JPH0652746B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0652746B2
JPH0652746B2 JP60130893A JP13089385A JPH0652746B2 JP H0652746 B2 JPH0652746 B2 JP H0652746B2 JP 60130893 A JP60130893 A JP 60130893A JP 13089385 A JP13089385 A JP 13089385A JP H0652746 B2 JPH0652746 B2 JP H0652746B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、半導体装置に関し、詳しくはボンディング
パッドの工夫がなされた半導体装置に関する。
(従来の技術) 従来、ワイヤボンディングで用いるボンディングパッド
には、特公昭55−30301号公報、特公昭57−1
6493号公報に記載されている様なものがある。この
様なボンディングパッドは、第2図(a)に示す様に半導
体基板21の周辺部に並べられている。同図(b)は、こ
のa1−a2断面図のボンディングパッド22を拡大し
たもので、21は半導体基板、23はこの上に形成され
た絶縁層、24aはこの上に形成されており、これと同
じ金属層で形成された配線層24bに接続されたパッド
金属層、25は表面保護のための絶縁保護層で、PSG層
等が用いられる。尚、26はこのパッド金属層24aの
露出部であり、細線の接続のための接続領域である。
半導体装置をパッケージに実装する際、ワイヤボンディ
ングを行なうが、これは上記の様なボンディングパッド
に金線あるいはアルミ線等の細線と特公昭56−506
2号公報,特公昭56−46261号公報,実公昭57
−27144号公報に示す用なワイヤボンディング装置
でボンディングするものである。
(発明が解決しようとする問題点) この様にボンディングパッド22にワイヤボンディング
を行なうと、第2図(c)に示すような破損部27が生じ
る。この破損部27が生じるのは、上記公報に示す様な
ワイヤボンディング装置を用いてワイヤボンディングを
行う際、上記公報に記載されている様なキャピラリによ
って受ける機械的衝撃に上記絶縁保護層25が耐えられ
ないからである。この様な破損部27が発生すると、断
線が起って半導体装置が不良となったり、ここから配線
層が腐食したりする。
これを回避するためには、ボンディングパッド22の接
続領域26を十分大きくすればよいがこの接続領域26
を大きくすると半導体基板21の周囲に配置できるボン
ディングパッド22の数に限界が生じたり、又、この大
きな面積のために半導体基板21上に形成できる能動素
子の数が減少して、高集積化の妨げとなる。例えば、ワ
イヤボンディングに用いるワイヤを金線とすれば、金球
28の直径は80〜100μmであるのが通常であるか
ら、接続領域26は、この中心から左右半径分ずつずれ
るのを最大として安全度を見込めば一辺160〜200
μの矩形としなければならず、これが数十個の箇所半導
体基板21に形成されると、このかなりの面積を占めて
しまうのである。
(問題点を解決するための手段) この発明は以上の様な問題点を解決するために絶縁保護
層のパッド金属層と重なる部分を接続領域より下方に設
けたものである。
(作用) この発明は以上の様に、絶縁保護層のパッド金属層と重
なる領域を接続領域より下方に設けたので、キャピラリ
からの機械的応力が絶縁保護層にかからないようになる
のである。
(実施例) 第1図(a)及び(b)は、この発明の第1の実施例を説明す
るための図で、(a)はこの半導体装置のボンディングパ
ッドの平面図、(b)はこのa1−a2断面図である。
第1図(a)において、はボンディングパッドを示し、
2aは配線層2bに接続されアルミ等の金属層で形成さ
れたパッド金属層、3はPSG層あるいはSiO2あるいはこ
の複合層からなる絶縁保護層、4はパッド金属層2aの
周囲を含む様な溝状に形成された凹部を示す。なお図中
左傾斜線部分は凹部4の内側で、凹んでいない部分を示
す。
同図(b)において、その断面を説明する。これは、同図
(a)の断面に金球5を有する金線6を接続した図であ
る。図に示す様に絶縁保護層3は、パッド金属層2aの
端部に、一部重なる様に形成される。このパッド金属層
2aの表面が露出した部分は接続領域7として金線6の
金球5が接続される。尚、配線層2bは全域、この絶縁
保護層3により被覆されている。又、この重なった部分
はPSG層からなる絶縁層8に形成された凹部4中に設け
られる。凹部4はこの絶縁層8を、既知のエッチング技
術によって形成するとよい。又、この凹部4は絶縁層8
に形成する他、半導体基板9をエッチングする工程があ
ればこの半導体基板9に形成しても良い。
この様に絶縁層8をエッチングすることによりパッド金
属層2aと絶縁保護層3とが重なった部分と、金球5の
下端との間に隙間tがあく。この隙間tは凹部4のエッ
チング深さによって自由に調整することができる。この
隙間tがあることにより、金球5から絶縁保護層3に受
ける応力を緩和し、又はなくすることができる。
ここで、アルミなどの金属層に受ける応力は、これら金
属の粘り又は塑性によって吸収するので破損は生じな
い。
尚、この凹部の壁面をステップカバー改良の為に階段状
にすると更に好ましい。
第3図はこの発明の第2の実施例を説明するための断面
図である。ボンディングパッド31の接続領域32は半
導体装置の能動素子を形成する工程で選択的に形成した
フィールド酸化層33上又は、ポリシリコン層34上又
は、これらの複合層上に形成される。これら層を除去せ
ずに選択的に残しておいて、接続領域32をこの上に形
成することによりこの接続領域32は絶縁保護層35と
パッド金属層36の重なった部分より高い位置に形成さ
れることになり、金球5の下端は絶縁保護層35に機械
的圧力を与えない様になる。
(発明の効果) 以上詳細に説明した様にこの発明によれば、アルミ等の
金属層で形成されたボンディングパッドの接続領域が、
絶縁保護層とこの金属層との重なった部分より高い位置
に形成されるので、絶縁保護層はワイヤボンディング装
置より金球等を通した機械的応力を受けないか、受けて
もかなり緩和されるのである。従って、この絶縁保護層
のワイヤボンディングによる破損を避けることができ、
この破損による断線あるいは腐食を避けることが出来る
ようになる。そのため、半導体装置の信頼性を向上させ
ることが出来る様になるのである。
さらに、配線層とパッド金属層とは同種の物質なので、
これらの層は同一工程で形成でき、また、接続領域であ
る凸部は、その周囲の絶縁層に凹部を形成することによ
り形成される等、簡単なプロセスでボンディングパッド
を形成することができる。
また、半導体装置の表面が平坦に保てるので、ボンディ
ング部の位置認識は、従来のボンディングパッドと同様
にできるである。従って、従来のボンディング装置の設
定基準をそのまま用いることができる。この点は、他品
種少量生産を行う場合に特に有効である。
以上のように、本発明によれば様々な効果が得られるの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例を説明するための図で、
(a)はボンディングパッドの平面図、(b)はそのa1−a
2断面図、第2図は従来技術を説明するための図で(a)
は半導体基板の平面図、(b)はそのa1−a2断面の拡
大図、(c)はそのワイヤボンディング後の状態を示す
図、第3図はこの発明の第2の実施例を説明するための
断面図。31……ボンディングパッド、2a,36……パッ
ド金属層、2b……配線層、3,35……絶縁保護層、
4……凹部、5……金球、6……金線、7,32……接
続領域、8……絶縁層、9……半導体基板。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上に形成された半導体素子と、
    一端及び他端を有する配線であって、前記一端が前記半
    導体素子に接続された前記配線と、前記他端に接続され
    たボンディングパッドとを備えた半導体装置において、 前記ボンディングパッドは、 前記半導体基板上に形成され、接続領域、前記接続領域
    を包囲する凹部領域及び前記凹部領域を包囲する周辺領
    域とを有する第1の絶縁層であって、前記接続領域は前
    記凹部領域によって凸部形状に定義され、かつ、前記接
    続領域内の前記第1の絶縁層の厚さと前記周辺領域内の
    前記第1の絶縁層の厚さとが実質的に同一である前記第
    1の絶縁層と、 前記凹部領域内で前記配線の前記他端に接続され、前記
    配線と同種の物質により形成された導電層であって、前
    記凸部の上面全面から前記凹部領域内の凹部底面の前記
    凸部側面近傍まで延在して形成された前記導電層と、 前記凹部底面上に形成された前記導電層上であって、前
    記凸部の側面から所定距離だけ離間した前記導電層上か
    ら周辺領域上全面まで延在して形成された第2の絶縁層
    とから構成され、 前記接続領域内に形成された前記導電層の上面から前記
    半導体基板までの厚さが、前記凹部領域内の前記導電層
    上に形成された前記第2の絶縁層の上面から前記半導体
    基板までの厚さより厚いことを特徴とする半導体装置。
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JPS5334466A (en) * 1976-09-10 1978-03-31 Mitsubishi Electric Corp Electrode construction of semiconductor device

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