(57)【要約】      （修正有）【課題】半導体装置における配線の加工性と信頼性を確保したまま、電極パッドの下層構造の破壊や、接合部の剥離を抑制する。【解決手段】基材１０の上にバリアメタル層２ａと配線層１と電極パッド層４とパッシベーション膜３が形成されている。配線層１は層間絶縁膜８の上に形成されている。配線層１はバリアメタル層２ａとパッシベーション膜３に挟持されている。電極パッド層４は周囲を覆うパッシベーション膜３の開口部から露呈している。電極パッド層４は配線層１よりも多くのＣｕを含んでいる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部機器に接続される外部電極と、
層間絶縁膜の上に第１バリアメタル層とＡｌ系配線層とＡｌ系電極パッド層がこの順番で形成されてなる半導体チップと、
前記Ａｌ系電極パッド層と前記外部電極を接続するボンディングワイヤと、
前記外部電極と前記半導体チップと前記ボンディングワイヤを封止する樹脂部材と、を備え、
前記Ａｌ系電極パッド層は開口部を有するパッシベーション膜で周囲を被覆されていて、前記Ａｌ系電極パッド層は前記Ａｌ系配線層よりも多くのＣｕを含んでいることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記ボンディングワイヤは、Ｃｕを主成分とすることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記Ａｌ系電極パッド層と前記Ａｌ系配線層の間に形成されている第２バリアメタル層を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記Ａｌ系電極パッド層と前記Ａｌ系配線層は、前記第２バリアメタル層を貫通するビアによって導通していることを特徴とする請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記Ａｌ系電極パッド層は腐食防止膜で被覆されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記Ａｌ系配線層は、０質量％から０．７質量％の範囲のＣｕを含んでいることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記Ａｌ系電極パッド層は、１質量％から５質量％の範囲のＣｕを含んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記腐食防止膜は、Ａｕ，ＰｄまたはＰｔを含んでなることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記パッシベーション膜は、ポリイミドからなることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１バリアメタル層と前記第２バリアメタル層は、ＴｉＮ，Ｔｉ，ＴｉＯ２，ＴａまたはＴａＮからなることを特徴とする請求項３から９のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体チップの少なくとも一部がワイドバンドギャップ半導体により形成されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素，窒化ガリウム系材料，ダイヤモンドのいずれかの半導体であることを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、特に、半導体チップに形成されている電極パッドの構成に特徴のある半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
外部電極を備えた半導体装置では、半導体チップは基板やリードフレームに載置されている。半導体装置の製造工程において、半導体チップの上に形成された電極パッドを外部電極と電気的に接続する方法として、超音波圧着あるいは超音波併用熱圧着により金属ワイヤを接合させるワイヤボンディング法が用いられる。ワイヤボンディング法は、超音波圧着によるウェッジボンディング法と超音波併用熱圧着によるボールボンディング法に大きく分類されている。
【０００３】
ウェッジボンディング法では、楔型のツールを使用する。ツールの先端に形成された溝に金属ワイヤを把持し、このツールを被接合部に押圧する。その状態で、ワイヤボンディング装置から発振される超音波振動をツールを介して金属ワイヤに印加すると、接合面の酸化膜や不純物が除去される。同時に、摩擦により生じる熱によって金属ワイヤは塑性変形し、金属ワイヤと被接合部との固相接合が進展する。
【０００４】
ボールボンディング法では、金属ワイヤをキャピラリと呼ばれる筒状のツールから突出させて使用する。金属ワイヤ先端部とトーチロッドの間に高電圧を印加すると、空中放電が起こり、放電に伴う熱エネルギで金属ワイヤの先端がボール状に溶融する。この溶融形成したボールを加熱された被接合部に押付けながら超音波振動を印加すると、ウェッジボンディング法と同様に固相接合が得られる。
【０００５】
この種のワイヤボンディングでは、金属ワイヤの材料として、Ａｌ（特にウェッジボンディング法の場合）またはＡｕ（特にボールボンディング法の場合）が、一般的に用いられてきた。一方で、半導体装置の信頼性向上や、実装工程に掛かる材料費低減の観点から、Ｃｕを主な材料とするＣｕ系ボンディングワイヤへの切り替えが行われつつある。特に、ボールボンディングの分野においては、２００９年頃からのＡｕ価格の高騰をきっかけに、Ｃｕ系ボンディングワイヤの使用量が伸びた。２０１２年の一年間に使用された金属ワイヤは半分以上がＣｕ系ボンディングワイヤであったとまで言われている。
【０００６】
半導体チップに形成される電極パッド材としては、Ａｌが一般的である。Ａｌは、Ｃｕよりも軟らかく、超音波印加中に選択的に変形するため、電極パッド材に過剰に荷重や超音波を印加した場合には、金属ワイヤの外周部に多くのＡｌが排斥される。ＣｕはＡｌやＡｕと比較して硬く、変形しにくいため、健全な接合部を得るには、接合時に、より大きな荷重や超音波出力が必要となる。金属ワイヤが電極パッドの下層構造に直接接触すると、電極パッドの下層構造にクラック等のダメージが生じたり、接合部が電極パッドごと剥離する。
【０００７】
ワイヤボンディング時における電極パッドのダメージを抑制し、接合部の剥離を防止する技術の開発が進んでいる。チップ内配線層の一部を開口して電極パッドとして用いる半導体チップでは、配線材として一般的に用いられているＡｌに高濃度のＣｕを添加することで電極パッドの硬度を増大させている（例えば特許文献１）。高濃度のＣｕは、電極パッドの変形を抑制し、電極パッドの下層構造の破壊や接合部の剥離を抑制する効果を生み出す。
【０００８】
半導体チップの配線層の材料として２〜１２％のＣｕが含まれているＡｌを用いると、Ａｌ中に析出したＣｕが原因で配線層が腐食しやすくなり、加工性も悪くなる。すなわち、Ａｌ系配線層における信頼性の向上とワイヤボンディング時の電極パッドへのダメージの抑制は両立しにくい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平1-187832号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、ワイヤボンディング工程でＣｕ系のボンディングワイヤを用いる場合に生じる上記のような課題を解決するためになされたものである。半導体装置（および半導体チップ）におけるチップ内配線の加工性と信頼性を確保したまま、電極パッドの下層構造の破壊や、接合部の剥離を抑制することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係わる半導体装置は、外部機器に接続される外部電極と、層間絶縁膜の上に第１バリアメタル層とＡｌ系配線層とＡｌ系電極パッド層がこの順番で形成されてなる半導体チップと、Ａｌ系電極パッド層と外部電極を接続するボンディングワイヤと、外部電極と半導体チップとボンディングワイヤを封止する樹脂部材と、を備え、Ａｌ系電極パッド層は開口部を有するパッシベーション膜で周囲を被覆されていて、Ａｌ系電極パッド層はＡｌ系配線層よりも多くのＣｕを含んでいることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の半導体装置（および半導体チップ）によれば、Ｃｕ系のボンディングワイヤを用いてワイヤボンディングを行っても、配線の加工性と信頼性を確保したまま、電極パッドの下層構造の破壊や、接合部の剥離を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る半導体装置の構成を示す説明図である。
【図２】実施の形態１に係る半導体チップにおける単層配線構造を示す説明図である。
【図３】実施の形態１に係る電極パッド層の構造を示す断面図である。
【図４】実施の形態１に係る電極パッド層にＣｕ系のボンディングワイヤをボールボンディングした断面図である。
【図５】比較例に係る電極パッド層の構造を示す断面図である。
【図６】比較例に係る電極パッド層にＣｕ系のボンディングワイヤをボールボンディングした断面図である。
【図７】実施の形態１に係る電極パッド層に荷重制御法を用いてＣｕ系のボンディングワイヤをボールボンディングした断面図である。
【図８】実施の形態２に係る電極パッド層の構造を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に本発明にかかる半導体装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。図において、同一符号が付与されている構成要素は、同一の、または、相当する構成要素を表している。
【００１５】
実施の形態１．
図１に、Ｔ−ＰＭ（トランスファーパワーモールド）と呼ばれている半導体装置１００の全体構成を示す。半導体装置１００は、半導体チップ（トランジスタ１１Ａ、ダイオード１１Ｂおよび制御素子１１Ｃ）、ボンディングワイヤ７、外部電極１４、モールド樹脂部材１５、ヒートシンク１６、リードフレーム２４などから構成されている。半導体チップ１１、ボンディングワイヤ７、ヒートシンク１６、リードフレーム２４はモールド樹脂部材１５で封止されている。パッケージタイプの半導体装置１００は、ワイヤボンディングの終わったリードフレームを金型にセットして、熱硬化性のエポキシ樹脂を流し込んで成形されている。トランジスタ１１Ａには、MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）、IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor）などが用いられる。半導体装置１００は外部電極１４を使って外部機器に接続される。
【００１６】
半導体チップ１１は、珪素（Ｓｉ）によって形成されたものの他、珪素に比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体によって形成したものも好適に使用することができる。ワイドバンドギャップ半導体としては、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム系材料またはダイヤモンドなどがある。ワイドバンドギャップ半導体を用いた場合、許容電流密度が高く、電力損失も低いため、電力用半導体チップを用いた装置の小型化が可能となる。
【００１７】
図２は、半導体チップにおける単層配線構造を示している。半導体チップの基材（Ｓｉ）１０には層間絶縁膜（ＳｉＯ２）８が形成されている。配線層１は、０．５質量％のＣｕを含むＡｌから成る。配線層１の厚さは、０．５μｍとしている。配線層１の表面側には、Ｃｕを３質量％含むＡｌから成る、厚さ２μｍの電極パッド層４が形成されている。パッシベーション膜３は、電極パッド層４の表面の一部が１００μｍ角に取り除かれている。電極パッド層４の上に形成されている開口部が金属ワイヤとの接合領域なる。配線層１の下層側と上層側には、それぞれ、バリアメタル層２ａとバリアメタル層２ｂが成膜されている。電極パッド層４はビアにより直下の配線層１と接続されている。Ｃｕ系のボンディングワイヤ７は、一端が電極パッド層４に、他端は外部電極１４に接合される。
【００１８】
図３は、半導体チップにおける単層配線構造の詳細図である。基材１０の上にバリアメタル層２ａと配線層１と電極パッド層４とパッシベーション膜３が形成されている。配線層１は層間絶縁膜８の上に形成されている。配線層１はバリアメタル層２ａとパッシベーション膜３に挟持されている。電極パッド層４は周囲を覆うパッシベーション膜３の開口部２０から露呈している。電極パッド層４は配線層１よりも多くのＣｕを含んでいる。電極パッド層４はビア５により直下の配線層１と接続されている。配線層１の下層側には、厚さ５００ｎｍのＴｉＮから成るバリアメタル層２ａが成膜されている。配線層１と電極パッド層４との間には、厚さ５００ｎｍのＴｉＮから成るバリアメタル層２ｂが成膜されている。厚さ１μｍのポリイミドからなるパッシベーション膜３は、配線層１と電極パッド層４の一部を被っている。
【００１９】
半導体チップは、高速化や高集積化により配線パターンが細くなる傾向にある。配線パターンにはチップ内配線の微細化に伴い、エレクトロマイグレーションや腐食による断線が懸念されている。耐エレクトロマイグレーション性を向上させる手段として、配線層の主材料であるＡｌにＣｕを意図的に添加する方法が知られている。Ｃｕの混合比が高すぎると、加工性が悪くなったり、Ａｌ中に析出したＣｕが配線層のパターニングに用いる塩素系のエッチングガスと反応して腐食が生じやすくなるため、配線層のＡｌには０．５質量％のＣｕを一般的に添加する。
【００２０】
配線層の一部を開口させて電極パッドとして用いる構造では、ワイヤボンディング時のＡｌの変形を考慮すると、一定以上の厚みが必要となる。配線幅を細くして、高集積化を図る場合、配線のアスペクト比が大きくなり、配線倒れが生じやすい。この実施の形態による半導体チップは、配線層１がＣｕを０．５質量％含むＡｌから形成されているため、加工性と耐腐食性を低下させること無く、エレクトロマイグレーションを抑制でき、配線部の信頼性を確保することが可能となる。さらに、一部を電極パッドとして用いることなく、専用の配線層とするため、金属ワイヤとの接合性を考慮する必要がなく、配線層１は配線幅を細くしても配線倒れが生じない厚みにすることができる。
【００２１】
電極パッド層４は、Ｃｕを３質量％含むＡｌからなる。電極パッド層４が硬くなり、接合時のＡｌ排斥が軽減される結果、電極パッドの下層構造の破壊や、接合部の剥離を防止することができる。電極パッド層４は、金属ワイヤとの接合にのみ用いる。チップ面内の配線として機能しないため、電極パッド層４の厚みを変化させても、配線層１の厚みは電極パッド層４の厚みに影響されることがない。
【００２２】
配線層１はアスペクトを理想的な状態で形成できるので、チップ内配線の微細化による高集積化を確保でき、信頼性も維持できる。さらに、配線層１は電極パッド層４の材料と同じＡｌ−Ｃｕ系にしている。配線層１と電極パッド層４を同一装置でスパッタ法により形成する場合であっても、スパッタ装置はチャンバーの内部が異元素により汚染されることがなく、異元素の混入による配線層１の信頼性の低下も防止できる。
【００２３】
上記のように、半導体装置１００は本実施の形態の電極パッド層構造を有する半導体チップを用いている。配線層１をチップ内の配線専用層に、電極パッド層４をワイヤとの接合専用層に、というように電極パッド層構造を機能分離することで、配線部の信頼性と、ワイヤボンディング時のダメージ抑制を両立している。バリアメタル層２ａは、基材１０のＳｉが配線層１に拡散するのを防止する目的で形成されている。バリアメタル層２ｂは電極パッド層４のＣｕが配線層１に拡散するのを防止する目的で形成されている。これにより、ＳｉやＣｕの拡散により半導体チップの電気特性が過渡的に変化することを抑制できる。
【００２４】
パッシベーション膜３は、水分による配線層１の腐食を抑制するためのものである。通常、半導体チップを搭載するデバイス（半導体装置）は、エポキシ樹脂でパッケージされている。パッシベーション膜３は、半導体チップの表面まで到達する微量な水分による配線層１または電極パッド層４の腐食を防止する。なお、この実施の形態においては、配線層が一層の場合について述べたが、これに限るものではなく、電極パッド層の下層に、多層の配線層があってもよい。また、この実施の形態においては、チップ内の配線層が厚さ０．５μｍの場合について述べたが、これに限るものではなく、配線倒れが生じないアスペクト比で厚さと幅を設定すれば良い。
【００２５】
この実施の形態においては、厚さ５００ｎｍのＴｉＮからなるバリアメタル層について述べた。バリアメタル層はこれに限るものではなく、配線層への基材（Ｓｉ）および電極パッド層（Ｃｕ）の拡散を防止できる材料および厚さであれば良い。例えば、Ｔｉ、ＴｉＯ２、Ｔａ、ＴａＮ、これらの組合せなどでも良い。また、この実施の形態においては、厚さ１μｍのポリイミドからなるパッシベーション膜について述べた。パッシベーション膜はこれに限るものではなく、ＳｉＮ膜やリンシリケートガラス膜であっても良い。
【００２６】
この実施の形態においては、電極パッド層４の上層側のパッシベーション膜３を１００μｍ角の大きさで取り除くことで、金属ワイヤとの接合領域を設ける場合について述べたが、これに限るものではない。接合領域はボンディング後の変形したワイヤより開口寸法が大きければ良い。例えば、ボールボンド法の場合は、使用するワイヤ径の２倍以上あれば良い。ウェッジボンド法の場合は、長手方向はウェッジツールの先端と同じ長さ以上、短手方向はワイヤ径の１．５倍以上あれば良い。
【００２７】
この実施の形態においては、配線層１と電極パッド層４はスパッタ方により成膜させる場合について述べた。成膜法はこれに限るものではなく、蒸着法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などでもよい。配線層１と電極パッド層４との接続にはビア５を用いる場合について述べているが、これに限るものではない。導電性のバリアメタルを用いた場合はビアによる接続は必要なくなる。絶縁性のバリアメタルを用いた場合であっても、バリアメタルが薄ければトンネル効果で電気的な接続が得られる。
【００２８】
この実施の形態においては、Ｃｕを３質量％含むＡｌから形成された電極パッド層について述べた。電極パッド層はこれに限るものではなく、Ａｌの硬度を増大させ、Ｃｕの析出物を形成できればよく、たとえば１〜５質量％のＣｕを添加すればよい。また、この実施の形態においては、厚さ２μｍの電極パッド層について述べたが、これに限るものではなく、電極パッドの下層構造の破壊や接合部の剥離を抑制できる厚さであれば良いことは言うまでもない。配線層１は０．５質量％のＣｕを含むＡｌから形成されたものについて述べているが、０質量％（純Ａｌ）〜０．７質量％の範囲であればよい。
【００２９】
この実施の形態においては、Ｓｉを基材とした半導体チップについて述べた。基材はこれに限るものではなく、ＳｉＣ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓなどでもよい。特に、ＳｉＣ、ＧａＮなどの素材を材料とする、Ｓｉよりもバンドギャップが大きい、ワイドギャップ半導体を用いる場合、半導体装置はその利点を活かすためには高温で動作されることが多くなる。高温動作時の信頼性を保証するために、Ｃｕ系のボンディングワイヤの必要性が増している。
【００３０】
次に、図４を用いて、実施の形態１による電極パッド構造のダメージ抑制効果を説明する。同図はＣｕ系の金属ワイヤを用いてワイヤボンディングした電極パッド部の断面図である。配線層１はＣｕを０．５質量％含むＡｌからなる。電極パッド層４は配線層１よりも多くのＣｕを含む。電極パッド層４の一部はパッシベーション膜３の開口部から露出している。この露出部にＣｕ系のボンディングワイヤがＡｕワイヤで一般的な接合方法で接合されている。
【００３１】
Ａｕワイヤを用いるワイヤボンディングでは、一般的に超音波印加により初期ボールを塑性変形させながら接合を行う。超音波は初期ボールおよび接合部に形成され、接合を阻害する、酸化膜や有機皮膜を破壊し、新生面を露出させる。本実施の形態に係る電極パッド構造によれば、Ｃｕの添加量を増大させているため、電極パッド層４が固くなり、初期ボールを大きく変形させながら接合させる方法を用いても、超音波印加時の電極パッド層４の排斥が少ない。ワイヤボンディング後の圧着ボール直下のＡｌの残存量が多くなる結果、電極パッドの下層構造の破壊や、電極パッドの剥離を抑制することが出来る。
【００３２】
図５は、比較例として、一般的な半導体チップの電極パッド部を示している。Ｓｉを基材１０とする半導体チップの内部配線には、０．５質量％のＣｕを含むＡｌから成る配線層１が用いられている。配線層１の厚さは、２μｍとしている。配線層１の下層側には、厚さ５００ｎｍのＴｉＮから成るバリアメタル層２ａが成膜されている。厚さ１μｍのポリイミドからなるパッシベーション膜３は、配線層１の表面の一部が１００μｍ角に取り除かれている。配線層１の上に形成されているパッシベーション膜３の開口部２０が金属ワイヤとの接合領域となる。
【００３３】
図６は、比較例に係る電極パッド部を、Ｃｕ系のボンディングワイヤを使ってＡｕワイヤと同様の方法でワイヤボンディングした断面図である。Ａｕワイヤによる一般的なボンディングでは、超音波印加時に初期ボールの大きな変形を伴う。この方法で、Ｃｕ系のボンディングワイヤを電極パッド部に、ワイヤボンディングすると、ボンディングワイヤより軟らかく、Ｃｕを０．５質量％含むＡｌを材料とする配線層１が超音波印加時に選択的に変形する。電極パッド材（Ａｌ：配線層１）が圧着ボールの外周に大量に排斥された結果、圧着ボール直下の電極パッド材がかなり薄くなっている。最悪の場合には、圧着ボールが電極パッド部の下層構造に接触し、そこを起点に亀裂が生じる。
【００３４】
図７は、実施の形態１に記載の半導体チップの電極パッド部に、荷重制御法を用いて  Ｃｕ系のボンディングワイヤをワイヤボンディングした断面を示す図である。Ｃｕ系のボンディングワイヤを用いる場合、上記のように、初期ボールを超音波印加により塑性変形させる方法で接合を得ようとすると、Ａｌの排斥が大きくなる。荷重制御法でＣｕ系のボンディングワイヤを用いる場合、先ず荷重のみで初期ボールを所望の圧着径になるまで変形させた後、荷重を低下させた状態で超音波を印加する。この方法を用いることで、電極パッド層４の排斥をさらに軽減することができる。圧着ボールの形状は、初期の大きな荷重で決定される。初期ボールの変形に超音波振動が作用しないため、圧着ボールの真円度がよくなる効果もある。
【００３５】
荷重制御法を用いてワイヤボンディングする場合には、初期ボールの巨視的な変形を伴う酸化膜や有機皮膜の破壊ではなく、接合界面の微視的な変形により、新生面を露出させることが必要となる。その際、接合界面に微細な凹凸があった方が、酸化膜や有機皮膜を破壊する起点となり、新生面を露出させやすい。本実施の形態の半導体チップは、ワイヤと接触する電極パッド層４の材料を、Ｃｕを３質量％含むＡｌから形成しているため、Ｃｕの析出物が表面に微細な凹凸を形成し、超音波印加時に酸化膜や有機皮膜を破壊する起点となる。新生面が露出しやすくなることで接合性が向上し、低い超音波出力でも接合が可能となり、Ｃｕ系のボンディングワイヤに特有の荷重制御法を用いた場合でも、半導体チップへのダメージは抑制される。なお，この実施の形態では，最も効果的であるＣｕ系のボンディングワイヤを用いた場合について述べたが，金属ワイヤはこれに限るものではない。ボンディングワイヤとして，Ａｕワイヤ、Ａｇワイヤなどのその他の金属ワイヤを用いた場合であっても、本実施例に示す電極パッド構造を適用することで不良率低減や信頼性向上の効果が得られることは言うまでもない。
【００３６】
実施の形態２．
図８は、本発明の実施の形態２に係る半導体チップにおける電極パッド部の断面図である。配線層１は、０．５質量％のＣｕを含むＡｌから成り、Ｓｉを基材１０とする半導体チップの配線に用いられている。配線層１の厚さは、０．５μｍとしている。配線層１の表面側には、Ｃｕを３質量％含むＡｌから成る、厚さ２μｍの電極パッド層４が形成されている。電極パッド層４はビア５により直下の配線層１と接続されている。
【００３７】
配線層１の下層側には、厚さ５００ｎｍのＴｉＮから成るバリアメタル層２ａが成膜されている。配線層１と電極パッド層４との間には、厚さ５００ｎｍのＴｉＮから成るバリアメタル層２ｂが成膜されている。電極パッド層４の上層側には０．１μｍのＡｕからなる腐食防止膜６が形成されている。パッシベーション膜３は、配線層１と腐食防止膜６を被っている。腐食防止膜６の上には開口部２０が設けられていて、金属ワイヤとの接合領域を形成している。
【００３８】
一般的な半導体パッケージは、エポキシ樹脂により封止されている。環境中の水分はエポキシ樹脂を透過するので、パッシベーション膜３で覆われていない金属ワイヤとの接合領域が腐食する場合がある。腐食防止膜６を最表面に形成することで、電極パッド層４の腐食を防止することができる。
【００３９】
腐食防止膜６は電極パッド層４の表面酸化を防止する効果もあるため、ボンディング時に酸化膜を破壊するために必要なエネルギが少なくなる。金属ワイヤを接合するときに、より小さい超音波出力でボンディングワイヤの接合が可能となり、電極パッドの下層の破
壊や接合部の剥離を抑制することができる。なお、この実施の形態においては、厚さ０．１μｍのＡｕからなる腐食防止膜について述べた。腐食防止膜はこれに限定するものではなく、貴金属（たとえば、Ｐｄ、Ｐｔ）など腐食しにくい物質であれば、同様の効果が得られる。
【００４０】
半導体チップにＳｉＣなどのワイドバンドギャップ半導体を用いた場合、半導体チップはその高温耐量を生かすために、Ｓｉを用いた場合と比較してより高温で動作させることになる。ワイドバンドギャップ半導体デバイスを搭載する半導体装置においては、高温動作に対応するために、より高い信頼性が求められるため、高信頼の半導体装置を実現するという本発明のメリットはより効果的なものとなる。
【００４１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明は、ボンディングワイヤを使用した半導体装置（および半導体チップ）において、外部電極と電極パッドの接合信頼性を向上することを目的にするものである。
【符号の説明】
【００４３】
１  配線層、２ａ  バリアメタル層、２ｂ  バリアメタル層、３  パッシベーション膜、４  電極パッド層、５  ビア、６  腐食防止膜、７  ボンディングワイヤ、８  層間絶縁膜、１０  基材、１１  半導体チップ、１１Ａ  トランジスタ、１１Ｂ  ダイオード、１１Ｃ  制御素子、１４  外部電極、１５  モールド樹脂部材、１６  ヒートシンク、２０  開口部、２４  リードフレーム、１００  半導体装置
【図１】
2015144168.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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