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JP2008135692A - Semiconductor device - Google Patents

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Publication number
JP2008135692A
JP2008135692A JP2007150431A JP2007150431A JP2008135692A JP 2008135692 A JP2008135692 A JP 2008135692A JP 2007150431 A JP2007150431 A JP 2007150431A JP 2007150431 A JP2007150431 A JP 2007150431A JP 2008135692 A JP2008135692 A JP 2008135692A
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JP
Japan
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electrode layer
uppermost wiring
wiring
semiconductor device
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2007150431A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Kuzuhara
葛原  剛
Atsushi Komura
篤 小邑
Mitsutaka Katada
満孝 堅田
Takayoshi Naruse
孝好 成瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2007150431A priority Critical patent/JP2008135692A/en
Priority to US11/976,308 priority patent/US7642653B2/en
Priority to DE102007050610A priority patent/DE102007050610A1/en
Publication of JP2008135692A publication Critical patent/JP2008135692A/en
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    • H10W72/90
    • H10W72/07551
    • H10W72/50
    • H10W72/536
    • H10W72/5475
    • H10W72/5522
    • H10W72/59
    • H10W72/9226
    • H10W72/923
    • H10W72/952

Landscapes

  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Wire Bonding (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To lower wiring resistance and parasitic inductance while preventing cracking of a pad and a lower layer wiring as well as breakage of a semiconductor element, and shortening the effective length of wiring, with no addition of a manufacturing process. <P>SOLUTION: A top wiring combined with electrode layer 58 is arranged just above a cell part where an LDMOS10 which is to be a power element is formed. A top wiring layer that is electrically connected to the element in the cell part and the electrode layer constituting a part of the pad structure are shared by the top wiring combined with electrode layer 58. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体素子が形成されたセル部の上部においてワイヤボンディングを行うようにした半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device in which wire bonding is performed on an upper portion of a cell portion in which a semiconductor element is formed.

従来、半導体素子が形成されたセル部の上部においてワイヤボンディングが行えるようにする技術として、例えば、特許文献1や特許文献2に示されるものがある。特許文献1では、ワイヤボンディングを行うパッド部分において絶縁膜や金属膜の膜厚を1〜2μmにすること、特許文献2では、ワイヤボンディングを行うパッド部分において配線を多層化することにより、共に、クラックの発生や半導体素子の破壊を抑制することでワイヤボンディングが行えるようにしている。   Conventionally, as a technique for enabling wire bonding at an upper portion of a cell portion in which a semiconductor element is formed, for example, there are those shown in Patent Document 1 and Patent Document 2. In Patent Document 1, the film thickness of the insulating film or the metal film is set to 1 to 2 μm in the pad portion where wire bonding is performed, and in Patent Document 2, the wiring is multilayered in the pad portion where wire bonding is performed. Wire bonding can be performed by suppressing the occurrence of cracks and the destruction of semiconductor elements.

また、特許文献3では、ワイヤボンディングを行う部分の周辺にビアホールを形成し、ワイヤボンディングを行う部分の直下にはビアホールを形成しないようにする技術も提案されている。   Patent Document 3 also proposes a technique in which a via hole is formed around a portion where wire bonding is performed, and a via hole is not formed immediately below the portion where wire bonding is performed.

さらに、特許文献4では、絶縁膜もしくはパッシベーション膜から突出するようにCu電極を配置すると共に、このCu電極の表面のAl膜にて被覆することで、ボンディング時の衝撃吸収と、Cu電極の耐食を図ることができる構造が提案されている。
特表2003−518739号公報 特開平8−236706号公報 特許第3432284号公報 特開2006−5325号公報
Furthermore, in patent document 4, while arrange | positioning Cu electrode so that it may protrude from an insulating film or a passivation film, and coat | covering with the Al film | membrane of the surface of this Cu electrode, the impact absorption at the time of bonding and corrosion resistance of Cu electrode are carried out. A structure capable of achieving the above has been proposed.
Special table 2003-518739 gazette JP-A-8-236706 Japanese Patent No. 3432284 JP 2006-5325 A

しかしながら、上記特許文献1や特許文献2に示される構造の場合、下地となるパターンに左右されやすく、必ずしもクラックの発生や半導体素子の破壊が防止できるという訳ではないことが確認された。   However, in the case of the structures shown in Patent Document 1 and Patent Document 2, it has been confirmed that the structure is easily influenced by the underlying pattern, and it is not always possible to prevent the occurrence of cracks and the destruction of the semiconductor element.

また、特許文献3の構造の場合、ワイヤボンディングを行う部分の周囲にのみビアホールを形成しているため、パワー素子のドレイン配線やソース配線をそこまで引き回さねばならず、その分、各配線の実効長が長くなるため、配線抵抗や寄生インダクタンスの引き下げを図ることができない。特に、下層位置においてドレイン配線やソース配線を引き回すことになるため、各配線が細くなり、配線抵抗が大きくなり易い。   In the case of the structure of Patent Document 3, since the via hole is formed only around the portion where wire bonding is performed, the drain wiring and the source wiring of the power element have to be routed so far. Since the effective length of the wiring becomes long, the wiring resistance and the parasitic inductance cannot be reduced. In particular, since the drain wiring and the source wiring are routed in the lower layer position, each wiring is thinned and the wiring resistance is likely to be increased.

一方、特許文献4の構造とすれば、上記各問題を解決し得るが、厚いCu電極を形成するための専用工程を追加しなければならず、製造工程の増加およびそれに伴うコスト高が問題となる。また、Cu電極を凸形状としているため、ボンディング時の震動でCu電極も上端が左右に揺動し、Cu電極の下端での下地金属との密着性の低下や層間絶縁膜にクラックが入るという問題、さらには、Cu電極の耐食とボンディング時の衝撃吸収用のAl膜が塑性変形によりCu電極上端から側面に移動することで、Al膜の薄膜化が起こり、狙った機能を安定して果たせなくなるという問題が生じる。   On the other hand, if it is the structure of patent document 4, although each said problem can be solved, the exclusive process for forming a thick Cu electrode must be added, and the increase in a manufacturing process and the accompanying high cost are problems. Become. In addition, since the Cu electrode has a convex shape, the upper end of the Cu electrode also swings left and right due to vibration during bonding, resulting in a decrease in adhesion to the base metal at the lower end of the Cu electrode and cracks in the interlayer insulating film. The problem is that the corrosion resistance of the Cu electrode and the Al film for shock absorption during bonding move from the upper end of the Cu electrode to the side surface due to plastic deformation, resulting in the thinning of the Al film, so that the targeted function can be performed stably. The problem of disappearing arises.

本発明は上記点に鑑みて、ボンディングワイヤなどの接合金属材料とパッド部との電気的な接合をセル部の直上で行う場合において、製造工程の追加なく、パッド部や下層配線等のクラック、半導体素子の破壊を防止でき、かつ、配線の実効長を短くすることで、配線抵抗や寄生インダクタンスの引き下げが図れる構造の半導体装置を提供することを目的とする。また、ボンディング時に電極が揺動することを防止することで、下地金属との密着性の低下や層間絶縁膜のクラックの抑制、および、電極を被覆する金属膜の薄膜化による被覆性低下の抑制が図れる構造の半導体装置を提供することを目的とする。   In view of the above points, the present invention, when performing electrical bonding between a bonding metal material such as a bonding wire and the pad portion directly above the cell portion, without adding a manufacturing process, cracks in the pad portion and lower layer wiring, An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure that can prevent breakdown of a semiconductor element and reduce wiring resistance and parasitic inductance by shortening the effective length of the wiring. In addition, by preventing the electrode from swinging during bonding, the adhesion with the base metal is reduced, the crack in the interlayer insulating film is suppressed, and the decrease in the coverage due to the thin metal film covering the electrode is suppressed. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure capable of achieving the above.

上記目的を達成するため、本発明では、最上層となる配線層(58)は、パッド部(62)の下層に配置される電極層を兼用する最上配線兼電極層を構成しており、該最上配線兼電極層がパッド部よりもヤング率が大きな材料で構成されていると共に、該最上配線兼電極層のうちの電極層に相当する部分が半導体素子の直上に配置され、最上配線兼電極層のうちの電極層と、該電極層よりもヤング率が小さな材料となるパッド部との2層を含む多層構造により、パッド構造が構成されており、かつ、最上配線兼電極層は、該最上配線兼電極層の側壁面を覆うように構成された絶縁膜(60)にて囲まれていることを特徴としている。   In order to achieve the above object, in the present invention, the uppermost wiring layer (58) constitutes the uppermost wiring and electrode layer that also serves as the electrode layer disposed in the lower layer of the pad portion (62). The uppermost wiring / electrode layer is made of a material having a Young's modulus larger than that of the pad portion, and a portion corresponding to the electrode layer of the uppermost wiring / electrode layer is disposed immediately above the semiconductor element. The pad structure is constituted by a multilayer structure including two layers of an electrode layer of the layers and a pad portion made of a material having a Young's modulus smaller than that of the electrode layer, and the uppermost wiring and electrode layer is It is characterized by being surrounded by an insulating film (60) configured to cover the side wall surface of the uppermost wiring and electrode layer.

このように、最上配線兼電極層にて最上配線層と電極層とを兼用することにより、接合金属材料とパッド部との電気的な接合をセル部の直上で行う場合において、製造工程の追加なく、パッド部や下層配線等のクラック、半導体素子の破壊を防止でき、かつ、配線の実効長を短くすることで、配線抵抗や寄生インダクタンスの引き下げが図れる構造の半導体装置とすることができる。   In this way, by adding the uppermost wiring layer and the electrode layer together in the uppermost wiring and electrode layer, an additional manufacturing process is added when electrical bonding between the bonding metal material and the pad portion is performed directly above the cell portion. In addition, a semiconductor device having a structure that can prevent cracks in the pad portion and lower layer wiring, breakage of the semiconductor element, and reduce the wiring resistance and parasitic inductance by shortening the effective length of the wiring.

さらに、最上配線兼電極層を凸形状とせず、該最上配線兼電極層の側壁面を覆われるように絶縁膜にて囲んだ構造としているため、ボンディング時に電極が揺動することを防止できる。このため、下地金属との密着性の低下や層間絶縁膜のクラックの抑制、および、電極を被覆するパッド部の薄膜化による被覆性低下の抑制が図れる構造の半導体装置とすることが可能となる。   Furthermore, since the uppermost wiring / electrode layer is not convex and is surrounded by an insulating film so as to cover the side wall surface of the uppermost wiring / electrode layer, it is possible to prevent the electrode from swinging during bonding. For this reason, it becomes possible to provide a semiconductor device having a structure capable of suppressing a decrease in adhesion to the base metal and a crack in the interlayer insulating film, and a decrease in the coverage due to the thinning of the pad portion covering the electrode. .

この場合、最上配線兼電極層の材料は、該最上配線兼電極層を構成する金属と接合金属材料を構成する金属との相互拡散係数がパッド部を構成する金属と接合金属材料を構成する金属の相互拡散係数よりも小さくなるもので構成されるようにすると好ましい。このように、相互拡散係数が小さい材質であると接合金属材料を構成する金属が下層配線に拡散され難くなるようにでき、異種金属間での化合物の形成を抑止し、体積膨張によるクラック等を抑制することができる。   In this case, the material of the uppermost wiring and electrode layer is the metal that constitutes the bonding metal material and the metal that constitutes the pad portion due to the mutual diffusion coefficient between the metal constituting the uppermost wiring and electrode layer and the metal constituting the joining metal material. It is preferable that it is configured to be smaller than the mutual diffusion coefficient. In this way, if the material has a small interdiffusion coefficient, the metal constituting the bonding metal material can be made difficult to diffuse into the lower layer wiring, and the formation of a compound between different metals can be suppressed, cracking due to volume expansion, etc. Can be suppressed.

例えば、パッド部はAlもしくはAl合金、接合金属材料はAu、最上配線兼電極層はCuもしくはCu合金とすることができる。   For example, the pad portion can be made of Al or an Al alloy, the bonding metal material can be made of Au, and the uppermost wiring and electrode layer can be made of Cu or a Cu alloy.

また、接合金属材料がボンディングワイヤ(70)である場合、パッド部の膜厚は、ボンディングワイヤをパッド部に接合したときにボンディングワイヤと最上配線兼電極層の間にパッド部が介在し、ボンディングワイヤが最上配線兼電極層から離間する厚みに設定されるようにすると好ましい。このような厚みに設定すれば、パッド部によるボンディング時の衝撃吸収効果が得られる。例えば、パッド部の膜厚を0.5μm以上から効果が現れ、好ましくは1μm以上にすると良い。   Further, when the bonding metal material is a bonding wire (70), the film thickness of the pad portion is such that when the bonding wire is bonded to the pad portion, the pad portion is interposed between the bonding wire and the uppermost wiring and electrode layer. It is preferable that the wire is set to a thickness that is separated from the uppermost wiring and electrode layer. If the thickness is set to such a value, an impact absorbing effect during bonding by the pad portion can be obtained. For example, the effect appears when the film thickness of the pad portion is 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more.

また、最上配線兼電極層の外縁をボンディングワイヤとパッド部との接触面の外縁から1μm以上はみ出すようにするとよい。好ましくは5μm以上である。このように、最上配線兼電極層の外縁(端面)がボンディングワイヤの外縁から1μm以上はみ出すようにすると、剪断応力がクラック発生応力よりも小さくなるようにできる。   Further, it is preferable that the outer edge of the uppermost wiring and electrode layer protrudes by 1 μm or more from the outer edge of the contact surface between the bonding wire and the pad portion. Preferably it is 5 micrometers or more. As described above, when the outer edge (end surface) of the uppermost wiring and electrode layer protrudes from the outer edge of the bonding wire by 1 μm or more, the shear stress can be made smaller than the crack generation stress.

さらに、最上配線兼電極層のうちの電極層の真下に、複数の配線層のうち最上配線兼電極層よりも下層に位置する配線層(55)と最上配線兼電極層とを接続するために層間絶縁膜に形成されたスルーホールを埋め込むコンタクト部(59)が形成される構造にできる。この場合には、コンタクト部をパッド部よりもヤング率が大きな材料で構成し、該コンタクト部の外縁(端面)がボンディングワイヤとパッド部との接触面の外縁から1μm以上はみ出すようにするとボンディング衝撃に強い構造が得られる。   Furthermore, in order to connect the wiring layer (55) located below the uppermost wiring / electrode layer and the uppermost wiring / electrode layer, directly below the electrode layer of the uppermost wiring / electrode layer, and the uppermost wiring / electrode layer. A structure in which a contact portion (59) for filling a through hole formed in the interlayer insulating film can be formed. In this case, if the contact part is made of a material having a Young's modulus larger than that of the pad part and the outer edge (end face) of the contact part protrudes from the outer edge of the contact surface between the bonding wire and the pad part by 1 μm or more, the bonding impact A strong structure can be obtained.

そして、このような材質でコンタクト部を構成する場合、最上配線兼電極層およびコンタクト部のトータルの膜厚が0.3μm以上から効果が現れ、好ましくは0.7μm以上で構成すると、最上配線兼電極層によるボンディング時の変形防止効果を十分に得ることができ、下地となる層間絶縁膜や素子などのクラック発生を防止することが可能となる。勿論、最上配線兼電極層の膜厚が単独で0.3μm以上あれば効果を得ることができる。   When the contact portion is formed of such a material, the effect is exhibited when the total film thickness of the uppermost wiring / electrode layer and the contact portion is 0.3 μm or more. It is possible to sufficiently obtain a deformation preventing effect at the time of bonding by the electrode layer, and it is possible to prevent the occurrence of cracks in the underlying interlayer insulating film and elements. Of course, the effect can be obtained if the thickness of the uppermost wiring and electrode layer is 0.3 μm or more independently.

また、最上配線兼電極層の表面をパッシベーション膜(61)にて覆い、最上配線兼電極層がパッド部と接合される部分のみパッシベーション膜に開口部が形成された構成とすると好ましい。このように、最上配線兼電極層の表面をパッシベーション膜(61)にて覆うことで、反応層(80)が形成されるのを抑制することが可能となる。それに加えて、最上配線兼電極層の表面の酸化や工場汚染を抑制できるという効果も得られる。   Further, it is preferable that the surface of the uppermost wiring / electrode layer is covered with a passivation film (61), and an opening is formed in the passivation film only at a portion where the uppermost wiring / electrode layer is joined to the pad portion. In this way, it is possible to suppress the formation of the reaction layer (80) by covering the surface of the uppermost wiring and electrode layer with the passivation film (61). In addition, the effect of suppressing oxidation of the surface of the uppermost wiring and electrode layer and factory contamination can be obtained.

一方、最上配線兼電極層の表面およびパッド部の外縁がパッシベーション膜(61)にて覆われるような構造とすることもできる。このように、パッド部の外縁をパッシベーション膜で囲むことにより、ボンディング時の衝撃によるパッド部の横移動などを防止することが可能となる。   On the other hand, the surface of the uppermost wiring and electrode layer and the outer edge of the pad portion may be covered with a passivation film (61). As described above, by enclosing the outer edge of the pad portion with the passivation film, it is possible to prevent the pad portion from being laterally moved due to an impact during bonding.

なお、このようなパッシベーション膜は例えばCVD膜により構成される。   Note that such a passivation film is formed of, for example, a CVD film.

また、最上配線兼電極層の表面が該最上配線兼電極層を囲む前記絶縁膜の表面に対して準平坦になるようにすると好ましい。仮に、最上配線兼電極層の表面に段差が残った場合、段差の角部(58c)が裂けて接合金属材料を構成する金属とパッド部を構成ずる金属の相互拡散層が入り込み下層配線層に伝搬されてしまう。このため、最上配線兼電極層のバリア性を確保でき、相互拡散層が最上配線兼電極層に堰き止められ、下層配線に伝搬されることを防止することができる。   Further, it is preferable that the surface of the uppermost wiring and electrode layer is quasi-flat with respect to the surface of the insulating film surrounding the uppermost wiring and electrode layer. If a step remains on the surface of the uppermost wiring and electrode layer, the corner (58c) of the step is torn and the metal constituting the bonding metal material and the metal interdiffusing layer constituting the pad portion enter and enter the lower wiring layer. Propagated. Therefore, the barrier property of the uppermost wiring / electrode layer can be ensured, and the mutual diffusion layer can be prevented from being blocked by the uppermost wiring / electrode layer and propagated to the lower layer wiring.

また、半導体素子がパワー素子とロジック回路を含む構成の場合、最上配線兼電極層をパワー素子とロジック回路の双方の配線として機能させることができる。このような場合、最上配線兼電極層をCuやCu合金で構成すれば、Cuダマシンなどの技術により微細化も図れるため、パワー素子とロジック回路の双方の配線として機能する最上配線兼電極層を容易に形成できる。   In the case where the semiconductor element includes a power element and a logic circuit, the uppermost wiring / electrode layer can function as a wiring for both the power element and the logic circuit. In such a case, if the uppermost wiring and electrode layer is made of Cu or Cu alloy, it can be miniaturized by a technique such as Cu damascene. Therefore, the uppermost wiring and electrode layer that functions as both the power element and the logic circuit wiring is provided. Can be easily formed.

本発明は、半導体基板として、活性層(5)と支持基板(3)との間に酸化膜(4)が埋め込まれたSOI基板(2)を用い、半導体素子が活性層に形成されたトレンチ(8)および絶縁膜(9)にて素子分離されるようにする場合に好適である。すなわち、最上配線兼電極層にて最上配線層と電極層とを兼用することにより、放熱効果を増大することが可能となる。そして、SOI基板を用いる場合、絶縁膜や埋め込み酸化膜などで構成される絶縁層にて熱伝達が悪くなるため、最上配線兼電極層を用いることによる放熱効果の増大が有効となる。   The present invention uses a SOI substrate (2) in which an oxide film (4) is buried between an active layer (5) and a support substrate (3) as a semiconductor substrate, and a trench in which a semiconductor element is formed in the active layer. This is suitable when the elements are separated by (8) and the insulating film (9). That is, the heat dissipation effect can be increased by combining the uppermost wiring layer and the electrode layer in the uppermost wiring / electrode layer. When an SOI substrate is used, heat transfer is deteriorated in an insulating layer composed of an insulating film, a buried oxide film, or the like, so that an increase in heat dissipation effect by using the uppermost wiring and electrode layer is effective.

また、最上配線兼電極層が形成される階層に余剰スペース(90)が存在する場合、最上配線兼電極層を構成する材料にて形成されたダミーパターン(91)を形成すると好ましい。このように、残余スペースにも最上配線兼電極層のダミーパターンを形成することで、熱容量の拡大および放熱面積の拡大を図ることができ、より放熱効果を増大することが可能になる。   Further, when there is a surplus space (90) in the layer where the uppermost wiring / electrode layer is formed, it is preferable to form a dummy pattern (91) made of a material constituting the uppermost wiring / electrode layer. Thus, by forming the dummy pattern of the uppermost wiring and electrode layer in the remaining space, it is possible to increase the heat capacity and the heat dissipation area, and to further increase the heat dissipation effect.

さらに、この場合に、ダミーパターンにもパッド部を接合し、該パッド部を通じて接合金属材料(70)が接続されるようにすると好ましい。このように、ダミーパターンにも接合金属材料が接続されるようにすることで、接合金属材料を放熱経路としてさらに放熱効果を高めることが可能となる。   Further, in this case, it is preferable that the pad portion is bonded to the dummy pattern, and the bonding metal material (70) is connected through the pad portion. As described above, by connecting the bonding metal material to the dummy pattern, the heat dissipation effect can be further enhanced by using the bonding metal material as a heat dissipation path.

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each said means shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態が適用された半導体装置1の断面構造を示したものである。この半導体装置1は、LDMOS10、CMOS20、バイポーラトランジスタ(以下、Bipという)30がセル部に一体的に形成された集積回路を備えたものである。この半導体装置1は、SOI基板2を用いて形成されている。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a semiconductor device 1 to which the first embodiment of the present invention is applied. The semiconductor device 1 includes an integrated circuit in which an LDMOS 10, a CMOS 20, and a bipolar transistor (hereinafter referred to as a Bip) 30 are integrally formed in a cell portion. The semiconductor device 1 is formed using an SOI substrate 2.

SOI基板2は、支持基板となるシリコン基板3の表面にシリコン酸化膜などの絶縁膜4を介して活性層となるシリコン層5を配置したものである。このシリコン層5は、N+型層6およびこのN+型層6の表層部に形成されたN-型層7を有した構成とされ、LDMOS10、CMOS20、Bip30が配置される各領域ごとにトレンチ8およびトレンチ8内に配置された絶縁層9にて素子分離されている。このため、LDMOS10、CMOS20、Bip30が互いに電気的に分離されている。 The SOI substrate 2 has a silicon layer 5 as an active layer disposed on the surface of a silicon substrate 3 as a support substrate via an insulating film 4 such as a silicon oxide film. The silicon layer 5 has an N + type layer 6 and an N type layer 7 formed on the surface layer portion of the N + type layer 6, and is provided for each region where the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 are arranged. The elements are isolated by the trench 8 and the insulating layer 9 disposed in the trench 8. For this reason, the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 are electrically isolated from each other.

LDMOS10は、シリコン層5におけるN-型層7の表層にそれぞれ位置するN型ドレイン領域11、P型チャネル領域12、N+型ソース領域13とから構成されている。N型ドレイン領域11の表層にはN+型コンタクト層14が形成されており、P型チャネル領域12の表層にはP型コンタクト層15が形成されている。また、N型ドレイン領域11とP型チャネル領域12は、いわゆるLOCOS酸化膜16により、絶縁分離されている。また、P型チャネル領域12上には、ゲート絶縁膜17を介して、ゲート電極18が配置されている。 The LDMOS 10 is composed of an N-type drain region 11, a P-type channel region 12, and an N + -type source region 13 that are located on the surface layer of the N -type layer 7 in the silicon layer 5. An N + -type contact layer 14 is formed on the surface layer of the N-type drain region 11, and a P-type contact layer 15 is formed on the surface layer of the P-type channel region 12. The N-type drain region 11 and the P-type channel region 12 are insulated and separated by a so-called LOCOS oxide film 16. A gate electrode 18 is disposed on the P-type channel region 12 via a gate insulating film 17.

CMOS20は、シリコン層5におけるN-型層7中のN型ウェル層21と、N型ウェル層21の表層のP型層22と、P型層22の表層のN+型ソース領域23およびN+型ドレイン領域24とを有して構成されている。また、P型層22のうち、N+型ソース領域23とN+型ドレイン領域24の間の領域上には、ゲート絶縁膜25を介して、ゲート電極26が配置されている。ここではNチャネルMOSFETのみ図示するが、PチャネルMOSFETも配置されている。 The CMOS 20 includes an N-type well layer 21 in the N -type layer 7 in the silicon layer 5, a P-type layer 22 on the surface of the N-type well layer 21, an N + -type source region 23 and an N-type source region 23 on the surface of the P-type layer 22. And a + -type drain region 24. In addition, a gate electrode 26 is disposed on the region of the P-type layer 22 between the N + -type source region 23 and the N + -type drain region 24 via a gate insulating film 25. Although only an N-channel MOSFET is shown here, a P-channel MOSFET is also arranged.

Bip30は、シリコン層5に形成され、N-型層7を上下に貫通してN+型層6と接続されているN+型コレクタ領域31と、シリコン層5におけるN-型層7の表層のP型ベース領域32と、P型ベース領域32の表層のN+型エミッタ層33およびP+型コンタクト層34とから構成されている。 Bip30 is formed in the silicon layer 5, N - and N + -type collector region 31 through the type layer 7 in the vertical and is connected to the N + -type layer 6, N in the silicon layer 5 - the surface of the mold layer 7 P-type base region 32, and N + -type emitter layer 33 and P + -type contact layer 34 on the surface layer of P-type base region 32.

そして、このように構成された各素子が形成されたSOI基板2の表面に、配線構造部50が構成されている。   And the wiring structure part 50 is comprised on the surface of the SOI substrate 2 in which each element comprised in this way was formed.

配線構造部50は、シリコン層5上にそれぞれ順に形成されているBPSG膜51と、1st配線層52と、BPSG膜51のコンタクトホール内に埋設された第1コンタクト部53と、第1絶縁膜54と、2nd配線層55と、第1絶縁膜54のビアホールに埋設された第2コンタクト部56と、第2絶縁膜57と、最上配線兼電極層58と、第2絶縁膜57のビアホールに埋設された第3コンタクト部59と、第3絶縁膜60と、パッシベーション膜としてのP−SiN膜61と、P−SiN膜61に形成された開口部を通じて各最上配線兼電極層58と電気的に接続されたパッド部62を有している。この配線構造部50におけるパッド部62に対してボンディングワイヤ70が電気的に接続されている。   The wiring structure portion 50 includes a BPSG film 51 formed in order on the silicon layer 5, a first wiring layer 52, a first contact portion 53 embedded in a contact hole of the BPSG film 51, and a first insulating film 54, the 2nd wiring layer 55, the second contact portion 56 buried in the via hole of the first insulating film 54, the second insulating film 57, the uppermost wiring and electrode layer 58, and the via hole of the second insulating film 57. The third contact portion 59, the third insulating film 60, the P-SiN film 61 as a passivation film, and the uppermost wiring and electrode layer 58 are electrically connected to each other through the opening formed in the P-SiN film 61. The pad portion 62 is connected to the. A bonding wire 70 is electrically connected to the pad portion 62 in the wiring structure portion 50.

1st配線層52、2nd配線層55は、LDMOS10、CMOS20、Bip30等の素子用の電源線やグラウンド線あるいは素子を電気的に接続する配線であり、本発明の配線層に該当する。   The 1st wiring layer 52 and the 2nd wiring layer 55 are wirings for electrically connecting power supply lines, ground lines, or elements for elements such as the LDMOS 10, CMOS 20, Bip 30, and the like, and correspond to the wiring layers of the present invention.

第1コンタクト部53は、Ti/TiNもしくはTa/TaNの積層膜からなるバリアメタル53aと、バリアメタル53a上に配置されたWプラグ53bにて構成されている。この第1コンタクト部53は、BPSG膜51に形成されたコンタクトホールを通じてLDMOS10、CMOS20、Bip30の各部と電気的に接続されている。   The first contact portion 53 includes a barrier metal 53a made of a laminated film of Ti / TiN or Ta / TaN, and a W plug 53b disposed on the barrier metal 53a. The first contact part 53 is electrically connected to each part of the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 through contact holes formed in the BPSG film 51.

1st配線層52および2nd配線層55は、共に、Ti/TiNもしくはTa/TaNの積層膜からなるバリアメタル52a、55aと、バリアメタル52a、55a上に配置されたCu層52b、55bにて構成されている。1st配線層52は、第1絶縁膜54における第1TEOS膜54aに形成された配線パターン用の溝内に埋め込まれている。そして、この1st配線層52上を全面覆うように、第1絶縁膜54におけるシリコン窒化膜54bおよび第2TEOS膜54cが成膜されている。これらシリコン窒化膜54bおよび第2TEOS膜54cの所望位置に開口部が形成されており、各開口部を通じて第2コンタクト部56が1st配線層52の所望位置と電気的に接続されている。   Both the 1st wiring layer 52 and the 2nd wiring layer 55 are constituted by barrier metals 52a and 55a made of a laminated film of Ti / TiN or Ta / TaN, and Cu layers 52b and 55b arranged on the barrier metals 52a and 55a. Has been. The first wiring layer 52 is embedded in a wiring pattern groove formed in the first TEOS film 54 a in the first insulating film 54. A silicon nitride film 54b and a second TEOS film 54c in the first insulating film 54 are formed so as to cover the entire surface of the first wiring layer 52. Openings are formed at desired positions of the silicon nitride film 54b and the second TEOS film 54c, and the second contact portion 56 is electrically connected to the desired position of the first wiring layer 52 through the openings.

第2コンタクト部56は、Ti/TiNもしくはTa/TaNの積層膜からなるバリアメタル56aと、バリアメタル56a上に配置されたCu層56bにて構成されている。   The second contact portion 56 is configured by a barrier metal 56a made of a laminated film of Ti / TiN or Ta / TaN, and a Cu layer 56b disposed on the barrier metal 56a.

2nd配線層55は、第2絶縁膜57における第1TEOS膜57aに形成された配線パターン用の溝内に埋め込まれている。そして、この2nd配線層55上を全面覆うように、第2絶縁膜57におけるシリコン窒化膜57bおよび第2TEOS膜57cが成膜されている。これらシリコン窒化膜57bおよび第2TEOS膜57cの所望位置に開口部が形成されており、各開口部を通じて第3コンタクト部59が2nd配線層55の所望位置と電気的に接続されている。   The 2nd wiring layer 55 is embedded in a wiring pattern groove formed in the first TEOS film 57 a in the second insulating film 57. A silicon nitride film 57b and a second TEOS film 57c in the second insulating film 57 are formed so as to cover the entire surface of the 2nd wiring layer 55. Openings are formed at desired positions of the silicon nitride film 57b and the second TEOS film 57c, and the third contact portion 59 is electrically connected to the desired position of the 2nd wiring layer 55 through the openings.

第3コンタクト部59は、Ti/TiNもしくはTa/TaNの積層膜からなるバリアメタル59aと、バリアメタル59a上に配置されたCu層59bにて構成されている。   The third contact portion 59 includes a barrier metal 59a made of a laminated film of Ti / TiN or Ta / TaN, and a Cu layer 59b disposed on the barrier metal 59a.

最上配線兼電極層58は、Ti/TiNもしくはTa/TaNの積層膜からなるバリアメタル58aと、バリアメタル58a上に配置されたCu層58bにて構成されている。この最上配線兼電極層58は、各素子の最上層の配線層と電極層(パッド)とを兼用するものであり、第3絶縁膜60によって埋め込まれた状態、つまり側壁すべてが第3絶縁膜60によって囲まれた構造とされ、最上配線兼電極層58の表面と絶縁膜60の表面とが準平坦にされている。そして、このように第3絶縁膜60に囲まれることで、最上配線兼電極層58が1st配線層52や2nd配線層55と比べて厚く構成されている。   The uppermost wiring / electrode layer 58 includes a barrier metal 58a made of a laminated film of Ti / TiN or Ta / TaN, and a Cu layer 58b disposed on the barrier metal 58a. The uppermost wiring / electrode layer 58 serves as both the uppermost wiring layer and the electrode layer (pad) of each element. The uppermost wiring / electrode layer 58 is embedded in the third insulating film 60, that is, all the side walls are the third insulating film. The surface of the uppermost wiring and electrode layer 58 and the surface of the insulating film 60 are quasi-flat. Then, by being surrounded by the third insulating film 60 in this way, the uppermost wiring / electrode layer 58 is formed thicker than the first wiring layer 52 and the second wiring layer 55.

このように、最上配線兼電極層58にて最上層の配線層と電極層を兼用しているため、最上層の配線層と電極層とを別々で構成した場合と比べて、最上層の配線層を厚く構成でき、配線抵抗低減を図れると共に、電極層を単独で形成しなくても良くなり、電極層のみの形成のために別途製造工程を追加しなくても済む。   In this way, the uppermost wiring and electrode layer 58 is used as both the uppermost wiring layer and the electrode layer, so that the uppermost wiring layer and the electrode layer are compared with the case where the uppermost wiring layer and the electrode layer are configured separately. The layer can be made thicker, the wiring resistance can be reduced, and the electrode layer does not need to be formed alone, and a separate manufacturing process is not required for forming only the electrode layer.

また、最上配線兼電極層58のうち、素子の大電流が流される部位と電気的に接続される電極層として機能する部分に関しては、上面から見たときの面積(体積)が他の電極層として機能する部分と比べて大きくされている。ここでは、最上配線兼電極層58のうち、LDMOS10におけるN型ドレイン領域11やN+型ソース領域13に電気的に接続される部分が他の部分と比べて大きな面積とされている。 In addition, regarding the portion functioning as an electrode layer electrically connected to a portion where a large current flows in the element in the uppermost wiring and electrode layer 58, the area (volume) when viewed from the upper surface is the other electrode layer. It has been enlarged compared to the part that functions as. Here, in the uppermost wiring and electrode layer 58, the portion electrically connected to the N-type drain region 11 and the N + -type source region 13 in the LDMOS 10 has a larger area than the other portions.

また、この最上配線兼電極層58は、パッド部62の下層に位置する下層電極層としての役割も果たすため、ヤング率の大きい材質で構成してあり、ここではCu層58bを基材として用いているが、ヤング率が1.0×104kg/m2以上の材料であれば良く、例えば、Cu合金、Ti、W、Ni、Cr、Pd、Pt、Mn、Zn、ドープトSi、ドープトPoly−Siなどを用いることができる。ただし、最上配線兼電極層58は、最上層の配線層の役割も果たすため、加工性、電気伝導度、熱伝導率を考慮したり、後述するボンディングワイヤ70中のAuとの相互拡散係数が小さい材質であるとAuが下層配線に伝搬され難くなるということを考慮すると、CuもしくはCu合金が有効である。特に、通常のAl配線の場合には、LDMOS10等のパワー素子の配線抵抗を下げるために膜厚を確保しようとすると、微細加工ができなくなるが、Cuダマシンのような技術を用いることで配線抵抗の低減と微細加工を両立させることが可能となる。 The uppermost wiring and electrode layer 58 also serves as a lower electrode layer located under the pad portion 62, and is therefore made of a material having a large Young's modulus. Here, the Cu layer 58b is used as a base material. However, any material having a Young's modulus of 1.0 × 10 4 kg / m 2 or more may be used. For example, Cu alloy, Ti, W, Ni, Cr, Pd, Pt, Mn, Zn, doped Si, doped Poly-Si or the like can be used. However, since the uppermost wiring and electrode layer 58 also serves as the uppermost wiring layer, the mutual diffusion coefficient with Au in the bonding wire 70 to be described later is considered in consideration of workability, electrical conductivity, and thermal conductivity. In consideration of the fact that Au is difficult to propagate to the lower layer wiring when the material is small, Cu or Cu alloy is effective. In particular, in the case of normal Al wiring, fine processing cannot be performed if it is attempted to secure a film thickness in order to reduce the wiring resistance of a power element such as an LDMOS 10, but wiring resistance can be reduced by using a technique such as Cu damascene. It is possible to achieve both reduction of the size and fine processing.

さらに、このようなヤング率の大きい材質のものを第3絶縁膜60で埋め込んだのは、ボンディング時の衝撃を受けたときの変形防止のためである。すなわち、ボンディング時の衝撃は、縦方向の衝撃と横方向の衝撃があるため、硬い材質を埋め込み固定することで下地となる最上配線兼電極層58の変形を効果的に抑制することが可能となる。そして、Auワイヤ(材質:4N_Auもしくは、1%Pd_Au、ワイヤ径:30μmφ〜38μmφ)を荷重:25g〜125g、US(超音波)パワー:75〜255範囲、温度:230℃、一般的なボンディング条件下では、このように最上配線兼電極層58によるボンディング時の変形防止効果が得られるように、最上配線兼電極層58の膜厚を0.3μm以上としており、好ましくは0.7μm以上としている。   Furthermore, the reason why such a material having a high Young's modulus is embedded in the third insulating film 60 is to prevent deformation when subjected to an impact during bonding. That is, since the impact during bonding includes a longitudinal impact and a lateral impact, it is possible to effectively suppress deformation of the uppermost wiring and electrode layer 58 as a base by embedding and fixing a hard material. Become. Then, Au wire (material: 4N_Au or 1% Pd_Au, wire diameter: 30 μm to 38 μmφ), load: 25 g to 125 g, US (ultrasonic) power: 75 to 255 range, temperature: 230 ° C., general bonding conditions Below, the film thickness of the uppermost wiring / electrode layer 58 is set to 0.3 μm or more, preferably 0.7 μm or more so that the deformation preventing effect at the time of bonding by the uppermost wiring / electrode layer 58 can be obtained. .

第3絶縁膜60は、TEOS膜で構成されており、第2絶縁膜57および第3コンタクト部59の上に配置されている。第3絶縁膜60は、最上配線兼電極層58と同じ膜厚で構成されており、この第3絶縁膜60に形成された溝内に最上配線兼電極層58が埋め込まれた構造とされている。   The third insulating film 60 is composed of a TEOS film, and is disposed on the second insulating film 57 and the third contact portion 59. The third insulating film 60 has the same thickness as that of the uppermost wiring / electrode layer 58, and has a structure in which the uppermost wiring / electrode layer 58 is embedded in a groove formed in the third insulating film 60. Yes.

P−SiN膜61は、パッシベーション膜に相当し、例えばCVD膜にて形成され、第3絶縁膜60および最上配線兼電極層58を覆うように構成されたものであり、パッド部62が配置される部位にのみ開口部が形成された構造とされている。ここではパッシベーション膜をP−SiN膜61で構成しているが、耐湿性、絶縁性の膜であれば良い。   The P-SiN film 61 corresponds to a passivation film, and is formed of, for example, a CVD film so as to cover the third insulating film 60 and the uppermost wiring and electrode layer 58, and a pad portion 62 is disposed. It is set as the structure where the opening part was formed only in the site | part. Here, although the passivation film is composed of the P-SiN film 61, it may be a moisture-resistant and insulating film.

パッド部62は、P−SiN膜61に形成された開口部を通じて、最上配線兼電極層58と電気的に接続されるものである。このパッド部62にボンディングが為されることで、半導体装置1内に形成されたLDMOS10、CMOS20、Bip30等の素子の各部と外部との電気的接続が図れるようになっている。   The pad portion 62 is electrically connected to the uppermost wiring and electrode layer 58 through an opening formed in the P-SiN film 61. By bonding to the pad portion 62, each portion of elements such as the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 formed in the semiconductor device 1 can be electrically connected to the outside.

パッド部62は、ヤング率が小さく、ボンディング時の衝撃にて塑性変形する材料、つまり最上配線兼電極層58と比べてヤング率が小さな材料で構成されている。ここでは、パッド部62は、Alにより構成しているが、ヤング率が8.0×103kg/m2以下の材料であれば良く、例えば、Au、Ag、Pb、Snなどを用いることができる。このようにパッド部62を塑性変形させることで、ボンディング時の衝撃を吸収できるようにしている。そして、このようにパッド部62によるボンディング時の衝撃吸収効果が得られるように、ボンディングワイヤ70をボンディングしたときにボンディングワイヤ70と最上配線兼電極層58の間にパッド部62を介在してこれらが離間するように、つまりパッド部62を貫通してボンディングワイヤ70が最上配線兼電極層58まで達しないようにパッド部62の膜厚を設定しており、例えば、Auワイヤ(材質:4N_Auもしくは、1%Pd_Au、ワイヤ径:30μmφ〜38μmφ)を荷重:25g〜125g、US(超音波)パワー:75〜255範囲、温度:230℃、一般的なボンディング条件下では、0.5μm以上から効果が現れ、1μm以上にて十分な効果が得られるとしている。 The pad part 62 is made of a material having a small Young's modulus and plastically deformed by an impact during bonding, that is, a material having a Young's modulus smaller than that of the uppermost wiring / electrode layer 58. Here, the pad portion 62 is made of Al, but may be any material having a Young's modulus of 8.0 × 10 3 kg / m 2 or less. For example, Au, Ag, Pb, Sn or the like is used. Can do. In this way, the pad portion 62 is plastically deformed to absorb an impact during bonding. In order to obtain an impact absorbing effect during bonding by the pad portion 62 as described above, the pad portion 62 is interposed between the bonding wire 70 and the uppermost wiring and electrode layer 58 when the bonding wire 70 is bonded. The film thickness of the pad portion 62 is set so that the bonding wire 70 does not reach the uppermost wiring / electrode layer 58 through the pad portion 62, for example, an Au wire (material: 4N_Au or 1% Pd_Au, wire diameter: 30 μmφ to 38 μmφ) Load: 25 g to 125 g, US (ultrasonic) power: 75 to 255 range, temperature: 230 ° C., under general bonding conditions, effect from 0.5 μm or more It appears that a sufficient effect can be obtained at 1 μm or more.

本実施形態では、最上配線兼電極層58のうちの電極層に相当する部分およびパッド部62にてパッド構造を構成している。これら最上配線兼電極層58やパッド部62がヤング率の大きな材料のみからなるようにした場合、ボンディング時の衝撃がそのまま下地に伝達されるため、層間絶縁膜クラックや素子破壊が起こる。これは、層間絶縁膜や配線層を構成する材料による衝撃吸収効果がほとんどないために生じる。逆に、最上配線兼電極層58やパッド部62がヤング率の小さな材料のみからなるようにした場合、ボンディング時の衝撃によって電極の塑性変形と同時に下地も塑性変形してしまい、層間絶縁膜クラックや素子破壊が起こる。このため、上層となるパッド部62をヤング率が小さな材料とし、下層となる最上配線兼電極層58をヤング率の大きな材料としている。   In the present embodiment, a pad structure is constituted by the portion corresponding to the electrode layer in the uppermost wiring and electrode layer 58 and the pad portion 62. When these uppermost wiring / electrode layer 58 and pad portion 62 are made of only a material having a large Young's modulus, an impact at the time of bonding is transmitted as it is to the base, so that an interlayer insulating film crack and element destruction occur. This occurs because there is almost no shock absorption effect by the material constituting the interlayer insulating film or the wiring layer. On the contrary, when the uppermost wiring / electrode layer 58 and the pad 62 are made of only a material having a small Young's modulus, the base also plastically deforms simultaneously with the plastic deformation due to the impact during bonding, and the interlayer insulating film cracks. And device destruction occurs. Therefore, the upper pad portion 62 is made of a material having a small Young's modulus, and the uppermost wiring and electrode layer 58 being a lower layer is made of a material having a large Young's modulus.

また、最上配線兼電極層58およびパッド部62は、LDMOS10、CMOS20、Bip30等の素子が形成されたセル部の直上(セル部の上部)に形成され、セル部の外部に各コンタクト部53、56、57や配線層52、55が引き回されることなく、各素子と最上配線兼電極層58、引いてはパッド部62が電気的に接続される構造とされている。このため、配線抵抗や寄生インダクタンスの引き下げが図れる。   The uppermost wiring and electrode layer 58 and the pad portion 62 are formed immediately above the cell portion where the elements such as the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 are formed (upper portion of the cell portion), and the contact portions 53, 56 and 57 and the wiring layers 52 and 55 are not routed, and each element and the uppermost wiring and electrode layer 58, and thus the pad portion 62 are electrically connected. For this reason, wiring resistance and parasitic inductance can be reduced.

ボンディングワイヤ70は、Auワイヤなどにより構成され、各パッド部62に対して1本もしくは複数本が超音波振動等によるボンディングにて電気的に接続されている。図2は、各ボンディング部、つまりボンディングワイヤ70の先端のボンディングボールとパッド部62との接触面71と最上配線兼電極層58などとの関係を示したものであり、図2(a)は半導体装置1の上方から見たときの上記関係を示したレイアウト図、図2(b)は図1の断面における上記関係を示した図である。   The bonding wire 70 is composed of an Au wire or the like, and one or a plurality of bonding wires are electrically connected to each pad portion 62 by bonding using ultrasonic vibration or the like. FIG. 2 shows the relationship between each bonding portion, that is, the contact surface 71 between the bonding ball at the tip of the bonding wire 70 and the pad portion 62, the uppermost wiring and electrode layer 58, and FIG. FIG. 2B is a diagram showing the relationship in the cross section of FIG. 1, and is a layout diagram showing the relationship when viewed from above the semiconductor device 1.

図2(a)に示すように、本実施形態では、各ボンディングワイヤ70の先端のボンディングボール直下において、最上配線兼電極層58のうちの電極層に相当する部分の外縁(具体的にはCu層58bの外縁)が接触面71に対してはみ出す距離L1、L2が1μm以上となるように、最上配線兼電極層58の配線幅が決められている。好ましくは、第3コンタクト部59の外縁(具体的にはCu層59bの外縁)が接触面71に対してはみ出す距離L3、L4が1μm以上となるようにされている。   As shown in FIG. 2A, in the present embodiment, the outer edge (specifically, Cu) of the portion corresponding to the electrode layer in the uppermost wiring and electrode layer 58 immediately under the bonding ball at the tip of each bonding wire 70. The wiring width of the uppermost wiring and electrode layer 58 is determined so that the distances L1 and L2 that the outer edge of the layer 58b protrudes from the contact surface 71 are 1 μm or more. Preferably, distances L3 and L4 at which the outer edge of the third contact portion 59 (specifically, the outer edge of the Cu layer 59b) protrudes from the contact surface 71 are set to 1 μm or more.

以上の構成とされた本実施形態の半導体装置1により得られる効果について説明する。   The effect obtained by the semiconductor device 1 of the present embodiment having the above configuration will be described.

本実施形態の半導体装置1では、最上配線兼電極層58がパワー素子となるLDMOS10が形成されたセル部の真上に配置され、セル部中の素子と電気的に接続される最上配線層とパッド構造の一部を構成する電極層とが最上配線兼電極層58にて兼用されるようにしている。   In the semiconductor device 1 of the present embodiment, the uppermost wiring and electrode layer 58 is disposed immediately above the cell portion where the LDMOS 10 serving as the power element is formed, and the uppermost wiring layer is electrically connected to the element in the cell portion. The electrode layer constituting a part of the pad structure is also used as the uppermost wiring / electrode layer 58.

このように、最上配線兼電極層58にて最上配線層と電極層とを兼用することにより、パワー素子の配線抵抗の低減が図れると共に、最上配線兼電極層58における配線層に相当する部分の体積拡大による放熱効果の増大が図れ、さらに、ボンディング時のダメージが下層配線層に伝搬されることによるクラックや素子ダメージの発生を防止することが可能となる。また、最上配線層と電極層とを兼用する分、電極層を単独で形成する場合と比べて製造工程の簡略化を図ることも可能となる。さらに、半導体装置1を高温下で使用した際にボンディングワイヤ70中のAuとパッド部62中のAlの相互拡散層(反応層)が下層配線層に伝搬され易くなるが、最上配線兼電極層58にてそれを防止することが可能になる。   Thus, by using the uppermost wiring layer and the electrode layer in the uppermost wiring / electrode layer 58, the wiring resistance of the power element can be reduced, and the portion corresponding to the wiring layer in the uppermost wiring / electrode layer 58 can be reduced. The heat dissipation effect can be increased by expanding the volume, and further, it is possible to prevent the occurrence of cracks and element damage due to propagation of damage during bonding to the lower wiring layer. In addition, since the uppermost wiring layer and the electrode layer are used together, the manufacturing process can be simplified as compared with the case where the electrode layer is formed alone. Further, when the semiconductor device 1 is used at a high temperature, an interdiffusion layer (reaction layer) of Au in the bonding wire 70 and Al in the pad portion 62 is easily propagated to the lower wiring layer. It becomes possible to prevent it at 58.

したがって、接合金属材料とパッド部との電気的な接合をセル部の直上で行う場合において、製造工程の追加なく、パッド部や下層配線等のクラック、半導体素子の破壊を防止でき、かつ、配線の実効長を短くすることで、配線抵抗や寄生インダクタンスの引き下げが図れる構造の半導体装置とすることができる。   Therefore, when electrical bonding between the bonding metal material and the pad portion is performed directly above the cell portion, it is possible to prevent cracks in the pad portion, lower layer wiring, and the like, and destruction of the semiconductor element without adding a manufacturing process. By shortening the effective length of the semiconductor device, a semiconductor device having a structure in which wiring resistance and parasitic inductance can be reduced can be obtained.

また、本実施形態では、最上配線兼電極層58の表面と絶縁膜60の表面とが準平坦となるようにしている。最上配線兼電極層58をパターニングにより形成する場合、最上配線兼電極層58に例えば図3に示すような段差が残ってしまい、その上にパッド部62およびボンディングワイヤ70を配置したときに、段差の角部58cの粒界が応力によって裂け、ボンディングワイヤ70中のAuとパッド部62中のAlの相互拡散層(反応層)が裂けた角部58cに入り込み、下層配線層に伝搬されてしまう恐れがある。しかしながら、本実施形態のように最上配線兼電極層58の表面と絶縁膜60の表面とが準平坦となるようにしているため、最上配線兼電極層58のバリア性を確保でき、AuとAlの相互拡散層が最上配線兼電極層58に堰き止められ、下層配線に伝搬されることを防止することができる。   In the present embodiment, the surface of the uppermost wiring and electrode layer 58 and the surface of the insulating film 60 are quasi-flat. When the uppermost wiring / electrode layer 58 is formed by patterning, for example, a step as shown in FIG. 3 remains in the uppermost wiring / electrode layer 58, and when the pad portion 62 and the bonding wire 70 are disposed thereon, the step The grain boundary of the corner portion 58c is torn by stress, and the interdiffusion layer (reaction layer) of Au in the bonding wire 70 and Al in the pad portion 62 enters the torn corner portion 58c and propagates to the lower wiring layer. There is a fear. However, since the surface of the uppermost wiring / electrode layer 58 and the surface of the insulating film 60 are quasi-flat as in the present embodiment, the barrier property of the uppermost wiring / electrode layer 58 can be secured, and Au and Al This interdiffusion layer is blocked by the uppermost wiring and electrode layer 58 and can be prevented from being propagated to the lower wiring.

さらに、最上配線兼電極層58を凸形状とせず、最上配線兼電極層58の側壁面を覆われるように絶縁膜60にて囲んだ構造としているため、ボンディング時に最上配線兼電極層58が揺動することを防止できる。このため、下地金属との密着性の低下や層間絶縁膜57のクラックの抑制、および、最上配線兼電極層58を被覆するパッド部62の薄膜化による被覆性低下の抑制が図れる構造の半導体装置とすることが可能となる。   Further, since the uppermost wiring / electrode layer 58 is not convex and is surrounded by the insulating film 60 so as to cover the side wall surface of the uppermost wiring / electrode layer 58, the uppermost wiring / electrode layer 58 is not shaken during bonding. It can be prevented from moving. For this reason, a semiconductor device having a structure capable of reducing adhesion with the underlying metal, suppressing cracks in the interlayer insulating film 57, and suppressing deterioration in coverage due to thinning of the pad portion 62 covering the uppermost wiring and electrode layer 58. It becomes possible.

図4は、最上配線兼電極層58をAlで構成した場合(ケース1)と、2μmの厚みのCuをスパッタで成膜しつつ、それを単にパターニングしただけで段差が残った状態で最上配線兼電極層58を構成した場合(ケース2)と、2μmの厚みのCuをメッキで成膜したのち、本実施形態のように最上配線兼電極層58の表面が準平坦となるようにした場合(ケース3)、それぞれにおいて、製造初期時から250℃で1870min放置したときのクラック発生率を調べたものである。この図に示すように、最上配線兼電極層58の表面を準平坦にすることにより、クラック発生率を抑制でき、高温下においても最上配線兼電極層58のバリア性を確保できていることが判る。   FIG. 4 shows the case where the uppermost wiring and electrode layer 58 is made of Al (case 1), and the uppermost wiring with a step left by simply patterning Cu with a thickness of 2 μm by sputtering. When the cum electrode layer 58 is configured (case 2), and after the Cu film having a thickness of 2 μm is formed by plating, the surface of the uppermost wiring and electrode layer 58 is quasi-flat as in the present embodiment. (Case 3) In each case, the crack occurrence rate when left at 250 ° C. for 1870 min from the initial stage of manufacture was examined. As shown in this figure, by making the surface of the uppermost wiring / electrode layer 58 quasi-flat, the crack generation rate can be suppressed, and the barrier property of the uppermost wiring / electrode layer 58 can be secured even at high temperatures. I understand.

また、本実施形態では、パッシベーション膜となるP−SiN膜61で最上配線兼電極層58のうちパッド部62が配置される部位以外を覆うようにしている。このため、以下の効果が得られる。これについて図5を用いて説明する。   In the present embodiment, the P-SiN film 61 serving as a passivation film covers the uppermost wiring and electrode layer 58 other than the portion where the pad portion 62 is disposed. For this reason, the following effects are acquired. This will be described with reference to FIG.

図5は、Cuにより構成される配線が水に曝されたときの様子を示す模式図である。半導体装置1が高温高湿の環境下で使用される場合に、最上配線兼電極層58中のCuがイオン化してし、水の電気分解が可能となる。このため、Cuが陽極となり、隣接する電位の異なる配線が陰極となって陽極側から陰極側に向かって反応層(デンドライト)80が伸び、最上配線兼電極層58が隣接する配線と短絡してしまう。これに対して、本実施形態のように最上配線兼電極層58のうちパッド部62が配置される部位以外をP−SiN膜61にて覆っているため、反応層80が形成されるのを抑制することが可能となる。それに加えて、最上配線兼電極層58の表面の酸化や工場汚染を抑制できるという効果も得られる。   FIG. 5 is a schematic diagram showing a state in which a wiring composed of Cu is exposed to water. When the semiconductor device 1 is used in a high-temperature and high-humidity environment, Cu in the uppermost wiring and electrode layer 58 is ionized and water can be electrolyzed. For this reason, Cu serves as the anode, adjacent wiring with different potentials serves as the cathode, the reaction layer (dendrites) 80 extends from the anode side to the cathode side, and the uppermost wiring / electrode layer 58 is short-circuited with the adjacent wiring. End up. On the other hand, since the P-SiN film 61 covers the portion other than the portion where the pad portion 62 is arranged in the uppermost wiring and electrode layer 58 as in the present embodiment, the reaction layer 80 is formed. It becomes possible to suppress. In addition, the effect of suppressing oxidation of the surface of the uppermost wiring and electrode layer 58 and factory contamination can be obtained.

図6は、パッシベーション膜となるP−SiN膜61で最上配線兼電極層58のうちパッド部62が配置される部位以外を覆うようにした場合(実線)と覆わなかった場合(破線)それぞれにおいて、半導体装置1の使用電圧Vおよび使用温度Tと寿命との関係を調べたグラフである。なお、ここでいう寿命は反応層80により最上配線兼電極層58が隣接する配線と短絡して製品として機能しなくなる状態に至ったことを意味している。   FIG. 6 shows a case where the P-SiN film 61 serving as a passivation film covers the portion other than the portion where the pad portion 62 is arranged in the uppermost wiring and electrode layer 58 (solid line) and not covered (broken line). 3 is a graph showing the relationship between the service voltage V and service temperature T of the semiconductor device 1 and the lifetime. The life mentioned here means that the uppermost wiring and electrode layer 58 is short-circuited with the adjacent wiring by the reaction layer 80, and the product does not function as a product.

この図に示されるように半導体装置1の使用電圧Vが低ければ使用温度Tが高くなったとしても要求寿命が得られるが、半導体装置1の使用電圧Vが高くなるに連れて使用温度Tが低くなっても寿命が短くなり、要求寿命が得られなくなる。このため、パッシベーション膜となるP−SiN膜61で最上配線兼電極層58のうちパッド部62が配置される部位以外を覆うようにすることで、半導体装置1の寿命向上を図ることが可能となる。   As shown in this figure, if the use voltage V of the semiconductor device 1 is low, the required life can be obtained even if the use temperature T is high. However, as the use voltage V of the semiconductor device 1 becomes high, the use temperature T is increased. Even if it is lowered, the service life is shortened and the required service life cannot be obtained. For this reason, it is possible to improve the life of the semiconductor device 1 by covering the portion other than the portion where the pad portion 62 is disposed in the uppermost wiring and electrode layer 58 with the P-SiN film 61 serving as a passivation film. Become.

さらに、最上配線兼電極層58をヤング率の大きな材料、パッド部62をヤング率の小さな材料で構成し、かつ、最上配線兼電極層58やパッド部62の膜厚を上記した値となるようにしている。これらの理由について説明する。   Further, the uppermost wiring / electrode layer 58 is made of a material having a large Young's modulus, the pad portion 62 is made of a material having a small Young's modulus, and the film thicknesses of the uppermost wiring / electrode layer 58 and the pad portion 62 are set to the above values. I have to. These reasons will be described.

まず、最上配線兼電極層58の膜厚を0.7μm以上とし、好ましくは1μm以上としている。これは、以下に示す実験結果に基づくものである。図7は、第3コンタクト部59の膜厚を1μm、パッド部62の膜厚を1μmで固定しつつ、最上配線兼電極層58および第3絶縁膜60の膜厚を様々に変化させたときのクラック発生率を調べた結果を示したグラフである。この図に示されるように、最上配線兼電極層58および第3絶縁膜60が薄いと変形抑制効果が十分に得られないが、膜厚が厚くなるに連れてその効果が徐々に得られるようになり、0.3μmになるとクラック発生率が5%以下になる程度まで効果が得られ、0.7μm以上、より確実には1μmになるとクラック発生率が0%になるまで効果が得られることが確認された。このため、最上配線兼電極層58および第3絶縁膜60の膜厚を0.7μm以上、好ましくは1μm以上としている。   First, the film thickness of the uppermost wiring and electrode layer 58 is set to 0.7 μm or more, preferably 1 μm or more. This is based on the experimental results shown below. FIG. 7 shows the case where the film thickness of the uppermost wiring / electrode layer 58 and the third insulating film 60 is variously changed while the film thickness of the third contact part 59 is fixed at 1 μm and the film thickness of the pad part 62 is fixed at 1 μm. It is the graph which showed the result of having investigated the crack generation rate. As shown in this figure, when the uppermost wiring / electrode layer 58 and the third insulating film 60 are thin, the effect of suppressing deformation cannot be sufficiently obtained, but the effect is gradually obtained as the film thickness increases. When 0.3 μm, the effect is obtained until the crack occurrence rate becomes 5% or less, and when 0.7 μm or more, more surely 1 μm, the effect is obtained until the crack occurrence rate becomes 0%. Was confirmed. For this reason, the film thicknesses of the uppermost wiring and electrode layer 58 and the third insulating film 60 are set to 0.7 μm or more, preferably 1 μm or more.

なお、この最上配線兼電極層58の膜厚の上限に関しては、最上配線兼電極層58の成膜時間などの要因から決まると考えられるが、上記効果が得られるという意味では特に限界はない。実験によれば、最上配線兼電極層58が5μmの膜厚までは問題ないことを確認している。また、最上配線兼電極層58の下層に位置する第3コンタクト部59が本実施形態で示したCu層59bのようにヤング率が高いCuやCu合金で構成されるのであれば、この第3コンタクト部59とのトータルの膜厚により0.7μm以上あれば良いため、最上配線兼電極層58のみがヤング率の高い材質で構成される場合と比べて膜厚を小さくすることができる。   The upper limit of the film thickness of the uppermost wiring / electrode layer 58 is considered to be determined by factors such as the film formation time of the uppermost wiring / electrode layer 58, but there is no particular limitation in the sense that the above effect can be obtained. According to experiments, it has been confirmed that there is no problem until the uppermost wiring and electrode layer 58 has a thickness of 5 μm. Further, if the third contact portion 59 located under the uppermost wiring and electrode layer 58 is made of Cu or Cu alloy having a high Young's modulus like the Cu layer 59b shown in the present embodiment, the third contact portion 59 is provided. Since the total film thickness with the contact portion 59 may be 0.7 μm or more, the film thickness can be reduced as compared with the case where only the uppermost wiring and electrode layer 58 is made of a material having a high Young's modulus.

また、パッド部62の膜厚を0.5μm以上とし、好ましくは1μm以上としている。これは、以下に示す実験結果に基づくものである。図8は、最上配線兼電極層58の膜厚を2μm、第3コンタクト部59の膜厚を1μmで固定しつつ、パッド部62の膜厚を様々に変化させたときのクラック発生率を調べた結果を示したグラフである。この図に示されるように、パッド部62が薄いと衝撃吸収効果が十分に得られないが、膜厚が厚くなるに連れてその効果が徐々に得られるようになり、0.5μmになるとクラック発生率が5%以下になる程度まで効果が得られ、1μmになるとクラック発生率が0%になるまで効果が得られることが確認された。このため、パッド部62の膜厚を0.5μm以上、好ましくは1μm以上としている。   The film thickness of the pad portion 62 is 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more. This is based on the experimental results shown below. FIG. 8 shows the crack generation rate when the thickness of the pad portion 62 is changed variously while the thickness of the uppermost wiring and electrode layer 58 is fixed at 2 μm and the thickness of the third contact portion 59 is fixed at 1 μm. It is the graph which showed the result. As shown in this figure, if the pad portion 62 is thin, the impact absorbing effect cannot be obtained sufficiently, but as the film thickness increases, the effect is gradually obtained. It was confirmed that the effect was obtained to the extent that the occurrence rate was 5% or less, and that the effect was obtained until the crack occurrence rate was 0% when it was 1 μm. For this reason, the film thickness of the pad part 62 is 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more.

なお、このパッド部62の膜厚の上限に関しては、パッド部62の成膜時間やパッド部62のパターニングが的確に行えるか否かなどの要因から決まると考えられるが、上記効果が得られるという意味では特に限界はない。実験によれば、パッド部62が3μmの膜厚までは問題ないことを確認している。   The upper limit of the film thickness of the pad part 62 is considered to be determined by factors such as the film formation time of the pad part 62 and whether or not the patterning of the pad part 62 can be accurately performed, but the above effect can be obtained. There is no limit in meaning. According to experiments, it has been confirmed that there is no problem with the pad portion 62 having a thickness of 3 μm.

また、本実施形態では、ボンディング部、つまりボンディングワイヤ70の先端のボンディングボール直下において、最上配線兼電極層58のうちの電極層に相当する部分の外縁がボンディング部とパッド部62との接触面に対して1μm以上はみ出すように、最上配線兼電極層58の配線幅が決められている。これについて、図9を参照して説明する。図9(a)は、ボンディング部と最上配線兼電極層58の位置関係による剪断応力のシミュレーション解析結果を示したものであり、図9(b)は、応力解析のシミュレーションモデルを示す断面図である。   In the present embodiment, the outer edge of the portion corresponding to the electrode layer of the uppermost wiring and electrode layer 58 is the contact surface between the bonding portion and the pad portion 62 immediately below the bonding portion, that is, the bonding ball at the tip of the bonding wire 70. However, the wiring width of the uppermost wiring and electrode layer 58 is determined so as to protrude beyond 1 μm. This will be described with reference to FIG. FIG. 9A shows a simulation analysis result of the shear stress depending on the positional relationship between the bonding portion and the uppermost wiring / electrode layer 58, and FIG. 9B is a cross-sectional view showing a simulation model of the stress analysis. is there.

図9(b)に示すように、応力解析は、Cuで構成した最上配線兼電極層58の上にAlで構成したパッド部62を配置し、さらにこのパッド部62上にAuで構成したボンディングワイヤ70を配置して、最上配線兼電極層58の外縁(端面)をボンディングワイヤ70の外縁からずらし、そのずれ量に対するボンディングワイヤ70の外縁(端面)での剪断応力を解析したものである。ただし、最上配線兼電極層58の外縁がボンディングワイヤ70の外縁からはみ出す方へのずれをプラス側とし、最上配線兼電極層58の外縁がボンディングワイヤ70の外縁よりも内側に入り込む方へのずれをマイナス側としている。   As shown in FIG. 9B, in the stress analysis, a pad portion 62 made of Al is disposed on the uppermost wiring and electrode layer 58 made of Cu, and bonding made of Au is further formed on the pad portion 62. The wire 70 is arranged, the outer edge (end face) of the uppermost wiring and electrode layer 58 is shifted from the outer edge of the bonding wire 70, and the shear stress at the outer edge (end face) of the bonding wire 70 is analyzed with respect to the shift amount. However, the shift to the direction where the outer edge of the uppermost wiring / electrode layer 58 protrudes from the outer edge of the bonding wire 70 is the plus side, and the shift to the direction where the outer edge of the uppermost wiring / electrode layer 58 enters the inner side of the outer edge of the bonding wire 70. Is on the minus side.

図9(a)に示すように、ずれ量が0のときに最も剪断応力が大きくなっており、ずれ量がプラスマイナスのいずれに大きくなっても剪断応力が小さくなっていくが、ずれ量がプラスの場合には大きくなればなるほど剪断応力が小さくなり、マイナスの場合には大きくなっても剪断応力が有る値から小さくならなくなる。そして、剪断応力が例えば4.8×105(N/μm2)のときがクラック発生応力とすると、ずれ量がプラス1μm以上、つまり最上配線兼電極層58の外縁がボンディングワイヤ70の外縁から1μm以上はみ出すと、剪断応力がクラック発生応力よりも小さくなる。したがって、最上配線兼電極層58のうちの電極層に相当する部分の外縁がボンディング部とパッド部62との接触面71に対して1μm以上はみ出すようにしている。 As shown in FIG. 9A, the shear stress is greatest when the deviation amount is 0, and the shear stress decreases as the deviation amount increases either plus or minus. In the case of plus, the shear stress decreases as the value increases. In the case of minus, the shear stress does not decrease from the value at which the shear stress increases. If the shear stress is 4.8 × 10 5 (N / μm 2 ), for example, the crack generation stress is plus 1 μm or more, that is, the outer edge of the uppermost wiring and electrode layer 58 is separated from the outer edge of the bonding wire 70. When protruding beyond 1 μm, the shear stress becomes smaller than the crack generation stress. Therefore, the outer edge of the portion corresponding to the electrode layer in the uppermost wiring and electrode layer 58 protrudes from the contact surface 71 between the bonding portion and the pad portion 62 by 1 μm or more.

なお、第3コンタクト部59のサイズに関しては特に限定されるものではないが、第3コンタクト部59が接続しようとする下層配線となる2nd配線層55と上層配線となる最上配線兼電極層58の交差部分を半導体装置1の上方から見たときに、その交差部分の外縁よりも第3コンタクト部59の外縁が内側に位置するようにするのが好ましい。そして、第3コンタクト部59の外縁(端面)とボンディング部とパッド部62との接触面との関係についても、クラック発生率に関して図9(a)と同様の結果が得られ、第3コンタクト部59の外縁がボンディング部とパッド部62との接触面に対して1μm以上はみ出すようにすると好ましい。   The size of the third contact portion 59 is not particularly limited. However, the second contact layer 55 serving as a lower layer wiring to be connected to the third contact portion 59 and the uppermost wiring and electrode layer 58 serving as an upper layer wiring are not limited. When the intersecting portion is viewed from above the semiconductor device 1, it is preferable that the outer edge of the third contact portion 59 is located inside the outer edge of the intersecting portion. As for the relationship between the outer edge (end surface) of the third contact portion 59 and the contact surface between the bonding portion and the pad portion 62, the same result as in FIG. It is preferable that the outer edge of 59 protrudes 1 μm or more with respect to the contact surface between the bonding portion and the pad portion 62.

続いて、本実施形態の半導体装置1の製造方法について説明する。ただし、SOI基板2に対してLDMOS10、CMOS20、Bip30などの形成工程や、配線構造部50のうちのBPSG膜51、第1コンタクト部53、1st配線層52、第1絶縁膜54、第2コンタクト部56等の形成工程に関しては、従来と同様であるため、それ以降の工程に関してのみ説明する。   Then, the manufacturing method of the semiconductor device 1 of this embodiment is demonstrated. However, the formation process of the LDMOS 10, the CMOS 20, the Bip 30, etc. with respect to the SOI substrate 2, the BPSG film 51, the first contact part 53, the first wiring layer 52, the first insulating film 54, the second contact in the wiring structure part 50. Since the formation process of the part 56 and the like is the same as the conventional process, only the subsequent processes will be described.

まず、第2コンタクト部56まで形成したのち、第2絶縁膜57における第1TEOS膜57aを成膜する。このとき、第1TEOS膜57aの膜厚を後で形成する2nd配線層55の膜厚程度としている。そして、第1TEOS膜57aのうち2nd配線層55の形成予定位置にフォト・エッチング工程により溝を形成する。そして、バリアメタル55aおよびCu層55bを成膜したのち、第1TEOS膜57aをストッパとしたCMP研磨等を行うことにより、第1TEOS膜57aの溝内に2nd配線層55を配置する。その後、第1TEOS膜57aおよび2nd配線層55の表面を覆うように、シリコン窒化膜57bを成膜する。   First, after forming to the 2nd contact part 56, the 1st TEOS film | membrane 57a in the 2nd insulating film 57 is formed into a film. At this time, the thickness of the first TEOS film 57a is set to about the thickness of the 2nd wiring layer 55 to be formed later. Then, a groove is formed in the first TEOS film 57a at a position where the 2nd wiring layer 55 is to be formed by a photo-etching process. Then, after the barrier metal 55a and the Cu layer 55b are formed, the 2nd wiring layer 55 is disposed in the groove of the first TEOS film 57a by performing CMP polishing or the like using the first TEOS film 57a as a stopper. Thereafter, a silicon nitride film 57b is formed so as to cover the surfaces of the first TEOS film 57a and the 2nd wiring layer 55.

続いて、第2TEOS膜57cを成膜する。このとき、第2TEOS膜57cの膜厚を後で形成する第3コンタクト部59の膜厚程度、例えば、1μm程度の膜厚としている。そして、第2TEOS膜57cおよびシリコン窒化膜57bのうち第3コンタクト部59の形成予定位置にフォト・エッチング工程により溝を形成する。そして、バリアメタル59aおよびCu層59bを成膜したのち、第2TEOS膜57cをストッパとしたCMP研磨等を行うことにより、第2TEOS膜57cおよびシリコン窒化膜57bの溝内に第3コンタクト部59を配置する。   Subsequently, a second TEOS film 57c is formed. At this time, the thickness of the second TEOS film 57c is set to be about the thickness of the third contact portion 59 to be formed later, for example, about 1 μm. Then, a groove is formed in the second TEOS film 57c and the silicon nitride film 57b at a position where the third contact portion 59 is to be formed by a photo-etching process. Then, after the barrier metal 59a and the Cu layer 59b are formed, CMP polishing or the like using the second TEOS film 57c as a stopper is performed, so that the third contact portion 59 is formed in the groove of the second TEOS film 57c and the silicon nitride film 57b. Deploy.

その後、第3絶縁膜60を成膜する。このとき、第3TEOS膜59の膜厚を後で形成する最上配線兼電極層58の膜厚程度、つまり0.5μm以上、好ましくは1μm以上の膜厚としている。そして、第3TEOS膜59のうち最上配線兼電極層58の形成予定位置にフォト・エッチング工程により溝を形成する。そして、バリアメタル58aおよびヤング率が大きなCu層58bを成膜したのち、第3絶縁膜60をストッパとしたCMP研磨等を行うことにより、第3絶縁膜60の溝内に最上配線兼電極層58を配置する。これにより、第3絶縁膜60にて囲まれた最上配線兼電極層58が厚い膜厚で、かつ、第3絶縁膜60の表面に対して準平坦に構成される。   Thereafter, a third insulating film 60 is formed. At this time, the film thickness of the third TEOS film 59 is about the film thickness of the uppermost wiring and electrode layer 58 to be formed later, that is, 0.5 μm or more, preferably 1 μm or more. Then, a groove is formed in the third TEOS film 59 at a position where the uppermost wiring and electrode layer 58 is to be formed by a photo-etching process. Then, after forming the barrier metal 58a and the Cu layer 58b having a large Young's modulus, CMP polishing or the like using the third insulating film 60 as a stopper is performed, so that the uppermost wiring / electrode layer is formed in the groove of the third insulating film 60. 58 is arranged. As a result, the uppermost wiring and electrode layer 58 surrounded by the third insulating film 60 has a thick film thickness and is quasi-flat with respect to the surface of the third insulating film 60.

この後、P−SiN膜61を形成したのち、P−SiN膜61のうちパッド部62の形成予定位置に開口部を設け、その後、パッド部62を構成するためのヤング率が小さな金属材料を成膜したのち、それをパターニングすることで、パッド部62を形成する。その後、ボンディングワイヤ70をボンディングして接合する。これにより、本実施形態の半導体装置1が完成する。   Thereafter, after the P-SiN film 61 is formed, an opening is provided in the P-SiN film 61 at a position where the pad portion 62 is to be formed, and then a metal material having a small Young's modulus for constituting the pad portion 62 is formed. After the film formation, the pad portion 62 is formed by patterning the film. Thereafter, the bonding wire 70 is bonded and bonded. Thereby, the semiconductor device 1 of this embodiment is completed.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態では、最上配線兼電極層58が形成される階層において、LDMOS10が形成される領域とCMOS20やBip30が形成されるロジック回路領域およびロジック回路領域の各部と電気的に接続するためのパッド部が配置される場所以外に、何も配置する必要が無い残余スペースがある場合について説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, in the layer where the uppermost wiring and electrode layer 58 is formed, the region where the LDMOS 10 is formed, the logic circuit region where the CMOS 20 and the Bip 30 are formed, and the pads for electrically connecting to each part of the logic circuit region A case will be described in which there is a remaining space other than the place where the part is placed, and it is not necessary to place anything.

図10は、半導体装置1の最上配線兼電極層58のレイアウトを模式的に示した図である。LDMOS10が形成される領域とCMOS20やBip30が形成されるロジック回路領域およびロジック回路領域の各部と電気的に接続するためのパッド部62が配置される場所以外に、残余スペース90がある。この残余スペース90に最上配線兼電極層58のダミーパターン91を形成すると共に、その最上配線兼電極層58の上にもパッド部62を設け、ボンディングワイヤ70が接続されるようにし、かつ、図示しないが半導体装置1が収容されるパッケージのPIN数が許容する限り、そのPINとダミーパターンとがボンディングワイヤ70を介して接続されるようにしている。   FIG. 10 is a diagram schematically showing the layout of the uppermost wiring and electrode layer 58 of the semiconductor device 1. There is a remaining space 90 in addition to the region where the LDMOS 10 is formed, the logic circuit region where the CMOS 20 and the Bip 30 are formed, and the place where the pad portion 62 for electrical connection is disposed. A dummy pattern 91 of the uppermost wiring / electrode layer 58 is formed in the remaining space 90, and a pad portion 62 is provided on the uppermost wiring / electrode layer 58 so that the bonding wire 70 is connected. However, as long as the number of PINs of the package in which the semiconductor device 1 is accommodated is allowed, the PIN and the dummy pattern are connected via the bonding wire 70.

このように、残余スペース90にも最上配線兼電極層58のダミーパターンを形成することで、熱容量の拡大および放熱面積の拡大を図ることができ、より放熱効果を増大することが可能になる。また、このダミーパターンにもボンディングワイヤ70が接続されるようにすることで、ボンディングワイヤ70を放熱経路としてさらに放熱効果を高めることが可能となる。   In this way, by forming the dummy pattern of the uppermost wiring and electrode layer 58 in the remaining space 90, it is possible to increase the heat capacity and the heat dissipation area, thereby further increasing the heat dissipation effect. In addition, by connecting the bonding wire 70 to this dummy pattern, the heat dissipation effect can be further enhanced by using the bonding wire 70 as a heat dissipation path.

さらに、残余スペース90にも最上配線兼電極層58のダミーパターンを形成することにより、最上配線兼電極層58を平坦化するときの加工均一性向上を図ることも可能となる。   Further, by forming a dummy pattern of the uppermost wiring / electrode layer 58 in the remaining space 90, it is possible to improve the processing uniformity when the uppermost wiring / electrode layer 58 is flattened.

(他の実施形態)
(1)上記した実施形態では、SOI基板2を用いて半導体装置1を製造した場合について説明したが、その他の基板、例えば1枚のシリコン基板であっても構わない。ただし、SOI基板2の場合、絶縁膜4や埋め込み酸化膜などで構成される絶縁層9にて熱伝達が悪くなるため、上述した最上配線兼電極層58を用いることによる放熱効果の増大が有効となる。
(Other embodiments)
(1) In the embodiment described above, the case where the semiconductor device 1 is manufactured using the SOI substrate 2 has been described. However, other substrates, for example, a single silicon substrate may be used. However, in the case of the SOI substrate 2, heat transfer is deteriorated in the insulating layer 9 composed of the insulating film 4, the buried oxide film, and the like, so that the increase in the heat dissipation effect by using the uppermost wiring and electrode layer 58 is effective. It becomes.

(2)上記した実施形態では、素子としてのLDMOS10、CMOS20、Bip30を有する半導体装置1を例として説明したが、これに限らず、他の大きな駆動電流(例えば10アンペア以上)が要求される半導体デバイスや、他のパワーデバイスを備える半導体装置1においても、本発明を適用することができる。   (2) In the above-described embodiment, the semiconductor device 1 having the LDMOS 10, the CMOS 20, and the Bip 30 as elements has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and other semiconductors that require a large driving current (for example, 10 amperes or more). The present invention can also be applied to a semiconductor device 1 including devices and other power devices.

(3)上記した実施形態では、素子として、LDMOS10、CMOS20、Bip30等の半導体基板中に形成された素子を用いる場合を例として説明したが、素子は半導体基板中に形成されたものに限らず、素子として、受動素子等のように、半導体基板表面上に形成された素子を用いた半導体装置1に対しても本発明を適用することができる。   (3) In the above-described embodiment, the case where an element formed in a semiconductor substrate such as LDMOS 10, CMOS 20, Bip 30 is used as an example has been described. However, the element is not limited to the element formed in the semiconductor substrate. The present invention can also be applied to the semiconductor device 1 using an element formed on the surface of the semiconductor substrate, such as a passive element.

(4)上記実施形態では、最上配線兼電極層58の下層に位置する第3コンタクト部59もヤング率の大きなCuなどで構成する場合について説明したが、ここはパッド部62を構成する材料のようにヤング率の小さなで構成しても良い。さらに、上記実施形態では、最上配線兼電極層58を基本的にヤング率が高いCuなどで構成する場合について説明したが、バリアメタル58aのように最上配線兼電極層58の側壁に位置する部分に関してはヤング率の小さな材料で構成されていても良い。   (4) In the above embodiment, the case where the third contact portion 59 located below the uppermost wiring and electrode layer 58 is also made of Cu having a large Young's modulus has been described. Here, the material of the pad portion 62 is made of Thus, it may be configured with a small Young's modulus. Furthermore, in the above embodiment, the case where the uppermost wiring / electrode layer 58 is basically made of Cu having a high Young's modulus has been described. However, a portion located on the side wall of the uppermost wiring / electrode layer 58 like the barrier metal 58a. May be made of a material having a small Young's modulus.

(5)上記実施形態では、ボンディングワイヤ70によりパッド部62への電気的接続を行う場合について説明したが、金属バンプにより行うようにしても良い。この場合には、金属バンプとパッド部62との接触面の外縁を基準として、最上配線兼電極層58の外縁や第3コンタクト部59の外縁がはみ出すようにすれば良い。   (5) In the above-described embodiment, the case where electrical connection to the pad portion 62 is performed by the bonding wire 70 has been described, but metal bumps may be used. In this case, the outer edge of the uppermost wiring / electrode layer 58 and the outer edge of the third contact portion 59 may protrude from the outer edge of the contact surface between the metal bump and the pad portion 62 as a reference.

(6)上記第1、第2実施形態では、最上配線兼電極層58が絶縁膜60と準平坦としているが、準平坦とは完全にフラットになる場合の他、絶縁膜60の表面に対して若干最上配線兼電極層58が凹凸を有しているような状態を含む概念であることを示している。例えば、図11(a)、(b)は、若干最上配線兼電極層58が絶縁膜60に対して突出している場合と凹んでいる場合の断面図である。この図に示されるように、基本的には最上配線兼電極層58の外縁が絶縁膜60と一致させられているが、最上配線兼電極層58の表面に絶縁膜60の表面から突出したり凹んだ部分があっても、上記効果を得ることが可能である。   (6) In the first and second embodiments, the uppermost wiring and electrode layer 58 is quasi-flat with the insulating film 60. In other words, it is a concept including a state in which the uppermost wiring / electrode layer 58 has irregularities. For example, FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views when the uppermost wiring and electrode layer 58 slightly protrudes from the insulating film 60 and when it is recessed. As shown in this figure, the outer edge of the uppermost wiring / electrode layer 58 is basically aligned with the insulating film 60, but the uppermost wiring / electrode layer 58 protrudes or dents from the surface of the insulating film 60. The above effect can be obtained even if there is a portion.

(7)さらに、上記第1、第2実施形態では、パッシベーション膜61よりもパッド部62を後に形成し、パッド部62が部分的にパッシベーション膜61よりも上層に配置される構造としている。これに対し、パッシベーション膜61をパッド部62の後に形成しても構わない。図12は、パッド部62の後でパッシベーション膜61を形成した場合の一例を示した断面図である。パッド部62の後でパッシベーション膜61を形成した場合、図12に示されるように、パッド部62の外縁(側壁)をパッシベーション膜61で囲むことが可能となる。パッド部62は、上述したように、ヤング率が小さく、ボンディング時の衝撃にて塑性変形する材料で構成しているが、このような柔らかい材料の外縁をパッシベーション膜61で囲むことにより、ボンディング時の衝撃によるパッド部62の横移動などを防止することが可能となる。   (7) Further, in the first and second embodiments, the pad portion 62 is formed after the passivation film 61, and the pad portion 62 is partially disposed above the passivation film 61. On the other hand, the passivation film 61 may be formed after the pad portion 62. FIG. 12 is a cross-sectional view showing an example of the case where the passivation film 61 is formed after the pad portion 62. When the passivation film 61 is formed after the pad portion 62, the outer edge (side wall) of the pad portion 62 can be surrounded by the passivation film 61 as shown in FIG. As described above, the pad portion 62 is made of a material having a small Young's modulus and plastically deformed by an impact at the time of bonding. By surrounding the outer edge of such a soft material with the passivation film 61, the pad portion 62 is formed. It is possible to prevent the pad portion 62 from being laterally moved due to the impact.

本発明の第1実施形態における半導体装置1の断面構成を示す図である。It is a figure showing the section composition of semiconductor device 1 in a 1st embodiment of the present invention. (a)は半導体装置1の上方から見たときのボンディング部近傍のレイアウト図、(b)は図1におけるボンディング部近傍の部分拡大図である。FIG. 2A is a layout view in the vicinity of the bonding portion when viewed from above the semiconductor device 1, and FIG. 2B is a partially enlarged view in the vicinity of the bonding portion in FIG. 1. 最上配線兼電極層58をパターニングにより形成したときのボンディング部近傍の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of a bonding part vicinity when the uppermost wiring and electrode layer 58 is formed by patterning. 最上配線兼電極層58の製造手法を変更して、製造初期時から高温下で放置したときのクラック発生率を調べた結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having investigated the crack generation rate when changing the manufacturing method of the top wiring and electrode layer 58, and leaving it to stand under high temperature from the initial stage of manufacture. Cuにより構成される配線が水に曝されたときの様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode when the wiring comprised with Cu is exposed to water. パッシベーション膜の有無に応じた半導体装置1の使用電圧Vおよび使用温度Tと寿命との関係を調べたグラフである。It is the graph which investigated the relationship between the service voltage V and service temperature T of the semiconductor device 1 according to the presence or absence of the passivation film, and the lifetime. 最上配線兼電極層58および第3絶縁膜60の膜厚を様々に変化させたときのクラック発生率を調べた結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having investigated the crack generation rate when the film thickness of the uppermost wiring and electrode layer 58 and the 3rd insulating film 60 was changed variously. パッド部62の膜厚を様々に変化させたときのクラック発生率を調べた結果を示したグラフである。It is the graph which showed the result of having investigated the crack generation rate when changing the film thickness of the pad part 62 variously. (a)は、ボンディング部と最上配線兼電極層58の位置関係による剪断応力のSIM解析結果を示したグラフであり、(b)は、SIM解析のシミュレーションモデルを示す断面図である。(A) is the graph which showed the SIM analysis result of the shear stress by the positional relationship of a bonding part and the uppermost wiring and electrode layer 58, (b) is sectional drawing which shows the simulation model of SIM analysis. 本発明の第2実施形態における半導体装置1の最上配線兼電極層58のレイアウトを模式的に示した図である。It is the figure which showed typically the layout of the uppermost wiring and electrode layer 58 of the semiconductor device 1 in 2nd Embodiment of this invention. (a)、(b)は、若干最上配線兼電極層58が絶縁膜60に対して突出している場合と凹んでいる場合の断面図である。(A), (b) is sectional drawing when the uppermost wiring and electrode layer 58 protrudes with respect to the insulating film 60 slightly and when it is recessed. パッド部62の後でパッシベーション膜61を形成した場合の一例を示した断面図である。5 is a cross-sectional view showing an example in the case where a passivation film 61 is formed after the pad portion 62. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…半導体装置1、2…SOI基板、50…配線構造部、51…BPSG膜、52…1st配線層、53…第1コンタクト部、54…第1絶縁膜、55…2nd配線層、56…第2コンタクト部、57…第2絶縁膜、58…電極層、59…第3コンタクト部、60…第3絶縁膜、61…P−SiN膜、62…パッド部、70…ボンディングワイヤ、71…接触面、80…反応層、90…残余スペース、91…ダミーパターン。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor device 1, 2 ... SOI substrate, 50 ... Wiring structure part, 51 ... BPSG film | membrane, 52 ... 1st wiring layer, 53 ... 1st contact part, 54 ... 1st insulating film, 55 ... 2nd wiring layer, 56 ... Second contact portion, 57 ... second insulating film, 58 ... electrode layer, 59 ... third contact portion, 60 ... third insulating film, 61 ... P-SiN film, 62 ... pad portion, 70 ... bonding wire, 71 ... Contact surface, 80 ... reaction layer, 90 ... remaining space, 91 ... dummy pattern.

Claims (19)

半導体素子(10、20、30)が形成された半導体基板(2)と、
前記半導体基板上に形成された層間絶縁膜(51、54、57)と、
前記層間絶縁膜を介して、前記半導体素子と電気的に接続された複数の配線層(52、55、58)と、
前記複数の配線層のうち最上層となる配線層(58)と電気的に接続され、かつ、前記半導体素子を外部に電気的に接続するための接合金属材料(70)が接合されるパッド部(62)と、を有してなる半導体装置であって、
前記最上層となる配線層(58)は、前記パッド部(62)の下層に配置される電極層を兼用する最上配線兼電極層を構成しており、該最上配線兼電極層が前記パッド部よりもヤング率が大きな材料で構成されていると共に、該最上配線兼電極層のうちの前記電極層に相当する部分が前記半導体素子の直上に配置され、
前記最上配線兼電極層のうちの前記電極層と、該電極層よりもヤング率が小さな材料となる前記パッド部との2層を含む多層構造により、パッド構造が構成されており、
かつ、前記最上配線兼電極層は、該最上配線兼電極層の側壁面を覆うように構成された絶縁膜(60)にて囲まれていることを特徴とする半導体装置。
A semiconductor substrate (2) on which semiconductor elements (10, 20, 30) are formed;
Interlayer insulating films (51, 54, 57) formed on the semiconductor substrate;
A plurality of wiring layers (52, 55, 58) electrically connected to the semiconductor element via the interlayer insulating film;
A pad portion that is electrically connected to the uppermost wiring layer (58) of the plurality of wiring layers and to which a bonding metal material (70) for electrically connecting the semiconductor element to the outside is bonded. (62), a semiconductor device comprising:
The uppermost wiring layer (58) constitutes an uppermost wiring and electrode layer that also serves as an electrode layer disposed below the pad portion (62), and the uppermost wiring and electrode layer is the pad portion. And a portion corresponding to the electrode layer of the uppermost wiring and electrode layer is disposed immediately above the semiconductor element,
A pad structure is constituted by a multilayer structure including two layers of the electrode layer of the uppermost wiring and electrode layer and the pad portion that is a material having a Young's modulus smaller than that of the electrode layer,
The uppermost wiring / electrode layer is surrounded by an insulating film (60) configured to cover a side wall surface of the uppermost wiring / electrode layer.
前記最上配線兼電極層の材料は、該最上配線兼電極層を構成する金属と前記接合金属材料を構成する金属との相互拡散係数が前記パッド部を構成する金属と前記接合金属材料を構成する金属の相互拡散係数よりも小さくなるもので構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 In the material of the uppermost wiring and electrode layer, the mutual diffusion coefficient between the metal constituting the uppermost wiring and electrode layer and the metal constituting the bonding metal material constitutes the bonding metal material and the metal constituting the pad portion. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is configured to be smaller than a metal interdiffusion coefficient. 前記パッド部はAlもしくはAl合金、前記接合金属材料はAu、前記最上配線兼電極層はCuもしくはCu合金であ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。 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the pad portion is Al or an Al alloy, the bonding metal material is Au, and the uppermost wiring and electrode layer is Cu or a Cu alloy. 前記接合金属材料はボンディングワイヤ(70)であり、前記パッド部の膜厚は、前記ボンディングワイヤを前記パッド部に接合したときに前記ボンディングワイヤと前記最上配線兼電極層の間に前記パッド部が介在し、前記ボンディングワイヤが前記最上配線兼電極層から離間する厚みに設定されていることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の半導体装置。 The bonding metal material is a bonding wire (70), and the film thickness of the pad portion is such that when the bonding wire is bonded to the pad portion, the pad portion is between the bonding wire and the uppermost wiring and electrode layer. 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is interposed and has a thickness that separates the bonding wire from the uppermost wiring and electrode layer. 5. 前記最上配線兼電極層の外縁は、前記ボンディングワイヤと前記パッド部との接触面の外縁から1μm以上はみ出していることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置。 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein an outer edge of the uppermost wiring / electrode layer protrudes by 1 μm or more from an outer edge of a contact surface between the bonding wire and the pad portion. 前記最上配線兼電極層のうちの前記電極層の真下に、前記複数の配線層のうち前記最上配線兼電極層よりも下層に位置する配線層(55)と前記最上配線兼電極層とを接続するために前記層間絶縁膜に形成されたスルーホールを埋め込むコンタクト部(59)が形成されていることを特徴とする請求項4または5に記載の半導体装置。 A wiring layer (55) positioned below the uppermost wiring / electrode layer of the plurality of wiring layers and the uppermost wiring / electrode layer are connected directly below the electrode layer of the uppermost wiring / electrode layer. 6. The semiconductor device according to claim 4, wherein a contact portion (59) for filling a through hole formed in the interlayer insulating film is formed. 前記コンタクト部が前記パッド部よりもヤング率が大きな材料で構成されており、該コンタクト部の外縁は前記ボンディングワイヤと前記パッド部との接触面の外縁から1μm以上はみ出していることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置。 The contact portion is made of a material having a Young's modulus larger than that of the pad portion, and the outer edge of the contact portion protrudes from the outer edge of the contact surface between the bonding wire and the pad portion by 1 μm or more. The semiconductor device according to claim 6. 前記コンタクト部が前記パッド部よりもヤング率が大きな材料で構成されており、前記最上配線兼電極層および前記コンタクト部のトータルの膜厚は0.3μm以上であることを特徴とする請求項6または7に記載の半導体装置。 7. The contact portion is made of a material having a Young's modulus larger than that of the pad portion, and the total film thickness of the uppermost wiring / electrode layer and the contact portion is 0.3 μm or more. Or the semiconductor device according to 7; 前記最上配線兼電極層および前記コンタクト部のトータルの膜厚は0.7μm以上であることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8, wherein a total film thickness of the uppermost wiring and electrode layer and the contact portion is 0.7 μm or more. 前記最上配線兼電極層の膜厚が0.5μm以上であることを特徴とする請求項1ないし8のいずれか1つに記載の半導体装置。 9. The semiconductor device according to claim 1, wherein a film thickness of the uppermost wiring / electrode layer is 0.5 μm or more. 前記最上配線兼電極層の膜厚が1.0μm以上であることを特徴とする請求項10に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 10, wherein a film thickness of the uppermost wiring and electrode layer is 1.0 μm or more. 前記最上配線兼電極層の表面はパッシベーション膜(61)にて覆われており、前記最上配線兼電極層と前記パッド部とが接合される部分のみ前記パッシベーション膜に開口部が形成された構成とされていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の半導体装置。 The surface of the uppermost wiring and electrode layer is covered with a passivation film (61), and an opening is formed in the passivation film only at a portion where the uppermost wiring and electrode layer and the pad portion are joined. 12. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed. 前記最上配線兼電極層の表面および前記パッド部の外縁はパッシベーション膜(61)にて覆われていることを特徴とする請求項1ないし11のいずれか1つに記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1, wherein a surface of the uppermost wiring and electrode layer and an outer edge of the pad portion are covered with a passivation film (61). 前記パッシベーション膜はCVD膜であることを特徴とする請求項12または13に記載の半導体装置。 The semiconductor device according to claim 12, wherein the passivation film is a CVD film. 前記最上配線兼電極層の表面は、該最上配線兼電極層を囲む前記絶縁膜の表面に対して準平坦になっていることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1つに記載の半導体装置。 15. The surface of the uppermost wiring / electrode layer is quasi-flat with respect to the surface of the insulating film surrounding the uppermost wiring / electrode layer, according to any one of claims 1 to 14. Semiconductor device. 前記半導体素子はパワー素子とロジック回路を含み、
前記最上配線兼電極層は前記パワー素子と前記ロジック回路の双方の配線として機能することを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1つに記載の半導体装置。
The semiconductor element includes a power element and a logic circuit,
16. The semiconductor device according to claim 1, wherein the uppermost wiring / electrode layer functions as wiring for both the power element and the logic circuit.
前記半導体基板は、活性層(5)と支持基板(3)との間に酸化膜(4)が埋め込まれたSOI基板(2)であり、
前記半導体素子が前記活性層に形成されたトレンチ(8)および絶縁膜(9)にて素子分離されていることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1つに記載の半導体装置。
The semiconductor substrate is an SOI substrate (2) in which an oxide film (4) is embedded between an active layer (5) and a support substrate (3),
17. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor element is isolated by a trench (8) and an insulating film (9) formed in the active layer.
前記最上配線兼電極層が形成される階層に存在する余剰スペース(90)には、前記最上配線兼電極層を構成する材料にて形成されたダミーパターン(91)が形成されていることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1つに記載の半導体装置。 In the surplus space (90) existing in the layer where the uppermost wiring / electrode layer is formed, a dummy pattern (91) made of a material constituting the uppermost wiring / electrode layer is formed. A semiconductor device according to any one of claims 1 to 17. 前記ダミーパターンにも前記パッド部が接合されており、該パッド部を通じて前記接合金属材料(70)が接続されるようになっていることを特徴とする請求項18に記載の半導体装置。 19. The semiconductor device according to claim 18, wherein the pad portion is also bonded to the dummy pattern, and the bonding metal material (70) is connected through the pad portion.
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