JPH0330347A - 半導体装置 - Google Patents
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、銅系ワイヤをボンディングワイヤとして使用
する半導体装置の電極に関するものである。
する半導体装置の電極に関するものである。
(従来の技術)
一般に、高周波用半導体装置や集積回路などは、電極を
AN (アルミニウム)によって取りだしている。ま
た、このApによって、酸化膜上にボンディングパット
を形成している。
AN (アルミニウム)によって取りだしている。ま
た、このApによって、酸化膜上にボンディングパット
を形成している。
第3図は従来の半導体装置の断面図を示すものである。
シリコン基板11の表面領域にはP/Nジャンクション
を有する素子(例えばトランジスタ)13が形成されて
いる。また、シリコン基板11上には酸化膜12が形成
されている。この酸化膜12には所定の場所に電極を取
り出すためのコンタクトホル14が形成されている。そ
して、コンタクトホール14を介してAIIX極15極
数5出され、ボンディングパットが酸化膜12上に形成
されている。
を有する素子(例えばトランジスタ)13が形成されて
いる。また、シリコン基板11上には酸化膜12が形成
されている。この酸化膜12には所定の場所に電極を取
り出すためのコンタクトホル14が形成されている。そ
して、コンタクトホール14を介してAIIX極15極
数5出され、ボンディングパットが酸化膜12上に形成
されている。
また、第4図は前記半導体装置を用いて銅系ワイヤをボ
ンディングしたときの半導体チップの断面図を示すもの
である。なお、第4図において、前記第3図と同一の部
分には同じ符号が付しである。
ンディングしたときの半導体チップの断面図を示すもの
である。なお、第4図において、前記第3図と同一の部
分には同じ符号が付しである。
前記半導体装置が形成された半導体チ・ツブlBは、リ
ードフレーム17にマウントされる。この後、銅系(銅
、銅合金等)のワイヤ18により、l電極15と外部リ
ードとが接続されることになる。ところが、銅系ワイヤ
はボンディングワイヤのなかでは硬く、へΩ電極15を
変形させて接合することになる。このため、半導体チッ
プ1Gへのダメージが強く、ボンディング部直下の酸化
膜12に、又はその下のシリコン基板11までクラック
19を生じやすいという欠点がある。
ードフレーム17にマウントされる。この後、銅系(銅
、銅合金等)のワイヤ18により、l電極15と外部リ
ードとが接続されることになる。ところが、銅系ワイヤ
はボンディングワイヤのなかでは硬く、へΩ電極15を
変形させて接合することになる。このため、半導体チッ
プ1Gへのダメージが強く、ボンディング部直下の酸化
膜12に、又はその下のシリコン基板11までクラック
19を生じやすいという欠点がある。
なお、酸化11%12にクラック19が発生すれば絶縁
が保てなくなり、クラック19を通じて電極間リフ又は
ショートに至り、不都合である。
が保てなくなり、クラック19を通じて電極間リフ又は
ショートに至り、不都合である。
(発明が解決しようとするKm)
このように、従来は、銅系ワイヤをボンディングワイヤ
として使用をすると、半導体チップにダメージを与え、
クラック等が発生するという欠点があった。
として使用をすると、半導体チップにダメージを与え、
クラック等が発生するという欠点があった。
よって、本発明は、銅系ワイヤのボンディングにおいて
も、そのダメージに耐えることができるボンディングパ
ットを提供することを目的とす上記し1的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、半導体素子の電極を金属
膜によって取りだしこの金属膜によりボンディング)々
・ントを形成するものであり、半導体基板と、この半導
体基板上に形成される絶縁酸化膜と、この絶縁酸化膜上
に形成される、前記絶縁酸化膜よりも硬い、窒素又は炭
素を含むケイ素化合物よりなる膜と、このケイ素化合物
よりなる膜上に形成される前記金属膜よりなるボンディ
ングパットとを有している。
も、そのダメージに耐えることができるボンディングパ
ットを提供することを目的とす上記し1的を達成するた
めに、本発明の半導体装置は、半導体素子の電極を金属
膜によって取りだしこの金属膜によりボンディング)々
・ントを形成するものであり、半導体基板と、この半導
体基板上に形成される絶縁酸化膜と、この絶縁酸化膜上
に形成される、前記絶縁酸化膜よりも硬い、窒素又は炭
素を含むケイ素化合物よりなる膜と、このケイ素化合物
よりなる膜上に形成される前記金属膜よりなるボンディ
ングパットとを有している。
(作用)
このような半導体装置によれば、絶縁酸化膜とボンディ
ングパットとの間に、前記絶縁酸化膜よりも硬い、ケイ
素化合物よりなる膜が設けられている。これにより、前
記バットと外部リードとを銅系のワイヤを用いてワイヤ
ボンディングを行っても、バット上での局部的な応力集
中を避けることができ、そのダメージに耐えることがで
きる。
ングパットとの間に、前記絶縁酸化膜よりも硬い、ケイ
素化合物よりなる膜が設けられている。これにより、前
記バットと外部リードとを銅系のワイヤを用いてワイヤ
ボンディングを行っても、バット上での局部的な応力集
中を避けることができ、そのダメージに耐えることがで
きる。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
る。
第1図は本発明の半導体装置を示すものである。なお、
第1図において、前記第3図に示した従来の半導体装置
と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。
第1図において、前記第3図に示した従来の半導体装置
と同一の部分には同じ符号を付して詳細な説明を省略す
る。
シリコン基板11の表面領域にはP/Nジャンクション
を有する素子(例えばトランジスタ) 13が形成され
ている。シリコン基板11上には絶縁酸化1f!l(例
えば5i02)12が形成されている。この酸化膜12
には所定の場所に電極を取り出すためのコンタクトホー
ル14が形成されている。また、ボンディングパットの
直下になる酸化膜12上には、酸化11112よりも硬
いケイ素化合物、例えば窒化膜(SisN4)20が形
成されている。そして、コンタクトホール14を介して
Ag電極15が積り出され、ボンディングパットが酸化
膜12上に窒化膜20を介して形成されている。
を有する素子(例えばトランジスタ) 13が形成され
ている。シリコン基板11上には絶縁酸化1f!l(例
えば5i02)12が形成されている。この酸化膜12
には所定の場所に電極を取り出すためのコンタクトホー
ル14が形成されている。また、ボンディングパットの
直下になる酸化膜12上には、酸化11112よりも硬
いケイ素化合物、例えば窒化膜(SisN4)20が形
成されている。そして、コンタクトホール14を介して
Ag電極15が積り出され、ボンディングパットが酸化
膜12上に窒化膜20を介して形成されている。
第2図は前記半導体装置を用いて銅系ワイヤをボンディ
ングしたときの半導体チップの断面図を示すものである
。なお、第2図において、前記第1図の半導体装置と同
一の部分には同じ符号が付しである。
ングしたときの半導体チップの断面図を示すものである
。なお、第2図において、前記第1図の半導体装置と同
一の部分には同じ符号が付しである。
まず、前記半導体装置が形成された半導体チップ1Bは
、リードフレーム17にマウントされる。
、リードフレーム17にマウントされる。
この後、リードフレーム17は200℃〜450℃に加
熱される。そして、銅系ワイヤ18は、熱圧着又は振動
(超音波)により半導体チップ16のボンディングパッ
トに接合される。
熱される。そして、銅系ワイヤ18は、熱圧着又は振動
(超音波)により半導体チップ16のボンディングパッ
トに接合される。
この時、銅系ワイヤ18のボールl1laとボンディン
グパットのAg電極15は変形し、下部にダメージや歪
みを与える。しかし、銅系ワイヤ18がボンディングさ
れるAg電極15の下部には、酸化膜12よりも硬い窒
化膜20が存在している。即ち、この窒化膜20を設け
ることにより、局部的な応力集中を避けることができ、
衝撃緩和の効果が得られる。
グパットのAg電極15は変形し、下部にダメージや歪
みを与える。しかし、銅系ワイヤ18がボンディングさ
れるAg電極15の下部には、酸化膜12よりも硬い窒
化膜20が存在している。即ち、この窒化膜20を設け
ることにより、局部的な応力集中を避けることができ、
衝撃緩和の効果が得られる。
これにより、従来、組立後の初期特性として、リーク不
良、耐圧不良が共に5〜30%も発生していたのが、本
発明によって、これらの不良を0.01%以下にするこ
とができる。また、寿命試験においても、高温放置テス
ト、熱サイクルテスト等で10倍以上の寿命を得ること
ができる。
良、耐圧不良が共に5〜30%も発生していたのが、本
発明によって、これらの不良を0.01%以下にするこ
とができる。また、寿命試験においても、高温放置テス
ト、熱サイクルテスト等で10倍以上の寿命を得ること
ができる。
次に、前記第1図に示した半導体装置の製造方法につい
て、同図を参照しながら説明する。
て、同図を参照しながら説明する。
まず、シリコン基板11上に酸化膜12を形成する。酸
化膜12には所定の場所にコンタクトホールを開孔する
。次に、プラズマCVD法により窒化膜20を堆積形成
する。また、PEP (写真蝕刻工程)により、この窒
化膜20をバターニングする。
化膜12には所定の場所にコンタクトホールを開孔する
。次に、プラズマCVD法により窒化膜20を堆積形成
する。また、PEP (写真蝕刻工程)により、この窒
化膜20をバターニングする。
この後、AIJI!Iを堆積形成し、バターニングを行
ってボンディングパットを何するAg電極15を形成す
る。
ってボンディングパットを何するAg電極15を形成す
る。
ここで、Ag電極15のステップカバレージを良くする
ため、窒化膜20上にはCVD法により酸化膜を形成す
るのも効果的である。
ため、窒化膜20上にはCVD法により酸化膜を形成す
るのも効果的である。
また、ボンディングパット直下になるケイ素化合物の厚
さは、この化合物によりワイヤボンディング時における
衝撃緩和の効果が得られる範囲が良い。なお、前記化合
物が窒化膜20の場合には、その厚さは少なくとも10
00Å以上あるのがよく、又3000〜15000人が
効果的である。
さは、この化合物によりワイヤボンディング時における
衝撃緩和の効果が得られる範囲が良い。なお、前記化合
物が窒化膜20の場合には、その厚さは少なくとも10
00Å以上あるのがよく、又3000〜15000人が
効果的である。
ところで、前記実施例では、ボンディングパット直下に
設ける衝撃緩和のための化合物とj、て窒化膜(例えば
5iiN4)20について説明してきたが、酸化膜12
よりも硬い化合物であれば、これに限られない。例えば
、5iON等の窒素化合物若しくは炭化ケイ素(SiC
)等の炭化物又はこれらの複合化合物によるケイ素化合
物であれば、同様の効果が得られる。
設ける衝撃緩和のための化合物とj、て窒化膜(例えば
5iiN4)20について説明してきたが、酸化膜12
よりも硬い化合物であれば、これに限られない。例えば
、5iON等の窒素化合物若しくは炭化ケイ素(SiC
)等の炭化物又はこれらの複合化合物によるケイ素化合
物であれば、同様の効果が得られる。
また、本発明が適用できる半導体素子としては、トラン
ジスタ、ダイオード、集積回路素子等はもちろん、全て
の半導体素子について適用できることは言うまでもない
。
ジスタ、ダイオード、集積回路素子等はもちろん、全て
の半導体素子について適用できることは言うまでもない
。
[発明の効果]
以上、説明したように、本発明の半導体装置によれば、
次のような効果を奏する。
次のような効果を奏する。
ボンディングパットになるAI)?Ii極と、絶縁酸化
膜との間に、前記絶縁酸化膜よりも硬いケイ素化合物、
例えばSi3N4を設けている。よって、銅系ワイヤの
ボンディングにおいても、そのダメージに耐えることが
できるボンディングパットを形成することができる。
膜との間に、前記絶縁酸化膜よりも硬いケイ素化合物、
例えばSi3N4を設けている。よって、銅系ワイヤの
ボンディングにおいても、そのダメージに耐えることが
できるボンディングパットを形成することができる。
第1図は本発明の一実施例に係わる半導体装置を示す断
面図、第2図は前記第1図の半導体装置を用いて銅系ワ
イヤをボンディングしたときの半導体チップを示す断面
図、第3図は従来の半導体装置を示す断面図、第4図は
前記第3図の半導体装置を用いて銅系ワイヤをボンディ
ングしたときの半導体チップを示す断面図である。 12・・・酸化膜、15・・・Ag7ii極、18・・
・銅系ワイヤ、20・・・窒化膜。 3 第1図
面図、第2図は前記第1図の半導体装置を用いて銅系ワ
イヤをボンディングしたときの半導体チップを示す断面
図、第3図は従来の半導体装置を示す断面図、第4図は
前記第3図の半導体装置を用いて銅系ワイヤをボンディ
ングしたときの半導体チップを示す断面図である。 12・・・酸化膜、15・・・Ag7ii極、18・・
・銅系ワイヤ、20・・・窒化膜。 3 第1図
Claims (1)
- 半導体素子の電極を金属膜によって取りだしこの金属膜
によりボンディングパットを形成する半導体装置であっ
て、半導体基板と、この半導体基板上に形成される絶縁
酸化膜と、この絶縁酸化膜上に形成される、前記絶縁酸
化膜よりも硬い、窒素又は炭素を含むケイ素化合物より
なる膜と、このケイ素化合物よりなる膜上に形成される
前記金属膜よりなるボンディングパットとを具備する半
導体装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1164533A JPH0682704B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体装置 |
EP90112253A EP0405501B1 (en) | 1989-06-27 | 1990-06-27 | Semiconductor device |
KR1019900009536A KR930011456B1 (ko) | 1989-06-27 | 1990-06-27 | 반도체장치 |
DE69034071T DE69034071T2 (de) | 1989-06-27 | 1990-06-27 | Halbleiteranordnung |
US08/037,184 US5293073A (en) | 1989-06-27 | 1993-03-24 | Electrode structure of a semiconductor device which uses a copper wire as a bonding wire |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1164533A JPH0682704B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0330347A true JPH0330347A (ja) | 1991-02-08 |
JPH0682704B2 JPH0682704B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=15794971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1164533A Expired - Lifetime JPH0682704B2 (ja) | 1989-06-27 | 1989-06-27 | 半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0405501B1 (ja) |
JP (1) | JPH0682704B2 (ja) |
KR (1) | KR930011456B1 (ja) |
DE (1) | DE69034071T2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6603207B2 (en) | 1995-07-14 | 2003-08-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode structure for semiconductor device, method for forming the same, mounted body including semiconductor device and semiconductor device |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6875687B1 (en) | 1999-10-18 | 2005-04-05 | Applied Materials, Inc. | Capping layer for extreme low dielectric constant films |
EP1094506A3 (en) * | 1999-10-18 | 2004-03-03 | Applied Materials, Inc. | Capping layer for extreme low dielectric constant films |
US7612457B2 (en) | 2007-06-21 | 2009-11-03 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor device including a stress buffer |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5886733A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPS6031243A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-18 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPS61196552A (ja) * | 1985-02-26 | 1986-08-30 | Nec Corp | 半導体集積回路装置 |
JPS6218060A (ja) * | 1985-07-16 | 1987-01-27 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPS6232617A (ja) * | 1985-08-02 | 1987-02-12 | Matsushita Electronics Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
JPS6484724A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Nec Corp | Semiconductor device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57113235A (en) * | 1980-12-29 | 1982-07-14 | Nec Corp | Semiconductor device |
US4949150A (en) * | 1986-04-17 | 1990-08-14 | Exar Corporation | Programmable bonding pad with sandwiched silicon oxide and silicon nitride layers |
JPS63148646A (ja) * | 1986-12-12 | 1988-06-21 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
-
1989
- 1989-06-27 JP JP1164533A patent/JPH0682704B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-06-27 EP EP90112253A patent/EP0405501B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-06-27 KR KR1019900009536A patent/KR930011456B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1990-06-27 DE DE69034071T patent/DE69034071T2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
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JPS5886733A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Nec Corp | 半導体装置 |
JPS6031243A (ja) * | 1983-08-01 | 1985-02-18 | Nec Corp | 半導体装置 |
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---|---|---|---|---|
US6603207B2 (en) | 1995-07-14 | 2003-08-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrode structure for semiconductor device, method for forming the same, mounted body including semiconductor device and semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0405501A2 (en) | 1991-01-02 |
EP0405501A3 (en) | 1991-07-24 |
KR930011456B1 (ko) | 1993-12-08 |
JPH0682704B2 (ja) | 1994-10-19 |
DE69034071T2 (de) | 2004-01-08 |
KR910001924A (ko) | 1991-01-31 |
DE69034071D1 (de) | 2003-06-18 |
EP0405501B1 (en) | 2003-05-14 |
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