JPS6366948A - プログラマブルボンデイングパツド - Google Patents

プログラマブルボンデイングパツド

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JPS6366948A
JPS6366948A JP62092115A JP9211587A JPS6366948A JP S6366948 A JPS6366948 A JP S6366948A JP 62092115 A JP62092115 A JP 62092115A JP 9211587 A JP9211587 A JP 9211587A JP S6366948 A JPS6366948 A JP S6366948A
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region
doped region
bonding pad
semiconductor structure
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JP62092115A
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ジオバーニ ピコーロ ジアネーヤ
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Exar Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体チップ用のボンディングパッドに関する
ものである。
半導体チップは、組立機が集積回路パッケージのピンの
1つへワイヤを半田で接続させる為のコンタクト区域を
与えるメタリゼーションの比較的大きな区域のボンディ
ングパッドを持っている。
このボンディングパッドの広いメタル区域は、集積回路
の小さなメタル接続へ接続される。集積回路を設計し且
つ製造するセミカスタム方法は、デバイス又は部品の相
互接続の最終的プロセスステップを除いて、回路を完了
した予め製造した半導体ウェハを使用する。単に適宜の
メタル相互接続を設計するだけで、特定の顧客の要求へ
、既に設計され且つ製造されている標準のウェハを適合
させることによってコストの節約が実現される。従って
、各顧客に対して、メタルマスクを設計して、必要な能
動及び受動半導体部品を接続させて、顧客が必要とする
回路形態を形成する。この設計及び製造方法は、ウェハ
全体が各顧客に対して独立的に設計されねばならないと
する場合よりも、より少ない時間で且つより低いコスト
でセミカスタム回路を開発することを可能とする。
セミカスタム設計における1つの制限は、特定の顧客の
回路への接続を形成することが必要とされるボンディン
グパッドの数は、顧客によって夫々異なるということで
ある。従って、顧客によって要求されることのある最大
数を受け入れられる様に十分のボンディングパッドを持
つ様に標準のチップ設計がなされる必要が成る。このこ
とは、多くの顧客に対しては、多数のボンディングパッ
ドの空間が無駄になることとなる。ボンディングパッド
は、通常、P型ドープ基板の上のN型ドープエピタキシ
ャル層に過ぎないセル区域である。
この構成においては、クランピングダイオード又はコン
デンサ(容量)が内在する。クランピングダイオードの
場合、該ダイオードのN部分はエピタキシャル領域であ
り、且つ該ダイオードのP部分は基板である。接合コン
デンサが、基板とエピタキシャル領域との接合部に形成
される。従って、成る回路設計においては、この内在す
る容量又はクランピングダイオードを利用することが可
能である場合がある。
本発明は、以上の点に鑑みなされたものであって、上述
した如き従来技術の欠点を解消し、ボンディングパッド
を形成することに加えて受動又は能動デバイスを形成す
る為にメタリゼーションステップにおいて接続させるこ
との可能なボンディングパッド構成体及びその製造方法
を提供することを目的とする。
即ち、本発明に拠れば、ボンディングパッドの区域内の
エピタキシャル層内にP型ドープ領域を形成する。この
P型ドープ領域は、それとエピタキシャル層との間に接
合容量を形成することを可能とする。更に、P型ドープ
領域上に酸化物Mを付加させることによって、該酸化物
を絶縁体として使用して、酸化物コンデンサをメタルボ
ンディングパッドとP型ドープ領域との間に形成するこ
とが可能である。P型ドープ領域は又両端部にメタル接
続を与えることによって抵抗として使用することも可能
である。最後に、縦型PNP トランジスタを、P型ド
ープ領域、エピタキシャル層、及びP型ドープ基板との
間に形成することが可能である。
好適実施例において、N型ドープ領域がP型ドープ領域
内に設けられており、且つ別のN型ドープ領域が該P型
ドープ領域の外側に設けられており、従ってNPN ト
ランジスタを形成することが可能である。外側のN型ド
ープ領域は、好適には、埋込N中層と結合するN十領域
である。NPNトランジスタとして使用されない場合、
この埋込N中層は、表面上の回り込み経路のメタル接続
を可能とさせるクロスアンダ−即ち下側経路を提供する
ことが可能である。
本発明は、ボンディングパッドか、単−又は複数個のエ
ミッタを具備するNPNトランジスタか、縦型PNP 
トランジスタか、酸化物又は接合コンデンサ又はその両
方か、2つのマツチされた値の低い抵抗か、クロスアン
ダ−接続のいずれかを、ボンディングパッドセル内に形
成することを可能とする。多くの適用において、これら
の部品の幾つかを同時的に使用することが可能であり、
例えば、ボンディングパッドをNPNトランジスタのコ
レクタへ接続させることが可能であり、且つ接合コンデ
ンサを該トランジスタのコレクタとベースとの間に形成
することが可能である。別の可能な適用は、ボンディン
グパッドをそのベース又はそのエミッタへ接続させたP
NP縦型トランジスタを形成することである。
好適実施例においては、正方形の形状をしたP型ドープ
領域をエピタキシャル層内に形成する。
このP型ドープ領域の中央部分はP+となるべく一層高
度にドープされている。一連の5個のN型ドープした領
域が軽度にP型ドープした区域の一端部に沿って形成さ
れている。これと平行に、隣接するエピタキシャル領域
内には、3個のN十拡散領域が形成されており、これら
の領域は該5個のN型ドープ領域下側に延在するN十割
込層へ接続する。
以下、添付の図面を参考に、本発明の具体的実施の態様
に付いて詳細に説明する。
第1図は従来のボンディングパッドセル10を示してお
り、それは第1A図において断面で示されている。セル
10は、エピタキシャル領域16を介して該セルの表面
をP型ドープ基板14へ接続させているP型ドープ分凱
境界12で境界が画定されている。メタル層18が酸化
物、!V20の上にボンディングパッドを形成している
。この構成は、N型ドープエピタキシャル領域16とP
型基板14との間に内在的なりランプダイオードを有す
ると共に、これらの領域の間に接合コンデンサを有して
いる。
第2図及び第2A図は、本発明の1番目の実施例を示し
ている。ボンディングパッドセル22は、N型ドープエ
ピタキシャル領域28を介して該表面をP型ドープ基板
26へ接続するP型ドープ分離領域24によって境界が
画定されている。メタルボンディングパッド30が酸化
物層32内の開口内に位置されている。メタル層3oの
下側にはP型ドープ領域34がある。薄い酸化物層36
がボンディングパッド3oをP型ドープ領域34から分
離させている。更に、一対のN十領域38及び40がエ
ピタキシャル層28への接続を与えている。
第2図の構成は、P型ドープ領域34とN型ドープエピ
タキシャル領域28との間の接合コンデンサを形成する
為に使用することが可能である。
このことは、薄い酸化物層36の少なくとも一部を除去
するか又は酸化物層32内の開口42.44を介するこ
とによって、P型ドープ領域34へ直接的にメタル接続
を設けることによって行うことが可能である。エピタキ
シャル領域28への接続は、N十領域38及び40の1
つ又は両方によって設けることが可能である。別法とし
て、P型領域34及びメタル30の間に酸化物コンデン
サが形成される。P型ドープ領域34への接続は、位置
42及び44において酸化物層32内の開口を介して設
けられる。
セル22は、部分42及び44へのメタル接続を設は且
つP型ドープ領域34を抵抗として使用することによっ
て、抵抗として使用することが可能である。別法として
、メタル接続をN十領域38及び40へ設けて、エピタ
キシャル領域28を介して低抵抗クロスアンダ−を与え
ることが可能である。
第2図のセルから形成することの可能な回路の幾つかを
第2B図乃至第2E図に示しである。第2B図は、並列
な接合容量と酸化物容量とを示している。第2C図は、
接合容量によって第2コンタクトへ接続されている第1
コンタクトへの酸化物容量によって接続されたボンディ
ングパッドを示している。第2D図はN十領域38及び
4oの間の低抵抗クロスアンダ−の形成を示している。
寄生容量及びダイオードは想像線で示しである。
第2E図は2つの抵抗を形成する場合を示してあり、第
1の抵抗は第2D図の低抵抗クロスアンダ−であり且つ
第2の抵抗は酸化物層36を除去しコンタクト42及び
44とボンディングパッド30との間に形成されている
。この構成において、パッド30は好適には、コンタク
ト42.44と反対の端部において、P型ドープ領域3
4とのみコンタクトする。この場合にも、寄生容量及び
寄生ダイオードは想像線で示しである。
第3図乃至第3B図は、本発明の第2実施例を示してい
る。ボンディングパッドセル50は、P型ドープ分離領
域52によって取り囲まれており且つエピタキシャル層
56内に中央のP型ドープ領域54を持っている。第2
P型ドープ領域58はP型ドープ領域54を取り囲んで
いる。N型ドープ領域6oは、該セルの第1側部に沿っ
てP型ドープ領域58内に位置されている。付加的なN
型ドープ領域62.64は埋込N中層66へ接続されて
いる。
PNP トランジスタは、第3C図に示した接続を形成
することによって第3図の構成から形成することが可能
であり、且つNPNトランジスタは第3D図に示した接
続を形成することによって形成することが可能である。
更に、第2図に示したのと同様の態様で酸化物又は接合
容量を形成することが可能であり、コンタクト領域70
は酸化物層72を介してP型ドープ領域54への接続を
与える。薄い酸化物ff1I74は、P型ドープ領域5
4の上に付層させることが可能であり、且つメタル層7
6は薄い酸化物層74の上に付与することが可能であり
、それによりメタル76とP型ドープ領域54との間に
酸化物コンデンサを形成することが可能である。別法と
して、又は付加的に、酸化物層74が存在するか又は存
在しない状態で、メタル層76をボンディングパッドと
して使用することが可能である。
第4図は、本発明の別の実施例に従うボンディングパッ
ドセル80の平面図を示している。第4A図は第4図の
4 A −4A線に沿っての断面図である。該セルは、
P型ドープ基板84へ接続するP型ドープ分離領域82
によって境界が画定されており、エピタキシャル島状部
86を形成している。軽度にP型ドープした領域88が
設けられており且つ内部の一層高度にドープしたP十領
域90を持っている。一連の5個のN型ドープ領域92
は、P型ドープ領域88の一端部の周囲に沿って位置さ
れている。3個のN+ドープ領域94は、埋込N中層9
6への接続を与える。メタル層98は、P型ドープ領域
88上のオプションの薄い酸化物層100上に形成する
第5A図乃至第5F図は、第4図のセル掃成で形成する
ことの可能な種々の回路を示している。
第5A図において、並列して接続された接合コンデンサ
及び酸化物コンデンサが示されている。酸化物コンデン
サは一般的な方法で形成され、その場合、一方のプレー
トはアルミニウムメタリゼーションであり、且つ他方の
プレートは拡散区域である。然し乍ら、一般的な製造方
法における如くエミッタ拡散のN十領域を使用する変わ
りに、P拡散を使用している。このことは、P領域88
とN型ドープエピタキシャル領域86との間に、自動的
に、別のコンデンサ、接合コンデンサ、を形成する。こ
れらの2つのコンデンサは、メタルプレート98をN十
領域92へ接続させることによって並列に接続させるこ
とが可能である。薄い酸化物層100の酸化物の厚さが
1,800人である場合、容量は平方ミル当り0.12
pFである。
2Ω・cmのエピタキシャル固有抵抗の場合、接合コン
デンサは平方ミル当り約0.2pFの値を持っている。
上部isoとして深く高度にドープしたP十拡散部90
を使用することは、接合容量を約30%増加させる。何
故ならば、接合面積が略同量増加するからである。この
ことは、又、寄生直列抵抗を約50倍減少させる。何故
ならば、上部isoはベースの一層高い濃度を持ってい
るからである。
P十領域90を使用して、メタルコンタクト98(酸化
物層100は除去)と一対のコンタクト区域102,1
04との間にP領域90を介して2つのマツチされた値
の低い抵抗を形成することが可能である。
第5B図に示した如く、コンタクト102,104のい
ずれか又は両方がベースコンタクトを与え、区域92が
エミッタを形成し、且つ区域94がコレクタを形成して
、NPNトランジスタを形成することが可能である。軽
度にドープしたP領域88は、コンタクト区域102及
び104によって接続された領域であり、トランジスタ
のベースを与えている。
第5C図は、第5B図の回路を形成する為に、第4図の
セルの上に形成することの可能なメタル接続の1例を示
している。メタル85はコンタクト区域104へ接続し
て、ベース接続を与え、メタル87は区域92へ接続し
てエミッタ接続を与え、且つメタル89は区域94へ接
続してコレクタ接続を与える。
第5D図は、PNP トランジスタとして、第4図のセ
ル80の接続を示している。P十区域90は、トランジ
スタのエミッタを形成し、埋込層96へのN十拡散94
はエピタキシャル層86へ接続してトランジスタのベー
スを形成し、且つ基板84はl・ランジスタのコレクタ
である。基板は、通常、最も負の電圧へ接続され、従っ
てこの1〜ランジスタはそのコレクタを最も負の電圧へ
接続されている。この装置の性能は、通常の縦型PNP
トランジスタよりも一層良好である。何故ならば、エミ
ッタ濃度は一層高く且つ深いP十拡散90で一層薄いベ
ースが得られるからである。
第5E図は、第5D図のトランジスタを形成する為に第
4図のセル上に形成することの可能なメタル接続の1例
を示している。メタル91は、コンタクト区域104へ
接続してエミッタ接続を与え、メタル93は、基板84
へ接続されている分に領域82へ接続してコレクタ接続
を形成し、且つメタル95は区域94へ接続されてベー
ス接続を与える。
メタル層98は、パッドとP型ドープ区域88との間の
0.6pFコンデンサが回路性能に影響を与えることが
ない限り、常にその他の機能に関連してボンディングパ
ッドとして使用することが可能である。酸化物層100
の通常の幅は、約6゜000人であるが、一層高い値の
酸化物コンデンサが必要とされる場合には、該酸化物の
厚さは2゜OOOλ以下とすることも可能である。
第5F図は、接合コンデンサ及び酸化物コンデンサ及び
ボンディングパッドと共に、どのようにしてNPN及び
PNPトランジスタを接続させることが可能であるかを
示している。PNPトランジスタ106のコレクタは、
通常接地か又は最も負の電圧にある基板84へ接続され
る。PNPトランジスタ106のベース94も、NPN
トランジスタ108のコレクタ及び接合コンデンサ11
0の一方の側部を形成する。メタルボンディングパッド
98は、酸化物コンデンサ112の一端部であり、他端
部はP型ドープ領域88であり、それは又接合コンデン
サ110の他側部のみならずNPNトランジスタ108
のベース及びPNPトランジスタ106のエミッタをも
形成する。P型ドープ領域88へのコンタクトは区域1
02及び104を介して設けられる。NPNトランジス
タ108のエミッタは領域92を介してコンタクトされ
る。
本発明は、ボンディングパッドとして使用されない場合
には無駄な区域とされることを防止するボンディングパ
ッド区域のプログラム可能性に加えて、現存のセミカス
タム構成のものを越える幾つかの利点を提供するもので
ある。例えば、殆どのセミカスタム設計は、本発明にお
いて設けられる集積化したコンデンサを設けるものでは
ない。
ボンディングパッドを半導体チップの周辺部に配置させ
ることによって、コンデンサも半導体チップの周辺部上
に設けられ、従ってチップ上の内部接続のルーチング即
ち経路決定と干渉することはない、幾つかのパッドセル
のトランジスタを並列に接続することによって、入出力
インターフェース用に理想的な高電流トランジスタを得
ることが可能である。その他のものに使用されない場合
、N十区域94は埋込層96を介してのクロスアンダ−
接続を提供する。
標準の処理方法を使用して、本発明に従ってボンディン
グパッドセルを形成することが可能である。最初に基板
をドープしてP型とさせる。次いでN十埋込層を拡散さ
せ且つN−エピタキシャル層を成長させる。酸化物を成
長させる標準ステップを使用して各拡散ステップを実施
し、ホトレジストコーティングを付着させ、該コーティ
ングをマスクし、ウェハを紫外光で照射し、ホトレジス
トのクロスリンクしていない部分を溶解し、且つ二酸化
シリコンを介してエツチングして拡散が行われるべき領
域を露出させる。
エピタキシャル層を成長した後、セル用の分離境界を形
成する為の深いP十拡散を行う。その後に、P拡散を行
い、N拡散を行い、且つ酸化物をエツチングしてセル用
のコンタクト領域を形成する。ウェハ上にアルミニウム
を付与し、ホトマスクを行い、且つ接続を所望する個所
を除いて全ての個所をエツチング除去する標準の技術に
よってメタリゼーションを行う。
以上、本発明の具体的実施の態様に付いて詳細に説明し
たが、本発明はこれら具体例にのみ限定されるべきもの
では無く、本発明の技術的範囲を逸脱すること無しに種
々の変形が可能であることは勿論である。例えば、セル
の幾何学的形状を変えることが可能であり、又、基本的
なP拡散をボンディングパッドの下側に維持する限り、
より多くの拡散区域を付加して異なった組合せを構成す
ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第1A図は従来のボンディングパッドセルの
各概略図、第2図及び第2A図は本発明に基づく簡単な
プログラマブルボンディングパッドセルの夫々平面図及
び断面図、第2B図乃至第2E図は第2図のセルから形
成される種々の回路を示した各概略図、第3図、第3A
図及び第3B図は横方向PNP トランジスタも形成さ
れる本発明の別の実施例に従ったプログラマブルボンデ
ィングパッドセルの夫々平面図と2つの断面図、第3C
図及び第3D図は第3図のセルから形成されるPNPト
ランジスタ及びNPN トランジスタの夫々平面図及び
断面図、第4図及び第4A図は本発明の別の実施例を示
した概略平面及び断面図、第5A図乃至第5F図は並列
接続した接合及び酸化物コンデンサ、NPNトランジス
タ、PNPトランジスタ、ボンディングパッドと接合及
び酸化物コンデンサとPNP及びN P N トランジ
スタを持った回路の如く夫々接続した第4図の実施例の
各概略図、である。 (符号の説明) 10:ボンディングパッド 12:Pドープ分離境界 14:Pドープ基板 16:エピタキシャル領域 18:メタル層 20二酸化物層 22:ボンディングバッドセル 24:分離領域 26:基板 28:エピタキシャル層 3o:ボンディングパッド 32二酸化物層 38.40:N+領領 域2.44:開口 特許出願人    イクサー コーポレーション 7面の浄コ(内容に変更なし) 一一一。 し。 手続補正書(肱) 昭和62年9月29日 特許庁長官  小 川 邦 夫 殿 1、事件の表示   昭和62年 特 許 願 第92
115号2、発明の名称   プログラマブルボンディ
ングパッド3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 名称   イクサー コーポレーション4、代理人 5、補正命令の日付 昭和62年6月3日(62年6月30日発送)6、補正
により増加する発明の数   な し7、補正の対象 
    図 面 (内容に変更なし)8、補正の内容 
    別紙の通り 、′、、、”、゛・、 r、”1. ”−、じ2g□

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ボンディングパッド又はその他のデバイスを形成す
    る為の半導体構成体において、ボンディングパッドを形
    成する為にメタル層を受け取るべく適合させた表面を持
    ったN型ドープエピタキシャル領域、前記表面から前記
    エピタキシャル領域内へ延在するP型ドープ領域を有す
    ることを特徴とする半導体構成体。 2、特許請求の範囲第1項において、前記P型ドープ領
    域上に酸化物層を有すると共に前記酸化物層上にメタル
    ボンディングパッドを有しており酸化物コンデンサを形
    成していることを特徴とする半導体構成体。 3、特許請求の範囲第1項において、抵抗を与える為に
    前記P型ドープ領域の反対端部に接続した第1及び第2
    メタルコンタクトを有していることを特徴とする半導体
    構成体。 4、特許請求の範囲第1項において、前記N型ドープエ
    ピタキシャル領域はP型ドープ基板と合体されており、
    且つ前記エピタキシャル領域への電気的接続を与えるN
    +領域を有すると共に、前記構成体を取り巻いており且
    つ前記表面から前記基板へ延在するP型ドープ分離領域
    を有することを特徴とする半導体構成体。 5、特許請求の範囲第4項において、縦型PNPトラン
    ジスタのエミッタを形成する為に前記P型ドープ領域に
    接続された第1メタルコンタクトを有しており、且つ前
    記PNPトランジスタのベースを形成する為に前記N+
    領域へ接続されている第2メタルコンタクトを有してお
    り、前記P型ドープ基板は前記PNPトランジスタのコ
    レクタであることを特徴とする半導体構成体。 6、特許請求の範囲第5項において、前記P型ドープ基
    板内にへ延在するN+埋込層が設けられており、前記N
    +領域は前記N+埋込層と接続していることを特徴とす
    る半導体構成体。 7、特許請求の範囲第6項において、前記N+埋込層へ
    接続される少なくとも1つの第2N+領域が設けられて
    いることを特徴とする半導体構成体。 8、特許請求の範囲第7項において、クロスアンダー接
    続を形成する為に、前記最初及び2番目のN+領域へ夫
    々接続して第1及び第2メタルコンタクトが設けられて
    いることを特徴とする半導体構成体。 9、特許請求の範囲第6項において、前記N+埋込層は
    、前記P型ドープ領域下側の前記基板の区域に隣接し且
    つその外側の長尺層であることを特徴とする半導体構成
    体。 10、特許請求の範囲第9項において、前記P型ドープ
    領域内に少なくとも1つのN型ドープ領域が設けられて
    いることを特徴とする半導体構成体。 11、特許請求の範囲第6項において、第2P型ドープ
    領域及び前記第2P型ドープ内のN型ドープ領域を有す
    ることを特徴とする半導体構成体。 12、特許請求の範囲第6項において、前記P型ドープ
    領域内にP+拡散区域が設けられており、前記P+区域
    は前記P型ドープ領域よりも一層高度にドープされてい
    ることを特徴とする半導体構成体。 13、ボンディングパッド及びその他のデバイスを形成
    する為の半導体構成体において、P型ドープ基板、前記
    基板の上のN型ドープエピタキシャル領域であってボン
    ディングパッドを形成する為にメタル層を受け取るべく
    適合されている矩形形状表面を持っているエピタキシャ
    ル領域、前記表面から前記エピタキシャル領域内へ延在
    する軽度にP型ドープした矩形領域、前記軽度にP型ド
    ープした領域内の高度にP型ドープした領域、前記軽度
    にP型ドープした領域の第1端部に沿って前記軽度にP
    型ドープした領域内の複数個のN型ドープ領域、前記軽
    度のP型ドープ領域の前記第1端部に近接し前記P型ド
    ープ基板内に延在するN+埋設層、前記N+埋込層内に
    延在し且つ前記第1端部に近接する前記軽度のP型ドー
    プ領域の外側の複数個のN+領域、を有することを特徴
    とする半導体構成体。 14、ボンディングパッド又は別のデバイスとなり得る
    様に適合可能な半導体構成体の形成方法において、ボン
    ディングパッドを形成する為のメタル層を受け取るべく
    適合されているボンディング表面を持ったN型ドープエ
    ピタキシャル領域を成長させ、且つ前記ボンディング表
    面下側の前記エピタキシャル領域内にP型ドーパントを
    導入する、上記各ステップを有することを特徴とする方
    法。
JP62092115A 1986-04-17 1987-04-16 プログラマブルボンデイングパツド Pending JPS6366948A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US85330386A 1986-04-07 1986-04-07
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JP (1) JPS6366948A (ja)
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DE (1) DE3786693T2 (ja)

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