JPS61269332A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS61269332A
JPS61269332A JP60110328A JP11032885A JPS61269332A JP S61269332 A JPS61269332 A JP S61269332A JP 60110328 A JP60110328 A JP 60110328A JP 11032885 A JP11032885 A JP 11032885A JP S61269332 A JPS61269332 A JP S61269332A
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JP
Japan
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wiring
chip
stress
corner
section
Prior art date
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Pending
Application number
JP60110328A
Other languages
English (en)
Inventor
Susumu Okikawa
進 沖川
Tatsuo Itagaki
板垣 達夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61269332A publication Critical patent/JPS61269332A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Geometry or layout of the interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

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(2層以上の配線)を有する半導体
チップのコーナ(corner)部の応力集中箇所を補
強するようにした半導体装1iiVC関する。
〔背景技術〕
従来、第4図に示すように半導体チップ(以下。
チップという。)2をリードフレーム1上にマウントし
、ボンディング後、これをたとえば樹脂(レジン)3で
モールドして封止すると、樹脂3とチップ2との熱膨張
差が非常に大きく、かつ樹脂3の熱膨張がチップ2のそ
れよりも大きいので、樹脂3が硬化収縮する過程でチッ
プ2表面、特にチップ2のコーナ部表面に非常に大きな
応力が図示矢印方向に作用し、チップ2のコーナ部(4
箇所ある)において、特にチップの角より対角線方向に
チップ辺の長さの1割〜2割の長さdの点(第3図で示
すdK相当する位置)よりチップ辺に垂線を下ろして形
成されるコーナ領域において、クラックが生じ易い。
この点につき更に第5図を用いてより具体的に説明する
WXS図は多層配線、特に2層A!配線を有するチップ
のコーナ部を示し、同図において、4はシリコン基板、
5は5tot膜、6は第1層目のAA配線、7は層間絶
縁膜、8は第2層目のA2配線、9はバッシベーシヲン
膜である。
このような構成のチップ10を前述の如く樹脂(レジン
)でモールドして封止した場合には、テップ10のコー
ナ@には樹脂の硬化収縮過程で硬化応力に基因して、締
付力や側面圧力が図示矢印11の向きにチップ側面に加
わり、また剪断応力が図示矢印12の向きにチップ表面
に加わり、また垂直応力が図示矢印13の向きにチップ
表面に加わる。チップ10のコーナ部表面、X−X上に
は図示の如く応力σi (前記締付力、側面圧力や剪断
応力や垂直応力を含めた応力の総和)が極部的に存在す
る。即ちAn配線6とA!配線8間の眉間絶縁膜7の段
差部(図示点線で示す九枠14部分)やチップ端忙近い
パッジベージ1ン膜90段差部(図示点線で示す光枠1
5部分)に応力が集中している。従ってこの応力によっ
て眉間絶縁膜7の段差部にクラックが生じ易く、クラッ
クが生じるとA!配線6とAJ3配線8がシ冒−トシて
しまうという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、チップのコーナ部の応力集中箇所の絶
縁膜の破壊(クラックの発生)および配線間のシ冒−ト
な防止することかできるようにした信頼度の高い半導体
装置を提供するととくある。
本発明の前記ならびKそのほかの目的と新規な特徴は1
本明細書の記述お・よび添付図面からあきらかになるで
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、多層配線を有するチップのコーナ部において
、2層目以上の配線の外側段差部のっけ根より外側に延
在してなる配線部に、前記つけ根近傍にスリットを必要
に応じて所定個数穿設することくより、応力に対する剛
性向上を図り、層間絶縁膜の破壊(クラックの発生)を
防止し、配線間のシ冒−トをも防止し、もって高信頼度
の達成を図らんとするものである。
〔実施例1〕 第1図は本発明による半導体装置のwc1実施例を示し
、特にA−e2層配線の場合のチップのコーナ部を示し
ている。ここでは、チップのコーナ部。
特にチップの角より対角線方向にチップ辺の長さの1割
〜2割の長さdの点(第3図で示すdの位置)よりチッ
プ辺に垂線を下ろして形成されるコーナ領域が図示され
ている。
第1図において、説明の便宜上第4図と同−又は相当部
分には同符号を用いている。第1図において応力集中箇
所であるA!配線6とA4配線8間の眉間絶縁膜7の段
差部(第5図の光枠14部分に相当てる部分)の破壊を
防止丁べくAA配線8の外側段差部のつけ根より外側忙
延在してなる配線部8 a (A−6配線8の一部分)
に、しかも前記つけ根近傍にスリット16が第3図に示
す如くA!配線パターン80段差部のつけ根忙沿りて穿
設されており、パッシベーシヲン膜9はスリット16箇
所では図示の如くスリット16内を埋込むような形に形
成されている。
このようなチップ19をリードフレーム上にマウントし
、ボンディング後樹脂(レジン)でモールドして封止し
た場合、前述したように樹脂の硬化収縮過程で、樹脂の
硬化応力がチップ19のコーナ部表面にも加わる。この
場合、スリット16部分のバッジベージ璽ン膜9や層間
絶縁膜7の段差部のつけ根部分が夫々S10.膜5に固
着されており、従ってスリット16部分のパッジページ
冒ン膜9や前記段差部のつげ根部分直下のStO,膜5
が夫々固着されているシリコン基板4表面の斜線部分1
7と18の2箇所(2点)で、加わる応力を分担して受
けとめている。よって、従来の応力集中箇所では、加わ
る応力が2点に分散されることになり、これにより前述
したA2配線6とA!配線8間の層間絶縁膜70段差部
に加わる応力を低減させることができ、段差部の眉間絶
縁膜7などにクラックが入らず、またA!配線6と8間
のシ璽−トも起らない。またAJ配線8の配線巾が広い
場合でも、スリット16の配設により、この箇所の剛性
を向上させることができAA配線8の座屈を防止するこ
とができる。
次に、人!配線の多層化、チップサイズの増大化に伴な
い、集積される機能もま丁ま丁増大し、接地ラインとか
電源ラインの電流容量が大となってくる。このためA!
配線の巾が広くなってくる。
す、ここKNは定数、LはA1配線巾、EIはバッジベ
ージ薗ン膜の曲げ剛性%Eはヤング率、■は断面二次モ
ーメントでありで、BIはプロセスで決定される。従っ
て応力σpを小さくするにはA2配線巾りを大きくして
やる必要がある。よって一般にチップ中心からチップコ
ーナ部にいくに従って硬化応力との関係(安全率との関
係)で双曲線的にAA配線の許容巾が必然的に大きくし
てやる必要がある。
以上のような理由でチップ19のコーナ部、特に前記コ
ーナ領域においてAA配線巾が広くなってくると、加わ
る応力により座屈を生じるので、AA配線巾が広い場合
にはスリットを入れて座屈を防止している。ここではA
A配線8の応力の大きい箇所の座屈な防止するためスリ
ット16を設けて剛性向上を図っている。そこでA!配
線6や8の巾が広い場合には、AA配線6にも必要箇所
スリットを入れて剛性向上を図ることもでき、更にA!
配線8にもスリットをスリット16と並行させて複数個
設けるようにしてより一層剛性の向上な図ることもでき
る。
〔実施例2〕 第2図は本発明による半導体装置の第2実施例を示し、
B#にAJ2層配線の場合のチップのコ一す部を示して
いる。ここでは、チップのコーナ部。
特にチップの角より対角線方向にチップ辺の長さの1割
〜2割の長さdの点(第3図で示すdK相当てる位置)
よりチップ辺に垂線を下ろして形成されるコーナ領域が
図示されている。
第2図において、説明の便宜上、第4図と同−又は相当
部分には同符号を用いている。第2図においては、第1
層目のAA配線6を図示の如く外側に配置し、このAJ
配線6上に眉間絶縁膜7を形成した後、に2層目のAノ
配線8を、下層配線である第1層目のAA配線6の配線
パターンの外郭位置よりも内側に配置したことにあり、
第5図の場合忙比べ、A!配線6と8の、内側と外側の
配置関係を逆に構成したものである。
このようなチップ20’lkリードフレーム上にマウン
トし、ボンディング後樹脂(レジン)でモールドして封
止すると、前述したように樹脂の硬化収縮過程で樹脂の
硬化応力がチップ20のコーナ部表面に加わる。
A!配線6上の段差部21(点線の光枠22部分)を1
層間絶縁[7とパッジベージw :/ 膜9による重ね
膜で2重に構成して(補強して)剛性を向上させている
ため、従来の第5図で示す如く大きな応力が段差部21
に加わっても、この段差部21にクラックが入らず、従
って水分の侵入などによるA!腐食反応が超きない。ま
たAA配線8上の眉間絶縁膜9の段差部23(点線の光
枠24部分)に大きな応力が加わるけれどもパッシベー
ション膜9と層間絶縁膜7による重ね膜で2重に構成し
て(補強して)剛性を向上させているため。
この段差部23にクラックが入るのを防止でき、従って
A!配線6と8のショートを防止することができる。更
に段差部23に加わる応力をA!配線6の内側端の眉間
絶縁膜70段差部25(点線の九枠26部分)とA4配
置1118の内側端のバッジベージlン膜9の段差部2
7(点線の光枠28部分)の双方で受けとめている(支
持している)。
従って、万一、大きな応力が加わる段差部23が破壊し
、更に前記段差部27が破壊しても、前記段差部25で
支持することができるので、加わる応力を支持できる点
において問題は生じない。更Kまたチップ端に近い段差
部21と23の間の箇     所のA!配線6上も眉
間絶縁膜7とパッシペーシ曹ン膜9とによる絶縁膜の重
ね膜で2.重に構成して(補強して)剛性を上げている
ため、たとえ大きな応力が加わることがあっても、これ
らの絶縁膜の破壊(クラックの発生)が防止される。
〔効果〕
(1)チップのコーナ部の応力集中箇所の絶縁膜(層間
絶縁膜やパッジページ璽ン膜)の破壊(クラックの発生
)を防止することができる。
(21(1)により配線間の眉間絶縁膜の破壊(クラッ
クの発生)を防止することで配線間のショートを防止す
ることができる。
(3)応力集中箇所の配線の幅が広い場合には、スリッ
トを設けることで、座屈を防止することができる。
(4)  (1)により水分などの侵入を防止して配線
の腐食反応が起こるのを防止できる。
(5)  l!上より信頼度の高い半導体装置を提供で
きる。
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2図実施
例ではAA配線に第1図実施例の如くスリットを穿設し
ていないが。
第1図実施例の如く第1層目A!配線6や第2層目AJ
配線8に必要に応じてスリットを穿設してもよい。この
場合、A4配線6や8の配線幅が広い部分がある場合に
は、スリットを設けることで、剛性向上を図り座屈を防
止することができ、また応力集中箇所の加わる応力の分
散を図ることができ絶縁膜の破壊(クラックの発生)を
より一層防止することができ、配線間のシ1−トもより
一層防止できる。
なお、第1図、第2図実施例では、チップ19゜20の
コーナ部、@に前述したコーナ領域に本発明を適用して
いるが、これに限定されることなく広いコーナ部に本発
明を適用することができ、また必要に応じてその他の箇
所でも本発明を適用できる。
〔利用分野〕
以上の説明では主として本発明者によりてなされた発明
をその背景となった利用分野である2層配線構造をもつ
半導体装置に適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。
一般に多層配線構造をもつ半導体装置(IC,LSIな
ど)に適用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による半導体装置の第1実施例を示す要
部断面図、 @2図は本発明による半導体装置の第2実施例を示す要
部断面図。 第3図は第1図の半導体チップのコーナ部の簡略要部説
明図、 第4図はレジンモールド素子の簡略断面図。 第5図は従来の半導体装置の問題点を説明するだめの図
である。 4・・・シリコン基板、5・・・Stow膜、6・・・
第1層目AJ配線%7・・・層間絶縁膜、8・・・第2
層目A!配線、8a・・・配線部、9・・・バッジペー
ジlン膜、16・・・スリット、19.20・・・チッ
プ、21゜23.25.27・・・段差部。 代理人 弁理士  小 川 勝 −一4.第  1  
図 第  2  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体チップのコーナ部における配線部の一部にス
    リットを穿設してなることを特徴とする半導体装置。 2、前記コーナ部として、半導体チップの角より対角線
    方向に半導体チップ辺の長さの1割〜2割の長さの点よ
    りチップ辺に垂線を下ろして形成されるコーナ領域を用
    いてなる特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 3、多層配線を有する半導体チップのコーナ部において
    、上層配線に行くに従って、その下の配線より内側に配
    線パターンを形成して、加わる応力の大きい箇所の絶縁
    膜を2重にしてなることを特徴とする半導体装置。 4、前記コーナ部として、半導体チップの角より対角線
    方向に半導体チップ辺の長さの1割〜2割の長さの点よ
    りチップ辺に垂線を下ろして形成されるコーナ領域を用
    いてなる特許請求の範囲第3項記載の半導体装置。
JP60110328A 1985-05-24 1985-05-24 半導体装置 Pending JPS61269332A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01135739U (ja) * 1988-03-09 1989-09-18
WO1991000616A1 (fr) * 1989-06-26 1991-01-10 Oki Electric Industry Co., Ltd. Structure de cablage de puce a semi-conducteurs
JPH04103129A (ja) * 1990-08-22 1992-04-06 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置
JP2012049281A (ja) * 2010-08-26 2012-03-08 Toyota Motor Corp 半導体装置

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