JP2012039001A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012039001A JP2012039001A JP2010179529A JP2010179529A JP2012039001A JP 2012039001 A JP2012039001 A JP 2012039001A JP 2010179529 A JP2010179529 A JP 2010179529A JP 2010179529 A JP2010179529 A JP 2010179529A JP 2012039001 A JP2012039001 A JP 2012039001A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wiring
- semiconductor device
- bonding pad
- layer
- semiconductor substrate
- 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
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/02—Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L24/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/0212—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers
- H01L2224/02122—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body
- H01L2224/02163—Auxiliary members for bonding areas, e.g. spacers being formed on the semiconductor or solid-state body on the bonding area
- H01L2224/02165—Reinforcing structures
- H01L2224/02166—Collar structures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
- H01L2224/05—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
- H01L2224/0554—External layer
- H01L2224/0555—Shape
- H01L2224/05552—Shape in top view
- H01L2224/05554—Shape in top view being square
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置に関し、特に、ボンディングパッド下に能動素子を配置した半導体チップに適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a technique effective when applied to a semiconductor chip in which an active element is disposed under a bonding pad.
半導体基板上に入出力回路が形成され、その上を接地配線および電源配線が通り、その上にボンディングパッド用の導体層が形成され、入出力回路が、MISFET素子と、保護素子として機能する抵抗素子およびダイオード素子とにより形成された構造が記載されている(例えば、特許文献1参照)。 An input / output circuit is formed on a semiconductor substrate, a ground wiring and a power supply wiring pass through it, a conductor layer for a bonding pad is formed thereon, and the input / output circuit has a MISFET element and a resistor functioning as a protection element A structure formed by an element and a diode element is described (see, for example, Patent Document 1).
近年、低コスト化を実現するために半導体チップ(以降、単にチップともいう)の縮小化を図ることがあるが、半導体チップの縮小化を図るためには、ボンディングパッドの下に配線を配置する必要がある。 In recent years, semiconductor chips (hereinafter simply referred to as “chips”) may be reduced in order to reduce costs. In order to reduce the size of semiconductor chips, wiring is disposed under bonding pads. There is a need.
しかしながら、ボンディングパッドの下にそのまま配線を配置したのでは、ウエハテスト工程でのプロービングによるダメージでボンディングパッドの直下のガラス(酸化膜、絶縁膜)が壊れるという不具合が発生する。すなわち、プロービングによって強いダメージ(高針圧)が加わると、ボンディングパッドの直下のガラスにクラックが形成され、このクラックから水分等がしみ込んで信頼性が低下することが課題となる。 However, if the wiring is arranged directly under the bonding pad, there is a problem that the glass (oxide film, insulating film) immediately below the bonding pad is broken due to damage caused by probing in the wafer test process. That is, when strong damage (high needle pressure) is applied by probing, a crack is formed in the glass immediately below the bonding pad, and moisture or the like permeates from the crack, resulting in a decrease in reliability.
そこで、5層配線品では、ボンディングパッドの下に能動素子を配置しない構成とされている。 Therefore, in the five-layer wiring product, an active element is not disposed under the bonding pad.
なお、半導体チップの縮小化のためには、配線層を6層以上にして、つまり、配線層を一層増やして、ボンディングパッドの下に能動層を配置することも可能であるが、その場合、チップ製造コストの上昇を犠牲にしなければならない。 In order to reduce the size of the semiconductor chip, it is possible to increase the number of wiring layers to six or more, that is, increase the number of wiring layers and dispose an active layer under the bonding pad. The increase in chip manufacturing costs must be sacrificed.
また、ウエハテスト、アッセンブリ工程におけるプロービングがダメージレスになるように条件を厳しく制約した上でボンディングパッドの下に配線を配置することも可能であるが、その際には、歩留りの低下を犠牲にしなければならない。 In addition, it is possible to place wiring under the bonding pad after severely constraining the conditions so that the probing in the wafer test and assembly process is damage-free, but at that time, at the expense of yield reduction. There must be.
すなわち、チップ製造コストの上昇や歩留りの低下を犠牲にしなければ、半導体チップの縮小化や低コスト化、さらには信頼性の向上が図れないことが課題である。 That is, the problem is that the semiconductor chip cannot be reduced in size, cost, and reliability cannot be improved without sacrificing an increase in chip manufacturing cost and a decrease in yield.
なお、前記特許文献1(特開2007−150150号公報)には、ボンディングパッドの下に抵抗素子などの能動素子が配置された半導体チップの構造が開示されている。 Note that the above-mentioned Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2007-150150) discloses a structure of a semiconductor chip in which an active element such as a resistance element is disposed under a bonding pad.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ボンディングパッドの直下の酸化膜を壊すことなくウエハテストを行うことができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of performing a wafer test without damaging an oxide film directly under a bonding pad.
また、本発明の他の目的は、半導体装置の縮小化を図ることができる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of reducing the size of a semiconductor device.
さらに、本発明の他の目的は、半導体装置の信頼性の向上を図ることができる技術を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a technique capable of improving the reliability of a semiconductor device.
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects and novel features of the present invention will be apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in this application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.
代表的な実施の形態による半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された複数の配線層と、前記複数の配線層のうち最上層の前記配線層に形成され、それぞれ一部が露出した複数のボンディングパッドと、前記半導体基板上に形成され、かつ前記ボンディングパッドの下において平面視で前記ボンディングパッドと重なる位置に配置され、さらに前記ボンディングパッドと電気的に接続された能動素子と、を有し、前記ボンディングパッドの直下には、前記複数の配線層のうちのいずれの配線層も設けられていない第1の絶縁膜が形成されているものである。 A semiconductor device according to a representative embodiment is formed on a semiconductor substrate, a plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate, and the wiring layer at the uppermost layer among the plurality of wiring layers, each of which is partially A plurality of exposed bonding pads; and an active element formed on the semiconductor substrate and disposed at a position overlapping the bonding pads in a plan view below the bonding pads, and further electrically connected to the bonding pads; And a first insulating film in which any of the plurality of wiring layers is not provided is formed immediately below the bonding pad.
また、代表的な実施の形態による他の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された複数の配線層と、前記複数の配線層のうち最上層の前記配線層に形成され、それぞれ一部が露出した複数のボンディングパッドと、前記ボンディングパッドの下に位置し、前記複数の配線層のうちの最上層の配線と前記ボンディングパッドとを電気的に接続する複数のビアと、前記半導体基板上に形成され、かつ前記ボンディングパッドの下において平面視で前記ボンディングパッドと重なる位置に配置され、さらに前記ボンディングパッドと電気的に接続された能動素子と、を有し、前記ボンディングパッドの下において、前記ボンディングパッドと平面視で重なる位置に配置された前記複数の配線層のうちの最下層の配線部が、それぞれ所定の幅からなり、かつ所定の間隔で配置された複数の配線によって構成されるものである。 Further, another semiconductor device according to a representative embodiment is formed on a semiconductor substrate, a plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate, and the wiring layer at the uppermost layer among the plurality of wiring layers, A plurality of bonding pads each partially exposed; a plurality of vias that are located under the bonding pads and electrically connect the uppermost wiring of the plurality of wiring layers and the bonding pads; An active element formed on a semiconductor substrate and disposed at a position overlapping with the bonding pad in plan view under the bonding pad, and further electrically connected to the bonding pad. Below, the lowermost wiring portion of the plurality of wiring layers arranged in a position overlapping with the bonding pad in plan view, , A constant width, and is intended to be constituted by a plurality of wires arranged at predetermined intervals.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりである。 Of the inventions disclosed in the present application, effects obtained by typical ones will be briefly described as follows.
半導体装置のボンディングパッドの直下の酸化膜を壊すことなくウエハテストを行うことができる。 The wafer test can be performed without breaking the oxide film directly under the bonding pad of the semiconductor device.
さらに、半導体装置の縮小化を図ることができる。 Further, the semiconductor device can be reduced.
以下の実施の形態では特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。 In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.
さらに、以下の実施の形態では便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明などの関係にある。 Further, in the following embodiment, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments, but they are not irrelevant to each other unless otherwise specified. The other part or all of the modifications, details, supplementary explanations, and the like are related.
また、以下の実施の形態において、要素の数など(個数、数値、量、範囲などを含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合などを除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良いものとする。 Also, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), particularly when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and it may be more or less than the specific number.
また、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。 Further, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and clearly considered essential in principle. Needless to say.
また、以下の実施の形態において、構成要素等について、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。 Further, in the following embodiments, regarding constituent elements and the like, when “consisting of A”, “consisting of A”, “having A”, and “including A” are specifically indicated that only those elements are included. It goes without saying that other elements are not excluded except in the case of such cases. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numerical values and ranges.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted.
(実施の形態1)
図1は本発明の実施の形態1の半導体装置のパッド配列の一例を示す平面図、図2は図1のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す拡大部分断面図、図3は図1のB−B線に沿って切断した構造の一例を示す拡大部分断面図、図4は図1の半導体装置のパッド下回路の一例を示す回路ブロック図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing an example of a pad arrangement of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged partial sectional view showing an example of a structure cut along the line AA in FIG. FIG. 4 is an enlarged partial sectional view showing an example of a structure cut along the line BB in FIG. 1, and FIG. 4 is a circuit block diagram showing an example of a circuit under the pad of the semiconductor device in FIG.
図1に示す本実施の形態1の半導体装置は、例えば、単結晶シリコンなどからなる図2に示す半導体基板(半導体ウエハ)9に種々の半導体集積回路やボンディングパッド5eを形成した後、ダイシングなどにより半導体基板9をチップ状の各半導体装置(半導体チップ)に分離することなどにより、形成されるものであり、したがって、前記半導体装置は、半導体チップ10である。
The semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 1 includes, for example, dicing after various semiconductor integrated circuits and
図1に示すように半導体チップ(半導体装置)10の主面10aの中央部には、コア領域(セル部、内部回路形成領域)10bが配置されている。コア領域10bには、種々の半導体集積回路(内部回路)が形成されている。例えば、Nチャネル型MISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor) 及びPチャネル型MISFETを所定数組み合わせて構成された基本セルが多数マトリクス状に配置されてコア領域10bが構成されており、各基本セル内のMISFET及び基本セル間を論理設計に基づいて結線することにより、所望の論理機能を実現している。
As shown in FIG. 1, a core region (cell portion, internal circuit formation region) 10 b is disposed in the central portion of the
また、半導体チップ10の主面10aには、外周部に沿って、複数のボンディングパッド(パッド電極、外部端子、外部接続端子)5eが配置されている。各ボンディングパッド5eは、外部装置との電気的な接続を取るための、半導体チップ10の外部端子(外部接続用端子、入出力端子)として機能することができる。
A plurality of bonding pads (pad electrodes, external terminals, external connection terminals) 5e are arranged on the
半導体チップ10の主面10aに設けられた複数のボンディングパッド5eは、半導体チップ10の各辺に沿って外周部に2列に配置され、各列間でボンディングパッド5eの位置が半ピッチずれており、いわゆる千鳥配列で配置されている。例えば、半導体チップ10の端部に近い側のボンディングパッド5eと、半導体チップ10の内部寄りに位置するボンディングパッド5eとが、交互に配置されている。ボンディングパッド5eを千鳥配列で配置すれば、ボンディングパッド5eの実効的なピッチが縮小されるため、同一サイズの半導体チップ10に対して、より多くのボンディングパッド5eを形成することができ、半導体チップ10の多端子化が可能になる。前記ボンディングパッド5eの配置は単列の場合であってもよい。
The plurality of
また、半導体チップ10の主面10aのコア領域10bの外側には、入出力(I/O)用のGND配線10c(図1のD部参照)及び電源配線10d(図1のC部参照)が配置され、いずれも半導体チップ10の主面10aの外周部に沿って延在している。
In addition, on the outside of the
次に、半導体チップ10におけるボンディングパッド5e及び前記ボンディングパッド5eの下の断面構造について、図2、図3及び図4を用いて説明する。
Next, the
本実施の形態1の半導体チップ(半導体装置)10は、図2及び図3に示すように、半導体基板9と、半導体基板9上に形成された複数の配線層と、前記複数の配線層のうち最上層の前記配線層に形成され、それぞれ一部が露出した複数のボンディングパッド5eと、半導体基板9上に形成され、かつボンディングパッド5eの下において平面視でボンディングパッド5eと重なる位置に配置され、さらにボンディングパッド5eと電気的に接続された能動素子であるトランジスタ素子9f(図4参照)とを有している。
As shown in FIGS. 2 and 3, the semiconductor chip (semiconductor device) 10 according to the first embodiment includes a
つまり、半導体チップ10は、ボンディングパッド5eの下の領域(以降、単にパッド下の領域ともいう)に前記能動素子が配置された構造のものである。
That is, the
また、ボンディングパッド5eの直下には、図2及び図3に示すように、前記複数の配線層のうちのいずれの配線層も設けられていない第1の絶縁膜である緩衝膜(緩衝層)7が形成されている。 Further, as shown in FIGS. 2 and 3, a buffer film (buffer layer) which is a first insulating film in which any of the plurality of wiring layers is not provided immediately below the bonding pad 5e. 7 is formed.
すなわち、ベースとなる半導体基板9上には、下から第1配線層1、第2配線層2、第3配線層3が順に積層されて形成され、第3配線層3の上に緩衝層となる緩衝膜7が形成され、さらに緩衝膜7の上に第5配線層5が形成され、この第5配線層5にボンディングパッド5eが形成されている。つまり、ボンディングパッド5eの直下の領域の本来第4配線層が形成される領域には、絶縁膜(第1の絶縁膜)の層のみが形成され、配線が形成されずに緩衝膜7となっている。したがって、半導体チップ10は、パッド直下の緩衝膜7に配線が全く形成されていない5層配線構造のものである。
That is, the
ここで、図4はボンディングパッド5eの下の位置に配置されたI/Oバッファ回路の一例であり、ボンディングパッド5eと電気的に接続された4つのトランジスタ素子9fが、図2及び図3に示す半導体基板9上のボンディングパッド5eの下の領域に配置されている。これら4つのトランジスタ素子9fは、図4に示すように論理回路11(またはレベルシフタなど)と電気的に接続されている。
Here, FIG. 4 is an example of an I / O buffer circuit arranged at a position below the
このようにI/Oバッファ回路をボンディングパッド5eの下に配置することで、チップエリアを有効利用することができ、半導体チップ(半導体装置)10の縮小化を図ることができる。
By disposing the I / O buffer circuit under the
次に、半導体チップ10の各配線層の配線の詳細形状について説明する。
Next, the detailed shape of the wiring of each wiring layer of the
図5は図1の半導体装置の第5メタル配線層及びパッド開口部の構造の一例を示す平面図、図6は図1の半導体装置の第3ビア層の構造の一例を示す平面図、図7は図1の半導体装置の第3メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図8は図1の半導体装置の上側第2ビア層の構造の一例を示す平面図、図9は図1の半導体装置の第2メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図10は図1の半導体装置の下側第2ビア層の構造の一例を示す平面図である。さらに、図11は図1の半導体装置の第1メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図12は図1の半導体装置の第1ビア層の構造の一例を示す平面図、図13は図1の半導体装置の活性領域及びポリシリコン電極層の構造の一例を示す平面図、図14は図1の半導体装置の各層の配線を上方から眺めた構造の一例を示す透過平面図である。 5 is a plan view showing an example of the structure of the fifth metal wiring layer and the pad opening of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 6 is a plan view showing an example of the structure of the third via layer of the semiconductor device of FIG. 7 is a plan view showing an example of the structure of the third metal wiring layer of the semiconductor device of FIG. 1, FIG. 8 is a plan view showing an example of the structure of the upper second via layer of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. FIG. 10 is a plan view showing an example of a structure of a second lower via layer of the semiconductor device of FIG. 1. 11 is a plan view showing an example of the structure of the first metal wiring layer of the semiconductor device of FIG. 1, FIG. 12 is a plan view showing an example of the structure of the first via layer of the semiconductor device of FIG. 1 is a plan view showing an example of the structure of the active region and the polysilicon electrode layer of the semiconductor device of FIG. 1, and FIG. 14 is a transmission plan view showing an example of the structure of the wiring of each layer of the semiconductor device of FIG.
まず、図5に示す最上層の第5配線層5の配線について説明する。図5のA−A断面と図2の第5メタル配線5aとが対応しており、また、図5のB−B断面と図3の第5メタル配線5aとが対応している。なお、図5では単体のボンディングパッド5eの第5配線層5(最上層)のメタルレイアウトを示しており、図3に示すように、ボンディングパッド5eは第5配線層5の第5メタル配線5aの一部となっている。さらに、ボンディングパッド5eは、その外周部が保護膜6によって覆われて保護されているが、中央部は保護膜6の開口部6aによって露出して接続用端子となっている。
First, the wiring of the uppermost
また、ボンディングパッド5eの周囲には、図3や図5に示すように、ボンディングパッド5eと絶縁された電源配線5bや、ボンディングパッド5eと電気的に接続された出力バッファ出力配線5c、さらにはGND配線5dや論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線が配置されている。
Further, as shown in FIGS. 3 and 5, there are a
次に、図6に示す第3ビア層の配線について説明する。図6のA−A断面と図2の第3ビア3aの層とが対応しており、また、図6のB−B断面と図3の第3ビア3aの層とが対応している。 Next, the wiring of the third via layer shown in FIG. 6 will be described. The AA cross section in FIG. 6 corresponds to the layer of the third via 3a in FIG. 2, and the BB cross section in FIG. 6 corresponds to the layer of the third via 3a in FIG.
図3及び図6に示すように、第3ビア層には、複数の第3ビア3aが配置されている。すなわち、第5配線層5にてボンディングパッド5eの周囲に配置された電源配線5bと、第3配線層3の電源配線3fとを電気的に接続する複数の電源ビア3bが設けられ、さらに、第5配線層5にてボンディングパッド5eと電気的に接続された出力バッファ出力配線5cと、第3配線層3の出力バッファ出力配線3gとを電気的に接続する複数の出力バッファ出力ビア3cが設けられている。
As shown in FIGS. 3 and 6, a plurality of
また、第3ビア層には、図6に示すように複数のGNDビア3dや論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線も配置されている。
In the third via layer, wirings such as a plurality of
ただし、図2及び図3に示すように、複数の第3ビア3aが形成された層(第3ビア層)のパッド下の領域の緩衝膜7には、配線は全く形成されていない。
However, as shown in FIGS. 2 and 3, no wiring is formed in the
次に、図7に示す第3配線層3の配線について説明する。図7のA−A断面と図2の第3メタル配線3eとが対応しており、また、図7のB−B断面と図3の第3メタル配線3eとが対応している。
Next, the wiring of the
図7に示すように、第3配線層3には、第5配線層5(最上層)のボンディングパッド5eの下の位置の領域にストライプ状の複数の第3メタル配線3eである電源配線3fが設けられている。これらストライプ状の複数の電源配線3fは、例えば、プローブ検査の際にボンディングパッド5eに接触させるプローブのすべり方向Rと交差する方向に延在して配置されている。これにより、プローブ荷重による応力の分散化を図っている。なお、ボンディングパッド5e上で前記プローブをすべらせるのは、パッド表面の酸化膜を除去するためである。
As shown in FIG. 7, the
また、第3配線層3において、パッド下以外の領域には、ストライプ状の複数のGND配線3hが設けられている。このストライプ状のGND配線3hは、ストライプ状の電源配線3fと同方向に延在して配置されている。さらに、ストライプ状の電源配線3fやGND配線3hの周囲には、他の電源配線3f、出力バッファ出力配線3g、他のGND配線3h及び論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線が配置されている。パッド下以外の領域の他の電源配線3fは、図3に示すように第5配線層5の電源配線5bと第3ビア3aの層の複数の電源ビア3bを介して電気的に接続されており、同様に、パッド下以外の領域の他のGND配線3hは、図5に示す第5配線層5のGND配線5dと図6に示す第3ビア3aの層の複数のGNDビア3dを介して電気的に接続されている。
In the
なお、パッド下の領域の電源配線3fがストライプ状に形成されていることにより、プローブ検査でボンディングパッド5eに荷重が掛かった際に、パッド下の電源配線3fに掛かる応力を分散させることができ、応力が局所的に集中することを低減して耐荷重性を高めることができる。
Since the
また、パッド下以外の領域のGND配線3hがストライプ状に形成されていることにより、電圧降下などの安定稼働阻害要因を緩和させることができる。
Further, since the
なお、第3配線層3におけるストライプ状の電源配線3fやGND配線3hは、一例として、ライン(L)/スペース(S)が0.24μm/0.24μmとなっている。すなわち、ライン(配線)の幅を0.24μmと狭くすることで、配線(アルミニウム)による撓みを低減することができるとともに、スペースの幅も0.24μmと狭くすることで、GNDに用いる配線の占有率を高めて対ESD(Electro Static Discharge) を向上させることができる。
As an example, the striped
次に、図8及び図3に示す上側第2ビア層の配線について説明する。図8のA−A断面と図2の上側第2ビア2aの層とが対応しており、また、図8のB−B断面と図3の上側第2ビア2aの層とが対応している。 Next, the wiring of the upper second via layer shown in FIGS. 8 and 3 will be described. The AA cross section in FIG. 8 corresponds to the layer of the upper second via 2a in FIG. 2, and the BB cross section in FIG. 8 corresponds to the layer of the upper second via 2a in FIG. Yes.
図8及び図3に示すように、上側第2ビア層には、複数の上側第2ビア2aが配置されている。すなわち、第3配線層3にてパッド下の領域に配置されたストライプ状の電源配線3fと、第2配線層2の第2メタル配線2eの電源配線2fとを電気的に接続する複数の上側電源ビア2bが設けられ、さらに、第3配線層3の出力バッファ出力配線3gと第2配線層2の出力バッファ出力配線2gとを電気的に接続する複数の上側出力バッファ出力ビア2cが設けられている。また、第3配線層3のパッド下以外の領域の他の電源配線3fと、第2配線層2のパッド下以外の領域の他の電源配線2fとを電気的に接続する複数の上側GNDビア2dが設けられている。
As shown in FIGS. 8 and 3, a plurality of upper
また、上側第2ビア層には、図8に示すようにパッド下以外の領域にも複数の上側GNDビア2dや論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線も配置されている。
Also, in the upper second via layer, as shown in FIG. 8, wirings such as a plurality of
次に、図9に示す第2配線層2の配線について説明する。図9のA−A断面と図2の第2配線層2とが対応しており、また、図9のB−B断面と図3の第2メタル配線2eとが対応している。
Next, the wiring of the
図9に示すように、第2配線層2には、パッド下の領域にストライプ状の複数の電源配線2fが格子状に形成されている。ここでのライン(L)/スペース(S)は、一例として、1.68μm/0.72μmであり、クラックが発生しない限界まで配線を太くして対ESDを高めている。すなわち、第2メタル配線2eの幅は第3メタル配線3eの幅(ライン(L):0.24μm)より太く、これによって、ライン(配線)の占有率を上げて対ESDを高めることができる。
As shown in FIG. 9, in the
また、第2配線層2において、パッド下以外の領域にも、ストライプ状の複数のGND配線2hが格子状に形成されている。ここでのライン(L)/スペース(S)も、電源配線2fの場合と同様で、例えば、1.68μm/0.72μmであり、クラックが発生しない限界まで配線を太くして、ライン(配線)の占有率を上げて対ESDを高めることができる。
In the
また、格子状の電源配線2fやGND配線2hの周囲には、他の電源配線2f、出力バッファ出力配線2g、他のGND配線2h及び論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線が配置されている。
Around the grid-like
次に、図10、図2及び図3に示す下側第2ビア層の配線について説明する。図10のA−A断面と図2の下側第2ビア2iの層とが対応しており、また、図10のB−B断面と図3の下側第2ビア2iの層とが対応している。 Next, the wiring of the lower second via layer shown in FIGS. 10, 2 and 3 will be described. 10 corresponds to the layer of the second lower via 2i on the lower side in FIG. 2, and the section BB in FIG. 10 corresponds to the layer of the second lower via 2i in FIG. is doing.
図10に示すように、下側第2ビア層には、複数の下側第2ビア2iが配置されている。すなわち、複数の下側電源ビア2j、下側出力バッファ出力ビア2k及び下側GNDビア2mが配置されている。また、下側第2ビア層には、論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線も配置されている。
As shown in FIG. 10, a plurality of lower
次に、図11、図2及び図3に示す第1配線層1の配線について説明する。図11のA−A断面と図2の第1メタル配線1eの層とが対応しており、また、図11のB−B断面と図3の第1メタル配線1eの層とが対応している。第1配線層1には、図11に示すように、電源配線1f、出力バッファ出力配線1g、出力バッファ入力配線1h及びGND配線1iが設けられている。
Next, the wiring of the
第1配線層1の第1メタル配線1eは、第2メタル配線2e及び第3メタル配線3eと交差する方向に延在して配置され、パッド下の領域では各配線がストライプ状に延在して配置されている。さらに、出力バッファ入力配線1hが、出力バッファ出力配線1g、電源配線1f及びGND配線1iを囲むようにリング状に配置されている。すなわち、リング状の出力バッファ入力配線1hの内側に出力バッファ出力配線1g、電源配線1f及びGND配線1iがストライプ状に配置されて形成されている。
The first metal wiring 1e of the
なお、第1配線層1にも論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線が配置されている。
The
次に、図12、図2及び図3に示す第1ビア1aの配線について説明する。図12のA−A断面と図2の第1ビア1aの層とが対応しており、また、図12のB−B断面と図3の第1ビア1aの層とが対応している。 Next, the wiring of the first via 1a shown in FIGS. 12, 2, and 3 will be described. The AA cross section in FIG. 12 corresponds to the first via 1a layer in FIG. 2, and the BB cross section in FIG. 12 corresponds to the first via 1a layer in FIG.
図12に示すように、第1ビア1aの層には、複数の電源ビア1b、出力バッファ出力ビア1c、出力バッファ入力ビア1j及びGNDビア1dが配置されている。
As shown in FIG. 12, a plurality of
ここで、図2に示すように複数の電源ビア1bは、第1配線層1の電源配線1fと半導体基板9の主面9aの活性領域9b(ソース電極)とを電気的に接続しており、また、図3に示すように複数の出力バッファ出力ビア1cは、第1配線層1の出力バッファ出力配線1gと半導体基板9の主面9aの活性領域9b(ドレイン電極)とを電気的に接続している。
Here, as shown in FIG. 2, the plurality of
なお、第1ビア1aの層にも、論理回路11(またはレベルシフタなど)などの配線が配置されている。 Note that wiring such as a logic circuit 11 (or a level shifter) is also arranged in the layer of the first via 1a.
次に、図13及び図2に示す半導体基板9の主面9aのパッド下の領域の能動層の配線について説明する。図13のA−A断面と図2の能動層(ポリシリコン層9d)とが対応しており、また、図13のB−B断面と図3の能動層とが対応している。
Next, the wiring of the active layer in the region under the pad of the
図2及び図13に示すように、半導体基板9の主面9a上のパッド下の領域のポリシリコン層9d(能動層)にはソース電極の活性領域9bとドレイン電極の活性領域9bとが、ゲート酸化膜9c上のゲート電極であるポリシリコン電極9eを介してその両側に形成されている。すなわち、図13に示すように、活性領域9bにおいて、ゲート電極であるポリシリコン電極9eの両側にPチャネルソース電極9gとPチャネルドレイン電極9hが形成されている(ポリシリコン電極9eの一方の側にPチャネルソース電極9gが形成され、さらに他方の側にPチャネルドレイン電極9hが形成されている)。
As shown in FIGS. 2 and 13, the
したがって、ボンディングパッド5eの下に能動素子(図4に示すトランジスタ素子9f)が形成されている。
Therefore, an active element (
また、半導体基板9の主面9a上のパッド下以外の領域には、図13に示すように、活性領域9bにおいて、ゲート電極であるポリシリコン電極9eの両側にNチャネルソース電極9iとNチャネルドレイン電極9jが形成されている(ポリシリコン電極9eの一方の側にNチャネルソース電極9iが形成され、さらに他方の側にNチャネルドレイン電極9jが形成されている)。
Further, as shown in FIG. 13, in the region other than under the pad on the
次に、図14は半導体チップ(半導体装置)10の主面10aの複数のボンディングパッド5eのパッド配列を示すものであり、複数のボンディングパッド5eが千鳥配置されている。さらに、各ボンディングパッド5eの両側に電源配線5bもしくはGND配線5dが配置されており、これによって電源/GNDの補強を図ることができる。
Next, FIG. 14 shows a pad arrangement of a plurality of
次に、本実施の形態1の半導体チップ(半導体装置)10におけるボンディングパッド5eの直下の第1の絶縁膜である緩衝膜7について説明する。半導体チップ10では、少なくともパッド直下の緩衝膜7は、ヤング率の低いガラスによって形成されている。ヤング率の低いガラスの一例としては、アンドープトシリケートガラス(USG)であり、そのヤング率は、例えば、72GPaである。ただし、パッド下以外の領域の絶縁膜に対しても、USGを用いてもよいことは言うまでもない。
Next, the
さらに、半導体チップ10では、ボンディングパッド5eの直下の緩衝膜7の厚さは、前記緩衝膜7より下の位置で配線層間に配置された第2の絶縁膜の厚さより厚い。例えば、図3に示すように、パッド下の緩衝膜7(第3ビア3aの層の絶縁膜)の厚さ(T2)は、パッド下の領域における下側第2ビア2iの層や上側第2ビア2aの層等の層間絶縁膜(第2の絶縁膜)8の厚さ(T1)より厚い(T1<T2)。
Further, in the
ここで、ガラスは引っ張り応力で破壊が起こると言われており、ガラスの層が撓んだ時の下面で引っ張り応力が最大となる。 Here, it is said that the glass is broken by the tensile stress, and the tensile stress is maximized on the lower surface when the glass layer is bent.
したがって、本実施の形態1の半導体チップ10では、ボンディングパッド5eの直下のガラス(緩衝膜7)の膜厚を厚くする(T2>T1)ことにより、前記下面の引っ張り応力が減少するというガラスの効果を利用している。すなわち、パッド下の緩衝膜7にメタル(配線)を形成せずにガラス(絶縁膜)のみで構成するとともに、ガラス(絶縁膜)の膜厚を厚くすることで、タングステン等に比較してヤング率が低くなるため(タングステンのヤング率は、例えば、406.9GPa)、下面の引っ張り応力を減少させてプローブ検査時に緩衝膜7にクラックが形成されることを低減または阻止できる。
Therefore, in the
また、各配線層のメタル配線間を半導体基板9の厚さ方向に電気的に接続する各ビアがタングステンから成ることにより、前述のようにタングステンのヤング率は高く耐荷重性も高いため、層間での配線が接続不良になることを抑制できる。
In addition, since each via electrically connecting the metal wirings of each wiring layer in the thickness direction of the
また、ボンディングパッド5eを含む各配線層におけるメタル配線は、アルミニウムを主成分とする金属配線から成る。これにより、配線の微細化を図ることができる。前記メタル配線は、例えば、銅又は銅合金配線でもよい。
The metal wiring in each wiring layer including the
本実施の形態1の半導体装置(半導体チップ10)によれば、パッド下の領域に能動素子(トランジスタ素子9f等)が配置された半導体チップ10において、パッド直下の絶縁膜からなる緩衝膜7に配線が形成されていないことで、半導体チップ10のウエハテスト工程においてボンディングパッド5eにプローブを当ててテストを行った際に、ボンディングパッド5eの直下の絶縁膜(酸化膜)である緩衝膜7を壊すことなくウエハテストを行うことができる。
According to the semiconductor device (semiconductor chip 10) of the first embodiment, in the
これにより、半導体チップ10の信頼性の向上を図ることができる。
Thereby, the reliability of the
なお、本実施の形態1の半導体チップ10では、プローブ条件の一例として、4.7gf×シングル15回のプローブ検査をOKとすることができる。
In the
また、ボンディングパッド5eの下にトランジスタ素子9f等の能動素子を配置可能になるため、半導体チップ10の縮小化を図ることができる。
Further, since an active element such as the
さらに、半導体チップ10の縮小化を図れるため、半導体チップ10の低コスト化を図ることができる。
Furthermore, since the
次に、本実施の形態1の変形例について説明する。 Next, a modification of the first embodiment will be described.
図15は本発明の実施の形態1の変形例における各層の配線を上方から眺めた構造を示す透過平面図、図16は図15のA−A線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図、図17は図15のB−B線に沿って切断した構造の一例を示す部分断面図である。 FIG. 15 is a transparent plan view showing the structure of the wiring of each layer as viewed from above in the modification of the first embodiment of the present invention, and FIG. 16 is a portion showing an example of the structure cut along the line AA in FIG. FIG. 17 is a partial sectional view showing an example of a structure cut along the line BB in FIG.
図15〜図17に示す変形例は、ボンディングパッド5eの外周部の4箇所(4つの角部)においてボンディングパッド5eに電気的に接続し、かつ支柱構造となるような支柱ビア9nが配置され、半導体基板9の表面の絶縁層9k上に配置した能動層に用いるポリシリコン電極9e(トランジスタ素子9f)と同層のポリシリコン台座電極9m上に支柱構造を構築したものである。すなわち、図15に示すボンディングパッド5eの外周部の4つの角部に電気的に接続されるとともに、図16及び図17に示す半導体基板9の表面のポリシリコン電極9eと同層のポリシリコン台座電極9mに電気的に接続された支柱ビア9nが4本設けられているものである。
15 to 17, column vias 9n that are electrically connected to the
この支柱ビア9nは、図16及び図17に示すように、第1メタル配線1e、第2メタル配線2e及び第3メタル配線3eとそれぞれの配線層においてそれぞれ接続パッド12を介して電気的に接続されている。
As shown in FIGS. 16 and 17, the
支柱ビア9nが設けられたことにより、プローブ検査に対するパッド下の緩衝膜7の強度をさらに高めることができる。
By providing the support via 9n, the strength of the
(実施の形態2)
図18は本発明の実施の形態2の半導体装置のパッド及びパッド下構造の一例を示す部分断面図、図19は図18の構造の第4メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図20は図18の構造のコンタクトビア層の構造の一例を示す平面図、図21は図18の構造の第3メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図22は図18の構造の第2メタル配線層の構造の一例を示す平面図、図23は図18の構造の第1メタル配線層の構造の一例を示す平面図である。
(Embodiment 2)
18 is a partial cross-sectional view showing an example of the pad and under-pad structure of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a plan view showing an example of the structure of the fourth metal wiring layer in the structure of FIG. 20 is a plan view showing an example of the structure of the contact via layer having the structure of FIG. 18, FIG. 21 is a plan view showing an example of the structure of the third metal wiring layer having the structure of FIG. 18, and FIG. FIG. 23 is a plan view showing an example of the structure of the first metal wiring layer having the structure of FIG. 18.
本実施の形態2は、実施の形態1が5層の配線層であったのに対して、配線層が4層の場合の半導体チップ(半導体装置)13のパッド下の構造を示すものである。 The second embodiment shows a structure under the pad of the semiconductor chip (semiconductor device) 13 in the case where the first embodiment has five wiring layers, whereas the fourth wiring layer has four wiring layers. .
図18及び図19に示すように、半導体基板9上に形成された4層の配線層のうち、最上層(第4配線層4)には、第4メタル配線4aの一部であるボンディングパッド4bが形成されている。ボンディングパッド4bは、図18に示すように、その外周部が保護膜6によって覆われて保護されているが、中央部は保護膜6の開口部6aによって露出して接続用端子となっている。
As shown in FIGS. 18 and 19, a bonding pad which is a part of the
また、ボンディングパッド4bの直下の層間絶縁膜8には、ボンディングパッド4bと電気的に接続された出力バッファ出力ビア3cが図20に示すようにストライプ状に複数配置されている。このストライプ状の出力バッファ出力ビア3cは、プローブのすべり方向Rに対して交差する方向に延在している。なお、出力バッファ出力ビア3cは、例えば、タングステンから成る。
Further, in the
このように本実施の形態2の半導体チップ13では、ボンディングパッド4bの直下の層間絶縁膜8に複数のビアである出力バッファ出力ビア3cが配置されている。
As described above, in the
また、複数の出力バッファ出力ビア3cの下層には、これら出力バッファ出力ビア3cと電気的に接続された第3配線層3の図21に示す第3メタル配線3eである出力バッファ出力配線3gが配置されている。
Further, below the plurality of output buffer output vias 3c, an output
さらに、第3配線層3の出力バッファ出力配線3gの下には、この出力バッファ出力配線3gと層間絶縁膜8を介在させて第2配線層2の図22に示す第2メタル配線2eである電源配線2fが設けられている。この電源配線2fは、ストライプ状に複数配置されており、第3配線層3の出力バッファ出力ビア3cと同様に、プローブのすべり方向Rに対して交差する方向に延在している。
Further, below the output
なお、第2配線層2のストライプ状の電源配線2fは、そのライン(L)/スペース(S)が、一例として、0.32μm/0.26μmとなっている。
The striped
また、第2配線層2の電源配線2fの下には、この電源配線2fと層間絶縁膜8を介在させて第1配線層1の第1メタル配線1eである図23に示す電源配線1f、出力バッファ出力配線1g及び出力バッファ入力配線1hがストライプ状に設けられている。これらストライプ状の電源配線1f、出力バッファ出力配線1g及び出力バッファ入力配線1hは、プローブのすべり方向Rに沿った方向に延在している。
Further, under the
なお、第1配線層1のストライプ状の電源配線1f、出力バッファ出力配線1g及び出力バッファ入力配線1hを含む配線部は、それらのライン(L)/スペース(S)が、一例として、2.3μm以下/1.05μm以上となっている。
Note that the line (L) / space (S) of the wiring portion including the stripe-shaped
すなわち、ボンディングパッド4bの下において、ボンディングパッド4bと平面視で重なる位置に配置された最下層の電源配線1f、出力バッファ出力配線1g及び出力バッファ入力配線1hを含むストライプ状の配線部は、それぞれの配線の幅が2.3μm以下であるとともに、それぞれの配線が1.05μm以上の間隔で設けられている。
That is, under the
また、図18に示すように、半導体基板9の主面9aの能動層には、ゲート酸化膜9c上に形成されたゲート電極である複数のポリシリコン電極9eが形成されている。すなわち、ボンディングパッド4bの下の領域の位置で、かつ平面視でボンディングパッド4bと重なる位置に、例えば、実施の形態1と同様にトランジスタ等の能動素子となる複数のポリシリコン電極9eが形成されている。
As shown in FIG. 18, in the active layer of the
なお、第4配線層4のボンディングパッド4bを含む第4メタル配線4a、第3配線層3の第3メタル配線3e、第2配線層2の第2メタル配線2e及び第1配線層1の第1メタル配線1eは、例えば、アルミニウムから成る。
The
本実施の形態2の半導体チップ(半導体装置)13のパッド下の構造においては、電源層を1層として(第2配線層2の電源配線2f)少なくするとともに、最下層の第1配線層1の配線(電源配線1f、出力バッファ出力配線1g及び出力バッファ入力配線1h)のライン(L)/スペース(S)を、例えば2.3μm以下/1.05μm以上として配線の幅と間隔の最大値を規定することで、図18に示すQ部の剛性を小さくすることができる。
In the structure under the pad of the semiconductor chip (semiconductor device) 13 of the second embodiment, the power supply layer is reduced to one (
したがって、上方(ボンディングパッド4b上)からのプローブ荷重に対して、図18のP部(層間絶縁膜8)に掛かる応力を考えた時、Q部の剛性が小さいことからP部に掛かる応力も小さくすることができ、プローブ荷重に対する耐荷重性を高めることができる。
Therefore, when considering the stress applied to the P portion (interlayer insulating film 8) of FIG. 18 with respect to the probe load from above (on the
以上により、本実施の形態2の半導体装置(半導体チップ13)においても、パッド直下の層間絶縁膜8のプローブ荷重に対する耐荷重性を高めることができるため、半導体チップ13のウエハテスト工程においてボンディングパッド4bにプローブを当ててテストを行った際に、ボンディングパッド4bの直下の絶縁膜(酸化膜)である層間絶縁膜8を壊すことなくウエハテストを行うことができる。
As described above, also in the semiconductor device (semiconductor chip 13) of the second embodiment, since the load resistance against the probe load of the
これにより、半導体チップ13の信頼性の向上を図ることができる。
Thereby, the reliability of the
なお、本実施の形態2の半導体チップ13では、プローブ条件の一例として、12gf×シングル17回のプローブ検査をOKとすることができる。
In the
本実施の形態2の半導体チップ(半導体装置)13のその他の構造については、実施の形態1の半導体チップ10と同様であるため、その重複説明は省略する。
Since the other structure of the semiconductor chip (semiconductor device) 13 of the second embodiment is the same as that of the
さらに、本実施の形態2の半導体チップ13によって得られるその他の効果については、実施の形態1の半導体チップ10によって得られる効果と同様であるため、その重複説明は省略する。
Furthermore, since other effects obtained by the
以上、本発明者によってなされた発明を発明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記発明の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the present invention is not limited to the embodiments of the invention, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. It goes without saying that it is possible.
例えば、前記実施の形態1,2では、パッド下の能動層に設けられる能動素子の一例として、トランジスタ素子の場合を説明したが、前記能動素子は、トランジスタ素子以外の抵抗素子やダイオード素子等であってもよい。 For example, in the first and second embodiments, the case of the transistor element has been described as an example of the active element provided in the active layer under the pad. However, the active element is a resistor element, a diode element, or the like other than the transistor element. There may be.
本発明は、下層に能動素子が配置されたボンディングパッドを有する半導体装置に好適である。 The present invention is suitable for a semiconductor device having a bonding pad in which an active element is disposed in a lower layer.
1 第1配線層
1a 第1ビア
1b 電源ビア
1c 出力バッファ出力ビア
1d GNDビア
1e 第1メタル配線
1f 電源配線
1g 出力バッファ出力配線
1h 出力バッファ入力配線
1i GND配線
1j 出力バッファ入力ビア
2 第2配線層
2a 上側第2ビア
2b 上側電源ビア
2c 上側出力バッファ出力ビア
2d 上側GNDビア
2e 第2メタル配線
2f 電源配線
2g 出力バッファ出力配線
2h GND配線
2i 下側第2ビア
2j 下側電源ビア
2k 下側出力バッファ出力ビア
2m 下側GNDビア
3 第3配線層
3a 第3ビア
3b 電源ビア
3c 出力バッファ出力ビア
3d GNDビア
3e 第3メタル配線
3f 電源配線
3g 出力バッファ出力配線
3h GND配線
4 第4配線層
4a 第4メタル配線
4b ボンディングパッド
5 第5配線層
5a 第5メタル配線
5b 電源配線
5c 出力バッファ出力配線
5d GND配線
5e ボンディングパッド
6 保護膜
6a 開口部
7 緩衝膜(第1の絶縁膜)
8 層間絶縁膜(第2の絶縁膜)
9 半導体基板
9a 主面
9b 活性領域
9c ゲート酸化膜
9d ポリシリコン層
9e ポリシリコン電極
9f トランジスタ素子(能動素子)
9g Pチャネルソース電極
9h Pチャネルドレイン電極
9i Nチャネルソース電極
9j Nチャネルドレイン電極
9k 絶縁層
9m ポリシリコン台座電極
9n 支柱ビア
10 半導体チップ(半導体装置)
10a 主面
10b コア領域
10c GND配線
10d 電源配線
11 論理回路
12 接続パッド
13 半導体チップ(半導体装置)
DESCRIPTION OF
8 Interlayer insulation film (second insulation film)
DESCRIPTION OF
9g P
10a
Claims (15)
前記半導体基板上に形成された複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち最上層の前記配線層に形成され、それぞれ一部が露出した複数のボンディングパッドと、
前記半導体基板上に形成され、かつ前記ボンディングパッドの下において平面視で前記ボンディングパッドと重なる位置に配置され、さらに前記ボンディングパッドと電気的に接続された能動素子と、
を有し、
前記ボンディングパッドの直下には、前記複数の配線層のうちのいずれの配線層も設けられていない第1の絶縁膜が形成されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
A plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate;
A plurality of bonding pads formed on the uppermost wiring layer of the plurality of wiring layers, each partially exposed;
An active element formed on the semiconductor substrate and disposed under the bonding pad at a position overlapping the bonding pad in plan view, and further electrically connected to the bonding pad;
Have
A semiconductor device, wherein a first insulating film not provided with any wiring layer of the plurality of wiring layers is formed immediately below the bonding pad.
前記半導体基板上に形成された複数の配線層と、
前記複数の配線層のうち最上層の前記配線層に形成され、それぞれ一部が露出した複数のボンディングパッドと、
前記ボンディングパッドの下に位置し、前記複数の配線層のうちの最上層の配線と前記ボンディングパッドとを電気的に接続する複数のビアと、
前記半導体基板上に形成され、かつ前記ボンディングパッドの下において平面視で前記ボンディングパッドと重なる位置に配置され、さらに前記ボンディングパッドと電気的に接続された能動素子と、
を有し、
前記ボンディングパッドの下において、前記ボンディングパッドと平面視で重なる位置に配置された前記複数の配線層のうちの最下層の配線部が、それぞれ所定の幅からなり、かつ所定の間隔で配置された複数の配線によって構成されることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
A plurality of wiring layers formed on the semiconductor substrate;
A plurality of bonding pads formed on the uppermost wiring layer of the plurality of wiring layers, each partially exposed;
A plurality of vias located under the bonding pad and electrically connecting the uppermost wiring of the plurality of wiring layers and the bonding pad;
An active element formed on the semiconductor substrate and disposed under the bonding pad at a position overlapping the bonding pad in plan view, and further electrically connected to the bonding pad;
Have
Below the bonding pad, the lowermost wiring portion of the plurality of wiring layers arranged at a position overlapping the bonding pad in plan view has a predetermined width and is arranged at a predetermined interval. A semiconductor device comprising a plurality of wirings.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010179529A JP2012039001A (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010179529A JP2012039001A (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012039001A true JP2012039001A (en) | 2012-02-23 |
Family
ID=45850642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010179529A Pending JP2012039001A (en) | 2010-08-10 | 2010-08-10 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012039001A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014097524A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device |
CN107199183A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 泰克元有限公司 | Electronic unit test separator |
US11133253B2 (en) | 2019-10-02 | 2021-09-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a thick metal layer |
US11876043B2 (en) | 2019-09-16 | 2024-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices having vias on a scribe lane region |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049190A (en) * | 1998-07-14 | 2000-02-18 | Texas Instr Inc <Ti> | System and method for making bonding on active integrated circuit |
JP2008187140A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
JP2009141064A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2009170763A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
-
2010
- 2010-08-10 JP JP2010179529A patent/JP2012039001A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000049190A (en) * | 1998-07-14 | 2000-02-18 | Texas Instr Inc <Ti> | System and method for making bonding on active integrated circuit |
JP2008187140A (en) * | 2007-01-31 | 2008-08-14 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and method for manufacturing semiconductor device |
JP2009141064A (en) * | 2007-12-05 | 2009-06-25 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device |
JP2009170763A (en) * | 2008-01-18 | 2009-07-30 | Renesas Technology Corp | Semiconductor device and manufacturing method of the same |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014097524A1 (en) * | 2012-12-21 | 2014-06-26 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device |
US9245845B2 (en) | 2012-12-21 | 2016-01-26 | Panasonic intellectual property Management co., Ltd | Semiconductor device |
JP6043970B2 (en) * | 2012-12-21 | 2016-12-14 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Semiconductor device |
CN107199183A (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-26 | 泰克元有限公司 | Electronic unit test separator |
TWI611195B (en) * | 2016-03-18 | 2018-01-11 | 泰克元有限公司 | Handler for testing electronic components |
CN110252685A (en) * | 2016-03-18 | 2019-09-20 | 泰克元有限公司 | Sorting machine is used in electronic component test |
CN110252685B (en) * | 2016-03-18 | 2021-09-28 | 泰克元有限公司 | Sorter for testing electronic components |
US11876043B2 (en) | 2019-09-16 | 2024-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices having vias on a scribe lane region |
US11133253B2 (en) | 2019-10-02 | 2021-09-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a thick metal layer |
US11616018B2 (en) | 2019-10-02 | 2023-03-28 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices including a thick metal layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101937916B (en) | Semiconductor device | |
JP5329068B2 (en) | Semiconductor device | |
TWI496225B (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US8067789B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2012256787A (en) | Semiconductor device and semiconductor device manufacturing method | |
US7964968B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP5214169B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4820683B2 (en) | Semiconductor device and method for preventing breakdown of semiconductor device | |
JP4671814B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2009141064A (en) | Semiconductor device | |
JP2012039001A (en) | Semiconductor device | |
US7595561B2 (en) | Semiconductor device including multiple rows of peripheral circuit units | |
US6856022B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4611067B2 (en) | Semiconductor device | |
US8994098B2 (en) | Semiconductor device including pillar transistors | |
US7375423B2 (en) | Semiconductor device | |
JP2006196487A (en) | Semiconductor device | |
JP5553923B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4167684B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device, manufacturing method thereof and testing method thereof | |
JP2013191744A (en) | Wafer |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130419 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140212 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140213 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140617 |