JPH04286343A - 半導体装置のボンディング構造およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置のボンディング構造およびその製造方法

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JPH04286343A
JPH04286343A JP3051441A JP5144191A JPH04286343A JP H04286343 A JPH04286343 A JP H04286343A JP 3051441 A JP3051441 A JP 3051441A JP 5144191 A JP5144191 A JP 5144191A JP H04286343 A JPH04286343 A JP H04286343A
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JP3051441A
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Mitsuaki Fujihira
藤平 充明
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耐湿性の優れた半導体
装置のボンディング構造およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置の耐湿性を向上させる
ため、半導体素子部あるいは配線部と外部端子との接続
を行うボンディングパッドのみを露出させて、それ以外
の半導体装置の表面全体をシリコン酸化膜やシリコン窒
化膜で被覆している。この膜は通常パッシベーション膜
と呼ばれ、半導体基板上の素子・配線部への外部からの
水分の浸入を防止する役割を果たす。
【0003】図4は、このような従来の半導体装置を示
した図である。半導体基板101上に各種の素子、ある
いは配線が形成され、その上に絶縁膜102が設けられ
ている。絶縁膜102上の所定領域には、金属材料でボ
ンディングパッド103が形成されている。このボンデ
ィングパッド103の端部を覆うようにして、絶縁材料
によりパッシベーション膜111が設けられている。こ
のパッシベーション膜111には、基板101の素子・
配線部と外部端子とを接続させるため、ボンディングパ
ッド103の所定領域に開口を有し、ボンディングパッ
ド103の一部が露出している。
【0004】このように不用部分を絶縁膜で覆うことに
よって、外部から基板101への水分の浸入を防ぐこと
ができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし図4に示した従
来例では、同図中破線丸印で示したボンディングパッド
103の端部のパッシベーション膜111に段差が生じ
てしまう。この段差部分では、実効的にパッシベーショ
ン膜111の膜厚が薄くなるので、この部分から水分が
浸入してしまい充分な耐湿性を得ることができないとい
う問題があった。また、同図中破線丸印で示した部分で
は、ボンディングパッド103とパッシベーション膜1
11との界面に沿って水分が浸入してしまい、充分な耐
湿性が得られないという問題があった。
【0006】なお、特開昭62−217622号におい
て、ボンディングパッド部での水分の浸入による腐食断
線不良の発生を防止する構造が開示されているが、これ
は水分の浸入を直接的に防止できるものではないため、
断線不良の発生防止に限界がある。
【0007】そこで本発明では上記の問題点に鑑み、耐
湿性を向上させた半導体装置のボンディング構造および
その製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
のボンディング構造は、基板上に形成された下層ボンデ
ィングパッドと、下層ボンディングパッドの側面に形成
された、絶縁材料からなる第1のサイドウォールと、下
層ボンディングパッド上の所定領域に開口を有し、下層
ボンディングパッドの端部、及び第1のサイドウォール
を覆う第1のパッシベーション膜と、第1のパッシベー
ション膜の開口部における下層ボンディングパッド上の
所定領域に形成された上層ボンディングパッドと、上層
ボンディングパッドの側面と第1のパッシベーション膜
との間に埋め込まれた絶縁材料からなる第2のサイドウ
ォールと、上層ボンディングパッド上の所定領域に開口
を有し、上層ボンディングパッドの端部、及び第2のサ
イドウォールを覆う第2のパッシベーション膜とを有す
ることを特徴とする。
【0009】なお、上述の半導体装置のボンディング構
造は、基板上の所定領域に下層ボンディングパッドを形
成する第1の工程と、下層ボンディングパッドの側面に
、絶縁材料からなる第1のサイドウォールを設ける第2
の工程と、下層ボンディングパッド上の所定領域に開口
を有し、下層ボンディングパッドの端部、及び第1のサ
イドウォールを覆う第1のパッシベーション膜を形成す
ると共に下層ボンディングパッドの所定領域上に、上層
ボンディングパッドを形成する第4の工程と、上層ボン
ディングパッドの側面と、第1のパッシベーション膜と
の間に絶縁材料を埋め込んで第2のサイドウォールを形
成する第5の工程と、上層ボンディングパッド上の所定
領域に開口を有し、上層ボンディングパッドの端部、及
び第2のサイドウォールを覆う第2のパッシベーション
膜を形成する第6の工程とを経ることによって製造され
る。
【0010】
【作用】本発明では、積層されたボンディングパッドの
各々の側面に絶縁材料からなるサイドウォールが設けら
れているため、このサイドウォールが水分の浸入を防止
するパッシベーション膜の一部として機能する。このた
め、パッシベーション膜の厚さは実効的に厚くなる。
【0011】また、本発明の製造方法によれば、第1の
パッシベーション膜とその開口部内に形成された上層ボ
ンディングパッドとの間にサイドウォール形成材料を埋
め込むことができる。その結果、上層ボンディングパッ
ドの側面にサイドウォールを形成することができ、第2
のパッシベーション膜を段差なく滑らかに形成すること
ができる。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係る半導体装置の構造を示し
たものである。絶縁膜2の所定領域上には下層ボンディ
ングパッド3及び上層ボンディングパッド4が順次積層
されており、上層ボンディングパッド4は下層ボンディ
ングパッド3よりも小さい面積で形成されている。いず
れのボンディングパッドもその側面に絶縁材料からなる
第1、第2のサイドウォール21、22を有しているた
め、第1、第2のサイドウォール21、22との境界に
水分が浸入することができない。さらに第1のサイドウ
ォール21と下層ボンディングパッド3の端部は第1の
パッシベーション膜11で覆われており、第2のサイド
ウォール22と上層ボンディングパッド4の端部は第2
のパッシベーション膜12で覆われている。
【0013】この構造では、前述の第1、第2のサイド
ウォール21、22は、それぞれ第1、第2のパッシベ
ーション膜11、12の一部として機能するため、第1
、第2のパッシベーション膜11、12の膜厚は実効的
に厚くなる。このため、半導体装置の外部から浸入しよ
うとする水分はこれらのサイドウォールによって遮られ
、絶縁膜2の直下に形成されている半導体装置の素子部
分あるいは配線構造部分には到達しない。なお、第1、
第2のサイドウォール21、22として、下層及び上層
ボンディングパッド3及び4との密着強度が大きい絶縁
材料を用いることによって、下層、及び上層ボンディン
グパッド3、4との境界への水分の浸入をより効果的に
防ぐことができる。
【0014】次に、図2及び図3を用い、上述の半導体
装置の製造方法について説明する。SiやGaAs等の
基板1上に各種の素子(トランジスタ、ダイオード、抵
抗、容量等)、あるいはそれらを相互に接続する配線等
を形成した後、その表面に下地となる絶縁膜2を形成す
る。さらにその上に、金属材料を用いて下層ボンディン
グパッド3を形成する(図2(a)図示)。
【0015】次に絶縁膜2及び下層ボンディングパッド
3の表面に一様に、絶縁材料からなる第1のサイドウォ
ール形成用絶縁膜21aを形成する(同図(b)図示)
【0016】次に、この第1のサイドウォール形成用絶
縁膜21aをRIE法等を用いて異方性エッチングし、
下層ボンディングパッド3の側面にのみ第1のサイドウ
ォール21を形成する(同図(c)図示)。この第1の
サイドウォール21は、下層ボンディングパッド3の側
面と第1のサイドウォール21との界面に沿って水分が
浸入するのを防止するため、下層ボンディングパッド3
に対する密着強度の大きい絶縁材料を用いると良い。こ
の絶縁材料としてはシリコン窒化膜等が適している。
【0017】さらに、下層ボンディングパッド3の所定
領域に開口を有し、かつ第1のサイドウォール21が形
成された下層ボンディングパッド3の端部を覆うように
、第1のパッシベーション膜11を設ける(図2(d)
図示)。このとき、この第1のパッシベーション膜11
は水分が透過しにくく、かつ、下層ボンディングパッド
3の表面と第1のパッシベーション膜11の界面に沿っ
て水分が浸入することのないよう、下層ボンディングパ
ッド3に対する密着強度が大きい絶縁材料を用いると良
い。この材料としては、シリコン窒化膜等が適している
。また、このときの第1のパッシベーション膜11の開
口部の大きさは、次の工程で形成される上層ボンディン
グパッドに第2のサイドウォールが設けられた状態の大
きさとほぼ等しくなるようにする。
【0018】次に、前述の開口により露出した下層ボン
ディングパッド3上に、この下層ボンディングパッド3
と同様の形成方法により上層ボンディングパッド4を形
成する。さらに上層ボンディングパッド4上、第1のパ
ッシベーション膜11上、及び露出している下層ボンデ
ィングパッド3上に第2のサイドウォール形成用絶縁膜
22aを一様に被着する(図3(a)図示)。
【0019】次に、第2のサイドウォール形成用絶縁膜
22aをRIE法等を用いて異方性エッチングし、上層
ボンディングパッド4の側面のみに第2のサイドウォー
ル22を形成する(同図(b)図示)。この第2のサイ
ドウォール22の形成材料には、上層ボンディングパッ
ド4の側面と第2のサイドウォール22との界面に沿っ
て水分が浸入するのを防ぐため、上層ボンディングパッ
ド4に対する密着強度が大きいものを用いると良い。こ
の材料としては、シリコン窒化膜等が適している。
【0020】さらにその表面に、第2のサイドウォール
22が形成された上層ボンディングパッド4の端部を覆
うように、絶縁材料を用いて第2のパッシベーション膜
12を形成する。この第2のパッシベーション膜は、上
層ボンディングパッド4の所定領域が露出するようにそ
の領域の絶縁材料をRIE法等により除去したものであ
る(同図(c)図示)。なお、この第2のパッシベーシ
ョン膜12も水分が透過しにくく、かつ、上層ボンディ
ングパッド4と第2のパッシベーション膜12との界面
に沿って水分が浸入することのないように、上層ボンデ
ィングパッド4に対する密着強度の大きい絶縁材料を用
いると良い。この材料としては、シリコン窒化膜等が適
している。
【0021】上述の工程によれば、それぞれのボンディ
ングパッド3及び4の側面には、絶縁膜をエッチングす
ることによって第1、第2のサイドウォール21、22
を設けるため、それら第1、第2のサイドウォール21
、22の表面を滑らかに形成することができる。これに
伴い、2層に形成されるパッシベーション膜を段差なく
滑らかに形成することができる。また、ボンディングパ
ッド3及び4と第1、第2のサイドウォール21、22
の界面に沿って外部から水分が浸入しようとする場合、
基板1上の絶縁膜2に到達するまでの行程が長くなるの
で、外部から浸入する水分は、絶縁膜2、及び半導体素
子・配線部に到達しにくくなるため、耐湿性が向上する
【0022】なお、上記実施例において、材料の組み合
わせや工程の順序は本発明の概念を逸脱することなく種
々の変更が可能であり、例えば上層ボンディングパッド
4を形成した後に第1のパッシベーション膜11を形成
し、その間隙に第2のサイドウォール形成用絶縁膜22
aを埋め込んでも良い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、ボンデ
ィングパッドの側面に設けられたサイドウォールが水分
の浸入を防止するパッシベーション膜として機能するた
め、ボンディングパッド端部でのパッシベーション膜の
膜厚が実効的に増加し、この部分からの水分の浸入を防
ぐ。このため耐湿性を向上させることができ、信頼性の
高い半導体装置を得ることが可能となる。
【0024】また、多層積層するパッシーション膜を段
差を生じることなく形成できると共に、ボンディングパ
ッドとパッシベーション膜、及びサイドウォールとの界
面に沿って外部から水分が浸入しようとする場合、絶縁
膜に到達するまでの行程が長くる。従って、水分は絶縁
膜及び半導体素子部までは到達しにくくなり、耐湿性を
向上させた高信頼性の半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る半導体装置の構造を示す
図である。
【図2】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
示す図である。
【図3】本発明の実施例に係る半導体装置の製造方法を
示す図である。
【図4】従来の半導体装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
1…基板 11…第1のパッシベーション膜 12…第2のパッシベーション膜 2…絶縁膜 21…第1のサイドウォール 22…第2のサイドウォ−ル 3…下層ボンディングパッド 4…上層ボンディングパッド

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基板上に形成された下層ボンディング
    パッドと、前記下層ボンディングパッドの側面に形成さ
    れた、絶縁材料からなる第1のサイドウォールと、前記
    下層ボンディングパッド上の所定領域に開口を有し、当
    該下層ボンディングパッドの端部、及び前記第1のサイ
    ドウォールを覆う第1のパッシベーション膜と、前記第
    1のパッシベーション膜の開口部における前記下層ボン
    ディングパッド上の所定領域に形成された上層ボンディ
    ングパッドと、前記上層ボンディングパッドの側面と前
    記第1のパッシベーション膜との間に埋め込まれた絶縁
    材料からなる第2のサイドウォールと、前記上層ボンデ
    ィングパッド上の所定領域に開口を有し、当該上層ボン
    ディングパッドの端部、及び前記第2のサイドウォール
    を覆う第2のパッシベーション膜とを有することを特徴
    とする半導体装置のボンディング構造。
  2. 【請求項2】  基板上の所定領域に下層ボンディング
    パッドを形成する第1の工程と、前記下層ボンディング
    パッドの側面に、絶縁材料からなる第1のサイドウォー
    ルを設ける第2の工程と、前記下層ボンディングパッド
    上の所定領域に開口を有し、当該下層ボンディングパッ
    ドの端部、及び前記第1のサイドウォールを覆う第1の
    パッシベーション膜を形成すると共に、前記下層ボンデ
    ィングパッドの所定領域上に、上層ボンディングパッド
    を形成する第4の工程と、前記上層ボンディングパッド
    の側面と、前記第1のパッシベーション膜との間に、絶
    縁材料を埋め込んで第2のサイドウォールを形成する第
    5の工程と、前記上層ボンディングパッド上の所定領域
    に開口を有し、当該上層ボンディングパッドの端部、及
    び前記第2のサイドウォールを覆う第2のパッシベーシ
    ョン膜を形成する第6の工程とを備えることを特徴とす
    る半導体装置のボンディング構造の製造方法。
JP3051441A 1991-03-15 1991-03-15 半導体装置のボンディング構造およびその製造方法 Pending JPH04286343A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR960002734A (ko) * 1994-06-15 1996-01-26 문정환 반도체 박막소자
JP2012253058A (ja) * 2011-05-31 2012-12-20 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置

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KR960002734A (ko) * 1994-06-15 1996-01-26 문정환 반도체 박막소자
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