(57)【要約】【課題】  信頼性の高い半導体装置を提供する。【解決手段】  半導体装置は、半導体基板１０を含む。半導体基板１０は、電極パッド２０と、電極パッド２０の中央領域を露出させる開口１８が形成されたパッシベーション膜１６とを有する。半導体装置は、絶縁層３０を含む。絶縁層３０には、パッシベーション膜１８上に設けられてなり、開口１８とオーバーラップする貫通穴３２が形成されてなる。電極パッド２０の上端面２２と側面２４とは、９０度よりも大きい角度で接している。【選択図】      図４
2006303169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの上端面と側面とは、９０度よりも大きい角度で接している半導体装置。
【請求項２】
電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドは、上端面が基端面よりも小さくなっている半導体装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２記載の半導体装置において、
前記電極パッドの前記上端面の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない半導体装置。
【請求項４】
電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの上端面の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない半導体装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置において、
前記電極パッドの隣り合う２つの側面は、９０度よりも大きな角度で接している半導体装置。
【請求項６】
電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの隣り合う２つの側面は、９０度よりも大きな角度で接している半導体装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記パッシベーション膜は、前記電極パッドの前記上端面の周縁部を覆うように形成されてなる半導体装置。
【請求項８】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の半導体装置において、
前記パッシベーション膜は、前記電極パッドの前記上端面をすべて露出させるように形成されてなる半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置として、ＣＳＰ（チップスケール／サイズパッケージ）が知られている。この半導体装置は、外部寸法が半導体チップ寸法になっているため、従来の半導体パッケージと構造が異なっているが、従来の半導体パッケージと同等あるいはそれ以上の信頼性が求められている。特に、この半導体装置では、半導体チップ上にいわゆる応力緩和層が形成される。そのため、応力緩和層の膨張収縮の影響による不具合の発生を防止することができれば、半導体装置の信頼性の向上につながる。
【０００３】
本発明の目的は、信頼性の高い半導体装置を提供することにある。
【特許文献１】特開２００３−２８２７９０号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）本発明に係る半導体装置は、電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの上端面と側面とは、９０度よりも大きい角度で接している。本発明によれば、パッシベーション膜に、電極パッドの上端面と側面との境界を起点にした亀裂が発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
（２）本発明に係る半導体装置は、電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドは、上端面が基端面よりも小さくなっている。本発明によれば、パッシベーション膜に、電極パッドの上端面と側面との境界を起点にした亀裂が発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
（３）この半導体装置において、
前記電極パッドの前記上端面の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない形状をなしていてもよい。
（４）本発明に係る半導体装置は、電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの上端面の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない。本発明によると、パッシベーション膜に、電極パッドの上端面の外周を起点にした亀裂が発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
（５）この半導体装置において、
前記電極パッドの隣り合う２つの側面は、９０度よりも大きな角度で接していてもよい。これによると、パッシベーション膜に、電極パッドの隣り合う２つの側面の境界を起点にした亀裂が発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
（６）本発明に係る半導体装置は、電極パッドと、前記電極パッドの中央領域を露出させる開口が形成されたパッシベーション膜とを有する半導体基板と、
前記パッシベーション膜上に設けられてなり、前記開口とオーバーラップする貫通穴が形成された絶縁層と、
を含み、
前記電極パッドの隣り合う２つの側面は、９０度よりも大きな角度で接している。本発明によると、パッシベーション膜に、電極パッドの隣り合う２つの側面の境界を起点にした亀裂が発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
（７）この半導体装置において、
前記パッシベーション膜は、前記電極パッドの前記上端面の周縁部を覆うように形成されていてもよい。
（８）この半導体装置において、
前記パッシベーション膜は、前記電極パッドの前記上端面をすべて露出させるように形成されていてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
以下、本発明を適用した実施の形態について図面を参照して説明する。ただし、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、本発明は、以下の各実施の形態及び変形例を自由に組み合わせたものを含むものとする。
【０００６】
（第１の実施の形態）
図１〜図４（Ｂ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【０００７】
本実施の形態に係る半導体装置は、半導体基板１０を含む。図１〜図３は、半導体基板１０について説明するための図である。半導体基板１０は、例えばシリコン基板であってもよい。半導体基板１０は、ウエハ状をなしていてもよい（図１参照）。ウエハ状の半導体基板１０は、複数の半導体装置となる領域１１を含んでいてもよい。ただし、半導体基板１０は、チップ状をなしていてもよい。半導体基板１０は、１つ又は複数の（半導体チップには１つの、半導体ウエハには複数の）集積回路１２を有していてもよい（図４（Ａ）参照）。集積回路１２は、領域１１毎に形成されていてもよい。集積回路１２の構成は特に限定されないが、例えば、トランジスタ等の能動素子や、抵抗、コイル、コンデンサ等の受動素子を含んでいてもよい。
【０００８】
半導体基板１０は、電極パッド２０を有する（図２（Ａ）〜図３参照）。半導体基板１０は、複数の電極パッド２０を有していてもよい。電極パッド２０は、半導体基板１０の内部と電気的に接続されていてもよい。電極パッド２０は、集積回路１２と電気的に接続されていてもよい。あるいは、集積回路１２に電気的に接続されていない電極パッドを含めて、電極パッド２０と称してもよい。電極パッド２０は、アルミニウム又は銅等の金属で形成されていてもよい。電極パッド２０は、それぞれの領域１１の外周に沿って配列されていてもよい。あるいは、電極パッド２０は、それぞれの領域１１に対してエリアアレイ状に配置されていてもよい。また、電極パッド２０は、集積回路１２とオーバーラップするように形成されていてもよく、あるいは、集積回路１２とオーバーラップしないように形成されていてもよい。
【０００９】
以下、電極パッド２０の形状について説明する。図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、電極パッド２０の形状について説明するための図である。ここで、図２（Ａ）は、電極パッド２０及び配線部２１の一部拡大図である。また、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のIIB−IIB線断面図であり、図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のIIC−IIC線断面図である。なお、説明のため、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）では、パッシベーション膜１６を省略してある（図３参照）。電極パッド２０は、上端面２２と側面２４とを有する。ここで、上端面２２は、平坦面であってもよい。そして、上端面２２と側面２４とは、図２（Ａ）〜図２（Ｃ）に示すように、９０度よりも大きい角度で接している。このとき、電極パッド２０は、図２（Ｃ）に示すように、上端面２２が基端面２６よりも小さくなっていてもよい。なお、上端面２２及び基端面２６の形状は特に限定されるものではない。例えば、矩形（長方形又は正方形）をなしていてもよい。また、上端面２２と基端面２６とは、相似形をなしていてもよい。
【００１０】
半導体基板１０は、配線部２１を有していてもよい。配線部２１は、電極パッド２０と電気的に接続されていてもよい。配線部２１は、電極パッド２０と集積回路１２とを電気的に接続する導電部であってもよい。配線部２１は、図２（Ａ）に示すように、電極パッド２０から、横に（半導体基板１０の面と平行に）引き出されていてもよい。このとき、図２（Ｂ）に示すように、配線部２１の厚みは、電極パッド２０の厚みと同じであってもよい。また、電極パッド２０の基端面２６と、配線部２１の底面とは面一になっていてもよい。ただし、配線部２１は、電極パッド２０から、半導体基板１０の厚み方向に引き出されていてもよい（図示せず）。すなわち、配線部２１は、半導体基板１０の内部に形成されていてもよい。なお、配線部２１は、電極パッド２０と一体的（連続的）に形成されていてもよい。
【００１１】
半導体基板１０は、図３に示すように、パッシベーション膜１６を有する。パッシベーション膜１６には、それぞれの電極パッド２０の中央領域を露出させる開口１８が形成されてなる。このとき、パッシベーション膜１６は、電極パッド２０の上端面２２の周縁部を覆うように形成されていてもよい。言い換えると、開口１８は、上端面２２とオーバーラップする領域内に形成されていてもよい。このとき、パッシベーション膜１６は、電極パッド２０の側面２４を覆うように形成されていてもよい。パッシベーション膜１６は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ポリイミド樹脂等で形成されていてもよい。
【００１２】
本実施の形態に係る半導体装置は、絶縁層３０を含む（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。絶縁層３０は、パッシベーション膜１６上に設けられてなる。絶縁層３０には、貫通穴３２が形成されてなる。貫通穴３２は、パッシベーション膜１６の開口１８とオーバーラップするように形成されてなる。このとき、貫通穴３２は、電極パッド２０を露出させるように形成されていてもよい。なお、絶縁層３０は、領域１１における電極パッド２０が形成された領域よりも広い領域に形成されていてもよい。すなわち、絶縁層３０は領域１１の端部と電極パッド２０との間を含む領域に形成されていてもよい。言い換えると、絶縁層３０は、領域１１の端部と電極パッド２０との間の領域に至るように形成されていてもよい。このとき、絶縁層３０の外形は、領域１１とほぼ同じ形状をなしていてもよい。絶縁層３０の材料は特に限定されないが、例えば、ポリイミド樹脂、シリコーン変性ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン変性エポキシ樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ；benzocyclobutene）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ；polybenzoxazole）等で形成してもよい。
【００１３】
本実施の形態に係る半導体装置は、さらに、配線４０を含んでいてもよい（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）。配線４０は、電極パッド２０と電気的に接続されていてもよい。配線４０は、絶縁層３０の上面に至るように形成されていてもよい。半導体装置は、さらに、レジスト層４２を含んでいてもよい。レジスト層４２は、配線４０を覆うように形成されていてもよい。なお、レジスト層４２には、配線４０を露出させる開口が形成されていてもよい。半導体装置は、さらに、外部端子４４を有していてもよい。外部端子４４は、配線４０と電気的に接続されていてもよい。外部端子４４は、配線４０におけるレジスト層４２からの露出部と電気的に接続されていてもよい。半導体装置は、さらに、図示しない根元補強層を有していてもよい。
【００１４】
本実施の形態に係る半導体装置１は、以上のように構成されていてもよい。なお、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、半導体装置１を説明するための図である。
【００１５】
半導体装置の信頼性を高めるためには、パッシベーション膜１６に亀裂が生じることを防止することが好ましい。特に、パッシベーション膜１６上に絶縁層３０が設けられている場合、絶縁層３０の膨張収縮の影響を受けて、パッシベーション膜１６には力がかかることがある。そして、この力は、パッシベーション膜１６における電極パッド２０と接触する領域に集中する場合があった。パッシベーション膜１６に力が加えられた場合でも、パッシベーション膜１６に、電極パッド２０を起点にした亀裂が発生することを防止することができれば、半導体装置の信頼性を高めることができる。
【００１６】
ところで、先に説明したように、半導体装置１では、半導体基板１０は電極パッド２０を有する。そして、電極パッド２０は、上端面２２と側面２４とが、９０度よりも大きい角度で接している。これによると、パッシベーション膜１６が、上端面２２と側面２４との境界から受ける影響を小さくすることができる。すなわち、パッシベーション膜１６が受ける、上端面２２と側面２４との境界を起点とする力を、小さくすることができる。そのため、パッシベーション膜１６に、上端面２２と側面２４との境界を起点にしたクラックが発生しにくくなる。すなわち、本発明によると、絶縁層３０が膨張収縮した場合でもパッシベーション膜１６のクラックが発生しにくい、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。なお、電極パッド２０が、上端面２２が基端面２６よりも小さくなった形状をなす場合にも、同様の効果を奏することができる。
【００１７】
（変形例）
半導体基板１０は、図５に示す、電極パッド５０を有していてもよい。電極パッド５０の側面は、第１及び第２の部分５２，５３を有する。第１の部分５２は、電極パッド５０の上端面５１と接する部分である。また、第２の部分５３は、電極パッド５０の基端面５４と接する部分であってもよい。そして、図５に示すように、上端面５１と第１の部分５２とは、９０度よりも大きい角度で接している。これによっても、パッシベーション膜１６のクラックが発生しにくくなるため、半導体装置の信頼性を高めることができる。なお、第２の部分５３は、基端面５４と垂直に接していてもよい。そして、第１及び第２の部分５２，５３は、９０度よりも大きい角度で接していてもよい。また、電極パッド５０では、上端面５１が基端面５４よりも小さくなっているといえる。
【００１８】
半導体基板１０は、図６に示す、電極パッド５５を有していてもよい。電極パッド５５の側面は、第１及び第２の部分５７，５８を有する。第１の部分５７は、電極パッド５５の上端面５６と接する部分である。また、第２の部分５８は、電極パッド５５の基端面５９と接する部分であってもよい。図６に示すように、第１の部分５７は、曲面になっている。すなわち、電極パッド５５は、第２の部分５８から上端面５６にかけて、接線が連続した形状をなしていてもよい。これによっても、パッシベーション膜１６のクラックが発生しにくくなるため、半導体装置の信頼性を高めることができる。なお、電極パッド５５は、上端面５６が基端面５９よりも小さくなっているといえる。すなわち、上端面５６は、平坦面の部分のみを指してもよい。
【００１９】
図７に示す例では、パッシベーション膜１６は、開口１９を有していてもよい。開口１９は、電極パッド２０の上端面２２を、すべて露出させるように形成されてなる。言い換えると、開口１９は、電極パッド２０の上端面２２と側面２４との境界を露出させるように形成されてなる。これによると、パッシベーション膜１６を、上端面２２と側面２４との境界と接触しないように形成することができる。そのため、パッシベーション膜１６に、上端面２２と側面２４との境界を起点とするクラックが発生しない、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。なお、電極パッド２０のように、上端面２２が基端面２６よりも小さい形状をなす場合には、容易に、開口１９の端部が側面２４上に配置されるように、パッシベーション膜１６を形成することができる。すなわち、電極パッド２０によると、容易に、電極パッド２０の周縁部を覆い、かつ、電極パッド２０の上端面をすべて露出させるように、パッシベーション膜を形成することができる。
【００２０】
（第２の実施の形態）
以下、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【００２１】
半導体装置は、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す、電極パッド７０を有してもよい。なお、図８（Ａ）は、電極パッド７０の上視図であり、図８（Ｂ）は、電極パッド７０の断面図である。電極パッド７０は、図８（Ａ）に示すように、上端面７１の外形が９０度以下の角度をなす部分を有しない形状をなしていてもよい。このとき、電極パッド７０の上端面７１は、円形又は楕円形をなしていてもよい。これによると、パッシベーション膜１６に、電極パッド７０の上端面７１の外周を起点にしたクラックが発生しにくくなる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。なお、電極パッド７０では、上端面７１と側面７２とが、９０度よりも広い角度で接していてもよい。すなわち、上端面７１が基端面７３よりも小さい形状をなしていてもよい。また、電極パッド７０の側面７２は、図８（Ｂ）に示すように、凹曲面になっていてもよい。ただし、上端面７１と側面７２とは、垂直に接していてもよい（図示せず）。なお、電極パッド７０には、図示しない配線部が延設されていてもよい（図２（Ａ）参照）。
【００２２】
（変形例）
半導体装置は、図９に示す、電極パッド７４を有していてもよい。電極パッド７４の上端面７５の外形は、角を有しない形状をなしていてもよい。言い換えると、上端面７５の外形は、接線が連続する形状をなしていてもよい。あるいは、電極パッド７４の上端面７５の外形は、互いに直交する方向に延びる辺を有し、かつ、隣り合う２つの辺の間が凸曲線で結ばれた形状をなしていると言ってもよい。または、上端面７５の外形は、これを囲む最も小さい矩形の角を丸くした形状をなしていると言ってもよい。この場合にも、上端面７５の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しないといえる。そのため、上端面７５の外周を起点にしたパッシベーションクラックの発生を防止することが可能になり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００２３】
半導体装置は、図１０に示す、電極パッド７６を有していてもよい。電極パッド７６の上端面７７の外形は、上端面７７を囲む最も小さい矩形から、角を取り除いた形状をなしていてもよい。このとき、上端面７７の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない形状であってもよい。例えば、上端面７７の外形は、図１０に示すように、八角形をなしていてもよい。あるいは、上端面７７の外形は、五角形以上の凸多角形になっていてもよい（図示せず）。これによっても、上端面７７の外周を起点にしたパッシベーションクラックの発生を防止することが可能になり、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【００２４】
（第３の実施の形態）
以下、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置について、図面を参照して説明する。図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、本実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【００２５】
本実施の形態に係る半導体装置は、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す、電極パッド８０を有していてもよい。電極パッド８０は、隣り合う２つの側面８４が９０度よりも大きな角度で接している。これによると、隣り合う２つの側面８４の境界を起点に、パッシベーションクラックが発生することを防止することができる。そのため、信頼性の高い半導体装置を提供することができる。なお、電極パッド８０は、上端面８２と側面８４とが直交する形状をなしていてもよい。また、上端面８２の外形は、９０度以下の角度をなす部分を有しない形状をなしていてもよい。
【００２６】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【図３】図３は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【図４】図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【図５】図５は、本発明を適用した第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置について説明するための図である。
【図６】図６は、本発明を適用した第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置について説明するための図である。
【図７】図７は、本発明を適用した第１の実施の形態の変形例に係る半導体装置について説明するための図である。
【図８】図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本発明を適用した第２の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【図９】図９は、本発明を適用した第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置について説明するための図である。
【図１０】図１０は、本発明を適用した第２の実施の形態の変形例に係る半導体装置について説明するための図である。
【図１１】図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る半導体装置について説明するための図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…半導体装置、  １０…半導体基板、  １１…領域、  １２…集積回路、  １６…パッシベーション膜、  １６…パッシベーション膜、  １８…開口、  １９…開口、  ２０…電極パッド、  ２１…配線部、  ２２…上端面、  ２４…側面、  ２６…基端面、  ３０…絶縁層、  ３２…貫通穴、  ４０…配線、  ４２…レジスト層、  ４４…外部端子、  ５０…電極パッド、  ５１…上端面、  ５２…第１の部分、  ５３…第２の部分、  ５４…基端面、  ５５…電極パッド、  ５６…上端面、  ５７…第１の部分、  ５８…第２の部分、  ５９…基端面、  ７０…電極パッド、  ７１…上端面、  ７２…側面、  ７３…基端面、  ７４…電極パッド、  ７５…上端面、  ７６…電極パッド、  ７７…上端面、  ８０…電極パッド、  ８２…上端面、  ８４…側面、  ９０…電極パッド、  ９２…上端面
【図１】
2006303169.tif 000003
【図２】
2006303169.tif 000004
【図３】
2006303169.tif 000005
【図４】
2006303169.tif 000006
【図５】
2006303169.tif 000007
【図６】
2006303169.tif 000008
【図７】
2006303169.tif 000009
【図８】
2006303169.tif 000010
【図９】
2006303169.tif 000011
【図１０】
2006303169.tif 000012
【図１１】
2006303169.tif 000013