JPS6032335A - 半導体装置 - Google Patents
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- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4911—Disposition the connectors being bonded to at least one common bonding area, e.g. daisy chain
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- H01L2224/4941—Connecting portions the connecting portions being stacked
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- H01L2224/85009—Pre-treatment of the connector or the bonding area
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- H01L2924/01082—Lead [Pb]
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- H01L2924/0504—14th Group
- H01L2924/05042—Si3N4
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- Computer Hardware Design (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は、半導体装置、特に突起電極を有する半導体装
置に関する。
置に関する。
従来、集積回路などの半導体装置において、最も一般的
に用いられてきた装置の端子と外部リードとの接続方法
は、ワイヤボンディング法である。
に用いられてきた装置の端子と外部リードとの接続方法
は、ワイヤボンディング法である。
かかる方法を用いるとき、そこで用いられる半導体装置
は通常以下の如き構造を持ってる。すなわち、半導体基
板表面は内部に含まれる素子の接続用開孔を除いて、5
i01 、 Si3N4などの絶縁被膜で覆われ、接続
用開孔は内部配線用金属によって結線され、必要な電気
的接続を与えられている。
は通常以下の如き構造を持ってる。すなわち、半導体基
板表面は内部に含まれる素子の接続用開孔を除いて、5
i01 、 Si3N4などの絶縁被膜で覆われ、接続
用開孔は内部配線用金属によって結線され、必要な電気
的接続を与えられている。
かくの如き内部配線の終端部、すなわち、外部リードと
の接続端は通常パッドと呼ばれ、半導体基板上の周辺部
に配置されている。これらの内部配線及びパッドの材料
には導電性、シリコンとのオーミック性、加工性などの
点から通常A7が用いられ、この内部配線表面は表面保
藤の目的で絶縁物によって核種されている。そして、熱
圧着法。
の接続端は通常パッドと呼ばれ、半導体基板上の周辺部
に配置されている。これらの内部配線及びパッドの材料
には導電性、シリコンとのオーミック性、加工性などの
点から通常A7が用いられ、この内部配線表面は表面保
藤の目的で絶縁物によって核種されている。そして、熱
圧着法。
超音波圧着法などにより、外部リードがパッドに接続さ
れる。
れる。
他方、近年新たに注目を浴びているワイヤレスポンディ
ングにおいては、外部接続用端子として、金属突起(バ
ンプ)からなる突起電極を用意し、複数個の金属外部リ
ードとの接続を同時に実現するというのが特徴である。
ングにおいては、外部接続用端子として、金属突起(バ
ンプ)からなる突起電極を用意し、複数個の金属外部リ
ードとの接続を同時に実現するというのが特徴である。
かかる金属バンプは、通常前記ワイヤーボンディング用
の通常構造のパッド部上に、T i −P t−Au
、 Cr−Cu−Auなどの金属構成を持って実現され
る。ここでTi。
の通常構造のパッド部上に、T i −P t−Au
、 Cr−Cu−Auなどの金属構成を持って実現され
る。ここでTi。
Crは、バンプと表面被覆絶縁膜(Si02,5i3N
4)との密着性が保証されること、Auは電気メッキに
よって容易に突起構造が実現でき、化学的に安定な金属
であること、PL、Cuは配線金属であるAlと突起金
属であるAuとの直接接触によるパープルプレーグやホ
ワイトプレーグ等の悪性の金属間化合物の出現を避けぜ
しめるために用いられている。
4)との密着性が保証されること、Auは電気メッキに
よって容易に突起構造が実現でき、化学的に安定な金属
であること、PL、Cuは配線金属であるAlと突起金
属であるAuとの直接接触によるパープルプレーグやホ
ワイトプレーグ等の悪性の金属間化合物の出現を避けぜ
しめるために用いられている。
第1図は、かかる従来のワイヤレスボンディング用半導
体装置の突起電極の構造を示す断面図である。
体装置の突起電極の構造を示す断面図である。
シリコンなどの半導体基板1は5iOzなどの絶縁被膜
2で覆われ、この絶縁被膜2上にAlバッド3が設けら
れ、このAlパッド3上面にS i02 。
2で覆われ、この絶縁被膜2上にAlバッド3が設けら
れ、このAlパッド3上面にS i02 。
Si3N4などの表面保護膜4と、Ti、Orなどの密
着強化用金属と、Pt、Cuなどの障壁用金属とからな
る導電体5と、上部金属としてAuからなる金属バンプ
6が形成されている。なお、金属バンプ6は通常電気メ
ツキ法により形成される。
着強化用金属と、Pt、Cuなどの障壁用金属とからな
る導電体5と、上部金属としてAuからなる金属バンプ
6が形成されている。なお、金属バンプ6は通常電気メ
ツキ法により形成される。
かかる構造の半導体装置にワイヤレスボンディングをほ
どこす際には、ます金属バンプ6に接続されるべき外部
リード7をこの金属バンプ6に接触させ、しかる後、約
450℃の高熱と1〜2.5kg/cm2の高圧力とを
約1秒間、この接触部上面に加えて、ボンディングが完
了する。
どこす際には、ます金属バンプ6に接続されるべき外部
リード7をこの金属バンプ6に接触させ、しかる後、約
450℃の高熱と1〜2.5kg/cm2の高圧力とを
約1秒間、この接触部上面に加えて、ボンディングが完
了する。
しかるに従来構造の金属バンプ6においては、上述のよ
うに、ボンディング時に高圧力が加えられることにより
、金属バンプ6直下の峠等電(+5にクラックが生じ、
その結果バンプ金属であるAuとパッド部配線金属であ
るAlが直接接触し、機械的低強度のパープルプレーグ
や、電気的高抵抗のホワイトプレーグができたり、又圧
力と同時に加えられる高熱により金楕バンプ6を形成す
る金属Auと、表面保護膜(Si02.5i3N4)
4との著しい熱膨張係数との差に基き、金属バッド6周
辺の表面保護膜4にクラックが生じ保賎効果を損うとい
う重大な信頼性上の欠点がある。
うに、ボンディング時に高圧力が加えられることにより
、金属バンプ6直下の峠等電(+5にクラックが生じ、
その結果バンプ金属であるAuとパッド部配線金属であ
るAlが直接接触し、機械的低強度のパープルプレーグ
や、電気的高抵抗のホワイトプレーグができたり、又圧
力と同時に加えられる高熱により金楕バンプ6を形成す
る金属Auと、表面保護膜(Si02.5i3N4)
4との著しい熱膨張係数との差に基き、金属バッド6周
辺の表面保護膜4にクラックが生じ保賎効果を損うとい
う重大な信頼性上の欠点がある。
上記の欠点を補うためにはAlバッド3から金属バンプ
6を離して形成させればよいが、そのためにはAl配線
用パターンの設計変更が必要になり必然的に、半導体装
置のコストアップに連なるためその実現は困難である。
6を離して形成させればよいが、そのためにはAl配線
用パターンの設計変更が必要になり必然的に、半導体装
置のコストアップに連なるためその実現は困難である。
本発明の目的は、上記の欠点を除去することにより、ボ
ンデング時に発生するパープルプレーグ。
ンデング時に発生するパープルプレーグ。
ホワイトプレーグ及び表面保護膜のクラックなどの発生
を防止した高信頼性で、かつ簡単に形成できる構造の突
起電極を有する半導体装置を提供することにある。
を防止した高信頼性で、かつ簡単に形成できる構造の突
起電極を有する半導体装置を提供することにある。
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第2図は本発明の一実施例の要部を示す断面図である。
本実施例は、シリコンなどの半導体基板11とその上に
形成されたS i02などの絶縁膜12と、絶縁被膜1
2上に形成されたAlパッド13とAlバッド13の上
面の1部及び絶縁被膜12上に形成された5i02 、
8i3N4などからなる表面保護膜14と、Ti、Cr
などからなるAlパット13の上面に形成された密着強
化用金属と、pt。
形成されたS i02などの絶縁膜12と、絶縁被膜1
2上に形成されたAlパッド13とAlバッド13の上
面の1部及び絶縁被膜12上に形成された5i02 、
8i3N4などからなる表面保護膜14と、Ti、Cr
などからなるAlパット13の上面に形成された密着強
化用金属と、pt。
Cuなどからなる障壁用金属とからなる導電体15と、
ワイヤボンデング法として熱圧着結合法により接続され
たAu1J−ド線の一部分からなる金属バンプ16とか
ら構成される。
ワイヤボンデング法として熱圧着結合法により接続され
たAu1J−ド線の一部分からなる金属バンプ16とか
ら構成される。
すなわち、本実施例が、第1図に示した従来例と異なる
点は、金属バンプを従来の電気メツキ法ではなく、ワイ
ヤボンデング法を用いて形成した点にある。本実施例の
金属バンプ16は、熱圧着法により接続されたAu1J
−ドを4電体J5上の部分を残して、それ以外は切9増
ったものであり、現在の自動化されたワイヤボンデング
装置により容易に形成することができる。しかもボンデ
ングは約300℃の温度と約Q、 5 kg/cm2の
圧力の低温、低圧力のもとて約03秒の短時間で行われ
るので、ボンデング時に、導電体15や保護膜14には
クラック発生などの悪影響を及はすことなく、電気的2
機械的に安定な金桃バンプが得られる。
点は、金属バンプを従来の電気メツキ法ではなく、ワイ
ヤボンデング法を用いて形成した点にある。本実施例の
金属バンプ16は、熱圧着法により接続されたAu1J
−ドを4電体J5上の部分を残して、それ以外は切9増
ったものであり、現在の自動化されたワイヤボンデング
装置により容易に形成することができる。しかもボンデ
ングは約300℃の温度と約Q、 5 kg/cm2の
圧力の低温、低圧力のもとて約03秒の短時間で行われ
るので、ボンデング時に、導電体15や保護膜14には
クラック発生などの悪影響を及はすことなく、電気的2
機械的に安定な金桃バンプが得られる。
さらに、かくして形成された金属バンプ16は、第2図
に示すように、その上部がボンデング用電極の圧接によ
り凹部が形成される。そこでこの金員バンプ16に接続
さるべき外部リード線17の先端の形状をあらかじめこ
の凹部の形に合せて折り曲げでおくか、又はリード劇料
としてボンデング時の圧力で容易にMl)曲がるリード
材料を用いることにより、第1図に示した従来例の場合
よpも、容易に接続されることになる。従って、従来よ
りも短かい時間でも圧接することが可能となり、従来発
生していた圧接時のクラック発生が改善される。
に示すように、その上部がボンデング用電極の圧接によ
り凹部が形成される。そこでこの金員バンプ16に接続
さるべき外部リード線17の先端の形状をあらかじめこ
の凹部の形に合せて折り曲げでおくか、又はリード劇料
としてボンデング時の圧力で容易にMl)曲がるリード
材料を用いることにより、第1図に示した従来例の場合
よpも、容易に接続されることになる。従って、従来よ
りも短かい時間でも圧接することが可能となり、従来発
生していた圧接時のクラック発生が改善される。
第3−は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である
。
。
本実施例は、金員バンプ16′を、第2図に示した実施
例において、熱圧着法により形成したAuリードからな
る金属バンプ16のリード線部分を、Alパッド13か
ら離れ°C1保護膜14上に達するだけの所要の長さを
残して切り取って構成したものである。
例において、熱圧着法により形成したAuリードからな
る金属バンプ16のリード線部分を、Alパッド13か
ら離れ°C1保護膜14上に達するだけの所要の長さを
残して切り取って構成したものである。
本実施例によると、リード線17′は第3図に示14上
の適切な箇所で金属バンブ16′と接続可能となり、接
続時に、半導体装置の信頼性を損うことがない。
の適切な箇所で金属バンブ16′と接続可能となり、接
続時に、半導体装置の信頼性を損うことがない。
なお、以上の実施例の説明においては、ワイヤボンデン
グ法として熱圧着法を取上けたけれとも、超音波ボンデ
ング法などの他のワイヤボンデング法を用いても良いこ
とは言うまでもない。
グ法として熱圧着法を取上けたけれとも、超音波ボンデ
ング法などの他のワイヤボンデング法を用いても良いこ
とは言うまでもない。
また、半導体基板としてシリコンを取上けだけれども、
これも他の半導体基板を用いた場合にも本発明が適用で
きることは言うまでもない。
これも他の半導体基板を用いた場合にも本発明が適用で
きることは言うまでもない。
以上、詳細に説明したとおり、本発明の半導体装置は、
突起電極として、ワイヤポンチング法により接続された
リード線の一部分からなる上部金属(金属バンブ)を有
しているので、電気的2機械的に安定な突起電極を簡単
に形成できるとともに、外部リード接続時に従来発生し
ていたパープルプレイグツホワイトプレーグ及び表面保
護膜のクラックなどの発生が防止できる高信頼性の半導
体装置が得られるという効果を有している。
突起電極として、ワイヤポンチング法により接続された
リード線の一部分からなる上部金属(金属バンブ)を有
しているので、電気的2機械的に安定な突起電極を簡単
に形成できるとともに、外部リード接続時に従来発生し
ていたパープルプレイグツホワイトプレーグ及び表面保
護膜のクラックなどの発生が防止できる高信頼性の半導
体装置が得られるという効果を有している。
第1図は従来の半導体装置の一例の要部を示す断面図、
第2図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第3図
は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・絶縁被膜、
3・・・・・・Alパッド、4・・・・・・表面保護膜
、5・・・・・・導電体、6・・・・−金員バング、7
・・・・外部リード、11・・・・・・半導体基板、1
2・・・・・・絶縁被膜、13・・・・・・Alパッド
、14・・・・・・表面保設膜、15・・・・・・導電
体、16.16’・・・・・・fiJバンプ、17.1
7’・・・・・・外部リード。 8/図 /’1
第2図は本発明の一実施例の要部を示す断面図、第3図
は本発明の他の実施例の要部を示す断面図である。 1・・・・・・半導体基板、2・・・・・・絶縁被膜、
3・・・・・・Alパッド、4・・・・・・表面保護膜
、5・・・・・・導電体、6・・・・−金員バング、7
・・・・外部リード、11・・・・・・半導体基板、1
2・・・・・・絶縁被膜、13・・・・・・Alパッド
、14・・・・・・表面保設膜、15・・・・・・導電
体、16.16’・・・・・・fiJバンプ、17.1
7’・・・・・・外部リード。 8/図 /’1
Claims (1)
- 突起電極を有する半導体装置において、前記突起電極の
上部金属がワイヤボンデング法により接続されたリード
線の一部分から構成されることを特徴とする半導体装置
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58141676A JPS6032335A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58141676A JPS6032335A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6032335A true JPS6032335A (ja) | 1985-02-19 |
Family
ID=15297604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58141676A Pending JPS6032335A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6032335A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4742023A (en) * | 1986-08-28 | 1988-05-03 | Fujitsu Limited | Method for producing a semiconductor device |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP58141676A patent/JPS6032335A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4742023A (en) * | 1986-08-28 | 1988-05-03 | Fujitsu Limited | Method for producing a semiconductor device |
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