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JPH05218021A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH05218021A
JPH05218021A JP4322354A JP32235492A JPH05218021A JP H05218021 A JPH05218021 A JP H05218021A JP 4322354 A JP4322354 A JP 4322354A JP 32235492 A JP32235492 A JP 32235492A JP H05218021 A JPH05218021 A JP H05218021A
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JP
Japan
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semiconductor device
bonding pad
layer
metal wiring
metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4322354A
Other languages
English (en)
Inventor
Jung-Min Ha
定▲文▼ 河
Hong-Jae Shin
▲共▼縡 愼
Young-Wug Kim
永郁 金
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Publication of JPH05218021A publication Critical patent/JPH05218021A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ボンディングパッドおよびボンディングパッ
ドと金属配線を覆っているパッシべーション層を含む半
導体装置の信頼性を向上する。 【構成】 半導体回路に電気的に接続されるボンディン
グパッドまたは金属配線の折り曲げ部を鈍角部または丸
い折り曲げ部c1、c2、c3にする。これにより、ボ
ンディングパッドとパッシベーション層間、ボンディン
グパッドと金属配線とパッシベーション層間等の応力を
分散させることで、パッシべーション層のクラック発生
を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、金属配線を有する半導
体装置に係り、特にボンディングパッドおよび金属配線
を有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、半導体装置の最終金属層をパタ
ーニングした後、ウェーハの最上面全体にパッシベーシ
ョン層を蒸着する。これは、後続アセンブリーおよびパ
ッケージ工程の途中に機械的および化学的損傷を防止す
る絶縁および保護層である。汎用のパッシベーション層
としては、ナトリウムイオンおよびその他速く拡散する
金属汚染物質に対してゲッタリング(吸着)特性が優れ
たフォスフォシリケイト層(PSG層)および良好な機
械的特性を示すPECVD窒化シリコン層が多用されて
いる。このようなパッシベーション層に開口部をエッチ
ングにより形成し、パッシベーション層の下に形成され
た一連の金属化されたパターンを露出させる。これら金
属パターンは、通常、回路の周辺に位置し、ボンディン
グパッドと称する。これらボンディングパッドは一般的
に大きさが100×100μmで、50〜100μmの
間隔で分離されている。次いで、ワイヤーをボンディン
グパッドの金属表面に連結または結合させた後、チップ
パッケージに結合させる。このような方式でチップパッ
ケージからパッケージリード(引出線)までの接続が行
なわれる。
【0003】従来の半導体装置において、前記金属パタ
ーンは金属配線が長方形に、ボンディングパッドが正方
形になるように形成されていた。図1Aおよび図1Bは
金属配線により回路に電気的に連結される従来のボンデ
ィングパッドのパターンと従来の金属配線パターンを示
す。ここで、従来のボンディングパッドおよび金属配線
は直角に折り曲げられた部分b1、b2、b3を有して
いる。上述したように、半導体装置のボンディングパッ
ドと金属配線を形成した後、その上にパッシベーション
層を塗布したのち後続熱処理工程を行なう。このような
場合、ボンディングパッドまたは金属配線を覆っている
パッシベーション層に図1Aに示したようなクラックa
が発生して半導体装置の信頼性を低下させる可能性が大
きい。本発明者等の実験によると、パッシベーション層
のクラック発生はパッシベーション層とパッシベーショ
ン層の下にある金属ボンディングパッドおよび/または
金属配線間の物理的特性の差に密接な関係があることが
明らかになった。
【0004】前記したパッシベーション層のクラック発
生を防止するために本発明者等が研究した結果本発明を
完成した。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、後続
熱処理工程途中に半導体装置のボンディングパッドおよ
び/または金属配線を覆っているパッシベーション層の
クラック発生を防止するボンディングパッドまたは金属
配線の構造を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置はボンディングパッドおよび/
または金属配線の折り曲げ部または突起部が鈍角または
丸い折り曲げ部を有することを特徴とする。すなわち、
本発明によると、半導体装置の金属配線を前記半導体装
置の外部リードに電気的に連結するボンディングパッド
と、前記ボンディングパッドおよび金属配線を覆ってい
るパッシベーション層を含む半導体装置において、前記
金属配線はボンディングパッドと会う地点c1、c2で
鈍角または丸い折り曲げ部を有しているので後続熱処理
工程の途中で前記パッシベーション層のクラック発生を
防止することを特徴とする。
【0007】金属配線およびボンディングパッドの材料
としては、Al、Mo、W、Au、Cuおよびこれらの
合金が挙げられる。本発明で用いられるパッシベーショ
ン層としては酸化シリコン層、PSG層フッ素および/
またはリン原子でドーピングされた酸化シリコン層およ
び窒化シリコン層等がある。これらの層は単一層または
2つ以上から構成された複合層として使用できる。パッ
シベーション層として複合層を形成する場合、単一層に
比べてクラック発生抑制効果が優れる。
【0008】
【作用】鈍角または丸みのある折り曲げ部c1、c2、
c3を有するボンディングパッドおよび/または金属配
線を形成することにより上層パッシベーションのクラッ
ク発生率が減少することを実験的に発見した。これは、
ボンディングパッドおよび/または金属配線とパッシベ
ーション層間の応力を分散させることができるためと思
われる。また、同様なクラックが発生する可能性を避け
るために金属パターンの突起部に鈍角または丸みをつけ
て、上層膜の応力集中を少なくする。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る実施例を添付図面に従っ
て説明する。図2Aおよび図2Bは金属配線により半導
体回路に電気的に連結される本発明のボンディングパッ
ドパターンおよび金属配線パターンを示す。ここで、本
発明の一態様によるボンディングパッドおよび金属配線
パターンは鈍角の折り曲げ部c1、c2、c3を有す
る。図示した鈍角の折り曲げ部の代りに、丸い折り曲げ
部を有するボンディングパッドおよび金属配線を用いて
パッシベーション層のクラック発生を防止することもで
きる。鈍角または丸い形状のボンディングパッドや金属
配線を形成することによりボンディングパッドや金属配
線および/またはパッシベーション層間の応力を分散さ
せパッシベーション層のクラック発生を抑制することに
なる。
【0010】大きさ100×100μmの図1A(従来
の技術)および図2A(本発明の一態様)に示したボン
ディングパッドを一つの半導体ウェーハ上に形成した
後、ウェーハの全表面上にパッシベーション層を形成し
た。ここで、ボンディングパッドに電気的に連結される
金属配線の線幅は20μmである。ボンディングパッド
と金属配線用金属層として、Al−Si合金層を蒸着し
た。パッシベーション層としては、厚さが3000Å、
5000Åおよび8000ÅのPSG層、窒化シリコン
層(厚さ:3000Å)とPSG層(厚さ:3000
Å、5000Åおよび8000Å)から構成された複合
層および窒化シリコン層(厚さ:6000Å)とPSG
層(厚さ:5000Åおよび8000Å)から構成され
た複合層を各試験の場合に用いた。いずれの場合もPS
G層が金属層に密着している。この試料を未開口のまま
450℃の温度で30分間4回アニーリングした後、ボ
ンディングパッド上のパッシベーション層のクラック発
生を評価した。その結果を表1に示す。
【0011】
【表1】 前記表1から判るように、鈍角の角を有するボンディン
グパッドとボンディングパッドとの接合点で鈍角の角を
有する金属配線を形成することにより、パッシベーショ
ン層でのクラック発生率が顕著に減少した。また、パッ
シベーション層としてシリコン窒化膜とPSG層から構
成された複合層を用いる場合が単一PSG層を用いる場
合に比べてクラック発生率が低いことが判る。
【0012】図3Aは金属配線によりチップに電気的に
連結された従来の技術のボンディングパッドと、本発明
の一態様によるボンディングパッドとを有する半導体ウ
ェーハの平面図を示すSEMの写真である。図3におい
てBは本発明の一例を示したもので、図3Aの下列の左
側から5番目のボンディングパッドパターンを示す。C
は従来の技術を示すもので、熱処理後透明なパッシベー
ション膜にクラックを生じた下列左側から8番目のボン
ディングパッドのパターンを示す。図3の構造物は次の
ように得た。
【0013】半導体ウェーハ上に半導体装置を形成した
後、後続金属層と活性領域とを電気的に連結する接触口
を開口させる。次いで、金属層を蒸着し、パターニング
して半導体ウェーハの全表面に金属配線とボンディング
パッドを形成する。ここで、パターニングは従来の正方
形ボンディングパッドと長方形金属配線および本発明に
よるボンディングパッドと鈍角の角を有する金属配線が
同一なチップに形成されるように遂行する。次いで、金
属化層として、AlまたはAl合金を蒸着することが一
般的である。AlまたはAl合金の代りにMo、W、A
u、Cuまたはこれらの合金を使用することもできる。
次いで、結果物上にPSG層を8000Åの厚さに形成
する。PSG層の代りに、酸化シリコン層、フッ素およ
び/またはリンでドーピングされた酸化シリコン層、窒
化シリコン層を単独または互に組合わせて使用すること
もできる。450℃の温度で30分間4回アニーリング
した後、図3のSEMの写真を得た。
【0014】前記得られた構造物の二つのボンディング
パッドを選択図示する。ここで、図3Bは本発明の一例
である図3Aの下列の左側から5番目のボンディングパ
ッドパターンを示し、図3Cは従来の技術である、熱処
理後発生されたクラックを示す下列の左側から8番目の
ボンディングパッドのパターンを示す。図3Aおよび図
3Cから判るように、従来技術では、金属配線とボンデ
ィングパッドの接合点で、直角の角を有する場合はクラ
ックaがパッシベーション層に発生した。これに対し、
図3Aおよび図3Bから判るように、本発明の実施例で
は、金属配線とボンディングパッドの接合点が鈍角の角
を形成する場合にはクラック発生は見えなかった。な
お、図3Bの直角折り曲げ部b1では、クラックを生じ
なかったのはb1点の左下部分の面積が小さいためと思
われる。本発明者等の実際評価によると、前記実験で、
クラック発生率は従来の技術の場合は94%、本発明の
例の場合には22%であった。ここでクラック発生率は
式1に基づいて算出した。
【0015】
【数1】 なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の思想を逸脱しない範囲で種々の改変をなし得る
ことはもちろんである。
【0016】
【発明の効果】本発明によると、半導体装置は鈍角部ま
たは丸い折り曲げ部を有するボンディングパッドおよび
/または金属配線を含み、このような鈍角部または丸い
折り曲げ部はボンディングパッドおよび/または金属配
線とパッシベーション層間の応力を分散させる。従っ
て、これらを覆っているパッシベーション層でのクラッ
ク発生を容易に防止して半導体装置の信頼性を向上させ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】AおよびBは金属配線により半導体回路に電気
的に連結される従来のボンディングパッドのパターンと
従来の金属配線パターンおよびパッシベーション膜に生
じたクラックの状況を示す図である。
【図2】AおよびBは金属配線により半導体回路に電気
的に連結される本発明のボンディングパッドパターンお
よび本発明の金属配線パターンを示す図である。
【図3】従来の技術のボンディングパッドと本発明のボ
ンディングパッドとを有する半導基板上に形成された微
細なパターンを示す電子顕微鏡の写真である。
【符号の説明】
a クラック b1、b2、b3 直角折り曲げ部 c1、c2、c3 鈍角折り曲げ部

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体装置の金属配線を前記半導体装置
    のパッケージリードに電気的に連結するボンディングパ
    ッドと、 前記ボンディングパッドおよび金属配線を覆っているパ
    ッシベーション層を含む半導体装置において、 前記金属配線はボンディングパッドと会う地点で鈍角ま
    たは丸い折り曲げ部を有しているので後続熱処理工程の
    途中で前記パッシベーション層のクラック発生を抑制す
    ることを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記金属配線および前記ボンディングパ
    ッドはAl、Mo、W、Au、Cuおよびこれらの合金
    から構成された群から選択されたいずれか1つより構成
    されることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記パッシベーション層は酸化シリコン
    層、PSG層フッ素および/またはリン原子でドーピン
    グされた酸化シリコン層および窒化シリコン層より構成
    された群から選択された単一層または2以上の複合層で
    あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  4. 【請求項4】 内部配線との接続部が鈍角または丸い折
    り曲げ部を有するボンディングパッドを含むことを特徴
    とする半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記ボンディングパッドとの接合点で鈍
    角または丸い折り曲げ部を有する金属配線をさらに含む
    ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 鈍角または丸い折り曲げ部を有する金属
    配線を含むことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 前記金属配線を前記半導体装置のパッケ
    ージリードに電気的に連結するボンディングパッドをさ
    らに含むことを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
  8. 【請求項8】 前記金属配線は前記ボンディングパッド
    との接合点で、鈍角または丸い折り曲げ部を有すること
    を特徴とする請求項7記載の半導体装置。
  9. 【請求項9】 金属層が鈍角または丸い突起を有するパ
    ターン形状であることを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項10】 鈍角または丸みのある折り曲げ部を有
    する金属層の上にPGS層と窒化シリコン層を堆積した
    半導体装置。
JP4322354A 1991-11-07 1992-11-06 半導体装置 Pending JPH05218021A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR910019752 1991-11-07
KR1991P19752 1991-11-07

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05218021A true JPH05218021A (ja) 1993-08-27

Family

ID=19322415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4322354A Pending JPH05218021A (ja) 1991-11-07 1992-11-06 半導体装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP0541405A1 (ja)
JP (1) JPH05218021A (ja)
CN (1) CN1074557A (ja)

Cited By (9)

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