KR980012157A - 반도체장치의 본딩패드 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

반도체 장치의 본딩 패드 및 그 제조방법에 관하여 기재하고 있다. 외부로부터의 전기신호를 칩에 인가하기 위해 와이어가 접착되는 본딩패드에 있어서, 상기 본딩패드의 표면이 요철형태의 3차원 구조를 갖도록 형성되어 와이어와 본딩패드의 접촉 면적이 증가된 것을 특징으로 한다. 따라서, 본딩패드와 와이어 간의 접착저항의 감소와 동시에 접착력을 증가시킬 수 있다.

Description

반도체장치의 본딩패드 및 그 제조방법

본 발명은 반도체장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 특히 와이어와 접촉되는 패드의 유효면적이 증가된 반도체장치의 본딩패드 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 반도체 장치의 외부 전기신호를 인가하는 것은 반도체 칩과 리드를 연결하는 와이어 본딩(wire bonding)공정을 통하여 가능하게 된다. 와이어 본딩 공정은, 반도체 칩의 본딩 패드(pad)와 리드 프레임(lead frame)의 본딩 리드를 와이어를 이용하여 연결하는 공정으로, 반도체 칩의 전기적 특성이 회로기판 상에 연결될 수 있도록 하는 작업이다. 이때, 칩내에서 와이어가 접착되는 부분인 패드는 통상 평평하게 만들어진다.

도 1은 종래 일반적인 패드 모양을 설명하기 위해 도시한 단면도로서, 반도체 기판(10) 상에 하부 구조물을 절연시키기 위한 절연층(12)이 형성되어 있으며, 그 위에 배선층으로써 금속층(14)이 형성되어 있다. 금속층(14) 상에 상기 금속층(14)의 일부를 노출시키는 보호층(16)이 형성되어 있으며, 금속층의 노출된 부분에 와이어(18)가 접착되어 있다.

여기에서, 상기 금속층(14)이 노출되어 와이어가 접착된 부분이 패드(P1)에 해당되는데, 이 패드(P1)는 통상 평탄한 금속막으로 구성된다.

이러한 종래의 경우, 금속층(14) 막질의 표면 특성에 따라 와이어 본딩시의 접착력이 달라지게 되고, 금속으로 구성된 패드(P1)의 평탄도와 패드(P1) 패턴 상의 미세 이물질의 존재에 의해 영향을 받게 된다. 이와 같이 패드(P1)상에 이물질이 존재하는 경우, 패드(P1)와 와이어(18)가 접촉되는 면적이 줄어들게 되어 접촉저항이 증가하는 문제가 발생하게 된다.

본 발명 와이어와 접촉되는 패드의 유효면적이 증가된 반도체장치의 본딩패드를 제공하는 것이다.

본 발명 다른 상기 본딩패드를 제조하는데 적합한 제조방법을 제공하는 것이다.

제1도는 종래 일반적인 본딩패드 모양을 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

제2도는 본 발명의 실시예에 따른 본딩패드를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

제3도 내지 제5도는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩패드 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

제6도는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩패드의 평면도이다.

상기 달성하기 위하여 본 발명은, 외부로부터의 전기신호를 칩에 인가하기 위해 와이어가 접착되는 본딩패드에 있어서, 상기 본딩패드의 표면의 요철형태의 3차원 구조를 갖도록 형성되어 와이어와 본딩패드의 접촉 면적이 증가된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 본딩패드를 제공한다.

상기 다른 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체 기판 상에 하부구조물을 절연시키기 위한 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상에 포토레지스트를 도포한 다음, 본딩패드가 형성될 부분에 슬로프(slope)를 이루도록 다수개의 뾰족한 모양을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 절연막을 건식식각하여 본딩패드 내에 요철 모양이 다수개 형성된 절연막 패턴을 형성하는 단계; 및 요철 모양을 갖는 절연막 패턴이 형성된 결과물 전면에, 금속을 증착하여 금속층 형성함으로써, 요철모양을 갖는 본딩패드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 본딩패드 제조방법을 제공한다.

따라서, 본딩패드와 와이어 간의 접착저항의 감소와 동시에 접착력을 증가시킬 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하기 설명하고자 한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 본딩패드를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.

도 2를 찹조하면, 반도체 기판(50) 상에 하부 구조물을 절연시키기 위한 절연층(52), 예컨대 산화막이 형성되어 있으며, 그 위에 배선층으로써 금속층(54), 예컨대 알루미늄층이 형성되어 있다. 금속층(54) 상에 상기 금속층(54)의 일부를 노출시키는 보호층(56), 예컨대 BPSG층이 형성되어 있으며, 금속층의 노출된 부분에 와이어(58), 예컨대 골드 와이어가 접착되어 있다.

여기에서, 종래에서와 마찬가지로, 상기 금속층(54)이 노출되어 와이어가 접착된 부분이 패드(P2)에 해당되는데, 이 패드(P2)의 모양이 평탄하던 종래와 달리, 구불구불하게 변형된 요철형태로 형성되어 있다.

상기한 모양을 갖는 패드(P2)는 3차원 구조로 형성되기 때문에, 동일한 패드 면적 내에서, 와이어(58)와 접촉되는 면적이 종래에 비해 훨씬 증가될 수 있다. 따라서, 본딩패드(P2)와 와이러(58) 간의 접착저항의 감소와 동시에 접착력을 증가시킬 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩패드 제조방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.

도 3을 참조하면, 트랜지스터 등과 같은 하부 구조물이 형성된 반도체 기판(50) 상에 상기 하부구조물을 절연시키기 위해 절연물, 예컨대 산화물을 증착하여 절연막(52)을 형성하고, 그 위에 포토레지스트를 도포한 다음 패드가 형성될 부분(P2)에 슬로프(slope)를 이루도록 (+) 포커스를 주어, 다수개의 뾰족한 모양을 갖는 포토레지스트 패턴(53)을 형성한다.

도 4를 참조하면, 상기 포토레지스트 패턴(53)을 이용하여 상기 절연막(52)을 건식식각한다. 이때, 상기 건식식각시 패드내의 포토레지스트 패턴(53)의 보텀(bottom) 부위에 생성되는 폴리머를 이용하여 경사진 패턴, 즉 본딩패드(P2) 내에 요철 모양이 다수개 형성된 산화막 패턴(52')을 형성한다.

도 5를 참조하면, 요철 모양을 갖는 산화막 패턴(52')이 형성된 결과물 전면에, 금속, 예컨대 알루미늄을 증착하여 금속층(54)을 형성한다. 따라서, 본딩패드가 형성될 부분(P2)의 금속층(54)은 상기 산화막 패턴(52')의 모양에 따라 요철 모양으로 형성된다.

이때, 금속층(54) 증착시 보이드 발생을 방지하기 위해 요철을 피라미드 형태로 형성하는 것이 바람직하며, 적당한 간격이 되도록 만든다.

이후, 도시되지는 않았지만, 금속층(54)이 형성된 결과물 전면에 보호층, 예컨대 BPSG 등을 증착한 다음, 상기 본딩패드(P2)를 노출시키고, 상기 본딩패드(P2)에 와이어 본딩을 실시한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 본딩패드의 평면도로서, 본딩패드(P2)의 내부에 다수개의 파라미드형 요철이 형성되어 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 와이어가 접착되는 본딩패드의 표면을 피라미드형 요철로 형성함으로써, 동일한 패드 면적 내에서, 와이어와 접촉되는 본딩패드 면적이 종래에 비해 훨씬 증가될 수 있다. 따라서, 본딩패드와 와이어 간의 접착저항의 감소와 동시에 접착력을 증가시킬 수 있다.

Claims (3)

1. 외부로부터의 전기신호를 칩에 인가하기 위해 와이어가 접착되는 본딩패드에 있어서, 상기 본딩패드의 표면이 요철형태의 3차원 구조를 갖도록 형성되어 와이어와 본딩패드의 접촉 면적이 증가된 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 본딩패드.
2. 제1항에 있어서, 상기 요철은 피라미드형 요철인 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 본딩패드.
3. 반도체 기판 상에 하부구조물을 절연시키기 위한 절연막을 형성하는 단계; 상기 절연막 상에 포토레지스트를 도표한 다음, 본딩패드가 형성될 부분에 슬로프(slope)를 이루도록 다수개의 뾰족한 모양을 갖는 포토레지스트 패턴을 형성하는 단계; 상기 포토레지스트 패턴을 이용하여 상기 절연막을 건식식각하여 본딩패드 내에 요철 모양이 다수개 형성된 절연막 패턴을 형성하는 단계; 및 요철 모양을 갖는 절연막 패턴이 형성된 결과물 전면에, 금속을 증착하여 금속층 형성함으로써, 요철모양을 갖는 본딩패드를 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 본딩패드 제조방법.

   ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임