KR20080107386A - 알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층 - Google Patents

알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층 Download PDF

Info

Publication number
KR20080107386A
KR20080107386A KR1020087020577A KR20087020577A KR20080107386A KR 20080107386 A KR20080107386 A KR 20080107386A KR 1020087020577 A KR1020087020577 A KR 1020087020577A KR 20087020577 A KR20087020577 A KR 20087020577A KR 20080107386 A KR20080107386 A KR 20080107386A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
aluminum
weight
bond pad
forming
Prior art date
Application number
KR1020087020577A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101339517B1 (ko
Inventor
주-중 이
케빈 제이. 헤스
Original Assignee
프리스케일 세미컨덕터, 인크.
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 프리스케일 세미컨덕터, 인크. filed Critical 프리스케일 세미컨덕터, 인크.
Publication of KR20080107386A publication Critical patent/KR20080107386A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101339517B1 publication Critical patent/KR101339517B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L24/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/0212Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers
    • H01L2224/02122Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body
    • H01L2224/02163Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body on the bonding area
    • H01L2224/02165Reinforcing structures
    • H01L2224/02166Collar structures
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/023Redistribution layers [RDL] for bonding areas
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05075Plural internal layers
    • H01L2224/0508Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05082Two-layer arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05075Plural internal layers
    • H01L2224/0508Plural internal layers being stacked
    • H01L2224/05083Three-layer arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05099Material
    • H01L2224/051Material 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
    • H01L2224/05117Material 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
    • H01L2224/05124Aluminium [Al] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05099Material
    • H01L2224/051Material 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
    • H01L2224/05163Material 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 1550°C
    • H01L2224/05166Titanium [Ti] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/05001Internal layers
    • H01L2224/05099Material
    • H01L2224/051Material 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
    • H01L2224/05163Material 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 1550°C
    • H01L2224/05181Tantalum [Ta] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • H01L2224/0554External layer
    • H01L2224/05599Material
    • H01L2224/056Material 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
    • H01L2224/05617Material 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
    • H01L2224/05624Aluminium [Al] as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material 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
    • H01L2224/45138Material 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
    • H01L2224/45139Silver (Ag) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material 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
    • H01L2224/45138Material 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
    • H01L2224/45144Gold (Au) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001Core members of the connector
    • H01L2224/45099Material
    • H01L2224/451Material 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
    • H01L2224/45138Material 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
    • H01L2224/45147Copper (Cu) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48507Material at the bonding interface comprising an intermetallic compound
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48599Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48617Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area 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
    • H01L2224/48624Aluminium (Al) as principal constituent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means 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
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/485Material
    • H01L2224/48505Material at the bonding interface
    • H01L2224/48799Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Copper (Cu)
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/80Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L2224/85Methods 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
    • H01L2224/852Applying energy for connecting
    • H01L2224/85201Compression bonding
    • H01L2224/85205Ultrasonic bonding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means 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
    • H01L24/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/44Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L24/45Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01013Aluminum [Al]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01014Silicon [Si]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01022Titanium [Ti]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01023Vanadium [V]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01028Nickel [Ni]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01029Copper [Cu]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01031Gallium [Ga]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01032Germanium [Ge]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01033Arsenic [As]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01042Molybdenum [Mo]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01044Ruthenium [Ru]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01045Rhodium [Rh]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01046Palladium [Pd]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01047Silver [Ag]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01058Cerium [Ce]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01073Tantalum [Ta]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01077Iridium [Ir]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01078Platinum [Pt]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01079Gold [Au]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01082Lead [Pb]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/01Chemical elements
    • H01L2924/01083Bismuth [Bi]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/012Semiconductor purity grades
    • H01L2924/012011N purity grades, i.e. 90%
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/013Alloys
    • H01L2924/0132Binary Alloys
    • H01L2924/01327Intermediate phases, i.e. intermetallics compounds
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/049Nitrides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/04944th Group
    • H01L2924/04941TiN
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/049Nitrides composed of metals from groups of the periodic table
    • H01L2924/04955th Group
    • H01L2924/04953TaN
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/102Material of the semiconductor or solid state bodies
    • H01L2924/1025Semiconducting materials
    • H01L2924/1026Compound semiconductors
    • H01L2924/1032III-V
    • H01L2924/10329Gallium arsenide [GaAs]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/19Details of hybrid assemblies other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1901Structure
    • H01L2924/1904Component type
    • H01L2924/19043Component type being a resistor

Landscapes

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

Abstract

집적 회로와 같은 전자 장치(10)를 위한 본드 패드(25)는 상호 연결층(16)을 통해 하부 장치(14)에 대한 전기 접속부를 생성한다. 본드 패드는 알루미늄 및 구리 물질로 된 제1 층(24)과, 제1 층(24) 상에 있는 알루미늄이며 본래 구리와는 무관한 제2 물질로 된 제2 층(26)을 갖는다. 제2 층(26)은 제1 층(24)의 구리가 잔류 화학 요소들에 의해 부식되는 것을 방지하기 위해 제1 층(24)에 대한 캡으로서 작용한다. 골드 와이어와 같은 와이어(32)는 본드 패드(25)의 제2 층(26)에 본딩될 수 있다.
반도체 장치, 본드 패드, 상호 연결층, 캡 층

Description

알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층{CAP LAYER FOR AN ALUMINUM COPPER BOND PAD}
본 발명은 일반적으로 반도체 장치에 관한 것으로, 특히, 반도체 장치 내의 전기적 상호 연결 구조에 관한 것이다.
반도체는 다양한 회로 구성 요소들 간의 전기적 접촉을 위해 필요한 다수의 전기적 상호 연결부(interconnections)를 갖는다. 통상의 전기적 상호 연결부는 본드 패드(bond pad)로서 공지되어 있다. 본드 패드는 전기 집적 회로로부터 집적 회로 외부의 포인트까지의 상호 연결부이다. 전형적인 본드 패드는 소량의 구리를 함유하는 알루미늄 합금으로 형성된다. 본드 패드를 형성하기 위해 반도체 장치 내의 개구를 형성하는데 사용되는 반도체 공정은 전형적으로 본드 패드 위치의 표면 상에 잔류 화학 물질을 남겨둔다. 잔류 화학 물질 중 하나는 불소(F)이다. 본드 패드의 후속 형성으로 인해, 본드 패드에서 사용되는 구리 및 알루미늄은 불소 환경에 반응한다. 상기 반응으로 인해, 통상, 본드 패드는 국부적으로 부식된다. 예를 들어, 본드 패드에는 구멍이 생길 수 있으며, 반도체 장치의 후속 공정에 악영향을 줄 수 있다. 예를 들어, 본드 패드의 표면이 보다 더 거칠어질수록, 본드 패드에 대한 후속 볼 본드 접촉부의 접착력이 약해진다. 본드 패드의 논스틱(non- stick) 현상은 와이어 본딩 공정의 수율 손실을 야기한다.
본 발명은 일례로서 기재된 것으로, 첨부된 도면으로 제한되지 않는다. 도면에서, 유사한 참조부호는 유사한 요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 양상에 따른 본드 패드 구조의 단면도이다.
도 2는 부속 볼 본드를 갖춘 도 1의 본드 패드의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 본드 패드의 다른 양상의 단면도이다.
당업자는 도면의 요소들은 편의상 명료하게 도시된 것으로 반듯이 비율적으로 그려질 필요가 없음을 알 것이다. 예를 들어, 도면의 일부 요소들의 치수는 다른 요소들에 비해 과장되어서, 본 발명의 실시예의 이해를 도울 수 있다.
도 1에는 기판(12)을 구비한 반도체 장치(10)가 도시되어 있다. 일 양상에서, 기판(12)은 실리콘, 게르마늄 또는 적합한 III-V 화합물로 형성된다. 예를 들어, 비소화 갈륨(GaAs; Gallium Arsenide)이 사용될 수 있다. 기판(12) 내에 또한 기판(12) 상에 트랜지스터(14)와 같은 하나 이상의 액티브 장치들이 형성된다. 트랜지스터(14)는 종래의 공정을 사용해서 형성되는 종래의 트랜지스터 구조이다. 따라서, 상세히 기술되지 않을 것이다. 기판(12) 위에 하나 이상의 상호 연결층(16)이 놓인다. 일 양상에서, 상호 연결층(16)은 산화물과 같은 절연 물질로 형성되고, 다수의 비아들(vias)을 가지며, 비아들을 통해 라우팅되어 기판(12)에 연결된다. 예를 들어, 비아(19), 비아(21) 및 비아(23)와 같은 비아는 하나 이상의 상호 연결층(16) 내에 존재한다. 비아(19)는 비선형 경로에서 하나 이상의 상호 연결층(16)을 통해 라우팅됨으로써 트랜지스터(14)의 게이트에 전기 접촉한다. 하나 이상의 상호 연결층(16) 상부에, 비아(19), 비아(21) 및 비아(23)에 접촉하는 최종 금속부(18)가 형성된다. 최종 금속부(18)는 구리로 형성된다. 최종 금속부(18)에 사용되는 구리는 가능한한 순수하다. 일 양상에서, 도금에 의해 형성되고, CMP(chemical mechanical polish) 공정을 사용해서 하나 이상의 상호 연결층(16)의 상부 표면과 함께 최종 금속부(18)의 상부 표면을 평탄화한다. 하나 이상의 상호 연결층(16) 위에 패터닝되거나 또는 에칭된 패시베이션 층(20)이 놓인다. 패시베이션 층(20)은 패터닝되거나 에칭되어 최종 금속부(18)의 상부 표면의 전부가 아닌 일부를 노출시킨다. 패시베이션 층(20)은 산화물 또는 질화물로 형성될 수 있으며, 최종 금속부(18)를 노출시키는 개구를 갖는다. 최종 금속부(18)의 위에, 또한, 패시베이션 층(20)의 노출된 사이드월을 따라 배리어 층(22)이 형성된다. 일 양상에서, 배리어 층(22)은 도전 물질들: 탈탄 또는 티타늄 중 하나로 형성된다. 또한, 이중층(bi-layer) 구조가 배리어 층(22)을 위해 사용될 수 있다. 이중층 구현에서, 탄탈 및 질화 탄탈 또는 티타늄 또는 질화 티타늄이 배리어 층(22)을 위해 사용된다. 배리어 층(22)은 선택된 물질의 선택적 피착에 의해 형성된다. 배리어 층(22)은 아래에 위치한 최종 금속부(18) 또는 구리를 후속 형성된 임의의 오버라잉 물질(overlying material)로 확산되는 것으로부터 보호하도록 작용한다. 배리어 층(22)의 치수는 중요하지 않으며, 특정 애플리케이션에 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 배리어 층(22)의 길이는 도 1에 도시된 바와 같이 측면 으로 연장할 수 있다. 두께는 종속적이며, 통상, 500 Å 보다 얇다.
배리어 층(22)의 상부에 본드 패드 층(24)이 형성된다. 본드 패드 층(24)은 알루미늄과 구리로 형성되는데, 구리는 1% 미만이다. 일 양상에서, 구리의 백분율은 0.5%이다. 배리어 층(22)이 본드 패드 층(24)과 최종 금속부(18)를 분리함으로써, 구리가 최종 금속부(18)로부터 본드 패드 층(24)으로 이동하지 않음을 이해해야만 한다. 본드 패드 층(24)의 상부에 캡 층(26)이 있다. 일 양상에서, 캡 층(26)은 순수 알루미늄이거나, 또는 알루미늄 합금이다. 본 명세서에서 사용된 용어 "순수 알루미늄"은, 알루미늄이 적어도 98%인 물질을 의미한다. 일 양상에서, 99.9%의 알루미늄을 갖는 순수 알루미늄 캡 층(26)이 요구된다. 알루미늄 합금이 사용될 때, 순수 알루미늄은 이하의 금속들 중 하나와 결합된다: 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 금(Au), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 세륨(Ce) 및 몰리브덴(Mo). 최종의 금속 상호 연결부는 본드 패드(25)를 생성한다. 캡 층(26)은 와이어 본딩 또는 범프 접촉을 위한 평활한 표면을 제공하도록 작용한다. 캡 층(26)이 본드 패드 층(24)과 결합해서 사용되어, 구멍이 생기거나 부식되지 않은 금속 표면에 대한 와이어 본드가 형성되게 함을 주지해야만 한다. 와이어 본드 접촉을 위해 사용되는 상부 금속 표면은 구리와 무관하다. 따라서, 반도체 공정에 사용되며 구리-알루미늄 합금에 반응하는 화학물질들은 상술된 구조의 본딩 표면에 악영향을 끼치지 않는다.
도 1의 본드 패드(25)의 다른 공정이 도 2에 도시된다. 일 양상에서, 골드 볼 본드(30; gold ball bond)는 캡 층(26)의 선정된 일부분 상에 형성된다. 골드 볼 본드(30)의 형성은, 초음파 및 열 에너지가 골드 볼(30)과 캡 층(26)의 상부 표면 사이의 인터페이스에 인가되는 종래의 공정에 의해 이루어진다. 인터페이스에 인가되는 열초음파(thermosonic) 에너지는 캡 층(26)에 잔류하는 임의의 본래의 산화 알루미늄 층을 제거하고 금 알루미늄 금속간 화합물(gold aluminum intermetallic)을 형성하기에 충분하다. 따라서, 캡 층(26) 상의 골드 볼 본드(30)의 형성으로, 저 저항 전기 접촉부를 형성한다.
볼 본드(30)를 구현하기 위해 다른 금속이 사용될 수도 있음을 알 것이다. 다른 금속은 구리 및 은과 그 합금을 포함한다. 골드 볼 본드(30)는 최종 금속부(18)의 바로 위를 포함하는 캡 층(26)을 따라 측 방향으로 어느 장소이든 위치할 수 있다. 골드 볼 본드(30)의 위치와 무관하게, 캡 층(26)이 순수 알루미늄으로 형성되고 캡 층(26) 형성 단계와 골드 볼 본드(30) 형성 단계 사이에 사용되는 화학물질을 처리함으로써 부식되지 않기 때문에, 양호한 전기 접속부가 캡 층(26)에 대해 생성된다. 골드 볼 본드(30) 형성은 종래의 형성과 동일하여서 더 상세히 기술되지 않을 것이다. 도전성 와이어(32)는 그 후 골드 볼 본드(30)로부터 결정되는 위치(도시되지 않음)로의 전기 접속을 허용하기 위해 골드 볼 본드(30)에 접속된다. 와이어(32)는 통상 볼 본드와 동일한 물질을 가지며, 통상, 순수 구리, 구리 합금, 순수 금, 금 합금, 순수 은, 또는 은 합금 중 하나이다. 여기서, "순수(pure)"라는 의미는 순수 함유량이 적어도 98% 임을 의미한다.
본드 패드(55)를 갖는 반도체 장치(40)를 도시한 다른 실시예가 도 3에 도시되어 있다. 특히, 내부에 상호 연결부(46)가 형성되어 있는 기판(42)이 제공된다. 상호 연결부(46)는 금속과 같은 도전성 물질이다. 기판(42)은 실리콘, 게르마늄, 또는, 비소화 갈륨(GaAs)과 같은 적합한 III-V 화합물로 형성될 수 있다. 기판(42)의 상부 표면에 본드 패드(44)가 형성된다. 일 양상에서, 본드 패드(44)는 구리, 알루미늄, 구리 합금 또는 알루미늄 합금이다. 본드 패드(44)는 도전성이며, 알루미늄 합금이다. 일 양상에서, 알루미늄 합금은 0.5% 구리를 포함한다. 다른 양상에서, 알루미늄 합금은 1% 실리콘을 포함한다.
본드 패드(44) 상에 배리어 층(50)이 선택적으로 형성된다. 일 양상에서, 배리어는 이하의 도전성 물질들: 탄탈 또는 티타늄 중 하나로 형성된다. 또한, 이중층 구조가 배리어 층(50)을 위해 사용될 수 있다. 이중층 구현에서, 탄탈 및 질화 탄탈 또는 티타늄 및 질화 티타늄이 배리어 층(50)을 위해 사용된다. 배리어 층(50)은, 제공될 때, 본드 패드(44) 내의 임의의 구리 또는 실리콘이 후속 형성된 임의의 오버라잉 물질로 확산되는 것을 방지함으로써 아래에 있는 본드 패드(44)를 보호하도록 작용한다. 배리어 층(50) 위에 캡 층(52)이 형성된다. 배리어 층(50)이 사용되지 않을 때, 캡 층(52)은 본드 패드(44) 바로 위에 형성될 수 있다. 배리어 층(50) 및 캡 층(52)은 둘 다 스퍼터링과 같은 블랭킷 피착에 의해 기판(42) 위에 형성된다. 배리어 층(50) 및 캡 층(52)은 도 3에 도시된 층들을 야기하도록 패터닝된다. 일 양상에서, 캡 층(52)은 순수 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 생성된다. 이 때에, 공정에서, 패시베이션 층(48)은 블랭킷 피착된다. 패시베이션 층(48)은 산화물 또는 질화물과 같은 전기 절연 물질이다. 패시베이션 층(48)은 본드 패드(55)가 형성되는 곳에 개구를 생성하도록 패터닝된다. 캡 층(52)의 일부 가 개구 내에서 노출된다. 이 때에, 공정에서, 골드 볼 본드(54)가 노출된 캡 층(52) 바로 위에 형성된다. 볼 본드(54)를 구현하기 위해 다른 금속들이 사용될 수 있음을 알 것이다. 골드 볼 본드(54)는 본드 패드(55)를 도시되지 않은 포인트에 연결하기 위해 부착된 와이어(56)를 갖는다.
지금까지 본드 패드를 갖는 반도체 장치를 생성하는 방법이 제공되었음이 명백하다. 본드 패드는 공정 중에 통상 사용되는 잔류 화학물질들로 인한 부식의 영향을 받지 않는다. 따라서, 본 명세서에 기술된 본드 패드는 신뢰할 만하며, 최소 수율 실패를 나타낸다. 다이(die) 내의 모든 본드 패드들은 표면 완전성(surface integrity)와 일치한다.
일 양상에서, 제1 물질로 된 제1 층을 갖는 본드 패드를 구비한 전자 장치가 제공되는데, 제1 물질은 알루미늄 및 구리를 포함한다. 제2 물질로 된 제2 층은 제1 층 위에 있으며, 제2 물질은 알루미늄을 포함하고, 제2 물질은 본래 구리와 무관하다. 따라서, 제2 층의 제2 물질은 알루미늄-기반이다. 일 양상에서, 제1 물질은 가중치로(by weight) 적어도 95%의 알루미늄을 포함하고, 가중치로 1% 미만의 구리를 포함한다. 다른 양상에서, 제2 물질은 가중치로 적어도 98%의 알루미늄을 포함한다. 다른 양상에서, 제2 물질은 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함한다. 또 다른 양상에서, 제2 물질은 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 포함한다. 또 다른 양상에서, 제2 물질은 팔라듐을 포함하며, 팔라듐은 가중치로 1% 미만이다. 다른 양상에서, 전자 장치는 제2 층에 본딩된 와이어를 더 포함한다. 또 다른 양상에서, 와이어는 가중치로 적어도 99%의 금을 포함한다. 다른 양상에서, 장치는 반도체 물질을 포함하는 적어도 하나의 트랜지스터와 적어도 하나의 트랜지스터 위에 있는 상호 연결층을 갖는다. 상호 연결층은 전기 도전성의 상호 연결부를 포함하고, 본드 패드는 도전성 상호 연결부에 전기적으로 결합된다. 또 다른 양상에서, 본드 패드는 제1 층과 제2 층 사이에 위치한 배리어 층을 포함한다.
또 다른 양상에서, 전자 장치를 형성하는 방법이 제공된다. 본드 패드의 제1 층이 형성되며, 제1 층은 제1 물질로 이루어지며, 제1 물질은 알루미늄 및 구리를 포함한다. 본드 패드의 제2 층은 제1 층 위에 형성되며, 제2 층은 제2 물질로 이루어지며, 제2 물질은 알루미늄을 포함하고, 제2 물질은 본래 구리와 무관하다. 또 다른 양상에서, 제1 물질은 가중치로 적어도 95%의 알루미늄을 포함하고, 가중치로 1% 미만의 구리를 포함한다. 또 다른 양상에서, 제2 물질은 가중치로 적어도 98%의 알루미늄을 포함한다. 다른 양상에서, 제2 물질은 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함한다. 다른 양상에서, 제2 물질은 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 포함한다. 일 양상에서, 제2 물질은 팔라듐을 포함하며, 팔라듐은 가중치로 1% 미만이다. 다른 양상에서, 와이어는 본드 패드의 제2 층에 본딩된다. 또 다른 양상에서, 와이어는 가중치로 적어도 99%의 금을 포함한다. 또 다른 양상에서, 반도체 물질을 포함하는 트랜지스터가 형성된다. 상호 연결층은 트랜지스터 위에 형성되며, 상호 연결층은 전기 도전성의 상호 연결부를 포함한다. 본드 패드는 상호 연결부에 전기적으로 결합된다. 다른 양상에서, 본드 패드의 제1 층 형성은, 웨이 퍼 상에서의 제1 물질로 된 제1 층의 형성을 포함한다. 본드 패드의 제2 층 형성은, 웨이퍼 상의 제1 물질로 된 제1 층 상에서의 제2 물질로 된 제2 층의 형성을 포함한다. 본드 패드의 제1 층 형성은, 웨이퍼 상의 제1 물질로 된 제1 층 상에서의 제2 물질로 된 제2 층의 형성 후에 웨이퍼 상에서의 제1 물질로 된 제1 층의 패터닝를 포함한다. 본드 패드의 제2 층 형성은, 웨이퍼 상의 제1 물질로 된 제1 층 상에서의 제2 물질로 된 제2 층의 패터닝를 포함한다.
또 다른 양상에서, 본드 패드를 형성함으로써 전자 장치를 형성하는 방법이 제공되는데, 상기 본드 패드는 제1 물질로 된 제1 층을 포함하고, 상기 제1 물질은 가중치로 적어도 95%의 알루미늄을 포함하고, 상기 제1 물질은 구리를 포함한다. 본드 패드는 제1 층 상의 제2 물질로 된 제2 층을 포함하고, 제2 물질은 제1 물질과는 상이한 구성(composition)으로 이루어진다. 제2 물질은 이하의 구성 중 한 구성을 구비한다: 1) 가중치로 적어도 95%의 알루미늄을 구비하고, 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함함; 또는 2) 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 구비함. 와이어는 본드 패드의 제2 층에 본딩된다.
상술한 명세서에서, 본 발명은 특정 실시예들을 참조해서 기술되었다. 그러나, 당업자는 다양한 수정 및 변경이 이하의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 범위 내에서 이루어질 수 있음을 안다. 예를 들어, 본드 패드 프로파일의 다양한 폭 및 높이가 생성될 수 있다. 본 명세서에 기술된 본드 패드 실시예가 울트라-파인 와이어 본드 피치와 연관해서 사용될 수 있지만, 본드 패드는 광범위한 회로 치수에 도 사용될 수 있다.
따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아닌 예시적인 의미로 간주되며, 모든 수정물은 본 발명의 범위 내에 속한다. 이점, 다른 장점 및 문제점에 대한 해결책이 특정 실시예와 관련해서 상술되었다. 그러나, 이점, 장점, 문제점에 대한 해결책과, 임의의 이점, 장점, 또는 해결책을 발생시키고 더욱 명백해지도록 하는 임의의 요소는 임의의 또는 모든 청구범위의 중요하고 필요하며 필수적인 특징 또는 요소로서 해석되지 않는다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 용어 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)", 또는 이들의 다른 변형은, 비배타적인 포함(non-exclusive inclusion)을 의미해서, 일련의 요소들을 포함하는 공정, 방법, 물건(article), 또는 장치(apparatus)는 상기 요소들만으로 한정되는 것이 아니라 상기 공정, 방법, 물건 또는 장치에 명백히 나열되지 않은 다른 요소들을 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어 "하나(a 또는 an)"는 하나 또는 둘 이상으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "복수(plurality)"는 2 또는 3 이상으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "다른(another)"은 적어도 제2 이상으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "포함(including)" 및/또는 "구비함(having)"은 포함(comprising)(즉, 개방 언어(open language))으로서 정의된다. 본 명세서에서 사용되는 용어 "결합(coupled)"은, 반듯이 직접적이거나, 반듯이 기계적인 것은 아니더라도, 연결(connected)로서 정의된다.

Claims (20)

  1. 본드 패드를 포함하며,
    상기 본드 패드는
    제1 물질로 된 제1 층 - 상기 제1 물질은 알루미늄 및 구리를 포함함 - 과,
    상기 제1 층 위에 제2 물질로 된 제2 층 - 상기 제2 물질은 알루미늄을 포함하고 본래 구리가 없음 -
    을 포함하는 전자 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 물질은 가중치(weight)로 적어도 95%의 알루미늄과 가중치로 1% 미만의 구리를 포함하는 전자 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    제2 물질은 가중치로 적어도 98%의 알루미늄을 포함하는 전자 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    제2 물질은 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    제2 물질은 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 포함하는 전자 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    제2 물질은 팔라듐을 포함하며, 상기 팔라듐은 가중치로 1% 미만인 전자 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    와이어를 더 포함하고, 상기 와이어는 제2 층에 본딩되는 전자 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    반도체 물질을 포함하는 적어도 하나의 트랜지스터와,
    적어도 하나의 트랜지스터 위에 상호 연결층을 더 포함하고,
    상기 상호 연결층은 전기 도전성의 상호 연결부를 포함하며, 상기 본드 패드는 전기 도전성의 상호 연결부에 전기적으로 접속되는 전자 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 본드 패드는 상기 제1 층과 상기 제2 층 사이에 위치한 배리어 층을 포함하는 전자 장치.
  10. 본드 패드의 제1 층을 형성하는 단계 - 상기 제1 층은 제1 물질로 되어 있으며, 상기 제1 물질은 알루미늄 및 구리를 포함함 - 와,
    상기 제1 층 위에 본드 패드의 제2 층을 형성하는 단계 - 상기 제2 층은 제2 물질로 되어 있으며, 상기 제2 물질은 알루미늄을 포함하고, 상기 제2 물질은 본래 구리가 없음 -
    를 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 물질은 가중치로 적어도 95%의 알루미늄과 가중치로 1% 미만의 구리를 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제2 물질은 가중치로 적어도 98%의 알루미늄을 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 제2 물질은 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 물질은 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 물질은 팔라듐을 포함하며, 상기 팔라듐은 가중치로 1% 미만인 전자 장치 형성 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 본드 패드의 상기 제2 층에 와이어를 본딩하는 단계를 더 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 와이어는 가중치로 적어도 99%가 금인 전자 장치 형성 방법.
  18. 제10항에 있어서,
    반도체 물질을 포함하는 트랜지스터를 형성하는 단계와,
    상기 트랜지스터 위에 상호 연결층을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 상호 연결층은 전기 도전성의 상호 연결부를 포함하며,
    상기 본드 패드는 상기 전기 도전성의 상호 연결부에 전기적으로 접속되는
    전자 장치 형성 방법.
  19. 제10항에 있어서,
    상기 본드 패드의 제1 층을 형성하는 단계는 웨이퍼 위에서 제1 물질로 된 제1 층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 본드 패드의 제2 층을 형성하는 단계는 웨이퍼 위에 제1 물질로 된 제1 층 위에 제2 물질로 된 제2 층을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 본드 패드의 제1 층을 형성하는 단계는 웨이퍼 위에 제1 물질로 된 제1 층 위에 제2 물질로 된 제2 층을 형성한 후에 웨이퍼 위에 제1 물질로 된 제1 층을 패터닝하는 단계를 포함하고,
    상기 본드 패드의 제2 층을 형성하는 단계는 웨이퍼 위에 제1 물질로 된 제1 층 위에 제2 물질로 된 제2 층을 패터닝하는 단계를 포함하는 전자 장치 형성 방법.
  20. 본드 패드를 형성하는 단계 - 상기 본드 패드는 제1 물질로 된 제1 층을 포함하고, 상기 제1 물질은 가중치로 적어도 95%의 알루미늄을 포함하며, 상기 제1 물질은 구리를 포함하고, 상기 본드 패드는 제1 층 위에 제2 물질로 된 제2 층을 포함하며, 상기 제2 물질은 상기 제1 물질과는 상이한 구성으로 이루어지고, 상기 제2 물질은,
    1) 가중치로 적어도 95%의 알루미늄을 구비하고, 팔라듐, 니켈, 금, 백금, 루테늄, 로듐, 이리듐, 세륨 및 몰리브덴으로 이루어진 그룹 중에서 적어도 하나의 물질을 포함하는 화합물, 또는
    2) 가중치로 적어도 99.9%의 알루미늄을 구비하는 화합물
    중 하나를 구비함 - 와,
    상기 본드 패드의 제2 층에 와이어를 본딩하는 단계
    를 포함하는 전자 장치 형성 방법.
KR1020087020577A 2006-02-23 2007-01-22 알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층 KR101339517B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/360,336 2006-02-23
US11/360,336 US7656045B2 (en) 2006-02-23 2006-02-23 Cap layer for an aluminum copper bond pad
PCT/US2007/060845 WO2007098306A2 (en) 2006-02-23 2007-01-22 Cap layer for an aluminum copper bond pad

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080107386A true KR20080107386A (ko) 2008-12-10
KR101339517B1 KR101339517B1 (ko) 2013-12-10

Family

ID=38427366

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087020577A KR101339517B1 (ko) 2006-02-23 2007-01-22 알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7656045B2 (ko)
KR (1) KR101339517B1 (ko)
CN (1) CN101390202B (ko)
TW (1) TW200805530A (ko)
WO (1) WO2007098306A2 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170081948A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 삼성전자주식회사 패키지 기판, 이를 제조하는 방법 및 패키지 기판을 포함하는 패키지 장치
WO2022034937A1 (ko) * 2020-08-11 2022-02-17 엘지전자 주식회사 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20090075347A (ko) * 2008-01-04 2009-07-08 삼성전자주식회사 본딩 패드 구조물 및 그의 제조 방법, 및 본딩 패드구조물을 갖는 반도체 패키지
US8101871B2 (en) * 2009-05-26 2012-01-24 Lsi Corporation Aluminum bond pads with enhanced wire bond stability
US20120103668A1 (en) * 2010-10-28 2012-05-03 Great Team Backend Foundry, Inc. Chip Package
JP5677115B2 (ja) * 2011-02-07 2015-02-25 セイコーインスツル株式会社 半導体装置
US8722530B2 (en) 2011-07-28 2014-05-13 Freescale Semiconductor, Inc. Method of making a die with recessed aluminum die pads
US8866298B2 (en) * 2013-01-11 2014-10-21 Infineon Technologies Ag Bonded system with coated copper conductor
CN103151280B (zh) * 2013-03-04 2015-07-22 哈尔滨工业大学(威海) 一种金丝与铜箔的连接方法
CN106057759B (zh) * 2016-07-22 2019-06-18 上海芯导电子科技有限公司 一种用于打线封装的半导体结构
US11495561B2 (en) * 2020-05-11 2022-11-08 X Display Company Technology Limited Multilayer electrical conductors for transfer printing

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62216339A (ja) * 1986-03-18 1987-09-22 Nippon Denso Co Ltd 半導体装置およびその製造方法
US5019891A (en) * 1988-01-20 1991-05-28 Hitachi, Ltd. Semiconductor device and method of fabricating the same
JPH01298743A (ja) * 1988-05-27 1989-12-01 Hitachi Ltd 半導体装置
JPH0263126A (ja) * 1988-08-29 1990-03-02 Seiko Epson Corp 半導体装置
US5192374A (en) * 1991-09-27 1993-03-09 Hughes Aircraft Company Chromium-free method and composition to protect aluminum
US5346858A (en) * 1992-07-16 1994-09-13 Texas Instruments Incorporated Semiconductor non-corrosive metal overcoat
US5380401A (en) * 1993-01-14 1995-01-10 Micron Technology, Inc. Method to remove fluorine residues from bond pads
WO1995002900A1 (en) * 1993-07-15 1995-01-26 Astarix, Inc. Aluminum-palladium alloy for initiation of electroless plating
US5461008A (en) * 1994-05-26 1995-10-24 Delco Electronics Corporatinon Method of preventing aluminum bond pad corrosion during dicing of integrated circuit wafers
JPH10233408A (ja) * 1997-02-21 1998-09-02 Nec Corp 金属接合構造及び半導体装置
US5942448A (en) * 1997-02-24 1999-08-24 Sarnoff Corporation Method of making contacts on an integrated circuit
US6452271B2 (en) * 1998-07-31 2002-09-17 Micron Technology, Inc. Interconnect component for a semiconductor die including a ruthenium layer and a method for its fabrication
WO2000021126A1 (en) * 1998-10-05 2000-04-13 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Semiconductor copper bond pad surface protection
US6457234B1 (en) * 1999-05-14 2002-10-01 International Business Machines Corporation Process for manufacturing self-aligned corrosion stop for copper C4 and wirebond
US6544880B1 (en) * 1999-06-14 2003-04-08 Micron Technology, Inc. Method of improving copper interconnects of semiconductor devices for bonding
JP3319513B2 (ja) * 1999-09-02 2002-09-03 日本電気株式会社 銅配線の形成方法
US6953986B2 (en) * 1999-12-10 2005-10-11 Texas Instruments Incorporated Leadframes for high adhesion semiconductor devices and method of fabrication
JP2002076051A (ja) * 2000-09-01 2002-03-15 Nec Corp 半導体装置のボンディングパッド構造及びボンディング方法
US6613671B1 (en) * 2000-03-03 2003-09-02 Micron Technology, Inc. Conductive connection forming methods, oxidation reducing methods, and integrated circuits formed thereby
DE60109339T2 (de) * 2000-03-24 2006-01-12 Texas Instruments Incorporated, Dallas Verfahren zum Drahtbonden
US6435398B2 (en) * 2000-06-01 2002-08-20 Texas Instruments Incorporated Method for chemically reworking metal layers on integrated circuit bond pads
US6376353B1 (en) * 2000-07-03 2002-04-23 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. Aluminum and copper bimetallic bond pad scheme for copper damascene interconnects
US6534863B2 (en) * 2001-02-09 2003-03-18 International Business Machines Corporation Common ball-limiting metallurgy for I/O sites
KR100550505B1 (ko) * 2001-03-01 2006-02-13 가부시끼가이샤 도시바 반도체 장치 및 반도체 장치의 제조 방법
EP2293325B1 (en) * 2001-12-14 2013-06-12 STMicroelectronics Srl Semiconductor electronic device and method of manufacturing thereof
US6709965B1 (en) * 2002-10-02 2004-03-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Aluminum-copper bond pad design and method of fabrication
JP2004221098A (ja) * 2003-01-09 2004-08-05 Renesas Technology Corp 半導体装置およびその製造方法
US20050001316A1 (en) * 2003-07-01 2005-01-06 Motorola, Inc. Corrosion-resistant bond pad and integrated device
US6927493B2 (en) * 2003-10-03 2005-08-09 Texas Instruments Incorporated Sealing and protecting integrated circuit bonding pads
US7056820B2 (en) * 2003-11-20 2006-06-06 International Business Machines Corporation Bond pad
US7183656B2 (en) * 2005-01-25 2007-02-27 International Business Machines Corporation Bilayer aluminum last metal for interconnects and wirebond pads
US7595560B2 (en) * 2005-02-22 2009-09-29 Nec Electronics Corporation Semiconductor device
US20070015300A1 (en) * 2005-07-15 2007-01-18 Yu-Chuan Liu Method for fabricating a light-emitting device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170081948A (ko) * 2016-01-05 2017-07-13 삼성전자주식회사 패키지 기판, 이를 제조하는 방법 및 패키지 기판을 포함하는 패키지 장치
WO2022034937A1 (ko) * 2020-08-11 2022-02-17 엘지전자 주식회사 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
TW200805530A (en) 2008-01-16
US7656045B2 (en) 2010-02-02
WO2007098306A2 (en) 2007-08-30
WO2007098306A3 (en) 2008-10-30
CN101390202B (zh) 2012-01-18
US20070194460A1 (en) 2007-08-23
CN101390202A (zh) 2009-03-18
KR101339517B1 (ko) 2013-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101339517B1 (ko) 알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층
US7262126B2 (en) Sealing and protecting integrated circuit bonding pads
KR100354596B1 (ko) 알루미늄 콘택트 형성 방법 및 집적 회로 구조체
US7445958B2 (en) Semiconductor device having a leading wiring layer
JP3771905B2 (ja) 入出力サイトのための共通ボール制限金属
US7855103B2 (en) Wirebond structure and method to connect to a microelectronic die
US8227341B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7800239B2 (en) Thick metal interconnect with metal pad caps at selective sites and process for making the same
KR20000057792A (ko) 반도체 집적 회로의 제조 방법
KR20040018248A (ko) 집적 회로 구조체와 그 마련 공정
US7413974B2 (en) Copper-metallized integrated circuits having electroless thick copper bond pads
JP2009124042A (ja) 半導体装置
JP2001015549A (ja) 半導体装置およびその製造方法
KR20090075883A (ko) 알루미늄 단자 금속층이 없는 금속화층 스택
US11830806B2 (en) Semiconductor structure and method of manufacturing the same
WO2005062367A1 (en) I/o sites for probe test and wire bond
JP2010147051A (ja) 半導体集積回路装置および半導体集積回路装置の製造方法
US20210028060A1 (en) Contact fabrication to mitigate undercut
JP2000228486A (ja) 半導体チップおよびチップ・オン・チップ構造の半導体装置
JP3726529B2 (ja) 半導体装置
KR20070022032A (ko) 구리-금속화 집적 회로 위에 오버코트-보호된 본딩 가능한금속 플러그를 갖는 콘택트 패드를 위한 구조 및 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant