(57)【要約】【課題】半導体装置の信頼性を向上させる。【解決手段】半導体装置は、基板ＳＢ上に形成された半導体素子と、前記半導体素子上に形成された複数の配線層を含む多層配線層と、前記複数の配線層のうちの最上層に形成された複数の電極パッドＰＤと、前記多層配線層上に形成された絶縁膜（第１無機絶縁膜）ＩＦ１と、絶縁膜ＩＦ１上に形成された絶縁膜（第２無機絶縁膜）ＩＦ２と、絶縁膜ＩＦ２上に形成された絶縁膜（有機絶縁膜）ＰＩとを有している。電極パッドＰＤのそれぞれにはワイヤＢＷが接続されている。電極パッドＰＤは、アルミニウムを含む材料からなり、ワイヤＢＷは、金を含む材料からなる。互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間において、絶縁膜ＩＦ１には開口部ＯＰ１が形成され、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＩＦ１と、開口部ＯＰ１内に位置する絶縁膜ＰＩとが介在している。【選択図】図４
2019117915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成された半導体素子と、
前記半導体素子上に形成された複数の配線層を含む多層配線層と、
前記複数の配線層のうちの最上層の配線層に形成された複数の電極パッドと、
前記複数の電極パッドのそれぞれの一部を露出するように、前記多層配線層上に形成された第１無機絶縁膜と、
前記複数の電極パッドのそれぞれの前記一部を露出するように、前記第１無機絶縁膜上に形成された第２無機絶縁膜と、
前記複数の電極パッドのそれぞれの前記一部を露出するように、前記第２無機絶縁膜上に形成された有機絶縁膜と、
前記複数の電極パッドのそれぞれの前記一部に接続された複数のワイヤと、
を有し、
前記複数の電極パッドは、アルミニウムを含む材料からなり、
前記複数のワイヤは、金を含む材料からなり、
前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第１電極パッドと第２電極パッドとの間において、前記第１無機絶縁膜には開口部が形成され、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間には、前記第１無機絶縁膜と、前記開口部内に位置する前記有機絶縁膜とが介在している、半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記有機絶縁膜の引張弾性率は、２ＧＰａ以上である、半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置において、
前記有機絶縁膜の引張弾性率は、２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下である、半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１無機絶縁膜は、酸化シリコン膜からなる、半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第２無機絶縁膜は、酸窒化シリコン膜からなる、半導体装置。
【請求項６】
請求項３記載の半導体装置において、
前記有機絶縁膜は、ポリイミド膜からなる、半導体装置。
【請求項７】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間には、前記第１無機絶縁膜と、前記開口部内に位置する前記第２無機絶縁膜と、前記開口部内に位置する前記有機絶縁膜とが介在している、半導体装置。
【請求項８】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間隔は、５μｍ以下である、半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置において、
前記開口部は、前記第１無機絶縁膜および前記第２無機絶縁膜に形成されており、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間には、前記第２無機絶縁膜がさらに介在している、半導体装置。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体装置において、
平面視したときに、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとが隣接する方向と直交する方向において、前記開口部の長さは、前記第１電極パッドの長さおよび前記第２電極パッドの長さと同じか、または、前記第１電極パッドの長さと前記第２電極パッドの長さとより大きい、半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置において、
平面視したときに、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとが隣接する方向と直交する方向において、前記開口部の長さは、前記第１電極パッドの長さと前記第２電極パッドの長さとより小さい、半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置において、
前記電極パッドと前記ワイヤとの間には、合金層が形成され、
前記合金層は、平面視において、楕円形状に形成され、
前記合金層の長軸方向は、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとが隣接する方向に沿っている、半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置において、
前記開口部は、平面視において、前記第１電極パッド上の前記合金層と前記第２電極パッド上の前記合金層とを結ぶ仮想線分のうち、最短距離となる前記仮想線分を通る領域に形成されている、半導体装置。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置において、
前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第３電極パッドと第４電極パッドとの間において、前記第１無機絶縁膜には開口部が形成されておらず、
前記第３電極パッドと前記第４電極パッドとの間隔は、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間隔よりも大きい、半導体装置。
【請求項１５】
（ａ）基板を準備する工程、
（ｂ）前記基板上に複数の配線層を含む多層配線層を形成する工程、
ここで、前記多層配線層は、前記複数の配線層のうちの最上層の配線層に形成された複数の電極パッドを含み、
（ｃ）前記複数の電極パッドを覆うように、前記多層配線層上に第１無機絶縁膜を形成する工程、
（ｄ）前記第１無機絶縁膜上に第２無機絶縁膜を形成する工程、
（ｅ）前記（ｃ）工程の後に、前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第１電極パッドと第２電極パッドとの間に位置する前記第１無機絶縁膜に第１開口部を形成する工程、
（ｆ）前記第１開口部内および前記第２無機絶縁膜上に有機絶縁膜を形成する工程、
（ｇ）前記複数の電極パッドのそれぞれの一部が、前記第１無機絶縁膜、前記第２無機絶縁膜および前記有機絶縁膜から露出するように、前記第１無機絶縁膜、前記第２無機絶縁膜および前記有機絶縁膜に第２開口部を形成する工程、
（ｈ）前記第２開口部内に露出する前記複数の電極パッドのそれぞれの前記一部に、複数のワイヤをそれぞれ接続する工程、
を含み、
前記複数の電極パッドは、アルミニウムを含む材料からなり、
前記複数のワイヤは、金を含む材料からなり、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間には、少なくとも、前記第１無機絶縁膜と、前記第１開口部内に位置する前記有機絶縁膜とが介在している、半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）工程では、前記有機絶縁膜として、２ＧＰａ以上の引張弾性率を有する有機樹脂膜を用いる、半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｆ）工程では、前記有機絶縁膜として、２ＧＰａ以上１０ＧＰａ以下の引張弾性率を有する有機樹脂膜を用いる、半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程は、前記（ｄ）工程の前に行われ
前記（ｆ）工程において、前記第２無機絶縁膜は、前記第１開口部内において、前記多層配線層上に前記第１無機絶縁膜を覆うように形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｅ）工程は、前記（ｄ）工程の後であって、前記（ｆ）工程の前に行われ、
前記（ｅ）工程において、前記第１開口部は、前記第２無機絶縁膜にも形成される、半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１５記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ｈ）工程では、第１の方向に沿って超音波振動を印加しながら、前記第２開口部内に露出する前記複数の電極パッドのそれぞれの前記一部に、前記複数のワイヤをそれぞれ接続する、半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
請求項２０記載の半導体装置の製造方法において、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとは、前記第１の方向に沿って隣接している、半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、
前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第３電極パッドと第４電極パッドとの間において、前記第１無機絶縁膜には開口部が形成されておらず、
前記第３電極パッドと前記第４電極パッドとは、前記第１の方向に沿って隣接していない、半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
請求項２１記載の半導体装置の製造方法において、
前記半導体装置は、平面視において、四角形状に形成され、
前記複数の電極パッドは、前記半導体装置の第１辺と、前記第１辺に交差する第２辺とにそれぞれ沿って配置され、
前記第１辺は、前記第１の方向と平行であり、
前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第３電極パッドと第４電極パッドとの間において、前記第１無機絶縁膜には開口部が形成されておらず、
前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとは、前記第１辺に沿って配置されており、
前記第３電極パッドと前記第４電極パッドとは、前記第２辺に沿って配置されている、半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、例えば、半導体チップの電極にワイヤが接続された半導体装置およびその製造方法に好適に利用できる技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、配線基板やリードフレームなどの基材に設けられた端子（リード）と、これらの基材上に搭載され、導電性のワイヤを介して当該端子に接続された半導体チップの電極（パッド）とを、有する半導体装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１８３６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本願発明者は、半導体装置およびその製造方法において、半導体チップの電極パッドにアルミニウムを含む材料を採用し、前記電極パッドに接続するワイヤに金を含む材料を採用することを検討している。
【０００５】
前記半導体装置の構造および前記半導体装置の製造方法を工夫することにより、半導体装置の信頼性の向上が望まれる。
【０００６】
その他の課題と新規な特徴は、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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一実施の形態による半導体装置は、基板上に形成された半導体素子と、前記半導体素子上に形成された複数の配線層を含む多層配線層と、前記複数の配線層のうちの最上層に形成された複数の電極パッドと、前記多層配線層上に形成された第１無機絶縁膜と、前記第１無機絶縁膜上に形成された第２無機絶縁膜と、前記第２無機絶縁膜上に形成された有機絶縁膜とを有している。前記複数の電極パッドには、それぞれワイヤが接続されている。前記複数の電極パッドは、アルミニウムを含む材料からなり、前記ワイヤは、金を含む材料からなる。前記複数の電極パッドのうち、互いに隣接する第１電極パッドと第２電極パッドとの間において、前記第１無機絶縁膜には開口部が形成され、前記第１電極パッドと前記第２電極パッドとの間には、前記第１無機絶縁膜と、前記開口部内に位置する有機絶縁膜とが介在している。
【発明の効果】
【０００８】
一実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施の形態の半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。
【図３】一実施の形態の半導体装置に搭載される半導体チップの平面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図５】図３のＣ部を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図６】（ａ）は図５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図５のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図７】一実施の形態の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図８】図７に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図９】図８に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図において、（ａ）は図５のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図５のＤ−Ｄ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図１０】（ａ）は、図９（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図９（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１１】（ａ）は、図１０（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図１０（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１２】（ａ）は、図１１（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図１１（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１３】（ａ）は、図１２（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図１２（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図１４】検討例１の半導体装置に搭載される半導体チップの平面図である。
【図１５】図１４のＣ部を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図１６】（ａ）は図１５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図１６（ａ）中の合金層が拡大した状態を示す要部断面図である。
【図１７】検討例２の半導体装置に搭載される半導体チップにおいて、図５のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図１８】一実施の形態の半導体装置に搭載される半導体チップにおいて、（ａ）は図５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図１８（ａ）中の合金層が拡大した状態を示す要部断面図である。
【図１９】第１の変形例の半導体装置に搭載される半導体チップにおいて、図３のＣ部に相当する部分を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図２０】第２の変形例の半導体装置に搭載される半導体チップにおいて、（ａ）は図５のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図５のＤ−Ｄ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図２１】第２の変形例の半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図において、（ａ）は図５のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図５のＤ−Ｄ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【図２３】（ａ）は、図２２（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図２２（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２４】（ａ）は、図２３（ａ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図、（ｂ）は、図２３（ｂ）に続く半導体装置の製造工程中の要部断面図である。
【図２５】第２の実施の形態の半導体装置に搭載される半導体チップの平面図である。
【図２６】図２５のＥ部を拡大して示す部分拡大平面図である。
【図２７】（ａ）は図２６のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、（ｂ）は図２７（ａ）中の合金層が拡大した状態を示す要部断面図である。
【図２８】第３の実施の形態の半導体装置に搭載される半導体チップの平面図である。
【図２９】図２８のＦ部を拡大して示す部分拡大平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
以下、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。また、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００１６】
（実施の形態１）
［半導体装置の構造について］
本実施の形態について、ＱＦＰ（Quad Flat Package）型半導体装置を例に説明する。
【００１７】
まず、本実施の形態の半導体装置（半導体集積回路装置）ＳＤの構成について、図１〜図６を用いて説明する。図１は本実施の形態の半導体装置ＳＤの平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ線に沿って切断した構造を示す断面図である。図３は、本実施の形態の半導体装置ＳＤに搭載される半導体チップＣＰ１の平面図である。図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。図５は、図３のＣ部を拡大して示す部分拡大平面図である。図６（ａ）は、図５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、図６（ｂ）は、図５のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、本実施の形態の半導体装置ＳＤは、半導体チップＣＰ１、複数のワイヤ（ボンディングワイヤ）ＢＷ、複数本のリードＬＤおよび封止体ＭＲを有する。封止体ＭＲは、４つの辺を有する略四角形の平面形状を有し、各辺において、辺に直交する方向に延在するように複数本のリードＬＤが封止体ＭＲから突出している。封止体ＭＲの中央部分には、半導体チップＣＰ１が配置されている。
【００１９】
半導体チップＣＰ１は、半導体基板で構成され、複数の半導体素子、複数の配線および複数の電極パッドＰＤ（端子、外部電極、パッド電極、外部引出パッド電極）を有する。本実施の形態の半導体チップＣＰ１には、後述する図４に示すように、半導体素子として、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）の一つであるＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）が形成されている。なお、半導体チップＣＰ１内に形成されている半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴに限らず、不揮発性メモリセルなどを含んでいてもよい。半導体チップＣＰ１に含まれる複数の半導体素子は、複数の配線（金属配線）により接続されて回路ブロックを構成している。また、この回路ブロック（半導体素子）は、配線を介して電極パッドＰＤに電気的に接続されている。そして、複数の電極パッドＰＤは、ワイヤＢＷを介して、複数のリードＬＤとそれぞれ電気的に接続されている。リードＬＤは、例えば、銅（Ｃｕ）を含む材料からなる。また、ワイヤＢＷは、金（Ａｕ）を含む材料からなる。後述する図４に示すように、ワイヤＢＷは、ボール部ＢＷａとワイヤ部ＢＷｂとを有し、ワイヤ部ＢＷｂの一端にボール部ＢＷａが形成されている。ボール部ＢＷａは、電極パッドＰＤに接続され、ワイヤ部ＢＷｂの他端は、リードＬＤに接続されている。
【００２０】
図２に示すように、封止体ＭＲは、半導体チップＣＰ１、ワイヤＢＷ、複数のリードＬＤの一部、ダイパッド（チップ搭載部）ＤＰ、および、接合材（接合材層、接着層）ＢＤを覆っている。半導体チップＣＰ１は、接合材ＢＤによりダイパッドＤＰに接着されている。封止体ＭＲは、平坦な主面（封止体主面）ＭＲａ、平坦な裏面（封止体裏面）ＭＲｂ、および、主面ＭＲａと裏面ＭＲｂとを繋ぐ側面（封止体側面）ＭＲｃを有している。封止体ＭＲは、例えば、エポキシ樹脂からなる。
【００２１】
図２において、２点鎖線は、半導体装置ＳＤが実装される実装基板の実装面ＭＢを表している。半導体装置ＳＤを前記実装基板に実装した状態で、主面ＭＲａおよび裏面ＭＲｂは、実装面ＭＢに対して平行となる。なお、半導体装置ＳＤを前記実装基板に実装した状態で、実装面ＭＢに近い側を裏面ＭＲｂ、実装面ＭＢから遠い側を主面ＭＲａとする。
【００２２】
複数のリードＬＤは、半導体チップＣＰ１を取り囲むように配置されており、半導体チップＣＰ１を中心に放射状に延在している。リードＬＤの一部（インナーリード部）は、封止体ＭＲの内部に位置している。また、リードＬＤのうち、封止体ＭＲの外部に位置する部分（アウターリード部）は、ガルウイング形状を有している。具体的には、リードＬＤのアウターリード部は、リードＬＤのインナーリード部から連続して、直線的に封止体ＭＲの外部に突出する突出部と、前記突出部から実装面ＭＢに向かって延びる屈曲部と、実装面ＭＢに対してほぼ平行に前記屈曲部から延在し、実装半田を介して前記実装基板に接続される接続部とを有している。また、リードＬＤは、それぞれ主面（上面、表面、リード主面）ＬＤａと裏面（下面、リード裏面）ＬＤｂとを有する。リードＬＤのアウターリード部の主面ＬＤａおよび裏面ＬＤｂは、半田めっき膜ＬＤｃで覆われている。図示しないが、リードＬＤのアウターリード部の側面も半田めっき膜ＬＤｃで覆われている。ただし、リードＬＤのアウターリード部の先端ＬＤｄは半田めっき膜ＬＤｃで覆われていない。なお、ワイヤＢＷは、リードＬＤのインナーリード部の主面ＬＤａに接続されている。
【００２３】
図３に示すように、半導体チップＣＰ１は、平面視において、矩形状に形成されている。半導体チップＣＰ１の主面上には、半導体チップＣＰ１の外周に沿って、複数の電極パッドＰＤが形成されている。電極パッドＰＤは、平面視において、正方形状に形成されている。各電極パッドＰＤにはワイヤＢＷのボール部ＢＷａが接続されている。半導体チップＣＰ１の主面上には、電極パッドＰＤ以外を覆うように、絶縁膜（有機絶縁膜）ＰＩが形成されている。詳細は後述するが、絶縁膜ＰＩは、有機樹脂膜からなり、好ましくはポリイミド（polyimide）膜からなる。ポリイミド膜は、繰り返し単位にイミド結合を含む高分子である。なお、図３中Ｃ部に含まれる、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤを電極パッドＰＤａ，ＰＤｂと称する。なお、本明細書中「隣接する」とは、隣り合うことを意味し、電極パッドＰＤａおよび電極パッドＰＤｂは、互いに接していない。
【００２４】
図４に示すように、本実施の形態の半導体チップＣＰ１は、基板（半導体基板）ＳＢを有している。基板ＳＢは、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる。基板ＳＢの主面上には、素子分離膜ＥＩが形成されている。素子分離膜ＥＩは、例えば酸化シリコンからなる。基板ＳＢの素子分離膜ＥＩが形成されていない領域（活性領域、ＭＯＳ形成領域）には、半導体素子として、ＭＯＳＦＥＴが形成されている。半導体チップＣＰ１に形成されたＭＯＳＦＥＴは、基板ＳＢ内に形成されたソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲと、ソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲ間に形成されたチャネル領域ＣＨと、チャネル領域ＣＨ上に形成されたゲート絶縁膜ＧＩと、ゲート絶縁膜ＧＩ上に形成されたゲート電極ＧＥとを有している。
【００２５】
また、本実施の形態の半導体チップＣＰ１は、素子分離膜ＥＩおよび前記半導体素子（ＭＯＳＦＥＴ）を覆うように、基板ＳＢ上に形成された絶縁層ＩＬ１と、絶縁層ＩＬ１上に形成された配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃと、配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃを覆うように絶縁層ＩＬ１上に形成された絶縁層ＩＬ２とを有している。絶縁層ＩＬ１，ＩＬ２は、例えば、酸化シリコン膜からなる。配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）膜からなる。
【００２６】
また、絶縁層ＩＬ２上には、複数の電極パッドＰＤが配設されている。前述のように、図４は図３中のＣ部の要部断面図であるため、図４には電極パッドＰＤａ，ＰＤｂが示されている。電極パッドＰＤは、アルミニウム（Ａｌ）を含む材料からなり、例えばアルミニウム膜からなる。電極パッドＰＤは、例えば、アルミニウム膜の下層にチタン膜および窒化チタン膜の積層膜等を配置した積層構造としてもよく、さらには、上層にもチタン膜および窒化チタン膜の積層膜を配置した積層構造としてもよい。
【００２７】
なお、本実施の形態の半導体チップＣＰ１は、絶縁層ＩＬ２よりも下の構造として、絶縁層ＩＬ１，ＩＬ２および配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃを有する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。すなわち、半導体チップＣＰ１には、複数の配線層を含む多層配線層が形成され、前記複数の配線層のうちの最上層の配線層に電極パッドＰＤが形成されていればよい。
【００２８】
絶縁層ＩＬ１には、スルーホール（貫通孔）ＴＨ１，ＴＨ２が形成され、スルーホールＴＨ１，ＴＨ２内に導電性のプラグＰＧ１，ＰＧ２が埋め込まれている。また、絶縁層ＩＬ２には、スルーホールＴＨ３が形成され、スルーホールＴＨ３内に導電性のプラグＰＧ３が埋め込まれている。プラグＰＧ１は、配線Ｍ１ｂとＭＯＳＦＥＴのソース領域ＳＲとの間に配置されて、配線Ｍ１ｂとソース領域ＳＲとを電気的に接続している。プラグＰＧ２は、配線Ｍ１ｃとＭＯＳＦＥＴのドレイン領域ＤＲとの間に配置されて、配線Ｍ１ｃとドレイン領域ＤＲとを電気的に接続している。プラグＰＧ３は、電極パッドＰＤａと配線Ｍ１ａとの間に配置されて、電極パッドＰＤａと配線Ｍ１ａとを電気的に接続している。プラグＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３は、例えば、タングステン（Ｗ）膜からなる。
【００２９】
また、絶縁層ＩＬ２上には、電極パッドＰＤを覆うように、絶縁膜（第１無機絶縁膜）ＩＦ１が形成されている。互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間（例えば、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間）において、絶縁膜ＩＦ１には開口部ＯＰ１が形成されている。例えば、図３に示すように、開口部ＯＰ１は、平面視において、長方形状に形成されている。図４に示すように、絶縁膜ＩＦ１に形成された開口部ＯＰ１は、絶縁層ＩＬ２に達しており、開口部ＯＰ１の底部では、絶縁層ＩＬ２の上面の一部が露出している。なお、開口部ＯＰ１において、電極パッドＰＤの端部側面上には絶縁膜ＩＦ１が残存している。
【００３０】
また、絶縁層ＩＬ２上には、絶縁膜ＩＦ１を覆うように絶縁膜（第２無機絶縁膜）ＩＦ２が形成されている。絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の底部において露出する絶縁層ＩＬ２は、絶縁膜ＩＦ２によって覆われている。また、絶縁膜ＩＦ２上には、絶縁膜（有機絶縁膜）ＰＩが形成されている。その結果、絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１内に、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＰＩが入り込んでいる。すなわち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＩＦ２と、絶縁膜ＰＩとが介在している。
【００３１】
絶縁膜ＩＦ１は、無機絶縁膜からなり、好ましくは酸化シリコン膜からなる。後述するように、酸化シリコン膜は、金属薄膜の応力による拡がりを抑える干渉膜として有効である。絶縁膜ＩＦ２は、耐湿性を有する無機絶縁膜からなり、例えば、窒化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、酸化シリコン膜との密着性の観点から好ましくは酸窒化シリコンからなる。絶縁膜ＰＩは、所望の強度、耐熱性、絶縁性、膨張係数を有する有機樹脂からなる膜であればよい。絶縁膜ＰＩは、好ましくはポリイミド膜からなる。例えば、絶縁膜ＰＩの引張弾性率は、２ＧＰａ以上であり、４ＧＰａ以上でもよく、または７ＧＰａ以上でもよい。なお、絶縁膜ＰＩの引張弾性率の上限値は、所望の強度を得られる範囲内であれば特に限定されない。絶縁膜ＰＩの引張弾性率は、例えば、１０ＧＰａ以下である。絶縁膜ＰＩの引張弾性率は、例えば、ＩＳＯ  ５２７に準拠する方法に基づいて測定されうる。
【００３２】
また、絶縁膜ＩＦ１，ＩＦ２および絶縁膜ＰＩには、電極パッドＰＤの主面の一部を露出する開口部ＯＰ２が形成されている。開口部ＯＰ２は、平面視において、正方形状に形成されている。なお、電極パッドＰＤがアルミニウム膜の上層に窒化チタン膜が形成された積層膜である場合、窒化チタン膜はアルミニウム膜よりも高抵抗であるため、開口部ＯＰ２では、窒化チタン膜は除去され、アルミニウム膜の主面が露出している。開口部ＯＰ２内において、ワイヤＢＷのボール部ＢＷａは、電極パッドＰＤに接続されている。ワイヤＢＷのボール部ＢＷａと電極パッドＰＤとの間には、合金層ＢＷｃが形成されている。合金層ＢＷｃは、アルミニウム（Ａｌ）と金（Ａｕ）との合金を含んでいる。後述するように、合金層ＢＷｃは、ワイヤＢＷと電極パッドＰＤとを接続する際に形成されたものである。
【００３３】
また、電極パッドＰＤ上には、絶縁膜ＰＩおよびワイヤＢＷを覆うように、封止体ＭＲが形成されている。封止体ＭＲは、例えば、エポキシ樹脂からなり、シランカップリング剤を含有している。
【００３４】
次に、絶縁膜ＩＦ１に形成された開口部ＯＰ１周辺の構造について、より詳細に説明する。なお、図５において、ワイヤＢＷのボール部ＢＷａおよびワイヤ部ＢＷｂは図示を省略し、ワイヤＢＷと電極パッドＰＤとの間に形成された合金層ＢＷｃのみを図示している。
【００３５】
また、後述するように、ワイヤＢＷは、例えば、熱圧着により電極パッドＰＤに接続する。後述するように、例えば、検査時または使用時において、半導体装置ＳＤが高温になると、合金層ＢＷｃが外側に向かって円形状に拡大する（成長する）。そのため、図５には、合金層ＢＷｃが拡大した状態を拡大した合金層ＢＷｃ１として表している。特に、互いに隣接する電極パッドＰＤａ，ＰＤｂにおいて、電極パッドＰＤａ上の拡大した合金層ＢＷｃ１をＢＷｃ１ａと、電極パッドＰＤｂ上の拡大した合金層ＢＷｃ１をＢＷｃ１ｂとする。
【００３６】
また、図５中、電極パッドＰＤの１辺の長さをｄ１と、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔（最短距離）をｄ２と、開口部ＯＰ１の幅（互いに隣接する２つの電極パッドＰＤの並び方向における開口部ＯＰ１の長さ）をｄ３と、開口部ＯＰ１の幅方向における開口部ＯＰ１と電極パッドＰＤの端部との距離をｄ４と、開口部ＯＰ１の長さ（平面視において、電極パッドＰＤの１辺と対向する開口部ＯＰ１の辺の長さ）をｄ５と、開口部ＯＰ１の長さ方向における開口部ＯＰ１と電極パッドＰＤの端部との距離をｄ６とする。
【００３７】
図５のＢ−Ｂ線は、電極パッドＰＤａ上の合金層ＢＷｃと、電極パッドＰＤｂ上の合金層ＢＷｃとを結ぶ線分のうち、最短距離となる線分Ｌ１を含む仮想線である。合金層ＢＷｃを平面円形と近似した場合には、前記仮想線は、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ上に形成された合金層ＢＷｃの中心Ｏａ，Ｏｂを通る直線となる。合金層ＢＷｃを平面円形と近似しない場合には、前記仮想線は、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ上に形成された合金層ＢＷｃの重心を通る直線となる。
【００３８】
開口部ＯＰ１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の、少なくとも前記仮想線を含む領域に形成されている。より具体的には、開口部ＯＰ１の長さ方向において、開口部ＯＰ１は、電極パッドＰＤの端部からそれぞれ距離ｄ６分だけ内方に離間して形成されている。また、開口部ＯＰ１の幅方向において、開口部ＯＰ１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤの端部からそれぞれ距離ｄ４分だけ離間して形成されている。
【００３９】
次に、開口部ＯＰ１周辺の構造について、開口部ＯＰ１が形成されている領域と開口部ＯＰ１が形成されていない領域とを比較して説明する。図５中のＢ−Ｂ線は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成された領域を通る直線であり、図５中のＤ−Ｄ線は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成されていない領域を通る直線である。そのため、図６（ａ）は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成されている領域の断面図を示しており、図６（ｂ）は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成されていない領域の断面図を示している。なお、以下では、絶縁層ＩＬ１，ＩＬ２をまとめて絶縁層ＩＬとして図示して説明する。また、図６（ａ）中、開口部ＯＰ１内における絶縁膜ＰＩの幅をｄ７と、電極パッドＰＤの厚さをｄ８と、開口部ＯＰ１内における絶縁膜ＰＩの膜厚をｄ９と、絶縁膜ＩＦ２の膜厚をｄ１０と、絶縁膜ＩＦ１の膜厚をｄ１１とする。
【００４０】
図６（ａ）に示すように、隣接する２つの電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されている領域の構成は、上記図２などに基づいて説明した通りであるため、繰り返しの説明を省略する。以下、図６（ｂ）に示すように、隣接する２つの電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されていない領域の構成について説明する。
【００４１】
まず、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されていない領域において、厚さ方向における絶縁層ＩＬよりも下の構造は、隣接する２つの電極パッドＰＤ間の開口部ＯＰ１が形成されている領域と同じである。そして、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）上に電極パッドＰＤを覆うように絶縁膜ＩＦ１が形成されている。また、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）上には絶縁膜ＩＦ１を覆うように絶縁膜ＩＦ２が形成されている。そして、絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＰＩが形成されている。図６（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されていない領域では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１が絶縁層ＩＬを完全に覆っている。そして、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１と絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０との合計が、電極パッドＰＤの厚さｄ８と同じになるように、絶縁膜ＩＦ１，ＩＦ２が形成されている。そのため、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２が介在する一方で、絶縁膜ＰＩは介在していない。
【００４２】
なお、図６（ａ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されている領域では、開口部ＯＰ１内において、絶縁層ＩＬと絶縁膜ＩＦ２との間に絶縁膜ＩＦ１が存在していない。そのため、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されている領域では、開口部ＯＰ１内に、開口部ＯＰ１が形成されないとした場合の絶縁膜ＩＦ１の膜厚分、絶縁膜ＰＩが入り込んでいる。そのため、開口部ＯＰ１内における絶縁膜ＰＩの膜厚ｄ９は、図６（ｂ）に示す絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されていない領域の絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１と等しい。
【００４３】
図５に示すように、電極パッドＰＤの１辺の長さｄ１は、例えば、７０μｍであり、開口部ＯＰ２により開口している電極パッドＰＤの長さ（開口部ＯＰ２の１辺の長さ）は、例えば、６５μｍである。互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔ｄ２は、例えば１０μｍ以下であり、好ましくは５μｍ以下である。絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の幅ｄ３は、例えば２〜３μｍであり、開口部ＯＰ１の幅方向における開口部ＯＰ１と電極パッドＰＤの端部との距離ｄ４は、例えば１〜１．５μｍである。絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の長さｄ５は、例えば２０〜４０μｍであり、開口部ＯＰ１の長さ方向における開口部ＯＰ１と電極パッドＰＤの端部との距離ｄ６は、例えば１５〜２５μｍである。図６（ａ）に示すように、開口部ＯＰ１内における絶縁膜ＰＩの幅ｄ７は、例えば１〜３μｍである。電極パッドＰＤの厚さｄ８は、例えば１．５〜２μｍである。絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１内における絶縁膜ＰＩの膜厚ｄ９は、例えば１〜１．５μｍ、絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０は、例えば０．３〜０．５μｍ、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１は、例えば１〜１．５μｍである。
【００４４】
［半導体装置の製造工程について］
次に、本実施の形態の半導体装置ＳＤの製造工程を説明するとともに、本実施の形態の半導体装置ＳＤの構造をより明確にする。図７〜図１３は、本実施の形態の半導体装置ＳＤの製造工程中の要部断面図であり、上記図４に相当する断面を示している。
【００４５】
まず、図７に示すように、基板ＳＢを用意する。基板ＳＢには、例えばシリコンウェハを用いる。まず、基板ＳＢの主面に、例えばＬＯＣＯＳ（Local Oxidization of Silicon）法などにより、絶縁膜としての素子分離膜ＥＩを形成する。次に、基板ＳＢの素子分離膜ＥＩが形成されていない領域（活性領域、ＭＯＳ形成領域）を熱酸化して酸化シリコン膜を形成した後に、前記活性領域上に例えばポリシリコン膜を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング技術などにより、前記ポリシリコン膜および前記酸化シリコン膜をパターニングして、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極ＧＥおよびゲート絶縁膜ＧＩを形成する。さらに、ゲート電極ＧＥおよび素子分離膜ＥＩをマスクとするセルフアラインにより、基板ＳＢにｐ型（またはｎ型）不純物（ドーパント）をイオン注入する。その後、熱処理により不純物を拡散させ、基板ＳＢ内にＭＯＳＦＥＴのソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲを形成する。
【００４６】
次に、基板ＳＢ上に、例えばＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法により、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁層ＩＬ１を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁層ＩＬ１にスルーホールＴＨ１，ＴＨ２を形成する。スルーホールＴＨ１は、ソース領域ＳＲの一部を露出するように形成され、スルーホールＴＨ２は、ドレイン領域ＤＲの一部を露出するように形成される。次に、絶縁層ＩＬ１のスルーホールＴＨ１，ＴＨ２内に例えばタングステン膜を埋め込むことにより、プラグＰＧ１，ＰＧ２を形成する。
【００４７】
続いて、絶縁層ＩＬ１上に、スパッタリング法などにより例えばアルミニウム膜を堆積して加工することにより、配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃを形成する。続いて、絶縁層ＩＬ１上に配線Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃを覆うように、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁層ＩＬ２を形成する。
【００４８】
次に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて絶縁層ＩＬ２にスルーホールＴＨ３を形成する。スルーホールＴＨ３は、配線Ｍ１ａの一部を露出するように形成される。次に、絶縁層ＩＬ２のスルーホールＴＨ３内に例えばタングステン膜を埋め込むことにより、プラグＰＧ３を形成する。
【００４９】
次に、絶縁層ＩＬ２上にアルミニウムを含む材料を堆積して加工することにより、複数の電極パッドＰＤを形成する。図７は、図３のＣ部に相当する領域であるため、複数の電極パッドＰＤのうち、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂが示されている。電極パッドＰＤは、図示しないが、例えば次のように形成することができる。まず、絶縁層ＩＬ２上にスパッタリング法によりアルミニウムを含む材料を堆積して膜を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、堆積した膜上にフォトレジストパターンを形成する。このフォトレジストパターンは、電極パッドＰＤを形成しない領域に開口部を有している。それから、このフォトレジストパターンをエッチングマスクとして用いて、絶縁層ＩＬ２上に堆積した膜をエッチングすることにより、絶縁層ＩＬ２上に電極パッドＰＤを形成することができる。その後、フォトレジストパターンは、アッシングなどにより除去する。
【００５０】
なお、前述と同様に、以下では、絶縁層ＩＬ１，ＩＬ２をまとめて絶縁層ＩＬとして図示して説明する。
【００５１】
次に、図８に示すように、例えば、ＣＶＤ法により、複数の電極パッドＰＤを覆うように、絶縁層ＩＬ上に絶縁膜ＩＦ１を形成する。絶縁膜ＩＦ１は、好ましくは酸化シリコン膜からなる。続いて、水素（Ｈ２）雰囲気下でアニール処理（４００℃、２０分程度）を行う（以下、水素アニール処理工程と称する）。この工程により、図７に示すゲート絶縁膜ＧＩに含まれる水酸基（−ＯＨ）が水素と反応して水蒸気（Ｈ２Ｏ）として除去することができる。また、ソース領域ＳＲおよびドレイン領域ＤＲを形成する際の不純物の拡散工程などにより基板ＳＢやゲート電極ＧＥを構成するシリコン中に侵入したナトリウムイオン（Ｎａ＋）などの汚染イオンを水素イオン（Ｈ＋）で置換することができる。その結果、前記水素アニール処理工程により、ＭＯＳＦＥＴのような半導体素子の信頼性を向上することができる。
【００５２】
図８に続く以下の工程では、互いに隣接する電極パッドＰＤ間における、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成する領域について、その製造工程中の要部断面図を図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）、図１２（ａ）、図１３（ａ）および図６（ａ）に示す。一方、互いに隣接する電極パッドＰＤ間における、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成しない領域について、その製造工程中の要部断面図を図９（ａ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｂ）、図１３（ｂ）および図６（ｂ）に示す。まず、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成する領域について、その製造工程を説明する。
【００５３】
図８に引き続き、図９（ａ）に示すように、開口部ＰＲＯ１を有するフォトレジストパターンＰＲを絶縁膜ＩＦ１上に形成する。次に、開口部ＰＲＯ１を有するフォトレジストパターンＰＲをマスクとして、例えばドライエッチングにより絶縁膜ＩＦ１をエッチングして、図１０（ａ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成する。開口部ＯＰ１の底部では、絶縁層ＩＬが露出している。ここで、絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の幅ｄ３は、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間隔ｄ２よりも小さい。そのため、開口部ＯＰ１において、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂの端部側面には、絶縁膜ＩＦ１が残存しており、電極パッドＰＤは露出していない。
【００５４】
次に、図１１（ａ）に示すように、例えば、ＣＶＤ法により、絶縁膜ＩＦ１を覆うように、絶縁層ＩＬ上に絶縁膜ＩＦ２を形成する。これにより、絶縁膜ＩＦ１上および開口部ＯＰ１内の絶縁層ＩＬ上に、絶縁膜ＩＦ２が形成される。絶縁膜ＩＦ２は、例えば、窒化シリコン膜または酸窒化シリコン膜からなり、好ましくは酸窒化シリコン膜からなる。
【００５５】
次に、図１２（ａ）に示すように、絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＰＩを形成する。絶縁膜ＰＩは、好ましくはポリイミド膜からなり、例えば、感光性のポリイミドの前駆体液を回転塗布した後、乾燥させることにより形成する。
【００５６】
次に、互いに隣接する電極パッドＰＤ間における、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成しない領域について、その製造工程を説明する。
【００５７】
図８に引き続き、図９（ｂ）に示すように、フォトレジストパターンＰＲを絶縁膜ＩＦ１上に形成する。ただし、図９（ａ）と異なり、図９（ｂ）ではフォトレジストパターンＰＲに開口部ＰＲＯ１は形成されていない。そのため、図１０（ａ）に示す絶縁膜ＩＦ１のエッチング工程においても、図１０（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１は形成されない。
【００５８】
次に、図１１（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１上に絶縁膜ＩＦ２を形成する。次に、図１２（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＰＩを形成する。ここで、図１１（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ（例えば電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ）間において、絶縁膜ＩＦ１の膜厚と絶縁膜ＩＦ２の膜厚との合計が、電極パッドＰＤの厚さと同じになるように、絶縁膜ＩＦ１，ＩＦ２を形成している。そのため、図１２（ａ）と図１２（ｂ）とを比較するとわかるように、開口部ＯＰ１内には絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＩＦ１の膜厚分だけ絶縁膜ＰＩが入り込む。すなわち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＩＦ２と、絶縁膜ＰＩとが介在している。
【００５９】
以下、互いに隣接する電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成する領域と、開口部ＯＰ１を形成しない領域とで、製造工程が共通するため、併せて説明する。
【００６０】
図１２（ａ）および図１２（ｂ）に引き続いて、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁膜ＰＩ、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＩＦ１をエッチングして、絶縁膜ＰＩ、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ２を形成する。開口部ＯＰ２の底部では、電極パッドＰＤが露出している。なお、絶縁膜ＰＩが感光性のポリイミド膜の場合、このポリイミド膜を露光・現像することによりポリイミド膜を一部除去した後、ポリイミド膜をマスクとして絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２をエッチングして、開口部ＯＰ２を形成する。この後、熱処理を施し、ポリイミド膜を硬化させることで開口部ＯＰ２を有する絶縁膜ＰＩを形成することができる。
【００６１】
次に、図示しないが、例えばダイシングブレードを用いて、ウエハである基板ＳＢを切断して、複数の半導体チップＣＰ１に分割する。続いて、分割された半導体チップＣＰ１を、熱硬化性樹脂を含むペースト材からなる接合材ＢＤを介してリードフレームのダイパッドＤＰ上に配置する（仮接着）。そして、約１７０〜１８０℃の温度で熱処理を実施することで、接合材ＢＤが硬化し、半導体チップＣＰ１がダイパッドＤＰ上に固定される（本接着）。なお、ペースト材の代わりにフィルム材を用いてもよい。
【００６２】
次に、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、電極パッドＰＤとリードＬＤ（図２参照）とをワイヤＢＷにより接続する。具体的には、ワイヤＢＷの一部（ボール部ＢＷａ）を電極パッドＰＤの上面に接続した後、このワイヤＢＷの他部をリードＬＤに接続する。例えば、ワイヤＢＷは、熱圧着により電極パッドＰＤに接続する。この工程で、ワイヤＢＷが接続された電極パッドＰＤ上には、アルミニウム（Ａｌ）と金（Ａｕ）とからなる合金層ＢＷｃが形成される。
【００６３】
次に、電極パッドＰＤ上に、絶縁膜ＰＩおよびワイヤＢＷを覆うように、封止体ＭＲを形成する。封止体ＭＲは、例えば、エポキシ樹脂からなり、シランカップリング剤の反応物を含有している。封止体ＭＲは、例えば、トランスファモールド方式を用いる。図示しないが、一対の金型の合わせ面に形成されたキャビティ内に、半導体チップおよびリードフレームを設置し、キャビティ内に封止樹脂を充填し、封止体ＭＲを形成する。なお、トランスファモールド方式に代えて、コンプレッション樹脂封止方式（溶融した樹脂をキャビティ内に準備しておき、その中に半導体チップおよびリードフレームを浸して固める方式）を利用することもできる。
【００６４】
最後に、例えば、切断金型によりリードＬＤ（又はリードフレーム）を切断することで、半導体装置ＳＤ（図１および図２参照）を、基材であるリードフレームから分離する。以上の工程を経て、半導体装置ＳＤが完成する。
【００６５】
［検討の経緯について］
＜検討例１＞
以下、本発明者が検討した検討例１の半導体装置について説明する。図１４は、検討例１の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ１０１の平面図である。図１５は、図１４のＣ部を拡大して示す部分拡大平面図である。図１６（ａ）は、図１５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）中の合金層ＢＷｃが拡大した状態を示す要部断面図である。
【００６６】
図１４、図１５、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に示す検討例１の半導体チップＣＰ１０１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ（例えば電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ）間の絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１が形成されていない点が、図３、図５および図６に示す本実施の形態の半導体チップＣＰ１との相違点である。検討例１の半導体チップＣＰ１０１のそれ以外の構成は、本実施の形態の半導体チップＣＰ１の構成と同一であるため、半導体チップＣＰ１０１が搭載される半導体装置の製造工程も含め、繰り返しの説明を省略する。
【００６７】
ここで、図１４、図１５、図１６（ａ）および図１６（ｂ）に基づいて、検討例１について本発明者が見出した課題について説明する。
【００６８】
前述のように、本発明者は、半導体チップＣＰ１０１を微細化するために、半導体チップＣＰ１０１の互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔ｄ２を狭くすることを検討している。そして、本発明者は、半導体チップＣＰ１０１の電極パッドＰＤにアルミニウムを含む材料を採用し、電極パッドＰＤに接続するワイヤＢＷに金を含む材料を採用することを検討している。例えば、ワイヤＢＷを電極パッドＰＤに接続する際、ワイヤＢＷのボール部ＢＷａと電極パッドＰＤとの間には、合金層ＢＷｃが形成される。合金層ＢＷｃは、アルミニウム（Ａｌ）と金（Ａｕ）との合金を含んでいる。
【００６９】
ここで、半導体チップＣＰ１０１が搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって拡大することがわかった（電極パッドＰＤａ上の拡大した合金層をＢＷｃ１０１ａ、電極パッドＰＤｂ上の拡大した合金層をＢＷｃ１０１ｂと表す）。さらに、拡大した合金層ＢＷｃ１０１ａ，ＢＷｃ１０１ｂは、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２を突き破って電極パッドＰＤよりも外方へ拡がることもわかった。その結果、拡大した合金層ＢＷｃ１０１ａと拡大した合金層ＢＷｃ１０１ｂとが接触し、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートするという問題が発生している。
【００７０】
なお、半導体装置が高温条件の下に置かれる例としては、出荷前に半導体装置を高温条件にて長時間（例えば１７５℃で３０００時間）検査を行う高温保管試験や、半導体装置が自動車などに組み込まれて高温で使用される場合が考えられる。このような場合において、半導体装置に前述のショートが発生したり、ショートに至らずとも半導体装置の寿命が短くなったりするなど、半導体装置の信頼性が低下する虞がある。
【００７１】
以上より、半導体装置に搭載する半導体チップにおいて、互いに隣接する２つの電極パッド間の間隔を狭くして、電極パッドにアルミニウムを含む材料を採用し、ボンディングワイヤに金を含む材料を採用した場合において、互いに隣接する２つの電極パッド同士がショートしないように、拡大した合金層同士が接触しないようにして、半導体装置の信頼性を向上することが望まれる。
【００７２】
＜検討例２＞
次に、本発明者が検討した検討例２の半導体装置について説明する。図１７は、検討例２の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ１０２を図５（または図１５）のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。
【００７３】
図１７に示す検討例２の半導体チップＣＰ１０２は、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２が絶縁層ＩＬ上および電極パッドＰＤ上に形成されていない点が、図１４および図１５に示す検討例１の半導体チップＣＰ１０１との相違点である。検討例２の半導体チップＣＰ１０２のそれ以外の構成は、検討例１の半導体チップＣＰ１０１および本実施の形態の半導体チップＣＰ１の構成と同一であるため、繰り返しの説明を省略する。
【００７４】
次に、検討例２の半導体チップＣＰ１０２が搭載される半導体装置の製造工程について説明する。検討例２の半導体チップＣＰ１０２が搭載される半導体装置の製造工程中、電極パッドＰＤを形成するまでは、図７に示す本実施の形態の半導体チップＣＰ１と同じである。
【００７５】
そして、検討例２の半導体チップＣＰ１０２では、電極パッドＰＤを形成した後に、本実施の形態の半導体チップＣＰ１と異なり、絶縁膜ＩＦ１を形成することなく、水素雰囲気下でアニール処理（４００℃、２０分程度）（水素アニール処理工程）を行う。
【００７６】
次に、図示しないが、電極パッドＰＤを覆うように、絶縁層ＩＬ上に絶縁膜ＰＩを形成する。続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁膜ＰＩをエッチングして、絶縁膜ＰＩに開口部ＯＰ２を形成する。開口部ＯＰ２の底部では、電極パッドＰＤが露出している。
【００７７】
次に、図示しないが、基板ＳＢを切断して、複数の半導体チップＣＰ１０２に分割する。続いて、分割された半導体チップＣＰ１０２を、接合材ＢＤを介してリードフレームのダイパッドＤＰ上に固定する。次に、図１７に示すように、電極パッドＰＤとリードＬＤ（図２参照）とをワイヤＢＷにより接続する。この工程で、ワイヤＢＷが接続された電極パッドＰＤには、アルミニウム（Ａｌ）と金（Ａｕ）とからなる合金層ＢＷｃが形成される。続いて、電極パッドＰＤ上に、絶縁膜ＰＩおよびワイヤＢＷを覆うように、封止体ＭＲを形成する。最後に、半導体装置をリードフレームから分離する。以上の工程により、検討例２の半導体チップＣＰ１０２が搭載された半導体装置が完成する。
【００７８】
前述のように、検討例１の半導体チップＣＰ１０１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２が介在する一方で、絶縁膜ＰＩは介在していない。一方、検討例２の半導体チップＣＰ１０２は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２が存在していない。そのため、検討例２の半導体チップＣＰ１０２では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に、検討例１の半導体チップＣＰ１０１における絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２の膜厚の合計分、絶縁膜ＰＩが入り込んでいる。そのため、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間における絶縁膜ＰＩの膜厚は、図１６（ａ）に示す検討例１の半導体チップＣＰ１０１の絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２の合計膜厚と等しい。なお、絶縁膜ＰＩは、例えば、２ＧＰａ以上の引張弾性率を有する有機絶縁膜（有機樹脂膜）からなる。
【００７９】
ここで、検討例２について本発明者が見出した課題について説明する。
【００８０】
図１７に示すように、検討例２では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に、有機絶縁膜からなる絶縁膜ＰＩを有している。検討例２の半導体チップＣＰ１０２が搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、検討例１の半導体チップＣＰ１０１と同様に、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって円形状に拡大する（電極パッドＰＤａ上の拡大した合金層をＢＷｃ１０２ａ、電極パッドＰＤｂ上の拡大した合金層をＢＷｃ１０２ｂと表す）。ここで、本発明者は、拡大した合金層ＢＷｃ１０２ａ，ＢＷｃ１０２ｂは、所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩを突き破ることができないことを見出した。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層ＢＷｃ１０２ａ，ＢＷｃ１０２ｂは、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。そのため、検討例２の半導体チップＣＰ１０２では、拡大した合金層ＢＷｃ１０２ａと拡大した合金層ＢＷｃ１０２ｂとが接触することはなく、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。
【００８１】
しかしながら、検討例２では、別の問題が生じている。
【００８２】
前述のように、検討例２の半導体チップＣＰ１０２が搭載される半導体装置の製造工程において、水素アニール処理工程を行っている。この際、電極パッドＰＤが加熱されることによって電極パッドＰＤ内に応力が発生し、電極パッドＰＤがその平面方向に沿って拡がるという問題が発生した。発明者の検討により、これは、検討例２の半導体チップＣＰ１０２では、検討例１の半導体チップＣＰ１０１と異なり、電極パッドＰＤの端部が無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ１により覆われていないためであることがわかった。
【００８３】
また、検討例２の半導体チップＣＰ１０２では、検討例１の半導体チップＣＰ１０１と異なり、絶縁膜ＩＦ２を有していない。検討例１では、絶縁膜ＩＦ２は耐湿性を有する無機絶縁膜からなる。そのため、検討例２のように絶縁膜ＩＦ２がない場合には、半導体素子を含む半導体チップＣＰ１０２に形成された構造が吸湿し、半導体チップＣＰ１０２の信頼性が低下する虞がある。
【００８４】
なお、絶縁膜ＩＦ２が酸窒化シリコン膜または窒化シリコン膜からなる場合、アルミニウムを含む材料からなる電極パッドＰＤに絶縁膜ＩＦ２を直接接触させると、絶縁膜ＩＦ２と電極パッドＰＤとの界面で生じる応力により電極パッドＰＤが拡がる虞がある。そのため、絶縁膜ＩＦ２と電極パッドＰＤとが直接触れないようにする必要がある。
【００８５】
以上より、前記半導体装置の信頼性を向上するためには、さらに、電極パッドの端部を覆うように無機絶縁膜を形成することと、耐湿性を有する無機絶縁膜を形成することと、互いに隣接する２つの電極パッド間に所定の引張弾性率を有する有機絶縁膜を介在させることとを全て満たすことが望まれる。
【００８６】
［主要な特徴および効果について］
以下、本実施の形態の主要な特徴および効果について説明する。図１８（ａ）は、図５のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図、図１８（ｂ）は図１８（ａ）中の合金層ＢＷｃが拡大した状態を示す要部断面図である。
【００８７】
本実施の形態の主要な特徴は、図１８（ａ）に示すように、絶縁層ＩＬ上には、アルミニウムを含む材料からなる電極パッドＰＤを覆うように、無機絶縁膜からなる絶縁膜（第１無機絶縁膜）ＩＦ１が形成されていることである。そして、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間（電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間）において、絶縁膜ＩＦ１には開口部ＯＰ１が形成されている。そして、開口部ＯＰ１において、電極パッドＰＤの端部側面には絶縁膜ＩＦ１が残存している。また、絶縁膜ＩＦ１上および開口部ＯＰ１内の絶縁層ＩＬ上には、耐湿性を有する無機絶縁膜からなる絶縁膜（第２無機絶縁膜）ＩＦ２が形成されている。また、絶縁膜ＩＦ２上には、絶縁膜（有機絶縁膜）ＰＩが形成されている。その結果、絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１内に、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＰＩが入り込み、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＩＦ２と、絶縁膜ＰＩとが介在している。そして、絶縁膜ＰＩは、例えば、２ＧＰａ以上の引張弾性率を有する有機絶縁膜（有機樹脂膜）からなる。
【００８８】
本実施の形態では、このような構成を採用したことにより、半導体装置の信頼性を向上させることができる。以下、その理由について具体的に説明する。
【００８９】
本実施の形態では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に、所定の引張弾性率を有する有機絶縁膜からなる絶縁膜ＰＩを有している。本実施の形態の半導体チップＣＰ１が搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、図１８（ｂ）に示すように、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって円形状に拡大する（電極パッドＰＤａ上の拡大した合金層をＢＷｃ１ａ、電極パッドＰＤｂ上の拡大した合金層をＢＷｃ１ｂと表す）。しかし、前述のように、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂは、所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩを突き破ることができない。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂは、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。そのため、本実施の形態の半導体チップＣＰ１では、拡大した合金層ＢＷｃ１ａと拡大した合金層ＢＷｃ１ｂとが接触することはなく、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。
【００９０】
また、本実施の形態では、電極パッドＰＤの端部が無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ１によって覆われているため、前述した水素アニール処理工程において、電極パッドＰＤが応力により平面方向に沿って拡がることを防止できる。
【００９１】
また、本実施の形態では、絶縁膜ＩＦ１上および開口部ＯＰ１内の絶縁層ＩＬ上に耐湿性を有する無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ２が形成されている。そのため、絶縁膜ＩＦ２よりも下に形成された半導体素子を含む構造が吸湿して、半導体チップＣＰ１の信頼性が低下することを防止できる。
【００９２】
また、図１８（ａ）に示すように、本実施の形態では、電極パッドＰＤ上および電極パッドＰＤの端部において絶縁膜ＩＦ１を介して絶縁膜ＩＦ２が形成されているため、電極パッドＰＤと絶縁膜ＩＦ２とが直接接触していない。これにより、絶縁膜ＩＦ２と電極パッドＰＤとの界面で生じる応力により電極パッドＰＤが拡がることを防止できる。
【００９３】
以上より、本実施の形態の半導体チップＣＰ１では、電極パッドＰＤの端部を覆うように無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ１を形成することと、耐湿性を有する無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ２を形成することと、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩを介在させることとを全て満たしている。そのため、本実施の形態の半導体チップＣＰ１を搭載する半導体装置の信頼性を向上することができる。
【００９４】
なお、図５に示すように、本実施の形態において、開口部ＯＰ１は、電極パッドＰＤａ上の合金層ＢＷｃと、電極パッドＰＤｂ上の合金層ＢＷｃとを結ぶ線分のうち、最短距離となる線分Ｌ１が通過する領域に形成されている。合金層ＢＷｃは線分Ｌ１に沿って拡大し、拡大した合金層ＢＷｃ１ａと拡大した合金層ＢＷｃ１ｂとが接触する可能性が最も高い。そのため、本実施の形態では、開口部ＯＰ１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の、少なくとも前記仮想線が通過する領域に形成することで、拡大した合金層ＢＷｃ１ａと拡大した合金層ＢＷｃ１ｂとが接触することを防止できる。
【００９５】
また、本実施の形態では、図９および図１０に示すように、電極パッドＰＤの端部側面に絶縁膜ＩＦ１が残存するように、開口部ＯＰ１を形成している。そのため、電極パッドＰＤが直接エッチングに晒されることがなく、開口部ＯＰ１を形成する際のエッチングによって、電極パッドＰＤがダメージを受けることを防止できる。
【００９６】
ここで、前述した水素アニール処理工程を行うタイミングについて説明する。前述のように、水素アニール処理工程において、電極パッドＰＤが応力により平面方向に拡がることを防止するためには、電極パッドＰＤの端部が絶縁膜ＩＦ１により覆われている必要がある。そのため、水素アニール処理工程は、絶縁膜ＩＦ１の形成後に行う必要がある。また、耐湿性のある無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ２は膜密度が高く、水素ガスが通りにくいことがわかっている。そのため、絶縁膜ＩＦ２を形成した後に水素アニール処理工程を行うと、水素ガスが絶縁膜ＩＦ２よりも下の構造に入り込みにくくなり、前述した水素アニール処理工程の効果が十分に得られない。そのため、水素アニール処理工程は、絶縁膜ＩＦ２の形成前に行う必要がある。以上より、本実施の形態では、水素アニール処理工程を、絶縁膜ＩＦ１の形成後であって、絶縁膜ＩＦ２の形成前に行っている。
【００９７】
なお、本実施の形態では、水素アニール処理工程を、絶縁膜ＩＦ１の形成後であって、絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の形成前に行っているが、水素アニール処理工程は、絶縁膜ＩＦ１の開口部ＯＰ１の形成後であって、絶縁膜ＩＦ２の形成前に行ってもよい。この場合には、図１０（ａ）に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成された状態で水素アニール処理工程が行われる。一方、本実施の形態のように、開口部ＯＰ１の形成前に水素アニール処理工程を行った場合には、図８に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＩＦ１が充填された状態で水素アニール処理工程が行われる。そのため、水素アニール処理工程において、電極パッドＰＤが応力により平面方向に沿って拡がることを確実に防止するためには、本実施の形態のように、水素アニール処理工程を開口部ＯＰ１の形成前に行うことが好ましい。
【００９８】
また、図６（ｂ）に示すように、本実施の形態では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１と絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０との合計が、電極パッドＰＤの厚さｄ８と同じになるように、絶縁膜ＩＦ１，ＩＦ２が形成されている場合を例に説明したが、これに限定されない。すなわち、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成することで、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＰＩが介在していればよい。
【００９９】
ここで、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１と絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０との合計を電極パッドＰＤの厚さｄ８よりも小さくして、開口部ＯＰ１を形成することなく互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＰＩを介在させることも考えられる。但し、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１を小さくしすぎると、前述した水素アニール処理工程において、電極パッドＰＤの端部が絶縁膜ＩＦ１に十分に覆われず、電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止できなくなる。また、絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０を小さくしすぎると、絶縁膜ＩＦ２の耐湿性を十分に発揮できなくなる。そのため、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２は夫々十分な膜厚で形成し、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成することによって、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＰＩを介在させることが好ましい。
【０１００】
また、図６（ａ）に示すように、本実施の形態では、開口部ＯＰ１の底部に絶縁膜ＩＦ１が残存せず、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）が露出している場合を例に説明したが、これに限定されず、開口部ＯＰ１の底部に絶縁膜ＩＦ１が残存していてもよい。すなわち、開口部ＯＰ１内の絶縁膜ＩＦ１が、開口部ＯＰ１が形成されない領域の膜厚ｄ１１よりも薄ければ、開口部ＯＰ１内に絶縁膜ＰＩが入り込み、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＰＩが介在する。但し、製造装置の条件変動などにより開口部ＯＰ１が十分に形成されない可能性がある。この場合には、開口部ＯＰ１内に絶縁膜ＰＩを十分に入り込ませることができない。そのため、拡大した合金層同士が接触することを確実に防止するという観点から、開口部ＯＰ１の底部に絶縁層ＩＬが露出するように開口部ＯＰ１を形成し、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に、絶縁膜ＩＦ１の膜厚ｄ１１と同じ膜厚ｄ９で絶縁膜ＰＩを介在させることが好ましい。
【０１０１】
（変形例１）
上記実施の形態の変形例１の半導体装置について説明する。図１９は、変形例１の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ１ａにおいて、図３のＣ部に相当する部分を拡大して示す部分拡大平面図である。また、図１９中、開口部ＯＰ１ａの長さをｄ１２とする。
【０１０２】
図１９に示す変形例１の半導体チップＣＰ１ａは、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間（図１９中、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間）において、絶縁膜ＩＦ１には開口部ＯＰ１ａが形成されている。開口部ＯＰ１ａの断面構造は、図６（ａ）（または図１８（ａ））に示す開口部ＯＰ１の断面構造と同じである。一方、開口部ＯＰ１ａの長さｄ１２は、電極パッドＰＤの１辺の長さｄ１と同じ長さに形成されている点が、上記実施の形態の開口部ＯＰ１との相違点である。開口部ＯＰ１ａの長さｄ１２は、例えば７０μｍである。変形例１では、開口部ＯＰ１ａの長さｄ１２が、電極パッドＰＤの１辺の長さｄ１と同じ長さに形成されているため、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の長さ方向全域に亘って開口部ＯＰ１ａが存在している。
【０１０３】
そのため、変形例１では、上記実施の形態と同様に、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に、所定の引張弾性率を有する有機絶縁膜からなる絶縁膜ＰＩを有している。そして、開口部ＯＰ１ａ内に、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＰＩが入り込み、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の長さ方向全域に亘って、絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＩＦ２と、絶縁膜ＰＩとが介在している。
【０１０４】
従って、図１９中のＢ−Ｂ線およびＤ−Ｄ線は、いずれも、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１ａが形成された領域を通る直線である。そして、図１９中のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造は図６（ａ）（または図１８（ａ））と同一の構造となる。一方、図１９中のＤ−Ｄ線に沿って切断した構造は、図６（ｂ）で示される構造のうち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１ａが形成された構造となる。
【０１０５】
以上が、変形例１の半導体チップＣＰ１ａと、上記実施の形態１の半導体チップＣＰ１との相違点である。変形例１の半導体チップＣＰ１ａのそれ以外の構成は、上記実施の形態の半導体チップＣＰ１の構成と同一であるため、繰り返しの説明を省略する。
【０１０６】
変形例１の半導体チップＣＰ１ａが搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、図１９に示すように、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって円形状に拡大する。しかし、前述のように、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂは、所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩを突き破ることができない。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂは、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。そのため、変形例１の半導体チップＣＰ１ａでは、拡大した合金層ＢＷｃ１ａと拡大した合金層ＢＷｃ１ｂとが接触することはなく、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。特に、変形例１では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の長さ方向全域に亘って絶縁膜ＰＩが介在しているため、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂが電極パッドＰＤの長さ方向に拡がって接触することを確実に防止できる。
【０１０７】
なお、前述のように、上記実施の形態の半導体チップＣＰ１では、開口部ＯＰ１が、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の長さ方向全域ではなく、前記仮想線を含む一部の領域に限って形成されている。そのため、変形例１は、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂが電極パッドＰＤの長さ方向に拡がって接触することを防止できるという観点で、上記実施の形態よりも有利である。
【０１０８】
一方、例えば、ＣＶＤ法により絶縁膜ＩＦ２を形成する際に、絶縁膜ＩＦ２を構成する酸窒化シリコンが開口部ＯＰ１（開口部ＯＰ１ａ）の側壁に堆積しにくく、開口部ＯＰ１（開口部ＯＰ１ａ）の側壁に形成される絶縁膜ＩＦ２の厚さが、絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０よりも薄くなる虞がある。そのため、開口部ＯＰ１（開口部ＯＰ１ａ）が形成されている領域が少ない上記実施の形態の方が、変形例１よりも耐湿性の観点で有利である。
【０１０９】
また、開口部ＯＰ１ａ（開口部ＯＰ１）を形成する工程において、絶縁膜ＩＦ１をエッチングする際に、開口部ＯＰ１ａ（開口部ＯＰ１）の底部に開口する絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）がオーバーエッチングなどのダメージを受ける可能性がある。ここで、平面視において、上記実施の形態の開口部ＯＰ１の面積は、変形例１の開口部ＯＰ１ａの面積よりも小さい。そのため、上記実施の形態の方が、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）へのダメージ軽減の観点で変形例１よりも有利である。
【０１１０】
また、前記アニール処理工程を開口部ＯＰ１ａ形成後に行う場合には、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＩＦ１ができるだけ多く存在している方が電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止できる。前述の通り、平面視において、上記実施の形態の開口部ＯＰ１の面積は、変形例１の開口部ＯＰ１ａの面積よりも小さい。そのため、互いに隣接する２つの電極パッド間に存在する絶縁膜ＩＦ１は、上記実施の形態の方が、変形例１よりも多い。従って、上記実施の形態の方が、電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止するという観点で変形例１よりも有利である。
【０１１１】
なお、変形例１では、開口部ＯＰ１ａの長さｄ１２が、電極パッドＰＤの１辺の長さｄ１と同じ長さに形成されている場合を例に説明したが、これに限定されず、開口部ＯＰ１ａの長さｄ１２が、隣接する２つの電極パッドＰＤのそれぞれの長さよりも大きくてもよい。この場合でも、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の長さ方向全域に亘って開口部ＯＰ１ａが存在するため、上記同様の効果を奏する。
【０１１２】
（変形例２）
上記実施の形態の変形例２の半導体装置について説明する。図２０（ａ）は、変形例２の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ１ｂを図５（または図１５）のＢ−Ｂ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図、図２０（ｂ）は、変形例２の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ１ｂを図５（または図１５）のＤ−Ｄ線に相当する線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。また、図２０（ａ）中、開口部ＯＰ１ｂの幅をｄ１３とする。
【０１１３】
図２０（ａ）に示す変形例２の半導体チップＣＰ１ｂは、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂが形成されている。変形例２では、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２の開口部ＯＰ１ｂ内に、絶縁膜ＰＩが入り込み、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、主に絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＰＩとが介在している。一方、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、絶縁膜ＩＦ２はわずかに介在している。また、変形例２では、開口部ＯＰ１ｂの底部には絶縁膜ＩＦ２が存在せず、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）上に直接絶縁膜ＰＩが形成されている。すなわち、絶縁膜ＰＩが開口部ＯＰ１ａの底部まで入り込んでいる。その結果、互いに隣接する電極パッドＰＤ間において、電極パッドＰＤの厚さ（高さ）方向全域に亘って絶縁膜ＰＩが介在している。
【０１１４】
以上の点が、図２０（ａ）に示す変形例２の半導体チップＣＰ１ｂと、図３および図５に示す上記実施の形態の半導体チップＣＰ１との相違点である。変形例２の半導体チップＣＰ１ｂのそれ以外の構成は、本実施の形態の半導体チップＣＰ１の構成と同一であるため、繰り返しの説明を省略する。
【０１１５】
次に、変形例２の半導体チップＣＰ１ｂが搭載される半導体装置の製造工程について説明する。図２１〜図２４は、変形例２の半導体チップＣＰ１ｂが搭載される半導体装置の製造工程中の要部断面図であり、上記図２０（ａ）に相当する断面を示している。
【０１１６】
変形例２の半導体チップＣＰ１ｂが搭載される半導体装置の製造工程中、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）上に電極パッドＰＤａ，ＰＤｂを覆うように絶縁膜ＩＦ１を形成するまでは、図８に示す上記実施の形態の半導体チップＣＰ１と同じである。そして、変形例２の半導体チップＣＰ１ｂでは、絶縁膜ＩＦ１を形成した後に、水素雰囲気下でアニール処理を行う。次に、図２１に示すように、絶縁膜ＩＦ１上に絶縁膜ＩＦ２を形成する。
【０１１７】
図２１に続く以下の工程では、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂを形成する領域について、その製造工程中の要部断面図を図２２（ａ）、図２３（ａ）および図２４（ａ）に示す。一方、互いに隣接する電極パッドＰＤ間において、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂを形成しない領域について、その製造工程中の要部断面図を図２２（ｂ）、図２３（ｂ）および図２４（ｂ）に示す。まず、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂを形成する領域について、その製造工程を説明する。
【０１１８】
図２１に引き続き、図２２（ａ）に示すように、フォトレジストパターンＰＲを絶縁膜ＩＦ２上に形成し、フォトレジストパターンＰＲに開口部ＰＲＯ２を開口する。次に、開口部ＰＲＯ２が形成されたフォトレジストパターンＰＲをマスクとして、例えばドライエッチングにより絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２をエッチングして、図２３（ａ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂを形成する。開口部ＯＰ１ｂの底部では、絶縁層ＩＬが露出している。ここで、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２の開口部ＯＰ１ｂの幅ｄ１３は、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間隔ｄ２よりも小さい。そのため、開口部ＯＰ１ｂにおいて、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂの端部側面には、絶縁膜ＩＦ１が残存しており、電極パッドＰＤは露出していない。
【０１１９】
次に、図２４（ａ）に示すように、絶縁層ＩＬ上および絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＰＩを形成する。
【０１２０】
次に、絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ１を形成しない領域について、その製造工程を説明する。
【０１２１】
図２１に引き続き、図２２（ｂ）に示すように、フォトレジストパターンＰＲを絶縁膜ＩＦ２上に形成する。ただし、図２２（ａ）と異なり、図２２（ｂ）ではフォトレジストパターンＰＲに開口部ＰＲＯ２は形成しない。そのため、図２３（ａ）に示す絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２のエッチング工程においても、図２３（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂは形成されない。
【０１２２】
次に、図２４（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＦ２上に絶縁膜ＰＩを形成する。ここで、図２４（ｂ）に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ（例えば電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ）間において、絶縁膜ＩＦ１の膜厚と絶縁膜ＩＦ２の膜厚との合計が、電極パッドＰＤの厚さと同じになるように、絶縁膜ＩＦ１，ＩＦ２を形成している。そのため、図２４（ａ）と図２４（ｂ）とを比較するとわかるように、開口部ＯＰ１ｂ内には絶縁層ＩＬ上に絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２の合計の膜厚分、絶縁膜ＰＩが入り込む。すなわち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間には、主に絶縁膜ＩＦ１と、絶縁膜ＰＩとが介在している。
【０１２３】
以下、絶縁膜ＩＦ１および絶縁膜ＩＦ２に開口部ＯＰ１ｂを形成する領域と、開口部ＯＰ１ｂを形成しない領域とで、製造工程が共通するため、併せて説明する。
【０１２４】
図２４（ａ）および図２４（ｂ）に引き続いて、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、絶縁膜ＰＩ、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＩＦ１をエッチングして、絶縁膜ＰＩ、絶縁膜ＩＦ２および絶縁膜ＩＦ１に開口部ＯＰ２を形成する。開口部ＯＰ２の底部では、電極パッドＰＤが露出している。
【０１２５】
次に、図示しないが、基板ＳＢを切断して、複数の半導体チップＣＰ１ｂに分割する。続いて、分割された半導体チップＣＰ１ｂを、接合材ＢＤを介してリードフレームのダイパッドＤＰ上に固定する。次に、図２０（ａ）および図２０（ｂ）に示すように、電極パッドＰＤとリードＬＤ（図２参照）とをワイヤＢＷにより接続する。この工程で、ワイヤＢＷが接続された電極パッドＰＤには、アルミニウム（Ａｌ）と金（Ａｕ）とからなる合金層ＢＷｃが形成される。続いて、電極パッドＰＤ上に、絶縁膜ＰＩおよびワイヤＢＷを覆うように、封止体ＭＲを形成する。最後に、半導体装置をリードフレームから分離する。以上の工程により、変形例２の半導体チップＣＰ１ｂが搭載された半導体装置が完成する。
【０１２６】
変形例２の半導体チップＣＰ１ｂが搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって円形状に拡大する。しかし、前述のように、拡大した合金層は、所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩを突き破ることができない。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層は、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。そのため、変形例２の半導体チップＣＰ１ｂでは、拡大した合金層同士が接触することはなく、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。特に、変形例２では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の厚さ（高さ）方向全域に亘って絶縁膜ＰＩが介在しているため、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂが電極パッドＰＤの厚さ（高さ）方向下部に拡がって接触することを防止できる。
【０１２７】
なお、前述のように、上記実施の形態の半導体チップＣＰ１では、開口部ＯＰ１の底部に絶縁膜ＩＦ２が存在するため、開口部ＯＰ１の底部において絶縁膜ＰＩが存在していない。そのため、変形例２は、拡大した合金層ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂが電極パッドＰＤの厚さ（高さ）方向下部に拡がって接触することを防止できるという観点で、上記実施の形態よりも有利である。
【０１２８】
一方、図１８（ａ）に示すように、上記実施の形態１の半導体チップＣＰ１では、開口部ＯＰ１の底部において、絶縁層ＩＬは耐湿性を有する無機絶縁膜からなる絶縁膜ＩＦ２によって覆われている。それに対して、変形例２では、開口部ＯＰ１ｂの底部に絶縁膜ＩＦ２を有していない。そのため、上記実施の形態１は、開口部ＯＰ１の底部から絶縁層ＩＬよりも下の構造が吸湿することを防止できる点で、変形例２よりも有利である。
【０１２９】
（実施の形態２）
以下、実施の形態２の半導体装置について説明する。図２５は、実施の形態２の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ２の平面図である。図２６は、図２５のＥ部を拡大して示す部分拡大平面図である。図２７（ａ）は、図２６のＢ−Ｂ線に沿って切断した構造を示す要部断面図である。図２７（ｂ）は、図２７（ａ）中の合金層ＢＷｃが拡大した状態を示す要部断面図である。また、図２５、図２６、図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示すように、上記実施の形態１の互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間と同じ間隔を有する電極パッドＰＤ間の間隔をｄ２とし、この間隔ｄ２よりも大きい間隔に形成された、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔をｄ１４とする。
【０１３０】
以下、実施の形態２の半導体チップＣＰ２の構成を図２５のＥ部およびＦ部を例に説明する。図２５のＥ部では、図２６および図２７（ａ）に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ間には、開口部ＯＰ１が形成されている。一方、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃ間には、開口部ＯＰ１が形成されていない。そして、電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃ間の間隔ｄ１４は、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ間の間隔ｄ２よりも大きい。同様に、図２５のＦ部では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間には、開口部ＯＰ１が形成されている。一方、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間には、開口部ＯＰ１が形成されていない。そして、電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間の間隔ｄ１４は、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間の間隔ｄ２よりも大きい。
【０１３１】
このように、図２５に示す実施の形態２の半導体チップＣＰ２には、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２とｄ１４との２種類存在し、間隔ｄ１４は、間隔ｄ２よりも大きい。そして、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間のうち、その間隔がｄ２である電極パッド間には開口部ＯＰ１が形成されている。一方、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間のうち、その間隔がｄ１４である電極パッド間には開口部ＯＰ１が形成されていない。間隔ｄ２は５μｍ以下であり、例えば５μｍである。間隔ｄ１４は５μｍよりも大きく、例えば１０μｍである。
【０１３２】
以上より、実施の形態２では、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔が上記実施の形態１と同じ間隔ｄ２を有する電極パッドＰＤ間には開口部ＯＰ１が形成され、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２よりも大きい電極パッドＰＤ間には開口部ＯＰ１が形成されていない。この点が、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の全てに開口部ＯＰ１が形成されている上記実施の形態１と実施の形態２との相違点である。実施の形態２の半導体チップＣＰ２のそれ以外の構成は、上記実施の形態の半導体チップＣＰ１の構成と同一であるため、繰り返しの説明を省略する。
【０１３３】
実施の形態２の半導体チップＣＰ２が搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、図２７（ｂ）に示すように、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を外側に向かって拡大する（電極パッドＰＤａ上の拡大した合金層をＢＷｃ２ａ、電極パッドＰＤｂ上の拡大した合金層をＢＷｃ２ｂ、電極パッドＰＤｃ上の拡大した合金層をＢＷｃ２ｃと表す）。
【０１３４】
ここで、本発明者の検討により、互いに隣接する２つの電極パッド間の間隔が５μｍ以下になると、前述したように、拡大した合金層同士が接触する可能性が高いことがわかった。すなわち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ間の間隔ｄ２は５μｍ以下であるため、拡大した合金層同士が接触する可能性が高い。
【０１３５】
しかし、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ間には開口部ＯＰ１が形成され、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ間に所定の引張弾性率を有する絶縁膜ＰＩが介在している。そのため、前述のように、拡大した合金層ＢＷｃ２ａ，ＢＷｃ２ｂは、絶縁膜ＰＩを突き破ることができない。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層ＢＷｃ２ａ，ＢＷｃ２ｂは、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。すなわち、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には、絶縁膜ＰＩが存在するため、拡大した合金層ＢＷｃ２ａ，ＢＷｃ２ｂは、電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとの間には侵入できない。その結果、実施の形態２の半導体チップＣＰ２では、拡大した合金層ＢＷｃ２ａと拡大した合金層ＢＷｃ２ｂとが接触することはなく、互いに隣接する電極パッドＰＤａと電極パッドＰＤｂとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。
【０１３６】
一方で、前述の検討により、互いに隣接する２つの電極パッド間の間隔が５μｍより大きくなると、拡大した合金層同士が接触する可能性が低くなる。従って、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃ間には開口部ＯＰ１が形成されず、電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃ間に絶縁膜ＰＩが介在していないが、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃ間の間隔ｄ１４は５μｍより大きいため、拡大した合金層ＢＷｃ２ｂと拡大した合金層ＢＷｃ２ｃとが接触する可能性が低い。その結果、実施の形態２の半導体チップＣＰ２では、互いに隣接する電極パッドＰＤｂと電極パッドＰＤｃとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。
【０１３７】
実施の形態２は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の全てに開口部ＯＰ１が形成されている上記実施の形態１に比べて、以下のメリットが存在する。
【０１３８】
前述のように、ＣＶＤ法により絶縁膜ＩＦ２を形成する際に、絶縁膜ＩＦ２を構成する酸窒化シリコンが開口部ＯＰ１の側壁に堆積しにくく、開口部ＯＰ１の側壁に形成される絶縁膜ＩＦ２の厚さが、絶縁膜ＩＦ２の膜厚ｄ１０よりも薄くなる虞がある。そのため、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態２の方が、上記実施の形態１よりも耐湿性の観点で有利である。
【０１３９】
また、開口部ＯＰ１を形成する工程において、絶縁膜ＩＦ１をエッチングする際に、開口部ＯＰ１の底部に開口する絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）がダメージを受ける可能性がある。そのため、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態２の方が、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）へのダメージ軽減の観点で上記実施の形態１よりも有利である。
【０１４０】
また、前記アニール処理工程を開口部ＯＰ１形成後に行う場合には、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間に絶縁膜ＩＦ１ができるだけ多く存在している方が電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止できる。すなわち、開口部ＯＰ１が形成されていない電極パッドＰＤ間の方が、開口部ＯＰ１が形成されている電極パッドＰＤ間よりも確実に電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止できる。そのため、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態２の方が、電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止するという観点で上記実施の形態１よりも有利である。
【０１４１】
一方、上記実施の形態１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の全てに開口部ＯＰ１が形成されているため、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２よりも大きい電極パッドＰＤ間においても、拡大した合金層同士が接触することを確実に防止できるという観点で、実施の形態２よりも有利である。
【０１４２】
なお、実施の形態２では、互いに隣接する電極パッドＰＤ間の間隔が２種類存在する場合を例に説明したが、これに限定されず３種類以上存在してもよい。この場合は、拡大した合金層が接触する可能性が高い５μｍ以下の間隔を有する電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１を形成し、拡大した合金層が接触する可能性が低い５μｍを超える間隔を有する電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１を形成しないことで、上記実施の形態２と同様の効果を奏する。
【０１４３】
（実施の形態３）
以下、実施の形態３の半導体装置について説明する。図２８は、実施の形態３の半導体装置に搭載される半導体チップＣＰ３の平面図である。図２９は、図２８のＦ部を拡大して示す部分拡大平面図である。
【０１４４】
実施の形態３では、ワイヤＢＷは、熱圧着とＵＳ（Ultrasonic：超音波）振動とを併用したボールボンディング（ネイルヘッドボンディング）法を用いて電極パッドＰＤに接続される。図２８および図２９では、ＵＳ振動の方向を「ＵＳ方向」と表している。
【０１４５】
以下、実施の形態３の半導体チップＣＰ３の構成を図２８のＥ部およびＦ部を例に説明する。図２８のＥ部の構成は、上記実施の形態２の半導体チップＣＰ２の構成と同じである。一方、図２８のＦ部では、図２９に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間、および、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間には、いずれも開口部ＯＰ１が形成されていない。
【０１４６】
図２８のＥ部に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤａ，ＰＤｂおよび互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃにおいては、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と一致している（すなわち、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と平行である）。一方、図２８のＦ部に示すように、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅおよび互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆにおいては、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と一致していない（より具体的には、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と直交している）。
【０１４７】
このように、図２８に示す実施の形態３の半導体チップＣＰ３には、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２とｄ１４との２種類存在し、間隔ｄ１４は、間隔ｄ２よりも大きい。そして、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間のうち、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と一致し、かつ、その間隔がｄ２である電極パッド間には開口部ＯＰ１が形成されている。一方、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間のうち、２つの電極パッドＰＤが隣接する方向がＵＳ方向と一致しない、または、その間隔がｄ１４である電極パッド間には開口部ＯＰ１が形成されていない。
【０１４８】
なお、電極パッドＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃは、半導体チップＣＰ３（半導体装置ＳＤ）の第１辺に沿って配置され、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ，ＰＤｆが半導体チップＣＰ３（半導体装置ＳＤ）の前記第１辺に交差する第２辺に沿って配置されている。そして、実施の形態３では、半導体チップＣＰ３（半導体装置ＳＤ）の第１辺と平行にＵＳ振動を起こしている。そのため、ＵＳ方向は、半導体チップＣＰ３（半導体装置ＳＤ）の第１辺と平行である。
【０１４９】
以上の点が、上記実施の形態１および上記実施の形態２との相違点である。実施の形態３の半導体チップＣＰ３のそれ以外の構成は、上記実施の形態の半導体チップＣＰ１および上記実施の形態２の半導体チップＣＰ２の構成と同一であるため、繰り返しの説明を省略する。
【０１５０】
実施の形態３の半導体チップＣＰ３が搭載された半導体装置を高温条件の下に置くと、図２９に示すように、合金層ＢＷｃが電極パッドＰＤ上を長軸方向がＵＳ方向に沿った楕円形状に拡大する（電極パッドＰＤｄ上の拡大した合金層をＢＷｃ３ｄ、電極パッドＰＤｅ上の拡大した合金層をＢＷｃ３ｅ、電極パッドＰＤｆ上の拡大した合金層をＢＷｃ３ｆと表す）。
【０１５１】
ここで、本発明者の検討により、合金層ＢＷｃは電極パッドＰＤ上をＵＳ方向に沿って拡大するため、ＵＳ方向に一致しない方向、特にＵＳ方向に直交する方向には合金層ＢＷｃがほとんど拡大しないことがわかった。すなわち、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間のうち、隣接する方向がＵＳ方向に一致しない方向である電極パッドＰＤ間において、拡大した合金層同士が接触する可能性が低い。
【０１５２】
まとめると、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間の間隔ｄ２は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間の間隔ｄ１４よりも小さく、かつ、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間には、開口部ＯＰ１が形成されず、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間に絶縁膜ＰＩが介在していない。しかしながら、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅの隣接する方向がＵＳ方向に一致していないため、拡大した合金層ＢＷｃ３ｄと拡大した合金層ＢＷｃ３ｅとが接触する可能性が低い。その結果、実施の形態３の半導体チップＣＰ３では、互いに隣接する電極パッドＰＤｄと電極パッドＰＤｅとが電気的に接続され、ショートすることを防止できる。
【０１５３】
なお、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間において、電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間の間隔ｄ１４は、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間の間隔ｄ２よりも大きく、かつ、電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆの隣接する方向がＵＳ方向に一致していない。そのため、電極パッドＰＤｅ，ＰＤｆ間において、拡大した合金層ＢＷｃ３ｅと拡大した合金層ＢＷｃ３ｆとが接触する可能性は、電極パッドＰＤｄ，ＰＤｅ間において拡大した合金層ＢＷｃ３ｄと拡大した合金層ＢＷｃ３ｅとが接触する可能性よりも低くなる。
【０１５４】
また、図２８のＥ部に示す、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤａ，ＰＤｂおよび電極パッドＰＤｂ，ＰＤｃにおいては、隣接する方向がＵＳ方向と一致するため、上記実施の形態２で説明した構成を有しており、その効果も同様である。
【０１５５】
実施の形態３は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤのうち、隣接する方向がＵＳ方向と一致しない電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１が形成されていないため、上記実施の形態２に比べてさらに開口部ＯＰ１の数が少ない。
【０１５６】
そのため、上記実施の形態２で説明したように、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態３の方が、上記実施の形態１および上記実施の形態２よりも耐湿性の観点で有利である。また、同様に、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態３の方が、絶縁層ＩＬ（絶縁層ＩＬ２）へのダメージ軽減の観点で上記実施の形態１および上記実施の形態２よりも有利である。また、同様に、開口部ＯＰ１の数が少ない実施の形態３の方が、電極パッドＰＤの応力による拡がりを防止するという観点で上記実施の形態１および上記実施の形態２よりも有利である。
【０１５７】
一方、上記実施の形態１および上記実施の形態２においても、熱圧着とＵＳ振動とを併用したボールボンディング（ネイルヘッドボンディング）法を用いてワイヤＢＷを電極パッドＰＤに接続してもよい。この場合、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤのうち、電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２である電極パッドＰＤ間の全てに開口部ＯＰ１が形成されているため、隣接する方向がＵＳ方向に一致しない電極パッドＰＤ間においても、拡大した合金層同士が接触することを確実に防止できるという観点で、実施の形態３よりも有利である。
【０１５８】
さらに、上記実施の形態１は、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の全てに開口部ＯＰ１が形成されているため、隣接する方向がＵＳ方向に一致し、かつ、互いに隣接する２つの電極パッドＰＤ間の間隔がｄ２よりも大きい電極パッドＰＤ間においても、拡大した合金層同士が接触することを確実に防止できるという観点で、実施の形態３よりも有利である。
【０１５９】
なお、実施の形態３では、互いに隣接する電極パッドＰＤ間の間隔が２種類存在する場合を例に説明したが、これに限定されず３種類以上存在してもよい。この場合は、拡大した合金層が接触する可能性が高い５μｍ以下の間隔を有し、かつ、隣接する方向がＵＳ方向と一致する電極パッドＰＤ間に開口部ＯＰ１を形成する。そして、拡大した合金層が接触する可能性が低い５μｍを超える間隔を有する電極パッドＰＤ間、または、隣接する方向がＵＳ方向と一致しない電極パッドＰＤ間には開口部ＯＰ１を形成しない。こうすることで、上記実施の形態３と同様の効果を奏する。
【０１６０】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記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いうまでもない。
【符号の説明】
【０１６１】
ＢＤ  接合材
ＢＷ  ワイヤ
ＢＷａ  ボール部
ＢＷｂ  ワイヤ部
ＢＷｃ  合金層
ＢＷｃ１，ＢＷｃ１０１ａ，ＢＷｃ１０１ｂ，ＢＷｃ１０２ａ，ＢＷｃ１０２ｂ，ＢＷｃ１ａ，ＢＷｃ１ｂ，ＢＷｃ１ｃ，ＢＷｃ２ａ，ＢＷｃ２ｂ，ＢＷｃ２ｃ，ＢＷｃ３ｄ，ＢＷｃ３ｅ，ＢＷｃ３ｆ  拡大した合金層
ＣＨ  チャネル領域
ＣＰ１，ＣＰ１ａ，ＣＰ１ｂ、ＣＰ１０１，ＣＰ１０２，ＣＰ２，ＣＰ３  半導体チップ
ＤＰ  ダイパッド
ＤＲ  ドレイン領域
ＥＩ  素子分離膜
ＧＥ  ゲート電極
ＧＩ  ゲート絶縁膜
ＩＦ１  絶縁膜（第１無機絶縁膜）
ＩＦ２  絶縁膜（第２無機絶縁膜）
ＩＬ，ＩＬ１，ＩＬ２  絶縁層
ＬＤ  リード
ＬＤａ  主面
ＬＤｂ  裏面
ＬＤｃ  半田めっき膜
ＬＤｄ  先端
ＬＦ  リードフレーム
Ｍ１ａ，Ｍ１ｂ，Ｍ１ｃ  配線
ＭＢ  実装面
ＭＲ  封止体
ＭＲａ  主面
ＭＲｂ  裏面
ＭＲｃ  側面
Ｏａ，Ｏｂ  中心
ＯＰ１，ＯＰ１ａ，ＯＰ１ｂ，ＯＰ２  開口部
ＰＤ，ＰＤａ，ＰＤｂ，ＰＤｃ，ＰＤｄ，ＰＤｅ，ＰＤｆ  電極パッド
ＰＧ１，ＰＧ２，ＰＧ３  プラグ
ＰＩ  絶縁膜（有機絶縁膜）
ＰＲ  レジストパターン
ＰＲＯ１，ＰＲＯ２  開口部
ＳＢ  基板
ＳＤ  半導体装置
ＳＲ  ソース領域
ＴＨ１，ＴＨ２，ＴＨ３  スルーホール
【図１】
2019117915.tif 000003
【図２】
2019117915.tif 000004
【図３】
2019117915.tif 000005
【図４】
2019117915.tif 000006
【図５】
2019117915.tif 000007
【図６】
2019117915.tif 000008
【図７】
2019117915.tif 000009
【図８】
2019117915.tif 000010
【図９】
2019117915.tif 000011
【図１０】
2019117915.tif 000012
【図１１】
2019117915.tif 000013
【図１２】
2019117915.tif 000014
【図１３】
2019117915.tif 000015
【図１４】
2019117915.tif 000016
【図１５】
2019117915.tif 000017
【図１６】
2019117915.tif 000018
【図１７】
2019117915.tif 000019
【図１８】
2019117915.tif 000020
【図１９】
2019117915.tif 000021
【図２０】
2019117915.tif 000022
【図２１】
2019117915.tif 000023
【図２２】
2019117915.tif 000024
【図２３】
2019117915.tif 000025
【図２４】
2019117915.tif 000026
【図２５】
2019117915.tif 000027
【図２６】
2019117915.tif 000028
【図２７】
2019117915.tif 000029
【図２８】
2019117915.tif 000030
【図２９】
2019117915.tif 000031