JPH11260855A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH11260855A JPH11260855A JP10059427A JP5942798A JPH11260855A JP H11260855 A JPH11260855 A JP H11260855A JP 10059427 A JP10059427 A JP 10059427A JP 5942798 A JP5942798 A JP 5942798A JP H11260855 A JPH11260855 A JP H11260855A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 金属細線とボンディングパッドとの接合強度
を増加させること。 【解決手段】 ワイヤーボンド接続により金属細線１４
を接合するためのボンディングパッド１２が半導体基板
１１上に形成されている半導体装置において、ボンディ
ングパッド１２の周縁部１２２が中央部１２４よりも突
出した凹構造１６となっている。
を増加させること。 【解決手段】 ワイヤーボンド接続により金属細線１４
を接合するためのボンディングパッド１２が半導体基板
１１上に形成されている半導体装置において、ボンディ
ングパッド１２の周縁部１２２が中央部１２４よりも突
出した凹構造１６となっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特に、ワイヤーボンド接続により金属細線を接合す
るためのボンディングパッドが半導体基板上に形成され
ている半導体装置に関する。
し、特に、ワイヤーボンド接続により金属細線を接合す
るためのボンディングパッドが半導体基板上に形成され
ている半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体素子の高集積化に伴い、チップの
周辺に形成されている電極であるボンディングパッドの
サイズ（電極面積）も小さくなってきている。その結
果、ボンディングパッドと金属細線（ボンディングワイ
ヤー）との間で充分な接続強度を得ることが難しくなっ
てきている。
周辺に形成されている電極であるボンディングパッドの
サイズ（電極面積）も小さくなってきている。その結
果、ボンディングパッドと金属細線（ボンディングワイ
ヤー）との間で充分な接続強度を得ることが難しくなっ
てきている。
【０００３】このような問題を解決し、ボンディングパ
ッドと金属細線との間の接合面積を増やし、接合強度を
増加させることを目的とする従来の半導体装置として
は、例えば、特開平６−３７１３５号公報（発明の名
称：半導体装置、出願日：１９９２年７月２０日、図４
参照）に示すようなものがある。
ッドと金属細線との間の接合面積を増やし、接合強度を
増加させることを目的とする従来の半導体装置として
は、例えば、特開平６−３７１３５号公報（発明の名
称：半導体装置、出願日：１９９２年７月２０日、図４
参照）に示すようなものがある。
【０００４】すなわち、従来技術では、半導体基板２上
のボンディングパッド５がボンディングワイヤー７と接
着させる面である接着面に凹凸９を形成していた。この
ような凹凸９は、半導体基板２の表面にエッチングによ
って複数の溝９ａ，…，９ａを刻み込むことによって形
成されていた。
のボンディングパッド５がボンディングワイヤー７と接
着させる面である接着面に凹凸９を形成していた。この
ような凹凸９は、半導体基板２の表面にエッチングによ
って複数の溝９ａ，…，９ａを刻み込むことによって形
成されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の半導体装置では、ボンディングパッドと金属
細線（ボンディングワイヤー）との間で充分な接続強度
を得るための凹凸９を、半導体基板２の表面にエッチン
グによって複数の溝９ａ，…，９ａを刻み込むことによ
って形成するため、半導体装置の製造プロセスが増えて
しまい、その結果、プロセスコストが増加してしまうと
いう問題点があった。
うな従来の半導体装置では、ボンディングパッドと金属
細線（ボンディングワイヤー）との間で充分な接続強度
を得るための凹凸９を、半導体基板２の表面にエッチン
グによって複数の溝９ａ，…，９ａを刻み込むことによ
って形成するため、半導体装置の製造プロセスが増えて
しまい、その結果、プロセスコストが増加してしまうと
いう問題点があった。
【０００６】また、エッチングによって刻み込み可能な
溝９ａ，…，９ａの深さは０．１μｍ程度であり、この
ような深さの溝では、ボンディングパッドと金属細線と
の間で充分な接続強度を得ることが難しいという問題点
もあった。
溝９ａ，…，９ａの深さは０．１μｍ程度であり、この
ような深さの溝では、ボンディングパッドと金属細線と
の間で充分な接続強度を得ることが難しいという問題点
もあった。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、ボンディングパッド
の周縁部を突出させ、金属細線の先端部分に周縁部の側
壁面が沿うようにし、金属細線とボンディングパッドの
接合面積を増やし、接合強度を増加させることを課題と
している。
することを課題としており、特に、ボンディングパッド
の周縁部を突出させ、金属細線の先端部分に周縁部の側
壁面が沿うようにし、金属細線とボンディングパッドの
接合面積を増やし、接合強度を増加させることを課題と
している。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明により成された請求項１に記載の発明は、ワイヤ
ーボンド接続により金属細線１４を接合するためのボン
ディングパッド１２が半導体基板１１上に形成されてい
る半導体装置において、ボンディングパッド１２の周縁
部１２２が中央部１２４よりも突出した凹構造１６とな
っている半導体装置１０である。
本発明により成された請求項１に記載の発明は、ワイヤ
ーボンド接続により金属細線１４を接合するためのボン
ディングパッド１２が半導体基板１１上に形成されてい
る半導体装置において、ボンディングパッド１２の周縁
部１２２が中央部１２４よりも突出した凹構造１６とな
っている半導体装置１０である。
【０００９】請求項１に記載の発明によれば、ボンディ
ングパッド１２の周縁部１２２を突出させ、金属細線１
４の先端部分に周縁部１２２の側壁面が沿うようにする
ことにより、金属細線１４とボンディングパッド１２の
実効的な接合面積を増やすことができるようになり、そ
の結果、金属細線１４とボンディングパッド１２との接
合強度を増加させることができるようになる。
ングパッド１２の周縁部１２２を突出させ、金属細線１
４の先端部分に周縁部１２２の側壁面が沿うようにする
ことにより、金属細線１４とボンディングパッド１２の
実効的な接合面積を増やすことができるようになり、そ
の結果、金属細線１４とボンディングパッド１２との接
合強度を増加させることができるようになる。
【００１０】また請求項２に記載の発明は、請求項１に
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２の凹構造１６の周縁形状が金属細線１４の形状に
応じた凹形状になっている半導体装置１０である。
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２の凹構造１６の周縁形状が金属細線１４の形状に
応じた凹形状になっている半導体装置１０である。
【００１１】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、ボンディングパッド１２の凹
構造１６の周縁部１２２に金属細線１４の先端線外周部
分が有効に接触するので、金属細線１４とボンディング
パッド１２の実効的な接合面積を増やすことができるよ
うになり、その結果、金属細線１４とボンディングパッ
ド１２との接合強度を増加させることができるようにな
る。
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、ボンディングパッド１２の凹
構造１６の周縁部１２２に金属細線１４の先端線外周部
分が有効に接触するので、金属細線１４とボンディング
パッド１２の実効的な接合面積を増やすことができるよ
うになり、その結果、金属細線１４とボンディングパッ
ド１２との接合強度を増加させることができるようにな
る。
【００１２】また請求項３に記載の発明は、請求項１に
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２は、接合時の金属細線１４の側面１４２が前記凹
構造１６の側壁１６２に接合されるような構造となって
いる請求項１に記載の半導体装置１０である。
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２は、接合時の金属細線１４の側面１４２が前記凹
構造１６の側壁１６２に接合されるような構造となって
いる請求項１に記載の半導体装置１０である。
【００１３】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、ボンディングパッド１２の凹
構造１６の周縁部１２２に金属細線１４の側面１４２の
部分が有効に接触するので、金属細線１４とボンディン
グパッド１２の実効的な接合面積を増やすことができる
ようになり、その結果、金属細線１４とボンディングパ
ッド１２との接合強度を増加させることができるように
なる。
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、ボンディングパッド１２の凹
構造１６の周縁部１２２に金属細線１４の側面１４２の
部分が有効に接触するので、金属細線１４とボンディン
グパッド１２の実効的な接合面積を増やすことができる
ようになり、その結果、金属細線１４とボンディングパ
ッド１２との接合強度を増加させることができるように
なる。
【００１４】また請求項４に記載の発明は、請求項１に
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２は、見かけ上のボール径Ｄと実際のボール径ｄと
の差分２Ｒに応じて、金属細線１４の側面１４２が前記
凹構造１６の側壁１６２に接合されるような構造となっ
ている半導体装置１０である。
記載の半導体装置１０において、前記ボンディングパッ
ド１２は、見かけ上のボール径Ｄと実際のボール径ｄと
の差分２Ｒに応じて、金属細線１４の側面１４２が前記
凹構造１６の側壁１６２に接合されるような構造となっ
ている半導体装置１０である。
【００１５】請求項４に記載の発明によれば、請求項１
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、見かけ上のボール径Ｄと実際
のボール径ｄとの差分２Ｒに応じて、金属細線１４の側
面１４２がボンディングパッド１２の凹構造１６の周縁
部１２２に有効に接触するので、金属細線１４とボンデ
ィングパッド１２の実効的な接合面積を増やすことがで
きるようになり、その結果、金属細線１４とボンディン
グパッド１２との接合強度を増加させることができるよ
うになる。
に記載の効果に加えて、ボンディングパッド１２と金属
細線１４を接合する際に、見かけ上のボール径Ｄと実際
のボール径ｄとの差分２Ｒに応じて、金属細線１４の側
面１４２がボンディングパッド１２の凹構造１６の周縁
部１２２に有効に接触するので、金属細線１４とボンデ
ィングパッド１２の実効的な接合面積を増やすことがで
きるようになり、その結果、金属細線１４とボンディン
グパッド１２との接合強度を増加させることができるよ
うになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の半導体装置１０
におけるボンディングパッド１２と金属細線１４とのワ
イヤーボンド接続形態を説明するための図である。
におけるボンディングパッド１２と金属細線１４とのワ
イヤーボンド接続形態を説明するための図である。
【００１７】本実施形態の半導体装置１０は、ワイヤー
ボンド接続により金属細線１４を接合するための電極で
あるボンディングパッド１２が半導体基板１１上に複数
個だけ形成されている半導体デバイスである。以下の説
明では、このような半導体装置１０を半導体チップ１０
と呼ぶことにする。
ボンド接続により金属細線１４を接合するための電極で
あるボンディングパッド１２が半導体基板１１上に複数
個だけ形成されている半導体デバイスである。以下の説
明では、このような半導体装置１０を半導体チップ１０
と呼ぶことにする。
【００１８】本実施形態の金属細線１４は、ワイヤーボ
ンド接続用の導電性リードであって、通常、数１０μｍ
径〜数１００μｍ径の金（元素記号：Ａｕ）製のワイヤ
ーが用いられる。以下の説明では、このような金属細線
１４をＡｕワイヤー１４と呼ぶことにする。
ンド接続用の導電性リードであって、通常、数１０μｍ
径〜数１００μｍ径の金（元素記号：Ａｕ）製のワイヤ
ーが用いられる。以下の説明では、このような金属細線
１４をＡｕワイヤー１４と呼ぶことにする。
【００１９】ボンディングパッド１２の各々は、図１に
示すように、ワイヤーボンド接続箇所以外の表面を保護
膜として機能するパッシベーション膜１７で覆われてお
り、その周縁部１２２が中央部１２４よりも突出した凹
構造１６となっている。
示すように、ワイヤーボンド接続箇所以外の表面を保護
膜として機能するパッシベーション膜１７で覆われてお
り、その周縁部１２２が中央部１２４よりも突出した凹
構造１６となっている。
【００２０】具体的には、凹構造１６の周縁部１２２が
中央部１２４よりも０．１μｍ程度だけ突出している。
また、凹構造１６の中央部１２４を含む底面部分付近
は、平坦な構造にしている。なお、底面部分付近を凸凹
構造（いわゆる、コルゲート（corrugate）構造）にす
ることも可能である。
中央部１２４よりも０．１μｍ程度だけ突出している。
また、凹構造１６の中央部１２４を含む底面部分付近
は、平坦な構造にしている。なお、底面部分付近を凸凹
構造（いわゆる、コルゲート（corrugate）構造）にす
ることも可能である。
【００２１】このように、ボンディングパッド１２の周
縁部１２２を突出させ、Ａｕワイヤー１４のボール状の
先端部分に周縁部１２２の側壁面が沿うようにすること
により、Ａｕワイヤー１４とボンディングパッド１２の
実効的な接合面積を増やすことができるようになり、そ
の結果、Ａｕワイヤー１４とボンディングパッド１２と
の接合強度を増加させることができるようになる。
縁部１２２を突出させ、Ａｕワイヤー１４のボール状の
先端部分に周縁部１２２の側壁面が沿うようにすること
により、Ａｕワイヤー１４とボンディングパッド１２の
実効的な接合面積を増やすことができるようになり、そ
の結果、Ａｕワイヤー１４とボンディングパッド１２と
の接合強度を増加させることができるようになる。
【００２２】また本実施形態では、図１に示すように、
ボンディングパッド１２の凹構造１６の周縁形状をＡｕ
ワイヤー１４のボール形状に応じた凹形状に設定してい
る。
ボンディングパッド１２の凹構造１６の周縁形状をＡｕ
ワイヤー１４のボール形状に応じた凹形状に設定してい
る。
【００２３】これにより、ボンディングパッド１２とＡ
ｕワイヤー１４を接合する際に、ボンディングパッド１
２の凹構造１６の周縁部１２２にＡｕワイヤー１４のボ
ール形状の先端線外周部分が有効に接触するので、Ａｕ
ワイヤー１４とボンディングパッド１２の実効的な接合
面積を増やすことができるようになり、その結果、Ａｕ
ワイヤー１４とボンディングパッド１２との接合強度を
増加させることができるようになる。
ｕワイヤー１４を接合する際に、ボンディングパッド１
２の凹構造１６の周縁部１２２にＡｕワイヤー１４のボ
ール形状の先端線外周部分が有効に接触するので、Ａｕ
ワイヤー１４とボンディングパッド１２の実効的な接合
面積を増やすことができるようになり、その結果、Ａｕ
ワイヤー１４とボンディングパッド１２との接合強度を
増加させることができるようになる。
【００２４】また本実施形態では、図１に示すように、
ボンディングパッド１２の各々を、接合時のＡｕワイヤ
ー１４の側面１４２が凹構造１６の側壁１６２に接合さ
れるような構造に設定している。
ボンディングパッド１２の各々を、接合時のＡｕワイヤ
ー１４の側面１４２が凹構造１６の側壁１６２に接合さ
れるような構造に設定している。
【００２５】これにより、ボンディングパッド１２とＡ
ｕワイヤー１４を接合する際に、ボンディングパッド１
２の凹構造１６の周縁部１２２にＡｕワイヤー１４の側
面１４２の部分が有効に接触するので、Ａｕワイヤー１
４とボンディングパッド１２の実効的な接合面積を増や
すことができるようになり、その結果、Ａｕワイヤー１
４とボンディングパッド１２との接合強度を増加させる
ことができるようになる。
ｕワイヤー１４を接合する際に、ボンディングパッド１
２の凹構造１６の周縁部１２２にＡｕワイヤー１４の側
面１４２の部分が有効に接触するので、Ａｕワイヤー１
４とボンディングパッド１２の実効的な接合面積を増や
すことができるようになり、その結果、Ａｕワイヤー１
４とボンディングパッド１２との接合強度を増加させる
ことができるようになる。
【００２６】更に詳しく、本実施形態のボンディングパ
ッド１２の構造を説明する。
ッド１２の構造を説明する。
【００２７】図２は、図１におけるＡｕワイヤー１４の
接合部分の寸法を説明するための図であり、図３は、図
１におけるＡｕワイヤー１４の接合部分の拡大図であ
る。
接合部分の寸法を説明するための図であり、図３は、図
１におけるＡｕワイヤー１４の接合部分の拡大図であ
る。
【００２８】ワイヤーボンド接続用のボンディングパッ
ド１２においては、図２に示すように、見かけ上のボー
ル径Ｄ（具体的には、Ａｕワイヤー１４の直径を２０μ
ｍとした場合、６０〜９０μｍ□程度）に対し、実際に
ボンディングパッド１２に接触している部分がボール径
ｄ程度に狭まってしまうという現象が頻出する。
ド１２においては、図２に示すように、見かけ上のボー
ル径Ｄ（具体的には、Ａｕワイヤー１４の直径を２０μ
ｍとした場合、６０〜９０μｍ□程度）に対し、実際に
ボンディングパッド１２に接触している部分がボール径
ｄ程度に狭まってしまうという現象が頻出する。
【００２９】このような見かけ上のボール径Ｄと実際の
ボール径ｄとの差分２Ｒを小さくするために、ボール厚
ｔ（具体的には、Ａｕワイヤー１４の直径を２０μｍと
した場合、５〜２０μｍ程度）を小さくすることが行わ
れているが、自ずと限界を生じる。
ボール径ｄとの差分２Ｒを小さくするために、ボール厚
ｔ（具体的には、Ａｕワイヤー１４の直径を２０μｍと
した場合、５〜２０μｍ程度）を小さくすることが行わ
れているが、自ずと限界を生じる。
【００３０】そこで本実施形態では、ボンディングパッ
ド１２の各々を、見かけ上のボール径Ｄと実際のボール
径ｄとの差分２Ｒに応じて、Ａｕワイヤー１４の側面１
４２が凹構造１６の側壁１６２に接合されるような構造
としている。
ド１２の各々を、見かけ上のボール径Ｄと実際のボール
径ｄとの差分２Ｒに応じて、Ａｕワイヤー１４の側面１
４２が凹構造１６の側壁１６２に接合されるような構造
としている。
【００３１】具体的には、図３に示すように、見かけ上
のボール径Ｄと実際のボール径ｄとの差分２Ｒのボンデ
ィングパッド１２も接合されるように、ボンディングパ
ッド１２の周縁部１２２を、Ａｕワイヤー１４のボール
形状にならうように凹構造１６の中央部１２４よりも突
出させている。
のボール径Ｄと実際のボール径ｄとの差分２Ｒのボンデ
ィングパッド１２も接合されるように、ボンディングパ
ッド１２の周縁部１２２を、Ａｕワイヤー１４のボール
形状にならうように凹構造１６の中央部１２４よりも突
出させている。
【００３２】これにより、図３に示すように、ボール径
ｄに近い接触面積が得られるようになるので、Ａｕワイ
ヤー１４とボンディングパッド１２の実効的な接合面積
を増やすことができるようになり、その結果、Ａｕワイ
ヤー１４とボンディングパッド１２との接合強度を増加
させることができるようになる。
ｄに近い接触面積が得られるようになるので、Ａｕワイ
ヤー１４とボンディングパッド１２の実効的な接合面積
を増やすことができるようになり、その結果、Ａｕワイ
ヤー１４とボンディングパッド１２との接合強度を増加
させることができるようになる。
【００３３】
【発明の効果】本発明にかかる半導体装置によれば、ボ
ンディングパッドと金属細線を接合する際に、金属細線
の先端線径が有効に接触するので、接合面積を増大する
ことができるようになり、その結果、接合強度の改善を
図ることができるようになる。
ンディングパッドと金属細線を接合する際に、金属細線
の先端線径が有効に接触するので、接合面積を増大する
ことができるようになり、その結果、接合強度の改善を
図ることができるようになる。
【図１】本発明の半導体装置におけるボンディングパッ
ドと金属細線とのワイヤーボンド接続形態を説明するた
めの図である。
ドと金属細線とのワイヤーボンド接続形態を説明するた
めの図である。
【図２】図１における金属細線の接合部分の寸法を説明
するための図である。
するための図である。
【図３】図１における金属細線の接合部分の拡大図であ
る。
る。
【図４】従来の半導体装置を示す断面図である。
１０…半導体装置 １１…半導体基板 １２…ボンディングパッド １２２…ボンディングパッドの周縁部 １２４…ボンディングパッドの中央部 １４…金属細線 １４２…接合時の金属細線の側面 １６…凹構造 １６２…凹構造の側壁 Ｄ…見かけ上のボール径 ｄ…実際のボール径 ２Ｒ…見かけ上のボール径と実際のボール径との差分
Claims (4)
- 【請求項１】 ワイヤーボンド接続により金属細線を接
合するためのボンディングパッドが半導体基板上に形成
されている半導体装置において、 ボンディングパッドの周縁部が中央部よりも突出した凹
構造となっていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項２】 前記ボンディングパッドの凹構造の周縁
形状が金属細線の形状に応じた凹形状になっていること
を特徴とする請求項１に記載の半導体装置。 - 【請求項３】 前記ボンディングパッドは、接合時の金
属細線の側面が前記凹構造の側壁に接合されるような構
造となっていることを特徴とする請求項１に記載の半導
体装置。 - 【請求項４】 前記ボンディングパッドは、見かけ上の
ボール径と実際のボール径との差分に応じた凹形状を有
する金属細線の側面が前記凹構造の側壁に接合されるよ
うな構造となっていることを特徴とする請求項１に記載
の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059427A JPH11260855A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10059427A JPH11260855A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260855A true JPH11260855A (ja) | 1999-09-24 |
Family
ID=13112965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10059427A Withdrawn JPH11260855A (ja) | 1998-03-11 | 1998-03-11 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260855A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108447794A (zh) * | 2017-01-24 | 2018-08-24 | 丰田自动车株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN112117268A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-22 | 中科芯(苏州)微电子科技有限公司 | 一种芯片集成模块 |
-
1998
- 1998-03-11 JP JP10059427A patent/JPH11260855A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108447794A (zh) * | 2017-01-24 | 2018-08-24 | 丰田自动车株式会社 | 半导体装置及其制造方法 |
| CN112117268A (zh) * | 2020-09-25 | 2020-12-22 | 中科芯(苏州)微电子科技有限公司 | 一种芯片集成模块 |
| CN112117268B (zh) * | 2020-09-25 | 2023-02-10 | 中科芯(苏州)微电子科技有限公司 | 一种芯片集成模块 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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