(57)【要約】【課題】チップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる半導体装置を得る。【解決手段】半導体基板１上に金属層２が直接に形成されている。金属層２は電気的に孤立している。絶縁膜３が金属層２を覆っている。ボンディングパッド４が絶縁膜３上に形成されている。このように半導体基板１上に金属層２が直接に形成されているため、十分な付着力を確保することができる。また、金属層２とボンディングパッド４は絶縁膜３により電気的に分離され、耐圧が確保される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に直接に形成され、電気的に孤立した金属層と、
前記金属層を覆う絶縁膜と、
前記絶縁膜上に形成されたボンディングパッドとを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁膜はＳｉＮ膜であ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】
前記絶縁膜はＳＩＰＯＳ（Semi-insulating Poly-crystalline Silicon）膜であ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４】
前記金属層の厚みは１μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記金属層の外周が前記ボンディングパッドの外周より大きいことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記金属層はＴｉ／Ａｕ／Ｔｉ構造であることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記金属層はＰｔ／Ｔｉ／Ａｕ構造であり、前記金属層のＰｔが前記半導体基板に拡散して反応層を形成していることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体基板と、
前記半導体基板上に直接に形成されたボンディングパッドと、
前記半導体基板上に前記ボンディングパッドとは隣接して形成された配線とを備え、
前記ボンディングパッドと前記配線との間において前記半導体基板の表面に溝が形成されてい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、チップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＧａＡｓ基板上にボンディングパッドが形成された半導体装置が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。従来はＧａＡｓ基板上に直接にボンディングパッドが形成され、ＧａＡｓ基板上にボンディングパッドと離間して配線が形成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−８４８２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＧａＡｓ基板の耐圧が低いため、ボンディングパッドと配線との間の耐圧を確保するのが困難であった。要求される耐圧を確保するため、ボンディングパッドと電極の間隔を広げる必要があり、チップ面積が大きくなるという問題があった。一方、ＧａＡｓ基板上にＳｉＮ膜を形成し、その上にボンディングパッドを形成した場合、耐圧及びＥＳＤ耐量が向上する。しかし、ＳｉＮ膜とＧａＡｓ基板の界面の付着力が低く、ボンディングパッドが剥がれるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的はチップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる半導体装置を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に直接に形成され、電気的に孤立した金属層と、前記金属層を覆う絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成されたボンディングパッドとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では半導体基板上に金属層が直接に形成されているため、十分な付着力を確保することができる。また、金属層とボンディングパッドは絶縁膜により電気的に分離され、耐圧が確保される。この結果、チップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。
【図３】比較例１，２に係る半導体装置の断面図とそれぞれのＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態３に係る半導体装置を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明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。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置を示す平面図である。図２は図１のＩ−ＩＩに沿った断面図である。ＧａＡｓ基板１上に金属層２が直接に形成されている。金属層２は例えばＴｉ／Ａｕであり、他の配線等には接続されず電気的に孤立している。絶縁膜３が金属層２を覆っている。ボンディングパッド４が絶縁膜３上に形成されている。配線５がＧａＡｓ基板１上にボンディングパッド４とは隣接して形成されている。
【００１１】
図３は、比較例１，２に係る半導体装置の断面図とそれぞれのＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を示す図である。比較例１ではＧａＡｓ基板１上にボンディングパッド４が直接に形成されている。このため、ボンディングパッド付着力は高いがＥＳＤ耐量が低くなる。比較例２では、ＧａＡｓ基板１上にボンディングパッド４が絶縁膜３を介して形成されている。この絶縁膜３によりＥＳＤ耐量は高くなるが、ＧａＡｓ基板１と絶縁膜３の界面の付着力が低いためボンディングパッド付着力が低くなる。従って、要求される耐圧を確保するため、ボンディングパッド４と配線の間隔を広げる必要があり、チップ面積が大きくなる。
【００１２】
一方、本実施の形態ではＧａＡｓ基板１上に金属層２が直接に形成されているため、十分な付着力を確保することができる。また、金属層２とボンディングパッド４は絶縁膜３により電気的に分離され、耐圧が確保される。この結果、チップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる。
【００１３】
なお、絶縁膜３はＳｉＮ膜であることが好ましい。これにより、半導体チップ内のＭＩＭキャパシタのＳｉＮ膜と同時に絶縁膜３を形成することできる。従って、ＭＩＭ構造とボンディングパッド構造を同時に形成することができ、プロセス工程を簡略化できる。
【００１４】
また、絶縁膜３はＳＩＰＯＳ（Semi-insulating Poly-crystalline Silicon）膜でもよい。ＳＩＰＯＳ膜を用いることで、ホッピング伝導によるリーク電流が生じ、ボンディングパッド４の破壊耐圧が向上する。
【００１５】
また、ボンディングパッド４上にワイヤボンディングを実施する時にボンディングパッド４に受ける衝撃又は圧力により金属層２が変形し、絶縁膜３が割れる可能性がある。絶縁膜３の割れが生じた場合、水分が浸入し耐湿性が低下する。そこで、金属層２の厚みｔを１μｍ以下にすることが好ましい。これにより、ワイヤボンディング時の衝撃による金属層２の変形を軽減し絶縁膜３の割れを抑制することができるため、耐湿性を確保することができる。
【００１６】
また、金属層２を蒸着により形成すると金属層２の周辺に金属ケバが残り、絶縁膜３がケバをカバレッジできず、金属ケバを介して上層ボンディングパッド４と金属層２が電気的にショートする場合がある。そこで、金属層２の外周をボンディングパッド４の外周より大きくして控え寸法Ｗを確保することが好ましい。これにより、ケバ発生部上にボンディングパッド４が無いため、ショートが生じない。控え寸法Ｗは、転写・プロセス工程のマージンを含めて、金属層２のパターンエッジ上にボンディングパッド４が形成されない寸法とする。例えば控え寸法Ｗを１ｕｍとする。
【００１７】
また、ワイヤボンディング時にボンディングパッド４が受ける衝撃又は圧力により金属層２が変形し、絶縁膜３が割れる場合がある。そこで、ボンディングパッド４の厚みを４ｕｍ以上とすることが好ましい。これにより、ワイヤボンディング時にボンディングパッド４が受ける衝撃又は圧力を軽減し、金属層２の変形を軽減し、絶縁膜３の割れを抑制することができる。この結果、耐湿性を確保することができる。
【００１８】
また、金属層２はＡｕより変形が小さいＷＳｉ、ＷＮ、又はＴａＮであることが好ましい。ワイヤボンディング時の衝撃又は圧力による金属層２の変形を抑制し、絶縁膜３の割れを抑制することができる。この結果、耐湿性を確保することができる。
【００１９】
また、金属層２はＴｉ／Ａｕ／Ｔｉ構造であることが好ましい。金属層２の最上層をＴｉ層とすることで、その上のＳｉＮの絶縁膜３との付着力が向上する。従って、ボンディングパッド４の付着力を更に向上させることができる。
【００２０】
実施の形態２．
図４は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置を示す断面図である。金属層２はＰｔ／Ｔｉ／Ａｕ構造であり、金属層２の最下層にあるＰｔ層がＧａＡｓ基板１に拡散して反応層６を形成している。これにより、金属層２とＧａＡｓ基板１の付着力を向上させ、ボンディングパッド４の付着力を更に向上させることができる。
【００２１】
実施の形態３．
図５は、本発明の実施の形態３に係る半導体装置を示す断面図である。ボンディングパッド４がＧａＡｓ基板１上に直接に形成されている。配線５がＧａＡｓ基板１上にボンディングパッド４とは隣接して形成されている。ボンディングパッド４と配線５との間においてＧａＡｓ基板１の表面に溝７が形成されている。この溝７によりボンディングパッド４と配線５との間の耐圧を向上させることができるため、チップ面積を大きくせずに、十分な耐圧及びＥＳＤ耐量とボンディングパッド付着力を確保することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  ＧａＡｓ基板（半導体基板）、２  金属層、３  絶縁膜、５  配線、６  反応層、７  溝
【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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