JPS6381948A - 多層配線半導体装置 - Google Patents
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-
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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】
[発明の目的1
(産業上の利用分野)
この発明は、多層配線を有する半導体装置に係わるもの
で、特に素子上ボンディングを用いる多層配線半導体装
置に関する。
で、特に素子上ボンディングを用いる多層配線半導体装
置に関する。
(従来の技術)
一般に、この種の半導体装置においては、素子上ボンデ
ィングを行なうために、半導体基板上に形成される配線
領域の平坦化技術が必要となる。
ィングを行なうために、半導体基板上に形成される配線
領域の平坦化技術が必要となる。
このような平坦化技術として側壁法と呼ばれる方法が知
られており、バイポーラトランジスタに適用すると第3
図(a)〜(d)に示すような製造工程となる。すなわ
ち、まず、(a)図に示すようにコレクタa域となるN
型半導体基板11の表面領域にベース領域としてのP型
不純物拡散領域12を形成した後、このIN域12の表
面領域にエミッタ領域となるN型不純物拡散領域13を
形成する。そして、上記半導体基板11上の全面にアル
ミニウム層を形成し、バターニングを行なって上記ベー
ス領域12およびエミッタ領域13上にそれぞれ第1層
目の電w114.15を形成する。その後、上記半導体
基板11上の全面にCVD−8i 021116を成長
形成する。次に、反応性イオンエツチングを行なって上
記CVD−3i02膜16を除去し、上記電極14、1
5ノ側壁部に−(7)ミcVD−8i 021116を
残存させる。その後、上記半導体基板11上に再びCV
D−8i 021117を堆積形成する((b)図)。
られており、バイポーラトランジスタに適用すると第3
図(a)〜(d)に示すような製造工程となる。すなわ
ち、まず、(a)図に示すようにコレクタa域となるN
型半導体基板11の表面領域にベース領域としてのP型
不純物拡散領域12を形成した後、このIN域12の表
面領域にエミッタ領域となるN型不純物拡散領域13を
形成する。そして、上記半導体基板11上の全面にアル
ミニウム層を形成し、バターニングを行なって上記ベー
ス領域12およびエミッタ領域13上にそれぞれ第1層
目の電w114.15を形成する。その後、上記半導体
基板11上の全面にCVD−8i 021116を成長
形成する。次に、反応性イオンエツチングを行なって上
記CVD−3i02膜16を除去し、上記電極14、1
5ノ側壁部に−(7)ミcVD−8i 021116を
残存させる。その後、上記半導体基板11上に再びCV
D−8i 021117を堆積形成する((b)図)。
次に、上記電極14.15上の上記CVD−8i02膜
17にそれぞれコンタクトホール18.19を形成した
後、全面にアルミニウム層を形成してバターニングを行
なうことにより第2層目の電11i20.21を形成す
る((C)図)。次に、上記CVD−8iO2膜11お
よび第2層目の電極20.21上に保護膜22を形成し
、上記電極20.21上に開孔23.24を形成してこ
れらの電極20.21の表面を露出させる。そして、ボ
ンディングワイヤ25.26で上記第2層目の電極20
.21上にボンディングを行ない、ベースおよびエミッ
タを導出する。なお、コレクタは、上記半導体基板11
の裏面から導出する。
17にそれぞれコンタクトホール18.19を形成した
後、全面にアルミニウム層を形成してバターニングを行
なうことにより第2層目の電11i20.21を形成す
る((C)図)。次に、上記CVD−8iO2膜11お
よび第2層目の電極20.21上に保護膜22を形成し
、上記電極20.21上に開孔23.24を形成してこ
れらの電極20.21の表面を露出させる。そして、ボ
ンディングワイヤ25.26で上記第2層目の電極20
.21上にボンディングを行ない、ベースおよびエミッ
タを導出する。なお、コレクタは、上記半導体基板11
の裏面から導出する。
しかし、上記のような構成では、第1層目の電極14.
15の側壁部に残存されるCVD−8i0211117
のばらつきが大きく、第2層目の電極20.21の形成
時に下地状態の相違に起因するアルミニウム層の膜質の
変化によりマイグレーションが発生し易くなる。このた
め、フンタクト部の信頼性が低下する欠点がある。また
、能動領域上に直接ボンディング領域を形成した場合に
は、下地である第1!ll目の電極が硬度の低いアルミ
ニウムで形成されているため、ボンディング時に層間絶
縁膜であるCVD−8i02膜17にクラックが発生し
易くなる。
15の側壁部に残存されるCVD−8i0211117
のばらつきが大きく、第2層目の電極20.21の形成
時に下地状態の相違に起因するアルミニウム層の膜質の
変化によりマイグレーションが発生し易くなる。このた
め、フンタクト部の信頼性が低下する欠点がある。また
、能動領域上に直接ボンディング領域を形成した場合に
は、下地である第1!ll目の電極が硬度の低いアルミ
ニウムで形成されているため、ボンディング時に層間絶
縁膜であるCVD−8i02膜17にクラックが発生し
易くなる。
(発明が解決しようとする問題点)
上述したように、従来の多層配線半導体装置では、平坦
化工程が複雑でかつ安定性が悪く、信頼性が低い欠点が
ある この発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、
その目的とするところは、配線領域の平坦化工程を簡単
化かつ安定化でき、信頼性を向上できる多層配線半導体
装置を提供することである。
化工程が複雑でかつ安定性が悪く、信頼性が低い欠点が
ある この発明は上記のような事情に鑑みて成されたもので、
その目的とするところは、配線領域の平坦化工程を簡単
化かつ安定化でき、信頼性を向上できる多層配線半導体
装置を提供することである。
[発明の構成]
(問題点を解決するための手段と作用)すなわち、この
発明においては、上記の目的を達成するために、第1W
!1目の電極を高融点金属あるいはそのシリサイドで形
成し、この第1!1目の電極上にBPSGIIIを形成
した後、熱処理を施して平坦化させ、上記第1層目の電
極上の上記BPSGIIにコンタクトホールを形成し、
このコンタクトホールを介して上記第1層目の電極と接
続される第21i目の電極を形成する。そして、この第
2層目の電極にワイヤボンディングを行なうようにして
いる。
発明においては、上記の目的を達成するために、第1W
!1目の電極を高融点金属あるいはそのシリサイドで形
成し、この第1!1目の電極上にBPSGIIIを形成
した後、熱処理を施して平坦化させ、上記第1層目の電
極上の上記BPSGIIにコンタクトホールを形成し、
このコンタクトホールを介して上記第1層目の電極と接
続される第21i目の電極を形成する。そして、この第
2層目の電極にワイヤボンディングを行なうようにして
いる。
(実施例)
以下、この発明の一実施例について図面を参照して接続
する。第1図(a)〜(C)は、製造工程を順次示す断
面図で、まず、(a)図に示す如くコレクタ領域となる
N型半導体基板27の表面領域にベース領域としてのP
型不純物拡散領域28を形成した後、このfliR2B
の表面領域にエミッタ領域となるN型不純物拡散領域2
9を形成する。次に、上記半導体基板11上の全面に高
融点金属、例えばMo、W、Tiあるいはこれらの高融
点金属のシリサイドMoSi、WSi、TiSiからな
る金属層を形成し、バターニングを行なって上記ベース
領域28およびエミッタ領域29上にそれぞれ第1層目
の電極30.31を形成する。その後、上記半導体基板
11上の全面にBPSGIW32を成長形成する。次に
、上記半導体基板11に1000℃程度の温度で熱処理
を施し、非晶質な上記高融点金属層30.31を再結晶
化するとともに、上記BPSG1132の溶融を行なう
。これによって、上記BPSG膜32は平坦化される。
する。第1図(a)〜(C)は、製造工程を順次示す断
面図で、まず、(a)図に示す如くコレクタ領域となる
N型半導体基板27の表面領域にベース領域としてのP
型不純物拡散領域28を形成した後、このfliR2B
の表面領域にエミッタ領域となるN型不純物拡散領域2
9を形成する。次に、上記半導体基板11上の全面に高
融点金属、例えばMo、W、Tiあるいはこれらの高融
点金属のシリサイドMoSi、WSi、TiSiからな
る金属層を形成し、バターニングを行なって上記ベース
領域28およびエミッタ領域29上にそれぞれ第1層目
の電極30.31を形成する。その後、上記半導体基板
11上の全面にBPSGIW32を成長形成する。次に
、上記半導体基板11に1000℃程度の温度で熱処理
を施し、非晶質な上記高融点金属層30.31を再結晶
化するとともに、上記BPSG1132の溶融を行なう
。これによって、上記BPSG膜32は平坦化される。
その後、上記第1層目の電極30.31上の上記BPS
G膜32にコンタクトホール33.34を開孔すると(
b)図に示すようになる。次に、上記BPSGI132
上の全面にアルミニウム層を形成し、バターニングを行
なって第2層目の電極35.38を形成する。次に、上
記BPSG膜32および上記層Il!35.36上に保
護膜37を形成し、上記電極35.36上の上記保護1
137に開孔38.39を形成してこれらの電極35.
36の表面を露出させた後、ボンディングワイヤ40.
41でボンディングを行なってエミッタおよびベースを
導出する。なお、コレクタは上記半導体基板27の裏面
から導出する。
G膜32にコンタクトホール33.34を開孔すると(
b)図に示すようになる。次に、上記BPSGI132
上の全面にアルミニウム層を形成し、バターニングを行
なって第2層目の電極35.38を形成する。次に、上
記BPSG膜32および上記層Il!35.36上に保
護膜37を形成し、上記電極35.36上の上記保護1
137に開孔38.39を形成してこれらの電極35.
36の表面を露出させた後、ボンディングワイヤ40.
41でボンディングを行なってエミッタおよびベースを
導出する。なお、コレクタは上記半導体基板27の裏面
から導出する。
このような構成によれば、第1層目の電極として高融点
金属層(あるいは高融点金属のシリサイド層> 30.
31を用いているので高温での熱処理が可能であり、こ
の高融点金属層30.31上にBPSG132を設けて
熱処理を施すことによりこのBPSG膜32を溶融させ
て表面を平坦化できる。そして、上記BPSGa32の
平坦化のための熱処理の際、上記高融点金属層30.3
1の再結晶化を行なう。
金属層(あるいは高融点金属のシリサイド層> 30.
31を用いているので高温での熱処理が可能であり、こ
の高融点金属層30.31上にBPSG132を設けて
熱処理を施すことによりこのBPSG膜32を溶融させ
て表面を平坦化できる。そして、上記BPSGa32の
平坦化のための熱処理の際、上記高融点金属層30.3
1の再結晶化を行なう。
上記BPSGl$32中のリンは、アルカリイオンに対
して阻止作用を持っているので、素子特性の安定化に寄
与する。また、上記BPSGII32中のボロンは、ガ
ラスのmmm震度引き乍げる作用を持っているので、B
PSGII32は例えばPSGII!よりも比較的低温
で溶融し、平坦化が容易である。
して阻止作用を持っているので、素子特性の安定化に寄
与する。また、上記BPSGII32中のボロンは、ガ
ラスのmmm震度引き乍げる作用を持っているので、B
PSGII32は例えばPSGII!よりも比較的低温
で溶融し、平坦化が容易である。
さらに、第1層目の電極30.31として用いた高融点
金属は、アルミニウムに比して硬いため、素子上でボン
ディングする時の圧力によって発生する111間絶縁膜
(CVD−8i 02 !132)等ツクラックの発生
を抑制できる。
金属は、アルミニウムに比して硬いため、素子上でボン
ディングする時の圧力によって発生する111間絶縁膜
(CVD−8i 02 !132)等ツクラックの発生
を抑制できる。
従って、製造工程の簡単化、信頼性の向上、および歩留
りの向上などが図れる。
りの向上などが図れる。
なお、上記実施例では第1層目の電極として高融点金属
およびそのシリサイドを用いたが、第2図に示すように
、高融点金属層42.43とそのシリサイド層44.4
5を積層形成すれば、シリサイド層を単体で使用した場
合よりも電極配線抵抗を低く設定できる。第2図におい
て、前記第1図(C)と同一構成部には同じ符号を付し
てその詳細な説明は省略する。なお、上記高融点金属層
とそのシリサイド層との積層構造は、上記第2図の構造
に限られるものではなく、他の積層構造であっても良い
のはもちろんである。
およびそのシリサイドを用いたが、第2図に示すように
、高融点金属層42.43とそのシリサイド層44.4
5を積層形成すれば、シリサイド層を単体で使用した場
合よりも電極配線抵抗を低く設定できる。第2図におい
て、前記第1図(C)と同一構成部には同じ符号を付し
てその詳細な説明は省略する。なお、上記高融点金属層
とそのシリサイド層との積層構造は、上記第2図の構造
に限られるものではなく、他の積層構造であっても良い
のはもちろんである。
[発明の効果]
以上説明したようにこの発明によれば、配線領域の平坦
化工程を簡単化かつ安定化でき、信頼性を向上できる多
層配線半導体装置が得られる。
化工程を簡単化かつ安定化でき、信頼性を向上できる多
層配線半導体装置が得られる。
第1図はこの発明の一実施例に係わる多層配線半導体装
置について説明するための図、第2図はこの発明の他の
実施例について説明するための図、第3図は従来の多層
配線半導体装置について説明するための図である。 27・・・N型半導体基板(コレクタ領域)、28・・
・P型不純物拡散領域(ベース領域)、29・・・N型
不純物拡散領域(エミッタ領域) 、30.31・・・
第1層目の電極、32・・・BPSGII!(絶縁膜)
、 33.34・・・コンタクトホール、35.36
・・・第2層目の電極、37・・・保護膜、40.41
・・・ボンディングワイヤ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図
置について説明するための図、第2図はこの発明の他の
実施例について説明するための図、第3図は従来の多層
配線半導体装置について説明するための図である。 27・・・N型半導体基板(コレクタ領域)、28・・
・P型不純物拡散領域(ベース領域)、29・・・N型
不純物拡散領域(エミッタ領域) 、30.31・・・
第1層目の電極、32・・・BPSGII!(絶縁膜)
、 33.34・・・コンタクトホール、35.36
・・・第2層目の電極、37・・・保護膜、40.41
・・・ボンディングワイヤ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図
Claims (3)
- (1)半導体基体と、この半導体基体上に形成された、
高融点金属層あるいは高融点金属のシリサイド層から成
る第1層目の電極と、上記半導体基体上および上記第1
層目の電極上に形成され、熱処理が施されて平坦化され
る絶縁膜と、上記第1層目の電極上の上記絶縁膜上に形
成されコンタクトホールを介して上記第1層目の電極と
接続される第2層目の電極とを具備し、上記第2層目の
電極にワイヤボンディングを行なうことを特徴とする多
層配線半導体装置。 - (2)前記第1層目の電極は、高融点金属層と高融点金
属のシリサイド層との積層構造を有することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の多層配線半導体装置。 - (3)前記絶縁層は、ボロンとリンを含んだ酸化シリコ
ンから成ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の多層配線半導体装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61227252A JPS6381948A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 多層配線半導体装置 |
US07/420,727 US5087578A (en) | 1986-09-26 | 1989-10-11 | Semiconductor device having multi-layered wiring |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61227252A JPS6381948A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 多層配線半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6381948A true JPS6381948A (ja) | 1988-04-12 |
JPH039616B2 JPH039616B2 (ja) | 1991-02-08 |
Family
ID=16857902
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61227252A Granted JPS6381948A (ja) | 1986-09-26 | 1986-09-26 | 多層配線半導体装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5087578A (ja) |
JP (1) | JPS6381948A (ja) |
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- 1986-09-26 JP JP61227252A patent/JPS6381948A/ja active Granted
-
1989
- 1989-10-11 US US07/420,727 patent/US5087578A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US5087578A (en) | 1992-02-11 |
JPH039616B2 (ja) | 1991-02-08 |
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