JPH01295445A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH01295445A JPH01295445A JP63124912A JP12491288A JPH01295445A JP H01295445 A JPH01295445 A JP H01295445A JP 63124912 A JP63124912 A JP 63124912A JP 12491288 A JP12491288 A JP 12491288A JP H01295445 A JPH01295445 A JP H01295445A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- barrier metal
- substrate
- ccd
- pda
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W72/00—Interconnections or connectors in packages
- H10W72/01—Manufacture or treatment
- H10W72/012—Manufacture or treatment of bump connectors, dummy bumps or thermal bumps
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
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〕
(産業上の利用分野)
本発明は、基板上に形成した多数の赤外線検知素子と、
前記基板とは別の基板」二に形成した信号処理素子とを
結合した赤外線撮像装置における接続部のバンプ電極の
形成方法に関する。
前記基板とは別の基板」二に形成した信号処理素子とを
結合した赤外線撮像装置における接続部のバンプ電極の
形成方法に関する。
(従来の技術)
赤外線撮像素子には数種類のものが提案されているが、
ここでは赤外線を赤外線検知素子としてフォトダイオー
ド・アレイ(以下PDAと略す)で受光し、その光電変
換機能により生じた電気信号を電荷転送素子(以下CO
Dと略す)で処理する赤外線電荷転送素子(以下IR−
CODと略す)を用いて説明する。
ここでは赤外線を赤外線検知素子としてフォトダイオー
ド・アレイ(以下PDAと略す)で受光し、その光電変
換機能により生じた電気信号を電荷転送素子(以下CO
Dと略す)で処理する赤外線電荷転送素子(以下IR−
CODと略す)を用いて説明する。
IR−CODでは、赤外線センサーとして良好な半導体
材料である、たとえばInSb (インジウムアンチモ
ン)やHgCdTe (水銀カドミウムテルル)などの
基板に、フォトダイオードを格子状に形成したものを受
光部とし、この受光部で発生する電子を、各セルごとに
COD素子に転送して画像を得る。この方法はPDA、
及びCODの特性を各々最適化出来るので、最も一般的
に用いられる方法である。
材料である、たとえばInSb (インジウムアンチモ
ン)やHgCdTe (水銀カドミウムテルル)などの
基板に、フォトダイオードを格子状に形成したものを受
光部とし、この受光部で発生する電子を、各セルごとに
COD素子に転送して画像を得る。この方法はPDA、
及びCODの特性を各々最適化出来るので、最も一般的
に用いられる方法である。
これらPDAとCODとの接続は、フォトダイオードの
数が多いこと、及びその配置からみて、ワイヤボンディ
ング法では困難である。そこで、検知素子およびCCD
の双方、あるいは一方に金属突起(バンプ)電極を設け
、検知素子とCCDとを対向させバンプ電極を利用して
接続させる方法が採られる。
数が多いこと、及びその配置からみて、ワイヤボンディ
ング法では困難である。そこで、検知素子およびCCD
の双方、あるいは一方に金属突起(バンプ)電極を設け
、検知素子とCCDとを対向させバンプ電極を利用して
接続させる方法が採られる。
IR−CCDは冷却して用いられるので、PDAの構成
物質とCCDの構成物質であるSiとの膨張率が異なる
ために歪みを生じる。その歪みを吸収するために、バン
プ電極金属としては、軟らかいIn (インジウム)が
接続部の金属の一つとして用いられる。これは、Inが
塑性変形することにより、歪みを吸収させるものである
。
物質とCCDの構成物質であるSiとの膨張率が異なる
ために歪みを生じる。その歪みを吸収するために、バン
プ電極金属としては、軟らかいIn (インジウム)が
接続部の金属の一つとして用いられる。これは、Inが
塑性変形することにより、歪みを吸収させるものである
。
バンプ電極を利用してPDAとCCDとを接続させる方
法には各種提案されている0例えば特許公開公報、昭6
1−210656号公報において、第3図、及び第4図
に示されている。第3図は、バンプ電極を形成したCC
D基板100であり、第4図は、筆者らが提案した。バ
ンプ電極の高さの均一化工程の一例である。
法には各種提案されている0例えば特許公開公報、昭6
1−210656号公報において、第3図、及び第4図
に示されている。第3図は、バンプ電極を形成したCC
D基板100であり、第4図は、筆者らが提案した。バ
ンプ電極の高さの均一化工程の一例である。
即ち、第3図において、101はCODが形成されたS
L基板、102はCCDの入力部、103は絶縁膜、1
04はAQ電極、105はバリヤメタルのTi膜、10
6はメッキのときの電極として用いたCu膜、107は
メッキで形成したCu層、108は同じくメッキで形成
したIn層である。この5L−CODlooと平坦基板
、たとえばSi基板109とを第4図に示すように、圧
接・加熱してInを溶融させた後、Si基板109を分
離することにより、メッキにおいてばらつきのあった複
数のバンプ電極表面の高さを均一にした後、 PDA
と圧接して接続させていた。第4図における108a。
L基板、102はCCDの入力部、103は絶縁膜、1
04はAQ電極、105はバリヤメタルのTi膜、10
6はメッキのときの電極として用いたCu膜、107は
メッキで形成したCu層、108は同じくメッキで形成
したIn層である。この5L−CODlooと平坦基板
、たとえばSi基板109とを第4図に示すように、圧
接・加熱してInを溶融させた後、Si基板109を分
離することにより、メッキにおいてばらつきのあった複
数のバンプ電極表面の高さを均一にした後、 PDA
と圧接して接続させていた。第4図における108a。
108bは上記溶融後に分離したIn層を夫々示す。
(発明が解決しようとする課題)
叙上の従来の方法によるIR−CCDの製造には、以下
に述べる二つの課題がある。
に述べる二つの課題がある。
(i)Inを溶融させたときに、InとCuとが反応し
て金属間化合物を生成し、Inが かなり消費されてしまうことである。Inが少なくなる
と、先に述べたように、冷却したときに生じる歪みをI
nの塑性変形だけでは吸収出来なくなってInが切断し
てしまい、その結果としてPDAとCODとが剥離する
こともある。
て金属間化合物を生成し、Inが かなり消費されてしまうことである。Inが少なくなる
と、先に述べたように、冷却したときに生じる歪みをI
nの塑性変形だけでは吸収出来なくなってInが切断し
てしまい、その結果としてPDAとCODとが剥離する
こともある。
(ii) 第4図に示すように、Inを溶融させたと
きにInがCODの表面に垂れてしまう ことがあった。その部分ではCODとPDAとが接続さ
れず、また、ときにはその部分で電気的にショートして
しまうこともあった。
きにInがCODの表面に垂れてしまう ことがあった。その部分ではCODとPDAとが接続さ
れず、また、ときにはその部分で電気的にショートして
しまうこともあった。
この発明は上記従来の方法における課題を解決するため
になされたもので、バンプ電極を有する半導体装置の改
良された製造方法を提供するものである。
になされたもので、バンプ電極を有する半導体装置の改
良された製造方法を提供するものである。
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために1本発明では、基板上にバン
プ電極を形成するときに、Cu層とIn層の合金反応を
防止するために、Cu層とInJllの間にバリヤメタ
ル層を挿入し、またIn層がCCDの表面に垂れるのを
防ぐために、Cu層及びバリヤメタル層をメッキで形成
したときの形を「きのこ」形に形成する。すなわち、半
導体基板上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に
フォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジス
ト膜に対し電極形成予定域に開口部を形成する工程と、
前記開口部に露出した前記金属膜上に選択メッキ法によ
りCu層、バリヤメタル層、およびIn層を順次積層さ
せ形成するとともにこのCu層とバリヤメタル層とで形
成される積層金属層の上部を前記フォトレジスト膜上に
一部延在させて「きのこ」形になるバンプ電極を形成す
る工程を含むものである。
プ電極を形成するときに、Cu層とIn層の合金反応を
防止するために、Cu層とInJllの間にバリヤメタ
ル層を挿入し、またIn層がCCDの表面に垂れるのを
防ぐために、Cu層及びバリヤメタル層をメッキで形成
したときの形を「きのこ」形に形成する。すなわち、半
導体基板上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜上に
フォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジス
ト膜に対し電極形成予定域に開口部を形成する工程と、
前記開口部に露出した前記金属膜上に選択メッキ法によ
りCu層、バリヤメタル層、およびIn層を順次積層さ
せ形成するとともにこのCu層とバリヤメタル層とで形
成される積層金属層の上部を前記フォトレジスト膜上に
一部延在させて「きのこ」形になるバンプ電極を形成す
る工程を含むものである。
(作 用)
この発明は、複数個形成されたバンプ電極表面を平坦基
板で圧接・加熱して溶融させた後、この平坦基板を分離
して複数のバンプ電極表面の高さを均一にするときに、
InとCuとの反応を防止してIn層が消費されるのを
防ぎ、またIn層がCCDの表面に垂れることを防ぐこ
とができる。すなわち、本発明により形成したバンプ電
極は、Cu層とIn層との間にバリヤメタル層が挿入さ
れているために。
板で圧接・加熱して溶融させた後、この平坦基板を分離
して複数のバンプ電極表面の高さを均一にするときに、
InとCuとの反応を防止してIn層が消費されるのを
防ぎ、またIn層がCCDの表面に垂れることを防ぐこ
とができる。すなわち、本発明により形成したバンプ電
極は、Cu層とIn層との間にバリヤメタル層が挿入さ
れているために。
In層を溶融したときにIn層がCu層と合金反応を起
こさない。そのために、In層が十分残ることになり、
CCDとPDAとを圧接した後、冷却したときに。
こさない。そのために、In層が十分残ることになり、
CCDとPDAとを圧接した後、冷却したときに。
PDAとCODとが剥離することがほとんどなくなって
信頼性が増す。また、同じ<In層を溶融したときにI
n層が垂れることがなくなるので、PDAとの圧接が確
実に行われ、また電気的にショートすることがなくなり
、歩留りが向上する。
信頼性が増す。また、同じ<In層を溶融したときにI
n層が垂れることがなくなるので、PDAとの圧接が確
実に行われ、また電気的にショートすることがなくなり
、歩留りが向上する。
(実施例)
以下、本発明の一つの実施例を図面を参照して説明する
。
。
第1図(a)はバンプを形成する前の5i−CCDの要
部断面で、Si基板101の表面には信号入力コンタク
ト部102が80μsピツチで64 X 64個形成さ
れ、表面上には、例えば5i02等の絶縁層103と、
AQ電極104が形成されている。次に、この表面にT
i膜105゜次いでCu膜106を蒸着法によって形成
する。Ti膜105はバリヤメタルであり、Cu膜10
6はメッキ用の電極膜である。次いで、フォトレジスト
膜10を全面に形成し、次に、バンプ電極を形成する部
分に、2Ja++X20μsの開口部10aを設ける(
第1図(b))。
部断面で、Si基板101の表面には信号入力コンタク
ト部102が80μsピツチで64 X 64個形成さ
れ、表面上には、例えば5i02等の絶縁層103と、
AQ電極104が形成されている。次に、この表面にT
i膜105゜次いでCu膜106を蒸着法によって形成
する。Ti膜105はバリヤメタルであり、Cu膜10
6はメッキ用の電極膜である。次いで、フォトレジスト
膜10を全面に形成し、次に、バンプ電極を形成する部
分に、2Ja++X20μsの開口部10aを設ける(
第1図(b))。
次に、この開口部10aに、まずCu層11を選択メッ
キ法で形成する。このCu層11は、例えば基板を硫酸
銅浴のCuメッキ液中に浸し、室温にて下地金属膜の前
記膜106を電極とし、所定電流にて十数分間分メッキ
を行なって形成する。これにより、フォトレジスト膜上
に一部延在した十数μmの厚さの「きのこ」形をしたC
u層11が形成される。なお、従来は次いでIn層をメ
ッキにて形成していたが。
キ法で形成する。このCu層11は、例えば基板を硫酸
銅浴のCuメッキ液中に浸し、室温にて下地金属膜の前
記膜106を電極とし、所定電流にて十数分間分メッキ
を行なって形成する。これにより、フォトレジスト膜上
に一部延在した十数μmの厚さの「きのこ」形をしたC
u層11が形成される。なお、従来は次いでIn層をメ
ッキにて形成していたが。
本発明ではその前にバリヤメタル層12をメッキする。
バリヤメタルとしては、たとえばNiが推奨される。ま
た、ここで本発明のもう一つの特徴として、CuとNu
のメッキのあとの形を、「きのこ」形にする(第1図(
c)) 、 Cuを「きのこ」形にして。
た、ここで本発明のもう一つの特徴として、CuとNu
のメッキのあとの形を、「きのこ」形にする(第1図(
c)) 、 Cuを「きのこ」形にして。
そこにNiをメッキしても良いし、あるいは、柱状にメ
ッキしたCuのうえにNiをメッキして「きのこj形に
しても良い。どちらの方法でも同じ効果が得られる。こ
こでは先の方法で説明した。Ni層12は、たとえばワ
ット浴にて、所定の温度、所定の電流にて約十分メッキ
を行って形成する。厚さは、数ミクロンである。 N1
Jlをメッキしたのち、引続きIn層13をメッキする
。このIn層13は、基板をホウフッカ(硼弗化)浴に
浸し、所定の電流値にて数十分メッキを行うことにより
、杓子−の厚のIn層13を形成する。次にフォトレジ
スト膜10を除去し。
ッキしたCuのうえにNiをメッキして「きのこj形に
しても良い。どちらの方法でも同じ効果が得られる。こ
こでは先の方法で説明した。Ni層12は、たとえばワ
ット浴にて、所定の温度、所定の電流にて約十分メッキ
を行って形成する。厚さは、数ミクロンである。 N1
Jlをメッキしたのち、引続きIn層13をメッキする
。このIn層13は、基板をホウフッカ(硼弗化)浴に
浸し、所定の電流値にて数十分メッキを行うことにより
、杓子−の厚のIn層13を形成する。次にフォトレジ
スト膜10を除去し。
続いてバンプ電極部以外のCu膜106、及びTi1i
105をエツチングで除去して本発明にかかるCCD基
板1のバンプ電極が完成する(第1図(d))。
105をエツチングで除去して本発明にかかるCCD基
板1のバンプ電極が完成する(第1図(d))。
以上述べたような製造方法によれば、In層とCu層と
の間にバリヤメタルとしてNi層が挿入されているので
、第2図に示すように、今までと同じくバンプ電極を形
成したCCD基板里と、 CCD基板上に対向してSi
基板109とを、所定の圧力で圧接し、加熱してIn層
108を溶融させた後、CCD基板よとSi基板109
を分離するプロセスでInとCuとが反応しない。この
ため、CCDとPDAとのバンプ結合に寄与するInの
量が多くなるので、信頼性が高くなる。
の間にバリヤメタルとしてNi層が挿入されているので
、第2図に示すように、今までと同じくバンプ電極を形
成したCCD基板里と、 CCD基板上に対向してSi
基板109とを、所定の圧力で圧接し、加熱してIn層
108を溶融させた後、CCD基板よとSi基板109
を分離するプロセスでInとCuとが反応しない。この
ため、CCDとPDAとのバンプ結合に寄与するInの
量が多くなるので、信頼性が高くなる。
またNiをメッキした後の形状が、「きのこj形になっ
ているので、In層108が溶融したときにCCD表面
に垂れることがほとんどなくなり歩留りも向上する。ま
た、このプロセスで先に提案した方法の特徴であるバン
プ電極の高さの均一化も問題なく同時に達成出来る。こ
の様にしてInの量が十分残っており、またバンプ電極
の高さを均一にしたCCD基板とPDAとを、対応する
端子電極を突合わせ 4て一体化することにより多数の
端子電極の接続が確実に行われ、信頼性のあるIR−C
CDを歩留り良く得ることが出来る。
ているので、In層108が溶融したときにCCD表面
に垂れることがほとんどなくなり歩留りも向上する。ま
た、このプロセスで先に提案した方法の特徴であるバン
プ電極の高さの均一化も問題なく同時に達成出来る。こ
の様にしてInの量が十分残っており、またバンプ電極
の高さを均一にしたCCD基板とPDAとを、対応する
端子電極を突合わせ 4て一体化することにより多数の
端子電極の接続が確実に行われ、信頼性のあるIR−C
CDを歩留り良く得ることが出来る。
本発明は上記実施例に限られるものでなく、その趣旨を
逸脱しない範囲で種々変形実施することが出来る5例え
ば上記説明では、バリヤメタルとしてNi層を用いて説
明したが、Niの他の金属、例えばpt層、Zn層等を
用いても同様の効果を得ることが出来る。
逸脱しない範囲で種々変形実施することが出来る5例え
ば上記説明では、バリヤメタルとしてNi層を用いて説
明したが、Niの他の金属、例えばpt層、Zn層等を
用いても同様の効果を得ることが出来る。
以上述べたように本発明によれば、基板上にバンプ電極
を形成するときに、 In層とCu層との間にバリヤメ
タル層を形成するので、CCDとPDAとを圧接した後
、冷却したときPDAとCCDとが剥離することがほと
んどなくなり信頼性が増す。
を形成するときに、 In層とCu層との間にバリヤメ
タル層を形成するので、CCDとPDAとを圧接した後
、冷却したときPDAとCCDとが剥離することがほと
んどなくなり信頼性が増す。
また、Cu層とバリヤメタル層をメッキした後の形状が
「きのこ」形になっているので、In層が溶融したとき
にCCD面に垂れることがほとんどなくなり、歩留りも
向上する。
「きのこ」形になっているので、In層が溶融したとき
にCCD面に垂れることがほとんどなくなり、歩留りも
向上する。
第1図(a)〜(d)はこの発明にかかる半導体装置の
製造方法を工程順に示すいずれも断面図、第2図はこの
発明にかかるバンプ電極高さの均一化工程を説明するた
めの断面図、第3図は従来の半導体装置の製造方法を説
明するための断面図、第4図は従来のバンプ電極高さの
均一化工程を説明するための断面図である。 1 ・CCD基板 10・・・フォトレジスト
膜10a・・・(フォトレジスト膜の)開口部11・・
・Cu層 12・・・バリヤメタル層13・
・・In層 101・・・Si基板104・
・・AQ電極(金属膜) 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 弓や
製造方法を工程順に示すいずれも断面図、第2図はこの
発明にかかるバンプ電極高さの均一化工程を説明するた
めの断面図、第3図は従来の半導体装置の製造方法を説
明するための断面図、第4図は従来のバンプ電極高さの
均一化工程を説明するための断面図である。 1 ・CCD基板 10・・・フォトレジスト
膜10a・・・(フォトレジスト膜の)開口部11・・
・Cu層 12・・・バリヤメタル層13・
・・In層 101・・・Si基板104・
・・AQ電極(金属膜) 代理人 弁理士 大 胡 典 夫 弓や
Claims (1)
- 半導体基板上に金属膜を形成する工程と、前記金属膜
上にフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレ
ジスト膜に対し電極形成予定域に開口部を形成する工程
と、前記開口部に露出した前記金属膜上に選択メッキ法
によりCu層、バリヤメタル層、およびIn層を順次積
層させ形成するとともにこのCu層とバリヤメタル層と
で形成される積層金属層の上部を前記フォトレジスト膜
上に一部延在させて「きのこ」形になるバンプ電極を形
成する工程を含む半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124912A JPH01295445A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63124912A JPH01295445A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01295445A true JPH01295445A (ja) | 1989-11-29 |
Family
ID=14897192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63124912A Pending JPH01295445A (ja) | 1988-05-24 | 1988-05-24 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01295445A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234841A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Kyocera Corp | 配線基板、実装部品、電子装置、配線基板の製造方法および電子装置の製造方法 |
| JP2022521969A (ja) * | 2019-02-28 | 2022-04-13 | ディテクション テクノロジー オイ | 放射線センサ素子及び方法 |
-
1988
- 1988-05-24 JP JP63124912A patent/JPH01295445A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007234841A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Kyocera Corp | 配線基板、実装部品、電子装置、配線基板の製造方法および電子装置の製造方法 |
| JP2022521969A (ja) * | 2019-02-28 | 2022-04-13 | ディテクション テクノロジー オイ | 放射線センサ素子及び方法 |
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