JPH0456238A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0456238A
JPH0456238A JP2167164A JP16716490A JPH0456238A JP H0456238 A JPH0456238 A JP H0456238A JP 2167164 A JP2167164 A JP 2167164A JP 16716490 A JP16716490 A JP 16716490A JP H0456238 A JPH0456238 A JP H0456238A
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JP
Japan
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wiring layer
bonding pad
semiconductor device
hole
wiring
Prior art date
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Pending
Application number
JP2167164A
Other languages
English (en)
Inventor
Masafumi Shishino
宍野 政文
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP2167164A priority Critical patent/JPH0456238A/ja
Publication of JPH0456238A publication Critical patent/JPH0456238A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90Bond pads, in general
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90Bond pads, in general
    • H10W72/921Structures or relative sizes of bond pads
    • H10W72/923Bond pads having multiple stacked layers
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
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    • H10W72/90Bond pads, in general
    • H10W72/951Materials of bond pads
    • H10W72/952Materials of bond pads comprising metals or metalloids, e.g. PbSn, Ag or Cu
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W72/00Interconnections or connectors in packages
    • H10W72/90Bond pads, in general
    • H10W72/981Auxiliary members, e.g. spacers
    • H10W72/983Reinforcing structures, e.g. collars

Landscapes

  • Wire Bonding (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】 産業上の利用分野 本発明は半導体装置の機能回路からの電気的な信号の取
り出し部としての役割、および外部配線とのつなぎ目の
役割を持つボンディングパッドの構造に関するものであ
り、特に多層配線ををする半導体装置に関するものであ
る。
従来の技術 従来の多層配線を有する半導体装置のボンディングパッ
ド構造の一例を第5図(a)〜(dlの工程順断面図を
用いて説明する。なお、本説明においては簡略化のため
に素子領域の形成工程の説明は省略し、ボンディングパ
ッドを形成する領域の工程のみ説明を行う。
まず、第5図ta+に示すように素子の形成が終了した
シリコン基板1上に、電気的に絶縁を保つため、厚さが
800nmの絶縁膜2をCVD法により形成する。その
後絶縁膜2上に第1の配線層3となる厚さ0.8μmの
アルミ合金膜をスパッタリング法により形成する。続い
て、フォトリングラフィ法およびドライエツチング法を
用いて、所定の位置に第1の配線層3のパターンを形成
する。
つぎに、第5図(b)に示すように、第1の配線層3と
後の工程で形成する第2の配線層を電気的に分離するた
めに厚さ800nmの絶縁膜4をCVD法により形成し
、フォトリングラフィ法およびドライエツチング法を用
いて、所定の位置に第1の配線層3と後の工程で形成さ
れる第2の配線層とを接続するためのスルーホール5を
形成する。ボンディングパッドと接続するスルーホール
5の大きさは約100μmX100μmである。
つぎに、第5図(C)に示すように、アルゴンを用いた
スパッタリング法により、スルーホール5の底部つまり
第1の配線層3の表面に形成されている自然酸化膜を除
去した後、すぐさま第2の配線層6となる厚さ1μmの
アルミ合金膜をスパッタリング法により形成する。続い
て、フォトリソグラフィ法およびドライエツチング法を
用いて、所定の位置に第2の配線層6のパターンを形成
する。
最後に、第5図(dlに示すように、保護膜7となる厚
さ1μmの窒化珪素膜をプラズマCVD法により形成し
た後、フォトリソグラフィ法およびドライエツチング法
を用いて、ボンディングパッド部にボンディング用ホー
ル8を形成し、ボンディング部の形成工程を終了する。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記方法によりボンディングパッド部を
形成した場合、いくつかの問題が生じる。まず、第1の
配線層3と第2の配線層6とを接続するためのスルーホ
ール5をドライエツチングを用いて形成する際、プラズ
マ中に発生したイオンにより、スルーホール5部内に露
出する第1の配線層3がチャージアップする。その第1
の配線層3がMOSトランジスタのゲートに接続されて
いた場合、ゲート酸化膜を破壊する可能性が非常に高い
。ゲート酸化膜厚が薄い程、破壊の危険性はさらに高く
なる。また、そのチャージアップの度合はスルーホール
5の面積に依存する。また、第2の配線層6形成時に第
1の配線層30表面の自然酸化膜を除去するため、アル
ゴンイオンを用いスパッタリングを行った場合も、同じ
ように正電荷のアルゴンイオンにより、スルーホール5
部においてチャージアップが生じ、素子を破壊する可能
性が非常に高い。このチャージアップによる絶縁破壊は
、半導体素子の微細化、高集積化か進むと、さらに深刻
な問題となる。
課題を解決するための手段 本発明の半導体装置では、装置外部への電気信号の引き
出し口であるボンディングパッドを、電気的に接触した
少なくとも2層からなる配線層で形成し、同ボンディン
グパッドと装置内部の機能回路の初段部との接続に最上
部の配線層を用い、同接続部を同ボンディングパッド部
外に設けた。
作用 本発明の半導体装置では、装置外部への電気信号の引き
出し口であるボンディングパッドを、電気的に接触した
少なくとも2層からなる配線層で形成した構造にする事
により、ワイヤーボンディング時に発生する半導体装置
への物理的なダメージを軽減し、シリコン基盤に亀裂が
生じるクレータリング等の不良の発生を抑制し、半導体
装置の加工歩留まりの向上、および信頼性の向上に寄与
する。また、同ボンディングパッドと装置内部の機能回
路の初段部との接続に最上部の配線層を用い、しかもボ
ンディングパッド部から離れた小面積のスルーホールで
接続する事により、放電により発生したイオン等による
半導体装置への電気的なダメージ軽減をする。
実施例 本発明を2層配線を有する半導体装置のボンディングパ
ッド部に応用した場合の一実施例を第1図(al〜(d
lの工程順断面図を用いて説明する。なお、本実施例に
おいては簡略化のために素子領域の形成工程の説明は省
略し、ボンディングツク・ソドを形成する領域の工程に
絞って説明する。
まず、第1図fa)に示すように素子の形成が終了した
シリコン基板1上に、電気的に絶縁を保つため、厚さが
800nmの絶縁膜2をCVD法により形成する。その
後絶縁膜2上に第1の配線層3となる厚さ0.8μmの
アルミ合金膜をスパッタリング法により形成する。続い
て、フォトリングラフィ法およびドライエツチング法を
用いて、所定の位置に第1の配線層3のパターンおよび
ボンディングパッド9を形成する。
つぎに、第1図(b)に示すように、第1の配線層3と
後の工程で形成される第2の配線層を電気的に分離する
ために厚さ800nmの絶縁膜4をCVD法により形成
し、フォトリングラフィ法およびドライエツチング法を
用いて、所定の位置に第1の配線層3と第2の配線層と
を接続するためのスルーホール5を形成する。第1の配
線層3のチャージアップを抑えるため、ボンディングパ
ッド9上に形成するスルーホール5の大きさは約100
μm×100μmであるのに対し、第1の配線層3上に
形成するスルーホール5の大きさは、2μm×2μmで
ある。。
つぎに、第1図(C1に示すように、アルゴンを用いた
スパッタリング法により、スルーホール5の底部つまり
第1の配線層30表面に形成されている自然酸化膜を除
去した後、すぐさま第2の配線層6となる厚さ1μmの
アルミ合金膜をスパッタリング法により形成する。続い
て、フォトリングラフィ法およびドライエツチング法を
用いて、第2の配線層7のパターンを形成し、ボンディ
ングパッド9と第1の配線層3を接続する。
最後に、第1図(dlに示すように、保護膜7となる厚
さ1μmの窒化珪素膜をプラズマCVD法により形成し
た後、フォトリソグラフィ法およびドライエツチング法
を用いて、ボンディングパッド9の領域にボンディング
用ホール8を形成し、ボンディング部の形成工程を終了
する。
また、スルーホール5のドライエツチングでは、ボンデ
ィングパッド9とスルーホール5をエツチングする。こ
の時両者の面積の差によってエツチング量が異なるとい
う、いわゆるローディング効果が生じる。ローディング
効果を避けるために、第2図に本発明の第2の実施例で
ある半導体装置の断面図を示す。下層のボンディングパ
ッドと上層のボンディングパッドを接続するスルーホー
ル5を、2個以上のスルーホールに分割、たとえば、1
00μmX100μmのスルーホールを10μm−X 
I Qμmの25個のスルーホールに分割し、2層配線
を有する半導体装置を形成するとローディング効果がな
く信頼性の高い半導体装置が安定した工程で形成できる
さらに、本発明は配線層が3層以上の場合でも同様な効
果が得られる。
第3図は、3層の配線を有する半導体装置に本発明を用
いた時の第3の実施例である。第2の配線層6上に第3
の配線層11を形成する工程は、第1図に示した第1の
配線層3上に第2の配線層6を形成する工程と同じであ
る。本実施例では、電気的な接触を有しながら第1の配
線層3.第2の配線層6および第3の配線層11を積層
した3層の配線層でボンディングパッド部を形成し、ワ
イヤーボンディング時に発生する半導体装置への物理的
なダメージを軽減するとともに、装置内部の機能回路へ
の最終接続に第3の配線層11を用い、放電により発生
したイオンによる半導体装置への電気的なダメージを軽
減したものである。
第4図は、3層の配線を有する半導体装置に本発明を用
いた時の第4の実施例で、第2の配線層6上に第3の配
線層11を形成する工程は、第1図に示した第1の配線
層3上に第2の配線層6を形成する工程と同じである。
本実施例では、第2の配線層6と第3の配線層11のみ
電気的な接触を有した2層の配線層でボンディングパッ
ド部を形成し、ワイヤーボンディング時に発生する半導
体装置への物理的なダメージを軽減するとともに、装置
内部の機能回路への最終接続に第3の配線層11を用い
、放電により発生したイオンによる半導体装置への電気
的なダメージを軽減した場合の実施例である。
発明の効果 本発明によれば、半導体装置の製造工程中において、放
電により発生したイオンによる半導体装置への電気的な
ダメージを軽減するとともに、ワイヤーボンディング時
に発生する半導体装置への物理的なダメージを軽減し、
半導体装置の加工歩留まりの向上、および信頼性の向上
に寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例を説明する工程順断面図
、第2図は本発明の第2の実施例の素子断面図、第3図
、第4図は本発明の第3.第4の実施例を説明する素子
断面図、第5図は従来の技術を説明するための工程順断
面図である。 1・・・・・・シリコン基板、2,4・・・・・・絶縁
膜、3・・・・・・第1の配線層、5・・・・・・スル
ーホール、6・・・・・・第2の配線層、7・・・・・
・保護膜、8・・・・・・ボンディング用ホール、9・
・・・・・ボンディングパッド。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名第5図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板に形成された第1の配線層と、前記第
    1の配線層と離間して形成されたボンディングパッドと
    、少なくとも前記第1の配線層と前記ボンディングパッ
    ドの離間部を埋め込む絶縁膜と、少なくとも前記ボンデ
    ィングパッドと前記第1の配線層を電気的に接続する第
    2の配線層を有することを特徴とする半導体装置。
  2. (2)半導体基板に形成された第1の配線層と、前記第
    1の配線層と離間して形成されたボンディングパッドと
    、少なくとも前記第1の配線層と前記ボンディングパッ
    ドの離間部を埋め込む第1の絶縁膜と、少なくとも前記
    ボンディングパッドと前記第1の配線層を電気的に接続
    する第2の配線層を備え、前記ボンディングパッド上の
    所定領域に第2の絶縁膜が形成されていることを特徴と
    する半導体装置。
  3. (3)半導体基板に形成された第1の配線層と、前記第
    1の配線層と離間して形成された第1のボンディングパ
    ッドと、少なくとも前記第1の配線層と前記第1のボン
    ディングパッドの離間部を埋め込む絶縁膜と、少なくと
    も前記第1のボンディングパッドと前記第1の配線層を
    電気的に接続する第2の配線層を備え、前記第1のボン
    ディングパッドと前記第2の配線層の間に前記絶縁膜が
    形成されていることを特徴とする半導体装置。
JP2167164A 1990-06-25 1990-06-25 半導体装置 Pending JPH0456238A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183326A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Nec Corp ボンディング用パッド及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07183326A (ja) * 1993-12-24 1995-07-21 Nec Corp ボンディング用パッド及びその製造方法

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