JPH0277132A - 樹脂封止型半導体装置 - Google Patents

樹脂封止型半導体装置

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JPH0277132A
JPH0277132A JP20118589A JP20118589A JPH0277132A JP H0277132 A JPH0277132 A JP H0277132A JP 20118589 A JP20118589 A JP 20118589A JP 20118589 A JP20118589 A JP 20118589A JP H0277132 A JPH0277132 A JP H0277132A
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JP
Japan
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substrate
film
conductor film
guard ring
corner
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Pending
Application number
JP20118589A
Other languages
English (en)
Inventor
Yuji Hara
原 雄次
Tatsu Ito
達 伊藤
Tatsuro Totani
達郎 戸谷
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Microcomputer Engineering Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Microcomputer Engineering Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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】 本発明は半導体基板の周辺部に幅広い導体膜を有する樹
脂封止型半導体装置に関する。
論理回路な含むLSI等において、第1図、第1A図に
示すように半導体基板(チップ)1の−主面にアクティ
ブ領域を構成する半導体素子領域2が形成され、基板周
辺部表面の絶縁膜3上にアルミニウム膜からなる配線4
.ポンプイングツくノド5とその外側に反転層防止のた
めのガードリング6を設けてこれをグランドラインGN
Dに接続し、上記パッド部5を露出するようにチップ表
面をリンシリケートガラス(PSG)、シリコンナイト
ライド膜等のパッジベージ曹ンで覆った構造が知られて
いる。このような構造の半導体素子をレジンで封止した
場合、モールドレジンによる強い応力が特にチップ周辺
の四隅部に大きい(強い)応力が加わりガードリング6
上及び周辺でパ・ノンベーシツン膜のクラックが生ずる
ことがわかった。
また、かかる構造の半導体素子を高温高湿雰囲気中で耐
湿テストを行なった場合に、眉間絶縁膜であるPSG(
リン酸化物含有シリケート−ガラス)膜のリン溶出を生
じ、被覆バッジベージ1ン膜の剥離を起し、アルミニウ
ム配線の腐食がチップのアクティブ領域まで到達し、特
性劣化の原因となることもわかった。
本願発明者は前記したチップコーナ一部のガードリング
上及び周辺のバッジベージ日ン膜クラ・ツク等の欠陥が
アルミニウムからなるガードリングの幅に関係すること
に着目して上記欠点の改良を行なった。したがって本発
明の目的とするところは樹脂封止型半導体装置における
特性不良の改善。
耐湿性の向上にある。
本発明によれば、四角形の半導体基板の一主面に形成さ
れた素子領域および複数のポンプイングツ(ノドと、上
記四角形の半導体基板の互いに隣接する二辺が交差する
上記基板の隅部において屈曲部を有して上記基板の一辺
から上記基板の他の辺に延在する導体膜と、上記導体膜
上に形成された保護膜とを有し、上記基板を樹脂体によ
り封止した半導体装置において、上記基板の隅部におけ
る上記導体膜の屈曲部は上記導体膜の実質な幅を限定す
るように上記導体膜の延在方向に沿って形成されたスリ
ットを有して成り、上記導体膜は、上記基板の一辺の近
傍に沿って延在し、かつ上記屈曲部を介して上記基板の
他の辺に至り、該他の辺の近傍に沿って延在して成り、
上記複数のボンディングパッドは、上記導体膜より基板
の内側において、上記基板の周辺部に沿って配置されて
成ることを特徴とする一以下本発明をいくつかの実施例
にそって具体的に説明する。
第2図、第2A図は本発明による樹脂封止型半導体装置
の一つの望ましい実施形態を示すものである。
同図において、1はシリコン半導体基板、2は基板の一
主面に形成された半導体素子領域で例えば基板と異なる
導電型の不純物が拡散等の手段により導入され形成され
たものである。3はフィールド絶縁膜で例えば厚い半導
体酸化膜(S t Os 、膜)からなる。8は第1の
表面絶縁膜で例えば薄いSiOx膜からなる。9は第2
の表面絶縁膜で例えばPSG(リン酸化物含有シリケー
ト・ガラス)膜から形成されリンが外部より侵入するナ
トリウム等の不純物のゲッタの役目を有する。、10は
アルミニウム(Al1)配線でPSGg9及びSin。
換8のスルーホール(透孔)を通して半導体領域2にオ
ーミックコンタクトする。5はアルミニウム配線の外端
子として形成されたボンディングパッド、6は基板周辺
部にそって形成されたガート。
リングでアルミニウム膜からなる。上記基板の隅部(コ
ーナー)上のガードリングにコーナーにそったっ状のス
リット10が設けられる。、、7はバンシベイシヲン膜
としての絶縁膜で例えばPsG。
CVD(気相化学反応生成)Sift、プラズマ生成シ
リコンナイトライド又は5OG(スピンオン・グラス)
等からなる。
かかる構造において、ガードリングにスリ・ノドを設け
ることにより下記の理由でパッシベーション膜クラック
等の欠陥を防止できる。
樹脂封止された半導体チップ周辺部上のガードリンクニ
バツシベーシ田ン膜クラック等の発生する原因としては
、第3図に示すようチップの中心より端部、特に隅部(
コーナー)にストレスが集中する傾向にあり、又、ガー
ドリングのアルミニウム膜の幅が大きいほど著しいこと
が実験的に確められた。又、種々の実験によってガード
リングのコーナ一部にスリットを形成するとスリットの
幅だけガードリングの幅が少なくなり、クラック発生の
原因が取除かれることが確認された。しかしガードリン
グのアルミニウム膜の配線としての抵抗の増大を防ぐた
めにはスリットの幅はある程度小さい面積にしなければ
ならない。このためスIJ y トはアルミニウムのリ
ングの中央より外側に約10μmの幅でかつ内側コーナ
ーをカバーする長さとすることが適当である。
ガードリングのコーナ一部の形状とコーナ一部欠陥発生
率の関係を下記の各実験例によって示す。
第4図はコーナーを加工しないガードリング上のパッシ
ベーション膜クラックのAlアルミニウム)幅依存性を
示す。この場合、チップ寸法は4.7X4.7−1温度
サイクルは一55cm150Cで20回とする。バッジ
ベージ曹ンMKはPSG/P−8iN/PSG−0,8
5/1.110.2(μm)3層構造及びP−8IN/
PSG−1,1μm / 0.2μmの2層構造を用い
る。第5図はガードリングのコーナーの形状及びAk膜
の幅りを示す。第4図に示すようにコーナ一部欠陥率−
he幅の関係において、Lが小さいはと欠陥率の小さい
ことが明らかである。
第6図はガードリングのコーナ一部に第7図で示すよ5
にっ状のスリットを形成した場合のガードリング部バッ
ジベージ■ン膜クラックのAI3膜中スリット幅W依存
性を示す。この場合のパッシベーション膜は〇−〇曲線
がP−8iN/PSG−1,1μm / 0.2μmの
2層膜、Δ・・・6曲線がPS G/P−3i N/P
 S G−0,85prn/ 1.1μm / 0.2
μmの3層膜である。第6図によればスリット幅20μ
m〜40μmでコーナ一部欠陥率が著しく低下すること
が明らかである。
第8図はガードリングコーナーKm 9図(A)(B(
Qに示した各種形状のスリット、孔列を形成した場合(
形成しない場合も含む)についてのガードリング部パッ
ジページ盲ン膜クラックのAn膜中のスリットの形態依
存性を示す。この場合の半導体ベレットは4.7 X 
4.7+fill角、温度サイクルは一55C〜150
020回である。パッジベージ欝ン膜は第6図の例の場
合と同じである。
第9図において、囚はスリット等を全く加工しない場合
、(B)は長いスリットα1)1本の場合、0は短いス
リット(lla、llb、1lc)の場合の各ガードリ
ングコーナ一部の形状を示す。第8図かられかるように
スリットを形成した場合にコーナ一部の欠陥率が低下す
るのが明らかである、本発明は特に、ボンディングパッ
ドの外側の半導体チップの周辺にそってガードリング部
が設けられるので、幅広い導体膜をリング状に有効に形
成できる。この時、チップの最外側にガードリング部分
が形成されても、応力集中の大きいチップコーナ一部に
は本発明に従うスリットが形成されるので、特にコーナ
一部に発生しやすいパッジベージlンクラックを防止す
ることができる。
本発明は上記実施例のみに限定されるものではない。例
えば、heガードリング上に形成されるパッシベーショ
ン膜の構成、形状は適宜に変形できる。ガードリング自
体の形状は内部回路やボンディングパット°の配置によ
って変形することがありうる。封止樹脂体に関しては、
ガードリング部の表面に直接塗布するアンダコーティン
グ樹脂を包含することもありうる。
本発明はガードリングおよびバット°を有し、層間にグ
ラスフロー等のリン高濃度膜を用いた全ての半導体装置
、特にプラスチック封止型、LSI等に適用し、耐湿性
向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置のチップ表面の一部を示す平
面図、第1A図は第1図におけるA−A挽断面図である
。第2図は本発明の一実施例による半導体装置の一部を
示す平面図、第2A図は第2図におけるA−A挽断面図
である。第3図は樹脂モールドストレスの分布状態を示
す曲線図、第4図はパッジベージ1ン膜クラツクのAn
幅依存性を示す曲線図、第5図は第4図のために用いら
れるコーナー形状を示すガードリングの一部平面図であ
る。第6図乃至第9図は本発明のための各実施例を示す
ものであるにれらのうち、第6図はガードリング部パッ
ジページ■ン膜・クラックのA6膜中スリット幅依存性
を示す曲線図、第7図は第6図のために用いられるコー
ナー形状を示す平面図、第8図はガードリング部バッジ
ベージ曹ン膜・クラックのAA模膜中スリットの形態依
存性を示す曲線図、第9図(2)〜C)は第8図のため
に用いられるコーナー形状を示す各平面図である。 1・・・半導体基板(チップ)、2・・・半導体素子領
域、3・・・絶縁膜、4・・・配線、5・・・ボンディ
ングパッド、6・・・ガードリング、7・・・パッシベ
イション膜、8・・・第1の表面絶縁膜、9・・・第2
の表面絶縁膜、10・・・AI3配線、11・・・スリ
ット。 第   1  図 第1A図 第  2 図 に 第2A図 第  3 図 第  4  図 ト→P−sty/Pstl 第  5v!J 第  6  図 スリ・ソト幅ジノ(l心rPL) 第  7  図 1/ 第  8  図 77”−)”“Jゝり゛D−f一部7、・ノー〕の(〉
」て第  9  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、四角形の半導体基板の一主面に形成された素子領域
    および複数のボンディングパッドと、上記四角形の半導
    体基板の互いに隣接する二辺が交差する上記基板の隅部
    において屈曲部を有して上記基板の一辺から上記基板の
    他の辺に延在する導体膜と、上記導体膜上に形成された
    保護膜とを有し、上記基板を樹脂体により封止した半導
    体装置において、上記基板の隅部における上記導体膜の
    屈曲部は上記導体膜の実質な幅を限定するように上記導
    体膜の延在方向に沿って形成されたスリットを有して成
    り、上記導体膜は、上記基板の一辺の近傍に沿って延在
    し、かつ上記屈曲部を介して上記基板の他の辺に至り、
    該他の辺の近傍に沿って延在して成り、上記複数のボン
    ディングパッドは、上記導体膜より基板の内側において
    、上記基板の周辺部に沿って配置されて成ることを特徴
    とする樹脂封止型半導体装置。 2、上記導体膜の屈曲部は上記導体膜の延在方向に沿っ
    て形成された複数列のスリットを有して成ることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の樹脂封止型半導体装
    置。 3、上記導体膜は、上記基板の中央部の絶縁膜上に形成
    された配線用導体膜より幅が広く形成されて成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の樹脂封止型半導
    体装置。 4、上記基板の周辺部および中央部にそれぞれ形成され
    る導体膜はアルミニウムから成り、該導体膜上にはリン
    シリケートガラスから成る上記保護絶縁膜が形成されて
    成ることを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の樹脂
    封止型半導体装置。
JP20118589A 1989-08-04 1989-08-04 樹脂封止型半導体装置 Pending JPH0277132A (ja)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5371584A (en) * 1976-12-08 1978-06-26 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device
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