JPS61500577A - 半導体パツド領域保護構造 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 半導体バンド領域保護構造 発明の背景 本発明は、半導体装置の構造に関するものでろり、更に詳しくいえば腐食性環境 による腐食からパッド領域を保護する構造に関するものてわる。

半導体基板を形成するために用いられる高温の腐食性エンチング剤は、一般に用 −られてりるパッド物質を腐食し、たとえばバンド構造を引き離すことがらる。

本発明は、アクセスバンド内の下側の物質のこの腐食を阻止するもので、それに より装置の完全性と信頼度が大幅に向上することになる。本発明はパッド領域を 腐食性エンチング剤から保護するためにとくに使用できるが、本発明は他の腐食 性環境からの保護も行う。たとえば、腐食性ガスの環境中において使用てれる場 合には、本発明によりバンド領域の損傷が阻止される。

発明の概要 本発明は、バンド領域を有する金属化パターンを備える半導体装置の構造でゎる 。この構造により腐食性環境からバンド領域が保護てれる。この構造は第１の異 面を有する半導体ボデーを備え、その第１の表面の少くとも一部を覆う第１の誘 電体層が設けられる。パッド領域を有する金属化パターンが第１のａｔ体層の一 部を覆う。アクセスパッド構造が、バンド領域を覆ってアクセスパッドを構成し 、腐食性環境による腐食からバンド領域を保護する。アクセスバンド構造は、腐 食性環境による腐食を受けない導電材料を備える。

図面の簡単な説明 第１図および第２因は本発明のそれぞれ！４なる実施例を示す。

好適な実施例の１［＋！明 図面は、第１の表面１２を有する半纏体ボデー１０を示す。第１の異面１２の少 くとも一部は誘電体層１４により覆われる。半導体ボデー１０はシリコンで構成 でき石。誘°亀体層１４は、二酸化７リコンまたは窒化シリコンで構成できる。

バンド領域１Ｂを有する曲シ〈ねりたパターンのような金属化）（ターフ１６が 、第１の誘電体層１４を覆う（図の横断面には示していないが、金属化パターン １６とバンド領域１８は典凰的には接続される）６金属化パターン１６とバンド 領域１８は、パーマロイすなわち二ンケル８０チと鉄２０％で通常構成てれたニ ッケルー鉄合金で構成できる。パーマロイのような材料は、半導体ボデー１８内 に構造を形成するために使用できる高温の腐食性エツチング剤によシ腐食てれや すい。

たとえば、ピアス（ｖｉａｓ）　２４と金属化パターンをアンダーカントするた めに、エツチング剤はピアスを通じて付着できる。そのピアス２４ｉ！金属化パ ターン１６の両側で第１の界面１２に切り込まれている。

その方法により金属化パターン１６の下側にくぼみ２６が形成てれるから、金属 化パターンはくぼみ２６の上で宙に浮いている（第２因参照）。

アクセスバンド構造２０は、バンド領域１８を覆ってアクセスバンドを構成する とともに、腐食性エンチング剤またはその他の腐食性環境による腐食からバンド 領域１Ｂを保護する。アクセスパッド構造２０岐１．腐食性エンチング剤により 腐食てれなり導電材料で構成でれる。従来のアクセスバンド２０は腐食性エンチ ング剤により腐食されやすく、したがってアクセスバンド２０とバンド領域１８ の少くとも一方が引きはが嘔れたシ、七の他のｆ化をひき起していた。

第１図に示す実施列においては、アクセスバンド構造２０は第２の誘電体層２２ を有する。この第２の誘電体層は、金属化パターンおよびバンド領域１８の一部 を覆う腐食性エンチング剤により腐食されることはない。バンド領域１８の残り と、第２の誘電体ｉ２２の少くとも一部とは、腐食性エンチング剤により腐食て れない４ｔｔ材料により棟われる◇更に詳しくいえば、図に示すように、バンド 領域１８は、第１の表面２８と第２の異面３０とを有する。第１の異面２８は第 １の誘電°体層１４の一部を覆い、第２の異面３０は第１の界面２８にほぼ平行 に向き合ってりる。バンド領域１８社周縁＠３２を有する。第２の異面３０は周 縁部３２にほぼ隣接する外側部分３４を有する。第２の表面３０は外側部分３４ の内部に内側部分３６も有する。

また図に示すように、腐食性エツチング剤により腐食でれない第２の誘電体層２ ２は、金属化ノ（ターフ１６ばかりでなく、周縁部３２と、）くンド領域１８の 第２の表面の外側部分３４も覆う。第１区において、アクセスバンド２０は導電 性構造４０を有する。

この導電性構造４０は腐食性エンチング剤により腐食てれず、その導電性構造４ ０の＠１の界面３８はバンド領域１８の第２の異面３０の内側部分３６と第２の 誘電体層２２の一部を覆う。導電性構造４０の第２の表面４２は、第１の異面３ ８にほぼ向き合う。導電性構造４０はクロム層４０を備えることができ、刀・つ 導電性構造４０の第２の表面４２の少くとも一部を覆り金の層４４を希望により 含むことがらるいは第２因に示すように、アクセスバンド構造２０はクロムの第 １の層４６を含むことができる０この＠１の屓４６は周縁部４８と、第１の六面 ５０と、第２の表面５２とを有し、第１の表面５０の少くとも一部は領域１８の 少くとも一部を覆う。第２の表面５２は周縁部４８にほぼ隣接する外側部分５４ を有する。第２の表面５２は外側部分５４の内部に内側部分５６を有する。

Ｎ２図のアクセスバンド構造２０は腐食性環境に対して強い第２の誘電体層２２ を有する。この第２の誘電体層２２は、金属化パターン１６と、周縁部４８と、 第１のクロム層４６の第２の表面５２の外側部分５４とを覆う。第２図のアクセ スバンド構造２０は腐食性環境により腐食てれない導電性構造も有する。この４ を柱構造は、第２のクロム層４６の第２の表面５２の内側部分５６と、第２の誘 電体層２２の一部とを覆う。

第２図に示す実施例においては、腐食性環境によシ腐食されず、内側部分５６と 、１ｇ２の誘電体層２２の一部とを覆う４を柱構造２０Ｆｉ、第１の表面６０と 第２の表面６２とを有する第２のクロム層５８を、有することができる。第１の 表面６０は、第１のクロム層４６の第２の表面５２の内側部分５６と、第２の誘 電体層２２の少くとも一部と金覆うことができる。第２のクロム層５８の第２の 表面６２は、第２のクロム層５８の第１の表面６０にほぼ向き合う。

第２図に示す構造においては、第２のクロム層５８の第２の表面６２の少くとも 一部を、希望により設けることができる金の層４４が覆っている様子が示されて いる。

先に説明したように、バンド領域１Ｂはパーマロイで構成できる。実際に、本発 明の必要を生じでせたのは、パーマロイ金属化パターン１Ｇ（および、金属化パ ターン１６と同時に付着てれ、図示のような形態にエンチング剤てれた関連する バンドｑＡ域１Ｂ）の存在でｂりだ。すなわち、パーマロイ素子は、検出その他 の用途にとくに良く適合するが、腐食性環境により容易に腐食される。本発明の 開発２１程において、アクセスバンドの構成に使用するのにクロムと金とが、と くに適当でるることが見出された。その理由は、それらの材料が腐食性環境（二 対して共に極めて強いからで６る。また、他の種類の誘電体物質と異って、窒化 シリコンが、水酸化カリウム（ＫＯＨ）のような高温の腐食性エンチング剤２よ びその他の腐食性環境に対して、とくに強いことも見出されている。

本発明の構造は、標準的な処理技術を用いて製造できる。それらの技術の例を以 下に説明する。以下、および本願の他の部分に示すそれらの方法と材料および寸 法は、例示のためだけのもので、本発明を限定するものと解してはならない。

７リコンのような半導体ボデーすなわち半導体基板１０で始めて、窒化７リコ／ 層が標準的な技術を用いて、第１の表面１２の上にスパツクにより付着てれる。

それから、窒化７リコン層１２の上に、８００〜１２００　オングストロームの 厚テのパーマロイ層が、スパツクによシ付着でれる。パーマロイ層は最終的には 金属化パターン１Ｇとバンド領域１８を形成する。

第２図に示す実施例では、はぼ２０００オングストロームの厚ざのクロム層４６ が、次にスパツクにょシ付着される。標準的なフォトリソグラフ技術を用いて、 クロム層とパーマロイ層とが、第２図に示てれている形態のような適切な形態に てれる。図示のように、クロム層４６はアクセスバンド１Ｂの一部だけを覆う。

クロム層４６は、パーマロイの経路（図示せず）すなわち曲シくねりたパターン １６を、覆わないのが普通である。

それから、窒化シリコンの被覆層がスパツク付着括れ、第１のクロム層４６の第 ２の表面５２の内側部分５６にビア（ｖｉａ）を切シとるよう＆Ｃ，２化シリコ ン層２２をプラズマエンチングするために標準的なフォトリソグラフ技術が用い られろうそれから第２のクロム７ｉ！５　Ｂがスパツク付着てれ、金の１４４が 使用される場合には、その金のＪ−もスパンタ付着嘔れる。、標準的なフォトリ ングラフィを用いて、希１の金のＮ１４４とクロム層５８が次に構成でれる。

第１図１ｃ示す実施例かたた１つのクロム層４０を使用しているのに、第２図に 示す実施例が２つのクロム層４６　、５８を使用している点が、第１図と第２因 に示す実施例の相異点でるる。いずれの実施例も満足できるつとアが第２の誘電 体層２２を通じてエツチングぐれた時に、第２図の実施例における第１のクロム 層４６が、ビアをエンチングするために使用てれるエンチング剤による腐食から パーマロイバンド１８を保護するから、第２回に示す実施例は下側の層をより効 果的に保損する（非常に注意しなければパーマロイバンド１８はエンチング剤に より腐食されることがろる）。しかし、第１図の構造も第２図の構造も、腐食性 環境による腐食からバンド領域１８１＆：、保痕する構造の例でるる。

第２図に示すような構造をシリコンで形成するために、ピアス２４が誘電体層２ ２と１４を通じて半導体ポデー１００＠１の表面１２までエンチング嘔れる。高 温の腐食性エンチング剤（典型的には９０℃のＫＯＨを１時間ンを用いて、囲ま れている金属化パターン１６の下側のくぼみを異方性的：Ｃエツチングで牲るっ シリコンはある結晶面に沿って選択的にエツチングして、囲まれた金属化パター ンのプリンクすなわち片持ちばｐを形成する。そのようなプリンクでれた構造す なわち片持ち支持でれた構造は、半導体ボデー１０から金属化パターン１６をほ ぼ分離し、かり非常に薄いから非常に高速の応答時間を有する高感度の熱トラン スデユー−１７または送信器を形成する。

前記のように、高温の腐食性エンチング剤に対して強いアクセスバンドを構成す ることに加えて、本発明のアクセスバンドは他の腐食性環境からの保護にもなる 。たとえば、腐食性ガスの流れを検出するために第２図に示すような七ンブが用 いられるとすると、因に示すようなアクセスバンド構造は、そのようなガスによ る劣化にも抗するのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 排他的な所有権すなわち排他的な権利が定められる本発明の実施例は下記の通り である。 １．パッド領域を有する金属化パターンを備え、腐食性環境による腐食からパッ ド領域を保護する半導体装置構造において、 第１の表面を有する半導体ボデーと、 第１の表面の少くとも一部を覆う第１の誘電体層と、 第１の誘電体層の一部を覆うパッド領域を有する金属化パターンと、 腐食性環境の影響を受けない導電材料を備え、アクセスパッドを設けて、パッド 領域を腐食性環境による腐食から保護するためにパッド領域を覆うアクセスパッ ド手段と を備える半導体装置構造。 ２．請求の範囲第１項記載の装置であつて、パッド領域はパーマロイで構成され る装置。 ３．請求の範囲第１項記載の装置であつて、アクセスパッド手段は、金属化パタ ーンとパッド領域の一部を覆い、かつ腐食性環境による影響を受けない第２の誘 電体層を備え、パッド領域の残りと、第２の誘電体層の少くとも一部は、腐食性 環境の影響を受けない導電材料により覆われる装置。 ４．請求の範囲第３項記載の装置であつて、パッド領域はパーマロイで構成され る装置。 ５．請求の範囲第４項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成され 、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ６．請求の範囲第３項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成され 、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ７．請求の範囲第１項記載の装置であつて、アクセスパッド手段は、 周縁部に第１の表面および第２の表面を有する第１のクロム層と、 金属化パターンと、周縁部と、第１のクロム層の第２の表面の外側部分とを覆い 、腐食性環境の影響を受けない第２の誘電体層と、 第１のクロム層の第２の表面の内側部分と、第２の誘電体層の一部とを覆い、腐 食性環境の影響を受けない導電性手段と を備え、前記第１の表面の少くとも一部はパッド領域の少くとも一部を覆い、第 ２の表面は層の周縁部にほぼ隣接する外側部分を有する装置。 ８．請求の範囲第７項記載の装置であつて、パッド領域はパーマロイで構成され る装置。 ９．請求の範囲第８項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成され 、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 １０．請求の範囲第７項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成さ れ、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 １１．請求の範囲第７項記載の装置であつて、導電性手段は第１の表面と第２の 表面を有する第２のクロム層を備え、第１の表面は第１のクロム層の第２の表面 と、第２の誘電体層の少くとも一部を覆い、第２のクロム層の第２の表面は第２ のクロム層の第１の表面にほぼ向き合う装置。 １２．請求の範囲第１１項記載の装置であつて、パッド領域はパーマロイで構成 される装置。 １３．請求の範囲第１２項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 １４．請求の範囲第１１項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 １５．請求の範囲第１１項記載の装置であつて、導電性手段は第２のクロム層の 第２の表面の少くとも一部を覆う金の層を備える装置。 １６．請求の範囲第１項記載の装置であつて、パッド領域は第１の表面と第２の 表面を備え、第１の表面は第１の誘電体層の一部を覆い、第２の表面は第２の表 面にほぼ平行に向き合い、パッド領域は周縁部を有し、第２の表面は周縁部にほ ぼ隣接する外側部分を有し、第２の表面は外側部分の内部に内側部分も有し、 アクセスパッド手段は、 周縁部を含む金属化パターンと、パッド領域の第２の表面の外側部分とを覆い、 腐食性環境の影響を受けない第２の誘電体層と、 パッド領域の第２の表面の内側部分と、第２の誘電体層の一部とを覆う第１の表 面と、第１の表面にほぼ向き合う第２の表面とを有し、腐食性環境の影響を受け ない導電性手段と を備えている装置。 １７．請求の範囲第１６項記載の装置であつて、導電性手段はクロム層を備える 装置。 １８．請求の範囲第１６項記載の装置であつて、導電性手段は導電性手段の第２ の表面の少くとも一部を覆う金の層を備える装置。 １９．請求の範囲第１６項記載の装置であつて、アクセスはパーマロイで構成さ れる装置。 ２０．請求の範囲第１９項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ２１．請求の範囲第１６項記載の装置であつて、半導体ボテーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ２２．パッド領域を有する金属化パターンを備え、腐食性環境による腐食からパ ッド領域を保護する半導体装置構造において、 第１の表面を有する半導体ボデーと、 第１の表面の少くとも一部を覆う第１の誘電体層と、 第１の誘電体層の一部を覆うパッド領域を有する金属化パターンと、 金属化パターンとパッド領域の一部を覆い、腐食性環境の影響を受けない第２の 誘電体層を備え、パッド領域を覆うアクセスパッド手段にして、パッド領域の残 りと、第２の誘電体層の少くとも一部は腐食性環境の影響を受けない導電材料に より覆われているアクセスパッド手段と を備えている半導体装置構造。 ２３．請求の範囲第２２項記載の装置であつて、パッド領域はパーマロイで構成 される装置。 ２４．請求の範囲第２３項記載の装置であつて、半導体ボテーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ２５．請求の範囲第２４項記載の装置であつて、導電材料はクロムで構成される 装置。 ２６．請求の範囲第２２項記載の装置であつて、半導体ボデーはシリコンで構成 され、第２の誘電体層は窒化シリコンで構成される装置。 ２７．請求の範囲第２６項記載の装置であつて、導電材料はクロムで構成される 装置。 ２８．請求の範囲第２２項記載の装置であつて、導電材料はクロムで構成される 装置。