DE19945820A1

DE19945820A1 - Halbleitervorrichtung

Info

Publication number: DE19945820A1
Application number: DE19945820A
Authority: DE
Inventors: Noriaki Fujiki; Takashi Yamashita; Shigeru Harada; Kazunobu Miki
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1999-01-28
Filing date: 1999-09-24
Publication date: 2000-08-10
Also published as: US20020011669A1; KR100388590B1; TW546750B; US6339257B1; JP2000223527A; KR20000052334A

Abstract

Eine Halbleitervorrichtung wird angegeben, welche mit einer erhöhten Zuverlässigkeit versehen ist und fähig ist, das Reißen einer Schicht unterhalb einer Verbindungsschicht und die Trennung der Verbindungsschicht und einer Bondinsel-Elektrodenschicht zu verhindern. Die Halbleitervorrichtung weist folgendes auf: eine Verbindungsschicht (3), welche ein leitendes Material aufweist, das auf einem Siliziumsubstrat (1) gebildet ist; eine Zwischenschicht, welche in Kontakt mit der Verbindungsschicht (3) gebildet ist und eine Titan-Schicht (9) und eine Titannitrid-Schicht (10) aufweist; und eine Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6), welche in Kontakt mit der Zwischenschicht steht.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitervor richtung und insbesondere auf eine Halbleitervorrichtung mit einer Bondinsel-Elektrode (Anschlußfleck-Elektrode).

In der letzten Zeit sind, da der Integrationsgrad der Halblei tervorrichtungen ansteigt und die Vorrichtungen mit mehrfachen Funktionen versehen sind, die zugehörigen Verbindungen zuneh mend fein bemustert und mit mehrfachen Schichten gebildet. Da her ist eine Mehrschicht-Verbindungstechnik wichtig. Eine der artige Mehrschicht-Verbindung ist mit einer Anschlußfleck-Elek trode verbunden, welche elektrisch mit einem Anschlußstift durch eine Bondleitung (Anschlußleitung) verbunden ist.

Fig. 8 ist eine Querschnittsansicht, die eine Struktur einer der Anmelderin bekannten Bondinsel-Elektrode zeigt. Es wird auf Fig. 8 Bezug genommen; eine Zwischenschichtisolierschicht 102 ist auf einem Siliziumsubstrat 101 gebildet. Eine Zwischen schichtisolierschicht 104 ist auf der Zwischenschichtisolier schicht 102 gebildet. Eine große Anzahl von Verbindungsschich ten (nicht gezeigt) ist in den Zwischenschichtisolierschichten 102 und 104 gebildet. Eine Bondinsel-Elektrode 106, welche elektrisch mit diesen Verbindungsschichten verbunden ist, ist auf der Zwischenschichtisolierschicht 104 gebildet. Eine Zwi schenschichtisolierschicht 107 ist auf der Zwischenschichtiso lierschicht 104 gebildet, um die Bondinsel-Elektrode 106 zu be decken. Ein Kontaktloch (Durchgangsloch) 105 ist in der Zwi schenschichtisolierschicht 107 gebildet, welches einen Teil einer Oberfläche der Bondinsel-Elektrode 106 freilegt.

In der letzten Zeit ist auch ein feines Bemustern für eine der artige Bondinsel-Elektrode erforderlich. Daher sind die Breite und die Dicke der Bondinsel-Elektrode 106 wie in Fig. 8 gezeigt zunehmend verringert.

Fig. 9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bondinsel-Elek trode zeigt, welche im Zusammenhang mit einem Problem gezeigt ist, das mit der der Anmelderin bekannten Bondinsel-Elektrode in Verbindung gebracht wird. Wie in Fig. 9 gezeigt ist, wird in einer der Anmelderin bekannten Halbleitervorrichtung ein Test, der Wafertest genannt wird, ausgeführt, bevor der Wafer verein zelt wird. Eine Sondennadel (Tastnadel) 112, welche allgemein Wolfram aufweist, wird in Kontakt mit einer Bondinsel-Elektrode 106 für einen elektrischen Test gebracht. Da eine dünne Oxid schicht (Al₂O₃) auf einer Oberfläche der Bondinsel-Elektrode 106 gebildet ist, muß ein bestimmter Grad einer Last an die Sondennadel 112 gegen die Bondinsel-Elektrode 106 angelegt wer den, um die Oxidschicht so zu unterbrechen, daß die elektrische Leitung zwischen der Bondinsel-Elektrode 106 und der Sondenna del 112 gesichert ist. Zu dem Zeitpunkt taucht kein bestimmtes Problem auf, wenn eine Dicke der Bondinsel-Elektrode 106 gleich oder größer als 8000 × 10^-10 m (Å) ist. Jedoch konzentriert eine externe Kraft, die durch die Sondennadel 112 angelegt ist, eine Belastung an einem Abschnitt der Zwischenschichtisolierschicht 104 unter der Bondinsel-Elektrode 106, wenn die Dicke der Bondinsel-Elektrode 106 geringer als 8000 × 10^-10 m ist. Daher erscheint ein Riß 111 in der Zwischenschichtisolierschicht 104.

Fig. 10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bondinsel-Elek trode im Zusammenhang mit einem Problem zeigt, das mit der Ver bindung einer Bondleitung mit der in Fig. 9 gezeigten Bondin sel-Elektrode in Verbindung gebracht wird. Es wird auf Fig. 10 Bezug genommen; falls eine Bondleitung 114 mit der Bondinsel- Elektrode auf der Zwischenschichtisolierschicht 104 verbunden ist, in welcher der Riß wie in Fig. 9 gezeigt gebildet ist, wird ein gerissener Abschnitt 113 in der Bondinsel-Elektrode 116 aus dem Riß 111 gebildet, wenn die Bondleitung 114 verbun den wird. Der gerissene Abschnitt 113 verursacht ein Problem einer instabilen elektrischen Verbindung. Weiter verringert Feuchtigkeit, die von dem gerissenen Abschnitt 113 eintritt, unvorteilhafterweise den Widerstand gegen Feuchtigkeit der Halbleitervorrichtung.

Eine Halbleitervorrichtung, in der eine Bondinsel-Elektrode und eine darunter angeordnete Verbindungsschicht in direktem Kon takt miteinander stehen, ist der Anmelderin auch bekannt. Fig. 11 bis 13 sind Querschnittsansichten, die eine in der JP Hei 5-243320 A beschriebene Halbleitervorrichtung zeigen. Es wird auf Fig. 11 Bezug genommen; in der Halbleitervorrichtung als ein herkömmliches Beispiel ist eine untere Aluminiumverbindung 206 auf einer Zwischenschichtisolierschicht 205 gebildet. Ein unteres Kontaktloch (Durchgangsloch) 211, das zu der unteren Aluminiumverbindung 206 führt, ist in der Zwischenschichtiso lierschicht 205 gebildet. Eine Wolfram-Seitenwand 212 ist auf einer Seitenwand des unteren Durchgangsloches 211 gebildet. Eine obere Aluminiumverbindung 208 ist als eine Bondinsel-Elek trode in Kontakt mit der Wolfram-Seitenwand 212 und der unteren Aluminiumverbindung 206 gebildet. Ein oberes Kontaktloch (Durchgangsloch) 213, das zu der oberen Aluminiumverbindung 208 führt, ist in der Zwischenschichtisolierschicht 205 gebildet. Eine Wolfram-Seitenwand 214 ist in Kontakt mit einer Seitenwand des oberen Durchangslochs 213 und der oberen Aluminiumverbin dung 208 gebildet.

Es wird auf Fig. 12 Bezug genommen; als ein anderes herkömmli ches Beispiel ist eine erste Aluminiumverbindung 221 in Kontakt mit einer Zwischenschichtisolierschicht 220 gebildet. Ein unte res Kontaktloch (Durchgangsloch) 203, das zu der ersten Alumi niumverbindung 221 führt, ist in einer Zwischenschichtisolier schicht 220 gebildet. Eine Wolfram-Seitenwand 224 ist in Kon takt mit einer Seitenwand des unteren Durchgangsloches 203 und der ersten Aluminiumverbindung 221 gebildet. Eine zweite Alumi niumverbindung 222 ist in Kontakt mit der Wolfram-Seitenwand 224 und einer ersten Aluminiumverbindung 221 gebildet. Ein obe res Kontaktloch (Durchgangsloch) 204, das zu der zweiten Alumi niumverbindung 222 führt, ist in der Zwischenschichtisolier schicht 220 gebildet. Ein Durchmesser des unteren Durchgangs lochs 203 ist größer als das des oberen Durchgangslochs 204. Eine Wolfram-Seitenwand 225 ist in Kontakt mit einer Seitenwand des oberen Durchgangslochs 204 und der zweiten Aluminiumverbin dung 222 gebildet. Eine dritte Aluminiumverbindung 223 ist als eine Bondinsel-Elektrode in Kontakt mit der Wolfram-Seitenwand 225 und der zweiten Aluminiumverbindung 222 gebildet.

Es wird auf Fig. 13 Bezug genommen; in einer weiteren Ausfüh rungsform einer Halbleitervorrichtung ist ein Durchmesser des unteren Durchgangslochs 203 kleiner als dasjenige des oberen Durchgangslochs 204. In Bezug darauf ist es von der in Fig. 12 gezeigten Halbleitervorrichtung verschieden, in der der Durch messer des unteren Durchgangslochs 203 größer ist als der des oberen Durchgangslochs 204. Andere Teile der Struktur sind den jenigen der in Fig. 12 gezeigten Halbleitervorrichtung ähnlich.

Da die Bondinsel-Elektrode und die Verbindungsschicht darunter direkt miteinander in Kontakt stehen, wie in Fig. 11 bis 13 ge zeigt ist, kann der Riß in der Zwischenschichtisolierschicht und der Bruch der Bondinsel-Elektrode, wie sie in Fig. 9 und 10 gezeigt ist, bis zu einem bestimmten Ausmaß verhindert werden.

Jedoch weisen die in Fig. 11 bis 13 gezeigten Halbleitervor richtungen noch verschiedene Probleme auf. In der in Fig. 12 gezeigten Vorrichtung konzentriert zum Beispiel, da die Stärken der ersten bis dritten Aluminiumverbindung 221 bis 223 relativ klein sind, falls eine externe Kraft auf die dritte Aluminium verbindung 223 durch eine Sondennadel in einer Richtung, die durch einen Pfeil 301 angezeigt ist, ausgeübt wird, die externe Kraft eine Belastung an einem Abschnitt 220a der Zwischen schichtisolierschicht 220 direkt unterhalb der dritten Alumi niumverbindung 223. Daher wird an einem Abschnitt 220a der Zwi schenschichtisolierschicht 220 ein Riß gebildet, wodurch die erste bis dritte Aluminiumverbindung 221 bis 223 darüber reißen können.

Ferner wird, wenn die externe Kraft auf die dritte Aluminium verbindung 223 durch die Sondennadel in einer Richtung, die durch einen Pfeil 302 angezeigt ist, ausgeübt wird, ein Riß an einem Abschnitt 220b der Zwischenschichtisolierschicht 220 di rekt unterhalb der dritten Aluminiumverbindung 223 gebildet. Der Riß würde auch das in Verbindung mit den Fig. 9 und 10 be schriebene Problem zur Folge haben.

Zusätzlich kann, wenn die Sondennadel in Kontakt mit der drit ten Aluminiumverbindung 223 gebracht wird und dann davon ge trennt wird, sich die dritte Aluminiumverbindung 223 von der zweiten Aluminiumverbindung 222 lösen, wenn die Sondennadel und die dritte Aluminiumverbindung 223 in engem Kontakt stehen. Da her kann sich die dritte Aluminiumverbindung 223 von der zwei ten Aluminiumverbindung 222 an einer Grenzfläche (einem Grenz bereich) 222a lösen, wodurch unvorteilhafterweise eine lockere Verbindung verursacht wird.

Die vorliegende Erfindung dient zum Lösen der oben genannten Probleme. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit anzuge ben, die fähig ist, ein Reißen bzw. einen Riß in einer Schicht unterhalb einer Verbindungsschicht zu verhindern, und eine Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit anzuge ben, die fähig ist, eine Trennung leitender Schichten, welche in Kontakt miteinander sind, zu verhindern.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, 8 oder 10.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ange geben.

Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines Aspektes der vorliegen den Erfindung weist eine Verbindungsschicht, eine Zwischen schicht und eine Bondinsel-Elektrodenschicht (Anschlußfleck- Elektrodenschicht) auf. Die Verbindungsschicht ist auf einem Halbleitersubstrat gebildet. Die Zwischenschicht ist in Kontakt mit der Verbindungsschicht gebildet und weist mindestens ein Material auf, das aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolf ram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titanni trid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Die Bondinsel-Elektrodenschicht steht in Kontakt mit der Zwischen schicht.

In der Halbleitervorrichtung mit der oben beschriebenen Struk tur ist eine Stärke der Zwischenschicht groß, da sie mindestens ein Material aufweist, das aus einer Gruppe von Titan, Molyb dän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Daher wird, sogar wenn eine beträchtliche Kraft auf einen Ab schnitt der Bondinsel-Elektrodenschicht durch eine Sondennadel (Tastnadel) ausgeübt wird, die Kraft in der Zwischenschicht verteilt. Da die Kraft allgemein auf die Verbindungsschicht un terhalb der Zwischenschicht verteilt wird, wird das Reißen der Schicht bzw. ein Riß in der Schicht unterhalb der Verbindungs schicht verhindert. Als eine Folge ist die Halbleitervorrich tung mit einer hohen Zuverlässigkeit vorgesehen.

Ferner sind, da Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Mo lybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid, die in der Zwischenschicht enthalten sind, feste bzw. gute Verbindungen mit anderen Materialien bilden, die Ver bindungsschicht und die Bondinsel-Elektrodenschicht, welche beide in Kontakt mit der Zwischenschicht stehen, fester bzw. stärker verbunden. Daher wird die Trennung der Verbindungs schicht und der Zwischenschicht oder der Bondinsel-Elektroden schicht und der Zwischenschicht verhindert. Als eine Folge ist die Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit vor gesehen.

Vorzugsweise weist die Halbleitervorrichtung ferner eine erste Isolierschicht auf. Die erste Isolierschicht ist mit einem er sten Loch versehen, welches einen Teil einer Oberfläche der Verbindungsschicht freilegt und so gebildet ist, daß sie die Verbindungsschicht bedeckt. Die Bondinsel-Elektrodenschicht ist in dem ersten Loch so gebildet, daß sie mit der Oberfläche der Verbindungsschicht mit der dazwischen angeordneten Zwischen schicht verbunden ist.

Vorzugsweise beträgt ein Durchmesser des ersten Lochs minde stens 50 µm und höchstens 120 µm. Eine Tiefe des ersten Lochs ist nicht größer als 1 µm.

Vorzugsweise weist die Halbleitervorrichtung ferner eine zweite Isolierschicht auf, welche die Bondinsel-Elektrodenschicht be deckt. Ein zweites Loch, welches zu der Bondinsel-Elektroden schicht führt, ist in der zweiten Isolierschicht gebildet. In diesem Fall kann eine Bondleitung in dem zweiten Loch vorgese hen sein, das zu der Bondinsel-Elektrodenschicht führt.

Vorzugsweise stehen die Bondinsel-Elektrodenschicht und die Zwischenschicht in Kontakt miteinander direkt unterhalb des Lochs, und die Zwischenschicht und die Verbindungsschicht ste hen auch in Kontakt miteinander. In diesem Fall wird, sogar wenn eine beträchtliche Kraft auf die Bondinsel-Elektroden schicht ausgeübt wird, sie allgemein auf die Verbindungsschicht verteilt, welche darunter angeordnet ist, so daß das Reißen der Schicht unterhalb der Verbindungsschicht effizient verhindert wird.

Vorzugsweise weist die Zwischenschicht eine erste und eine zweite Zwischenschicht auf. Die erste Zwischenschicht steht in Kontakt mit der Verbindungsschicht. Die zweite Zwischenschicht steht in Kontakt mit der Bondinsel-Elektrodenschicht und hat eine Zusammensetzung, welche von derjenigen der ersten Zwi schenschicht verschieden ist. In diesem Fall ist zum Beispiel, falls Schichten, welche insbesondere eine hohe mechanische Stärke und Anhaftung (Haftvermögen) besitzen, entsprechend für die erste und die zweite Zwischenschicht benutzt werden, die Zwischenschicht mit zwei verschiedenen charakteristischen Merk malen versehen. Als eine Folge kann eine Struktur mit einer ho hen Zuverlässigkeit vorgesehen sein.

Vorzugsweise weisen die erste und die zweite Zwischenschicht Titan (Ti) bzw. Titannitrid (TiN) auf.

Vorzugsweise sind die Verbindungsschicht und die Bondinsel- Elektrodenschicht aus Schichten gebildet, die Aluminium aufwei sen. Eine starke Anhaftung wird zwischen Aluminium und der Zwi schenschicht in der Verbindungsschicht und der Bondinsel-Elek trodenschicht erhalten, die Trennung der Verbindungs- und Zwi schenschicht, wie auch der Bondinsel-Elektrodenschicht und der Zwischenschicht wird verhindert. Ferner dient die Zwischen schicht dazu, die Diffusion von Aluminium zu verhindern.

Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines anderen Aspektes der vorliegenden Erfindung weist eine Verbindungsschicht, eine Zwi schenschicht und eine Bondinsel-Elektrodenschicht (Anschluß fleck-Elektrodenschicht) auf. Die Verbindungsschicht weist ein leitendes Material auf, das auf einem Halbleitersubstrat gebil det ist. Die Zwischenschicht ist in Kontakt mit der Verbin dungsschicht gebildet und weist mindestens ein Material auf, das aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolfram, Titansili zid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdänni trid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Die Bondinsel-Elektro denschicht ist in Kontakt mit der Zwischenschicht gebildet und weist das leitende Material auf, welches dasselbe ist wie das jenige der Verbindungsschicht.

In der Halbleitervorrichtung mit der oben beschriebenen Struk tur ist die Stärke der Zwischenschicht groß, da sie mindestens ein Material aufweist, welches aus einer Gruppe von Titan, Mo lybdän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Daher wird, wenn eine beträchtliche Kraft auf einen Abschnitt der Bondinsel-Elektrodenschicht durch eine Sondennadel ausgeübt wird, die Kraft in der Zwischenschicht verteilt. Daher wird die Kraft allgemein auf die Verbindungsschicht, welche unterhalb der Zwischenschicht gebildet ist, verteilt, so daß ein Reißen in einer Schicht, welche unterhalb der Verbindungsschicht ge bildet ist, verhindert wird. Als eine Folge wird die Halblei tervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit erhalten.

Zusätzlich wird, da Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Mo lybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid, die in der Zwischenschicht enthalten sind, eine hohe Anhaftung (ein hohes Haftvermögen) an andere Materialien besitzen, die Trennung der Verbindungs-, Zwischenschichten, wie auch diejenige der Zwischen- und Bondinsel-Elektrodenschicht verhindert. Daher sind Schichten vorgesehen mit einer erhöhten Anhaftung, und die Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuver lässigkeit kann vorgesehen werden.

Vorzugsweise weist das leitende Material Aluminium auf. Da die Anhaftung bzw. das Haftvermögen zwischen Aluminium in dem lei tenden Material und der Zwischenschicht groß ist, wird die An haftung zwischen den Verbindungs-, Zwischenschichten, wie auch diejenige zwischen der Zwischen- und Bondinsel-Elektroden schicht vergrößert. Als eine Folge wird die Trennung der Ver bindungs- und Zwischenschicht, wie auch diejenige der Zwischen- und der Bondinsel-Elektrodenschicht verhindert, und die Halb leitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit kann vorgese hen werden.

Eine Halbleitervorrichtung gemäß eines weiteren anderen Aspek tes der vorliegenden Erfindung weist eine Verbindungsschicht, eine erste Isolierschicht, eine Zwischenschicht, eine leitende Seitenwandschicht und eine Bondinsel-Elektrodenschicht auf. Die Verbindungsschicht ist auf einem Halbleitersubstrat gebildet. Die erste Isolierschicht bedeckt die Verbindungsschicht und weist ein erstes Loch auf. Das erste Loch ermöglicht, daß ein Abschnitt einer Oberfläche der Verbindungsschicht freigelegt ist. Das erste Loch hat auch eine Seitenwand. Die Zwischen schicht bedeckt eine Oberfläche der ersten Isolierschicht, eine Seitenwand des ersten Lochs und den freigelegten Abschnitt der Oberfläche der Verbindungsschicht, und weist mindestens ein Ma terial auf, welches aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolf ram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titanni trid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Eine leitende Seitenwandschicht ist auf der Seitenwand des ersten Lochs mit der dazwischen angeordneten Verbindungsschicht gebil det. Die Bondinsel-Elektrodenschicht ist in dem ersten Loch so gebildet, daß sie mit der Oberfläche der Verbindungsschicht mit der dazwischen angeordneten Zwischenschicht verbunden ist.

In der Halbleitervorrichtung mit der oben beschriebenen Struk tur wird die Stärke der Zwischenschicht vergrößert, da sie min destens ein Material aufweist, das aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsili zid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist. Daher wird eine beträchtliche Kraft auf einen Abschnitt der Bondinsel-Elektrodenschicht durch eine Sondennadel ausge übt, wobei die Kraft auf die Zwischenschicht durch das erste Loch übertragen wird, welches in der ersten Isolierschicht vor gesehen ist. Daher wird die Kraft allgemein auf die Verbin dungsschicht, welche unterhalb der Zwischenschicht gebildet ist, verteilt, so daß ein Reißen bzw. ein Riß in einer Schicht, die unterhalb der Verbindungsschicht gebildet ist, verhindert wird. Als eine Folge kann die Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit vorgesehen werden.

Da Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid in der Zwischenschicht eine hohe Anhaftung bzw. ein hohes Haft vermögen an andere Materialien besitzt, wird die Anhaftung zwi schen der Verbindungs- und Zwischenschicht, wie auch diejenige zwischen der Zwischenschicht und der Bondinsel-Elektroden schicht vergrößert. Als eine Folge wird die Trennung der Ver bindungs- und Zwischenschicht und diejenige der Zwischen- und Bondinsel-Elektrodenschicht verhindert, so daß die Halbleiter vorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit vorgesehen ist. Zu sätzlich verhindert die leitende Seitenwandschicht, die auf der Seitenwand des ersten Lochs gebildet ist, das Reißen bzw. einen Riß an bzw. in der Seitenwand des ersten Lochs.

Vorzugsweise weist die Verbindungs- und Bondinsel-Elektroden schicht Aluminium auf. In diesem Fall kann, da die Anhaftung bzw. das Haftvermögen zwischen Aluminium und der Zwischen schicht hoch ist, die Anhaftung zwischen der Verbindungs- und Zwischenschicht, wie auch diejenige zwischen der Bondinsel- Elektrode und der Zwischenschicht weiter vergrößert werden. Als eine Folge wird die Trennung der Verbindungs- und Zwischen schicht und diejenige der Zwischen- und der Bondinsel-Elektro denschicht verhindert, so daß die Halbleitervorrichtung mit einer hohen Zuverlässigkeit vorgesehen werden kann.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten ergeben sich aus der fol genden Beschreibung von Ausführungsformen der vorliegenden Er findung anhand der beigefügten Zeichnungen. Von diesen zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung von oben;

Fig. 2 eine Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 bis 7 Querschnittsansichten des ersten bis fünften Schritts eines Verfahrens zum Herstellen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Halbleitervorrich tung;

Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer Struktur einer der Anmelderin bekannten Bondinsel-Elektrode;

Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer Bondinsel- Elektrode, die in Zusammenhang mit einem Pro blem gezeigt ist, das mit der der Anmelderin bekannten Bondinsel-Elektrodenschicht in Ver bindung gebracht wird;

Fig. 10 eine Querschnittsansicht der Bondinsel-Elek trode, die in Zusammenhang mit einem Problem gezeigt ist, die mit der Verbindung einer Bondleitung mit der in Fig. 9 gezeigten Bond insel-Elektrode in Verbindung gebracht wird;

Fig. 11 bis 13 Querschnittsansichten einer in der oben ge nannten offengelegten Anmeldung beschriebenen herkömmlichen Halbleitervorrichtung.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.

Es wird auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen; eine Zwischenschicht isolierschicht 2, welche eine Siliziumoxidschicht aufweist, ist auf einem Siliziumsubstrat 1 gebildet. Eine Verbindungsschicht 3, welche Aluminium aufweist, ist auf der Zwischenschichtiso lierschicht 2 gebildet. Eine Zwischenschichtisolierschicht 4 ist als eine erste Isolierschicht, welche eine Siliziumoxid schicht aufweist, so gebildet, daß sie die Verbindungsschicht 3 bedeckt. Ein Kontaktloch (Durchgangsloch) 5 ist in der Zwi schenschichtisolierschicht 4 als ein erstes Loch gebildet, das zu der Verbindungsschicht 3 führt. Eine Länge einer Seite des Durchgangslochs (eine Länge, die W₁ in Fig. 1 entspricht), be trägt ungefähr 100 µm. Eine Tiefe des Durchgangslochs beträgt ungefähr 1 µm. Das Durchgangsloch 5 ermöglicht, daß eine Ober fläche der Verbindungsschicht 3 freigelegt ist. Eine Titan(Ti)- Schicht 9 als eine erste Zwischenschicht und eine Titanni trid(TiN)-Schicht 10 als eine zweite Zwischenschicht sind auf der freigelegten Oberfläche der Verbindungsschicht 3, einer Seitenwand bzw. Seitenwänden des Durchgangslochs 5 und einer Oberfläche der Zwischenschichtisolierschicht 4 gebildet. Die Titan-Schicht 9 und die Titannitrid-Schicht 10 bilden die Zwi schenschicht. Die Titan-Schicht 9 steht in Kontakt mit der Ver bindungsschicht 3 und der Titannitrid-Schicht 10. Eine leitende Seitenwandschicht 8 ist als eine leitende Seitenwandschicht, welche Wolfram aufweist, in Kontakt mit der Titannitrid-Schicht 10 gebildet. Eine Bondinsel-Elektrode (Anschlußfleck-Elektrode) 6 ist in Kontakt mit der leitenden Seitenwandschicht 8 und der Titannitrid-Schicht 10 gebildet. Die Bondinsel- Elektrodenschicht 6 weist Aluminium auf. Die Bondinsel- Elektrodenschicht 6 und die Titannitrid-Schicht 10 stehen di rekt in Kontakt miteinander. Eine Passivierschicht 7 ist als eine zweite Isolierschicht so gebildet, daß sie die Bondinsel- Elektrodenschicht 6 bedeckt. Ein Kontaktloch (Durchgangsloch) 11 ist in der Passivierschicht 7 als ein zweites Loch gebildet, das zu der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 führt. Eine Bondlei tung (Anschlußleitung) 14 zum elektrischen Verbinden einer ex ternen Vorrichtung und der Halbleitervorrichtung ist mit der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 verbunden. Die Bondleitung 14 weist Aluminium oder Gold auf.

Als nächstes wird ein Verfahren zum Herstellen der in Fig. 1 und 2 gezeigten Halbleitervorrichtung beschrieben werden. Es wird auf Fig. 3 Bezug genommen; eine Zwischenschichtisolier schicht 2, welche eine Siliziumoxidschicht aufweist, wird auf einem Siliziumsubstrat 1 durch CVD (Chemical Vapor Deposition, chemische Dampfphasenabscheidung) gebildet. Eine Aluminium schicht wird auf der Zwischenschichtisolierschicht 2 gebildet. Die Aluminiumschicht wird bemustert, um eine Verbindungsschicht 3 zu bilden. Eine Zwischenschichtisolierschicht 4, welche eine Siliziumoxidschicht aufweist, wird so gebildet, daß sie die Verbindungsschicht 3 und die Zwischenschichtisolierschicht 2 bedeckt, durch Kombinieren von Verfahren, wie Plasma-CVD, Spin on-Glass (Schleuderbeschichtung von Glas) und Rückätzen durch Trockenätzen. Ein Resist wird auf der Zwischenschichtisolier schicht 4 für das fotolithografische Bemustern so aufgebracht, daß ein Resistmuster mit einem Kontaktlochmuster (Durchgangs lochmuster) gebildet wird. Unter Verwenden des Resistmusters als eine Maske wird die Zwischenschichtisolierschicht 4 durch RIE (Reactive Ion Etching, reaktives Ionenätzen) gebildet. Auf diese Weise wird ein Kontaktloch (Durchgangsloch) 5 gebildet. Danach wird das Resistmuster unter Verwenden von Sauerstoff plasma oder dergleichen entfernt.

Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen; eine Titan-Schicht 9 wird durch Sputtern gebildet. Eine Titannitrid-Schicht 10 wird auf der Titan-Schicht 9 durch Sputtern gebildet. Eine Wolfram schicht 28 wird durch CVD so gebildet, daß sie eine gesamte Oberfläche der Titannitrid-Schicht 10 bedeckt. Eine Dicke der Wolfram-Schicht 28 beträgt ungefähr 5000 × 10^-10 m bis ungefähr 10000 × 10^-10 m.

Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen; eine gesamte Oberfläche der Wolfram-Schicht 28 wird rückgeätzt. Zu diesem Zeitpunkt wird, da die Titannitrid-Schicht 10 auf der gesamten Oberfläche be lassen werden muß, ein Verfahren, welches die Titannitrid- Schicht 10 nicht ätzt, wie beispielsweise ein Stop-on-TIN- Verfahren (Stop-bei-TIN-Verfahren) für das Rückätzen benutzt. Daher wird in einem Seitenwandabschnitt des Durchgangslochs 5 die Wolfram-Schicht so belassen, daß sie eine leitende Seiten wandschicht 8 bildet, wohingegen ein zentraler Abschnitt des Durchgangslochs 5 keine Wolfram-Schicht aufweist.

Nachfolgend wird eine Aluminiumschicht zum Bedecken der Titan nitrid-Schicht 10 und der leitenden Seitenwandschicht 8 gebil det. Zu diesem Zeitpunkt werden in dem Durchgangsloch 5 die Verbindungsschicht 3 und die Aluminiumschicht mit der Titanni trid-Schicht 10 und der Titan-Schicht 9 dazwischen angeordnet verbunden. Da die leitende Seitenwandschicht 8 in dem Seiten wandabschnitt des Durchgangslochs 5 gebildet ist, wird die Alu miniumschicht auf der leitenden Seitenwandschicht 8 gebildet. Dann wird die Aluminiumschicht durch Fotolithografie und RIE so bemustert, daß sie eine Bondinsel-Elektrodenschicht 6 bildet. Es wird darauf hingewiesen, daß, obwohl ein Seitenbedeckungs verhältnis a ( = ein Verhältnis einer Dicke b zu einer Dicke c der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 in Fig. 6: b/c) an einem Ende einer derart weiten Öffnung ungefähr 0,5 beträgt, wenn ein all gemeines Sputtern benutzt wird, die leitende Seitenwandschicht 8 zu einem Anstieg des Seitenbedeckungsverhältnisses a bis zu mindestens 0,6 führt. Eine Siliziumnitrid-Schicht der Passi vierschicht 7 wird auf der gesamten Oberfläche der Bondinsel- Elektrodenschicht 6 durch Plasma-CVD gebildet. Ein Kontaktloch (Durchgangsloch) 11, welches zu der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 führt, wird in der Passivierschicht 7 gebildet.

Es wird auf Fig. 7 Bezug genommen; eine Sondennadel (Tastnadel) 12, welche Wolfram aufweist, wird in Kontakt mit der Bondinsel- Elektrodenschicht 6 zum Prüfen der Vorrichtung gebracht. Nach dem ein vorgeschriebener Test ausgeführt ist, wird die Sonden nadel 12 von der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 getrennt. Danach wird eine Bondleitung (Anschlußleitung) 14 mit der Bondinsel- Elektrodenschicht 6 so verbunden, daß die in Fig. 1 und 2 ge zeigte Halbleitervorrichtung vervollständigt ist.

In einer derartigen Halbleitervorrichtung wird in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt eine starke Kraft auf einen Abschnitt der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 durch die Sondennadel 12 ausge übt, wenn die Sondennadel 12 in Kontakt mit der Bondinsel-Elek trodenschicht 6 gebracht wird. Die Kraft wird auf die Titanni trid-Schicht 10 und die Titan-Schicht 9 übertragen. Die Titan- Schicht 9 und Titannitrid-Schicht 10 besitzen eine besonders hohe mechanische Stärke im Vergleich zu Aluminium, so daß die durch die Sondennadel 12 ausgeübte Kraft in der Titannitrid- Schicht 10 und der Titan-Schicht 9 verteilt wird. Daher wird die Kraft allgemein auf die Verbindungsschicht 3, welche unter halb der Titan-Schicht 9 angeordnet ist, verteilt, wodurch das Reißen der Zwischenschichtisolierschicht 2 bzw. ein Riß in der Zwischenschichtisolierschicht 2 unterhalb der Verbindungs schicht 3 verhindert wird. Als eine Folge wird das Reißen der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 nicht verursacht, und die Halb leitervorrichtung ist mit einer hohen Zuverlässigkeit versehen. Ferner wird in dem in Fig. 7 gezeigten Schritt, sogar wenn eine Kraft durch die Sondennadel 12 in einer Richtung, die durch einen Pfeil 31 angezeigt ist, ausgeübt wird, ein Riß an einem Abschnitt 4a in der Zwischenschichtisolierschicht 4 vermieden, da die Titannitrid-Schicht 10 und die Titan-Schicht 9 auch auf der Zwischenschichtisolierschicht 4 gebildet sind. Als eine Folge wird die Zuverlässigkeit der Halbleitervorrichtung weiter vergrößert.

Ferner sind, da die Titannitrid-Schicht 10 und die Titan- Schicht 9 beide eine starke Anhaftung an Aluminium besitzen, die Bondinsel-Elektrodenschicht 6 und die Verbindungsschicht 3 fest mit der dazwischen angeordneten Titannitrid-Schicht 10 und Titan-Schicht 9 verbunden. Daher wird, wenn die Sondennadel 12 von der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 entfernt wird, das Tren nen der Bondinsel-Elektrodenschicht 6 und der Verbindungs schicht 3 verhindert. Daher wird eine Halbleitervorrichtung mit einer erhöhten Zuverlässigkeit vorgesehen.

Obwohl die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie ben wurde, können verschiedene Modifikationen zu der Ausfüh rungsform hinzugefügt werden: Zum Beispiel sind, obwohl Titan nitrid und Titan als Materialien benutzt werden, die die Zwi schenschicht in der Ausführungsform bilden, die Materialien nicht darauf beschränkt, und ein Metall mit einem hohen Schmelzpunkt, wie beispielsweise Molybdän (Mo), Wolfram (W), Titansilizid (TiSi), Molybdänsilizid (MoSi), Wolframsilizid (WSi), Molybdännitrid (MoN) oder Wolframnitrid (WN) kann ver wendet werden.

Ferner ist, obwohl die Zwischenschicht zwei Schichten in der vorliegenden Ausführungsform aufweist, diese nicht darauf be schränkt und kann nur eine Schicht oder drei oder mehr Schich ten aufweisen. Zudem können, obwohl die Verbindungsschicht und die Bondinsel-Elektrodenschicht Aluminium in der vorliegenden Ausführungsform aufweisen, die Schichten eine Aluminiumlegie rung aufweisen, und ein beliebiges Material kann benutzt wer den, solange ihre Anhaftung an die Zwischenschicht stark ist.

Claims

1. Halbleitervorrichtung mit
einer Verbindungsschicht (3), die auf einem Siliziumsubstrat (1) gebildet ist,
einer Zwischenschicht (9, 10), die in Kontakt mit der Verbin dungsschicht (3) gebildet ist und mindestens ein Material auf weist, das aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolfram, Ti tansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Mo lybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist, und
einer Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6), die in Kontakt mit der Zwischenschicht (9, 10) ist.

2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, mit einer ersten Iso lierschicht (4), welche ein erstes Loch (5) aufweist, das er möglicht, daß ein Teil einer Oberfläche der Verbindungsschicht (3) freigelegt ist, und so gebildet ist, daß die Verbindungs schicht (3) bedeckt ist, wobei die Anschlußfleck-Elektroden schicht (6) in dem ersten Loch (5) so gebildet ist, daß sie mit der Oberfläche der Verbindungsschicht (3) verbunden ist, wobei die Zwischenschicht (9, 10) dazwischen angeordnet ist.

3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der ein Durchmesser des ersten Lochs (5) mindestens 50 µm und höchstens 120 µm beträgt, und eine Tiefe des ersten Lochs (5) höchstens 1 µm beträgt.

4. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einer zweiten Isolierschicht (7), welche die Anschlußfleck- Elektrodenschicht (6) bedeckt und mit einem zweiten Loch (11) versehen ist, das zu der Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6) führt.

5. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6) und die Zwischen schicht (9, 10) miteinander direkt unterhalb des zweiten Lochs (11) in Kontakt stehen, und die Zwischenschicht (9, 10) und die Verbindungsschicht (3) miteinander in Kontakt stehen.

6. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Zwischenschicht (9, 10) eine erste Zwischenschicht (9), welche in Kontakt mit der Verbindungsschicht (3) steht, und eine zweite Zwischenschicht (10) aufweist, welche in Kontakt mit der Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6) steht, und eine Zusammensetzung besitzt, die von derjenigen der ersten Zwischenschicht (9) verschieden ist.

7. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Zwischenschicht (9) Ti aufweist und die zweite Zwi schenschicht (10) TiN aufweist.

8. Halbleitervorrichtung mit
einer Verbindungsschicht (3), die ein leitendes Material auf weist, das auf einem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist,
einer Zwischenschicht (9, 10), welche in Kontakt mit der Ver bindungsschicht (3) gebildet ist und mindestens ein Material aufweist, das aus einer Gruppe von Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Mo lybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist, und
einer Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6), welche in Kontakt mit der Zwischenschicht (9, 10) gebildet ist und dasselbe lei tende Material aufweist wie dasjenige der Verbindungsschicht (3).

9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, bei der das leitende Material Al aufweist.

10. Halbleitervorrichtung mit
einer Verbindungsschicht (3), die auf einem Halbleitersubstrat (1) gebildet ist,
einer ersten Isolierschicht (4), welche ein erstes Loch (5) aufweist, das eine Seitenwand besitzt und ermöglicht, daß ein Teil einer Oberfläche der Verbindungsschicht (3) freigelegt ist, und so gebildet ist, daß die Verbindungsschicht (3) be deckt ist,
einer Zwischenschicht (9, 10), die eine Oberfläche der ersten Isolierschicht (4), die Seitenwand des ersten Lochs (5) und den freigelegten Teil der Oberfläche der Verbindungsschicht (3) be deckt und mindestens ein Material aufweist, das aus einer Grup pe von Titan, Molybdän, Wolfram, Titansilizid, Molybdänsilizid, Wolframsilizid, Titannitrid, Molybdännitrid und Wolframnitrid ausgewählt ist,
einer leitenden Seitenwandschicht (8), welche auf der Seiten wand des ersten Lochs mit der dazwischen angeordneten Zwischen schicht (9, 10) gebildet ist, und
einer Anschlußfleck-Elektrodenschicht (6), welche in dem ersten Loch (5) so gebildet ist, daß sie mit der Oberfläche der Ver bindungsschicht (3) mit der dazwischen angeordneten Zwischen schicht (9, 10) verbunden ist.

11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der die Verbindungsschicht (3) und die Anschlußfleck-Elek trodenschicht (6) Al aufweisen.