PL201072B1 - Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego - Google Patents

Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego

Info

Publication number
PL201072B1
PL201072B1 PL351305A PL35130500A PL201072B1 PL 201072 B1 PL201072 B1 PL 201072B1 PL 351305 A PL351305 A PL 351305A PL 35130500 A PL35130500 A PL 35130500A PL 201072 B1 PL201072 B1 PL 201072B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
layer
copper
alcu
barrier
path
Prior art date
Application number
PL351305A
Other languages
English (en)
Other versions
PL351305A1 (en
Inventor
Daniel Edelstein
Vincent Mcgahay
Henry Nye
Brian Ottey
William Price
Original Assignee
Ibm
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=23218114&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL201072(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Ibm filed Critical Ibm
Publication of PL351305A1 publication Critical patent/PL351305A1/xx
Publication of PL201072B1 publication Critical patent/PL201072B1/pl

Links

Classifications

    • H10W20/40
    • H10W72/012
    • H10W72/221
    • H10W72/251
    • H10W72/252
    • H10W72/29
    • H10W72/923
    • H10W72/9415
    • H10W72/952
    • H10W74/147

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)
  • Parts Printed On Printed Circuit Boards (AREA)
  • Noodles (AREA)
  • Exchange Systems With Centralized Control (AREA)
  • Handling Of Sheets (AREA)
  • Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
  • Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
  • Non-Disconnectible Joints And Screw-Threaded Joints (AREA)
  • Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest struktura po lacze n uk ladu scalonego zawieraj aca warstw e miedzi oraz warstw e barie- row a. Struktura ponadto zawiera warstw e AlCu (9) i war- stw e ograniczaj ac a scie zk e (7), przy czym warstwa AlCu (9) i warstwa barierowa (10) s a po lo zone pomi edzy warstw a miedzi (1) i warstw a ograniczaj ac a scie zk e (7), a warstwa barierowa (10) jest umieszczona pomi edzy warstw a mie- dzi (1) i warstw a AlCu (9), stanowi ac polaczenie miedzi i warstwy ograniczaj acej scie zk e (7). Przedmiotem wyna- lazku jest równie z struktura do wzajemnego laczenia po lacze n uk ladu scalonego zawieraj aca warstw e miedzi i warstw e pokrywaj ac a umieszczon a na warstwie miedzi, maj aca przej scie dost epu ods laniaj ace cz esci warstwy miedzi. Struktura charakteryzuje si e tym, ze w przej sciu dost epu i na warstwie miedzi (1) jest umieszczona warstwa barierowa (10), zas warstwa AlCu (9) jest umieszczona w przej sciu dost epu i na warstwie barierowej (10), nato- miast warstwa ograniczaj aca scie zk e (7) jest umieszczona na warstwie AlCu (9) stanowi ac polaczenie miedzi i warstwy ograniczaj acej scie zk e (7). PL PL PL PL

Description

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 201072 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 351305 (13) B1 (22) Data zgłoszenia: 15.05.2000 (51) Int.Cl.
H01L 23/485 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego: H01L 23/532 (2006.01)
15.05.2000, PCT/GB00/01847 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:
30.11.2000, WO00/72380 PCT Gazette nr 48/00
Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego (73) Uprawniony z patentu:
INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION,Armonk,US (30) Pierwszeństwo:
19.05.1999,US,09/314,003 (72) Twórca(y) wynalazku:
(43) Zgłoszenie ogłoszono:
07.04.2003 BUP 07/03 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono:
Daniel Edelstein,New Rochelle,US
Vincent McGahay,Poughkeepsie,US Henry Nye,Brookfield,US Brian Ottey,Poughkeepsie,US William Price,Cortlandt Manor,US
31.03.2009 WUP 03/09 (74) Pełnomocnik:
Kowal Elżbieta, POLSERVICE,
Kancelaria Rzeczników Patentowych Sp. z o.o.
(57) Przedmiotem wynalazku jest struktura połączeń układu scalonego zawierająca warstwę miedzi oraz warstwę barierową. Struktura ponadto zawiera warstwę AlCu (9) i warstwę ograniczającą ścieżkę (7), przy czym warstwa AlCu (9) i warstwa barierowa (10) są położone pomiędzy warstwą miedzi (1) i warstwą ograniczającą ścieżkę (7), a warstwa barierowa (10) jest umieszczona pomiędzy warstwą miedzi (1) i warstwą AlCu (9), stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę (7). Przedmiotem wynalazku jest również struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego zawierająca warstwę miedzi i warstwę pokrywającą umieszczoną na warstwie miedzi, mająca przejście dostępu odsłaniające części warstwy miedzi. Struktura charakteryzuje się tym, że w przejściu dostępu i na warstwie miedzi (1) jest umieszczona warstwa barierowa (10), zaś warstwa AlCu (9) jest umieszczona w przejściu dostępu i na warstwie barierowej (10), natomiast warstwa ograniczająca ścieżkę (7) jest umieszczona na warstwie AlCu (9) stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę (7).
PL 201 072 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego. Tego typu rozwiązanie jest stosowane zwłaszcza dla układów VLSI i ULSI o bardzo dużej skali integracji i ultrawielkiej skali integracji, dla połączeń miedzianych zwłaszcza dla upakowania.
Znane jest stosowanie miedzi do połączeń w przyrządach półprzewodnikowych, ponieważ mają one małą rezystywność i zmniejszoną podatność na uszkodzenia spowodowane elektromigracją w porównaniu ze stosowanymi tradycyjnie połączeniami z aluminium lub stopów aluminium.
Jednakże, miedź stosowana w metalurgii połączeń ma tendencję do dyfuzji do otaczających materiałów dielektrycznych takich jak dwutlenek krzemu, pokrycie miedzi ma zasadnicze znaczenie. Pokrycie powstrzymuje dyfuzję.
Znany jest sposób pokrycia miedzi wzdłuż boków i powierzchni dolnej połączenia miedzianego w którym wykorzystuje się przewodzącą warstwę barierową. Typowo taka warstwa barierowa jest wykonana z tantalu lub tytanu. Do pokrycia górnej powierzchni połączenia miedzianego stosuje się zwykle azotek krzemu.
Jednakże, azotek krzemu nie wykazuje silnego przylegania do powierzchni miedzi pomimo różnych operacji technologicznych, mających zwiększyć przyleganie. Z tego powodu, powierzchnia rozdziału azotek krzemu - miedź jest podatna na rozwarstwianie w warunkach obciążenia mechanicznego.
Liczba uszkodzeń wzrasta podczas operacji przerabiania i starzenia, co jest spowodowane naturalną słabą przyczepnością przykrywającej osłony z azotku krzemu do miedzi. Na przykład, dla zapewnienia niezawodności obudowy, integralność strukturalna C4 musi być pewna, aby mogła wytrzymać naprężenia mechaniczne występujące podczas eksploatacji. Ostatnie badania ścieżek C4 połączenia miedzianego ujawniają stosunkowo słabą integralność strukturalną C4.
Struktura połączeń układu scalonego, według wynalazku, zawierająca warstwę miedzi oraz warstwę barierową, charakteryzuje się tym, że ponadto zawiera warstwę AlCu i warstwę ograniczającą ścieżkę, przy czym warstwa AlCu i warstwa barierowa są położone pomiędzy warstwą miedzi i warstwą ograniczającą ścieżkę, a warstwa barierowa jest umieszczona pomiędzy warstwą miedzi i warstwą AlCu, stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę.
Warstwa miedzi ma grubość około 0,3 μm do około 2,0 μm.
Warstwa AlCu zawiera około 96% do około 99,5% atomowych Al.
Warstwa AlCu ma grubość około 0,5 A mikronów do około 1,2 mikronów.
Warstwa barierowa jest wybrana z grupy składającej się z tytanu, tantalu, ich azotków oraz ich mieszaniny, kombinacji i ich stopów.
Warstwa barierowa ma grubość około 50 A do około 1000 A.
Warstwa barierowa jest kombinacją warstwy TaN, warstwy Ti i warstwy TiN.
Warstwa TiN ma grubość około 200 A do około 700 A, warstwa Ti ma grubość około 200 A do około 700 A, a warstwa TaN ma grubość około 50 A do około 1000 A.
Struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego, według wynalazku, zawierająca warstwę miedzi i warstwę pokrywającą umieszczoną na warstwie miedzi, mająca przejście dostępu odsłaniające części warstwy miedzi, charakteryzuje się tym, że w przejściu dostępu i na warstwie miedzi jest umieszczona warstwa barierowa, zaś warstwa AlCu jest umieszczona w przejściu dostępu i na warstwie barierowej, natomiast warstwa ograniczająca ścieżkę jest umieszczona na warstwie AlCu stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę.
Ponadto zawiera końcówkę stykową C4 usytuowaną w styku z warstwą ograniczającą ścieżkę.
Struktura ponadto zawiera warstwę pasywacji umieszczoną na warstwie pokrywającej i mającą przejście dostępu, odpowiadające przejściu dostępu w warstwie izolującej.
Warstwa AlCu jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji.
Warstwa barierowa jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji.
Warstwa barierowa jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji.
Warstwa AlCu ma szerokość równą szerokości warstwy miedzi.
Warstwa barierowa ma szerokość równą szerokości warstwy miedzi.
Ponadto struktura zawiera warstwę dielektryczną umieszczoną powyżej warstwy pasywacji.
Powyżej warstwy pasywacji jest usytuowana warstwa dielektryczna.
Warstwa dielektryczna zachodzi na zachodzącą część warstwy AlCu.
Na warstwę dielektryczną zachodzi warstwa ograniczająca ścieżkę.
PL 201 072 B1
Na część warstwy dielektrycznej zachodzi warstwa barierowa.
Warstwa miedzi ma grubość około 0,3 μm do około 2 μm.
Warstwa AlCu zawiera około 96% do około 99,5% atomowych Al.
Warstwa AlCu ma grubość około 0,5 mikronów do około 1,2 mikronów.
Korzystnym jest gdy warstwa barierowa jest wybrana z grupy składającej się z tytanu, tantalu, ich azotków i ich mieszaniny, ich kombinacji i ich stopów, a w szczególności gdy warstwa barierowa (10) ma grubość około 50 A do około 1000 A.
Korzystnie warstwa barierowa jest kombinacją warstwy TaN, warstwy Ti i warstwy TiN.
Warstwa TiN ma grubość około 200 A do około 700 A, warstwa Ti ma grubość około 200 A do około 700 A, a warstwa TaN ma grubość około 50 A do około 1000 A.
Warstwa pokrywająca zawiera azotek krzemu.
Warstwa pokrywająca ma grubość około 100 A do około 1000 A.
Korzystnie końcówka stykowa C4 jest stopem lutowniczym Sn-Pb.
Korzystnym jest gdy warstwa pasywacji jest wybrana z grupy składającej się z dwutlenku krzemu, azotek krzemu, oxyazotek krzemu lub ich kombinację, a w szczególności warstwa pasywacji ma grubość około 1000 A do około 9000 A.
Warstwa dielektryczna jest poliimidem.
Warstwa ograniczająca ścieżkę jest wybrana jako co najmniej jeden element z grupy składającej się z azotku tytanu, miedzi, złota, tytanu, wolframu, chromu i ich kombinacji, w szczególności warstwa ograniczająca ścieżkę zawiera warstwę TiW, po której następuje warstwa CrCu, po której następuje warstwa Cu.
Korzystnie warstwa ograniczająca ścieżkę jest wybrana jako co najmniej jeden element z grupy składającej się z azotku tytanu, miedzi, złota, tytanu, wolframu, chromu i ich kombinacji, a zwłaszcza warstwa ograniczająca ścieżkę zawiera warstwę TiW, po której następuje warstwa CrCu, po której następuje warstwa Cu.
Zaletą proponowanego rozwiązania jest to, że zapewnia lepszą integralność strukturalną połączeń miedzianych zawierających C4 na miedzianym BEOL. Wynalazek zapewnia połączenie odporne na naprężenia mechaniczne.
Dla lepszego uwydatnienia rozwiązania według wynalazku na Pos. I przedstawiono znane ze stanu techniki rozwiązanie C4 na strukturze Cu BEOL, w uproszczeniu.
W przykładzie tym miedziana ścieżka 1 jest połączona z przewodem 2 w otwarciu lub poprzez obszar izolujący 3. Typowo, warstwa barierowa lub liniowa (nie pokazana) będzie się znajdować po obu stronach pod ścieżką miedzianą, pomiędzy przewodem 2 i obszarem izolującym 3.
Obszar izolujący 3 jest typowo dwutlenkiem krzemu. Warstwa miedzi ma typowo grubość około 0,3 μm do około 2 μm a bardziej typowo grubość około 0,5 μm do około 1,2 μm.
Warstwa pokrywająca 4, taka jak azotek krzemu jest umieszczona nad warstwą miedzi. W przypadku azotku krzemu, może być ona nałożona przy wykorzystaniu dobrze znanego procesu nakładania par chemicznych wzbogaconych plazmą (PECVD). W takim procesie wprowadza się gaz zawierający krzem, taki jak krzemometan i gaz zawierający azot, taki jak amoniak i/lub azot w obecności plazmy. Inne gazy zawierające krzem to dwukrzemometan, dwuchlorokrzemometan i ortokrzemian tetraetylenu. Innym gazem zawierającym azot jest hexametylodisilan. Nakładanie azotku krzemu jest zwykle wykonywane przy temperaturach około 300°C do około 450°C i więcej, typowo przy temperaturach około 350°C do około 400°C. Warstwa 4 ma typowo grubość około 100 A do około 20,000 A, bardziej typowo dla azotku krzemu warstwa ma około 100 do około 1000 A grubości i dla azotku krzemu ma grubość około 350 A do około 700 A.
Przejście lub otwór znajduje się w warstwie pokrywającej 4, dla umożliwienia kolejnego dostępu do ścieżki C4.
Warstwa pasywacji 5 jest umieszczona na górze warstwy pokrywającej 4. Warstwa pasywacji 5 także zawiera otwór lub przejście dla umożliwienia dostępu dla kolejnego połączenia ze ścieżką C4. Warstwę pasywacji 5 stanowi typowo dwutlenek krzemu, azotek krzemu, oxyazotek krzemu lub ich kombinacja. W przypadku dwutlenku krzemu, warstwa pasywacji 5 może być nałożona przy wykorzystaniu dobrze znanego procesu nakładania par chemicznych wzbogaconych plazmą. Korzystnie warstwa 5 jest połączeniem warstwy dwutlenku krzemu, po której następuje warstwa azotku krzemu. Typowo, grubość warstwy 5 wynosi około 1000 A do około 9000 A.
Warstwa dielektryczna 6 jest umieszczona powyżej warstwy pasywacji 5. Warstwa dielektryczna 6 także zawiera otwór lub przejście dla umożliwienia dostępu dla kolejnego połączenia ze ścieżką C4.
PL 201 072 B1
Korzystnie, warstwa dielektryczna 5 jest wykonana z poliimidu. Odpowiednie poliimidy mogą być niemodyfikowanymi poliimidami, jak również modyfikowanymi poliimidami, takimi jak poliimidy poliestrowe, poliimidy-imidy-estry, poliimidy-imidy, imidy polisiloxanowe, jak również innymi mieszanymi poliimidami. Są one dobrze znane ze stanu techniki i nie trzeba ich tu opisywać szczegółowo. Warstwa dielektryczna 6 jest typowo wyposażona w pokrycie w postaci prekursora poliimidu i następnie przekształcona w utwardzony poliimid przez podgrzewanie. Dostępne w handlu prekursory poliimidu (poliamidokwas) lub rozmaite prekursory poliimidu firmy DuPont są dostępne pod firmową nazwą Pyralin. Te prekursory poliimidu mają wiele stopni, w tym takie, które są dostępne pod oznaczeniami firmowymi PI-2555, PI-2545, PI-2560, PI-5878, PIH-61454 i PI-2540. Niektóre z nich są prekursorami poliimidu w postaci dibezwodnika piromelitowego-tlenku aniliny (PMDA-ODA).
Warstwa dielektryczna 6 ma typowo grubość około 0,4 mikronów do około 5 mikronów, a bardziej typowo grubość około 10,000 A do około 40,000 A.
Na górze miedzi 1, umieszcza się metalową warstwę ograniczającą ścieżkę 7. Warstwa ograniczająca ścieżkę 7 jest położona także na bokach otworów w warstwie pokrywającej 4, warstwie pasywacji 5 i warstwie dielektrycznej 6.
Warstwa metalowa ograniczająca ścieżkę 7 jest typowo wykonana z azotku tytanu, miedzi, złota, tytanu wolframu, chromu, które mogą być nałożone jak ujawniono w opisie patentowym USA 4,434,434 lub USA 5,629,564. Typowo, stosuje się kombinację warstw przy wykonaniu warstwy metalowej ograniczającej ścieżkę, zwłaszcza stosowane jest połączenie gdzie po TiW następuje CrCu a następnie Cu. Warstwa TiW ma typowo grubość około 250 A do około 2000 A. Warstwa CrCu ma typowo grubość około 100 A do około 2000 A. Warstwa Cu ma typowo grubość około 1000 A to 20,000 A. Miejscowe napylanie czyszczące typowo poprzedza nakładanie pierwszego metalu.
Nałożona ścieżka C4 lub struktura końcówki 8 bezpośrednio łączy się z warstwą ograniczającą ścieżkę 7, przez otwory lub przejścia w warstwie dielektrycznej 6, warstwie pasywacji 5 i warstwie pokrywającej 4.
Struktura 8 końcówki stykowej C4 stanowi głównie stop lutowniczy Pb-Sn który jest nałożony na struktury układów scalonych, dla zapewnienia połączenia z podłożami. Struktura końcówki stykowej 8 jest typowo nałożona na metalowej warstwie 7 dla poprawy przylegania. Końcówka C4 rozciąga się powyżej struktury układu scalonego na około 0,1 milimetra i ma przekrój okrągły lub kolisty równoległy do płaszczyzny górnej powierzchni struktury układu scalonego i jest zakrzywiona od boków do powierzchni górnej końcówki, gdy jest wykonywane połączenie do innej elektrody opierającej się na podłożu.
Podczas wyciągania struktury półprzewodnikowej lub starzenia technologicznego, wywierana jest siła normalna lub ścinająca na osłonę 4 nałożoną na miedzi 1. Z powodu słabego przylegania, pokrycie może pękać i rozwarstwiać się od powierzchni miedzi. Ten rodzaj uszkodzeń sprawia, że technologia połączeń przy wykorzystaniu miedzi jest mniej pewna dla zastosowania w modułach o wielu strukturach półprzewodnikowych i w pewnych zastosowaniach pojedynczych struktur.
Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładzie wykonania na podstawie rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w uproszczeniu szkic rozwiązania, według wynalazku, C4 na strukturze Cu BEOL.
Według wynalazku, warstwa 9 AlCu i warstwa barierowa 10 są wprowadzone pomiędzy warstwę miedzi 1 i warstwę ograniczającą ścieżkę 7. Warstwa AlCu typowo zawiera około 96% do około 99,5% atomowych Al, i odpowiednio około 4% do około 0,5% atomowych Cu. Warstwa AlCu 9 ma typowo około 0,5 mikronów do około 1,2 mikronów. Może być ona nakładana dobrze znaną techniką napylania.
Warstwa barierowa 10 jest wykonana z tytanu, azotku tytanu, tantalu lub azotku tantalu, lub ich mieszanin, związków lub stopów. Ponadto często stosowane jest łączenie tych warstw barierowych, zwłaszcza łączenie w którym po TaN następuje Ti a następnie TiN. Warstwa TaN ma typową grubość około 50 A do około 1000 A. Warstwa Ti ma grubość 200 A do 700 A. Warstwa TiN ma grubość 200 A do 700 A. Miejscowe napylanie czyszczące typowo poprzedza nakładanie pierwszego metalu.
Warstwa AlCu 9 i warstwa barierowa 10 rozciągają się powyżej i zachodzą na warstwę pasywacji 5. Ponadto, jej szerokość jest zasadniczo równa szerokości warstwy miedzi 1.
Ponadto, w korzystnej konfiguracji, warstwa dielektryczna 6 zachodzi na zachodzącą część warstwy AlCu 9 a warstwa ograniczająca ścieżkę 7 zachodzi na część warstwy dielektrycznej 6.
Warstwa AlCu i warstwa barierowa zapewniają mocne połączenie Cu ze ścieżką C4. Wykonywane próby rozciągania wykazują, że struktury według wynalazku zmniejszają stopę uszkodzeń z 50% - 70% dla struktur według stanu techniki pokazanych na Pos. I do 0% dla struktur według wynalazku.
PL 201 072 B1
Chociaż przedstawiono i opisano tylko korzystne przykłady wykonania wynalazku, ale jest zrozumiałe, że wynalazek może być zrealizowany w innych kombinacjach, modyfikacjach i środowiskach i mogą być wprowadzane zmiany lub modyfikacje.

Claims (38)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Struktura połączeń układu scalonego zawierająca warstwę miedzi oraz warstwę barierową, znamienna tym, że ponadto zawiera warstwę AlCu (9) i warstwę ograniczającą ścieżkę (7), przy czym warstwa AlCu (9) i warstwa barierowa (10) są położone pomiędzy warstwą miedzi (1) i warstwą ograniczającą ścieżkę (7) i a warstwa barierowa (10) jest umieszczona pomiędzy warstwą miedzi (1) i warstwą AlCu (9), stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę (7).
  2. 2. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa miedzi (1) ma grubość około 0,3 μm do około 2,0 μm.
  3. 3. Struktura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa AlCu (9) zawiera około 96% do około 99,5% atomowych Al.
  4. 4. Struktura według zastrz. 1 albo 2, znamienna tym, że warstwa AlCu (9) ma grubość około 0,5 mikronów do około 1,2 mikronów.
  5. 5. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest wybrana z grupy składającej się z tytanu, tantalu, ich azotków oraz ich mieszaniny, kombinacji i ich stopów.
  6. 6. Struktura według zastrz. 5, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) ma grubość około 50 A do około 1000 A.
  7. 7. Struktura według zastrz. 6, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest kombinacją warstwy TaN, warstwy Ti i warstwy TiN.
  8. 8. Struktura według zastrz. 7, znamienna tym, że warstwa TiN ma grubość około 200 A do około 700 A, warstwa Ti ma grubość około 200 A do około 700 A, a warstwa TaN ma grubość około 50 A do około 1000 A.
  9. 9. Struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego zawierająca warstwę miedzi i warstwę pokrywającą umieszczoną na warstwie miedzi, mająca przejście dostępu odsłaniające części warstwy miedzi, znamienna tym, że w przejściu dostępu i na warstwie miedzi (1) jest umieszczona warstwa barierowa (10), zaś warstwa AlCu (9) jest umieszczona w przejściu dostępu i na warstwie barierowej (10), natomiast warstwa ograniczająca ścieżkę (7) jest umieszczona na warstwie AlCu (9) stanowiąc połączenie miedzi i warstwy ograniczającej ścieżkę (7).
  10. 10. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że ponadto zawiera końcówkę stykową C4 usytuowaną w styku z warstwą ograniczającą ścieżkę (7).
  11. 11. Struktura według zastrz. 9 albo 10, znamienna tym, że ponadto zawiera warstwę pasywacji (5) umieszczoną na warstwie pokrywającej (4) i mającą przejście dostępu, odpowiadające przejściu dostępu w warstwie izolującej (3).
  12. 12. Struktura według zastrz. 11, znamienna tym, że warstwa AlCu (9) jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji (5).
  13. 13. Struktura według zastrz. 11, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji (5).
  14. 14. Struktura według zastrz. 12, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest ułożona powyżej i zachodzi na warstwę pasywacji (5).
  15. 15. Struktura według zastrz. 12, znamienna tym, że warstwa AlCu ma szerokość równą szerokości warstwy miedzi (1).
  16. 16. Struktura według zastrz. 13 albo 14, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) ma szerokość równą szerokości warstwy miedzi (1).
  17. 17. Struktura według zastrz. 11, znamienna tym, że ponadto zawiera warstwę dielektryczną (6) umieszczoną powyżej warstwy pasywacji (5).
  18. 18. Struktura według zastrz. 12 albo 13, znamienna tym, że powyżej warstwy pasywacji (5) jest usytuowana warstwa dielektryczna (6).
  19. 19. Struktura według zastrz. 18, znamienna tym, że warstwa dielektryczna (6) zachodzi na zachodzącą część warstwy AlCu (9).
  20. 20. Struktura według zastrz. 19, znamienna tym, że na warstwę dielektryczną (6) zachodzi warstwa ograniczająca ścieżkę (7).
    PL 201 072 B1
  21. 21. Struktura według zastrz. 20, znamienna tym, że na część warstwy dielektrycznej (6) zachodzi warstwa barierowa (10).
  22. 22. Struktura według zastrzeżeń 9, znamienna tym, że warstwa miedzi (1) ma grubość około 0,3 μm do około 2 μm.
  23. 23. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa AlCu (9) zawiera około 96% do około 99,5% atomowych Al.
  24. 24. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa AlCu (9) ma grubość około 0,5 mikronów do około 1,2 mikronów.
  25. 25. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest wybrana z grupy składającej się z tytanu, tantalu, ich azotków i ich mieszaniny, ich kombinacji i ich stopów.
  26. 26. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) ma grubość około 50 A do około 1000 A.
  27. 27. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa barierowa (10) jest kombinacją warstwy TaN, warstwy Ti i warstwy TiN.
  28. 28. Struktura według zastrz. 27, znamienna tym, że warstwa TiN ma grubość około 200 A do około 700 A, warstwa Ti ma grubość około 200 A do około 700 A, a warstwa TaN ma grubość około 50 A do około 1000 A.
  29. 29. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa pokrywająca (4) zawiera azotek krzemu.
  30. 30. Struktura według zastrz. 29, znamienna tym, że warstwa pokrywająca (4) ma grubość około 100 A do około 1000 A.
  31. 31. Struktura według zastrz. 10, znamienna tym, że końcówka stykowa C4 jest stopem lutowniczym Sn-Pb.
  32. 32. Struktura według zastrz. 11, znamienna tym, że warstwa pasywacji (5) jest wybrana z grupy składającej się z dwutlenku krzemu, azotek krzemu, oxyazotek krzemu lub ich kombinację.
  33. 33. Struktura według zastrz. 32, znamienna tym, że warstwa pasywacji (5) ma grubość około 1000 A do około 9000 A.
  34. 34. Struktura według zastrz. 17, znamienna tym, że warstwa dielektryczna (6) jest poliimidem.
  35. 35. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa ograniczająca ścieżkę (7) jest wybrana jako co najmniej jeden element z grupy składającej się z azotku tytanu, miedzi, złota, tytanu, wolframu, chromu i ich kombinacji.
  36. 36. Struktura według zastrz. 1, znamienna tym, że warstwa ograniczająca ścieżkę (7) zawiera warstwę TiW, po której następuje warstwa CrCu, po której następuje warstwa Cu.
  37. 37. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa ograniczająca ścieżkę (7) jest wybrana jako co najmniej jeden element z grupy składającej się z azotku tytanu, miedzi, złota, tytanu, wolframu, chromu i ich kombinacji.
  38. 38. Struktura według zastrz. 9, znamienna tym, że warstwa ograniczająca ścieżkę (7) zawiera warstwę TiW, po której następuje warstwa CrCu, po której następuje warstwa Cu.
PL351305A 1999-05-19 2000-05-15 Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego PL201072B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/314,003 US6133136A (en) 1999-05-19 1999-05-19 Robust interconnect structure
PCT/GB2000/001847 WO2000072380A1 (en) 1999-05-19 2000-05-15 Robust interconnect structure

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL351305A1 PL351305A1 (en) 2003-04-07
PL201072B1 true PL201072B1 (pl) 2009-03-31

Family

ID=23218114

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL351305A PL201072B1 (pl) 1999-05-19 2000-05-15 Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego

Country Status (17)

Country Link
US (1) US6133136A (pl)
EP (1) EP1186034B1 (pl)
JP (1) JP3898894B2 (pl)
KR (1) KR100463492B1 (pl)
CN (1) CN1165081C (pl)
AT (1) ATE426247T1 (pl)
AU (1) AU4933500A (pl)
CA (1) CA2368950C (pl)
CZ (1) CZ302748B6 (pl)
DE (1) DE60041817D1 (pl)
ES (1) ES2320523T3 (pl)
HU (1) HUP0201473A2 (pl)
IL (1) IL146333A (pl)
MY (1) MY118419A (pl)
PL (1) PL201072B1 (pl)
TW (1) TW473921B (pl)
WO (1) WO2000072380A1 (pl)

Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6187680B1 (en) * 1998-10-07 2001-02-13 International Business Machines Corporation Method/structure for creating aluminum wirebound pad on copper BEOL
JP3387083B2 (ja) * 1999-08-27 2003-03-17 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
US6451681B1 (en) * 1999-10-04 2002-09-17 Motorola, Inc. Method of forming copper interconnection utilizing aluminum capping film
US6191023B1 (en) * 1999-11-18 2001-02-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of improving copper pad adhesion
US6387793B1 (en) 2000-03-09 2002-05-14 Hrl Laboratories, Llc Method for manufacturing precision electroplated solder bumps
JP3651765B2 (ja) * 2000-03-27 2005-05-25 株式会社東芝 半導体装置
US6551931B1 (en) * 2000-11-07 2003-04-22 International Business Machines Corporation Method to selectively cap interconnects with indium or tin bronzes and/or oxides thereof and the interconnect so capped
US20030116845A1 (en) * 2001-12-21 2003-06-26 Bojkov Christo P. Waferlevel method for direct bumping on copper pads in integrated circuits
JP3759909B2 (ja) * 2002-02-22 2006-03-29 松下電器産業株式会社 半導体装置及びその製造方法
US20030227091A1 (en) * 2002-06-06 2003-12-11 Nishant Sinha Plating metal caps on conductive interconnect for wirebonding
US6875693B1 (en) * 2003-03-26 2005-04-05 Lsi Logic Corporation Via and metal line interface capable of reducing the incidence of electro-migration induced voids
US6835580B1 (en) * 2003-06-26 2004-12-28 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Direct chip attach structure and method
US6951775B2 (en) * 2003-06-28 2005-10-04 International Business Machines Corporation Method for forming interconnects on thin wafers
US20050098605A1 (en) * 2003-11-06 2005-05-12 International Business Machines Corporation Apparatus and method for low pressure wirebond
US7068138B2 (en) * 2004-01-29 2006-06-27 International Business Machines Corporation High Q factor integrated circuit inductor
KR100605315B1 (ko) 2004-07-30 2006-07-28 삼성전자주식회사 집적회로 칩의 입출력 패드 구조
JP2006120677A (ja) * 2004-10-19 2006-05-11 Alps Electric Co Ltd 配線基板の接続端子構造
US7282433B2 (en) 2005-01-10 2007-10-16 Micron Technology, Inc. Interconnect structures with bond-pads and methods of forming bump sites on bond-pads
US20100117231A1 (en) * 2006-08-30 2010-05-13 Dennis Lang Reliable wafer-level chip-scale solder bump structure
JP2008159948A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Rohm Co Ltd 半導体装置
US20080157382A1 (en) * 2006-12-28 2008-07-03 Chinthakindi Anil K Direct termination of a wiring metal in a semiconductor device
US7935408B2 (en) * 2007-10-26 2011-05-03 International Business Machines Corporation Substrate anchor structure and method
JP5627835B2 (ja) 2007-11-16 2014-11-19 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
US7868453B2 (en) * 2008-02-15 2011-01-11 International Business Machines Corporation Solder interconnect pads with current spreading layers
CN101630667A (zh) 2008-07-15 2010-01-20 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 形成具有铜互连的导电凸块的方法和系统
US7851346B2 (en) * 2008-07-21 2010-12-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bonding metallurgy for three-dimensional interconnect
JP5249080B2 (ja) * 2009-02-19 2013-07-31 セイコーインスツル株式会社 半導体装置
JP5316261B2 (ja) * 2009-06-30 2013-10-16 富士通株式会社 マルチチップモジュールおよびプリント基板ユニット並びに電子機器
US8610283B2 (en) * 2009-10-05 2013-12-17 International Business Machines Corporation Semiconductor device having a copper plug
US9214385B2 (en) 2009-12-17 2015-12-15 Globalfoundries Inc. Semiconductor device including passivation layer encapsulant
US8446006B2 (en) * 2009-12-17 2013-05-21 International Business Machines Corporation Structures and methods to reduce maximum current density in a solder ball
US8492892B2 (en) 2010-12-08 2013-07-23 International Business Machines Corporation Solder bump connections
US20120326299A1 (en) * 2011-06-24 2012-12-27 Topacio Roden R Semiconductor chip with dual polymer film interconnect structures
CN104051323B (zh) * 2013-03-13 2017-12-29 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种半导体封装结构及其制备方法
CN104241146B (zh) * 2013-06-09 2017-10-31 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 金属垫的形成方法及半导体结构
US10002834B2 (en) * 2015-03-11 2018-06-19 Applied Materials, Inc. Method and apparatus for protecting metal interconnect from halogen based precursors
CN106505031B (zh) * 2015-09-07 2019-12-31 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种铜互连结构的制作方法、铜互连结构及电子装置
US10461026B2 (en) 2016-06-30 2019-10-29 International Business Machines Corporation Techniques to improve reliability in Cu interconnects using Cu intermetallics
US10535698B2 (en) 2017-11-28 2020-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Image sensor with pad structure
JP7430481B2 (ja) * 2018-05-31 2024-02-13 新光電気工業株式会社 配線基板、半導体装置及び配線基板の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4434434A (en) * 1981-03-30 1984-02-28 International Business Machines Corporation Solder mound formation on substrates
US5268072A (en) * 1992-08-31 1993-12-07 International Business Machines Corporation Etching processes for avoiding edge stress in semiconductor chip solder bumps
US5503286A (en) * 1994-06-28 1996-04-02 International Business Machines Corporation Electroplated solder terminal
US5545927A (en) * 1995-05-12 1996-08-13 International Business Machines Corporation Capped copper electrical interconnects
EP0751566A3 (en) * 1995-06-30 1997-02-26 Ibm Metal thin film barrier for electrical connections
US5785236A (en) * 1995-11-29 1998-07-28 Advanced Micro Devices, Inc. Advanced copper interconnect system that is compatible with existing IC wire bonding technology
US5731624A (en) * 1996-06-28 1998-03-24 International Business Machines Corporation Integrated pad and fuse structure for planar copper metallurgy
US6020640A (en) * 1996-12-19 2000-02-01 Texas Instruments Incorporated Thick plated interconnect and associated auxillary interconnect
JPH11340265A (ja) * 1998-05-22 1999-12-10 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100463492B1 (ko) 2004-12-29
IL146333A0 (en) 2002-07-25
HUP0201473A2 (en) 2002-08-28
JP3898894B2 (ja) 2007-03-28
ES2320523T3 (es) 2009-05-25
EP1186034A1 (en) 2002-03-13
CA2368950A1 (en) 2000-11-30
CN1165081C (zh) 2004-09-01
TW473921B (en) 2002-01-21
ATE426247T1 (de) 2009-04-15
EP1186034B1 (en) 2009-03-18
CA2368950C (en) 2012-10-02
CZ20014145A3 (cs) 2002-04-17
DE60041817D1 (de) 2009-04-30
KR20020005743A (ko) 2002-01-17
IL146333A (en) 2005-03-20
AU4933500A (en) 2000-12-12
JP2003500860A (ja) 2003-01-07
PL351305A1 (en) 2003-04-07
CZ302748B6 (cs) 2011-10-19
MY118419A (en) 2004-10-30
CN1350703A (zh) 2002-05-22
WO2000072380A1 (en) 2000-11-30
US6133136A (en) 2000-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL201072B1 (pl) Struktura połączeń układu scalonego i struktura do wzajemnego łączenia połączeń układu scalonego
US6534863B2 (en) Common ball-limiting metallurgy for I/O sites
US6451681B1 (en) Method of forming copper interconnection utilizing aluminum capping film
US5134460A (en) Aluminum bump, reworkable bump, and titanium nitride structure for tab bonding
KR100213152B1 (ko) 솔더 터미널 및 그 제조방법
US4970574A (en) Electromigrationproof structure for multilayer wiring on a semiconductor device
JP3737482B2 (ja) 自己不動態化Cu合金を用いて接着されたCuパッド/Cuワイヤ
US5070036A (en) Process for contacting and interconnecting semiconductor devices within an integrated circuit
KR101339517B1 (ko) 알루미늄 구리 본드 패드를 위한 캡 층
TW200305267A (en) Semiconductor device having a wire bond pad and method therefor
US4977440A (en) Structure and process for contacting and interconnecting semiconductor devices within an integrated circuit
US20090140244A1 (en) Semiconductor device including a die region designed for aluminum-free solder bump connection and a test structure designed for aluminum-free wire bonding
US7535104B2 (en) Structure and method for bond pads of copper-metallized integrated circuits
US20080274294A1 (en) Copper-metallized integrated circuits having electroless thick copper bond pads
US6312830B1 (en) Method and an apparatus for forming an under bump metallization structure
EP0256357B1 (en) Semiconductor chip including a bump structure for tape automated bonding
US20070222073A1 (en) Structure and method to improve current-carrying capabilities of c4 joints
US5563449A (en) Interconnect structures using group VIII metals
US6445070B1 (en) Coherent carbide diffusion barrier for integrated circuit interconnects
JP2723023B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH079908B2 (ja) 半導体装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20140515