できる電極構造が得られる。
グダメージを有効に防止できる電極構造が得られる。
第1図は本発明の一実施例を示す半導体装置の一部縦断
面図である。 第2図はそのA−A断面が第1図に対応する平面図であ
る。 l・・・半導体基板、2・・・素子となる拡散層、3・
・・S io、膜、4・・・第1層配線又は下層電極(
ピュアーI! >、5・・・層間絶縁膜(PSG又はポ
リイミド系樹脂)、6・・・スルーホール、7・・・第
2層配線又は上層電極(Si入りAぷ)、訃・・最終絶
縁膜、9・・・Cuワイヤ。
面図である。 第2図はそのA−A断面が第1図に対応する平面図であ
る。 l・・・半導体基板、2・・・素子となる拡散層、3・
・・S io、膜、4・・・第1層配線又は下層電極(
ピュアーI! >、5・・・層間絶縁膜(PSG又はポ
リイミド系樹脂)、6・・・スルーホール、7・・・第
2層配線又は上層電極(Si入りAぷ)、訃・・最終絶
縁膜、9・・・Cuワイヤ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基体上に設けられた素子の外部接続用端子用
の電極構造であつて、2層の金属膜を積層して成り、下
層の膜は軟質のアルミニウムからなるとともに上層の膜
は硬質のアルミニウムからなることを特徴とする半導体
装置における電極。 2、上記2層の金属膜は上記素子に直接的に及び間接的
に接続される2層のアルミニウムを主体する配線であっ
て、下層の膜は純アルミニウムからなるとともに、上層
の膜はシリコン入りアルミニウムからなる特許請求の範
囲第1項に記載の半導体装置における電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128281A JPS63293930A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置における電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62128281A JPS63293930A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置における電極 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63293930A true JPS63293930A (ja) | 1988-11-30 |
Family
ID=14980944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62128281A Pending JPS63293930A (ja) | 1987-05-27 | 1987-05-27 | 半導体装置における電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63293930A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02153544A (ja) * | 1988-12-05 | 1990-06-13 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPH02170434A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Fuji Electric Co Ltd | バンプ電極を備える半導体集積回路装置 |
US4984061A (en) * | 1987-05-15 | 1991-01-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device in which wiring layer is formed below bonding pad |
US6258706B1 (en) * | 1998-06-22 | 2001-07-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd | Method for fabricating a stress buffered bond pad |
JP2007274004A (ja) * | 1997-10-08 | 2007-10-18 | Lucent Technol Inc | 集積回路デバイス |
JP2018159872A (ja) * | 2017-03-23 | 2018-10-11 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光素子及びその製造方法 |
-
1987
- 1987-05-27 JP JP62128281A patent/JPS63293930A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4984061A (en) * | 1987-05-15 | 1991-01-08 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device in which wiring layer is formed below bonding pad |
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