(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の周辺上の位置に形成された少なくとも２つのインダクタパッドと、
両端が前記少なくとも２つのインダクタパッドのうち２つに接続された少なくとも１つのボンディングワイヤと、
を備え、
前記半導体基板が、前記インダクタパッドの位置を除く前記半導体基板の周辺上に、内部回路の配線用に用いられる少なくとも１つのボンドパッドを備え、
前記少なくとも１つのボンディングワイヤが、（ｉ）前記少なくとも１つのボンドパッド及び（ｉｉ）前記少なくとも１つのボンドパッドに接続された少なくとも１つの第２のボンディングワイヤのうち少なくとも１つを飛び越すことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記インダクタパッドは、前記半導体基板の周辺上に複数個が形成されており、
前記少なくとも１つのボンディングワイヤは複数のボンディングワイヤを備え、前記ボンディングワイヤは前記少なくとも１つのボンドパッドを飛び越すように、各ボンディングワイヤは、前記インダクタパッドに接続され、前記複数のインダクタパッド間を連続的に電気的に接続するように周回状に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１において、
前記半導体基板の周辺上に形成された前記複数の少なくとも２つのインダクタパッドは第１のインダクタパッドと第２のインダクタパッドを備え、前記第１のインダクタパッドが前記複数のインダクタパッドのうち前記第２のインダクタパッドに対して斜め方向に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記半導体基板の周辺上の前記インダクタパッドの位置が、前記半導体基板の角部であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、
前記少なくとも１つのボンディングワイヤは、前記複数のインダクタパッド及び複数の前記ボンディングワイヤの組み合わせによりコイルを形成するように、前記半導体基板の周辺に沿って伸び、前記コイルの少なくとも一部が前記半導体基板の周辺に沿って伸びることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記コイルが、前記周辺に隣接した外周側コイルであり、前記半導体基板上に位置した内周側の複数のインダクタパッド及び前記内周側の複数のインダクタパッドに接続した複数の内周側のボンディングワイヤの組み合わせにより、前記外周側コイルによる前記周辺から分離された内周側コイルを形成し、前記内周側の複数のインダクタパッドのうちの１つがボンディングワイヤによって前記外周側コイルの前記複数のインダクタパッドのうちの１つに接続されることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかにおいて、
前記第１の複数のインダクタパッドのうちの１つに接続された前記ボンディングワイヤを用いてアンテナ用コイルを形成するとともに、このアンテナ用コイルを前記半導体基板に形成された回路に接続することを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
矩形形状を有する半導体基板の対角線上に存在する第１の角部及び第２の角部の近傍にそれぞれ形成された第１のインダクタパッド及び第２のインダクタパッドと、前記第１及び第２のインダクタパッドに接続された端を有するボンディングワイヤとを備えることを特徴とする半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、コイルやアンテナが半導体基板上に形成された半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  半導体基板上に薄膜成形技術を利用して渦巻き形状のパターンを形成し、このパターンをコイルとして利用する半導体回路が知られている。
図７は、半導体基板上に形成されたコイルの具体例を示す図である。図７に示すように、半導体基板１００の表面に金属パターン（例えば銅や金の薄膜パターン）によって渦巻き形状のコイル１１０が形成される。コイル１１０を半導体基板１００の表面に形成することにより、コイルを含んで構成される発振器等の全部品を半導体基板１１０上に一体形成して、外付け部品をなくすことができるため、部品点数の低減や工程の簡略化が可能になり、大幅にコストを削減することが可能になる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】  ところで、上述したように半導体基板１００上にコイル１１０を形成する場合には、コイル１１０の直径を大きくすることができないため、大きなインダクタンスを確保することができないという問題があった。また、コイル１１０の直下に半導体基板が存在するため、この半導体基板の表面に渦電流が発生し、高いＱ値を得ることができないという問題があった。
【０００４】  本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、半導体基板に大きなインダクタンスおよび高いＱ値を有するコイルを形成することができる半導体装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  上述した課題を解決するために、本発明の半導体装置は、矩形形状を有する半導体基板の角部の近傍に形成された第１のパッドと、少なくとも一方端がパッドに接続されたボンディングワイヤとを備えている。半導体基板の角部近傍に形成された第１のパッドを用いることにより、コイルとして使用するボンディングワイヤを長くすることができ、大きなインダクタンスを得ることができる。また、一般に半導体基板の角部は、パッドが形成されていない空き領域となっているため、この領域を用いて第１のパッドを形成することにより、半導体基板表面の有効利用を図ることが可能になる。また、一般にボンディングワイヤは、半導体基板の表面から若干隔たった位置に形成されるため、このボンディングワイヤをコイルとして用いた場合に半導体基板表面に発生する渦電流を低減することができ、高いＱ値を得ることが可能になる。
【０００６】  また、上述した半導体基板は、角部を除く周辺領域に、内部回路の配線用に用いられる第２のパッドを備えることが望ましい。半導体基板の角部に上述した第１のパッドを配置するとともに、それ以外の周辺領域に内部回路の配線用の第２のパッドを配置することにより、第２のパッドを形成する領域を減らすことなく、コイル形成用の第１のパッドおよびこの第１のパッドに接続されるボンディングワイヤを形成することができる。
【０００７】  また、上述したボンディングワイヤは、隣接する角部に対応する２つの第１のパッド間を連続的につなぐ周回状に形成されていることが望ましい。各角部に形成された第１のパッド間を周回状につなぐことにより、半導体基板の限られた表面積に対して大きなインダクタンスを得ることができる。
【０００８】  また、一の角部に対応して複数個の第１のパッドが形成されている場合に、上述したボンディングワイヤは、隣接する角部に対応する２つの第１のパッド間を連続的かつ多重につなぐ周回状に形成されていることが望ましい。これにより、さらに大きなインダクタンスのコイルを形成することが可能になる。
【０００９】  特に、上述した一つの角部に対応して形成された複数の第１のパッドは、この角部に隣接する辺に対して斜め方向に配置されていることが望ましい。一の角部の形成する複数の第１のパッドを斜め方向に配置することにより、隣接するボンディングワイヤの相互の接触を回避することができる。
【００１０】  また、上述したボンディングワイヤは、矩形形状の対角線上に存在する角部に対応する２つの第１のパッド間に形成されていることが望ましい。対角線上に形成されたボンディングワイヤを用いることにより、外周に沿って形成されたボンディングワイヤを用いた場合に比べて、異なるインダクタンスのコイルを形成すること可能になる。
【００１１】  また、上述した第１のパッドに接続されるボンディングワイヤは、第２のパッドに接続されるそれ以外のボンディングワイヤの形成が終了した後に形成されることが望ましい。これにより、第１のパッドに対応するボンディングワイヤの形成工程を最後に追加するだけでコイルの形成を行うことができるため、工程の変更を最小限に抑えることができる。
【００１２】  また、上述した第１のパッドに接続されたボンディングワイヤを用いてアンテナ用コイルを形成するとともに、このアンテナ用コイルを半導体基板に形成された回路に接続することが望ましい。これにより、アンテナ用コイルとこれに接続される回路の全体を半導体基板上に形成することが可能になり、外付け部品としてのアンテナを用いる場合に比べて、部品点数の減少による部品コスト、製造コスト等の低減が可能になる。
【００１３】  また、上述した第１のパッドに接続されたボンディングワイヤを用いてインダクタ用コイルを形成するとともに、このインダクタ用コイルを半導体基板に形成された回路に接続することが望ましい。これにより、インダクタ用コイルとこれに接続される回路の全体を半導体基板上に形成することが可能になり、外付け部品としてのインダクタ用コイルを用いる場合に比べて、部品点数の減少による部品コスト、製造コスト等の低減が可能になる。
【発明を実施するための形態】
【００１４】  以下、本発明を適用した一実施形態の半導体装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は、本実施形態の半導体装置を示す平面図である。また、図２は図１に示す半導体装置の部分的な斜視図である。これらの図に示すように、本実施形態の半導体装置１０は、矩形形状の半導体基板１２と、この半導体基板１２の４箇所の角部近傍に形成された複数のパッド２０と、角部以外の各辺に沿った周辺領域に形成された複数のパッド３０と、隣接するパッド２０間を接続するボンディングワイヤ４０とを含んで構成されている。
【００１５】  ボンディングワイヤ４０は、隣接する角部に形成された２つのパッド２０間を連続的につないでいる。具体的には、一の角部にパッド２０ａが、この角部に隣接する角部にパッド２０ｂがそれぞれ形成されており、これら２つのパッド２０ａ、２０ｂ間をつなぐようにボンディングワイヤ４０ａが形成されている。また、パッド２０ｂが形成された角部に隣接する角部にパッド２０ｃが形成されており、２つのパッド２０ｂ、２０ｃ間をつなぐようにボンディングワイヤ４０ｂが形成されている。同様に、パッド２０ｃが形成された角部に隣接する角部にパッド２０ｄが形成されており、２つのパッド２０ｃ、２０ｄ間をつなぐようにボンディングワイヤ４０ｃが形成されている。さらに、パッド２０ａとパッド２０ｄの間であってパッド２０ａの近傍にパッド３２が形成されており、パッド２０ｄ、３２間をつなぐようにボンディングワイヤ４０ｄが形成されている。このように、パッド２０ａ、３２によってボンディングワイヤ４０ａ、４０ｄの各一方端を終端するとともに、パッド２０ｂ、２０ｃ、２０ｄによってボンディングワイヤ４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄのそれぞれを中継するすることにより、全体として半導体基板１２の外周に沿ってほぼ１周するコイルが形成されている。
【００１６】  図３は、本実施形態の半導体装置１０におけるボンディングワイヤの形成順序を示す図である。本実施形態の半導体装置１０が配線基板（図示せず）の所定位置に固定されると、まず最初に、図３に示すように、角部以外の周辺領域に形成されたパッド３０に対してボンディングワイヤ５０を用いたワイヤボンディングによる配線が行われる。この工程は、従来から行われているワイヤボンディング工程と同じである。次に、図１および図２に示すように、角部あるいは角部近傍に設けられたパッド２０間あるいはパッド２０、３２間をつなぐワイヤボンディングによる配線が行われる。このとき形成されるボンディングワイヤ４０は、隣接するパッド２０間あるいはパッド２０とパッド３２との間を飛び越すように形成されるため、その下側に形成されたパッド３０やこのパッド３０に接続されたボンディングワイヤ５０から離間した状態を維持することができる。
【００１７】  ところで、上述したボンディングワイヤ４０によって形成されるコイルは、アンテナ用コイルとして使用する場合が考えられる。これにより、アンテナ用コイルとこれに接続される送信回路や受信回路等の全体を半導体基板１２上に形成することが可能になり、外付け部品としてのアンテナを用いる場合に比べて部品点数の減少による部品コストや製造コストの低減が可能になる。
【００１８】  あるいは、上述したボンディングワイヤ４０によって形成されるコイルは、インダクタ用コイルとして使用する場合が考えられる。これにより、インダクタ用コイルとこれに接続される発振器や同調回路等の全体を半導体基板１２上に形成することが可能になり、外付け部品としてのインダクタ用コイルアンテナを用いる場合に比べて部品点数の減少による部品コストや製造コストの低減が可能になる。
【００１９】  このように、半導体基板１２の４つの角部近傍に形成されたパッド２０を用いることにより、コイルとして使用するボンディングワイヤ４０を形成しているので、半導体基板１２の限られた表面積に対してボンディングワイヤ４０の長さを長くすることができ、大きなインダクタンスを得ることができる。
【００２０】  また、一般に半導体基板１２の角部は、内部回路の配線に用いられるパッド３０が形成されていない空き領域となっているため、この領域を用いてコイルとして使用するボンディングワイヤ４０を形成するために用いられるパッド２０を形成することにより、半導体基板１２表面の有効利用を図ることが可能になる。
【００２１】  さらに、ボンディングワイヤ４０は、半導体基板１２の表面から若干隔たった位置に形成されるため、このボンディングワイヤ４０をコイルとして用いた場合に半導体基板１２表面に発生する渦電流を低減することができ、高いＱ値を得ることが可能になる。
【００２２】  なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、半導体基板１２の周辺に沿ってほぼ１周するようにボンディングワイヤ４０を形成したが、この周回数を１周未満あるいは２周以上に設定するようにしてもよい。
【００２３】  図４は、ボンディングワイヤ４０の周回数を２回に設定した半導体装置１０Ａを示す平面図である。図４に示すように、半導体基板１２の一の角部近傍には、パッド２０、２４、３２が形成されている。２つのパッド２０、３２は、一方がコイルの巻始めに、他方が巻終わりに対応している。パッド２４は、外周側コイルを構成するボンディングワイヤ４０と内周側コイルを構成するボンディングワイヤ４２とが接続されており、これらの各コイルを中継接続する。
【００２４】  また、それ以外の角部近傍には、パッド２０、２２が形成されている。これら２つのパッド２０、２２は、対応する角部に隣接する辺に対して斜め方向に配置されている。一方のパッド２０は、外周側コイルを構成する２本のボンディングワイヤ４０が接続されており、これらを中継する。他方のパッド２２は、内周側コイルを構成する２本のボンディングワイヤ４２が接続されており、これらを中継する。
【００２５】  このように、ボンディングワイヤの周回数を２あるいはそれ以上に設定することにより、大きなインダクタンスを有するコイルを形成することが可能になる。また、図４に示すように、角部近傍においてパッド２０、２２を斜め方向に配置することにより、これらのパッド２０、２２を中継して形成される外周側コイルと内周側コイルが重なることを防止して、隣接するボンディングワイヤ４０、４２の相互の接触を回避することができる。
【００２６】  また、上述した実施形態では、半導体基板１２の周辺に沿ってボンディングワイヤ４０を形成したが、矩形形状を有する半導体基板１２の対角線上に存在する角部に形成されたパッド２０をボンディングワイヤで接続するようにしてもよい。
【００２７】  図５は、半導体基板１２の対角線上に存在する２つのパッド２０間をボンディングワイヤ４０Ｂを介して接続したコイルを有する半導体装置１０Ｂの概略的な平面図である。図５に示すように、対角線に沿って形成されたボンディングワイヤを用いることにより、あるいはこのボンディングワイヤと図１等に示したボンディングワイヤ４０等を組み合わせることにより、半導体基板１２の周辺に沿ってボンディングワイヤ４０を単に周回させた場合と異なるインダクタンスを有するコイルを形成することが可能になり、用途に応じて使い分けることができる。
【００２８】  また、上述した実施形態では、半導体基板１２上に１つのコイルを形成する場合を説明したが、半導体基板１２の表面を区切って、２種類あるいはそれ以上の数のコイルを形成するようにしてもよい。
図６は、半導体基板１２上に２種類のコイルが形成された半導体装置１０Ｃの概略的な構成を示す平面図である。図６に示すように、半導体基板１２の表面を２つの領域に分割した場合を想定し、各分割領域の周辺に沿って別々にボンディングワイヤを形成することにより、２種類のコイルが形成することが可能になる。これらのコイルの用途としては、一方をアンテナ用コイルとして使用し、他方をインダクタ用コイルとして使用する場合や、一方を送信用のアンテナ用コイルとして使用し、他方を受信用のアンテナコイルとして使用する場合等が考えられる。
【発明の効果】
【００２９】  以上詳細に説明したように、本発明によれば、半導体基板の角部近傍に形成された第１のパッドを用いることにより、コイルとして使用するボンディングワイヤを長くすることができ、大きなインダクタンスを得ることができる。また、一般に半導体基板の角部は、パッドが形成されていない空き領域となっているため、この領域を用いて第１のパッドを形成することにより、半導体基板表面の有効利用を図ることが可能になる。また、一般にボンディングワイヤは、半導体基板の表面から若干隔たった位置に形成されるため、このボンディングワイヤをコイルとして用いた場合に半導体基板表面に発生する渦電流を低減することができ、高いＱ値を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  一実施形態の半導体装置を示す平面図である。
【図２】  図１に示す半導体装置の部分的な斜視図である。
【図３】  半導体装置におけるボンディングワイヤの形成順序を示す図である。
【図４】  ボンディングワイヤの周回数を２回に設定した半導体装置を示す平面図である。
【図５】  半導体基板の対角線上に存在する２つのパッド間をボンディングワイヤを介して接続したコイルを有する半導体装置の概略的な平面図である。
【図６】  半導体基板上に２種類のコイルが形成された半導体装置の概略的な構成を示す平面図である。
【図７】  半導体基板上に形成されたコイルの具体例を示す図である。
【符号の説明】  １０  半導体装置
１２  半導体基板
２０、２２、３０、３２  パッド
４０、４２、５０  ボンディングワイヤ
【図１】
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【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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