JPS6348181B2 - - Google Patents
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- JPS6348181B2 JPS6348181B2 JP62012335A JP1233587A JPS6348181B2 JP S6348181 B2 JPS6348181 B2 JP S6348181B2 JP 62012335 A JP62012335 A JP 62012335A JP 1233587 A JP1233587 A JP 1233587A JP S6348181 B2 JPS6348181 B2 JP S6348181B2
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- semiconductor
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
- H01L23/585—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries comprising conductive layers or plates or strips or rods or rings
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は半導体基板の周辺部に幅広い導体膜を
有する樹脂封止型半導体装置に関する。
有する樹脂封止型半導体装置に関する。
論理回路を含むLSI等において、第１図、第１
Ａ図に示すように半導体基板（チツプ）１の一主
面にアクテイブ領域を構成する半導体素子領域２
が形成され、基板周辺部表面の絶縁膜３上にアル
ミニウム膜からなる配線４、ボンデイングパツド
５とその外側に反転層防止のためのガードリング
６を設けてこれをグランドラインGNDに接続し、
上記パツド部５を露出するようにチツプ表面をリ
ンシリケートガラス（PSG）、シリコンナイトラ
イド膜等のパツシベーシヨンで覆つた構造が知ら
れている。このような構造の半導体素子をレジン
で封止した場合、モールドレジンによる強い応力
が特にチツプ周辺の四隅部に大きい（強い）応力
が加わりガードリング６上及び周辺でパツシベー
シヨン膜のクラツクが生ずることがわかつた。
Ａ図に示すように半導体基板（チツプ）１の一主
面にアクテイブ領域を構成する半導体素子領域２
が形成され、基板周辺部表面の絶縁膜３上にアル
ミニウム膜からなる配線４、ボンデイングパツド
５とその外側に反転層防止のためのガードリング
６を設けてこれをグランドラインGNDに接続し、
上記パツド部５を露出するようにチツプ表面をリ
ンシリケートガラス（PSG）、シリコンナイトラ
イド膜等のパツシベーシヨンで覆つた構造が知ら
れている。このような構造の半導体素子をレジン
で封止した場合、モールドレジンによる強い応力
が特にチツプ周辺の四隅部に大きい（強い）応力
が加わりガードリング６上及び周辺でパツシベー
シヨン膜のクラツクが生ずることがわかつた。
また、かかる構造の半導体素子を高温高湿雰囲
気中で耐湿テストを行なつた場合に、層間絶縁膜
であるPSG（リン酸化物含有シリケート・ガラ
ス）膜のリン溶出を生じ、被覆パツシベーシヨン
膜の剥離を起し、アルミニウム配線の腐食がチツ
プのアクテイブ領域まで到達し、特性劣化の原因
となることもわかつた。
気中で耐湿テストを行なつた場合に、層間絶縁膜
であるPSG（リン酸化物含有シリケート・ガラ
ス）膜のリン溶出を生じ、被覆パツシベーシヨン
膜の剥離を起し、アルミニウム配線の腐食がチツ
プのアクテイブ領域まで到達し、特性劣化の原因
となることもわかつた。
本願発明者は前記したチツプコーナー部のガー
ドリング上及び周辺のパツシベーシヨン膜クラツ
ク等の欠陥がアルミニウムからなるガードリング
の幅に関係することに着目して上記欠点の改良を
行なつた。したがつて本発明の目的とするところ
は樹脂封止型半導体装置における特性不良の改
善、耐湿性の向上にある。
ドリング上及び周辺のパツシベーシヨン膜クラツ
ク等の欠陥がアルミニウムからなるガードリング
の幅に関係することに着目して上記欠点の改良を
行なつた。したがつて本発明の目的とするところ
は樹脂封止型半導体装置における特性不良の改
善、耐湿性の向上にある。
以下の説明から明らかなように、本発明は、パ
ツシベーシヨン膜クラツクが半導体チツプの隅部
（コーナー部）における導体膜（Al膜）の幅が大
きいほど著しいという本願発明者による実験検討
の結果見い出された事実に基づいて構成されたも
のである。以下、本発明の解決原理の理解を容易
にするために、本発明の検討段階で構成した樹脂
封止型半導体装置について説明する。
ツシベーシヨン膜クラツクが半導体チツプの隅部
（コーナー部）における導体膜（Al膜）の幅が大
きいほど著しいという本願発明者による実験検討
の結果見い出された事実に基づいて構成されたも
のである。以下、本発明の解決原理の理解を容易
にするために、本発明の検討段階で構成した樹脂
封止型半導体装置について説明する。
第２図、第２Ａ図は本発明の検討段階で着想し
た樹脂封止型半導体装置の一例を示すものであ
る。
た樹脂封止型半導体装置の一例を示すものであ
る。
同図において、１はシリコン半導体基板、２は
基板の一主面に形成された半導体素子領域で例え
ば基板と異なる導電型の不純物が拡散等の手段に
より導入され形成されたものである。３はフイー
ルド絶縁膜で例えば厚い半導体酸化膜（SiO2膜）
からなる。８は第１の表面絶縁膜で例えば薄い
SiO2膜からなる。９は第２の表面絶縁膜で例え
ばPSG（リン酸化物含有シリケート・ガラス）膜
から形成されたリンが外部より侵入するナトリウ
ム等の不純物のゲツタの役目を有する。１０はア
ルミニウム（Al）配線でPSG膜９及びSiO2膜８
のスルーホール（透孔）を通して半導体領域２に
オーミツクコンタクトする。５はアルミニウム配
線の外端子として形成されたボンデイングパツ
ド、６は基板周辺部にそつて形成されたガードリ
ングでアルミニウム膜からなる。上記基板の隅部
（コーナー）上のガードリングにコーナーにそつ
た状のスリツト１０が設けられる。７はパツシ
ベーシヨン膜としての絶縁膜で例えばPSG、
CVD（気相化学反応生成）SiO2プラズマ生成シリ
コンナイトライド又はSOG（スピンオン・グラ
ス）等からなる。
基板の一主面に形成された半導体素子領域で例え
ば基板と異なる導電型の不純物が拡散等の手段に
より導入され形成されたものである。３はフイー
ルド絶縁膜で例えば厚い半導体酸化膜（SiO2膜）
からなる。８は第１の表面絶縁膜で例えば薄い
SiO2膜からなる。９は第２の表面絶縁膜で例え
ばPSG（リン酸化物含有シリケート・ガラス）膜
から形成されたリンが外部より侵入するナトリウ
ム等の不純物のゲツタの役目を有する。１０はア
ルミニウム（Al）配線でPSG膜９及びSiO2膜８
のスルーホール（透孔）を通して半導体領域２に
オーミツクコンタクトする。５はアルミニウム配
線の外端子として形成されたボンデイングパツ
ド、６は基板周辺部にそつて形成されたガードリ
ングでアルミニウム膜からなる。上記基板の隅部
（コーナー）上のガードリングにコーナーにそつ
た状のスリツト１０が設けられる。７はパツシ
ベーシヨン膜としての絶縁膜で例えばPSG、
CVD（気相化学反応生成）SiO2プラズマ生成シリ
コンナイトライド又はSOG（スピンオン・グラ
ス）等からなる。
かかる構造において、ガードリングにスリツト
を設けることにより下記の理由でパツシベーシヨ
ン膜クラツク等の欠陥を防止できる。
を設けることにより下記の理由でパツシベーシヨ
ン膜クラツク等の欠陥を防止できる。
樹脂封止された半導体チツプ周辺部上のガード
リングにパツシベーシヨン膜クラツク等の発生す
る原因としては、第３図に示すようチツプの中心
より端部、特に隅部（コーナー）にストレスが集
中する傾向にあり、又、ガードリングのアルミニ
ウム膜の幅が大きいほど著しいことが実験的に確
められた。又、種々の実験によつてガードリング
のコーナー部にスリツトを形成するとスリツトの
幅だけガードリングの幅が少なくなり、クラツク
発生の原因が取除かれることが確認された。しか
しガードリングのアルミニウム膜の配線としての
抵抗の増大を防ぐためにはスリツトの幅はある程
度小さい面積にしなければならない。このためス
リツトはアルミニウムのリングの中央より外側に
約10μｍの幅でかつ内側コーナーをカバーする長
さとすることが適当である。ガードリングのコー
ナー部の幅を限定する手段としてスリツト以外に
小孔の配列、あるいはコーナーの内側又は外側に
テーパ部を設けるという手段でもよい。小孔の場
合10μｍ角の小孔を複数個並べると特によい。
リングにパツシベーシヨン膜クラツク等の発生す
る原因としては、第３図に示すようチツプの中心
より端部、特に隅部（コーナー）にストレスが集
中する傾向にあり、又、ガードリングのアルミニ
ウム膜の幅が大きいほど著しいことが実験的に確
められた。又、種々の実験によつてガードリング
のコーナー部にスリツトを形成するとスリツトの
幅だけガードリングの幅が少なくなり、クラツク
発生の原因が取除かれることが確認された。しか
しガードリングのアルミニウム膜の配線としての
抵抗の増大を防ぐためにはスリツトの幅はある程
度小さい面積にしなければならない。このためス
リツトはアルミニウムのリングの中央より外側に
約10μｍの幅でかつ内側コーナーをカバーする長
さとすることが適当である。ガードリングのコー
ナー部の幅を限定する手段としてスリツト以外に
小孔の配列、あるいはコーナーの内側又は外側に
テーパ部を設けるという手段でもよい。小孔の場
合10μｍ角の小孔を複数個並べると特によい。
ガードリングのコーナー部の形状とコーナー部
欠陥発生率の関係を下記の各実験例によつて示
す。
欠陥発生率の関係を下記の各実験例によつて示
す。
第４図はコーナーを加工しないガードリング上
のパツシベーシヨン膜クラツクのAl（アルミニウ
ム）幅依存性を示す。この場合、チツプ寸法は
4.7×4.7mm2、温度サイクルは−55℃〜150℃で20
回とする。パツシベーシヨン膜にはPSG／Ｐ−
SiN／PSG＝0.85／1.1／0.2（μｍ）３層構造及び
Ｐ−SiN／PSG＝1.1μｍ／0.2μｍの２層構造を用
いる。第５図はガードリングのコーナーの形状及
びAl膜の幅Ｌを示す。第４図に示すようにコー
ナー部欠陥率−Al幅の関係において、Ｌが小さ
いほど欠陥率の小さいことが明らかである。
のパツシベーシヨン膜クラツクのAl（アルミニウ
ム）幅依存性を示す。この場合、チツプ寸法は
4.7×4.7mm2、温度サイクルは−55℃〜150℃で20
回とする。パツシベーシヨン膜にはPSG／Ｐ−
SiN／PSG＝0.85／1.1／0.2（μｍ）３層構造及び
Ｐ−SiN／PSG＝1.1μｍ／0.2μｍの２層構造を用
いる。第５図はガードリングのコーナーの形状及
びAl膜の幅Ｌを示す。第４図に示すようにコー
ナー部欠陥率−Al幅の関係において、Ｌが小さ
いほど欠陥率の小さいことが明らかである。
本発明は、このような事実の発見に基づいて、
以下に示す構造とすることを特徴とする。
以下に示す構造とすることを特徴とする。
すなわち、本発明によれば、四角形の半導体基
板の一主面に形成された素子領域と、上記基板の
隅部を含む基板周辺部の絶縁膜上に形成され、上
記基板の隅部において屈曲部を有して上記基板の
一辺から隣接する他の辺に沿つて延在する導体膜
と、上記導体膜上に形成された保護膜とを有し、
上記基板を樹脂体により封止した半導体装置にお
いて、上記基板の隅部における上記導体膜の屈曲
部の外側にテーパを設け、その屈曲部の内側は実
質的に直角に形成されてなることを特徴とする。
板の一主面に形成された素子領域と、上記基板の
隅部を含む基板周辺部の絶縁膜上に形成され、上
記基板の隅部において屈曲部を有して上記基板の
一辺から隣接する他の辺に沿つて延在する導体膜
と、上記導体膜上に形成された保護膜とを有し、
上記基板を樹脂体により封止した半導体装置にお
いて、上記基板の隅部における上記導体膜の屈曲
部の外側にテーパを設け、その屈曲部の内側は実
質的に直角に形成されてなることを特徴とする。
第６図はガードリングコーナー部において、第
７図に示すようにコーナー部の外側にテーパを形
成した場合のガードリング部のパツシベーシヨン
膜クラツクの外側テーパ寸法依存性を示す。この
場合のパツシベーシヨン膜は〇−〇曲線がＰ−
SiN／PSG＝1.1μｍ／0.2μｍの２層膜、△…△曲
線がPSG／Ｐ−SiN／PSG＝0.85μｍ／1.1μｍ／
0.2μｍの３層膜である。また、半導体ペレツトは
4.7×4.7mm角、温度サイクルは−55℃〜150℃20
回である。第１２図によればコーナー部の外側に
形成したテーパ寸法C2が40〜100μｍと大きくな
る場合コーナー部欠陥率が低下する。
７図に示すようにコーナー部の外側にテーパを形
成した場合のガードリング部のパツシベーシヨン
膜クラツクの外側テーパ寸法依存性を示す。この
場合のパツシベーシヨン膜は〇−〇曲線がＰ−
SiN／PSG＝1.1μｍ／0.2μｍの２層膜、△…△曲
線がPSG／Ｐ−SiN／PSG＝0.85μｍ／1.1μｍ／
0.2μｍの３層膜である。また、半導体ペレツトは
4.7×4.7mm角、温度サイクルは−55℃〜150℃20
回である。第１２図によればコーナー部の外側に
形成したテーパ寸法C2が40〜100μｍと大きくな
る場合コーナー部欠陥率が低下する。
本発明によれば、コーナー部における導体膜の
屈曲部において、外側にテーパを有し、内側は実
質的に直角に形成されているので、コーナー部に
おいて導体膜の幅を小さくできる。このため、パ
ツシベーシヨン膜のクラツクの発生を防止するの
に効果的である。特に、本発明は、導体膜の屈曲
部の内側にテーパを設けた場合、または導体膜の
屈曲部の内側および外側にテーパを設けた場合に
比較して、パツシベーシヨン膜のクラツクの発生
をより効果的に防止できる。
屈曲部において、外側にテーパを有し、内側は実
質的に直角に形成されているので、コーナー部に
おいて導体膜の幅を小さくできる。このため、パ
ツシベーシヨン膜のクラツクの発生を防止するの
に効果的である。特に、本発明は、導体膜の屈曲
部の内側にテーパを設けた場合、または導体膜の
屈曲部の内側および外側にテーパを設けた場合に
比較して、パツシベーシヨン膜のクラツクの発生
をより効果的に防止できる。
本発明は上記実施例のみに限定されるものでは
ない。例えば、Alガードリング上に形成される
パツシベーシヨン膜の構成、形状は適宜に変形で
きる。ガードリング自体の形状は内部回路やボン
デイングパツドの配置によつて変形することがあ
りうる。封止樹脂体に関しては、ガードリング部
の表面に直接塗布するアンダコーテイング樹脂を
包含することもありうる。上述の実施例から明ら
かなように、本発明は幅広い導体膜を半導体ペレ
ツトのコーナー部に有し、層間にグラスフロー等
のリン高濃度膜を用いた全ての半導体装置、特に
プラスチツク封止型、LSI等に適用し、耐湿性向
上に有効である。
ない。例えば、Alガードリング上に形成される
パツシベーシヨン膜の構成、形状は適宜に変形で
きる。ガードリング自体の形状は内部回路やボン
デイングパツドの配置によつて変形することがあ
りうる。封止樹脂体に関しては、ガードリング部
の表面に直接塗布するアンダコーテイング樹脂を
包含することもありうる。上述の実施例から明ら
かなように、本発明は幅広い導体膜を半導体ペレ
ツトのコーナー部に有し、層間にグラスフロー等
のリン高濃度膜を用いた全ての半導体装置、特に
プラスチツク封止型、LSI等に適用し、耐湿性向
上に有効である。
第１図は従来の半導体装置のチツプ表面の一部
を示す平面図、第１Ａ図は第１図におけるＡ−Ａ
視断面図である。第２図は本発明の検討段階で着
想された半導体装置の一部を示す平面図、第２Ａ
図は第２図におけるＡ−Ａ視断面図である。第３
図は樹脂モールドストレスの分布状態を示す曲線
図、第４図はパツシベーシヨン膜クラツクのAl
幅依存性を示す曲線図、第５図は第４図のために
用いられるコーナー形状を示すガードリングの一
部平面図である。第６図および第７図は本発明の
実施例を示すもので、これらのうち、第６図はガ
ードリング部パツシベーシヨン膜・クラツクの
Al膜中スリツト幅依存性を示す曲線図、第７図
は第６図の特性を得るために用いられる半導体ペ
レツトのコーナー部におけるAl膜の形状を示す
平面図。 １……半導体基板（チツプ）、２……半導体素
子領域、３……絶縁膜、４……配線、５……ボン
デイングパツド、６……ガードリング、７……パ
ツシベーシヨン膜、８……第１の表面絶縁膜、９
……第２の表面絶縁膜、１０……Al配線、１１
……コーナーテーパ。
を示す平面図、第１Ａ図は第１図におけるＡ−Ａ
視断面図である。第２図は本発明の検討段階で着
想された半導体装置の一部を示す平面図、第２Ａ
図は第２図におけるＡ−Ａ視断面図である。第３
図は樹脂モールドストレスの分布状態を示す曲線
図、第４図はパツシベーシヨン膜クラツクのAl
幅依存性を示す曲線図、第５図は第４図のために
用いられるコーナー形状を示すガードリングの一
部平面図である。第６図および第７図は本発明の
実施例を示すもので、これらのうち、第６図はガ
ードリング部パツシベーシヨン膜・クラツクの
Al膜中スリツト幅依存性を示す曲線図、第７図
は第６図の特性を得るために用いられる半導体ペ
レツトのコーナー部におけるAl膜の形状を示す
平面図。 １……半導体基板（チツプ）、２……半導体素
子領域、３……絶縁膜、４……配線、５……ボン
デイングパツド、６……ガードリング、７……パ
ツシベーシヨン膜、８……第１の表面絶縁膜、９
……第２の表面絶縁膜、１０……Al配線、１１
……コーナーテーパ。
Claims (1)
- １ 四角形の半導体基板の一主面に形成された素
子領域と、上記基板の隅部を含む基板周辺部の絶
縁膜上に形成され、上記基板の隅部において屈曲
部を有して上記基板の一辺から隣接する他の辺に
沿つて延在する導体膜と、上記導体膜上に形成さ
れた保護膜とを有し、上記基板を樹脂体により封
止した半導体装置において、上記基板の隅部にお
ける上記導体膜の屈曲部の外側にテーパを設け、
その屈曲部の内側は実質的に直角に形成されてな
ることを特徴とする樹脂封止型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233587A JPS62202525A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1233587A JPS62202525A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55119817A Division JPS5745259A (en) | 1980-09-01 | 1980-09-01 | Resin sealing type semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62202525A JPS62202525A (ja) | 1987-09-07 |
| JPS6348181B2 true JPS6348181B2 (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=11802429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1233587A Granted JPS62202525A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 樹脂封止型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62202525A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0524072Y2 (ja) * | 1988-11-30 | 1993-06-18 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02192146A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-27 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| US5288948A (en) * | 1989-06-26 | 1994-02-22 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Structure of a semiconductor chip having a conductive layer |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5389688A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP1233587A patent/JPS62202525A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5389688A (en) * | 1977-01-19 | 1978-08-07 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0524072Y2 (ja) * | 1988-11-30 | 1993-06-18 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62202525A (ja) | 1987-09-07 |
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