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JPH1050826A - 前ボンディング空洞エアブリッジ - Google Patents

前ボンディング空洞エアブリッジ

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JPH1050826A
JPH1050826A JP9126779A JP12677997A JPH1050826A JP H1050826 A JPH1050826 A JP H1050826A JP 9126779 A JP9126779 A JP 9126779A JP 12677997 A JP12677997 A JP 12677997A JP H1050826 A JPH1050826 A JP H1050826A
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JP
Japan
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wafer
air bridge
cavity
layer
metal
Prior art date
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Withdrawn
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JP9126779A
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English (en)
Inventor
Jose A Delgado
エイ デルガド ホウセイ
Stephen J Gaul
ジェイ ゴール スティーヴン
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Harris Corp
Original Assignee
Harris Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、不動態化された及び／又はプラス
チックのパッケージの中にある集積回路の中へ組み込む
ことができるエアブリッジを提供することを目的とす
る。 【解決手段】 ハンドルウェーハは、誘電体によって覆
われた空洞を有する。デバイスウェーハは、ハンドルウ
ェーハにボンディングされている。デバイスウェーハ上
に製造された金属線、装置或いは回路は、ハンドルウェ
ーハの中の空洞にかぶせられ、それによりハンドルウェ
ーハに対する寄生容量及びハンドルウェーハを通したク
ロストークを減少させる。これにより頑丈なエアブリッ
ジ構造を、不動態化させる及び／又はプラスチックのパ
ッケージの中に配置させうる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、集積回路のエアブ
リッジ構造と、集積回路及びボンディングされたウェー
ハ構造の中の構成要素の形成を容易にする構造を製造す
る方法とに関する。
【０００２】
【従来の技術】エアブリッジは、高性能及び高周波処理
において相互接続容量を減少させるために、しばしば使
用される。典型的なエアブリッジは、犠牲材料上に付着
され、パターン化され、付着された相互接続金属の第２
の層を用いて形成される。金属線が、酸化物といった誘
電体よりもむしろエアによって取り巻かれるように、犠
牲材料は、後から取り除かれる。エアは、二酸化ケイ素
や窒化ケイ素といった固定絶縁体よりも低い誘電率を有
するため、基板及び他の金属線に対する寄生容量は、こ
のようにして減少される。
【０００３】しかしながら、従来のエアブリッジ製造技
術及び構造は、幾つかの不利な点を有する。エアブリッ
ジの長さは、しばしば２つのビア（ｖｉａ）の間の金属
のたわみによって制限される。ゆえに、比較的長いエア
ブリッジは、多様な長さの短いエアブリッジを綴じ合わ
せることによってのみ製造されうる。他の問題は、エア
ブリッジとともに製造された回路は、不動態化され得な
いことである。通常の処理においては、不動態化層は、
集積回路の上に付着される。典型的な不動態化層は、二
酸化ケイ素あるいは窒化ケイ素である。しかしながら、
エアブリッジ構造の場合は、不動態化層は省かれる必要
があり、さもなければ不動態化層はブリッジの下のエア
を充填し、それによりエアブリッジの容量を増加させる
か、又はブリッジ自体に損傷を与える。プラスチックの
パッケージングもまた同じ理由により排除される。
【０００４】よって、既知のエアブリッジによって得ら
れるものよりも長い金属の長さで作られうるエアブリッ
ジ、そしてまた不動態化された及び／又はプラスチック
のパッケージの中にある集積回路の中へ組み込むことが
できるエアブリッジへの要求が起こった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ボンディン
グされたウェーハのシリコンオンインシュレーション法
技術を用いて製造される集積回路のエアブリッジ構造を
提供し、またエアブリッジあるいは（例えばインダクタ
あるいはコンデンサといった）導電性のエレメントから
作られた他の構成要素を有する集積回路のエアブリッジ
構造を提供し、そのような構造を製造する方法ととも
に、導電性のエレメント及び回路の間の寄生容量の影響
を減少させ、逆にこれらの回路の高周波の応答に影響を
与えるため、構成要素のエアブリッジ及び作動中の集積
回路の間に充分な空間が与えられている集積回路のエア
ブリッジ構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、空洞をハンド
ル基板の中に形成する段階と、デバイスウェーハをハン
ドルウェーハにボンディングする段階と、デバイスウェ
ーハを金属層で覆う段階と、金属層をハンドルウェーハ
の空洞の上にある金属リードの中に形成する段階とから
なる、エアブリッジをボンディングされたウェーハの中
に形成する方法を含む。
【０００７】本発明はまた、ハンドルウェーハの表面に
エアブリッジ空洞を有するハンドルウェーハと、ハンド
ルウェーハにボンディングされ、エアブリッジ空洞を覆
うデバイスウェーハと、デバイスウェーハ上の金属リー
ドと、エアブリッジ空洞の表面をコーティングする誘電
体層とからなるボンディングされたウェーハ上のエアブ
リッジを含む。
【０００８】有利なことに、エアブリッジ構造は、ハン
ドルウェーハの表面にある空洞をマスクしエッチングす
ることによって、ボンディングされたウェーハ上に形成
される。デバイスウェーハは、ハンドルウェーハ上にボ
ンディングされる。金属層は、ハンドルウェーハ空洞の
上のデバイスウェーハの表面に付着される。溝は、空洞
の上のデバイスウェーハの一部の周りに形成されうる。
金属層には、相互接続領域を形成するため、パターン化
される。金属相互接続の下の空洞は、金属リードの寄生
容量を減少させる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、例を
用いて本発明を説明する。図１乃至図３は、ボンディン
グされたウェーハのシリコンオンインシュレーション法
技術におけるエアブリッジ導電体の製造方法の例を示
す。ハンドルウェーハ１６の層２０は、湿式あるいは乾
式のエッチングを利用し、空洞３０が形成される領域を
画成するために、フォトレジスト被膜５０によってマス
クされる。幾つかの場合には、フォトレジスト密着を増
進させるため、フォトレジスト被膜の下に、酸化物ある
いは他の適当な層を有することが望ましい。水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）の乾式エッチングが好ましい。次に酸化
物層２６及び２８は、付着あるいはこれらの層を成長さ
せる（再酸化させる）ことのいずれかによって形成され
る。ハンドルウェーハ１６の酸化層２６は、ボンディン
グされたシリコンオンインシュレータ基板１０を形成す
るため、当業者に既知の方法で、デバイスウェーハ１４
の酸化物層２２にボンディングされる。ボンディングさ
れた基板１０は、ハンドルウェーハ１６の中に、閉鎖し
た空間あるいは空洞３０を有する。ボンディングされた
基板１０は、溝４０を有する。溝４０は、デバイスウェ
ーハ１４をエッチングし、酸化物層２２上のエッチング
を止めることにより形成される。溝の壁は、酸化物によ
ってコーティングされ、酸化物あるいはポリシリコンで
ある適当な材料によって充填される。酸化物の層３１
は、空洞３０の上の領域においてデバイスウェーハを覆
う。第１の金属層は、酸化物３１の上に付着される。第
１の金属層は、金属の相互接続あるいは導電体１２を形
成するため、パターン化され、エッチングされる。レベ
ル間誘電体（ＩＬＤ）層４２は、導電体１２を覆う。Ｉ
ＬＤ層４２は、伝導体１２への孔を有する。第２の金属
層は、ＩＬＤ層４２の上と、導電体１２に接するように
孔の中とに付着される。第２の金属層は、金属１の点４
４及び４６における相互接続を提供するため、パターン
化され、エッチングされる。
【００１０】図３は、ハンドルウェーハ１６にボンディ
ングされたデバイスウェーハ１４の中にエアブリッジ構
造１２を有するボンディングされたウェーハ構造を示
す。デバイスウェーハ１４は、同時にデバイスウェーハ
１４の層の中で製造される（図示されていない）１つ以
上の集積回路装置構造を有する。デバイスウェーハ１４
及びハンドルウェーハ１６がシリコンからなる場合、ウ
ェーハ１４及び１６は、酸化物ボンディング層２６の使
用を含む幾つかの既知の技術のうちの１つによってボン
ディングされる。これらのボンディングされた構造１０
は、次に個々の集積回路を含むダイへと分割される。本
発明は、次に分離されるか、又はダイシングされること
により、夫々が完全な集積構造を有するような個々のダ
イを形成する完全な装置を提供することを特徴とする。
【００１１】図３は、デバイスウェーハ１４の層１８の
領域２３と２４と３６との中に形成される集積回路装置
のリードのためのボンディングパッドを省いた断面図を
示す。層１８は、絶縁の酸化物材料の下部表面被膜（酸
化物層２２）を有しうる。ハンドルウェーハ１６の層２
０は、酸化物層２６及び２８の間に配置された半導体層
である。空洞３０は、酸化物層２６によってコーティン
グされうる層２０に与えられている。コーティングする
ということは、半導体技術の中で従来から使用される、
熱酸化あるいは付着といった適当な処理を意味する。
【００１２】デバイスウェーハ１４は、側面３２及び３
４を持つ溝４０を有する。溝４０は、他の領域２３及び
２４から絶縁された領域３６を画成する。この領域は、
溝の壁及び底を覆う、酸化物といった絶縁あるいは誘電
性の被膜材料によって絶縁される。溝４０は、従来の技
術によって周知の方法により、付着された酸化物あるい
はポリシリコンといった適当な材料によって充填され
る。集積回路装置は、従来の集積回路製造技術によっ
て、領域２３及び２４と同様、溝４０の間の領域３６の
中に形成されうる。
【００１３】溝４０と同様に、空洞３０は、層１８の中
の作動中の回路及びその領域２３，２４及び３６と、エ
アブリッジ１２との間の寄生容量を最小化する。ハンド
ルウェーハ２０にデバイスウェーハ１４は、空洞３０が
領域３６の下になるよう、接合され、整列される。ボン
ディングは、基板１０を形成するために、デバイスウェ
ーハ１８に対して（例えばシリカ融合といった）従来の
酸化物ボンディングによって実行される。
【００１４】エアブリッジ導電体１２は、溝４０によっ
て囲まれた金属の層から作られる。図４に示されるよう
に、溝４０の側面３２及び３４は、エアブリッジ導電体
１２を囲み、絶縁する。溝はまた、空洞３０を囲み、絶
縁する。空洞３０は、導電体１２とハンドルウェーハ１
６との間に配置されるため、導電体１２と基板１６との
間の容量は、非常に減少される。金属１に対して使用さ
れたのと同様の方法により、金属２を絶縁することも可
能である。
【００１５】レベル間誘電体層（ＩＬＤ）４２は導電体
１２の上に付着される。ＩＬＤ層の中に、ビアが形成さ
れる。金属の第２のレベルは、ＩＬＤ層４２の上と、ビ
アの中とに付着される。金属の第２のレベルは、相互接
続接触点４４及び４６を提供するため、パターン化さ
れ、エッチングされる。最後に、ＳｉＯ2 或いは窒化ケ
イ素といった不動態化材料の層６０は、構造１０を完成
させるため、構造１０をＩＬＤ４２と、金属２が点４４
及び４６と相互接続する接触点との上に付着されるか、
或いは形成される。
【００１６】敏感な回路のエレメントの基板からの絶縁
は、ハンドルウェーハ上の空洞を用いることによっても
達成されうる。ハンドルウェーハは、誘電体によってコ
ーティングされた空洞を有する。デバイスウェーハは、
ハンドルウェーハにボンディングされる。デバイスウェ
ーハ上に製造された金属線、装置或いは回路は、ハンド
ルウェーハの中の空洞にかぶせられ、それによりハンド
ルウェーハに対する寄生容量及びハンドルウェーハを通
じたクロストークを減少させる。これは頑丈なエアブリ
ッジ構造を、不動態化させる及び／又はプラスチックの
パッケージの中に配置されることを可能にさせる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ブリッジ装置の製造の早い段階に示されたブリ
ッジ装置の断面図を示す図である。
【図２】ブリッジ装置の製造の早い段階に示されたブリ
ッジ装置の断面図を示す図である。
【図３】ブリッジ形状の中に電導性の材料を含み、その
構造は装置の取り扱い及び汚染の防止を容易にするた
め、ボンディングされ、囲まれているような、集積回路
装置の一部の断面図を示す図である。
【図４】図３に示される装置の一部の、線４−４に沿っ
て取られ、その線から伸びる矢印の方向に見たときの平
面図を示す図である。
【符号の説明】
１０ ボンディングされたウェーハ構造 １２ 導電体 １４ デバイスウェーハ １６ ハンドルウェーハ １８，２０ 層 ２２，２６，２８，３１ 酸化物層 ２３，２４，３６ 領域 ３０ 空洞 ３２，３４ 側面 ４０ 溝 ４２ レベル間誘電体（ＩＬＤ）層 ４４，４６ 相互接続接触点 ５０ フォトレジスト被膜 ６０ 不動態化材料の層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 空洞をハンドル基板の中に形成する段階
    と、 デバイスウェーハをハンドルウェーハにボンディングす
    る段階と、 デバイスウェーハを金属層によって覆う段階と、 金属層をハンドルウェーハの空洞の上にある金属リード
    の中に形成する段階とからなる、エアブリッジをボンデ
    ィングされたウェーハの中に形成する方法。
  2. 【請求項２】 空洞の表面を誘電体によって覆う段階を
    更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 デバイスウェーハをハンドルウェーハへ
    酸化物ボンディングする段階を更に有することを特徴と
    する請求項１あるいは２記載の方法。
  4. 【請求項４】 ハンドルウェーハの中の空洞の周りのデ
    バイスウェーハの中に溝を開け、溝の表面に誘電体層を
    付着させ、そして溝を充填することを特徴とする請求項
    １乃至３のいずれか１項記載の方法。
  5. 【請求項５】 第１の金属層の上に、レベル間金属誘電
    体層を付着させ、レベル間金属誘電体層を通じて接触ビ
    アを開け、第２の金属層を、レベル間金属誘電体層上に
    付着させ、第２の金属層の部分をレベル間金属誘電体の
    中のビアを通じての第１の金属層への接触中に形成させ
    ることを特徴とする請求項４記載の方法。
  6. 【請求項６】 ハンドルウェーハの表面にエアブリッジ
    空洞を有するハンドルウェーハと、ハンドルウェーハに
    ボンディングされ、エアブリッジ空洞を覆うデバイスウ
    ェーハと、デバイスウェーハ上の金属リードと、エアブ
    リッジ空洞の表面をコーティングする誘電体層とからな
    るボンディングされたウェーハ上のエアブリッジ。
  7. 【請求項７】 デバイスウェーハ上にあり、エアブリッ
    ジ空洞を囲む絶縁溝を有することを特徴とする請求項６
    記載のエアブリッジ構造。
  8. 【請求項８】 溝の表面上に誘電体被膜を有することを
    特徴とする請求項７記載のエアブリッジ構造。
JP9126779A 1996-05-20 1997-05-16 前ボンディング空洞エアブリッジ Withdrawn JPH1050826A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US650762 1996-05-20
US08/650,762 US5949144A (en) 1996-05-20 1996-05-20 Pre-bond cavity air bridge

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1050826A true JPH1050826A (ja) 1998-02-20

Family

ID=24610184

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9126779A Withdrawn JPH1050826A (ja) 1996-05-20 1997-05-16 前ボンディング空洞エアブリッジ

Country Status (6)

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US (1) US5949144A (ja)
EP (1) EP0809288A3 (ja)
JP (1) JPH1050826A (ja)
KR (1) KR970077146A (ja)
CN (1) CN1181624A (ja)
TW (1) TW349233B (ja)

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