JP2004303986A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体集積回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の半導体集積回路について、図9〜図12を参照しながら説明する。図9は、従来の半導体集積回路の概要を示す図である。図9に示すように、この半導体集積回路101は、基板102を具備しており、基板102の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック103が形成されている。
また、機能ブロック103から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック103に出力するI/Oセル111〜11pが、機能ブロック103の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド121〜12pが、I/Oセル111〜11pに並行するように形成されている。
【0003】
図10は、図9中のI/Oセル11k及びボンディングパッド12kの近傍を拡大した図である。図11は、半導体集積回路101の図10中のXI−XI’線における断面を示す図である。I/Oセル11kは、配線131を具備し、ボンディングパッド12kは、配線132〜134を具備する。
【0004】
基板102上には、配線131が形成されており、基板102及び配線131上には、絶縁膜141が形成されている。
絶縁膜141上には、配線132が形成されており、配線132と配線131は、コンタクト151、152によって接続されている。
【0005】
絶縁膜141及び配線132上には、絶縁膜142が形成されており、絶縁膜142上には、配線133が形成されている。配線133と配線132は、コンタクト153、154によって接続されている。
絶縁膜142及び配線133上には、絶縁膜143が形成されており、絶縁膜143上には、配線134が形成されている。配線134と配線133は、コンタクト155、156によって接続されている。
【0006】
図12は、ボンディングパッド12kにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図12に示すように、配線134には、導体で構成されるボンディング部材147によって、ワイヤ148が電気的に接続されている。また、ボンディング部材147によって、配線134の中央部に孔が形成され、配線134の一部が配線133に接続している。
【0007】
従来の半導体集積回路101においては、多層構造の配線層及び絶縁膜が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収する。しかしながら、コンタクト155、156の強度不足により、ワイヤボンディング時に配線134とコンタクト155、156との間、又は、配線133とコンタクト155、156との間に隙間が生じ、ワイヤ148〜配線131間の導通不良が発生する場合があった。
また、従来の半導体集積回路101においては、配線134〜配線131間の浮遊容量が大きいため、動作速度の高速化の妨げとなっていた。
【0008】
ところで、信頼性の高い外部との電気的な接続が可能な薄膜多層配線基板が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
しかしながら、特許文献1に掲載された薄膜多層配線基板は、支持基板の主面上に多層配線部および外部との電気的接続をなすI/O端子部が形成されて成る薄膜多層配線基板において、I/O端子部が多層配線部の支持基板面に隣接する第1の配線層を構成する金属と同種の金属から成る複数に分離されている下地層、各下地層の周縁部並びに外周辺部の配線パターンが存在しない領域面を被覆する第1の配線層と第2の配線層との層間絶縁層と同種の絶縁体から成る端子部保護層、および多層配線部の第2の配線層以降のいずれかの配線層を構成する金属と同種の金属から成りその配線層に接続し、他端が対応する下地層の露出面に接続するコンタクト層を具備した構成を成しているものであり、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収するのには適していない。
【0010】
【特許文献1】
特開平6−37450号公報(第2頁、図1)
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ワイヤボンディングによる導通不良の発生を防止することができ、動作速度を高速化することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係る半導体集積回路は、第1の領域において所望の機能ブロックが形成され、複数の第2の領域において複数の入出力回路がそれぞれ形成された半導体基板と、半導体基板上に絶縁膜を介して形成された複数の配線層であって、各々の配線層が複数の第3の領域においてそれぞれ形成された複数の配線を含み、各々の第3の領域において最上層の配線層に形成された配線の少なくとも一部分がボンディングパッドを構成し、ボンディングパッドがそれぞれの第2の領域において絶縁膜に形成された開口を通してそれぞれの入出力回路に電気的に接続されている、複数の配線層とを具備する。
【0013】
ここで、第3の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、いずれの入出力回路にも電気的に接続されていないこととしても良い。また、第3の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、最上層の配線層に形成されたボンディングパッドが接続されているのと同一の入出力回路に電気的に接続されていることとしても良い。
【0014】
以上の構成によれば、ワイヤボンディングによる導通不良の発生を防止するとともに、動作速度を高速化することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体集積回路を示す図である。図1に示すように、半導体集積回路1は、基板2を具備しており、基板2の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック3が形成されている。
また、機能ブロック3から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック3に出力するI/Oセル11〜1nが、機能ブロック3の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド21〜2nが、I/Oセル11〜1nに並行するように形成されている。
【0016】
図2は、図1中のI/Oセル1i及びボンディングパッド2iの近傍を拡大した図である。図3は、半導体集積回路1の図2中のIII−III’線における断面を示す図である。I/Oセル1iは、配線31、33、35を具備し、ボンディングパッド2iは、配線32、34、36、37を具備する。
【0017】
基板2上には、配線31、32が形成されており、基板2及び配線31、32上には、絶縁膜41が形成されている。
絶縁膜41上には、配線33、34が形成されており、配線33と配線31は、コンタクト44によって接続されている。絶縁膜41及び配線33、34上には、絶縁膜42が形成されている。
絶縁膜42上には、配線35、36が形成されており、配線35と配線33は、コンタクト45によって接続されている。絶縁膜42及び配線35、36上には、絶縁膜43が形成されている。
絶縁膜43上には、配線37が形成されており、配線37と配線35は、コンタクト46によって接続されている。
【0018】
図4は、ボンディングパッド2iにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図4に示すように、配線37には、導体で構成されるボンディング部材47によって、ワイヤ48が電気的に接続されている。また、ボンディング部材47によって、配線37の中央部に孔が形成され、配線37の一部が配線36に接続している。
【0019】
ここで、半導体集積回路1を従来の半導体集積回路101(図12参照)と比較する。半導体集積回路1においては、半導体集積回路101におけるボンディングパッド155、156に相当するものは具備していないが、配線32、34、36及び絶縁膜41〜43が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収し、半導体集積回路1の破壊を防止する。従って、半導体集積回路1において、半導体集積回路101におけるボンディングパッド155、156に相当するものを具備していないことによる問題は生じない。
【0020】
また、半導体集積回路101においては、ワイヤボンディング時に配線134とコンタクト155、156との間、又は、配線133とコンタクト155、156との間に隙間が生じ、ワイヤ148〜配線131間の導通不良が生ずる場合があった。一方、半導体集積回路1においては、ワイヤボンディング時の衝撃がコンタクト46には伝達されないため、ワイヤ48〜配線31間の導通不良の発生を防止することができる。
【0021】
さらに、従来の半導体集積回路101においては、配線134〜配線131間の浮遊容量が大きいが、半導体集積回路1においては、配線37〜配線31間の浮遊容量が小さい。そのため、半導体集積回路1の動作速度を高速化することができる。
【0022】
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図5は、本発明の第2の実施形態に係る半導体集積回路を示す図である。図5に示すように、半導体集積回路51は、基板52を具備しており、基板52の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック53が形成されている。
また、機能ブロック53から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック53に出力するI/Oセル61〜6mが、機能ブロック53の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド71〜7mが、I/Oセル61〜7mに並行するように形成されている。
【0023】
図6は、図5中のI/Oセル6j及びボンディングパッド7jの近傍を拡大した図である。図7は、半導体集積回路51の図6中のVII−VII’線における断面を示す図である。I/Oセル6jは、配線81を具備し、ボンディングパッド7jは、配線82〜84を具備する。
【0024】
基板52上には、配線81が形成されており、基板52及び配線81上には、絶縁膜91が形成されている。
絶縁膜91上には、配線82が形成されており、配線82と配線81は、コンタクト94によって接続されている。絶縁膜91及び配線82上には、絶縁膜92が形成されている。
絶縁膜92上には、配線83が形成されており、配線83と配線82は、コンタクト95によって接続されている。絶縁膜92及び配線83上には、絶縁膜93が形成されている。
絶縁膜93上には、配線84が形成されており、配線84と配線83は、コンタクト96によって接続されている。
【0025】
図8は、ボンディングパッド7jにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図8に示すように、配線84には、導体で構成されるボンディング部材97によって、ワイヤ98が電気的に接続されている。また、ボンディング部材97によって、配線84に孔が形成され、配線84の一部が配線83に接続している。
【0026】
ここで、半導体集積回路51を従来の半導体集積回路101(図12参照)と比較する。半導体集積回路51においては、半導体集積回路101におけるボンディングパッド155、156に相当するものは具備していないが、配線81〜83及び絶縁膜91〜93が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収し、半導体集積回路51の破壊を防止する。従って、半導体集積回路51において、半導体集積回路101におけるボンディングパッド155、156に相当するものを具備していないことによる問題は生じない。
【0027】
また、半導体集積回路101においては、ワイヤボンディング時に配線134とコンタクト155、156との間、又は、配線133とコンタクト155、156との間に隙間が生じ、ワイヤ148〜配線131間の導通不良が生ずる場合があった。一方、半導体集積回路51においては、ワイヤボンディング時の衝撃がコンタクト96には伝達されないため、ワイヤ98〜配線81間の導通不良の発生を防止することができる。
【0028】
さらに、半導体集積回路51を半導体集積回路1と比較する。半導体集積回路51においては、ワイヤ98とコンタクト95との間が、ワイヤ98〜配線84〜コンタクト96〜配線83〜コンタクト95の経路で導通されるほか、ワイヤ98〜配線84〜配線83〜コンタクト95の経路によっても導通される。従って、半導体集積回路51においては、ワイヤ98〜配線81間の導通をより確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路を示す図。
【図2】図1のボンディングパッド2iの拡大図。
【図3】図2のIII−III’線における断面図。
【図4】図3において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【図5】本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路を示す図。
【図6】図5のボンディングパッド7jの拡大図。
【図7】図6のVII−VII’線における断面図。
【図8】図7において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【図9】従来の半導体集積回路を示す図。
【図10】図9のボンディングパッド12kの拡大図。
【図11】図10のXI−XI’線における断面図。
【図12】図11において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【符号の説明】
1、51、101 半導体集積回路、2、52、102 基板、3、53、103 機能ブロック、11〜1n、61〜6m、111〜11p I/Oセル、21〜2n、71〜7m、121〜12p ボンディングパッド、31〜37、81〜84、131〜134 配線、41〜43、91〜93、141〜143絶縁膜、44〜46、94〜96、151〜156 コンタクト、47、97、147 ボンディング部材、48、98、148 ワイヤ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor integrated circuit.
[0002]
[Prior art]
A conventional semiconductor integrated circuit will be described with reference to FIGS. FIG. 9 is a diagram showing an outline of a conventional semiconductor integrated circuit. As shown in FIG. 9, the semiconductor
Further, I /
[0003]
FIG. 10 is an enlarged view of the vicinity of the I / O cell 11k and the
[0004]
A
A
[0005]
An
An
[0006]
FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which wire bonding is performed on the
[0007]
In the conventional semiconductor integrated
In the conventional semiconductor integrated
[0008]
By the way, a thin film multilayer wiring board capable of highly reliable external electrical connection is known (for example, see Patent Document 1).
[0009]
However, the thin-film multilayer wiring board disclosed in
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-6-37450 (
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit that can prevent occurrence of conduction failure due to wire bonding and can increase the operation speed.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in a semiconductor integrated circuit according to a first aspect of the present invention, a desired functional block is formed in a first region, and a plurality of input / output circuits are formed in a plurality of second regions. And a plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate via an insulating film, wherein each wiring layer includes a plurality of wirings respectively formed in a plurality of third regions. At least a part of the wiring formed in the uppermost wiring layer in the third region forms a bonding pad, and the bonding pad electrically connects to each input / output circuit through an opening formed in the insulating film in each second region. And a plurality of wiring layers which are electrically connected to each other.
[0013]
Here, the wiring formed in the wiring layer other than the uppermost layer in each of the third regions may not be electrically connected to any of the input / output circuits. Also, in each of the third regions, the wiring formed on the wiring layer other than the uppermost layer is electrically connected to the same input / output circuit to which the bonding pad formed on the uppermost wiring layer is connected. It is good that it is.
[0014]
According to the above configuration, it is possible to prevent the occurrence of conduction failure due to wire bonding and to increase the operation speed.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the semiconductor integrated
Further, I /
[0016]
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the I / O cell 1i and the bonding pad 2i in FIG. FIG. 3 is a diagram showing a cross section of the semiconductor integrated
[0017]
Wirings 31 and 32 are formed on the
Wirings 33 and 34 are formed on the insulating
Wirings 35 and 36 are formed on the insulating
A
[0018]
FIG. 4 is a diagram showing a state where wire bonding is performed on the bonding pad 2i. As shown in FIG. 4, a
[0019]
Here, the semiconductor integrated
[0020]
Further, in the semiconductor integrated
[0021]
Further, in the conventional semiconductor integrated
[0022]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram illustrating a semiconductor integrated circuit according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the semiconductor integrated
Further, I /
[0023]
FIG. 6 is an enlarged view of the vicinity of the I /
[0024]
A
A
A
A
[0025]
FIG. 8 is a diagram showing a state in which wire bonding has been performed on the bonding pad 7j. As shown in FIG. 8, a
[0026]
Here, the semiconductor integrated
[0027]
Further, in the semiconductor integrated
[0028]
Further, the semiconductor integrated
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a bonding pad 2i of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III ′ of FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a state where bonding is performed in FIG. 3;
FIG. 5 is a diagram showing a semiconductor integrated circuit according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an enlarged view of a bonding pad 7j in FIG. 5;
FIG. 7 is a sectional view taken along line VII-VII ′ of FIG. 6;
FIG. 8 is a view showing a state where bonding is performed in FIG. 7;
FIG. 9 is a diagram showing a conventional semiconductor integrated circuit.
FIG. 10 is an enlarged view of a
FIG. 11 is a sectional view taken along line XI-XI ′ in FIG. 10;
FIG. 12 is a diagram showing a state where bonding is performed in FIG. 11;
[Explanation of symbols]
1, 51, 101 semiconductor integrated circuit, 2, 52, 102 substrate, 3, 53, 103 functional blocks 11-1n, 61-6m, 111-11p I / O cells, 21-2n, 71-7m, 121- 12p bonding pad, 31-37, 81-84, 131-134 wiring, 41-43, 91-93, 141-143 insulating film, 44-46, 94-96, 151-156 contact, 47, 97, 147 bonding Member, 48, 98, 148 wire
Claims (3)
前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成された複数の配線層であって、各々の配線層が複数の第3の領域においてそれぞれ形成された複数の配線を含み、各々の第3の領域において最上層の配線層に形成された配線の少なくとも一部分がボンディングパッドを構成し、前記ボンディングパッドがそれぞれの第2の領域において絶縁膜に形成された開口を通してそれぞれの入出力回路に電気的に接続されている、前記複数の配線層と、
を具備する半導体集積回路。A semiconductor substrate in which a desired functional block is formed in a first region, and a plurality of input / output circuits are formed in a plurality of second regions;
A plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate via an insulating film, wherein each wiring layer includes a plurality of wirings respectively formed in a plurality of third regions; At least a part of the wiring formed in the uppermost wiring layer forms a bonding pad, and the bonding pad is electrically connected to each input / output circuit through an opening formed in the insulating film in each second region. Said plurality of wiring layers;
A semiconductor integrated circuit comprising:
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---|---|---|---|---|
JP2009027167A (en) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Natl Semiconductor Corp <Ns> | Pad lower side esd and bond pad stack for pad lower side active bonding |
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2003
- 2003-03-31 JP JP2003095958A patent/JP4594599B2/en not_active Expired - Fee Related
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JP2009027167A (en) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Natl Semiconductor Corp <Ns> | Pad lower side esd and bond pad stack for pad lower side active bonding |
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