(57)【要約】【課題】ＡｕワイヤがワイヤボンディングされたＡｌパッドは、経時変化によりワイヤ接合部のＡｕ−Ａｌ合金化領域が拡大し、隣接するパッドに接触して短絡するおそれがある。【解決手段】互いに隣接するパッド１の対向する辺のうち、ワイヤ接合部５に最も近い部分を含む凹部形成領域４ａに、パッド１の辺が凹になるように凹部４を形成する。凹部４ではパッド１からのＡｌの供給が途絶えるため、合金化速度が遅くなる。このため、最も短絡を生じやすい凹部近傍で合金化領域１１の拡大が抑制されるので、隣接するパッド１との短絡が遅延する。【選択図】図１
2009064942.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成されたボンディング用のパッドにおいて、
前記パッドの少なくとも一辺に、前記一辺が前記パッドの内側に凹むように形成された凹部と、
前記パッドに、前記ボンディングがなされる接合部とを有することを特徴とするボンディング用のパッド。
【請求項２】
前記パッドは、中央領域に前記接合部と、周辺領域に前記パッドの直下に形成されたビアに接続するためのビア接続領域とを有し、
前記接合部を表出する開口を有しかつ前記周辺領域を被覆する保護膜を備え、
前記凹部が前記周辺領域に形成されることを特徴とする請求項１記載のボンディング用のパッド。
【請求項３】
前記凹部に代えて、前記パッドの前記凹部の形成領域に、前記辺に沿ってスリットが形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のボンディング用のパッド。
【請求項４】
前記凹部に代えて、前記凹部の形成領域を薄くしたことを特徴とする請求項１又は２記載のボンディング用のパッド。
【請求項５】
上面にパッド及び前記パッドに接続する配線が設けられた回路基板上に、バンプを介して半導体装置がフエイスダウンボンディングされている電子機器において、
前記パッドは、請求項１、２、３又は４記載のボンディング用のパッドからなり、
前記バンプは、前記パッドの前記接合部にボンディングされたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ又はバンプ等のボンディング部材をパッドに合金化して接続するボンディング用のパッドに関し、とくに、経時変化による合金化の進行に起因する隣接パッドへの短絡を抑制したボンディング用のパッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に使用される電子部品、例えば半導体装置や回路基板には、外部の機器から電源及び電子信号を入出力するためのボンディング用のパッド、例えばワイヤをボンディングするためのパッドあるいはバンプを接合するためのバンプが設けられている。
【０００３】
一方、電子機器の小型化の進行と共に電子部品の集積度も高くなり、一つの電子部品に多数のパッドを高密度に配置する傾向が強くなっている。このため、小型のパッドを狭ピッチで並設した電子部品が広く使用されている。
【０００４】
ワイヤボンディングでは、薄い金属（例えばＡｌ）板からなるパッドの表面に、細い金属（例えばＡｕ）ワイヤを押圧、加熱して、パットの金属とワイヤの金属との合金を形成することでパッド表面にワイヤを接合する。ＡｕバンプをＡｌパッド上に接合するフエイスダウンボンディングにおいても、同様の合金接合がなされる。
【０００５】
しかし、かかる合金接合による接合では、長期間の動作の間に合金化した領域（以下、合金化領域という。）が拡大することがバイポーラトランジスタにおいて知られている。この拡大した合金化領域は、パッドの外側に配置された配線に接触して短絡を引き起こす（例えば、特許文献１を参照。）ことがある。
【０００６】
同様の合金化領域の拡大は、ワイヤボンディング又はフエイスダウンボンディングに用いられるボンディング用のパッドでも起こると予想される。以下に、従来のワイヤボンディング用のパッドで予想される合金化の進行について説明する。
【０００７】
図１２は従来のワイヤボンディング用のパッド平面図、図１３は従来のワイヤボンディング用のパッド断面図であり、ワイヤボンディング直後の状態から、合金化領域が経時的に変化する様子を表している。なお、図１２（ａ）及び図１３（ａ）はワイヤボンディング直後の状態を、図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）は数年を経過した時点の状態を、図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）はさらに時間が経過して短絡を生じた状態を表している。
【０００８】
図１２（ａ）及び図１３（ａ）を参照して、従来のワイヤボンディング用パッド１は、基板上に形成された絶縁膜１０上に、矩形パターンのＡｌ板として形成される。このパッド１は、一列に、複数のパッドが近接して互いに隣接するように形成される。
【０００９】
絶縁膜１０上には、パッド１を被覆するパッシベーション用の保護膜２が設けられる。この保護膜２には、パッドの中央領域１２を表出する開口３が形成され、ワイヤボンディングはこの開口３内に表出するパッド１表面にＡｕワイヤ６をボンディングすることでなされる。この保護膜２は、パッドの周辺領域１３を被覆するように形成され、パッド周辺からの汚染を防止する。
【００１０】
ワイヤボンディングされたワイヤ６は、先端が溶融して球形の金属ボール５を形成する。その金属ボール５がパッドと接合したワイヤ接合領域には、バッド１のＡｌとワイヤ６のＡｕが合金化したＡｕ−Ａｌ合金からなる合金化領域１１が形成される。
【００１１】
この合金化領域１１は、ボンディング直後では、金属ボール５の直下（より正確には金属ボール５とパッド１との接合面、即ちワイヤ接合部の直下）に形成される。以下、簡明を期すため、ワイヤ接合部を、金属ボール５と同一記号を付してワイヤ接合部５と記載する。なお、合金化領域１１は、半導体装置に通常用いられる薄いパッド１では、パッド１の上下を貫通して形成される。
【００１２】
図１２（ｂ）及び図１３（ｂ）を参照して、電子機器を動作している間に、ワイヤ６材料のＡｕがＡｌパッド１内を拡散して当初の合金化領域１１の外側に新たな合金化領域１１を形成する。このため、合金化領域１１は、ワイヤ接合部５を中心に同心円状に広がることとなる。
【００１３】
この合金化領域１１の拡大は、長年の動作期間、例えば数年の動作期間が経過すると、パッド１の周辺を超えてその外側に拡大する。
【００１４】
そして、図１２（ｃ）及び図１３（ｃ）を参照して、遂には、パッド１の外側に拡大した合金化領域１１が、同様に拡大した隣接するパッド１の合金化領域１１と接触して、短絡し絶縁不良を引き起こす。
【００１５】
このように、電子機器の長期間の使用により、上述したような合金化領域１１の拡大を原因として、ワイヤボンディング用のパッド１間の短絡が起きるおそれがある。かかる短絡は、厳しい使用環境、例えば高温かつ高消費電力の使用環境で電子機器を長期使用した場合に起こるので、とくに電子機器の寿命の最終期間近くで発生しやすい。このため、電子機器の寿命が短くなり、電子機器の信頼性を低下させる。
【００１６】
狭ピッチで並設された複数パッドにワイヤボンディングされるワイヤが、互いに接触しないようにワイヤ接合部を千鳥に配置するワイヤボンディング用のパッドが開示されている。（例えば、特許文献２を参照。）。
【００１７】
図１４は従来の千鳥に配置するワイヤボンディング用のパッド平面図であり、ワイヤ接合部を千鳥に配置したワイヤボンディング用のパッドを表している。
【００１８】
図１４を参照して、このパッド１は、長方形に形成され、ワイヤ接合部５はその長方形の端部に形成される。そして、ワイヤ接合部５の形成位置は、隣接するパッド１で互いに反対の端部に位置するように形成される。従って、ワイヤ接合部５は、並設されたパッド１に、千鳥に配置される。
【００１９】
このパッド１では、ワイヤ６間の平面距離を広くすることができるので、ワイヤ６の接触を防止することができる。しかし、隣接するパッド１の間隔は、上述の従来のワイヤボンディング用のパッド１と同一なので、ワイヤ接合部５から同心円状に拡大する合金化領域１１が隣接するパッド１に接触して生ずる短絡を回避することはできない。
【００２０】
もちろん、この構成ではワイヤ接合部５が千鳥に配置されるため、隣接するパッド１のワイヤ接合部５間の距離が大きく、隣接するパッド１から拡大してくる合金化領域１１同志が接触することはない。このため、短絡は、合金化領域１１と隣接するパッドとの接触によるものに限られる。従って、ワイヤ接合部１１を一列に配置する従来のワイヤボンディング用のパッドに比べて、千鳥に配置することで短絡までの時間を伸ばすことができる。しかしながら、これにより伸びる時間は僅かであり、実用的に十分なまで電子機器の寿命を伸ばすことは難しい。
【００２１】
正方形のパッドを千鳥状に配置して、合金化領域の拡大によるパッド間の短絡を回避することも考えられる。しかし、この方法では、上述した長方形のパッドを用いる方法と同様に、パッドの形成領域が大きくなってしまう。
【特許文献１】特開２００３−１００７５６号公報
【特許文献２】特開２００１−２１０６６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
上述したように、矩形のパッドを一列に配置する従来のワイヤボンディング用のパッドでは、ワイヤ接合部に形成されるワイヤの金属とパッドの金属とが合金化した合金化領域が、電子機器の動作期間中に同心円状に拡大し、隣接するパッドに接触して短絡を引き起こすおそれがある。このため、電子機器の寿命が短縮され、信頼性が損なわれる。
【００２３】
並設されたパッドのワイヤ接合部を千鳥に配置する他の従来のワイヤボンディング用のパッドでは、隣接するパッドのワイヤ接合部を千鳥に配置するために、通常のパッドに比べてほぼ二倍のパッド面積が必要になる。また、合金化領域の拡大速度は変わらず、かつ隣接するパッド間の距離も変わらないため、拡大した合金化領域が隣接パッドへ接触して短絡するまでの時間を十分長くすることは難しい。
【００２４】
さらに、正方形のパッドを千鳥に配置するのでは、パッドの配置に必要な基板面積が増加するという問題がある。
【００２５】
同様の問題は、ボンディング材料をパッドに合金化して接合するボンディング用のパッド、例えばバンプを接合するパッドでも生じ得る。
【００２６】
本発明は、ボンディングにより接合部に形成される合金化領域の動作期間中の拡大を遅くすることで、小型のパッドが短ピッチで配置され、かつ、長期の動作期間中に生ずるパッド間の短絡が防止されるボンディング用のパッド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】
【００２７】
上記課題を解決するために、本発明のボンディング用のパッドは、パッドの少なくとも一辺に、その一辺がパッドの内側に凹むように形成された凹部と、パッドの内側に、ボンディングがなされる接合部とを有する。
【００２８】
即ち、パッドの一辺、換言すればパッド周辺の一部分が切り取られ、その部分がパッドパターンの凹部を形成するように、パッドの平面パターンを形成する。そして、接合部はパッドの内側に形成される。即ち接合部が、凹部を含めてパッドの周辺と重ならないように周辺から離れて形成される。
【００２９】
既述したように、パッドの接合部はボンディング材料（例えばワイヤ又はバンプの金属）との合金化領域となっていて、この合金化領域は動作期間中に同心円パターン状に拡大する。この合金化領域の拡大は、パッド及びボンディング材料のそれぞれの構成金属の固相拡散により引き起こされる。
【００３０】
上記本発明のパッドでは、辺に凹部が形成されている。この凹部にはパッドの構成金属がなく、パッドの構成金属の拡散源は既に形成された合金化領域に限られる。このように、凹部ではパッドの構成金属の供給がないので、凹部における合金化領域の拡大が抑制される。従って、隣接パッドへの合金化領域の接触が抑制され、短絡が防止される。
【００３１】
本発明のボンディング用のパッドは、隣接するパッドに対向する辺のうち、パッドにボンディング材料が接合される接合部に最も近い部分が、パッドの内側に凹む凹部を形成する平面パターンを有することが好ましい。
【００３２】
即ち、凹部は、パッドの辺（隣接パッドと隣合う辺）のうち、接合部に最も近い位置に相当する部位に形成される。従って、凹部がなければ最も早く合金化領域が隣接パッドに接触する部位において、凹部の形成により合金化領域の拡大が抑制される。このため、短絡を効果的に遅延させることができる。
【００３３】
本発明にパッドのパターン（平面形状）を、凹部が、隣接するパッドに対向する辺の中央部分に形成してもよい。通常、接合部分はパッドの中央に形成されることが多い。従って、拡大した合金化領域は、パッドの辺の中央部分が最も早くパッドの外側にはみ出し、隣接するパッドに接触しやすい。この構成では、パッドの辺の中央部分に凹部が形成されているので、合金化領域が最初に短絡する部分の拡大速度が遅くなり、既述の接合部と最近接位置にある辺に凹部を形成する構成と同様に、短絡を効果的に遅くすることができる。
【００３４】
上述したように、本発明のパッドは、接合部の最近接位置にあるパッドの辺に凹部を形成し、凹部ではパッド金属の供給を絶つことで凹部での合金化領域を拡大を抑制する。従って、凹部に代えて、パッド金属の供給を絶つ構造、例えば、凹部形成位置にスリットを形成しても同様の効果が得られる。また、パッドの凹部形成領域を薄くすることで、供給されるパッド金属の量を制限しても、同様にスリット位置での合金化領域の拡大を遅延させることができる。さらに、凹部形成領域に複数の凹部を櫛歯状に形成しても、同様の効果が得られる。
【００３５】
さらに、パッド周辺領域を被覆し、パッド中央領域を表出する開口を有する保護膜（パッシベーション膜）を基板上に形成することで、パッド周辺部を凹部も含めて保護膜で被覆してパッド周辺からの汚染物質の侵入を防止することが望ましい。
【００３６】
このとき、パッド下方に形成されたビアとパッドを接続するビア接続領域を、保護膜で被覆されたパッド周辺領域に形成する。これにより、パッド面積を増加することなく多数のビアを接続することができる。
【００３７】
上述した本発明に係るパッドは、半導体装置（例えば、半導体回路が形成された半導体チップ）の他、回路基板のボンディング用のパッドにも適用することができる。
【００３８】
本発明の第２の構成は、上面にパッド及び前記パッドに接続する配線が設けられた回路基板上に、バンプを介して半導体装置がフエイスダウンボンディングされている電子機器に関し、パッドが上述した本発明に係るボンディング用のパッドからなり、バンプがパッドの接合部にボンディングされている。
【００３９】
本第２の構成では、フエイスダウンボンディングがなされる回路基板の表面に、上述した第１の構成に係るボンディング用のパッドが設けられている。そして、バンプを有する半導体装置（例えば半導体チップ）が、回路基板上のボンディング用パッドにそのバンプを介して接合され、搭載される。
【００４０】
半導体装置に設けられるフエイスダウンボンディング用のバンプは、非常に小さくかつ短ピッチで列設されるので、それらのバンプが接合される回路基板上のボンディング用のパッドも半導体装置のバンプに合わせて小さくかつ短ピッチで配置される。従って、接合部の合金化領域がパッド外に拡大して短絡するおそれがある。
【００４１】
本第２の構成の電子機器に用いられている回路基板は、ボンディング用のパッドが第１の構成のボンディング用のパッドからなるので、合金化領域の拡大速度が減速されて短絡に至る時間が長くなり、信頼性に優れた電子機器が実現される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、ワイヤボンディング用のパッドの周辺に形成された凹部近傍で、合金化領域の拡大速度が抑制されるので、拡大した合金化領域が隣接するパッドに接触して短絡する不良発生を遅らせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
本発明の第１実施形態は、半導体装置に設けられた凹部を有するワイヤボンディング用のパッドに関する。
【００４４】
図１は本発明の第１実施形態平面図であり、辺に凹部が形成されたワイヤボンディング用パッドの平面形状を表している。
【００４５】
図１を参照して、本第１実施形態では、矩形パターンのワイヤボンディング用のパッド１が、半導体基板上に例えば２μｍの間隔をおいて一列に並べて配置されている。なお、図１は、その並設されたパッドの中の２個を表している。
【００４６】
本第１実施形態のパッド１は、図１３（ａ）に示す従来のワイヤボンディング用のパッド１と同様、半導体基板（不図示）上に形成された絶縁膜１０の上に設けられる。さらに、パッド１及び絶縁膜１０上にパッシベーション用の保護膜２が形成される。この保護膜２には、パッド１の中央部分１２を表出する開口３が形成されている。
【００４７】
再び図１を参照して、パッド１は、例えば厚さ１μｍのＡｌ−Ｓｉ合金からなり、辺長４８μｍの正方形にパターニングされている。このパッド１の隣接パッド１に対向する２辺（図１でパッド１の左右の辺）に、辺の中央部分が削除された形の凹部４が形成されている。即ちパッド１の平面形状は、正方形のパッド１の左右両側の中央（上下方向の中央）が凹むパターン、換言すれば、パッド１の上下で４８μｍと広い幅を有し、凹部４が形成されているパッド１の中央付近で、例えば４５μｍの狭い幅を有するパターンとなる。なお、本第１実施形態では、凹部４が形成される凹部形成領域４ａは、凹部４そのものと同一領域となる。
【００４８】
保護膜２の開口３は、例えば辺長４４μｍの正方形パターンをなし、その開口３の中央にＡｕワイヤ６の溶融した先端からなる金属ボール５がバッド１表面に接合される。その接合部は、Ａｌ−Ａｕ合金からなる合金化領域１１（図１４（ａ）参照）が形成されており、ワイヤ６とパッド１が接合したワイヤ接合部５を形成する。従って、ワイヤ接合部５（金属ボール５とほぼ同じ平面形状をなしている。）は、パッド１の開口３の中央、即ちパッド１の中央を中心とする円形に形成される。
【００４９】
パッド１の外周に沿い、例えばほぼ２μｍ幅の周辺領域１３が設けられる。この周辺領域１３は、開口３の外側に位置し、保護膜２により被覆される。これにより、パッド１の周辺からの汚染物質の浸透が防止される。
【００５０】
凹部４は、保護膜２により被覆された周辺領域１３内に形成される。即ち、凹部４の底辺は保護膜２により被覆された周辺領域１３内にあり、開口３に表出しない。従って、凹部４底辺からの汚染が防止される。もちろん、必要ならば、凹部４の底辺が開口３に表出するように、凹部４を形成することもできる。
【００５１】
さらに、周辺領域１３の底面には、パッド１の下の絶縁膜１０に形成されたビア７が接続される。このビア７は、抵抗を小さくするために可能な範囲で多数設けることが望ましい。本第１実施形態では、凹部４を除く周辺領域１３にビア７を接続することができる。即ち、パッド１の上下の周辺領域１３の他、パッド１の左右の周辺領域１３の中で凹部４が形成されていない部分にもビア７を接続することができる。従って、パッド１の幅を狭くするため、単にパッド１の左右の周辺領域１３を除去したパッドに比べて、多くのビア７を接続することができる。
【００５２】
図４は本発明の効果を説明するための平面図であり、拡大した合金化領域の平面形状を表している。なお、図４（ａ）は第１実施形態のパッドを、図４（ｂ）は第３実施形態のパッドを表している。
【００５３】
図４（ａ）を参照して、本第１実施形態では、パッド１の辺の一部に凹部４が形成されているため、この部分でパッド１の金属の供給が少なくなり、合金化領域１１の拡大速度が低下する。その結果、ワイヤ接合部５を中心に同心円状に拡大してきた合金化領域１１は、凹部４で拡大が抑制され、凹部４の部分が凹んだ同心円状になる。従って、凹部４がないため合金化領域が同心円状に拡大する従来のパッドに比べて、合金化領域１１が隣接するパット１へ接触するまでの時間が大幅に長くなる。
【００５４】
本発明の第２実施形態は、凹部を複数設けたワイヤボンディング用パッドに関する。
【００５５】
図２は本発明の第２実施形態平面図であり、１辺に複数凹部が設けられたワイヤボンディング用のパッドの平面形状を表している。
【００５６】
図２を参照して、本第２実施形態では、第１実施形態のパッド１の凹部４が形成されている辺に、複数の凹部４が形成されている。この複数凹部４の一つは、パッド１の辺のうち、ワイヤ接合部５に最も近い部分に形成される。その凹部４の上下に残りの凹部４が形成される。さらに、これら複数の凹部４に挟まれた周辺領域１３にも、ビア７が接続されている。それ以外は第１実施形態のパッド１と同様である。
【００５７】
本第２実施形態のパッド１は、ワイヤ接合部５の最近接部分に凹部４の一つが設けられるので、第１実施形態と同様に合金化領域１１が拡大して隣接パッド１へ接触する時間を遅延させることができる。
【００５８】
さらに、ワイヤ接合部５の最近接部分の凹部４の長さ（凹部の開口の長さ）を短くして、その上下にビア７との接続領域を設けることで、ビア７をワイヤ接合部５に近い位置に設け、ビア７とワイヤ６間の抵抗を小さくすることができる。このとき、単にワイヤ接合部５の最近接部分の凹部４を小さくすると、その上下の周辺領域１３から合金化領域１１がパッド１外へ拡大して隣接するパッド１に接触するおそれがある。本構成のように、複数の凹部４を設けることで、かかる合金化領域１１のパッド１外へのはみ出しを抑制し、短絡をより確実に防止することができる。
【００５９】
本発明の第３実施形態は、凹部形成領域に櫛歯状の凹部を形成したワイヤボンディング用パッドに関する。
【００６０】
図３は本発明の第３実施形態平面図であり、１辺に櫛歯状の凹部が設けられたワイヤボンディング用のパッドの平面形状を表している。
【００６１】
図３を参照して、本第３実施形態では、第１実施形態のパッド１の凹部４が形成される凹部形成領域４ａに、櫛歯状の凹部４が形成される。この櫛歯状の凹部４の平面形状は、凹凸のピッチを凹凸の段差に比べて小さいものとする。それ以外は第１実施形態のパッド１と同様である。
【００６２】
図４（ｂ）を参照して、本第３実施形態では、凹部形成領域４ａに櫛歯状の凹凸が形成される。パッド１の金属は、細い凸の部分からのみ供給され、細い凹部へ拡散する。このため、平均化した金属供給量がパッド１の他の部分に比べて少ない。従って、ワイヤ接合部５を中心に同心円状に拡大した合金化領域１１が凹部形成領域４ａに到達すると、凹部形成領域４ａでの合金化領域１１の拡大速度が低下する。他方、パッド１の金属は、櫛歯状の凹凸の横方向（辺に沿う方向）へ容易に拡散するから、この凹部形成領域４ａの合金化領域１１は、辺に平行に形成される。その結果、合金化領域１１は、同心円の両側をパッド１の辺に平行に切り取った形状を呈する。従って、第１実施形態に比べて、凹部４の外側で隣接するパッド１に接触する可能性が回避されるので、より高い信頼性が得られる。
【００６３】
図５は本発明の第４実施形態平面図であり、スリットが形成されたワイヤボンディング用のパッド１を表している。
【００６４】
図５を参照して、第４実施形態では、第１実施形態のパッド１の凹部形成領域４ａに、凹部４に代わりパッド１を貫通するスリット８が設けられる。スリット８の部分からパッド１の金属は供給されないから、第１実施形態と同様に、スリット８の部分での合金化領域１１の拡大が抑制され、合金化領域１１が隣接するパッド１に接触するまで時間を遅延することができる。
【００６５】
本発明の第５実施形態は、短いスリット８が分割して形成されたワイヤボンディング用のパッド１に関する。
【００６６】
図６は本発明の本発明の第５実施形態平面図であり、スリットが分割して形成されたワイヤボンディング用のパッド１を表している。
【００６７】
図６を参照して、第５実施形態では、第２実施形態のパッド１の複数の凹部４に代えて、パッド１を貫通する複数のスリット８を設けたものである。スリット８の長さは第２実施形態のパッド１の凹部４の長さに等しくすることで、スリット８間にビア７の接続領域を設けることができる。
【００６８】
図７は本発明の第６実施形態平面図、図８は本発明の第６実施形態断面図であり、それぞれ凹部形成領域４ａのパッド１を薄く形成したワイヤボンディング用のパッドの平面形状及び断面形状を表している。
【００６９】
図７及び図８を参照して、本第６実施形態では、第１実施形態の凹部形成領域４ａ（即ち、凹部４が形成された領域）を、凹部４に代えて、パッド１の厚さを薄くした薄膜部９とする。薄膜部９のパターン（平面形状）は、上述した第１〜第５実施形態で説明した凹部４、櫛歯状の凹部４又はスリット７の平面パターンと同様のパターンである。
【００７０】
この薄膜部９はパッド１の他の部分より薄いので、合金化に際して薄膜部９からのパッド１の金属の供給は少なくなる。従って、この薄膜部９での合金化領域の拡大速度が抑制され、合金化領域の隣接するパッド１への接触が抑制される。
【００７１】
かかるパッド１は、例えばパッド１を矩形にパターニングする工程と、薄膜部９をエッチングして薄くする工程との、二度のパターニングにより形成される。或いは、パッドの矩形パターンを覆い、薄膜部９を薄く形成されたフォトレジストマスクを用いたエッチングにより形成することもできる。
【００７２】
本第６実施形態のパッド１は、薄膜部９を含めてパッド１の周辺領域１３が全て完全な平面形状、例えば矩形の枠状に形成され、凹部４やスリット７の如き欠損する部分がない。従って、周辺領域１３の任意の位置にビア７を接続することができる。このため、多くのビア７を接続可能であり、ワイヤ６を低い抵抗で接続することができる。
【００７３】
本発明の第７実施形態は、パンプが表面に形成されたボンディング用のパッドに関する。
【００７４】
図９は本発明の第７実施形態平面図、図１０は本発明の第７実施形態断面図であり、それぞれバンプが表面に形成されたボンディング用のパッドの平面形状及び断面構造を表している。
【００７５】
図９及び図１０を参照して、絶縁膜１０上に複数のパッド１が設けられ、絶縁膜１０及びパッド１上を被覆する保護膜２が設けられる。保護膜にはパッド１中央部にＡｕスタッドパンプ２５が接合される接合部２５を表出する開口３が開設されている。このパッド１の平面形状は、既述した第１実施形態の凹部４を有するパッド１と同一である。なお、バンプ２５がバッド１に接合される領域は、ほぼバンプ２５と同じ平面形状をなすので、説明を簡明にするためバンプ２５と同一の符号を付して接合部２５として示している。
【００７６】
接合部２５直下のパッド１は、バンプ１のＡｕ又はＡｕ合金とパッドのＡｌ又はＡｌ合金との合金からなる合金化領域１１となっている。以上はバンプ２５を除き、既述の第１実施形態と同様である。
【００７７】
本第７実施形態では、第１実施形態のＡｕワイヤ６に代えて、Ａｕスタッドバンプ２５を接合している。即ち、Ａｌパッド１上にワイヤボンディング用のＡｕワイヤをボンデイングツールを用いてボンディングしたのち、パッド１上で溶融して球状になったＡｕスタッドバンプ２５からＡｕワイヤを溶断して切り離すことでバンプ２５が形成される。
【００７８】
このバンプ２５の形成方法によれば、合金化領域１１の生成とその経時変化である合金化領域１１の拡大は第１実施形態と同様に起こり得る。本第７実施形態では、第１実施形態のパッド１と同様に合金化領域１１の拡大を遅らせ、隣接パッドとの短絡を遅らせることができる。
【００７９】
なお、本第７実施形態は第１実施形態のパッド上にバンプ２５を形成したが、これに限らず、第２〜第６実施形態のバッド上にバンプ２５を形成したものであっても同様に短絡を遅延することができる。
【００８０】
本発明の第８実施形態は、回路基板上に半導体装置をフエイスダウンボンディングにより搭載した電子機器に関する。
【００８１】
図１１は本発明の第８実施形態断面図であり、回路基板上に半導体装置をフエイスダウンボンディングにより搭載した電子機器２０を表している。なお、図１１の円内は、回路基板上のパッド１の平面配置を表す平面図である。
【００８２】
図１１を参照して、本第８実施形態では、Ｓｉ基板からなる回路基板２４上にバッド２１及びバッド１に接続され回路基板２４上面に延在するＡｌ配線２２が形成されている。これらの配線２２およびパッド２１は同一Ａｌ配線層に形成されていてもよく、配線２２上にパッド２１が形成されているものでもよい。さらには、配線２２とバッド２１とは多層配線を構成し、第１〜第６実施形態のように、パッド２１の下方からビアを介して配線２２と接続するものであってもよい。
【００８３】
主面にＡｕ又はＡｕ合金からなるバンプ２６と集積回路が形成されたフリップチップからなる半導体装置２３が、回路基板２４の上面にフエイスダウンボンディングされている。このボンディングは、半導体装置２３のバンプ２６を、例えば超音波ボンディング装置を用いて回路基板上のパッド２１へ接合することでなされる。この接合部はバンプ２６とパッド２１の金属が合金化した合金化領域を構成することは第１〜第６実施形態と同様である。
【００８４】
パッド２１は、図１１中の円内を参照して、半導体装置２３のバンプ２６と同一ピッチで配列される。このパッド２１の平面形状は、第１実施形態と同様の凹部を有する。他に、第２〜第６実施形態のパッド１の平面形状と同じものであってもよい。かかる平面形状のパッド２１を用いることで、第１〜第６実施形態と同様、合金化領域の拡大を抑制し、隣接するパッド間の短絡を遅延することができる。
【００８５】
上述した本明細書には、以下の付記記載の発明が開示されている。
（付記１）基板上に形成されたボンディング用のパッドにおいて、
前記パッドの少なくとも一辺に、前記一辺が前記パッドの内側に凹むように形成された凹部と、
前記パッドに、前記ボンディングがなされる接合部とを有することを特徴とするボンディング用のパッド。
（付記２）基板上に並設されたボンディング用のパッドにおいて、
前記パッドの平面パターンは、隣接するパッドに対向する辺の、前記接合部に最も近い部分が、前記パッドの内側に凹む凹部を形成していることを特徴とするボンディング用のパッド。
（付記３）前記パッドは、中央領域に前記接合部と、周辺領域に前記パッドの直下に形成されたビアに接続するためのビア接続領域とを有し、
前記接合部を表出する窓を有しかつ前記周辺領域を被覆する保護膜を備え、
前記凹部が前記周辺領域に形成されることを特徴とする付記１又は２記載のボンディング用のパッド。
（付記４）前記凹部は、前記パッドの内側に凹む複数凹部から構成されていることを特徴とする付記１、２又は３記載のボンディング用のパッド。
（付記５）前記凹部に代えて、前記パッドの前記凹部の形成領域に、前記辺に沿ってスリットが形成されていることを特徴とする付記１、２又は３記載のボンディング用のパッド。
（付記６）複数の前記スリットが、前記辺に沿って一列に形成されていることを特徴とする付記５記載のボンディング用のパッド。
（付記７）前記凹部は、前記パッドの内側に凹む複数凹部から構成され、
前記複数凹部の間に、前記ビア接続領域が形成されることを特徴とする付記２記載のボンディング用のパッド。
（付記８）前記凹部に代えて、前記パッドの前記凹部の形成領域に、前記辺に沿って一列に複数スリットが形成され、
前記複数スリットの間に、前記ビア接続領域が形成されることを特徴とする付記７記載のボンディング用のパッド。
（付記９）前記凹部に代えて、前記凹部の形成領域を薄くしたことを特徴とする付記１、２又は３記載のボンディング用のパッド。
（付記１０）前記パッドは、Ａｌ又はＡｌ合金からなるパッドであることを特徴とする付記１〜９の何れかに記載のボンディング用のパッド。
（付記１１）前記パッドは、Ａｕ又はＡｕ合金からなるワイヤ又はバンプをボンディングするためのパッドであることを特徴とする付記１０記載のボンディング用のパッド。
（付記１２）上面にパッド及び前記パッドに接続する配線が設けられた回路基板上に、バンプを介して半導体装置がフエイスダウンボンディングされている電子機器において、
前記パッドは、請求項１、２、３又は４記載のボンディング用のパッドからなり、
前記バンプは、前記パッドの前記接合部にボンディングされたことを特徴とする電子機器。
（付記１３）前記回路基板はシリコン基板からなり、
前記パッド及び配線は、Ａｌ又はＡｌ合金からなり、
前記バンプは、Ａｕ又はＡｕ合金からなることを特徴とする付記１２記載の電子機器。
（付記１４）前記半導体装置に設けられていた前記バンプが、フエイスダウンボンディングにより前記パッドに接合されたことを特徴とする付記１２又は１３記載の電子機器。
【産業上の利用可能性】
【００８６】
本発明を半導体装置のボンディング用のパッドに適用することで、寿命が長く信頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１実施形態平面図
【図２】本発明の第２実施形態平面図
【図３】本発明の第３実施形態平面図
【図４】本発明の効果を説明するための平面図
【図５】本発明の第４実施形態平面図
【図６】本発明の第５実施形態平面図
【図７】本発明の第６実施形態平面図
【図８】本発明の第６実施形態断面図
【図９】本発明の第７実施形態平面図
【図１０】本発明の第７実施形態断面図
【図１１】本発明の第８実施形態断面図
【図１２】従来のワイヤボンディング用のパッド平面図
【図１３】従来のワイヤボンディング用のパッド断面図
【図１４】従来の千鳥に配置するワイヤボンディング用のパッド平面図
【符号の説明】
【００８８】
１  パッド
１ａ  配線
２  保護膜
３  開口
４  凹部
４ａ  凹部形成領域
５  金属ボール（ワイヤ接合部）
６  ワイヤ
７  ビア
８  スリット
９  薄膜部
１０  絶縁膜
１１  合金化領域
１２  中央領域
１３  周辺領域
２０  電子機器
２１  パッド
２２  配線
２３  半導体装置
２４  回路基板
２５  バンプ（接合部）
２６  バンプ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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