JPS6232636A - 半導体装置 - Google Patents

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〕 本発明はボンディングパッドを有する半導体装置に関し
、特にボンディングパッド及び配線部の耐腐食性を向上
した半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

一般に半導体装置には内部回路配線に接続されたボンデ
ィングパッドが設けられ、外部リード等に接続される金
属細線がボンディングされる。

例えば、第３図及び第４図はその一例であり、半導体基
板２１表面の絶縁膜２２上にアルミニウム等の金属膜か
らなるボンディングパッド２３が形成されている。この
ボンディングパッド２３は、図外の内部回路にまで延設
される内部配線２４に接続しており、これとの境にはボ
ンディング時の集中応力による配線２４の切断を防止す
るためのバンド引出し部２５を形成している。これらボ
ンディングパッド２３、内部配線２４及びバンド引出し
部２５は表面保護膜２６により被覆されているが、ボン
ディングバンド２３位置に設けた方形の開口２７からボ
ンディングパッド２３のみを露出させている。そして、
このボンディングパッド２３の露出面には図外の外部リ
ードに接続される金属細線２８の一端がボンディングさ
れる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のポンディングバッド２３構造の半導体装
置を樹脂封止して高温、高湿度下での信頼性試験を行う
と、ボンディングパッド２３の露出面において腐食が生
じることが比較的多く観察される。この腐食は、前述し
た外部リードを構成するリードフレームと樹脂との界面
及び樹脂表面から浸入する水分と、樹脂中に含まれる塩
素イオン（ｃｌ−）又はナトリウムイオン（Ｎａ”　）
等の不純物イオンとの相互作用により生しることが明ら
かにされている（応用物理第４９巻第２号「半導体素子
における封止樹脂の問題」）。また、腐食は時間ととも
に進行し、ボンディングパッド２３のみならずボンディ
ングパッドに接続した配線２４にもおよびこれが断線に
到る場合もある。

このような腐食を防止するために、これまではボンディ
ングパッド２３における開口２７を小さくしてボンディ
ングパッド２３の露出面積をできるだけ狭くする対策、
或いは水分の浸入を防ぐために信頼性の高いセラミック
パッケージを使用する対策等が施されている。しかしな
がら、前者ではボンディングパッド２３と金属細線２８
との接触面積が小さくなるためにボンディング強度が低
下して組立て歩留を低下させ、後者では量産性の低下、
価格の増大を生じることになる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置は、ボンディング時・ノドを改善し
て信頼性及び歩留の向上を図るために、半導体基板の絶
縁膜上に形成して内部配線に接続する第１ボンディング
パッド層と、この第１ボンディングパッド層上の層間絶
縁膜上に形成して金属細線等を接続する第２ポンデイン
グパソド層とでボンディングパッドを構成し、これら両
ボンディングバソド層は、前記層間絶縁膜に形成したス
ルーホールを通して相互に接続し、かつこのスルーホー
ルは前記金属細線の接触面内に位置するように構成して
いる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図及び第２図は本発明の一実施例の平面図と断面図
である。

所定の回路素子が形成されている半導体基板ｌの表面に
設けた絶縁膜２上には、アルミニウム層３を形成し、こ
のアルミニウム層３の一部を第１ボンディングパッド層
４として構成している。即ち、このアルミニウム層３は
、第１ボンディングパッド層４、ボンディング時の応力
を緩和するためのパッド引出し部５及び図外の回路素子
にまで延設される内部配線６を構成しており、パッド引
出し部５と内部配線６を介して第１ボンデイングパフド
Ｎ４を前記回路素子に接続している。

前記アルミニウム層３の上には層間絶縁膜７を形成する
とともに、この層間絶縁膜７には前記第１ボンディング
パッド層４上の位置を方形に小さく開口したスルーホー
ル８を形成している。そして、この層間絶縁膜７上には
アルミニウム膜を被着し、かつこれを前記第１ボンディ
ングパッド層４と略同−形状にパターニングして第２ボ
ンデインクバンド層９を形成している。この場合、スル
ーホール８はこれらボンディングパッド層４．９の略中
央位置に開設し、かつ後述する金属細線１２のボンディ
ング接触面内に含まれるような大きさとし、このスルー
ホール８によって前記第１ポンデイングパツドＮ４と第
２ボンディングパッド層９を相互に接続している。更に
、その上には保護膜１０を被着し、ここに方形の窓１１
を開口して前記第２ボンディングパッド層９を露出させ
ている。

このように構成した上で、図外の外部リードに接続され
る金属細線１２の一端を、熱圧着法によって前記第２ポ
ンデイングパソド層９の露出された表面に接続している
。

したがって、このボンディングパッド構造によれば、第
２ボンディングパッド層９が露出されてはいるが、第１
ボンディングパッド層４は第２ポンデイングパソド層９
や保護膜１０に覆われているために、露出されることは
ない。このため、浸入してきた水分によって第２ボンデ
ィングパッド層９が腐食される場合にも、この水分は直
接には第１ボンディングパッド層４には作用せず、この
ボンディングパッド層４を腐食させることはない。

この場合、第２ボンデイングバノド層９と保護膜１０及
び層間絶縁膜７との間の隙間から水分が浸入し、ようと
しても、スルーホール８の前述した構成により、水分の
浸入経路が従来よりも長くなり、水分が第１ボンディン
グパッド層４に到る確率を低減させ腐食を有効に抑制す
る。

また、第１及び第２の各ボンディングパッド層４．９を
相互に接続するスルーホール８は、金属細線１２の接触
面内に含まれているために、第２ボンディングパッド層
９に腐食が生じても、金属細線１２の下側では第２ボン
デイングバソド層９が残されているため、スルーホール
８内での腐食は防止でき、したがってこのスルーホール
８に続いている第１ボンディングパッド層４の腐食を防
止できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、内部配線に接続す
る第１ボンディングパッド層と、この第１ボンディング
パッド層上の層間絶縁膜上に形成して金属細線等を接続
する第２ボンデイングバソド層とでボンディングパッド
を構成し、これら両ボンディングパッド層を前記層間絶
縁膜に形成したスルーホールを通して相互に接続し、か
つこのスルーホールを前記金属細線の接触面内に位置す
るように構成しているので、第２ボンディングパッド層
が腐食される場合にも金属細線下のスルーホール箇所に
おいてはその腐食を防止でき、かつこれに続く第１ボン
ディングパッド層の腐食を防止することができる。また
、露出した第２ボンデイングパフド層から第１ボンディ
ングパッド層に到る水分の浸入経路を長くでき、第１ボ
ンディングパッド層の水分の直接作用による腐食を防止
できる。これにより、内部配線の腐食及びその切断を防
止でき、信頼性及び歩留の高い半導体装置を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の平面図、第２図は第１図の
ＡＡ線断面図、第３図は従来構造の平面図、第４図は第
３図のＢＢ線断面図である。 ｌ、２１・・・半４体基板、２，２２・・・絶縁膜、３
・・・アルミニウム膜、４・・・第１ボンディングパッ
ド層、５・・・バッド引出し部、６・・・内部配線、７
・・・層間絶縁膜、８・・・スルーホール、９・・・第
２ボンデイングバソド層、１０・・・保護膜、１１・・
・窓、１２・・・金属細線、２３・・・ボンディングパ
ッド、２４・・・内部配線、２５・・・パッド引出し部
、２６・・・保護膜、２７・・・開口、２８・・・金属
細線。 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、半導体基板の絶縁膜上に形成して内部配線に接続さ
   れる第１ボンディングパッド層と、この第１ボンディン
   グパッド層の上に設けた層間絶縁膜上に形成し、その表
   面に金属細線等を接続する第２ボンディングパッド層と
   でボンディングパッドを構成してなり、これら両ボンデ
   ィングパッド層は、前記層間絶縁膜に形成したスルーホ
   ールを通して相互に接続し、かつこのスルーホールは前
   記金属細線と第２ボンディングパッド層との接触面内に
   位置するように構成したことを特徴とする半導体装置。