JPH03227540A - 半導体装置のボンディングパッド構造 - Google Patents
半導体装置のボンディングパッド構造Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は半導体装置のボンディングパッド構造に関し
、特にそのボンディングパッド剥がれを低減できる半導
体装置のボンディングパッド構造に関するものである。
、特にそのボンディングパッド剥がれを低減できる半導
体装置のボンディングパッド構造に関するものである。
第２図は従来のＴｉを用いたバリアメタル下敷のアルミ
ボンディングパッド構造を示す断面図である。図におい
て、■はＳｉ基板、２はＳｉ基板１を高温中で酸化し形
成したシリコン酸化膜、３はＣＶＤ法で堆積させたスム
ースコート膜（ボロン・リン入り酸化膜（ＢＰＳＧ）等
）、４はスパッタリング法で堆積し、ＲＴ Ｐ （Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒ＋ａａｌＰｒｏｃｅｓｓ）法で窒化し
たＴｉバリアメタル、５はスパッタリング法等で堆積し
たアルミ膜、６はＣＶＤ法で堆積し、アルミ膜５上を開
孔したＳｉＯまたはＳｉｏｗよりなるパッシベーション
膜である。
ボンディングパッド構造を示す断面図である。図におい
て、■はＳｉ基板、２はＳｉ基板１を高温中で酸化し形
成したシリコン酸化膜、３はＣＶＤ法で堆積させたスム
ースコート膜（ボロン・リン入り酸化膜（ＢＰＳＧ）等
）、４はスパッタリング法で堆積し、ＲＴ Ｐ （Ｒａ
ｐｉｄ Ｔｈｅｒ＋ａａｌＰｒｏｃｅｓｓ）法で窒化し
たＴｉバリアメタル、５はスパッタリング法等で堆積し
たアルミ膜、６はＣＶＤ法で堆積し、アルミ膜５上を開
孔したＳｉＯまたはＳｉｏｗよりなるパッシベーション
膜である。
次に作用について説明する。
従来より半導体装置の内部配線及びボンディングパッド
としてはアルミ膜５が用いられており、これはアルミ中
に数パーセントのシリコンを混合したものを使用してい
た。しかし、コンタクト孔が微細になるに従ってシリコ
ン基板１とのコンタクト部でアルミ中のシリコンがシリ
コン基板１とアルミの接点であるコンタクト孔に析出す
る。このためにコンタクト抵抗の増加が発生し、不良の
原因となっている。このことは周知の事実であり、本従
来例ではシリコン析出による不良対策として、Ｔｉバリ
アメタル４をアルミ！５の下敷にしている。このように
微小コンタクト孔を持つ半導体装置のアルミ膜５の下に
は、必ず本従来例のようにＴｉバリアメタル４が形成さ
れている。このＴｉバリアメタル４はスパッタリングに
よりスムースコート膜３上に形成されたＴｉ層をＲＴＰ
法で、窒素雰囲気、又はアンモニア雰囲気で窒化したＴ
ｉＮ層となっている。これはＴｉのみではアルミ膜５の
シリコン基板１への拡散を防げないためである。しかし
、この場合、Ｔｉ層はＲＴＰ法で数１００〜１０００°
Ｃでの加熱を行うために、Ｔｉ層４に引っ張り応力が発
生し、スムースコート膜（ＢＰＳＧ）３との界面での密
着性が劣化するという問題があった。
としてはアルミ膜５が用いられており、これはアルミ中
に数パーセントのシリコンを混合したものを使用してい
た。しかし、コンタクト孔が微細になるに従ってシリコ
ン基板１とのコンタクト部でアルミ中のシリコンがシリ
コン基板１とアルミの接点であるコンタクト孔に析出す
る。このためにコンタクト抵抗の増加が発生し、不良の
原因となっている。このことは周知の事実であり、本従
来例ではシリコン析出による不良対策として、Ｔｉバリ
アメタル４をアルミ！５の下敷にしている。このように
微小コンタクト孔を持つ半導体装置のアルミ膜５の下に
は、必ず本従来例のようにＴｉバリアメタル４が形成さ
れている。このＴｉバリアメタル４はスパッタリングに
よりスムースコート膜３上に形成されたＴｉ層をＲＴＰ
法で、窒素雰囲気、又はアンモニア雰囲気で窒化したＴ
ｉＮ層となっている。これはＴｉのみではアルミ膜５の
シリコン基板１への拡散を防げないためである。しかし
、この場合、Ｔｉ層はＲＴＰ法で数１００〜１０００°
Ｃでの加熱を行うために、Ｔｉ層４に引っ張り応力が発
生し、スムースコート膜（ＢＰＳＧ）３との界面での密
着性が劣化するという問題があった。
従来のＲＴＰ法を用いたＴｉバリアメタル下敷のボンデ
ィングパッド構造は、以上のような特性を有するため、
第３図（ａ）（ｂ３に示すように電気特性試験時のテス
ト用端子の接触、又はワイヤボンディング時に、ボンデ
ィングパッド剥がれが発生するという問題があった。
ィングパッド構造は、以上のような特性を有するため、
第３図（ａ）（ｂ３に示すように電気特性試験時のテス
ト用端子の接触、又はワイヤボンディング時に、ボンデ
ィングパッド剥がれが発生するという問題があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、Ｔｉバリアメタルの特性を変えることなく、
ボンディングパッド剥がれを防止することのできる半導
体装置のボンディングパッド構造を得ることを目的とす
る。
たもので、Ｔｉバリアメタルの特性を変えることなく、
ボンディングパッド剥がれを防止することのできる半導
体装置のボンディングパッド構造を得ることを目的とす
る。
本発明に係る半導体装置のボンディングパッド構造は、
スムースコート膜（ＢＰＳＣ）とＴｉ膜との間に双方に
密着性の良い絶縁膜を堆積するようにしたものである。
スムースコート膜（ＢＰＳＣ）とＴｉ膜との間に双方に
密着性の良い絶縁膜を堆積するようにしたものである。
本発明においては、スムースコート膜（ＢＰＳＧ）上に
、高温及び減圧によるＣＶＤ法でシリコン酸化膜を堆積
することにより、Ｔｉバリアメタルとの密着性を向上で
きる。
、高温及び減圧によるＣＶＤ法でシリコン酸化膜を堆積
することにより、Ｔｉバリアメタルとの密着性を向上で
きる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、本発明の一実施例による半導体装置の
ボンディングパッド構造の断面構造を示し、１〜６は従
来と同一のものであり、７はスムースコート膜３上に、
減圧及び高温（６００〜９００℃）でＣＶＤ法により堆
積した絶縁酸化膜である。当然ながらＴｉバリアメタル
４以降は絶縁酸化膜７上に形成される。
ボンディングパッド構造の断面構造を示し、１〜６は従
来と同一のものであり、７はスムースコート膜３上に、
減圧及び高温（６００〜９００℃）でＣＶＤ法により堆
積した絶縁酸化膜である。当然ながらＴｉバリアメタル
４以降は絶縁酸化膜７上に形成される。
第４図（ａ）は従来のスムースコート膜（ＢＰＳＧ）３
上にＴｉバリアメタル４ｉ堆積し、ＲＴＰ法によりＴｉ
を窒化した後、アルミ膜５を堆積し、その後、密着強度
の異なるテープを用いて剥離テストを行った結果を示す
。これはＴｉバリアメタル４の膜厚を変えてテストを行
ったもので、０，０２μｍ以下であれば、１５ｍｍ幅の
テープを剥がす力が２０００ｇであるテープでもＴｉバ
リアメタル４及びアルミ膜５の剥離が発生しないが、ｏ
、。
上にＴｉバリアメタル４ｉ堆積し、ＲＴＰ法によりＴｉ
を窒化した後、アルミ膜５を堆積し、その後、密着強度
の異なるテープを用いて剥離テストを行った結果を示す
。これはＴｉバリアメタル４の膜厚を変えてテストを行
ったもので、０，０２μｍ以下であれば、１５ｍｍ幅の
テープを剥がす力が２０００ｇであるテープでもＴｉバ
リアメタル４及びアルミ膜５の剥離が発生しないが、ｏ
、。
２μｍを越えると７００ｇ／１５ｍｍの強度まで膜密着
度が落ちてしまう。図中の剥離なしの点線は、１５ｍｍ
幅のテープがＦｅにおいて２０００ｇで引き剥がされる
強度を示す。これはワイヤポンドテスト、及び電気特性
試験時のテスト端子でのボンディングパッド剥がれとの
対応がとれている。実際に、Ｔｉバリアメタルを用いて
アルミ膜５のシリコン基板１への拡散を防ぐには、０．
０２μｍ程度の膜厚では不十分であり、０．０５μｍ以
上は必要である。
度が落ちてしまう。図中の剥離なしの点線は、１５ｍｍ
幅のテープがＦｅにおいて２０００ｇで引き剥がされる
強度を示す。これはワイヤポンドテスト、及び電気特性
試験時のテスト端子でのボンディングパッド剥がれとの
対応がとれている。実際に、Ｔｉバリアメタルを用いて
アルミ膜５のシリコン基板１への拡散を防ぐには、０．
０２μｍ程度の膜厚では不十分であり、０．０５μｍ以
上は必要である。
第４図（ロ）は本発明の実施例によるスムースコート＃
（ＢＰＳＧ）３上６：、減圧及び高温のＣＶＤ法によ
り堆積した絶縁酸化膜７があり、その上にＴｉバリアメ
タル４をＲＴＰ法で窒化し、アルミ膜５を形成した後、
剥離テストを行ったもので、０．２μｍまで２０００ｇ
／１５ｍｍの強度のテープで剥離が発生していないこと
が確認された。図中の剥離なしの点線は、上記と同じく
、１５ｍｍ幅のテープがＦｅにおいて２０００ｇで引き
剥がされる強度を示す。
（ＢＰＳＧ）３上６：、減圧及び高温のＣＶＤ法によ
り堆積した絶縁酸化膜７があり、その上にＴｉバリアメ
タル４をＲＴＰ法で窒化し、アルミ膜５を形成した後、
剥離テストを行ったもので、０．２μｍまで２０００ｇ
／１５ｍｍの強度のテープで剥離が発生していないこと
が確認された。図中の剥離なしの点線は、上記と同じく
、１５ｍｍ幅のテープがＦｅにおいて２０００ｇで引き
剥がされる強度を示す。
実際にワイヤポンドテスト及び電気特性試験時のテスト
端子の接触でもボンディングパッドの剥離は見られなか
った。
端子の接触でもボンディングパッドの剥離は見られなか
った。
以上のように、この発明によれば、ＲＴＰを用いたＴｉ
バリアメタルの下に減圧及び高温のＣＶＤ法により形成
した絶縁酸化膜を敷き、スムースコート膜（ＢＰＳＧ）
とＴｉバリアメタルとの密着性を向上させたので、Ｔｉ
バリアメタルを用いた半導体装置のボンディングパッド
剥がれの不良をなくし、高品質な半導体装置を得られる
効果がある。
バリアメタルの下に減圧及び高温のＣＶＤ法により形成
した絶縁酸化膜を敷き、スムースコート膜（ＢＰＳＧ）
とＴｉバリアメタルとの密着性を向上させたので、Ｔｉ
バリアメタルを用いた半導体装置のボンディングパッド
剥がれの不良をなくし、高品質な半導体装置を得られる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による半導体装置のボンデ
ィングパッド構造を示す断面図、第２図は従来の半導体
装置のボンディングパッド構造を示す断面図、第３図は
従来装置におけるボンディング時の剥離を説明するため
の断面図であり、第３図（ａ）はＡｕワイヤ接触時を示
す図、第３図（ｂ）はＡｕワイヤ切断後（ボンディング
パッド剥離）を示す図、第４図（ａ）は従来の半導体装
置におけるボンディングパッド剥離テスト結果を示す図
、第４図（ハ）は本発明の半導体装置におけるボンディ
ングパッド剥離テスト結果を示す図である。 １はシリコン基板、２は熱酸化膜、３はスムースコート
膜（ＢＰＳＧ）、４はＴｉバリアメタル、５はアルミ膜
、６はパッシベーション膜、７は絶縁酸化膜。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
ィングパッド構造を示す断面図、第２図は従来の半導体
装置のボンディングパッド構造を示す断面図、第３図は
従来装置におけるボンディング時の剥離を説明するため
の断面図であり、第３図（ａ）はＡｕワイヤ接触時を示
す図、第３図（ｂ）はＡｕワイヤ切断後（ボンディング
パッド剥離）を示す図、第４図（ａ）は従来の半導体装
置におけるボンディングパッド剥離テスト結果を示す図
、第４図（ハ）は本発明の半導体装置におけるボンディ
ングパッド剥離テスト結果を示す図である。 １はシリコン基板、２は熱酸化膜、３はスムースコート
膜（ＢＰＳＧ）、４はＴｉバリアメタル、５はアルミ膜
、６はパッシベーション膜、７は絶縁酸化膜。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ I ）半導体基板上に形成された熱酸化膜と、その上
に形成されたボロン、リン入り酸化膜と、その上に減圧
及び高温のＣＶＤ法により形成された絶縁酸化膜と、 その上にＴｉを形成し、高速熱処理法によりＴｉを窒化
し、その上にアルミを形成し、これらをフォトリソグラ
フィー技術によりパターン形成したチタンバリアメタル
及びアルミ膜と、 その上に形成され、その上記アルミ膜上の部分がフォト
リソグラフィー技術により除去されたパッシベーション
膜とを備えたことを特徴とする半導体装置のボンディン
グパッド構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023893A JPH03227540A (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 半導体装置のボンディングパッド構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2023893A JPH03227540A (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 半導体装置のボンディングパッド構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03227540A true JPH03227540A (ja) | 1991-10-08 |
Family
ID=12123132
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2023893A Pending JPH03227540A (ja) | 1990-02-01 | 1990-02-01 | 半導体装置のボンディングパッド構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03227540A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6723628B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-04-20 | Seiko Epson Corporation | Method for forming bonding pad structures in semiconductor devices |
| US6812123B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-11-02 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor devices and methods for manufacturing the same |
| US8044522B2 (en) | 2008-11-04 | 2011-10-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
-
1990
- 1990-02-01 JP JP2023893A patent/JPH03227540A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6723628B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-04-20 | Seiko Epson Corporation | Method for forming bonding pad structures in semiconductor devices |
| US6812123B2 (en) | 2000-03-27 | 2004-11-02 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor devices and methods for manufacturing the same |
| US8044522B2 (en) | 2008-11-04 | 2011-10-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device |
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