JPS62224037A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS62224037A
JPS62224037A JP61065941A JP6594186A JPS62224037A JP S62224037 A JPS62224037 A JP S62224037A JP 61065941 A JP61065941 A JP 61065941A JP 6594186 A JP6594186 A JP 6594186A JP S62224037 A JPS62224037 A JP S62224037A
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安史 樋口
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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】 [産業上の利用分野] この発明は、半導体集積回路のワイヤボンディング部分
の特にポンディングパッド部分を改善した半導体装置に
関する。
[従来の技術] 半導体集積回路において、半導体基板内に形成された回
路素子からの導出端子は、半導体基板表面に形成された
層間絶縁層を形成する絶縁膜上に形成された例えばアル
ミニウム等の金属配線層に接続するようにしている。そ
して、この金属配線層にはワイヤボンディングのパッド
部を形成し、このパッド部に金等でなるボンディングワ
イヤを接続して、このボンディングワイヤを介して上記
導出端子が外部回路に導出されるようにしている。
この場合、上記半導体基板の表面部は、上記金属配線層
を含む状態でパッシベーション膜によって全面被覆され
、保護されるようになっているもので、このパッシベー
ション膜(、二上記ワイヤポンディングパッド部分に対
応して開口を形成し、この開口を介してボンディングワ
イヤを上記パッドに接続するようにしている。
ここで、上記パッシベーション膜の構造は、リン(P)
を含むシリケートガラス(P S G)膜の1層構造、
窒化シリコン(P−Si N)膜の1層構造等が存在す
るものであるが、その他にも例えば特開昭52−104
062号に示されるようなPSG膜と窒化シリコン膜の
2重措造とすることが考えられている。
第4図はこのような半導体装置の特に電極接続部分を取
り出して示しているもので、回路素子等が内部に形成さ
れた半導体基板11の表面には、層間絶縁層を形成する
絶縁膜12が形成されている。
そして、この絶縁膜12の上にアルミニウムによる金属
配線層13が形成されるものであり、この金属配線層を
含む上記半導体基板表面部分は、パッシベーション膜1
4によって被覆保護されるようになっている。
この場合、上記パッシベーション膜14は、絶縁膜12
上に形成されるPSG膜による第1のパッシベーション
Ill 141と、この第1のパッシベーション膜14
1の上に積層形成され、外部に露出するようになる第2
のパッシベーション膜142とによって構成されるもの
で、上記第1のパッシベーション膜141はPSG膜に
よって構成し、また第2のパッシベーション膜142は
窒化シリコン膜によって構成されるようになっている。
そして、この2層構造でなるパッシベーション膜14に
、電極層■3のポンディングパッド部分に対応してボン
ディング用開口15形成し、配線金属層13のパッド部
分にボンディングワイヤ16が接続されるようにしてい
るものであり、このボンディングワイヤ16が接続され
た後は、全体を樹脂等によるケーシングによって被覆し
、水分等の侵入を阻止するようにしている。
しかし、上記のようにケーシングによって保護するよう
にしても、外部の水分17がケーシングの樹脂を浸透し
、またボンディングワイヤ16を伝わって配線金属層1
3のパッド部に侵入するものであり、この水分がパッシ
ベーション11114の特に不純物であるリンに作用し
てリン酸18等ができるようになる。そして、このリン
酸18が配線金属層14に作用して、特にそのパッド電
極部分のアルミニウム合金を腐蝕19するようになる。
[発明が解決しようとする問題点] この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、特に
ポンディングパッド正に水分が侵入するようなことがあ
っても、パッシベーション膜の影響によって上記パッド
部に悪影響を及ぼすような物質が発生されないようにし
、特にボンディングワイヤ接続部分における信顆性が効
果的に向上されるようにする半導体装置を提供しようと
するものである。
[問題点を解決するための手段] すなわち、この発明に係る半導体装置は、半導体基板上
に形成される配線金属層の上に形成されるパッシベーシ
ョン膜を2層構造とし、その基板側の第1のパッシベー
ション膜をシリケートガラスによって形成すると共に、
その上に窒化シリコンによる第2のパッシベーション膜
を積層形成されるようにし、特にポンディングパッド部
に対応するボンディング用開口部分は、第2のパッシベ
ーション膜によって第1のパッシベーション膜が被覆さ
れるようにしているものでる。
[作用] 上記のように構成される半導体装置にあっては、ポンデ
ィングパッド部分にリンのような不純物を含む第1のパ
ッシベーション膜が露出されないようになっている。し
たがって、ケーシングを浸透しであるいはボンディング
ワイヤを伝わって配線金属層のパッド部分に水分が浸透
したとしても、リン等の不純物の酸化物が生成されるこ
とがなく、配線金属層が腐蝕から効果的に保護され、ボ
ンディングワイヤ接続部分における信頼性が充分に向上
されるものである。
[発明の実施例コ 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第1図はその断面構造を示したもので、トランジスタ等
の回路素子を形成した半導体基板11の表面には絶縁膜
12が形成されているもので、この絶縁膜12の上に電
極配線層I3が形成されている。そして、この電極配線
層13を含む半導体基板11の絶縁膜12上全面を最終
保護膜となるパッシベーション膜14で被覆するように
なる。
このパッシベーション膜14は、例えばリン(P)ある
いはボロン(B)等の不純物を含んだシリケートガラス
(PSG%BSGSBPSG等)膜によって構成される
第1のパッシベーション膜141と、窒化シリコン(P
−Si N)膜で構成される第2のパッシベーション膜
142の2層構造で構成されるもので、絶縁膜12上に
アルミニウム合金等でなる配線金属層I3が形成された
後に、まずPSGによる第1のパッシベーション膜14
1を形成する。そして、この第1のパッシベーション膜
141に、選択エツチングによって配線金属層13のポ
ンディングパッドに対応する領域を露出するように開口
を形成する。この場合、第1のパッシベーション膜14
1が、配線金属層13を一部含むような状態で形成され
ている。
このようにして第1のパッシベーション膜141が形成
された後に、このmlのパッシベーション膜141の全
面を被覆するようにした第2のパッシベーション膜14
2を積層形成する。そして、この第2のパッシベーショ
ン膜142に、上記第1のパッシベーション@141の
開口部分に対応して選択エツチングによってボンディン
グ用の開口15を形成する。この場合、この開口15は
上記第1のパッシベーション膜141に形成した開口よ
りも小さな径の開口とするものであり、第1のパッシベ
ーション膜141の開口部の周囲が第2のパッシベーシ
ョン膜142によって完全に被覆され、特にボンディン
グ用開口I5の部分で第1のパッシベーション膜141
が露出されないようにしている。
そして、上記ボンディング用開口15によって露出され
ている配線金属層13のポンディングパッド部分に、ボ
ンディングワイヤlGをボンディング接続するものであ
り、このワイヤ16が接続された後に、樹脂等によるケ
ーシング(図示せず)によって封止する。
すなわち、このように構成される半導体装置にあっては
、例えばケーシングを浸透しあるいはボンディングワイ
ヤ1Bを伝わって、外部からポンディングパッド部に水
分が侵入するようなことがあっても、このポンディング
パッド部では、リンあるいはボロン等の不純物を含む第
1のパッシベーション# 141が露出されていない。
したがって、この不純物を含む第1のパッシベーション
膜141に侵入した水分が接触されることがないもので
あり、上記不純物と侵入した水分とが反応することが確
実に阻止されるようになる。このため、配線金属層13
の特にポンディングパッド部が、腐蝕から確実に保護さ
れ、半導体装置の寿命を充分に向上させるようになり、
特に高湿度の状態での使用に際してその信頼性が著しく
向上させられるものである。
第2図は第2の実施例を示しているもので、この実施例
にあっては第1のパッシベーション膜141の開口部を
配線金属層13のポンディングパッド部の電極より大き
く形成するようにしている。
上記第1の実施例にあっては、ポンディングパッド部の
電極の一部に第1のパッシベーション膜1tLが被さる
ような状態で形成されていた。このような状態とすると
、第2のパッシベーション膜142の開口15部におけ
るステップカバレッジを充分なものとすることができな
い場合があり、クラックの発生原因の1つとなる。もし
、クラックが発生したとすれば、このクラックを介して
水分が侵入し、第1のパッシベーション膜141に達す
ることもあるものであるが、この実施例のように構成す
れば、第2のパッシベーション膜142におけるステッ
プカバレッジが改善され、より効果的にポンディングパ
ッド電極部を腐蝕から保護できるようになる。
尚、この実施例の場合にあっては、第1のパッシベーシ
ョン膜141をエツチングするときに、配線金属層13
を支える絶縁膜12までもエツチングするおそれがある
。このため、この絶縁膜12を窒化膜(P−SI N、
 Sl 3 N4 )あるいは5102膜で構成するこ
とが望ましい。
上記実施例にあっては、絶縁膜12がエツチングされな
いようにするため、この絶縁膜12の材料を選択するよ
うに説明したが、この絶縁膜12を通常の材料で構成す
ることも勿論可能である。しかし、この場合には第3図
で示すように構成することが望ましい。
すなわち、この第3図で示す実施例にあっては、半導体
基板11の表面に絶縁層13を形成し、この絶縁層12
の上に配線金属層13を形成するものであるが、この金
属層13を形成する工程の前に、この配線金属層13の
特にポンディングパッド電極に対応する部分に、ストッ
パ層20を形成する。このストッパ層20は第1のパッ
シベーション膜141の開口部より充分に大きな面積で
形成されるもので、例えばPo1)’ −3l 、、S
t 3 Na等の膜によってこのストッパ層20が構成
される。
このストッパ層20は、上記のような第1のパッシベー
ション膜141のエツチング時の保護膜として作用する
ばかりでなく、WAT時の針の傷、ワイヤボンディング
時の衝撃に対する保護機構としても効果的に作用するよ
うになるものであり、高耐湿の半導体装置が得られるよ
うになるものである。
[発明の効果コ 以上のようにこの発明に係る半導体装置にあ7ては、特
にボンディングワイヤの接続される配線金属層のポンデ
ィングパッド電極部が腐蝕から効果的に保護されるよう
になり、特に高湿度の状態で使用する場合のこの半導体
装置に寿命が向上され、その信頼性が著しく向上される
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る半導体装置の特にボ
ンディング部分を取出して示す断面構成図、第2図およ
び第3図はそれぞれこの発明の他の実施例を示す断面構
成図、第4図は従来の半導体装置を説明するための断面
構成図である。 11−・・半導体基板、12・・・絶縁膜、13・・・
配線金属層、14・・・パッシベーション膜、141.
142 、・・・第1および第2のパッシベーション膜
、15・・・ボンディング用開口、20・・・ストッパ
層。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 産業 1i71 第 2 図 第3図 嬉4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体基板の表面に形成される絶縁膜上に形成された金
    属配線層と、 この金属配線層の電極接続領域部分に対応して開口が形
    成されるように、上記半導体基板の絶縁膜上に形成され
    た第1のパッシベーション膜と、この第1のパッシベー
    ション膜の上記電極接続領域に対応する開口部の周囲部
    分を閉じ込めるようにしてこの開口部内で上記電極接続
    領域の金属電極層を露出させ、上記電極接続領域にワイ
    ヤボンディグ用開口を形成させるように上記第1のパッ
    シベーション膜に積層形成した第2のパッシベーション
    膜と、 上記ワイヤボンディング用開口を介して上記金属電極層
    の露出される電極接続領域にボンディング接続されるボ
    ンディングワイヤとを具備し、上記第1のパッシベーシ
    ョン膜はシリケートガラス層によって構成し、第2のパ
    ッシベーション膜は窒化シリコンによって構成されるよ
    うにし、上記第1のパッシベーション膜は、少なくとも
    上記ワイヤボンディング用開口部分で露出されないよう
    に第2のパッシベーション膜で被覆されるようにしたこ
    とを特徴とする半導体装置。
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