JPH08274265A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH08274265A
JPH08274265A JP7076705A JP7670595A JPH08274265A JP H08274265 A JPH08274265 A JP H08274265A JP 7076705 A JP7076705 A JP 7076705A JP 7670595 A JP7670595 A JP 7670595A JP H08274265 A JPH08274265 A JP H08274265A
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JP
Japan
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wiring
integrated circuit
voltage
circuit
bonding pad
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Application number
JP7076705A
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English (en)
Inventor
Kazunobu Kuwazawa
和伸 桑沢
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH08274265A publication Critical patent/JPH08274265A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
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    • H01L2224/1012Auxiliary members for bump connectors, e.g. spacers
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    • H01L2224/10126Bump collar
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    • H01L2924/14Integrated circuits

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体装置において、接合容量や、接合リーク
量を増加させることなく、また静電気等による高電圧が
ゲート絶縁膜を破壊するより低く任意の電圧で、高電圧
による電荷を逃し、ゲート絶縁膜を保護するような構造
を提供する。 【構成】半導体基板に形成された集積回路と外部の配線
との接続のためのボンディグパッドとの間を結ぶ第一の
配線の下に導電性突起物(ヒロック、ウィスカー、道電
性再デポ物等)が形成された第二の配線を配置する。静
電気などの過大電圧が印加されたときに、第1の配線と
導電性突起物との距離が第1の配線から第2の配線へ電
荷を逃がすように、導電性突起物の高さが制御され形成
されている。 【効果】高電圧印加の際の電荷を逃がす構造が、集積回
路と独立して配置されており、回路全体や、素子自身を
使って高電圧からの保護を図らないため、高電圧からの
回路、素子保護の観点からは全く独立に回路や素子を、
設計、製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、MIS形半導体を用いた集積回路
では、静電気ストレスなどの高電圧印加からのゲート絶
縁膜保護のために、次に挙げられる様な方法を採ってき
た。基本的に、ゲート絶縁膜と並列に、ゲート膜より耐
圧の低い回路を設けることにより、静電気ストレスなど
の印加の際、後者の回路を先にブレークさせ電荷を逃が
しゲート絶縁膜の保護を図っている。具体例としては、
ダイオードの逆ブレークや、回路中のトランジスタ自身
のオフブレークを利用した方法が広く用いられている。
このブレーク耐圧を制御する方法として、ダイオードの
接合を形成する2種類の導電型領域のうち低濃度の領域
の不純物濃度を変化させるなどがある。通常の場合基板
や反転阻止拡散層の不純物濃度を変化させる。従って、
ゲート絶縁膜の膜厚が20nm程度の半導体集積回路
(ゲート絶縁膜に印加される最大電界強度は8MV/c
mのため、保護ダイオード耐圧に換算して15V程度以
下である必要がある)までがこの方法により静電気スト
レスに対する有効な手段であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、半導体集積回路
の高集積化、高密度化、高速化の要求のためゲート絶縁
膜は薄膜化の必要がある。その結果集積回路の静電気の
耐性が落ちることになる。このため、静電気保護のため
に保護回路のブレークの耐圧を下げることが必要にな
る。しかしながら、従来の方法によって耐圧を下げるこ
とを図ろうとすると、それに伴う弊害が発生する。ブレ
ーク耐圧を下げる要求にしたがって、従来の方法により
基板や反転阻止層の不純物濃度を高濃度化する場合、接
合の容量が増加し、素子の高速化を妨げる。同時に、接
合をリークする電流も増加し消費電力の増加を招いたり
するばかりでなく、熱の発生が素子への影響も懸念され
る。従って、ゲート絶縁膜の膜厚が20nmを下回るよ
うな素子を製造する場合、ブレーク耐圧を下げること
と、接合容量やリーク電流の低減などとが相反する関係
になり、実質上製造することは不可能になる。そこで、
本発明は上記の問題を解決するもので、その目的とする
ところは、接合容量や、接合リーク量を増加させること
なく、また、静電気等による高電圧がゲート絶縁膜を破
壊するより低く任意の電圧で、高電圧による電荷を逃
し、ゲート絶縁膜を保護するような構造を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】半導体基板に形成された
集積回路と外部の配線との接続のために形成されたボン
ディグパッドとの間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配
線が絶縁層を介して形成されており、その配線は集積回
路の外周に、集積回路とは絶縁されて配置され、前記の
全ての第1の配線と交差している。また、前記の第2の
配線上には導電性突起物が形成されている。その導電性
突起物の高さが、前記の第1の配線と導電性突起物との
距離が静電気などの過大電圧が印加されたときに、その
電圧により、第1の配線から第2の配線へ電荷を逃がす
ように制御されて形成されているような構造を有するこ
とを特徴とする。
【0005】半導体基板に形成された集積回路と外部の
配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
と交差している。また、前記の第2の配線上にはウィス
カーが形成されている。そのウィスカーの高さが、前記
の第1の配線とウィスカーとの距離が静電気などの過大
電圧が印加されたときに、その電圧により、第1の配線
から第2の配線へ電荷を逃がすように制御されて形成さ
れているような構造を有することを特徴とする。
【0006】半導体基板に形成された集積回路と外部の
配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
と交差している。また、前記の第2の配線上にはヒロッ
クが形成されている。そのヒロックの高さが、前記の第
1の配線とヒロックとの距離が静電気などの過大電圧が
印加されたときに、その電圧により、第1の配線から第
2の配線へ電荷を逃がすように制御されて形成されてい
るような構造を有することを特徴とする。
【0007】半導体基板に形成された集積回路と外部の
配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
と交差している。また、前記の第2の配線の側壁及びそ
の側壁上にはエッチングの際に再デポした導電物が残っ
て形成されている。その再付着による導電物の高さが、
前記の第1の配線とその導電物との距離が静電気などの
過大電圧が印加されたときに、その電圧により第1の配
線から第2の配線へ電荷を逃がすように制御されて形成
されているような構造を有することを特徴とする。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図に従って説明す
る。図1の(a)、(b)、(c)(d)、(e)は本
発明の半導体装置の上方から見た図、及び断面図であ
る。100は集積回路が配置されている領域である。1
01は集積回路の外周をとりかこむように配置されてい
る配線であり、集積回路とは絶縁されていて、接地され
ている。102は集積回路とボンディングパッドを接続
する配線であり、図1(b)のように集積回路を取り囲
む配線101とは交差するように配置されている。尚、
配線101と配線102は絶縁膜を介して絶縁されてい
る。103はボンディングパッドである。104はウィ
スカである。105はヒロックである。106は配線1
01をエッチングする際に、配線101の側壁及び配線
101をエッチングするためのホトレジスト側壁に形成
され、ホトレジスト剥離後は、配線101の側壁上に角
状に伸びる導電性再デポ物である。尚、この再デポ物は
エッチングの際の再デポ物であるため配線101とほぼ
同じ物質により形成されている。107は配線間の絶縁
層間膜である。
【0009】図1(c)は本発明の第1の実施例であ
る。集積回路の外周を取り巻き、集積回路とは絶縁され
ている配線101の上部にはウィスカ104が成長して
いる。しかし、そのウィスカの長さは製造過程に於て適
切な長さに調整されている。たとえば、細く成長したウ
ィスカ上に絶縁層間膜を形成しウィスカを完全に被覆し
たのち、化学的機械的研磨(以下CMP)によりウィス
カの上部が露出するように研磨を行い、更に絶縁層間膜
を形成する。このような方法はほんの一例に過ぎない
が、この様にして適切な長さを実現する。また、その長
さは外部からボンディングパッド103を介して静電気
などの過大電圧が印加された時に、その電荷を所望の電
圧で逃がすように調整する。例えば配線101、配線1
02間の層間膜にプラズマCVDによる窒化膜を用いて
いれば、ウイスカ104の先端と配線102の距離は、
25nm±2.5nm程度であれば、10V±1Vで電
荷は配線101に流れ、集積回路領域には過大電圧が印
加されず保護される。ここで、25nmという厚さは、
現在の代表的な絶縁層間膜の形成技術である気相成長法
などの技術では容易に実現できる厚さである。もちろ
ん、絶縁層間膜の種類、膜厚をかえることにより、任意
に電荷を逃がす電圧を設定することができる。つまり、
誘電率の大きい絶縁層間膜を用いれば、膜厚を大きく設
定し、誘電率の小さいものを用いれば、層間膜の厚さを
薄く設定すればよく、一方で誘電率が一定であれば、絶
縁層間膜の厚さを厚くすれば、電荷を逃がす電圧を高く
することができるということになる。この方法によれば
回路自体、もしくは回路内の素子そのものを使って回路
保護、または素子の保護を図らないため回路や素子の特
性を全く変えずに回路保護を図ることができる。また、
ウィスカの先端という細い部分が電流の経路となるた
め、一度電流を逃した後でも、電流のリークが大きくな
ることは少なく回路に影響を与えない。
【0010】図1(d)は、本発明の第2の実施例であ
る。ボンディングパッド103を介して配線102に印
加された過大電圧による電荷は、配線101に形成され
たヒロック105を介して配線101に逃れる。第1の
実施例と同様にヒロック105と配線102との距離は
製造過程で調整されている。このようにして、過大電圧
印加から集積回路、素子の保護を図る。
【0011】図1(e)は、本発明の第3の実施例であ
る。ボンディングパッド103を介して配線102に印
加された過大電圧による電荷は、配線101に形成され
た導電性再デポ物106を介して配線101に逃れる。
第1、第2の実施例と同様に導電性再デポ物と配線10
2との距離は製造過程で調整されている。このようにし
て、過大電圧印加から集積回路、素子の保護を図る。
【0012】尚、配線101上に形成される突起物はウ
イスカ、ヒロックや、導電性再デポ物に限らず、導電性
突起物であれば問題ない。
【0013】
【発明の効果】本発明による構造をもつ半導体装置によ
れば、高電圧印加の際の電荷を逃すことができそのた
め、信頼性の高い半導体集積回路を得ることができる。
その上、高電圧印加の際の電荷を逃がす電圧も任意に設
定することができるため、従来技術に比較して、ゲート
絶縁膜や、素子能力のマージンを大きくとることが容易
になる。同時に、素子の微細化、高集積を容易にする。
さらに、高電圧印加の際の電荷を逃がす構造が、集積回
路と独立して配置されているため、従来のように、回路
全体や、素子自身を使って高電圧からの保護を図らない
ため、回路や素子を、高電圧からの回路、素子保護とい
う観点からは全く任意に設計、製造することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の断面図及び上方からの
図。
【符号の説明】
100...集積回路領域 101...高電圧印加の際の電荷を逃がす配線 102...集積回路、ボンディングパッド間の配線 103...ボンディングパッド 104...ウイスカ 105...ヒロック 106...導電性再デポ物 107...配線層間膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板に形成された集積回路と外部の
    配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
    間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
    て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
    回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
    と交差している。また、前記の第2の配線上には導電性
    突起物が形成されている。その導電性突起物の高さが、
    前記の第1の配線と導電性突起物との距離が静電気など
    の過大電圧が印加されたときに、その電圧により、第1
    の配線から第2の配線へ電荷を逃がすように制御されて
    形成されているような構造を有することを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】半導体基板に形成された集積回路と外部の
    配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
    間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
    て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
    回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
    と交差している。また、前記の第2の配線上にはウィス
    カーが形成されている。そのウィスカーの高さが、前記
    の第1の配線とウィスカーとの距離が静電気などの過大
    電圧が印加されたときに、その電圧により、第1の配線
    から第2の配線へ電荷を逃がすように制御されて形成さ
    れているような構造を有することを特徴とする半導体装
    置。
  3. 【請求項3】半導体基板に形成された集積回路と外部の
    配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
    間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
    て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
    回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
    と交差している。また、前記の第2の配線上にはヒロッ
    クが形成されている。そのヒロックの高さが、前記の第
    1の配線とヒロックとの距離が静電気などの過大電圧が
    印加されたときに、その電圧により、第1の配線から第
    2の配線へ電荷を逃がすように制御されて形成されてい
    るような構造を有することを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】半導体基板に形成された集積回路と外部の
    配線との接続のために形成されたボンディグパッドとの
    間を結ぶ第1の配線の下部に第2の配線が絶縁層を介し
    て形成されており、その配線は集積回路の外周に、集積
    回路とは絶縁されて配置され、前記の全ての第1の配線
    と交差している。また、前記の第2の配線の側壁及びそ
    の側壁上にはエッチングの際に再度デポされた導電物が
    残って形成されている。その再デポによる導電物の高さ
    が、前記の第1の配線とその導電物との距離が静電気な
    どの過大電圧が印加されたときに、その電圧により第1
    の配線から第2の配線へ電荷を逃がすように制御されて
    形成されているような構造を有することを特徴とする半
    導体装置。
JP7076705A 1995-03-31 1995-03-31 半導体装置 Pending JPH08274265A (ja)

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JP7076705A JPH08274265A (ja) 1995-03-31 1995-03-31 半導体装置

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ID=13612942

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7076705A Pending JPH08274265A (ja) 1995-03-31 1995-03-31 半導体装置

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JP (1) JPH08274265A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075586A (ja) * 2008-02-15 2014-04-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014075586A (ja) * 2008-02-15 2014-04-24 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 半導体装置

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