(57)【要約】  この発明は、基板接触、特に半導体基板（２１）の端子面を接触させるためのコンタクト配置（４７，４８，４９，５０，５５，５６，５７）に関し、基板の底部端子面によって基板表面に形成された、コンタクト配置の少なくとも１つの内側コンタクト（２５）と、内側コンタクトの外側端縁領域と周辺部とを少なくとも被覆するパッシベーション層（３４，３５）と、内側コンタクト（２５）から横方向に離れるようにパッシベーション層（３４，３５）の上に延在する少なくとも１つの下側コンタクトストリップ（３６）と、下側コンタクトストリップの上に延在するもう１つの上側のコンタクトストリップ（３７，３８，３９）とを含み、このもう１つのコンタクトストリップは、コンタクトメタライゼーションによって形成されており、このコンタクトメタライゼーションは、ニッケル（Ｎｉ）層からまたはニッケルとパラジウム（Ｐｄ）とを含有する層構造（３８，３９）から実質的に構成される。
2012523679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板接触、特に半導体基板（２１）の端子面を接触させるためのコンタクト配置（２４，２６，４７，４８，４９，５０）であって、
前記基板の底部端子面によって基板表面に形成された、前記コンタクト配置の少なくとも１つの内側コンタクト（２５）と、
前記内側コンタクトの少なくとも外側端縁領域と周辺部とを被覆するパッシベーション層（３４，３５）と、
前記内側コンタクトから横方向に離れるように前記パッシベーション層の上に延在する少なくとも１つの下側コンタクトストリップ（３６）と、
前記下側コンタクトストリップの上に延在するもう１つの上側のコンタクトストリップ（３７，３８）とを備え、
前記もう１つのコンタクトストリップは、ニッケル（Ｎｉ）層からまたはニッケルとパラジウム（Ｐｄ）とを含有する層構造から実質的に構成されるコンタクトメタライゼーションによって形成されている、コンタクト配置。
【請求項２】
前記Ｎｉ層または前記ＮｉとＰｄとを含有する層構造は、ＮｉおよびＰｄの自己堆積によって形成されている、請求項１に記載のコンタクト配置。
【請求項３】
前記下側コンタクトストリップ（３６）は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、ＡｌＳｉ、もしくはＡｌＳｉＣｕを含有する層からまたはＴｉ／Ａｌ、Ｔｉ／ＡｌＣｕ、もしくはＴｉ／ＡｌＳｉＣｕを含有する層構造から実質的に構成されるコンタクトメタライゼーションによって形成されている、請求項１または２に記載のコンタクト配置。
【請求項４】
前記上側コンタクトストリップ（３７，３８）のコンタクト領域（４４，４５）によって形成される、前記コンタクト配置（４７，４８，４９，５０）の外側コンタクトを形成するために、前記上側コンタクトストリップ（３７，３８）は、前記コンタクト領域（４４，４５）を除いて外側パッシベーション層（４３）によって被覆されている、請求項１または２に記載のコンタクト配置。
【請求項５】
前記外側パッシベーション層（４３）は、ＢＣＢ、ＰＩ、ＰＢＯ、エポキシ、またはレジストから本質的に構成される誘電層によって形成されている、請求項４に記載のコンタクト配置。
【請求項６】
前記上側コンタクトストリップ（３７，３８）の前記コンタクト領域（４４，４５）は、Ｎｉ層とその上に配されたＡｕ層とから構成される層構造を有するコンタクト被膜（５１，５２，５８，６１，６５）を与えられている、請求項４または５に記載のコンタクト配置。
【請求項７】
前記層構造は、ＮｉおよびＡｕの自己触媒堆積によって形成されている、請求項６に記載のコンタクト配置。
【請求項８】
前記パッシベーション層（４３）の表面に対してオフセットされたコンタクト面（５９）が前記層構造によって形成されている、請求項６または７に記載のコンタクト配置。
【請求項９】
前記パッシベーション層（４３）と位置合せされたコンタクト面（６２）が前記層構造によって形成されている、請求項６または７に記載のコンタクト配置。
【請求項１０】
前記パッシベーション層（４３）に対して隆起したコンタクト被膜（６５）の表面によって形成されるコンタクト面（６４）が前記層構造によって形成されている、請求項６または７に記載のコンタクト配置。
【請求項１１】
前記コンタクト被膜（５１，５２，５８，６１，６５）は、はんだ材料で作られた隆起したコンタクト（２７)を与えられている、請求項６から１０のいずれかに記載のコンタクト配置。
【請求項１２】
前記コンタクト領域（４４，４５）は、はんだ材料で作られたコンタクト被膜（２７)を与えられている、請求項４に記載のコンタクト配置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、基板接触、特に半導体基板の端子面を接触させるためのコンタクト配置に関し、このコンタクト配置は、この基板の底部端子面によって基板表面に形成された、コンタクト配置の少なくとも１つの内側コンタクトと、内側コンタクトの外側端縁領域と周辺部とを少なくとも被覆するパッシベーション層と、内側コンタクトから横方向に離れるようにパッシベーション層の上に延在する少なくとも１つの下側コンタクトストリップと、下側コンタクトストリップの上に延在するもう１つの上側のコンタクトストリップとを含み、このもう１つのコンタクトストリップは、コンタクトメタライゼーションによって形成されており、このコンタクトメタライゼーションは、ニッケル層からまたはニッケルとパラジウムとを含有する層構造から実質的に構成されている。
【背景技術】
【０００２】
上述の種類のコンタクト配置は、半導体基板の外側端子コンタクト配置を形成するのに役立ち、これによって、半導体基板を、他の半導体基板とまたはプリント回路板（ＰＣＢ）などのキャリア基板と接触させることができる。いわゆるチップサイズパッケージ（ＣＳＰ）において、そのようなコンタクト配置は、チップの表面に直接形成され、このチップの表面は、チップ製造業者によってたとえば提供される状態であるブランク状態において、アルミニウム製かつチップのシリコン体に直接配された端子面を有し、このシリコン体は、その表面に、底部端子面の外側端縁を被覆して環境に対する電気的絶縁をもたらすパッシベーションを施されている。
【０００３】
外側端子面配置を、選択されたレイアウトに応じ、底部端子面から延在するコンタクト配置によって形成するために、初期状態で底部端子面によって形成されたコンタクトを、底部端子面が内側コンタクトを形成しコンタクト配置によって形成されるコンタクトが半導体基板の表面に配された外側コンタクトを形成するように、たとえばチップ表面の中心領域にまたは周辺領域に設置して、チップをさらに接触させる。
【０００４】
実際の適用において、チップの機能的不良は、コンタクト配置の欠陥の結果であることが多いことが浮かび上がっている。このような欠陥は、たとえば腐食の影響によりまたはそうでなければ層構造として規則的に構成されたコンタクト配置の層間の機械的接着が不十分であることにより引き起こされることがあり、これは最終的に、コンタクト抵抗の増大またはコンタクト配置における境界抵抗の発生に繋がる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明の目的は、電気特性に関する信頼性の向上をもたらすコンタクト配置を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、この発明のコンタクト配置は、請求項１の特徴を示す。
この発明に従って、コンタクト配置は、底部端子面からパッシベーション層の上に延在する少なくとも１つの下側コンタクトストリップと、下側コンタクトストリップの上に延在し、ニッケル層からまたはニッケルとパラジウムとを含有する層構造から実質的に構成されるもう１つの上側のコンタクトストリップとを含む。
【０００７】
このようにして、この発明に従って、コンタクト配置が提供され、このコンタクト配置は、ニッケル層からまたはニッケルとパラジウムとを含む層構造から構成されコンタクト配置をもう１つの基板とその後接触させるための第２のコンタクトストリップによって、コンタクト面を提供する。このコンタクト面は、特に良好な接着および伝導特性を示し、はんだバンプをたとえばはんだ材料で直接形成するのに役立ってもよく、またはもう１つのコンタクト被膜のための基部としても役立ってもよい。コンタクトストリップのストリップ形設計により、コンタクト面のキャリア基板に対する位置を自由に選択することができる。キャリア基板またはコンタクト基板の構成によっては、すなわちたとえばコンタクト配置と接触させるコンタクト基板が十分にパッシベーションされている場合、コンタクト配置でのまたは下側コンタクトストリップでのコンタクト面の位置を定義する、コンタクト配置へのパッシベーション層の塗布を省略することができる。このようにして、この発明のコンタクト配置を用いると、コンタクト配置を与えられた半導体基板からのおよび当該半導体基板とコンタクト配置を介して接触しているキャリア基板からの厚みが最小化された基板配置を作成することが、特に可能である。
【０００８】
特に、上側コンタクトストリップの下側コンタクトストリップへの特に良好な接着を提供することに関して、ニッケル層またはニッケルとパラジウムとを含有する層構造をそれぞれニッケルのまたはニッケルおよびパラジウムの自己触媒堆積によって形成すると有利であることが判明する。さらに、自己触媒堆積を用いてニッケル層をまたはニッケルとパラジウムとを含有する層構造を形成することによって、堆積された層のまたは堆積されたコンタクト構造の厚みを制御することが特に容易である。
【０００９】
特に有利な実施例において、下側コンタクトストリップは、コンタクトメタライゼーションから構成され、このコンタクトメタライゼーションは、チタン、アルミニウム、銅、もしくはアルミニウム−シリコン合金（ＡｌＳｉ）、アルミニウム−シリコン−銅合金（ＡｌＳｉＣｕ）から、またはチタンとアルミニウム層とから構成される層構造、チタン層とアルミニウム−銅合金から構成された層とから構成される層構造、もしくはチタン層とアルミニウム−シリコン−銅合金から構成された層とから構成される層構造から実質的に構成される。これに関連して、この層構造の中のチタン層がそれぞれ最下層を形成すると特に有利である。
【００１０】
コンタクト配置を介して半導体基板と接触されるキャリア基板の表面処理とは無関係にコンタクト配置を用いることが意図される場合、好ましい実施例に従って、上側コンタクトストリップのコンタクト領域に形成される、コンタクト配置の外側コンタクトを形成するために、上側コンタクトストリップを、コンタクト領域を除いて外側パッシベーション層で被覆することができる。
【００１１】
外側パッシベーション層を、ＢＣＢ、ＰＩ、ＰＢＯ、エポキシ、またはレジストから本質的に形成される誘電層で構成すると、とりわけ作成を容易にするために特に有利である。
【００１２】
上側コンタクトストリップのコンタクト領域が、ニッケル層とその上に配された金の層とから構成される層構造を有するコンタクト被膜を与えられている場合、はんだ材料バンプを利用するその後の接触のために、特に伝導性および信頼性の高いサブメタライゼーションがこのバンプのために形成される。
【００１３】
コンタクト被膜の形成に関して、層間の特に良好な接着と層厚の精密な制御とを達成するために、層構造を、ニッケルおよび金の自己触媒堆積または無電解堆積によって形成すると有利であることが同様に判明する。
【００１４】
コンタクト配置を介して半導体基板と接触されるキャリア基板の接続配置のレイアウトおよびトポグラフィによっては、層構造のさまざまに異なった構成が有利であることが判明してもよい。たとえば大量のはんだ材料に備えた対策により、ポケット形受け入れ空間が形成されるようパッシベーション層の表面に対してオフセットされたコンタクト面が層構造によって形成されると有利であってもよい。
【００１５】
特に小型の基板配置を半導体基板とこの半導体基板とコンタクト配置を介して接触するキャリア基板とから形成するためには、パッシベーション層と位置合せされたコンタクト面が層構造によって形成されると有利であってもよい。
【００１６】
半導体基板とこの半導体基板とコンタクト配置を介して接触するキャリア基板との間の規定されたギャップを実現するためには、パッシベーション層に対して隆起したコンタクトメタライゼーションの表面によって形成されたコンタクト面が層構造によって形成されると有利であってもよい。
【００１７】
接触に用いられるはんだバンプの構成および半導体基板とキャリア基板との間の接触に用いられる方法によっては、はんだ材料で作られた隆起したコンタクト、すなわちはんだバンプをコンタクト配置の上側コンタクトストリップのコンタクト領域に直接設けることも有利であってもよい。これに代えて、上記で特定した種類のコンタクト被膜をコンタクト領域とはんだ材料との間に形成することも可能である。
【００１８】
以下に、有利な実施例をより詳細に図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】半導体基板とキャリア基板とから構成される基板配置を説明する斜視図である。
【図２】図１に示される基板配置の図１のＩＩ−ＩＩ横断線に沿った断面図である。
【図３】底部端子面を除きパッシベーション層によって被覆されたシリコン体を有する図２に示される半導体基板の部分図である。
【図４】もう１つのパッシベーション層を有する図３に示される半導体基板を説明する図である。
【図５】第１のコンタクトストリップを有する半導体基板を説明する図である。
【図６】第１の実施例におけるコンタクト配置を有する半導体基板を説明する図である。
【図７】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を有する半導体基板を説明する図である。
【図８】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図９】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１０】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１１】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１２】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１３】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１４】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１５】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１６】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【図１７】もう１つの実施例におけるコンタクト配置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１には、半導体基板２１と、半導体基板２１の外側端子面２２を介して半導体基板２１とコンタクトしているキャリア基板２３とを有する基板配置２０が示されている。
【００２１】
特に図２に示されるように、半導体基板２１の底部端子面によって形成される内側コンタクト２５は、コンタクト配置２４によって端子面配置２２の外側半導体コンタクト６３に接続されている。端子面配置２２は、図２に示される例示的な実施例の場合、キャリア基板２３の端子面２８との接続のためにはんだバンプ２７を与えられた、コンタクト配置２４の端子面によって形成されている。
【００２２】
図２に示される基板配置２０の場合、キャリア基板２３は、ビアホール２９を与えられている。ビアホール２９は、キャリア基板２３の半導体コンタクト側３０に配置された端子面２８と、キャリア基板２３の外側コンタクト側３１に配された外側キャリア基板コンタクト３２との間の導電性接続を確立する。
【００２３】
図３は、半導体基板２１を示す部分図であり、この図において、図２に従った基板配置２０は、コンタクト配置２４を内側コンタクト２５の領域にコンタクト配置の形成前に与えられており、半導体基板２１は、内側コンタクト２５を上に配されたシリコン体３３と、内側コンタクト２５の外側端縁およびシリコン体３３の表面を被覆するパッシベーション層３４とから実質的に構成されている。
【００２４】
図２に示されるコンタクト配置２４を形成するために、図４に従って、ＢＣＢ、ＰＩ、ＰＢＯ、またはエポキシからなるもう１つのパッシベーション層３５を塗布し、その上に、図５に従って、第１の下側のコンタクトストリップ３６を形成する。この下側コンタクトストリップは、好ましくは、銅、アルミニウム、またはＡｌＳｉもしくはＡｌＳｉＣｕなどのアルミニウム合金から形成されていてもよい。第１の下側のコンタクトストリップ３６を２つの層から構成される層構造で形成することも可能であり、好ましくは、チタン層が、アルミニウム層のための基部となり、または記載したアルミニウム合金のうち１つからなる層となる。
【００２５】
特に、コンタクト配置２４を可能な限り薄い厚みｄ（図２）で最終的に形成するとなると、第２のパッシベーション層３５を間に挟んで形成することを省略することもでき、この場合、第１の下側のコンタクトストリップ３６をパッシベーション層３４に直接塗布するようになる。
【００２６】
図６に示されるように、図２に示されるようなコンタクト配置２４を形成するために、次に第２の上側のコンタクトストリップ３７を第１の下側のコンタクトストリップ３６の上に形成する。上側コンタクトストリップ３７は、図６に従って、下側コンタクトストリップ３６の上に無電解で堆積されるニッケル層から形成することができる。コンタクト配置２６を形成するために、図１０に示されるように、ニッケル製の第１のコンタクトストリップ層３９と、この第１のコンタクトストリップ層の上に配されたパラジウム製の第２のコンタクトストリップ層４０とを含む層構造を有する上側コンタクトストリップ３８も同様に設けることができる。
【００２７】
いずれの場合も、コンタクトストリップ３７または互いに重ねて堆積された２つのコンタクトストリップ層３９，４０によって形成されたコンタクトストリップ３８の形成を、無電解堆積プロセスで実行し、コンタクトストリップ３８の形成は、任意選択的に、第１の無電解堆積プロセスにおいて実質的に閉じたニッケル層が作成され、第２の無電解堆積プロセスにおいてこのニッケル層の上に堆積されたパラジウム層が作成されるよう行なうことができる。これに代えて、ニッケルからなるコンタクトストリップ層を断続的に形成し、第２の無電解堆積プロセスにおいて、下側コンタクトストリップ３６のニッケルのない領域をパラジウムで被覆することも可能である。
【００２８】
第２の上側のコンタクトストリップ３７の構造とは無関係に、コンタクトストリップ３７のニッケルまたはニッケルおよびパラジウムの無電解堆積プロセスにおける形成は、コンタクト配置２４，２６の電気的特性を制御するためにコンタクトストリップの所望の厚みまたはコンタクトストリップのモルフォロジーを実現することができるよう堆積プロセスを精密に制御することを可能にする。
【００２９】
半導体基板２１の表面構造に関する要件に応じて、図６および図１０に説明されるコンタクト配置２４，２６を直接用いて、たとえば図２に示される場合における基板配置２０を作成することができる。この場合、半導体基板２１とキャリア基板２３との間に再溶融したはんだバンプ２７でスペーサメタライゼーションを形成し、これにより、半導体基板２１とキャリア基板２３との間に絶縁ギャップ４１を、ギャップ４１に絶縁充填材４２をその後導入して基板配置を絶縁封止することができるように形成することが可能になる。
【００３０】
後続の図面には、コンタクト配置のさらなる実施例４７，４８，４９，５０が示されている。これらのコンタクト配置は、一方ではコンタクト領域４４，４５（図７および図１１）を作成するためのもう１つのパッシベーション層４３の塗布によって互いに異なり、他方では付加的なコンタクト被膜４６（図８および図１２）をコンタクト領域４４，４５に形成することによって互いに異なる。
【００３１】
したがって、図７および図１１には、コンタクト配置２４，２６（図６および図１０）に加えての特徴として、上側コンタクトストリップ３７，３８の上にもう１つのパッシベーション層４３を備えるコンタクト配置４７，４８が示されている。ここで、上側コンタクトストリップ３７，３８をニッケルまたはニッケルおよびパラジウムの無電解堆積プロセスにおいて形成することにより、コンタクトストリップとこのコンタクトストリップを絶縁被覆するパッシベーション層４３との間の特に良好な接着がもたらされる。
【００３２】
図８および図１２には、図７および図１１に示されるコンタクト配置４７，４８に加えて、パッシベーション層４３によって規定されるコンタクト領域４４，４５に作成されるコンタクト被膜５１，５２を有するコンタクト配置４９，５０が示されている。コンタクト被膜５１，５２の作成は、それぞれ上側コンタクトストリップ３７，３８の上述の作成に従って、下側ニッケル層５３とその上に堆積された金の層５４とを含む層構造を作成するための無電解堆積プロセスによって行なわれ、この層構造は、ニッケルから構成される上側コンタクトストリップ３７の上にまたはコンタクトストリップ３８のパラジウムから構成されるコンタクトストリップ層４０の上に直接堆積される。
【００３３】
図９、図１３および図１４には、キャリア基板との接触をもたらすためにその後少なくとも部分的に再溶融されるはんだバンプ２７を有する基板配置を作成するための準備中のコンタクト配置４９，５０および４８が示されている。
【００３４】
図１５、図１６および図１７にコンタクト被膜の例５８，６１，６５と共に示されるように、半導体外側コンタクト５５，５６，５７は、非常に異なる構造を有することができる。
【００３５】
たとえば、図１５には、パッシベーション層４３の表面に対してオフセットされたコンタクト領域５９を形成し、よってポケット形コンタクト材料受入れ部６０を形成するコンタクト被膜５８が示されている。
【００３６】
図１６には、パッシベーション層４３の表面と位置合せされたコンタクト面６２を形成するコンタクト被膜６１が示されている。
【００３７】
図１７には、パッシベーション層４３の端縁を越えて延在するように形成されることによって、ニッケルコアとパラジウムからなる被覆層とを有する全体的に隆起したコンタクトメタライゼーションが形成されたコンタクト被膜６５が示されており、コンタクト面６４は、パッシベーション層４３の表面を越えて突出している。
【００３８】
図１５から図１７を組合せて見ると、コンタクト被膜５８，６１，６５を無電解堆積プロセスにおいて形成することにより、コンタクト被膜のモルフォロジーに影響を及ぼすことが可能になって、コンタクト被膜を都合よく適合させることおよびスペーサメタライゼーションとしてもたとえば用いることができる隆起したコンタクトメタライゼーションをコンタクト被膜６１によって形成することが可能になることが明らかになる。
【図１】
2012523679.tif 000003
【図２】
2012523679.tif 000004
【図３−１４】
2012523679.tif 000005
【図１５】
2012523679.tif 000006
【図１６】
2012523679.tif 000007
【図１７】
2012523679.tif 000008
【国際調査報告】
2012523679.tif 000009
2012523679.tif 000010
2012523679.tif 000011
2012523679.tif 000012
2012523679.tif 000013
2012523679.tif 000014
2012523679.tif 000015
2012523679.tif 000016
2012523679.tif 000017
2012523679.tif 000018