(57)【要約】【課題】導通不良の発生を防止すること等が可能な半導体集積回路を提供する。【解決手段】機能ブロックと、各々が機能ブロックから受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロックに出力する複数のＩ／Ｏセルであって、絶縁膜４１〜４３を介して層状に形成され、コンタクト４４、４５によって相互に接続された配線３１、３３、３５を具備するＩ／Ｏセル１ｉと、絶縁膜４１、４２を介して層状に形成された配線３２、３４、３６と、配線３１〜３６の上層に絶縁膜４３を介して形成され、コンタクト４６によって配線３５に接続された配線３７とを具備するボンディングパッド２ｉとを具備する。【選択図】図３
2008113040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の領域において所望の機能ブロックが形成され、複数の第２の領域において複数の入出力回路がそれぞれ形成された半導体基板と、
前記半導体基板上に絶縁膜を介して形成された複数の配線層であって、各々の配線層が複数の第３の領域においてそれぞれ形成された複数の配線を含み、各々の第３の領域において最上層の配線層に形成された配線の少なくとも一部分がボンディングパッドを構成し、前記ボンディングパッドがそれぞれの第２の領域において絶縁膜に形成された開口を通してそれぞれの入出力回路に電気的に接続されている、前記複数の配線層と、
を具備する半導体集積回路。
【請求項２】
前記第３の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、いずれの入出力回路にも電気的に接続されていない、請求項１記載の半導体集積回路。
【請求項３】
前記第３の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、最上層の配線層に形成されたボンディングパッドが接続されているのと同一の入出力回路に電気的に接続されている、請求項１記載の半導体集積回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体集積回路について、図９〜図１２を参照しながら説明する。図９は、従来の半導体集積回路の概要を示す図である。図９に示すように、この半導体集積回路１０１は、基板１０２を具備しており、基板１０２の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック１０３が形成されている。
また、機能ブロック１０３から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック１０３に出力するＩ／Ｏセル１１１〜１１ｐが、機能ブロック１０３の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド１２１〜１２ｐが、Ｉ／Ｏセル１１１〜１１ｐに並行するように形成されている。
【０００３】
図１０は、図９中のＩ／Ｏセル１１ｋ及びボンディングパッド１２ｋの近傍を拡大した図である。図１１は、半導体集積回路１０１の図１０中のＸＩ−ＸＩ'線における断面を示す図である。Ｉ／Ｏセル１１ｋは、配線１３１を具備し、ボンディングパッド１２ｋは、配線１３２〜１３４を具備する。
【０００４】
基板１０２上には、配線１３１が形成されており、基板１０２及び配線１３１上には、絶縁膜１４１が形成されている。
絶縁膜１４１上には、配線１３２が形成されており、配線１３２と配線１３１は、コンタクト１５１、１５２によって接続されている。
【０００５】
絶縁膜１４１及び配線１３２上には、絶縁膜１４２が形成されており、絶縁膜１４２上には、配線１３３が形成されている。配線１３３と配線１３２は、コンタクト１５３、１５４によって接続されている。
絶縁膜１４２及び配線１３３上には、絶縁膜１４３が形成されており、絶縁膜１４３上には、配線１３４が形成されている。配線１３４と配線１３３は、コンタクト１５５、１５６によって接続されている。
【０００６】
図１２は、ボンディングパッド１２ｋにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図１２に示すように、配線１３４には、導体で構成されるボンディング部材１４７によって、ワイヤ１４８が電気的に接続されている。また、ボンディング部材１４７によって、配線１３４の中央部に孔が形成され、配線１３４の一部が配線１３３に接続している。
【０００７】
従来の半導体集積回路１０１においては、多層構造の配線層及び絶縁膜が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収する。しかしながら、コンタクト１５５、１５６の強度不足により、ワイヤボンディング時に配線１３４とコンタクト１５５、１５６との間、又は、配線１３３とコンタクト１５５、１５６との間に隙間が生じ、ワイヤ１４８〜配線１３１間の導通不良が発生する場合があった。
また、従来の半導体集積回路１０１においては、配線１３４〜配線１３１間の浮遊容量が大きいため、動作速度の高速化の妨げとなっていた。
【０００８】
ところで、信頼性の高い外部との電気的な接続が可能な薄膜多層配線基板が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に掲載された薄膜多層配線基板は、支持基板の主面上に多層配線部および外部との電気的接続をなすＩ／Ｏ端子部が形成されて成る薄膜多層配線基板において、Ｉ／Ｏ端子部が多層配線部の支持基板面に隣接する第１の配線層を構成する金属と同種の金属から成る複数に分離されている下地層、各下地層の周縁部並びに外周辺部の配線パターンが存在しない領域面を被覆する第１の配線層と第２の配線層との層間絶縁層と同種の絶縁体から成る端子部保護層、および多層配線部の第２の配線層以降のいずれかの配線層を構成する金属と同種の金属から成りその配線層に接続し、他端が対応する下地層の露出面に接続するコンタクト層を具備した構成を成しているものであり、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収するのには適していない。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−３７４５０号公報（第２頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、上記の点に鑑み、本発明は、ワイヤボンディングによる導通不良の発生を防止することができ、動作速度を高速化することができる半導体集積回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る半導体集積回路は、第１の領域において所望の機能ブロックが形成され、複数の第２の領域において複数の入出力回路がそれぞれ形成された半導体基板と、半導体基板上に絶縁膜を介して形成された複数の配線層であって、各々の配線層が複数の第３の領域においてそれぞれ形成された複数の配線を含み、各々の第３の領域において最上層の配線層に形成された配線の少なくとも一部分がボンディングパッドを構成し、ボンディングパッドがそれぞれの第２の領域において絶縁膜に形成された開口を通してそれぞれの入出力回路に電気的に接続されている、複数の配線層とを具備する。
【００１３】
ここで、第３の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、いずれの入出力回路にも電気的に接続されていないこととしても良い。また、第３の領域の各々において最上層以外の配線層に形成された配線が、最上層の配線層に形成されたボンディングパッドが接続されているのと同一の入出力回路に電気的に接続されていることとしても良い。
【００１４】
以上の構成によれば、ワイヤボンディングによる導通不良の発生を防止するとともに、動作速度を高速化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体集積回路を示す図である。図１に示すように、半導体集積回路１は、基板２を具備しており、基板２の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック３が形成されている。
また、機能ブロック３から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック３に出力するＩ／Ｏセル１１〜１ｎが、機能ブロック３の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド２１〜２ｎが、Ｉ／Ｏセル１１〜１ｎに並行するように形成されている。
【００１６】
図２は、図１中のＩ／Ｏセル１ｉ及びボンディングパッド２ｉの近傍を拡大した図である。図３は、半導体集積回路１の図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ'線における断面を示す図である。Ｉ／Ｏセル１ｉは、配線３１、３３、３５を具備し、ボンディングパッド２ｉは、配線３２、３４、３６、３７を具備する。
【００１７】
基板２上には、配線３１、３２が形成されており、基板２及び配線３１、３２上には、絶縁膜４１が形成されている。
絶縁膜４１上には、配線３３、３４が形成されており、配線３３と配線３１は、コンタクト４４によって接続されている。絶縁膜４１及び配線３３、３４上には、絶縁膜４２が形成されている。
絶縁膜４２上には、配線３５、３６が形成されており、配線３５と配線３３は、コンタクト４５によって接続されている。絶縁膜４２及び配線３５、３６上には、絶縁膜４３が形成されている。
絶縁膜４３上には、配線３７が形成されており、配線３７と配線３５は、コンタクト４６によって接続されている。
【００１８】
図４は、ボンディングパッド２ｉにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図４に示すように、配線３７には、導体で構成されるボンディング部材４７によって、ワイヤ４８が電気的に接続されている。また、ボンディング部材４７によって、配線３７の中央部に孔が形成され、配線３７の一部が配線３６に接続している。
【００１９】
ここで、半導体集積回路１を従来の半導体集積回路１０１（図１２参照）と比較する。半導体集積回路１においては、半導体集積回路１０１におけるボンディングパッド１５５、１５６に相当するものは具備していないが、配線３２、３４、３６及び絶縁膜４１〜４３が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収し、半導体集積回路１の破壊を防止する。従って、半導体集積回路１において、半導体集積回路１０１におけるボンディングパッド１５５、１５６に相当するものを具備していないことによる問題は生じない。
【００２０】
また、半導体集積回路１０１においては、ワイヤボンディング時に配線１３４とコンタクト１５５、１５６との間、又は、配線１３３とコンタクト１５５、１５６との間に隙間が生じ、ワイヤ１４８〜配線１３１間の導通不良が生ずる場合があった。一方、半導体集積回路１においては、ワイヤボンディング時の衝撃がコンタクト４６には伝達されないため、ワイヤ４８〜配線３１間の導通不良の発生を防止することができる。
【００２１】
さらに、従来の半導体集積回路１０１においては、配線１３４〜配線１３１間の浮遊容量が大きいが、半導体集積回路１においては、配線３７〜配線３１間の浮遊容量が小さい。そのため、半導体集積回路１の動作速度を高速化することができる。
【００２２】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態に係る半導体集積回路を示す図である。図５に示すように、半導体集積回路５１は、基板５２を具備しており、基板５２の中央部には、所定の機能を実現する機能ブロック５３が形成されている。
また、機能ブロック５３から受け取った信号を外部回路に出力し又は外部回路から受け取った信号を機能ブロック５３に出力するＩ／Ｏセル６１〜６ｍが、機能ブロック５３の外周に沿って形成されており、ボンディングパッド７１〜７ｍが、Ｉ／Ｏセル６１〜７ｍに並行するように形成されている。
【００２３】
図６は、図５中のＩ／Ｏセル６ｊ及びボンディングパッド７ｊの近傍を拡大した図である。図７は、半導体集積回路５１の図６中のＶＩＩ−ＶＩＩ'線における断面を示す図である。Ｉ／Ｏセル６ｊは、配線８１を具備し、ボンディングパッド７ｊは、配線８２〜８４を具備する。
【００２４】
基板５２上には、配線８１が形成されており、基板５２及び配線８１上には、絶縁膜９１が形成されている。
絶縁膜９１上には、配線８２が形成されており、配線８２と配線８１は、コンタクト９４によって接続されている。絶縁膜９１及び配線８２上には、絶縁膜９２が形成されている。
絶縁膜９２上には、配線８３が形成されており、配線８３と配線８２は、コンタクト９５によって接続されている。絶縁膜９２及び配線８３上には、絶縁膜９３が形成されている。
絶縁膜９３上には、配線８４が形成されており、配線８４と配線８３は、コンタクト９６によって接続されている。
【００２５】
図８は、ボンディングパッド７ｊにワイヤボンディングを行った様子を示す図である。図８に示すように、配線８４には、導体で構成されるボンディング部材９７によって、ワイヤ９８が電気的に接続されている。また、ボンディング部材９７によって、配線８４に孔が形成され、配線８４の一部が配線８３に接続している。
【００２６】
ここで、半導体集積回路５１を従来の半導体集積回路１０１（図１２参照）と比較する。半導体集積回路５１においては、半導体集積回路１０１におけるボンディングパッド１５５、１５６に相当するものは具備していないが、配線８１〜８３及び絶縁膜９１〜９３が、ワイヤボンディング時の衝撃を吸収し、半導体集積回路５１の破壊を防止する。従って、半導体集積回路５１において、半導体集積回路１０１におけるボンディングパッド１５５、１５６に相当するものを具備していないことによる問題は生じない。
【００２７】
また、半導体集積回路１０１においては、ワイヤボンディング時に配線１３４とコンタクト１５５、１５６との間、又は、配線１３３とコンタクト１５５、１５６との間に隙間が生じ、ワイヤ１４８〜配線１３１間の導通不良が生ずる場合があった。一方、半導体集積回路５１においては、ワイヤボンディング時の衝撃がコンタクト９６には伝達されないため、ワイヤ９８〜配線８１間の導通不良の発生を防止することができる。
【００２８】
さらに、半導体集積回路５１を半導体集積回路１と比較する。半導体集積回路５１においては、ワイヤ９８とコンタクト９５との間が、ワイヤ９８〜配線８４〜コンタクト９６〜配線８３〜コンタクト９５の経路で導通されるほか、ワイヤ９８〜配線８４〜配線８３〜コンタクト９５の経路によっても導通される。従って、半導体集積回路５１においては、ワイヤ９８〜配線８１間の導通をより確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る半導体集積回路を示す図。
【図２】図１のボンディングパッド２ｉの拡大図。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ'線における断面図。
【図４】図３において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る半導体集積回路を示す図。
【図６】図５のボンディングパッド７ｊの拡大図。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ'線における断面図。
【図８】図７において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【図９】従来の半導体集積回路を示す図。
【図１０】図９のボンディングパッド１２ｋの拡大図。
【図１１】図１０のＸＩ−ＸＩ'線における断面図。
【図１２】図１１において、ボンディングが行われた様子を示す図。
【符号の説明】
【００３０】
１、５１、１０１  半導体集積回路、２、５２、１０２  基板、３、５３、１０３  機能ブロック、１１〜１ｎ、６１〜６ｍ、１１１〜１１ｐ  Ｉ／Ｏセル、２１〜２ｎ、７１〜７ｍ、１２１〜１２ｐ  ボンディングパッド、３１〜３７、８１〜８４、１３１〜１３４  配線、４１〜４３、９１〜９３、１４１〜１４３  絶縁膜、４４〜４６、９４〜９６、１５１〜１５６  コンタクト、４７、９７、１４７  ボンディング部材、４８、９８、１４８  ワイヤ
【図１】
2008113040.tif 000003
【図２】
2008113040.tif 000004
【図３】
2008113040.tif 000005
【図４】
2008113040.tif 000006
【図５】
2008113040.tif 000007
【図６】
2008113040.tif 000008
【図７】
2008113040.tif 000009
【図８】
2008113040.tif 000010
【図９】
2008113040.tif 000011
【図１０】
2008113040.tif 000012
【図１１】
2008113040.tif 000013
【図１２】
2008113040.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成20年2月28日(2008.2.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上方に形成された第１配線層及び第２配線層と、
前記第１配線層上及び前記第２配線層上に形成された第１絶縁膜と、
前記第１配線層上であって、前記第１絶縁膜に形成された第１コンタクトと、
前記第１絶縁膜上であって、前記第１コンタクト上に形成された第３配線層と、
前記第１絶縁膜上であって、前記第２配線層上方に形成された第４配線層と、
前記第３配線層上及び前記第４配線層上に形成された第２絶縁膜と、
前記第３配線層上であって、前記第２絶縁膜に形成された第２コンタクトと、
前記第２絶縁膜上であって、前記第２コンタクト上に形成された第５配線層と、
前記第２絶縁膜上であって、前記第４配線層上方に形成された第６配線層と、
前記第５配線層上及び前記第６配線層上に形成された第３絶縁膜と、
前記第５配線層上であって、前記第３絶縁膜に形成された第３コンタクトと、
前記第３絶縁膜上であって、前記第３コンタクト上から前記第６配線層上方に延在するボンディングパッドを含む第７配線層と、
前記第７配線層上に形成されたボンディング部材と、を含み、
前記第７配線層は、その断面において第１部分と第２部分とに分かれており、
前記第１部分と前記第２部分とは、前記第６配線層に接触している、半導体集積回路。
【請求項２】
半導体基板と、
前記半導体基板上方に形成された第１配線層及び第２配線層と、
前記第１配線層上及び前記第２配線層上に形成された第１絶縁膜と、
前記第１配線層上であって、前記第１絶縁膜に形成された第１コンタクトと、
前記第１絶縁膜上であって、前記第１コンタクト上に形成された第３配線層と、
前記第１絶縁膜上であって、前記第２配線層上方に形成された第４配線層と、
前記第３配線層上及び前記第４配線層上に形成された第２絶縁膜と、
前記第３配線層上であって、前記第２絶縁膜に形成された第２コンタクトと、
前記第２絶縁膜上であって、前記第２コンタクト上に形成された第５配線層と、
前記第２絶縁膜上であって、前記第４配線層上方に形成された第６配線層と、
前記第５配線層上及び前記第６配線層上に形成された第３絶縁膜と、
前記第５配線層上であって、前記第３絶縁膜に形成された第３コンタクトと、
前記第３絶縁膜上であって、前記第３コンタクト上から前記第６配線層上方に延在するボンディングパッドを含む第７配線層と、を含み、
前記第３配線層と前記第５配線層とは、その断面において同じ幅である、半導体集積回路。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記第７配線層は、入出力回路と電気的に接続されている、半導体集積回路。
【請求項４】
請求項３において、
さらに、機能ブロックが形成されている、半導体集積回路。
【請求項５】
請求項２において、
さらに、前記第７配線層上に形成されたボンディング部材を含む、半導体集積回路。
【請求項６】
請求項１又は５において、
さらに、前記ボンディング部材上に、ワイヤが形成されている、半導体集積回路。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
以上の課題を解決するため、本発明の第１の観点に係る半導体集積回路は、半導体基板と、半導体基板上方に形成された第１配線層及び第２配線層と、第１配線層上及び第２配線層上に形成された第１絶縁膜と、第１配線層上であって、第１絶縁膜に形成された第１コンタクトと、第１絶縁膜上であって、第１コンタクト上に形成された第３配線層と、第１絶縁膜上であって、第２配線層上方に形成された第４配線層と、第３配線層上及び第４配線層上に形成された第２絶縁膜と、第３配線層上であって、第２絶縁膜に形成された第２コンタクトと、第２絶縁膜上であって、第２コンタクト上に形成された第５配線層と、第２絶縁膜上であって、第４配線層上方に形成された第６配線層と、第５配線層上及び第６配線層上に形成された第３絶縁膜と、第５配線層上であって、第３絶縁膜に形成された第３コンタクトと、第３絶縁膜上であって、第３コンタクト上から第６配線層上方に延在するボンディングパッドを含む第７配線層と、第７配線層上に形成されたボンディング部材と、を含み、第７配線層は、その断面において第１部分と第２部分とに分かれており、第１部分と第２部分とは、第６配線層に接触している、半導体集積回路に関係する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、本発明の第２の観点に係る半導体集積回路は、半導体基板と、半導体基板上方に形成された第１配線層及び第２配線層と、第１配線層上及び前記第２配線層上に形成された第１絶縁膜と、第１配線層上であって、第１絶縁膜に形成された第１コンタクトと、第１絶縁膜上であって、第１コンタクト上に形成された第３配線層と、第１絶縁膜上であって、第２配線層上方に形成された第４配線層と、第３配線層上及び第４配線層上に形成された第２絶縁膜と、第３配線層上であって、第２絶縁膜に形成された第２コンタクトと、第２絶縁膜上であって、第２コンタクト上に形成された第５配線層と、第２絶縁膜上であって、第４配線層上方に形成された第６配線層と、第５配線層上及び第６配線層上に形成された第３絶縁膜と、第５配線層上であって、第３絶縁膜に形成された第３コンタクトと、第３絶縁膜上であって、第３コンタクト上から第６配線層上方に延在するボンディングパッドを含む第７配線層と、を含み、第３配線層と第５配線層とは、その断面において同じ幅である、半導体集積回路に関係する。