半導(dǎo)體裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在形成有功能元件的半導(dǎo)體基板上具備再布線層的半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]作為半導(dǎo)體裝置之一有ESD(Electro-Static-Discharge:靜電放電)保護(hù)器件。ESD保護(hù)器件保護(hù)半導(dǎo)體IC等不受靜電等的影響。在以移動(dòng)體通信終端、數(shù)碼相機(jī)、筆記本型PC為代表的各種電子設(shè)備中具備構(gòu)成邏輯電路或者存儲(chǔ)電路等的半導(dǎo)體集成電路。由于這樣的半導(dǎo)體集成電路是由形成在半導(dǎo)體基板上的細(xì)微布線圖案構(gòu)成的低電壓驅(qū)動(dòng)電路，所以一般面對(duì)像浪涌這樣的靜電放電很脆弱。因此，為了保護(hù)這樣的半導(dǎo)體集成電路不受浪涌的影響，使用ESD保護(hù)器件。
[0003]在將ESD保護(hù)器件設(shè)置在高頻電路中的情況下，存在受到二極管的寄生電容的影響的問題。即，由于將ESD器件插入信號(hào)線路，所以阻抗在二極管的寄生電容的影響下偏離，其結(jié)果，存在產(chǎn)生信號(hào)的損失的情況。特別是在高頻電路所使用的ESD保護(hù)器件中，為了不使所連接的信號(hào)線路、作為保護(hù)對(duì)象的集成電路的高頻特性降低，要求寄生電容較小。因此，在專利文獻(xiàn)I中公開了減少二極管的寄生電容的影響來(lái)抑制電路特性的惡化的ESD保護(hù)器件。
[0004]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開2012/023394號(hào)小冊(cè)子
[0005]在專利文獻(xiàn)I中，在半導(dǎo)體基板的形成有ESD保護(hù)電路的面，作為保護(hù)膜設(shè)置有由S12構(gòu)成的無(wú)機(jī)絕緣層，在該無(wú)機(jī)絕緣層設(shè)置有由Cu構(gòu)成的面內(nèi)布線。因此，在專利文獻(xiàn)I中存在即使能夠減少二極管的寄生電容的影響，也不能夠抑制在面內(nèi)布線與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生的寄生電容，不能夠防止ESD保護(hù)器件自身的電容的增加的問題。
[0006]另外，在專利文獻(xiàn)I中，由于無(wú)機(jī)絕緣層是通過(guò)濺射等薄膜成膜法形成的，所以在無(wú)機(jī)絕緣層的表面因形成于半導(dǎo)體基板的ESD保護(hù)電路的電路圖案的影響而出現(xiàn)凹凸。因此，若在表面凹凸的無(wú)機(jī)絕緣層設(shè)置面內(nèi)布線，則在面內(nèi)布線與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生的寄生電容上產(chǎn)生偏差。由于存在偏差的寄生電容的產(chǎn)生，所以也存在難以調(diào)整高頻電路的阻抗的偏離的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠減少寄生電容的產(chǎn)生，并且消除產(chǎn)生的寄生電容的偏差的半導(dǎo)體裝置。
[0008]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的特征在于，具備:半導(dǎo)體基板，其形成于功能元件；金屬膜，其形成于上述半導(dǎo)體基板的表面并與上述功能元件導(dǎo)通；布線電極，其與上述半導(dǎo)體基板的表面對(duì)置；以及再布線層，其包括使上述金屬膜以及上述布線電極的一部分導(dǎo)通的接觸孔，上述再布線層包括:保護(hù)膜層，其形成于上述半導(dǎo)體基板的表面，以便覆蓋上述接觸孔所接觸的區(qū)域以外的上述金屬膜的一部分；以及樹脂層，該樹脂層的介電常數(shù)比上述保護(hù)膜層的介電常數(shù)低，該樹脂層形成在上述保護(hù)膜層與上述布線電極之間。
[0009]—般地，在半導(dǎo)體裝置的半導(dǎo)體基板上，濺射保護(hù)膜層。此時(shí)，由于在保護(hù)膜層的表面出現(xiàn)凹凸，所以若在該保護(hù)膜層的表面形成布線電極，則在布線電極與半導(dǎo)體基板的距離上產(chǎn)生偏差。鑒于此，在本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中，將樹脂層形成在保護(hù)膜層與布線電極之間，使形成布線電極的表面平滑化(平整)，從而能夠使布線電極與半導(dǎo)體基板的距離均勻。因此，能夠消除在布線電極與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生的寄生電容的大小的偏差。另外，通過(guò)使樹脂層的介電常數(shù)比保護(hù)膜層低，能夠抑制在布線電極與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生的寄生電容。
[0010]優(yōu)選上述保護(hù)膜層形成為隨著遠(yuǎn)離上述接觸孔而變厚，上述樹脂層形成為隨著遠(yuǎn)離上述接觸孔而變薄。
[0011]在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)對(duì)形成布線電極的表面平整，能夠使布線電極與半導(dǎo)體基板的距離相等。為了形成與金屬膜導(dǎo)通的接觸孔，需要在保護(hù)膜層形成開口，在通過(guò)濺射形成保護(hù)膜層時(shí)，存在開口(金屬膜)附近的保護(hù)膜層的厚度變薄的情況。因此，通過(guò)將樹脂層在接觸孔附近加厚，并隨著遠(yuǎn)離接觸孔而變薄，能夠使布線電極與半導(dǎo)體基板之間的距離相等。其結(jié)果，即使在布線電極與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生寄生電容，也能夠減少它們的大小的偏差。
[0012]優(yōu)選上述布線電極是與上述半導(dǎo)體基板的對(duì)置面積隨著遠(yuǎn)離上述接觸孔所接觸的區(qū)域而變小的形狀的結(jié)構(gòu)。
[0013]在該結(jié)構(gòu)中，通過(guò)減小對(duì)置面積，能夠減小在布線電極與半導(dǎo)體基板之間產(chǎn)生的寄生電容。
[0014]根據(jù)本發(fā)明，能夠減少在半導(dǎo)體基板與再布線層之間產(chǎn)生的寄生電容，并且能夠減少所產(chǎn)生的寄生電容的偏差。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是實(shí)施方式I所涉及的ESD保護(hù)器件的正面剖視圖。
[0016]圖2是ESD保護(hù)器件的各層的俯視圖。
[0017]圖3是表示形成于Si基板的ESD保護(hù)電路的圖。
[0018]圖4是表示在Si基板形成ESD保護(hù)電路時(shí)的第一構(gòu)造例的圖。
[0019]圖5是圖4所示的第一構(gòu)造例的Si基板的示意圖。
[0020]圖6是具有圖4所示的第一構(gòu)造例的Si基板的ESD保護(hù)器件的各層的俯視圖。
[0021]圖7是與圖6不同的例子的ESD保護(hù)器件的各層的俯視圖。
[0022]圖8是表示在Si基板形成ESD保護(hù)電路時(shí)的第二構(gòu)造例的圖。
[0023]圖9是具有圖8所示的第二構(gòu)造例的Si基板的ESD保護(hù)器件的各層的俯視圖。
[0024]圖1OA是表示實(shí)施方式I所涉及的ESD保護(hù)器件的連接例的圖。
[0025]圖1OB是表示實(shí)施方式I所涉及的ESD保護(hù)器件的連接例的圖。
[0026]圖11是用于對(duì)實(shí)施方式I所涉及的ESD保護(hù)器件的動(dòng)作原理進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0027]圖12是用于對(duì)實(shí)施方式I所涉及的ESD保護(hù)器件的動(dòng)作原理進(jìn)行說(shuō)明的圖。
[0028]圖13是表示ESD保護(hù)器件的制造工序的圖。
[0029]圖14是實(shí)施方式2所涉及的ESD保護(hù)器件的正面剖視圖。
[0030]圖15是ESD保護(hù)器件的各層的俯視圖。
[0031]圖16是表示中間布線電極的不同形狀的例子的俯視圖。
[0032]圖17是表示實(shí)施方式2所涉及的ESD保護(hù)器件的變形例的圖。
[0033]圖18是表示實(shí)施方式2所涉及的ESD保護(hù)器件的變形例的圖。
[0034]圖19是表示實(shí)施方式2所涉及的ESD保護(hù)器件的變形例的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035]以下，以ESD保護(hù)器件為例對(duì)本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置進(jìn)行說(shuō)明。
[0036](實(shí)施方式I)
[0037]圖1是實(shí)施方式所涉及I的ESD保護(hù)器件I的正面剖視圖。圖2是ESD保護(hù)器件I的各層的俯視圖。ESD保護(hù)器件I是CSP(Chip Size Package:芯片尺寸封裝)類型的器件，在構(gòu)成了包括二極管以及齊納二極管的ESD保護(hù)電路1A的Si基板10上形成有包括多個(gè)樹脂層等的再布線層20。Si基板10相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體基板，但本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體基板并不局限于Si基板，也可以是GaAs基板等。
[0038]圖3是表示形成于Si基板10的ESD保護(hù)電路1A的圖。參照?qǐng)D1?圖3對(duì)Si基板10進(jìn)行說(shuō)明。
[0039]在Si基板10的表面設(shè)置有元件形成區(qū)域11、12、13。具體而言，在p+型基板形成P外延層，在該P(yáng)外延層內(nèi)依次形成有η阱、P阱，通過(guò)這些阱和P擴(kuò)散層或者η擴(kuò)散層，在Si基板10形成有二極管以及齊納二極管。在本實(shí)施方式中，如圖3所示，形成有三個(gè)二極管正向一致地并聯(lián)連接的各二極管Dl、D2、D3、D4和齊納二極管Dz。二極管Dl、D2、D3、D4以及齊納二極管Dz相當(dāng)于本發(fā)明所涉及的功能元件。
[0040]二極管Dl、D2正向一致地串聯(lián)連接，二極管D3、D4正向一致地串聯(lián)連接。另外，二極管D1、D2以及二極管D3、D4分別正向一致地與齊納二極管Dz并聯(lián)連接。并且，齊納二極管Dz形成在