提供一种具有增加了探针接触强度的焊盘的半导体器件。半导体器件具有：半导体衬底；半导体元件，其形成在半导体衬底上；绝缘膜，其覆盖半导体元件，并且形成在半导体衬底的上方；多层布线结构，其形成在绝缘膜中；焊盘电极结构，其与多层布线结构连接，并形成在绝缘膜上，而且具有导电紧贴膜、导电焊盘电极以及导电性氢阻挡膜，其中，该导电焊盘电极形成在导电紧贴膜的上方，该导电性氢阻挡膜形成在导电焊盘电极的上方。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种半导体器件，尤其涉及一种具有用于与外部电路连接及 检査的悍盘的半导体器件。
技术介绍
半导体集成电路器件在与最上布线层相同层或者其上具有抵接用于进行 检査的探针或者接合用于连接外部电路的引线的焊盘。焊盘相比较于布线的 其它图案具有较大的尺寸，并且焊盘上表面露出，从而能够抵接探针或者接 合连接引线。进行多次检查，直到完成半导体集成电路器件为止，对最终认 定为优良产品的器件进行封装。在检查中，若将探针触到焊盘，则在焊盘上有时发生龟裂。即使发生龟 裂，也能够在焊盘上接合引线，并且能够实现成品化。但是，进行了引线接 合之后，焊盘表面也处于露出的状态，因此水分、氢容易从龟裂侵入。若侵 入的水分、氢到达布线或者氧化物，则发生化学反应，给半导体器件的性能 带来影响。近年来，推进着对铁电存储器(FeRAM: Ferroelectric Random Access Memory)的开发，该铁电存储器使用铁电电容器，并利用铁电体的极化颠倒 记忆信息。铁电存储器是一种即使切断电源也不会丢失所记忆的信息的非易 失性存储器，并且可期待实现高集成度、高速驱动、高持久性以及低耗电。铁电存储器利用铁电体的磁滞特性存储信息。将铁电膜作为电容器电介 质膜的夹在一对电极之间的铁电电容器根据电极之间外加的电压产生极化， 即使去掉外加电压极化也不变化。若颠倒外加电压的极性，则极化的极性也 颠倒。若检测出该极化，就能够读出信息。主要使用剩余极化值大的例如 10pC/cm2 3(^C/cm2左右的PZT(Pb(Zri.x Tix)03)、 SBT(SrBi2Ta209)等钙钛矿结 晶结构的氧化物铁电体作为铁电膜的材料。为了形成具有良好特性的氧化物 铁电膜，需在氧化环境中进行成膜或者进行热处理，并且下部电极(根据需 要上部电极也)多由难以被氧化的贵金属，或者即便被氧化也具有导电能力的贵金属或贵金属氧化物来形成。制作铁电电容器之前，晶体管已形成在硅衬底。在形成了与晶体管连接 的W等导电插塞之后，形成铁电电容器的情况下，需使成膜铁电膜时的氧化 环境不给下部结构带来恶劣影响。使用氧化硅来形成半导体集成电路器件的层间绝缘膜的情况多。氧化硅 对水分的亲和力大。若水分从外部侵入，则水分能够通过层间绝缘膜到达至 布线、电容器、晶体管等。若水分到达电容器尤其是铁电电容器，则电介质 膜特别是铁电膜的特性发生劣化。若由侵入的水分产生的氢导致铁电膜被还 原，发生氧缺陷，则结晶性降低。发生剩余极化值以及介电常数降低等特性 劣化现象。长时间使用也会导致发生同样的现象。若氢侵入，则比水分更加 直接地引起特性劣化。在形成硅膜或者氧化硅膜之际，用作硅源的硅垸是氢 化硅，若将其分解则产生氢。这样的氢也是导致铁电膜劣化的原因之一。可以认为在已制作的半导体集成电路器件中，最易受到外部侵入的水分、 氢的影响的区域是焊盘及其周边部。例如，覆盖包含焊盘的最上布线，形成 氧化硅膜等层间绝缘膜、氮化硅膜、聚酰亚胺膜，但是为了实现与焊盘的电 接触，除去位于焊盘上的聚酰亚胺膜、氮化硅膜及氧化硅膜。虽然氮化硅膜 对水分、氢具有阻挡能力，但是在焊盘上将其除去，因此水分、氢能够直接 接触焊盘电极。JP特开2003-174146号公报(申请人富士通)提出了如下方案，即用2 种氧化贵金属膜的层叠层来形成上部电极。为了使形成铁电膜时的氧化环境 不带来恶劣影响，使用如氮化硅膜、氮氧化硅膜等具有氧阻挡能力的绝缘阻 挡膜来覆盖形成在半导体衬底的晶体管。为了使在还原环境中进行的热处理 不导致铁电电容器的特性发生劣化，使用氧化铝等具有氢阻挡能力的绝缘阻 挡膜来覆盖铁电电容器。JP特开2005-39299号公报(申请人松下电气产业)提出了如下的方案， 铁电膜覆盖形成在层间绝缘膜上的下部电极，将在其上形成了上部电极的铁 电电容器的上部电极覆盖，进而在层间绝缘膜上形成具有突出的突出部分的 导电性氢阻挡膜。在形成了覆盖铁电电容器的上层层间绝缘膜之后，形成到 达导电性氢阻挡膜突出部分的通孔，并在通孔内形成导电插塞。示教了作为 导电性氢阻挡膜优选地使用Ti膜、Ta膜、TiON膜、TiN膜、TaN膜、TiAlN6膜、TiA10N膜或者包含它们的合金膜。JP特开2003-86589号公报(申请人富士通)提出了一种焊盘结构，焊 盘电极成为在Al合金膜的上下配置了 TiN阻挡金属膜的结构，上侧的TiN阻 挡金属膜除去中央部，形成露出A1合金膜的接触部。根据这种结构，示出了 TiN阻挡金属膜对水分、氢具有阻挡能力。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题本专利技术的目的在于，提供一种即使进行检查也能够保持耐水分、氢的能 力的半导体器件。本专利技术的另一目的在于，提供一种具有增强了探针接触强度的焊盘的半 导体器件。用于解决问题的方法根据本专利技术的第一技术方案，提供了一种半导体器件，其特征在于，具 有半导体衬底；半导体元件，其形成在所述半导体衬底上；绝缘膜，其覆 盖所述半导体元件，并且形成在所述半导体衬底的上方；多层布线结构，其 形成在所述绝缘膜中；焊盘电极结构，其与所述多层布线结构连接，并形成 在所述绝缘膜上，而且具有导电紧贴膜、导电焊盘电极以及导电性氢阻挡膜， 其中，所述导电焊盘电极形成在所述导电紧贴膜的上方，所述导电性氢阻挡 膜形成在所述导电焊盘电极的上方。专利技术效果由于增强了焊盘电极结构的硬度，因此即使探针接触也难以发生龟裂。 由于焊盘电极结构很难产生龟裂，因此氢、水分难于侵入。附图说明图1A-1L是表示第一实施例的半导体器件的制造方法主要工序的半导体 器衬底剖视图。图2是表示各种导电材料硬度的表。图3是表示第一实施例半导体器件的成品率测定检查时的状态的剖视图。 图4A、 4B是第一实施例的变形例的剖视图。图5A-5E是表示第二实施例的半导体器件的制造方法主要工序的半导体 衬底剖视图。图6A-6F是表示第三实施例的半导体器件的制造方法主要工序的半导体 衬底剖视图。图7是表示其它变形例的剖视图。图8A-8D是表示另外的变形例的剖视图。附图标记的说明11半导体衬底(硅晶片) STI浅沟槽隔离 13 P阱 14栅绝缘膜 15栅电极16盖膜(氮化硅膜) 17 LDD区域 SW侧壁隔离层 S/D源极/漏极区域 18层间绝缘膜(IL) 18a保护膜 18b氧化硅膜 18c氮化硅膜 18d TEOS氧化硅膜21 Ti紧贴膜22 Pt膜BEL下部电极层 23电介质膜 FER铁电膜 24 Ir02膜TEL上部电极层26层间绝缘膜VH通孔T晶体管C电容器28胶膜29 W膜PL插塞30布线层30a Ti膜(阻挡膜) 30b TiN膜(阻挡膜) 30c Al-Cu合金膜 30d Ti膜(阻挡膜) 30e TiN膜(阻挡膜) BARC底面反射防止膜 RP抗蚀图案 31层间绝缘膜 31a绝缘阻挡膜(氧化铝膜) 31bTEOS氧化硅膜 32插塞(PL) 34布线层35层间绝缘膜(IL) 36插塞(PL) 41导电紧贴膜 41a Ti膜 41b TiAlN膜 42布线膜43导电性氢阻挡(TiAIN)膜 44硬掩模45层间绝缘(TEOS氧化硅)膜46上部保护(氮化硅)膜 47聚酰亚胺膜(PI) 51导电紧贴膜52主焊盘布线膜(高硬度布线膜)53导电本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，具有：半导体衬底；半导体元件，其形成在所述半导体衬底上；绝缘膜，其覆盖所述半导体元件，并形成在所述半导体衬底的上方；多层布线结构，其形成在所述绝缘膜中；焊盘电极结构，其与所述多层布线结构连接，并形成在所述绝缘膜上，而且具有导电紧贴膜、导电焊盘电极以及导电性氢阻挡膜，其中，所述导电焊盘电极形成在所述导电紧贴膜的上方，所述导电性氢阻挡膜形成在所述导电焊盘电极的上方。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体器件，其特征在于，具有半导体衬底；半导体元件，其形成在所述半导体衬底上；绝缘膜，其覆盖所述半导体元件，并形成在所述半导体衬底的上方；多层布线结构，其形成在所述绝缘膜中；焊盘电极结构，其与所述多层布线结构连接，并形成在所述绝缘膜上，而且具有导电紧贴膜、导电焊盘电极以及导电性氢阻挡膜，其中，所述导电焊盘电极形成在所述导电紧贴膜的上方，所述导电性氢阻挡膜形成在所述导电焊盘电极的上方。2. 根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述导电焊盘电极 包括由如下材料形成的层，该材料是选自由Ir、 Ru、 Rh、 Re、 Os以及它们的 氧化物组成的组中的至少一种材料。3. 根据权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述导电焊盘电极 包括由如下材料形成的层，该材料是选自由A1、 Cu、 W以及它们的合金组成 的组中的至少一种材料。4. 根据权利要求1 3中任一项所述的半导体器件，其特征在于， 还具有电容器，该电容器形成在所述半导体衬底的上方，而且包括下部电极、氧化物电介质膜以及上部电极，所述多层布线结构配置在所述电容器的上方。5. 根据权利要求3所述的半导体器件，其特征在于，所述氧化物电介质 膜是由一般式AB03来示出的铁电体的膜。6. 根据权利要求5所述的半导体器件，其特征在于，所述铁电体是在PZT、 掺杂了微量的添加物的PZT、 BLT、 SBT、 Bi类层状化合物中的任一种材料。7. 根据权利要求4 6中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述 下部电极包括选自由Pt、 Ir、 Ru、 Rh、 Re、 Os、 Pd、它们的氧化物以及SrRu03 组成的组中的至少一种材料的膜。8. 根据权利要求4 7中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述 上部电极包括选自由Pt、 Ir、 Ru、 Rh、 Re、 Os、 Pd、它们的氧化物以及SrRu03 组成的组中的至少一种材料的膜。9. 根据权利要求1 8中任一项所述的半导体器件，其特征在于，所述 导电性氢阻挡膜包括，在Ti、 TiAl、 Ta、 TaAl中的任一种材料的氮化物、氮 氧化物或它们的混合物中的任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王文生，
申请(专利权)人：富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[]
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