JP3702480B2 - 電極パッドの形成方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、プリント基板やアルミナ基板等との接続に用いるために半導体回路の表面部分に形成する電極パッドの形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
種々の機能を有する受動素子や能動素子等の多数の回路素子および、各種回路素子を相互に接続する配線部とから構成された半導体回路においては、配線部の所定の表面部分には電極パッドが形成される。この半導体回路は、形成された電極パッドを介して、半田バンプを用いた接続方法や、ワイヤ−ボンディングによる接続方法や、TAB(Tape Automated Bonding)による接続方法により、プリント基板やアルミナ基板等と電気的に接続される。
【0003】
図3(a)乃至(c)を用いて、従来の電極パッドの形成方法を説明する。
【0004】
図3(a)のように、シリコン、ゲルマニウム等の半導体基板1には、各種回路素子Eがイオン拡散等の手段を用いて形成され、また半導体基板1の表面には各種回路素子Eを相互に接続するための配線部2が形成される。一般的に、配線部2は、所定形状のマスクパタ−ンを用いて、半導体基板1の表面にアルミニウムを蒸着、スパッタリング等することによって形成される。さらに、CVD(Chemical Vapour Deposition)法を用いて、配線部2の上から、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜等の絶縁層3を成膜する。この後、例えばフォトリソグラフィ技術および異方性エッチング技術を用いて、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜等の一部を除去して開口部4を形成し、配線部2の所定位置のアルミニウム表面を露出させる。フォトリソグラフィ技術とは、基板の表面にフォトレジスト膜を塗布した後、所定マスクを用いてフォトレジスト膜を露光、現像し、エッチングを施したい基板の表面部分のフォトレジスト膜を除去して、所定パタ−ンのレジストマスクを形成する方法である。異方性エッチング技術とは、一定方向には基板がエッチングされやすいが、他の方向にはエッチングされずらいという性質を利用して行うエッチング方法である。
【0005】
次に、無電解メッキの一種である亜鉛置換(ジンケ−ト)処理を行い、配線部2のアルミニウム表面と亜鉛置換処理剤とを反応させる。なお、亜鉛置換処理剤と絶縁層4とは反応しない。この結果、開口部4によって露出した配線部2のアルミニウム表面のみが亜鉛と置換して、図3(b)のように、亜鉛置換部5が形成される。
【0006】
さらに、無電解メッキ処理を行い、半田の濡れ性の良いニッケルあるいは銅等の金属を亜鉛置換部5の表面に析出させて、図3(c)のように、電極パッド6を形成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、半導体回路においては、不純物の濃度差を利用して形成した各種回路素子Eが存在するため、形成した亜鉛置換部5のそれぞれの電位は一定とならない。このため、無電解メッキによって亜鉛置換部5および電極パッド6を形成する際に、亜鉛置換部5における亜鉛の析出量や電極パッド6における金属の析出量が一定せず、さらに析出状態にばらつきが生じるため、膜厚や電気的特性が一定しないという欠点があった。
【0008】
そこで、本発明は、電気的信頼性の高い電極パッドを形成することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような工程からなる。すなわち、半導体基板の表面に、配線部と、該配線部の所定部分から引き出されるリ−ド線と、該リ−ド線に接続された共通導線を形成する工程と、前記配線部の所定部分を露出する開口部を有した絶縁層を形成する工程と、前記開口部によって露出した前記配線部の所定部分に無電解メッキによって金属を析出させる工程と、前記リ−ド線を切断する工程とからなるものである。
【0010】
【作用】
本願発明では、配線部は、それぞれからリ−ド線が引き出されて共通導線に接続されるので、短絡されて同電位となる。この結果、絶縁膜に設けられた開口部によって露出した配線部に無電解メッキを行うと、この配線部の表面には均一に金属が析出する。この後、リ−ド線を切断して、この配線部間の絶縁を行なう。
【0013】
【実施例】
(実施例1)
図1(a)乃至(c)を用いて、本発明にかかる電極パッドの形成方法について説明する。なお、本実施例は、配線部2としてアルミニウムを使用した場合について説明する。従来の形成方法と同様の方法については説明を簡略化し、同じ構成部分については同じ番号を使用する。
【0014】
従来の形成方法と同様に、図1(a)のように、半導体基板1には、各種回路素子Eが形成される。また半導体基板1の表面には、各種回路素子Eを相互に接続するためにアルミニウムの配線部2が形成される。ここで、従来の形成方法と異なる点は、後述する開口部4によって露出する配線部2のアルミニウム部分のそれぞれからはリ−ド線7が引き出され、半導体回路が形成された部分を囲むように、半導体基板1の表面に形成された共通導線8に接続されていることである。この結果、開口部4によって露出した配線部2のアルミニウム部分は、短絡されて等電位となる。なお、リ−ド線7および共通導線8は、配線部2と同じ方法で、同時に形成される。
【0015】
さらに、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜等からなる絶縁層3が形成され、この絶縁層3には配線部2の所定位置の表面を露出させるための開口部4が形成される。
【0016】
次に、従来の方法と同様に、開口部4によって露出した配線部2のアルミニウム表面に、無電解メッキの一種である亜鉛置換(ジンケ−ト)処理を行い、亜鉛置換部5を形成する。この亜鉛置換部5だけでも電極パッドとして使用することもできる。しかしながら、この電極パッドを介して半導体基板1とプリント基板やアルミナ基板等と接続する際の密着性を向上させるために、一般的にはさらに無電解メッキ処理を行い、図1(c)のように、ニッケルあるいは銅等の金属を亜鉛置換部5の表面に析出させ、電極パッド6を形成する。亜鉛置換処理および亜鉛置換部5の表面に無電解メッキをする際に、亜鉛置換部5は等電位であるために金属が均一に析出し、膜厚、膜質が極めてそろった電極パッド6が形成される。この後、それぞれの電極パッド6の電気的絶縁を行なうため、半導体回路の周縁部に設けられた共通導線8と接続されたリ−ド線7を、絶縁層3の上から切断する。
【0017】
(実施例2)
図2(a)乃至(f)を用いて、本発明にかかる他の電極パッドの形成方法について説明する。なお、従来の形成方法と同様の方法については説明を簡略化し、同じ構成部分については同じ番号を使用する。
【0018】
従来の形成方法と同様に、図2(a)のように、半導体基板1には各種回路素子Eが形成され、また半導体基板1の表面には各種回路素子Eを相互に接続するための配線部2が形成される。さらに、窒化シリコン膜あるいは酸化シリコン膜等からなる絶縁層3が形成される。そして、開口部4を設けて、配線部2の所定位置のアルミニウム表面を露出させる。
【0019】
次に、蒸着等の手段を用いて、図2(b)のように、絶縁層3の上から、例えばチタン層9および、例えば銅層10からなる金属層を順番に、積層状に成膜する。後述する無電解メッキによってニッケルを析出させる際に、銅層10を下地として設けておくと、ニッケルを容易に析出させることができる。また、アルミニウムの配線部2と銅層10との間にチタン層9を設けると、配線部2と銅層10の密着強度を高めることができる。これらの、金属層を設けたことにより、開口部4によって露出した配線部2のアルミニウム表面は短絡されて同電位となる。なお、本実施例のようにチタン層9および銅層10の2層からなる金属層とせずに、他の組み合わせ、あるいは3層以上又は1層の金属層であっても良い。
【0020】
さらに、フォトリソグラフィ技術を用いて、図2(c)のように、所定形状のレジストマスク11を形成する。レジストマスク11には、絶縁層3に形成された開口部4の上方に開口部12が形成される。そして、銅層10の表面部分を露出させる。
【0021】
この後、図2(d)のように、例えば無電解メッキを施して、開口部12によって露出した銅層10の表面部分に、例えばニッケル、銅等の金属層13を形成する。さらに、この金属層13の表面には、金属層13の表面の酸化を防止するため、例えば酸化防止金属、例えば金を用いて金メッキ層14を形成する。なお、金メッキ層14は形成しなくても良い。
【0022】
次に、図2(e)のように、レジストマスク11を除去して、ニッケル層13および金メッキ層14を形成した部分以外の銅層10の表面部分を露出させる。この後、金メッキ層14をエッチングマスクとして使用して、銅層10と熱硫酸等を反応させ、金メッキ層14を形成した部分以外の銅層10を除去する。さらに引続き、チタン層9と熱硫酸等を反応させ、金メッキ層14が形成された下部のチタン層9以外の部分を除去する。このような形成方法により、半導体基板1の表面に形成された配線部2の所定位置表面には、図2(f)のように、電極パッド15が形成される。なお、本実施例ではエッチングに際して、金メッキ層14をエッチングマスクとして使用したが、金メッキ層14を形成しない場合にはフォトレジスト膜等を用いてエッチングしても良い。この電極パッド15の形成方法においては、亜鉛置換(ジンケ−ト)処理を行なわないので、開口部4によって露出した配線部2のアルミニウム部分の厚みが薄くなり、この部分の抵抗値が高くなるという欠点が生じない。
【0023】
【発明の効果】
本発明の、半田バンプを形成するために使用する電極パッドは上述のように形成されるため、膜厚および膜質が均一な電極パッドが形成でき、この結果、電気的および機械的信頼性が高まる。また、製品歩留まりが高くなるため、安価に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る、電極パッドの形成方法の概略図である。
【図2】本発明に係る、配線部としてアルミニウムを使用した場合の、他の電極パッドの形成方法の概略図である。
【図3】従来の、電極パッドの形成方法の概略図である。
【符号の説明】
1 半導体基板
2 配線部
3 絶縁層
4 開口部
5 亜鉛置換部
6 電極パッド
7 リ−ド線
8 共通導線
9 チタン層
10 銅層
11 レジストマスク
12 開口部
13 金属層
14 金メッキ層
15 電極パッド
E 回路素子

Claims (1)

  1. 半導体基板の表面に配線部と、該配線部の所定部分から引き出されるリ−ド線と、該リ−ド線に接続された共通導線を形成する工程と、前記配線部の所定部分を露出する開口部を有した絶縁層を形成する工程と、前記開口部によって露出した前記配線部の所定部分に無電解メッキによって金属を析出させる工程と、前記リ−ド線を切断する工程とからなる電極パッドの形成方法。
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