JPH0582580A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】ワイヤーをボンディング際のアルミニウム屑の
発生を少なくし、パッドピッチを短くすることを目的と
する。 【構成】膜厚の上層のアルミニウム層にはボンディング
パッドを形成しないで膜厚の下層のアルミニウム層にボ
ンディングパッドを形成する。 【効果】アルミニウム配線の膜厚が薄いアルミニウム配
線にワイヤーをボンディングする事によって発生するア
ルミニウム屑のを短くでき、パッドピッチを短くする事
ができる。
発生を少なくし、パッドピッチを短くすることを目的と
する。 【構成】膜厚の上層のアルミニウム層にはボンディング
パッドを形成しないで膜厚の下層のアルミニウム層にボ
ンディングパッドを形成する。 【効果】アルミニウム配線の膜厚が薄いアルミニウム配
線にワイヤーをボンディングする事によって発生するア
ルミニウム屑のを短くでき、パッドピッチを短くする事
ができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
かかり、特に、ボンディングパッドの構造に関する。
かかり、特に、ボンディングパッドの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の半導体集積回路装置は多層配線が
用いられ、特にアルミニウム２層配線とアルミニウム３
層配線のものが多く用いられている。それらのボンディ
ングパッドの構造は、下層のアルミニウム層より厚膜で
ある最上層のアルミニウム層でボンディングパッドを形
状しそこに金属性のワイヤーをボンディングするもので
ある。
用いられ、特にアルミニウム２層配線とアルミニウム３
層配線のものが多く用いられている。それらのボンディ
ングパッドの構造は、下層のアルミニウム層より厚膜で
ある最上層のアルミニウム層でボンディングパッドを形
状しそこに金属性のワイヤーをボンディングするもので
ある。
【０００３】例えば、アルミニウム２層配線の場合につ
いて図５を用いて説明する。素子を含んだシリコン基板
１上に絶縁膜２を形成し、マスクパターンによって第１
層目アルミニウム層によるアルミニウム配線３を配線
し、シリコン基板１内の素子とコンタクトで第１層目の
アルミニウム配線３を接続し、第１層目のアルミニウム
配線３上に層間絶縁膜４を形成し、マスクパターンによ
って第２層目のアルミニウム層５によってボンディング
パッドを形成し、層間絶縁膜４に設けたスルーホールを
介して第１層目のアルミニウム配線３と第２層目のアル
ミニウム層５を接続し、第２層目のアルミニウム層５上
にカバー膜８を形成したアルミニウム２層配線の半導体
集積回路装置である。１１はボンディングパッドにボン
ディングされた金属ワイヤーである。
いて図５を用いて説明する。素子を含んだシリコン基板
１上に絶縁膜２を形成し、マスクパターンによって第１
層目アルミニウム層によるアルミニウム配線３を配線
し、シリコン基板１内の素子とコンタクトで第１層目の
アルミニウム配線３を接続し、第１層目のアルミニウム
配線３上に層間絶縁膜４を形成し、マスクパターンによ
って第２層目のアルミニウム層５によってボンディング
パッドを形成し、層間絶縁膜４に設けたスルーホールを
介して第１層目のアルミニウム配線３と第２層目のアル
ミニウム層５を接続し、第２層目のアルミニウム層５上
にカバー膜８を形成したアルミニウム２層配線の半導体
集積回路装置である。１１はボンディングパッドにボン
ディングされた金属ワイヤーである。
【０００４】次に、アルミニウム３層配線の場合につい
て図６を用いて説明する。素子を含んだシリコン基板１
上に絶縁膜２を形成し、マスクパターンによって第１層
目のアルミニウム配線３を配線し、シリコン基板１内の
素子とコンタクトで第１層目のアルミニウム配線３の接
続し、第１層目のアルミニウム配線３上に絶縁膜４を形
成し、マスクパターンによって第２層目のアルミニウム
配線５を配線し、層間絶縁膜４にスルーホールを介して
第１層目のアルミニウム配線３と第２層目のアルミニウ
ム配線５を接続し、第２層目のアルミニウム配線５上に
層間絶縁膜６を形成し、マスクパターンによって一番膜
厚の大きい第３層目のアルミニウム配線７でボンディン
グパッドを形成し、層間絶縁膜６に設けたスルーホール
を介して第２層目のアルミニウム配線５と第３層目のア
ルミニウム配線７を接続し、第３層目のアルミニウム配
線７上にカバー膜を形成した、アルミニウム３層配線の
半導体集積回路装置である。いずれの場合も、ボンディ
ングパッド１３を形成する最上層のアルミニウムの膜厚
は一般にそれより下層のアルミニウムの膜厚より約５倍
の厚膜となっている。
て図６を用いて説明する。素子を含んだシリコン基板１
上に絶縁膜２を形成し、マスクパターンによって第１層
目のアルミニウム配線３を配線し、シリコン基板１内の
素子とコンタクトで第１層目のアルミニウム配線３の接
続し、第１層目のアルミニウム配線３上に絶縁膜４を形
成し、マスクパターンによって第２層目のアルミニウム
配線５を配線し、層間絶縁膜４にスルーホールを介して
第１層目のアルミニウム配線３と第２層目のアルミニウ
ム配線５を接続し、第２層目のアルミニウム配線５上に
層間絶縁膜６を形成し、マスクパターンによって一番膜
厚の大きい第３層目のアルミニウム配線７でボンディン
グパッドを形成し、層間絶縁膜６に設けたスルーホール
を介して第２層目のアルミニウム配線５と第３層目のア
ルミニウム配線７を接続し、第３層目のアルミニウム配
線７上にカバー膜を形成した、アルミニウム３層配線の
半導体集積回路装置である。いずれの場合も、ボンディ
ングパッド１３を形成する最上層のアルミニウムの膜厚
は一般にそれより下層のアルミニウムの膜厚より約５倍
の厚膜となっている。
【０００５】これらの半導体集積回路に於いて、アルミ
ニウム２層配線の場合は、カバー膜８に設けたスルーホ
ール９内に第２層目のアルミニウム配線５を有し、かつ
前記第２層目のアルミニウム配線５にボンディングされ
た金属性のワイヤー１１を有している。また、アルミニ
ウム３層配線の場合は、カバー膜８に設けたスルーホー
ル９内に第３層目のアルミニウム配線７を有し、かつ前
記第３層目のアルミニウム配線７にボンディングされた
金属性のワイヤー１１を有している。
ニウム２層配線の場合は、カバー膜８に設けたスルーホ
ール９内に第２層目のアルミニウム配線５を有し、かつ
前記第２層目のアルミニウム配線５にボンディングされ
た金属性のワイヤー１１を有している。また、アルミニ
ウム３層配線の場合は、カバー膜８に設けたスルーホー
ル９内に第３層目のアルミニウム配線７を有し、かつ前
記第３層目のアルミニウム配線７にボンディングされた
金属性のワイヤー１１を有している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
集積回路装置に於いて、図７に示すように、ワイヤーボ
ンディングをする時、金属性のワイヤー１１をアルミニ
ウム金属であるパッド１３に超音波ボンディング（Ｕｌ
ｔｒａ Ｓｏｎｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）する。この金属
性のワイヤー１１をアルミニウム金属であるパッド１３
にボンディングすることによって接合部３３からアルミ
ニウム屑３４が発生し、そのアルミニウム屑３４の長さ
によってパッドピッチを定めている。
集積回路装置に於いて、図７に示すように、ワイヤーボ
ンディングをする時、金属性のワイヤー１１をアルミニ
ウム金属であるパッド１３に超音波ボンディング（Ｕｌ
ｔｒａ Ｓｏｎｉｃ Ｂｏｎｄｉｎｇ）する。この金属
性のワイヤー１１をアルミニウム金属であるパッド１３
にボンディングすることによって接合部３３からアルミ
ニウム屑３４が発生し、そのアルミニウム屑３４の長さ
によってパッドピッチを定めている。
【０００７】アルミニウムの膜厚は、平坦性の問題によ
るアルミニウムの断線を防ぐために、また、配線の幅に
より上層部が下層の信号配線より厚くなっている。上層
部のアルミニウムが厚膜である方がアルミニウムの量が
多いので、より長目のアルミニウム屑が発生する。
るアルミニウムの断線を防ぐために、また、配線の幅に
より上層部が下層の信号配線より厚くなっている。上層
部のアルミニウムが厚膜である方がアルミニウムの量が
多いので、より長目のアルミニウム屑が発生する。
【０００８】従来のボンディング構造では、図５に示す
ように、第２層目のアルミニウム配線５、または、図６
に示すように、第３層目のアルミニウム配線７上に金属
性のワイヤー１１をボンディングするので、第２層目の
アルミニウム配線層５、または、第３層目のアルミニウ
ム配線層からボンディングによって長いアルミニウム屑
が発生されるので、ボンディング装置で決定されるパッ
ドビッチにより長目にしなければならないという問題が
あった。
ように、第２層目のアルミニウム配線５、または、図６
に示すように、第３層目のアルミニウム配線７上に金属
性のワイヤー１１をボンディングするので、第２層目の
アルミニウム配線層５、または、第３層目のアルミニウ
ム配線層からボンディングによって長いアルミニウム屑
が発生されるので、ボンディング装置で決定されるパッ
ドビッチにより長目にしなければならないという問題が
あった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、複数の
アルミニウム層を有し、上層アルミニウム層が下層アル
ミニウム層より厚い膜であり、かつ、金属性のワイヤー
をボンディングするボンディングパッドを具備する多層
配線構造の半導体集積回路装置において、前記ボンディ
ングパッドは前記下層アルミニウム層に形成されている
半導体集積回路装置にある。前記下層アルミニウム層に
よって形成された下層アルミニウム配線と前記ボンディ
ングパッドとは連続的に形成することができる。あるい
は、前記ボンディングパッドは、前記下層アルミニウム
層による下層アルミニウム配線と絶縁分離して島状に形
成されており、かつ、前記上層アルミニウム層による上
層アルミニウム配線と接続されることができる。３層構
造の場合は、すなわち第１、第２および第３のアルミニ
ウム層を有する場合は、該第１および第２のアルミニウ
ム層が下層アルミニウム層であり、該第３のアルミニウ
ム層が前記上層アルミニウム層となる。
アルミニウム層を有し、上層アルミニウム層が下層アル
ミニウム層より厚い膜であり、かつ、金属性のワイヤー
をボンディングするボンディングパッドを具備する多層
配線構造の半導体集積回路装置において、前記ボンディ
ングパッドは前記下層アルミニウム層に形成されている
半導体集積回路装置にある。前記下層アルミニウム層に
よって形成された下層アルミニウム配線と前記ボンディ
ングパッドとは連続的に形成することができる。あるい
は、前記ボンディングパッドは、前記下層アルミニウム
層による下層アルミニウム配線と絶縁分離して島状に形
成されており、かつ、前記上層アルミニウム層による上
層アルミニウム配線と接続されることができる。３層構
造の場合は、すなわち第１、第２および第３のアルミニ
ウム層を有する場合は、該第１および第２のアルミニウ
ム層が下層アルミニウム層であり、該第３のアルミニウ
ム層が前記上層アルミニウム層となる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明の第１の実施例を示す。シリコ
ン基板１の上にフィールド絶縁膜２を形成する。この下
層（第１層目）アルミニウム層３によって、内部素子に
接続する下層（第１層目）アルミニウム配線２３および
ボンディングパッド１３が連続的に形成される。層間絶
縁層４を介して下層（第１層目）アルミニウム層３より
約１．５倍厚い上層（第２層目）アルミニウム層５が形
成され、層間絶縁層４のスルーホール１４を通して下層
（第１層目）アルミニウム層３に接続されている。ま
た、この上層（第２層目）アルミニウム層５によって上
層（第２層目）アルミニウム配線２５が形成される。全
体にパッシベーション（カバー）膜８堆積され、開孔９
よりボンディングパッド１３が露出され、そこに金属性
のボンディングワイヤー１１が接続される。
ン基板１の上にフィールド絶縁膜２を形成する。この下
層（第１層目）アルミニウム層３によって、内部素子に
接続する下層（第１層目）アルミニウム配線２３および
ボンディングパッド１３が連続的に形成される。層間絶
縁層４を介して下層（第１層目）アルミニウム層３より
約１．５倍厚い上層（第２層目）アルミニウム層５が形
成され、層間絶縁層４のスルーホール１４を通して下層
（第１層目）アルミニウム層３に接続されている。ま
た、この上層（第２層目）アルミニウム層５によって上
層（第２層目）アルミニウム配線２５が形成される。全
体にパッシベーション（カバー）膜８堆積され、開孔９
よりボンディングパッド１３が露出され、そこに金属性
のボンディングワイヤー１１が接続される。
【００１１】図２に本発明の第２の実施例を示す。図２
において、（Ａ）は平面図で、そのＢ−Ｂ部の断面図が
（Ｂ）である。この図２で図１と類似機能の個所は同じ
符号で示している。図２から明らかのように、ボンディ
ングパット１３は下層（第１層目）アルミニウム配線２
３と接続されておらず、島状の平面形状となっており上
層（第２層目）アルミニウム配線２５とのみ接続されて
いる。したがって両アルミニウム配線２３と２５はそれ
ぞれ別の電位とすることが出来る。
において、（Ａ）は平面図で、そのＢ−Ｂ部の断面図が
（Ｂ）である。この図２で図１と類似機能の個所は同じ
符号で示している。図２から明らかのように、ボンディ
ングパット１３は下層（第１層目）アルミニウム配線２
３と接続されておらず、島状の平面形状となっており上
層（第２層目）アルミニウム配線２５とのみ接続されて
いる。したがって両アルミニウム配線２３と２５はそれ
ぞれ別の電位とすることが出来る。
【００１２】図３に本発明の第３の実施例を示す。この
図３で図１と類似機能の個所は同じ符号で示している。
図３では第２層目のアルミニウム層５でボンディングパ
ット１３を第２層アルミニウム配線２５と連続的に形成
している。第１および第２のアルミニウム層３と５は同
じ膜厚である。最上層（第３層目）アルミニウム層７は
一番膜厚が大きく、第１および第２のアルミニウム層の
約１．５倍の膜厚で、その配線パターン２７はスルーホ
ール１６を通して第２層目の配線２５に接続している。
この例では第１、第２および第３のアルミニウム配線２
３、２５および２７は全て同一の電位として使用され
る。
図３で図１と類似機能の個所は同じ符号で示している。
図３では第２層目のアルミニウム層５でボンディングパ
ット１３を第２層アルミニウム配線２５と連続的に形成
している。第１および第２のアルミニウム層３と５は同
じ膜厚である。最上層（第３層目）アルミニウム層７は
一番膜厚が大きく、第１および第２のアルミニウム層の
約１．５倍の膜厚で、その配線パターン２７はスルーホ
ール１６を通して第２層目の配線２５に接続している。
この例では第１、第２および第３のアルミニウム配線２
３、２５および２７は全て同一の電位として使用され
る。
【００１３】図４に本発明の第４の実施例を示す。図４
において、（Ａ）は平面図で、そのＢ−Ｂ部の断面図が
（Ｂ）である。この図４で図３と類似機能の個所は同じ
符号で示している。図４から明らかのように、ボンディ
ングパット１３は第１層目のアルミニウム配線２３と接
続されておらず、また第２層目のアルミニウム配線２５
とも接続していない。すなわち、ボンディングパット１
３は島状の平面形状となっており、最上層（第３層目）
アルミニウム配線２７とのみ接続されている。したがっ
て三層のアルミニウム配線２３，２５および２７はそれ
ぞれ別の電位とすることが出来る。
において、（Ａ）は平面図で、そのＢ−Ｂ部の断面図が
（Ｂ）である。この図４で図３と類似機能の個所は同じ
符号で示している。図４から明らかのように、ボンディ
ングパット１３は第１層目のアルミニウム配線２３と接
続されておらず、また第２層目のアルミニウム配線２５
とも接続していない。すなわち、ボンディングパット１
３は島状の平面形状となっており、最上層（第３層目）
アルミニウム配線２７とのみ接続されている。したがっ
て三層のアルミニウム配線２３，２５および２７はそれ
ぞれ別の電位とすることが出来る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、アルミニ
ウム配線の膜厚の比率下層：上層がたとえば１：１．５
とするアルミニウム配線に金属性のワイヤーをボンディ
ングした時、アルミニウム屑の長さを６２％短くするこ
とができ、第２層目のアルミニウム配線、または、第３
層目のアルミニウム配線にボンディングをするボンディ
ングパッドの構造をよりも、第１層目のアルミニウム配
線、または、選択的にシリコン基板直上の絶縁膜上に形
成した第１層目のアルミニウム配線と同一の膜厚である
第２層目のアルミニウム配線にボンディングされた金属
線のワイヤーを有するボンディングパッドの構造をとる
方が、アルミニウム屑の発生を短くできるので、パッド
ピッチを短くすることが可能となるという効果がある。
ウム配線の膜厚の比率下層：上層がたとえば１：１．５
とするアルミニウム配線に金属性のワイヤーをボンディ
ングした時、アルミニウム屑の長さを６２％短くするこ
とができ、第２層目のアルミニウム配線、または、第３
層目のアルミニウム配線にボンディングをするボンディ
ングパッドの構造をよりも、第１層目のアルミニウム配
線、または、選択的にシリコン基板直上の絶縁膜上に形
成した第１層目のアルミニウム配線と同一の膜厚である
第２層目のアルミニウム配線にボンディングされた金属
線のワイヤーを有するボンディングパッドの構造をとる
方が、アルミニウム屑の発生を短くできるので、パッド
ピッチを短くすることが可能となるという効果がある。
【図１】本発明の第１の実施例を示す図面である。
【図２】本発明の第２の実施例を示す図面である。
【図３】本発明の第３の実施例を示す図面である。
【図４】本発明の第４の実施例を示す図面である。
【図５】従来技術を示す図面である。
【図６】従来技術を示す図面である。
【図７】従来の問題を示す図面である。
１ シリコン基板 ２ フィールド絶縁膜 ３ 下層（第１層目）アルミニウム層 ４ 層間絶縁層 ５ 上層（第２層目）アルミニウム層または下層（第
２層目）アルミニウム層 ６ 層間絶縁膜 ７ 上層（第３層目）アルミニウム層 ８ パッシベーション（カバー）膜 ９ 開孔 １１ ワイヤー １３ ボンディングパッド １４ スルーホール １６ スルーホール ２３ 下層（第１層目）アルミニウム配線 ２５ 上層（第２層目）アルミニウム配線または下層
（第２層目）アルミニウム配線 ２７ 上層（第３層目）アルミニウム配線
２層目）アルミニウム層 ６ 層間絶縁膜 ７ 上層（第３層目）アルミニウム層 ８ パッシベーション（カバー）膜 ９ 開孔 １１ ワイヤー １３ ボンディングパッド １４ スルーホール １６ スルーホール ２３ 下層（第１層目）アルミニウム配線 ２５ 上層（第２層目）アルミニウム配線または下層
（第２層目）アルミニウム配線 ２７ 上層（第３層目）アルミニウム配線
Claims (9)
- 【請求項１】 複数のアルミニウム層を有し、上層アル
ミニウム層が下層アルミニウム層より厚い膜であり、か
つ、金属性のワイヤーをボンディングするボンディング
パッドを具備する多層配線構造の半導体集積回路装置に
おいて、前記ボンディングパッドは前記下層アルミニウ
ム層に形成されていることを特徴とする半導体集積回路
装置。 - 【請求項２】 前記上層アルミニウム層と前記下層アル
ミニウム層とはその間の層間絶縁膜に形成されたスルー
ホールを通して接続されている請求項１記載の半導体集
積回路装置。 - 【請求項３】 前記下層アルミニウム層によって形成さ
れた下層アルミニウム配線と前記ボンディングパッドと
は連続的に形成されている請求項１もしくは請求項２に
記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項４】 前記ボンディングパッドは、前記下層ア
ルミニウム層による下層アルミニウム配線と絶縁分離し
て島状に形成されており、かつ、前記上層アルミニウム
層による上層アルミニウム配線と接続されている請求項
１もしくは請求項２に前記の半導体集積回路装置。 - 【請求項５】 第１、第２のおよび第３のアルミニウム
層を有し、該第１および第２のアルミニウム層が前記下
層アルミニウム層であり、該第３のアルミニウム層が前
記上層アルミニウム層である請求項１に記載の半導体集
積回路装置。 - 【請求項６】 前記第１および第２のアルミニウム層は
同じ膜厚である請求項５に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項７】 前記上層アルミニウム層と前記下層アル
ミニウム層とはその間の層間絶縁膜に形成されたスルー
ホールを通して接続されている請求項５もしくは請求項
６に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項８】 前記下層アルミニウム層の前記第２のア
ルミニウム層によって形成されたアルミニウム配線と該
第２のアルミニウム層によって形成された前記ボンディ
ングパッドとは連続的に接続されている請求項５、請求
項６もしくは請求項７に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項９】 前記ボンディングパッドは、前記下層ア
ルミニウム層の前記第１および第２のアルミニウム層に
よる下層アルミニウム配線と絶縁分離して島状に形成さ
れており、かつ、前記上層アルミニウム層の前記第３ア
ルミニウム層による上層アルミニウム配線と接続されて
いる請求項５、請求項６もしくは請求項７に記載の半導
体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238530A JPH0582580A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3238530A JPH0582580A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582580A true JPH0582580A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=17031625
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3238530A Pending JPH0582580A (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582580A (ja) |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3238530A patent/JPH0582580A/ja active Pending
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