JPS60154631A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS60154631A
JPS60154631A JP59010005A JP1000584A JPS60154631A JP S60154631 A JPS60154631 A JP S60154631A JP 59010005 A JP59010005 A JP 59010005A JP 1000584 A JP1000584 A JP 1000584A JP S60154631 A JPS60154631 A JP S60154631A
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JP
Japan
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layer
wiring
bonding
aluminum
semiconductor device
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JP59010005A
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English (en)
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Kazuhiro Tsurumaru
鶴丸　和弘
Izumi Tezuka
手塚　泉
Toshihiro Kosaka
小坂　俊博
Shizuo Kondo
近藤　静雄
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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】 〔技術分野〕 本発明は多層配線構造を有する半導体装置に関し、特に
ポリイミド系樹脂を層間絶！＆膜とする多層配線構造を
有する半導体装置におけるポンディングパッド形成に利
用して有効な技＃に関する。
〔背景技術〕
バイポーラリニアＩＣ等のごとき半導体装置ニおいては
、不純物の選択拡散により、半導体基体内にトランジス
タなどの半導体素子が形成されている。本出願人が開発
した技術は、これら半導体素子に接続する配線を、上下
２層のアルミニウム層としたものである。このうち第２
Ｊ脩（上層）のアルミニウム層の一部は、表面に露出し
、その周辺部が絶縁膜で覆われたポンディングパッド部
として形成された構造を有する。上記絶縁膜には、耐熱
性を有し１表面の平坦化ができる有機樹脂であるポリイ
ミド系樹脂が多ぐ使われている。ところで本発明者はこ
のような２Ｉ−のアルミニクム配線構造を有する半導体
装置において、耐湿性を高める手段として第２層の配線
にシリコン入りのアルミニウムを入れる技術を開発した
。この場合第１Ｒ（下層）の配線材料は、回路中にシ日
・・ノトキバリアダイオードをつくる場合π２９３７人
アルミニウムであると、シワ１１．トキバリ了ダイオー
ドのバリアハイドが高くなることから、純粋のアルミニ
ウムが使われている。第２層配線をシリコン入りアルミ
ニウムを使用し、さら知前記第１層配線は、絶縁膜で覆
って耐湿性改善を行っているにもかかわらず第１層配線
の耐湿レベルがわるいために、配線全体の耐湿性を向上
することができなかった。本発明者が行なった不良解析
により、第１層アルミニウム配線の耐湿性レベルの劣化
する要因はボンディングパ・ノド部の構造によることが
あきら力・とされた。従来１０本発明者により採用され
ている半導体装置のボンディングパ２シト部は、第１図
及びそのＡ−Ａ視断面図で、ちる第２図に示すごとき構
造を有する。
１はシリコン（Ｓｉ）結晶からなる半導体基体、２は表
面酸化膜（Ｓ　ｉ　Ｏ，膜）、３は第１層のアルミニウ
ム配線で図示されない部分で基体表面に形成されたトラ
ンジスタ等の半導体素子に接続されている。４はポリイ
ミド系樹脂からなる有機性の眉間絶縁膜である。この層
間絶縁膜として、リンシリケートガラス（ｐｓＧ）郷か
らなる無機性の層間絶縁膜を用いてもよい。５は填２層
のアルミニウム層の一部でワイヤポンディングパッド部
として形成された部分である。６は有機絶縁膜、たとえ
ばポリイミド系樹脂力・らなる保設絶縁膜である。７は
ボンディングされたワイヤ（金ワイヤ）の球状部分であ
る。第１図に示すように、実線で示される第２層アルミ
ニウム１６５を破線で示される第１層アルミニウム配線
３とは円形で示されるボンディングパヴド領域（７１の
直下で重なることにより相互に接続されている。
このような構造のボッ１４フフフ、９ド部に対してワイ
ヤボンデインクを行うにあたって、ボンディング位置に
ずれを生じた場合、あるいはボンディングの際にボンデ
インク部分に摩擦熱を発生させる目的でポンダを前後又
は左右に振動させてスクラブにすり）動作させた際、ワ
イヤの球状部。
分がボンディング領域から外れた場合に、第２図に点線
８で囲まれる部分でボンディング・ダメージを受けるこ
とが発明者によりあきらかとされた。
すなわち、この部分は有機絶縁膜６及び層間絶縁膜４の
下に第１層アルミニウム配線３が取り出された状態にあ
り、この上がらワイヤボンディングのための大きい機械
的圧力や振動とを受けると無機膜に比して柔軟性の大き
いポリイミド膜が変形を起し第１層アルミニウム配線３
１３との間で接着剥離をおこし、この剥離した部分に水
分がたまり。
第１層のアルミニウムが腐食（粒界腐食）することにな
り耐湿性レベルが低下することが耐湿性試験等で明らか
Ｋなった。
〔発明の目的〕
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あり、その目的は半導体装置のボンディング部を含む２
層配線構造において、ボンディング時のダメージを第１
層の配線が受けない構造として、配線と絶縁膜との剥離
による耐湿性レベルの低下を防止することにある。
本発明の前記ならびにそのほかの説明と新規な特徴は、
本明細書の記載及び添付図面よりあきらかになるであろ
う。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、半導体基体円に半４体素子が形成され、この
半導体素子に接続する配θが２層のアルミニウム層から
なり、このうち第２層のアルミニウム層の一部が表面に
露出し周辺部を有機絶琢膜で覆われたボンデ４７７３９
１部として形成された半導体装置であって、上記ボンデ
ィングバヴド部の第２層のアルミニウム層と＠１層のア
ルミニウム配線とはボンディングバリド領域の近傍から
外れた位置で接続されるとともに、この位置はワイヤボ
ンディング時のスクラブ方向の［ｍ上から外れた位置と
することにより、ボンディング時のダメージを第１　Ｆ
ｆｉの配線が受けない構造とし、前記目的を達成するも
のであろう 〔実施例〕 第３図、第４図は本発明の一実施例を示すものであって
、このうち第３図は半導体装置のボンディング領域近傍
の配線パターンを示す平面図、第４図はｍ３図における
Ｂ　−Ｂ’視折断面図ある。
これら第３図及び第４図において、前掲第１図及び第２
図と共通する構成部分には同一の指示番号な使用する。
同図に示すように第１層アルミニウム配線３は金線の金
ボール７の外径で決箇るボンディング領域の近傍領域（
三点鎖線で囲まれる領域１０でボンディング領域の２倍
の径を有する）がら外れた部分で第２層のアルミニウム
層（ボンディング領域５から続く第２層アルミニウム配
線Ｓａ）と層間膜４のスルーホール１１を通して接続す
る。
この第１＃アルミニ９ム配線３と第２層アルミニウム層
との接続部分９ｔｉボンデインダ領域の中心部を通るワ
イヤボンデインクの際のスクラブ方向（Ｓ−８’）の直
線上から外れた位置に設けられる。なお、第４図におい
てボンディングバ・ソトに接する第２層アルミニウム配
線の一部５ｂは、第２層アルミニウム配線を補強するた
めに広い幅に形成されている。金ボール７は、保獲絶縁
膜６＆Ｃあけたスルーホール１２を介してボンディング
バヴ）’５Ｋｉ続される。この時スルーホール１２は、
金ボール７から一部はみでる構造となっている。
〔効　果〕
以上実施例で述べたように本発明によれば、第１層のア
ルミニウム配線はボンディンダ領域下忙設置ｄない構造
とするために、ワイヤボンディング時のダメージを直接
に受けることがなく、第１層のアルミニウム配線とその
上の絶縁膜との間で接着剥離をおこすことがなく、耐湿
性レベルの低下ヶナくシ、父、ボンディングダメージに
よる第１層アルミニウム配線の断線不良をなくずことが
でき、半纏体製品の信頼性を向上できる効果が１４すら
れる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
たとえば、第５図に示すようＶｃ１層目のアルミニウム
配ｍ５　ａを配設する方向をボンデインダスクラブ方向
ｓ　−ｓ’に対して直角な方向に設げる。
このようにすれば第１層のアルミニウム配線５ａがワイ
ヤボンディングによってダメージを受ｆｆる確率はきわ
めて小さいものとなる。
〔利用分野〕
ポリイミド系樹脂などの有機絶縁膜を用いた２層以上の
アルミニウム多層配線楠造をもつＩＣ９ＬＳＩ等の半導
体装置の全てに本発明は適用できるものである、 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景と７よった利用分野である半導体装置の電極
形成技術ＶＣ地用した場合について説明したが、それに
限定されるものではなく、たとえば、配線基板における
電極形成技術などに適用できる。
【図面の簡単な説明】
４１図は従来の２層配腺構造を有する半導体装置を示し
、ワイヤボンディング部附近のアルミニウム層のレイア
ウトを示す平面図、 第２図は同じく第１図におけるＡ−＾折断面図である。 第３図本発明の一実施例を示すものであってワイヤボン
ディング部附近のアルミニウム層のレイアクトを示す平
面図、 第４図は同じく第３図におけるＢ　−Ｂ’視折断面図あ
る。 第５図は本発明の他の一実施例を示すものであって、ワ
イヤボンディング部附近のアルミニウム啼のレイアウト
を示す平面図である。 １・・・半４体基体（シリコン結晶）、２・・表向酸化
膜（Ｓｉｎ、）、３・・第１層アルミニウム配線。 ４・・・層間絶縁膜（ポリイミド樹脂膜）、訃・第２層
アルミニウム層（ボンディングパ、２ド）、６・・ポリ
イミド樹脂膜（保膜絶縁膜）、７・・・ワイヤボンテイ
ングした金、ワイヤの球体部、８・・・ポンディｙｙダ
メージヲ受ケる部分、９・・・アルミニウム２層の接続
部分、１ｏ・・・ワイヤボンディング領域近傍部分。 第　１　図 第　２　図 膳 ｌ／ 第　４　図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 ｌ、半導体基体内に半導体素子が形成され、上記半導体
    素子に接続する配線が上下２層のアルミニウム層からな
    り、このうち第２層（上層）のアルミニウム層の一部は
    表面に露出し１周辺部を有機絶縁保護膜で覆われたポン
    プイングツ＜、・ノド部として形成されている半導体装
    置であって、上記ボンディングパ、・ノド部に接続され
    る第２Ｊｆ！ｉのアルミニウム層と第１層（下層）のア
    ルミニクム配線とはボンディングパ１．ド部の近傍から
    外れた位置で相互に接続されることを特徴とする半導体
    装置。 ２、上記第２層のアルミニウム層と第１層のアルミニク
    ム配線との接続はポンプイングツ＜・ノド部におけるワ
    イヤボンディングのスクラブ方向の直線上から外れた位
    置で接続される特許請求の範囲第１項に記載の半導体装
    置。 ８、上記有機絶縁膜はポリイミド系樹脂からなる特許請
    求の範囲第１項又は第２項に記載の半導体装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5003373A (en) * 1987-11-30 1991-03-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Structure of electrode junction for semiconductor device
JP2007135847A (ja) * 2005-11-17 2007-06-07 Aisin Seiki Co Ltd シートリフター装置

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