ボンディングパッドを有する半導体装置及びその形成方法
ボンディングパッド(200)は第1ワイヤボンディング領域(202)と、第2ワイヤボンディング領域(204)と、を含む。一実施形態では、第1ワイヤボンディング領域(202)がパッシベーション(18)を覆って延びる。別の実施形態では、ボンディングパッドはプローブ領域、第1ワイヤボンディング領域、及び第2ワイヤボンディング領域を有する。一実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディング領域がパッシベーション(18)を覆って延びる。ボンディングパッドはどのような数のワイヤボンディング領域及びプローブ領域も有することができ、かつこれらの領域をどのような構成として有することもできる。ボンディングパッドが複数のワイヤボンディング領域を含むことができるので、マルチチップパッケージにおける場合のように単一のボンディングパッドへの複数のワイヤ接続を行なうことができる。ボンディングパッドがパッシベーションを覆って延びる形でパッドを設けることができるので、集積回路チップ面積を小さくすることもできる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は概して半導体装置に関し、特にボンディングパッドを有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路製造において、ワイヤボンディングは電気回路を有する半導体チップを部品パッケージのピンに接続するために使用する十分に実績のある方法である。集積回路製造においてはまた、複数の半導体チップを単一パッケージにパッケージングする方法が普及してきており、この単一パッケージには複数の半導体チップを積み重ね構造で設けることができる。集積回路製造工程内では、部品組立を完了する前に、半導体チップの機能をテストすることも一般的に実施される。「プローブテスト」は半導体をテストするために使用されるこのような方法の一つであり、このプローブテストでは、プローブコンタクトがチップ上のボンディングパッドとの接合を行なうための機械的かつ電気的仲介手段として一般的に使用される。
【0003】
機械的仲介手段、例えば探針を使用する際の問題は、ボンディングパッドに傷が付く、またはボンディングパッドが汚染されてチップをワイヤボンディングするときにボンディングパッドとパッケージピンとの間に信頼性の高い電気接続を形成することができないことである。この問題は、最新のディープサブミクロン半導体技術のボンディングパッドに割く面積を小さくする傾向が進むことによって一層深刻になる。ボンディングパッドに割く面積を小さくするとボンディングパッドが一層小さくなり、このボンディングパッドに、一層小さくなったワイヤボンディングが形成される。これによって、プローブコンタクトによって傷が付いたボンディングパッドに関する品質及び信頼性の問題が大きくなる。ボンディングパッドサイズが小さくなると、プローブコンタクトによって生じる傷のボンディングパッド面積に対する割合が大きくなる。ボンディングパッド領域の縮小に関する問題は、ボンディングパッドの間隔がカンチレバー探針によるような従来方法を使用して確実な接触を取るプローブテストを行なうには狭過ぎることである。
【0004】
従って、信頼度の低いワイヤボンディング接続を生じることなくチップに対してプローブテストを行ない、かつ小さなボンディングパッド及びファインピッチのボンディングパッドを有するチップに強く接触してチップを確実にプローブテストを行なうことができる機能が必要になる。また、単一パッケージ内部の複数のチップとの電気コンタクトを実現する機能が必要となる。更に、多くの場合において、チップサイズに大きな影響を及ぼすことなく従来の基準を満たしてコストダウンを継続する必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
概括すると、本発明は複数のボンディングパッドを有する集積回路を提供する。複数のボンディングパッドの各々はプローブ領域及びワイヤボンディング領域を有し、これらの領域はほとんど重ならず、かつ連続する。一の実施形態では、ボンディングパッドは集積回路の能動回路及び/又は電気配線層を覆って延びる。ボンディングパッドの一部、または全ては配線層を覆って延び、そしてパッドの一部はパッシベーション層を覆って形成し、かつ最終金属層パッドに接続することができる。一の実施形態では、ボンディングパッドはアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッドは銅により形成する。
【0006】
プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離し、そしてボンディングパッドを能動回路を覆って形成すると幾つかの利点が得られる。ボンディングパッドの間をファインピッチにする必要のある用途では、プローブ領域及びボンディングパッド領域はジグザグ状
に設けることによりプローブ領域間の距離を効率的に大きくすることができる。プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離することにより、ワイヤボンディング領域はプローブテストによって傷が付くことがないので、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また、ボンディングパッドを、金属配線層を含む能動回路を覆って形成することにより、集積回路をより小さくすることができる。
【0007】
本発明の別の実施形態では、複数のボンディングパッドの各々は第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域を有し、これらの領域はほとんど重ならず、かつ連続する。一の実施形態では、ボンディングパッドは集積回路の能動回路及び/又は電気配線層を覆って延びる。ボンディングパッドの一部、または全ては配線層を覆って延び、そしてパッドの一部はパッシベーション層を覆って形成し、かつ最終金属層パッドに接続することができる。一の実施形態では、ボンディングパッドはまた、第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域に加えてプローブ領域を含む。
【0008】
複数のワイヤボンディング領域を各ボンディングパッドに設けることができることにより、各ボンディングパッドに複数のワイヤボンディング接続を行なうことができる。これにより、集積回路チップが積み重ね構造に設けられる、または互いに隣接する形で設けられるかに拘らず、これらのチップの間で更に効率的なワイヤボンディング接続を行なうことができる。また、プローブ領域を複数のワイヤボンディング領域から分離することにより、これらのワイヤボンディング領域はプローブテストによって傷が付くことがないので、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また上述したように、ボンディングパッドを、金属配線層を含む能動回路を覆って形成することにより、集積回路をより小さくすることができる。
【0009】
図1は、本発明によるボンディングパッド10を上から下に向けて眺めたときの様子を示す図である。ボンディングパッド10は、破線で示すようにワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14に分離される。ワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具及びプローブ冶具のサイズを収容し、かつワイヤボンディング冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域12はプローブ領域14よりも小さく示されている。他の実施形態では、これらの領域はこれとは異なるサイズに形成することができる。
【0010】
ボンディングパッド10は、図2、図3及び図4に示す断面図を有する異なる半導体装置に構成することができる。ここで、同様な、または類似の構成要素には図全体を通じて同じ参照番号を付していることに留意されたい。また、図は寸法通りには描かれていないことにも留意されたい。図2は本発明による半導体装置20の断面図を示している。半導体装置20はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、ボンディングパッド10、配線領域24、及び能動領域または基板26を有する。ボンディングパッド10はワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14(図1参照)を有し、そして周辺25に対して配置される。配線領域24は金属層28,30及び32を含み、これらの金属層によって電源ライン、接地ライン、信号ライン及び他のラインを半導体装置20の種々の部品の間に配線する。図2に示すように、以後最終金属層28と記載し、半導体装置20の表面に近接して配置される金属層28はボンディングパッド10も含み、このボンディングパッド10には、プローブ及びワイヤボンディングが行なわれて半導体装置20の外に位置するデバイス(図示せず)との接続が行なわれる。配線領域24に含まれる複数の金属層は、ビアを使用して互いに配線接続される。配線金属層32は能動領域26にコンタクトを介して電気的に接続される。
【0011】
半導体装置20に従来の製造技術を適用して、電気回路を能動領域26または基板に形
成する。電気回路は、例えば通信、輸送、汎用計算、または娯楽のような種々の集積回路用途に使用することができる。図示の実施形態では、金属層28,30及び32は、例えばアルミニウム、銅、または金のような導電材料を使用して形成される。他の実施形態では、上述の実施形態よりも多くの、または少ない金属層を設けることができる。ボンディングパッド10は最終金属層28の一部として形成される。金属層28を形成した後、パッシベーション層18を半導体装置20全面を覆って堆積させる。開口は、ボンディングパッド10を覆う形で示されるパッシベーション層18に設けられ、半導体装置20とパッケージ上のピンとの間のような電気コンタクトが可能になる。
【0012】
ボンディングパッド10はかなり厚い銅層により形成される。一の実施形態では、銅は0.3〜1.0ミクロンの厚さとすることができる。テストを実施したところ、ボンディングパッド10がワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、かつ図2に示すように、配線層24及び能動領域26から成る下層回路のいずれにも損傷を与えることなく配線層24を覆って形成することができることを確認することができた。
【0013】
図3は本発明による半導体装置34の断面図を示している。半導体装置34はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド36を有する。ボンディングパッド36は最終金属層パッド16及びアルミニウムパッド層35を含む。アルミニウムパッド層35はワイヤボンディング領域38及びプローブ領域37を含む。アルミニウムパッド層35は約0.5〜2.0ミクロン厚とすることができる。ボンディングパッド36は半導体装置34の周辺25に対して配置され、そして最終金属層パッド16からバリア層22によって分離される。ボンディングパッド36は、プローブ領域37及びワイヤボンディン領域38を収容するようにレイアウトし、かつサイズを決定する。
【0014】
半導体装置34に、図2の半導体装置20に関して記載した製造技術及び材料を適用する。更に、バリア層22をパッシベーション層18全体を覆って形成して、最終金属層パッド16とボンディングパッド36との間、及びボンディングパッド36とパッシベーション層18との間に拡散バリア兼接着層を設ける。バリア層22を堆積させた後、アルミニウムパッド層35をバリア層22全体を覆って堆積させる。次に、バリア層22及びアルミニウムパッド層35をパターニングして、これらの層をプローブ領域及びワイヤボンディング領域に必要な最終形状及びサイズとする。図示の実施形態では、アルミニウムパッド層35はアルミニウムにより形成するが、他の実施形態では、アルミニウムパッド層35は他の導電材料により形成することができる。また、配線領域24の金属層28,30及び32、及び最終金属層パッド16は銅により形成する。他の実施形態では、他の導電材料をボンディングパッド36、最終金属層パッド16、及び金属層28,30及び32に使用することができる。例えば、金属層28,30及び32、及び最終金属層パッド16はアルミニウムまたは金により形成することができ、最終金属層パッド16は金を含むことができる。また、バリア層22は図示の実施形態ではタンタルにより形成することができる。しかしながら他の実施形態では、バリア層22は、異なる隣接材料の間に拡散バリア兼接着層を形成する材料であればどのような材料とすることもできる。拡散バリア材料としては、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ニッケル、タングステン、チタンタングステン合金、及びタンタルシリコン窒化物が挙げられる。
【0015】
ボンディングパッド36のアルミニウム層パッド35及び最終金属パッド16はそれぞれ、かなり厚いアルミニウム層及び銅層により形成される。従って、ボンディングパッド36はワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、かつ図3に示すように、配線層24及び能動領域26から成る下層回路のいずれにも損傷を与えることなく配線層24を覆って形成することができる。
【0016】
図4は、本発明の別の実施形態による半導体装置40の断面図を示している。半導体装置40はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、能動領域26、及びボンディングパッド44を有する。ボンディングパッド44はアルミニウムパッド45及び最終金属パッド42を含む。最終金属パッド42は最終金属層28の一部として形成される。ボンディングパッド44は半導体装置40の周辺25に対して配置され、そして図4の縦方向の破線で示すように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。アルミニウムパッド45は最終金属層パッド42からバリア層43によって分離される。
【0017】
半導体装置40に、図2及び図3に関して記載した製造技術及び材料を適用する。しかしながら図4の装置では、ボンディングパッド44の一方の部分がパッシベーション層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド42にパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド44はワイヤボンディング領域及びプローブ領域に分離される。プローブ領域は、パッシベーション層18の上に、かつ配線領域24の電気配線層28,30及び32を覆って延びるボンディングパッド44の部分の上に形成される。ワイヤボンディング領域は、最終金属層パッド42に接続されるボンディングパッド44の部分の上に形成される。ワイヤボンディング領域は、下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、そして更に、配線領域24の金属層を覆って形成することができる。
【0018】
プローブ領域をパッシベーション層18を覆って延びる形で設けることにより、最終金属層パッド42のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド44のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。また、最終金属層パッド42はプローブテストまたはワイヤボンディングには使用されないので、最終金属層パッド42のサイズ及び形、及びパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド44との電気接続に必要な面積にのみ制約される。他の実施形態では、複数のより小さな最終金属層パッド及びこれらのパッドに対応するパッシベーション開口を設けることができ、これらのパッド及び開口が一緒になってボンディングパッド44との十分な電気接続手段となる。ボンディングパッド44はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド42のサイズは影響を受けないので、プローブ領域及びワイヤボンディング領域のレイアウトの自由度が一層高くなる。例えば、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要はない。
【0019】
ボンディングパッド44はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド42は銅により形成することができる。プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離してより信頼度の高いワイヤボンディングを行なうのに加えて、パッシベーション層18の上方をプローブすることにより最終金属層パッド42の銅を間違って露出させてしまう危険が無くなる。露出した銅は容易に酸化されて、ワイヤボンディングにとって信頼度の低い表面が形成されてしまう。
【0020】
図5は、本発明の一の実施形態による半導体装置60を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置60は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路60は複数のボンディングパッド62〜65を含み、これらのボンディングパッドは集積回路60のエッジ61に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口66を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上
の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺61に対して配列される。これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺61に近い。隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ61から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ61から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は入れ替えることができる。
【0021】
図6は、本発明の別の実施形態による半導体装置70を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置70は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路70は複数のボンディングパッド72〜75を含み、これらのボンディングパッドは集積回路70のエッジ71に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口76を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺71に対して配列される。これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺71に近い。隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ71から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ71から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は入れ替えることができる。
【0022】
ボンディンパッド72〜75の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてこれらのボンディングパッドの一部は最終金属層パッドを覆って形成されて、図4に示す構造と同様になる。
【0023】
図7は、本発明の別の実施形態による半導体装置80を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置80は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路80は複数のボンディングパッド82〜85を含み、これらのボンディングパッドは集積回路80のエッジ81に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口86を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドはほぼ同じサイズであり、そして周辺81からほぼ等距離に並べられる。
【0024】
プローブ領域(楕円で示す)はジグザグにワイヤボンディング領域(円)の反対側に交互に形成され、他方、ワイヤボンディング領域は集積回路80のエッジ81から等距離に一直線に並べられる。また、各ボンディングパッドの中心はエッジ81から等距離に一直線に並ぶ。ボンディングパッド82〜85のほぼ全ては、図3に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。
【0025】
プローブ領域をジグザグに、または交互に配置することにより、プローブ領域間の距離が長くなるので、非常にピッチが狭い構成のデバイスに対して更に確実に接触を取るプローブテストを実施することができ、かつ例えばカンチレバー技術及び垂直型プローブ技術のような種々のプローブ技術を使用することができるといった具合に自由度が高くなる。現状のプローブ技術は、特定の最小ピッチよりも狭いパッドピッチに対応することができ
ず、この場合ピッチとはパッド間の距離を指す。ボンディングパッドを細長くし、プローブ領域をジグザグに配置することにより、現状のプローブ技術を狭いピッチのパッドにまで拡張して適用することができる。ワイヤボンディング領域を一直線に並べることにより、ワイヤボンディング装置のプログラムが一層簡単になる。ここで、他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は入れ替えることができる。
【0026】
図8は、本発明の別の実施形態による半導体装置90を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路90は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路90は複数のボンディングパッド92〜95を含み、これらのボンディングパッドは集積回路90のエッジ91に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口96を示している。
【0027】
図8のボンディングパッド構造は図7のボンディングパッド構造と同じであるが、パッシベーション層の開口96が小さく、かつほぼ円形で示されるワイヤボンディン領域の各々のみを取り囲む点が異なる。プローブ領域は図7に関して上に記載したように、楕円で示し、かつジグザグに配置する。また、プローブ領域は半導体装置90のパッシベーション層を覆って延びる。
【0028】
図9は、本発明の別の実施形態による半導体装置100を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路100は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路100は複数のボンディングパッド102〜105を含み、これらのボンディングパッドは集積回路100のエッジ101に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口106を示している。
【0029】
パッシベーション層の開口106は、ボンディングパッド102〜105の各々のワイヤボンディン領域(円形)及びプローブ領域(楕円形)を取り囲む。これらのボンディングパッドはジグザグに配置され、この場合、ボンディングパッド102及び104はボンディングパッド103及び105よりも周辺101から遠く離れて位置する。また、これらのボンディングパッドの各々のプローブ領域は、図7及び図8に関して上に記載したように、ジグザグに配置される。また、各パッドのワイヤボンディング領域は周辺101から等距離に並べられる。
【0030】
図9のボンディングパッドは図8のボンディングパッドよりも短い、というのは、プローブテストまたはワイヤボンディングに使用しない領域を削除しているからである。ボンディングパッドの削除部分によってできる空きによって半導体装置上に広い表面領域が生じるので、更に多くの素子またはボンディングパッドを集積回路に形成することができる。
【0031】
図10は、本発明の別の実施形態による半導体装置110を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路110は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路110は複数のボンディングパッド112〜115を含み、これらのボンディングパッドは集積回路110のエッジ111に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口116を示している。
【0032】
ボンディングパッド112〜115はジグザグに配置され、この場合、ボンディングパッド112及び114はボンディングパッド113及び115よりも周辺111から遠く
離れて位置する。また、これらのボンディングパッドの各々のプローブ領域は、図7,図8及び図9に関して上に記載したように、ジグザグに配置される。また、各パッドのワイヤボンディング領域は周辺111から等距離に並べられる。
【0033】
パッシベーション層の開口116が小さく、かつほぼ円形で示されるワイヤボンディン領域の各々のみを取り囲む。プローブ領域は半導体装置110のパッシベーション層を覆って延びる。
【0034】
図11は、本発明の別の実施形態による半導体装置120を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路120は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路120は複数のボンディングパッド122〜125を含み、これらのボンディングパッドは集積回路120のエッジ121に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口126を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺121に対して配列される。図11の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は共にジグザグに配置される。
【0035】
図12は、本発明の別の実施形態による半導体装置130を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路130は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路130は複数のボンディングパッド132〜135を含み、これらのボンディングパッドは集積回路130のエッジ131に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口136を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺131に対して配列される。図12の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は共にジグザグに配置される。また、プローブ領域はパッシベーション層を覆って形成される。
【0036】
図13は、本発明の別の実施形態による半導体装置140を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路140は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2及び図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路140は複数のボンディングパッド142〜145を含み、これらのボンディングパッドは集積回路140のエッジ141に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口146を示している。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。ボンディングパッドの長軸はエッジ141に平行になっている。隣接ボンディングパッドのワイヤボンディン領域及びプローブ領域は、エッジ141から等距離に一直線に並べられる。ボンディングパッドの長軸がエッジ141に平行になっているので、これらのボンディングパッドの全体としての高さが低くなり、同時に、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域を分離した状態を維持しながらパッドに制約されない集積回路を実現することができる。
【0037】
図14は、本発明の別の実施形態による半導体装置150を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路150は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路150は複数のボンディングパッド152〜155を含み、これらのボンディングパッドは集積回路150のエッジ151に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口156を示している。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。ボンディングパッドの長軸はエッジ151に平行になっている。隣接ボンディングパッドのワイヤボンディング領域及びプローブ領域は、エッジ151から等距離に一直線に並べられる。ボンディングパッドの長軸がエッジ151に平行になっているので、これらのボンディングパッドの全体としての高さが低くなり、同時に、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域を分離した状態を維持したままでパッドに制約されない集積回路を実現することができる。図14では、プローブ領域はパッシベーション層を覆って形成される。
【0038】
図15は、本発明の別の実施形態によるボンディングパッド200を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ボンディングパッド200は、破線で示すように、第1ワイヤボンディング領域202及び第2ワイヤボンディング領域204に分離される。ワイヤボンディング領域202及びワイヤボンディング領域204は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具のサイズを収容し、かつワイヤボンディング冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域202はワイヤボンディング領域204と同じサイズとして示している。他の実施形態では、これらの領域は異なるサイズに形成することができる。
【0039】
ボンディングパッド200は、異なる半導体装置において、例えば図16に示す断面図を有する半導体装置216において構成することができる。上に述べたことであるが、本明細書において使用しているように、同様な、または類似の構成要素には図全体を通じて同じ参照番号を付していることに留意されたい。また、図は寸法通りには描かれていないことにも留意されたい。図16は本発明の別の実施形態による半導体装置216(集積回路216とも記載する)の断面図を示している。半導体装置216はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、ボンディングパッド10、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド200を有する。ボンディングパッド200はアルミニウムパッド210及び最終金属層パッド206を含む。最終金属層パッド206は最終金属層28の一部として形成する。従って、一の実施形態では、ボンディングパッド200はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド206は銅により形成することができる。ボンディングパッド200は半導体装置216の周辺25に対して配置し、かつ図16の縦方向破線で示すように、2つのワイヤボンディング領域に分離する。図16に示す実施形態では、アルミニウムパッド210は最終金属層パッド206からバリア層212によって分離され、このバリア層は、最終金属層パッド206とアルミニウムパッド210との間、及びアルミニウムパッド210とパッシベーション層18との間の拡散バリア兼接着層となる。しかしながら、別の実施形態では、バリア層212を設けてはならないことに留意されたい。例えば、最終金属層パッド206を銅ではなくアルミニウムで形成する場合には、バリア層212は設けてはならない。また、ボンディングパッド200は、例えばアルミニウム、銅、及び金のようなワイヤボンディングが可能な導電材料であればどのような材料によっても形成することができることに留意されたい。
【0040】
半導体装置216に、図4に関して記載した製造技術及び材料を適用する。図4に示したように、図16の装置では、ボンディングパッド200の一方の部分がパッシベーショ
ン層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド206とパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド200はワイヤボンディング領域202及びワイヤボンディング領域204に分離される。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域204は、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成され、そしてワイヤボンディング領域202は、パッシベーション層18を覆って形成される。すなわち、ボンディングパッド200の一部がパッシベーション層18を覆って延びる。従って、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域202またはワイヤボンディング領域204のいずれかの非周辺部分、或いはワイヤボンディング領域202またはワイヤボンディング領域204のいずれかの主要部分がパッシベーション層18を覆う形で位置することができる。例えば、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域204の一部のみを最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域202の全て、及びワイヤボンディング領域204の残りの部分がパッシベーション層18を覆う。別の構成として、ワイヤボンディング領域204の全て、及びワイヤボンディング領域202の一部を、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域202の残りの部分のみがパッシベーション層18を覆うことになる。更に別の実施形態では、パッシベーション層18は、最終金属層28を露出させる複数の開口を有することができ、これらの開口において、ボンディングパッド200の複数の部分(ワイヤボンディング領域204の各部分、ワイヤボンディング領域202の各部分、またはこれら両方の領域の各部分を含む)が最終金属層28との接続を行なうことができる。
【0041】
ここで、パッシベーション層18の上に延びるこれらのワイヤボンディング領域は、下地パッシベーション層18または下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有することに注目されたい。また、図15及び16には2つのワイヤボンディング領域のみを示しているが、ボンディングパッド200は、どのような数のワイヤボンディング領域を含む形で形成することもでき、2つのみに制限されない。
【0042】
ボンディングパッド200をパッシベーション層18を覆って延びるように設けることにより、最終金属層パッド206のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド200のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。ボンディングパッド200のサイズを大きくすることにより、単一のボンディングパッドとの複数のワイヤボンディング接続が可能になり、この手法を使用して複数の集積回路チップを一緒にパッケージングすることができ、これについては図21を参照しながら以下に詳細に記載する。また、最終金属層パッド206はワイヤボンディングには使用しないので、最終金属層パッド206のサイズ及び形、そしてパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド200との電気接続を行なうために必要な面積に制約されるだけである。他の実施形態では、複数の小さい最終金属層パッド及び該当するパッシベーション開口が設けられ、これらのパッド及び開口が組み合わされてボンディングパッド200との十分な電気接続を可能にする。ボンディングパッド200はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド206のサイズは影響を受けないので、ワイヤボンディング領域のレイアウトが更に自由になる。例えば、ワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要は無い。
【0043】
図17は、本発明の別の実施形態による半導体装置230を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路230は図15に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、かつ図16に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路230は複数のボンディングパッド222〜225を含み、これらのパッド
は集積回路230のエッジ232に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口220を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図15において議論したように、複数のワイヤボンディング領域(この例では2つの領域)に分離される。円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺232に対して並べられる。図示の実施形態では、これらのボンディングパッドは、エッジ232から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、複数のボンディングパッドの各々は、図17に示す丁度2つよりも多いワイヤボンディング領域を含むことができる。
【0044】
ボンディングパッド222〜225の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてボンディングパッドの一部は図16に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。ここで、開口220はワイヤボンディング領域群の内の一方の全体の下に位置するように示されているが、開口220は、図16を参照しながら上に議論したように種々の構成で形成することができる。また、開口220はどのようなサイズ及び形とすることもできる。例えば、開口220をボンディングパッド222全体に渡る大きさとする、または図示の大きさよりも小さくすることができる。開口220は、円形、正方形など、どのような形とすることもできる。別の構成として、開口220はボンディングパッド222の下方に複数の開口(サイズまたは形は問わない)を含むことができる。また、別の実施形態では、ボンディングパッド222〜225に関して別の構成を用いることができることに留意されたい。例えば、これらのボンディングパッドに関して、多くの異なる方法でパッドをジグザグに並べる、パッドのサイズを決める、パッドをレイアウトする、そしてパッドを配置することができる。例えば、プローブ領域を設けない場合でも、図7〜14に示す構成を複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドに対して適用することもできる。しかしながら、以下に詳細に記載するように、別の実施形態では、図5〜14の構成を複数のワイヤボンディング領域及び一つのプローブ領域(または複数のプローブ領域)を有するボンディングパッドに対して適用することができる。
【0045】
図18は、本発明の別の実施形態によるボンディングパッド300を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ボンディングパッド300は破線で示すように、プローブ領域302、第1ワイヤボンディング領域304、及び第2ワイヤボンディング領域306に分離される。ワイヤボンディング領域304及び306、及びプローブ領域302は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具及びプローブ治具のサイズを収容し、かつこれらの冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域304はワイヤボンディング領域306と同じサイズであり、かつワイヤボンディング領域306に隣接するとして示している。また、図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域304及び306はプローブ領域302よりも小さいとして示している。しかしながら別の実施形態では、これらの領域は異なるサイズに形成することができる。また別の実施形態では、プローブ領域302はワイヤボンディング領域304とワイヤボンディング領域306との間に配置する、またはワイヤボンディング領域304に隣接するのではなく、ワイヤボンディング領域306に隣接し、かつ図とは反対側に配置することができる。他の実施形態では、プローブ領域302は、ワイヤボンディング領域304及び306の両方に隣接させる、またはワイヤボンディング領域304及び306の内の一方のみに隣接させることができる。すなわち、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域をどのような順番で並べて配置してもボンディングパッド300を形成することができる。また、図示はしないが、必要に応じて、どのような並びでも良いが、ボンディングパッド300は、どのような数のワイヤボンディング領域及びどのような数のプローブ領域も含むことができる。
【0046】
ボンディングパッド300は、例えば図19に示す断面図を有する半導体装置314の
ような異なる半導体装置において構成することができる。図19は、本発明の別の実施形態による半導体装置314(集積回路314とも記載する)の断面図を示している。半導体装置314は、エッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド300を有する。ボンディングパッド300はアルミニウムパッド308及び最終金属層パッド206を含む。最終金属層パッド206は最終金属層28の一部として形成する。従って、一の実施形態では、ボンディングパッド300はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド206は銅により形成することができる。ボンディングパッド300は半導体装置314の周辺25に対して配置し、かつ図19の縦方向破線で示すように、2つのワイヤボンディング領域304及び306、及び一つのプローブ領域302に分離する。図19に示す実施形態では、アルミニウムパッド308は最終金属層パッド206からバリア層310によって分離され、このバリア層は、最終金属層パッド206とアルミニウムパッド308との間、及びアルミニウムパッド308とパッシベーション層18との間の拡散バリア兼接着層となる。しかしながら、別の実施形態では、バリア層310を設けてはならないことに留意されたい。例えば、最終金属層パッド206を銅ではなくアルミニウムにより形成する場合には、バリア層310は設けてはならない。また、ボンディングパッド200は、例えばアルミニウム、銅、及び金のようなワイヤボンディングが可能な導電材料であればどのような材料によっても形成することができることに留意されたい。
【0047】
半導体装置314に、図16に関して記載した製造技術及び材料を適用する。図16に示したように、図19の装置では、ボンディングパッド300の一方の部分がパッシベーション層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド206とパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド300はプローブ領域302、ワイヤボンディング領域304及びワイヤボンディング領域306に分離される。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域306は、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分の上に形成され、そしてワイヤボンディング領域304及びプローブ領域302は、パッシベーション層18を覆って(更に、配線領域24の電気配線層28,30及び32、及び能動領域26を覆って)延びるボンディングパッド300の部分に形成される。すなわち、ボンディングパッド300の一部はパッシベーション層18を覆って延びることに注目されたい。従って、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域304、ワイヤボンディング領域306、またはプローブ領域302のいずれかの非周辺部分、或いはワイヤボンディング領域304、ワイヤボンディング領域306、またはプローブ領域302のいずれかの主要部分がパッシベーション層18を覆う形で位置することができる。例えば、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域306の一部のみを最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域304、プローブ領域302の全て、及びワイヤボンディング領域306の残りの部分がパッシベーション層18を覆う。別の構成として、ワイヤボンディング領域304及び306、及びプローブ領域302のいずれかの部分を最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分に形成することができ、この場合、残りの部分がパッシベーション層18を覆うことになる。更に別の実施形態では、パッシベーション層18は、最終金属層28を露出させる複数の開口を有することができ、これらの開口において、ボンディングパッド300の複数の部分が最終金属層28との接続を行なうことができる。
【0048】
ここで、パッシベーション層18を覆って延びるワイヤボンディング領域304及び306は、下地パッシベーション層18及び下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有することに注目されたい。また、プローブ領域302がパッシベーション層18を覆って形成される場合、プローブ冶具による衝撃はパッシベーション層18を損傷しない。
【0049】
ボンディングパッド300をパッシベーション層18を覆って延びるように設けることにより、最終金属層パッド206のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド300のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。ボンディングパッド300のサイズを大きくすることにより、単一のボンディングパッドとの複数のワイヤボンディング接続が可能になり、この手法を使用して複数の集積回路チップを一緒にパッケージングすることができ、これについては図21を参照しながら以下に詳細に記載するが、更にこの手法によりプローブテストも可能になる。また、最終金属層パッド206はプローブテストまたはワイヤボンディングには使用しないので、最終金属層パッド206のサイズ及び形、そしてパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド300との電気接続を行なうために必要な面積に制約されるだけである。他の実施形態では、複数の小さい最終金属層パッド及び該当するパッシベーション開口が設けられ、これらのパッド及び開口が組み合わされてボンディングパッド300との十分な電気接続が可能になる。ボンディングパッド300はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド206のサイズは影響を受けないので、プローブ領域及びワイヤボンディング領域のレイアウトが更に自由になる。例えば、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要は無い。
【0050】
複数のワイヤボンディング領域を設けて、同一ボンディングパッドへの複数のワイヤボンディング接続を可能にするのに加えて、プローブ領域をワイヤボンディング領域またはワイヤボンディング領域群から分離することにより、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また、プローブ領域をワイヤボンディング領域またはワイヤボンディング領域群から分離することにより、パッシベーション層18の上方をプローブすることができ、これによって最終金属層パッド206の銅を誤って露出させる危険が無くなる。露出した銅は容易に酸化されて、ワイヤボンディングにとって信頼度の低い表面が形成されてしまう。
【0051】
図20は、本発明の別の実施形態による半導体装置324を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路324は、図18に示すボンディングパッド300と同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図19に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路324は複数のボンディングパッド318〜321を含み、これらのボンディングパッドは集積回路324のエッジ322に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口316を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図18に関して議論したように、複数のワイヤボンディン領域(この例では2つの領域)及び一のプローブ領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺322に対して配列される。図示の実施形態では、これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺322に近く、そして隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ322から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ322から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、複数のボンディンパッドの各々は、図20に示す丁度2つよりも多いワイヤボンディング領域、そして/または図20に示すよりも多いプローブ領域を含むことができる。また、図18を参照しながら議論したように、各ボンディングパッドにおけるプローブ領域及びワイヤボンディング領域はどのような順番でも配置することもできる。
【0052】
ボンディングパッド318〜321の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてこれらのボンディングパッドの一部は図19に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。ここで、開口316はワイヤボンディング領域群の内の一方の全体の下に
位置するように示されているが、開口316は、図19を参照しながら上に議論したように種々の構成で形成することができる。また、開口316はどのようなサイズ及び形とすることもできる。例えば、開口316をボンディングパッド318全体に渡る大きさとする、または図示の大きさよりも小さくすることができる。開口316は、円形、正方形など、どのような形とすることもできる。別の構成として、開口316はボンディングパッド318の下方に複数の開口(サイズまたは形は問わない)を含むことができる。また、別の実施形態では、ボンディングパッド318〜321に関して別の構成を用いることができることに留意されたい。例えば、これらのボンディングパッドに関して、上の図7〜14に示したように、多くの異なる方法でパッドをジグザグに並べる、パッドのサイズを決める、パッドをレイアウトする、そしてパッドを配置することができる。例えば、図7〜14に示す構成を複数のワイヤボンディング領域及び一つ以上のプローブ領域を有するボンディングパッドに対して適用することもできる。
【0053】
図21は、本発明の一の実施形態による、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドを使用する複数の集積回路チップ構成325を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ここで、図は寸法通りではなく、そしてボンディングパッドの全てを示している訳ではないことに留意されたい。すなわち、これらのボンディングパッドの一部のみを説明が容易になるように示しているが、この技術分野の当業者であれば、どのようにしてボンディングパッド構成を完成させるかを理解できる。図21は、第1の集積回路チップ328及び第1の集積回路チップ328の上に積み上げられる第2の集積回路チップ330を有するプリント回路基板(PCB)326を示している。すなわち、図21は、スタック型マルチチップパッケージの中に構成される複数の集積回路チップを示している。集積回路チップ330は、ボンディングパッド332〜334,336,337,及び353を含み、これらのパッドは集積回路チップ330のエッジに沿って配置され(すなわち、集積回路チップ330の周辺領域に)、更に一つのボンディングパッド350を含み、このパッドは集積回路チップ330の非周辺領域に配置される。図示の実施形態では、ボンディングパッド332〜334,336,337,及び353はそれぞれ、単一のワイヤボンディング領域を含むが、別の実施形態では、どのような数のワイヤボンディング領域も、更に一つ以上のプローブ領域を含むこともできる。集積回路チップ328は、ボンディングパッド338〜343を含み、これらのパッドは集積回路チップ328の周辺に沿って配置され(すなわち、集積回路チップ328の周辺領域に)、更に一つのボンディングパッド351を集積回路チップ328の非周辺領域に含む。図示の実施形態では、ボンディングパッド338〜343はそれぞれ、複数のワイヤボンディング領域を含み、そしてボンディングパッド343は複数のワイヤボンディング領域及び一のプローブ領域を有する。しかしながら、別の実施形態では、各ボンディングパッドは、どのような数のワイヤボンディング領域及びプローブ領域も含むことができる。PCB326はボンディングポスト344〜348及び352を含む。
【0054】
図21に示すように、複数のワイヤボンディング領域を有する複数のボンディングパッドを使用して、単一のボンディングパッドとの複数の電気接続を行なうことができる。例えば、集積回路330の非周辺領域に位置するボンディングパッド350を使用して集積回路330上のボンディングパッド353及び集積回路328上のボンディングパッド351の両方との接続(例えばワイヤ接続)が可能になる。例えば、一の実施形態では、ボンディングパッド350は電源または接地に対応させることができ、電源または接地は集積回路330上の別の位置及び集積回路328上の一のボンディングパッドに配線する必要がある。従って、2つのワイヤボンディング領域を有するボンディングパッド351は、ボンディングポスト352と第2のワイヤボンディング接続を行なうので、集積回路330から集積回路328への、更にはPCB326への接続(例えばワイヤ接続)を2つのボンディングパッドのみを使用して行なうことができる。同様に、集積回路328上のボンディングパッド339及び342によって、集積回路330のボンディングパッド3
34及び336それぞれとの電気接続(例えばワイヤ接続)が行なわれ、更にボンディングパッド339及び342との電気接続が行なわれてPCB326(ボンディングポスト345及び347)との接続が行なわれる。複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドを使用することにより、PCB326との複数のチップ接続を行なうためには追加のボンディングパッドが不要となる。また、図示はしないが、電気接続を集積回路チップ330からPCB326へ直接行なうことができることに留意されたい。例えば、ボンディングパッド350からの接続手段の内の一つの接続手段を、集積回路チップ328上のボンディングパッド351を通してボンディングポスト352に接続するのではなく、ボンディングポスト352に直接接続することができる。
【0055】
ボンディングパッド343は、一のプローブ領域に加えて複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドの一例を示している。ボンディングパッド338は、このパッド338に集積回路チップ330から(ボンディングパッド332及び333から)複数のワイヤボンディング接続が行なわれ、そしてPCB326(ボンディングポスト344)に一つのワイヤボンディング接続が単一のボンディングパッドを使用して行なわれるように、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドの一例を示している。更に、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッド群を使用して同じ集積回路チップの複数のボンディングパッドの間の電気接続が可能になる。例えば、ボンディングパッド350によって、集積回路チップ330外部との(ボンディングパッド351との)ワイヤボンディング接続及び集積回路チップ330内部との(ボンディングパッド353との)ワイヤボンディング接続が可能になる。同様に、ボンディングパッド341によって、集積回路チップ328外部との(ボンディングポスト346との)ワイヤボンディング接続及び集積回路チップ328内部との(ボンディングポスト340との)ワイヤボンディング接続が可能になる。従って明らかなことであるが、複数のワイヤボンディング領域及び必要に応じて一つのプローブ領域を有するボンディングパッド群によって、チップサイズへの影響を最小限に抑えながら複数の集積回路チップを接続する際の自由度を高くすることができる。また、全ての考えられる構成を示した訳ではないが、複数のワイヤボンディング領域及び必要に応じて一つ以上のプローブ領域を有するボンディングパッド群は、集積回路チップ330または集積回路チップ328のいずれかの上に配置することができる。
【0056】
図示の実施形態では、集積回路チップ330及び集積回路チップ328は、同じパッケージ内に含まれ、かつ積み重ねるタイプの集積回路チップである。しかしながら、別の実施形態では、集積回路チップ330は集積回路チップ328の上に積み重ねるのではなく、集積回路チップ328に隣接する形で配置することができる。すなわち、本明細書に記載するボンディングパッド群は、集積回路チップを有するあらゆるマルチチップパッケージに、あらゆる構成で使用することができ、この場合、集積回路チップの数はどのようにも選択することができる。また、どのような数の集積回路チップも、本明細書に記載するボンディングパッド及び電気接続を使用して互いに接続することができることに注目されたい。この実施形態では、図21を参照しながら記載した例示のボンディングパッドを使用して、プローブテストを可能にしながら(プローブ領域がボンディングパッド上に設けられる場合)複数のワイヤボンディング接続を行なうことができる。
【0057】
また、図21に示すように、集積回路チップ328はPCB326に接続される。しかしながら、別の実施形態では、PCBではなくリードフレームを使用することができ、この場合、ボンディングポスト344〜348及び352はこの技術分野では公知のように、リードフレームの上に配置される。また、この技術分野では公知のように、どのようなタイプのワイヤボンディングを使用しても、図21を参照しながら記載した接続を行なうことができる。例えば、ボールボンディング、ウェッジボンディング、スタッド上へのボールボンディングなどを使用することができる。更に、この技術分野では公知のように、
あらゆるタイプの材料、例えば金、アルミニウム、銅、及び絶縁ワイヤなどを使用することができる。
【0058】
上述の明細書においては、本発明について特定の実施形態を参照しながら記載してきた。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、種々の変形及び変更を本発明に、以下の請求項に示す本発明の技術範囲から逸脱しない範囲で加え得ることが分かるであろう。従って、本明細書及び図は制限的な意味ではなく例示と考えられるべきであり、そしてこのような変形は全て本発明の技術範囲に含まれるものと考えられる。
【0059】
効果、他の利点、及び問題解決法が特定の実施形態に関連する形で上に記載されてきた。しかしながら、効果、利点、問題解決法、及びこのような効果、利点、または問題解決法をもたらし、またはさらに顕著にさせるすべての要素(群)が、いずれかの請求項または全ての請求項の必須の、必要な、または基本的な特徴、或いは要素であると考えられるべきではない。本明細書で使用される「comprises」、「comprising」という用語、または他のすべてのこれらの変形は包括的な意味で用いられるものであり、一連の要素を備えるプロセス、方法、製品、または装置がこれらの要素のみを含む、ということではなく、明らかには挙げられていない、またはそのようなプロセス、方法、製品、または装置に固有の他の要素を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図2】本発明による、図1のワイヤボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図3】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図4】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図5】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図6】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図7】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図8】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図9】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図10】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図11】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図12】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図13】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図14】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図15】本発明の一の実施形態によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図16】本発明の一の実施形態による、図15のボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図17】本発明の一の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図18】本発明の別の実施形態によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図19】本発明の別の実施形態による、図18のボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図20】本発明の別の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図21】複数の集積回路チップを上から下に向かって眺めたときの様子を示し、各集積回路チップは本発明の一の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する、上面図。
【技術分野】
【0001】
本発明は概して半導体装置に関し、特にボンディングパッドを有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
集積回路製造において、ワイヤボンディングは電気回路を有する半導体チップを部品パッケージのピンに接続するために使用する十分に実績のある方法である。集積回路製造においてはまた、複数の半導体チップを単一パッケージにパッケージングする方法が普及してきており、この単一パッケージには複数の半導体チップを積み重ね構造で設けることができる。集積回路製造工程内では、部品組立を完了する前に、半導体チップの機能をテストすることも一般的に実施される。「プローブテスト」は半導体をテストするために使用されるこのような方法の一つであり、このプローブテストでは、プローブコンタクトがチップ上のボンディングパッドとの接合を行なうための機械的かつ電気的仲介手段として一般的に使用される。
【0003】
機械的仲介手段、例えば探針を使用する際の問題は、ボンディングパッドに傷が付く、またはボンディングパッドが汚染されてチップをワイヤボンディングするときにボンディングパッドとパッケージピンとの間に信頼性の高い電気接続を形成することができないことである。この問題は、最新のディープサブミクロン半導体技術のボンディングパッドに割く面積を小さくする傾向が進むことによって一層深刻になる。ボンディングパッドに割く面積を小さくするとボンディングパッドが一層小さくなり、このボンディングパッドに、一層小さくなったワイヤボンディングが形成される。これによって、プローブコンタクトによって傷が付いたボンディングパッドに関する品質及び信頼性の問題が大きくなる。ボンディングパッドサイズが小さくなると、プローブコンタクトによって生じる傷のボンディングパッド面積に対する割合が大きくなる。ボンディングパッド領域の縮小に関する問題は、ボンディングパッドの間隔がカンチレバー探針によるような従来方法を使用して確実な接触を取るプローブテストを行なうには狭過ぎることである。
【0004】
従って、信頼度の低いワイヤボンディング接続を生じることなくチップに対してプローブテストを行ない、かつ小さなボンディングパッド及びファインピッチのボンディングパッドを有するチップに強く接触してチップを確実にプローブテストを行なうことができる機能が必要になる。また、単一パッケージ内部の複数のチップとの電気コンタクトを実現する機能が必要となる。更に、多くの場合において、チップサイズに大きな影響を及ぼすことなく従来の基準を満たしてコストダウンを継続する必要がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【0005】
概括すると、本発明は複数のボンディングパッドを有する集積回路を提供する。複数のボンディングパッドの各々はプローブ領域及びワイヤボンディング領域を有し、これらの領域はほとんど重ならず、かつ連続する。一の実施形態では、ボンディングパッドは集積回路の能動回路及び/又は電気配線層を覆って延びる。ボンディングパッドの一部、または全ては配線層を覆って延び、そしてパッドの一部はパッシベーション層を覆って形成し、かつ最終金属層パッドに接続することができる。一の実施形態では、ボンディングパッドはアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッドは銅により形成する。
【0006】
プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離し、そしてボンディングパッドを能動回路を覆って形成すると幾つかの利点が得られる。ボンディングパッドの間をファインピッチにする必要のある用途では、プローブ領域及びボンディングパッド領域はジグザグ状
に設けることによりプローブ領域間の距離を効率的に大きくすることができる。プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離することにより、ワイヤボンディング領域はプローブテストによって傷が付くことがないので、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また、ボンディングパッドを、金属配線層を含む能動回路を覆って形成することにより、集積回路をより小さくすることができる。
【0007】
本発明の別の実施形態では、複数のボンディングパッドの各々は第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域を有し、これらの領域はほとんど重ならず、かつ連続する。一の実施形態では、ボンディングパッドは集積回路の能動回路及び/又は電気配線層を覆って延びる。ボンディングパッドの一部、または全ては配線層を覆って延び、そしてパッドの一部はパッシベーション層を覆って形成し、かつ最終金属層パッドに接続することができる。一の実施形態では、ボンディングパッドはまた、第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域に加えてプローブ領域を含む。
【0008】
複数のワイヤボンディング領域を各ボンディングパッドに設けることができることにより、各ボンディングパッドに複数のワイヤボンディング接続を行なうことができる。これにより、集積回路チップが積み重ね構造に設けられる、または互いに隣接する形で設けられるかに拘らず、これらのチップの間で更に効率的なワイヤボンディング接続を行なうことができる。また、プローブ領域を複数のワイヤボンディング領域から分離することにより、これらのワイヤボンディング領域はプローブテストによって傷が付くことがないので、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また上述したように、ボンディングパッドを、金属配線層を含む能動回路を覆って形成することにより、集積回路をより小さくすることができる。
【0009】
図1は、本発明によるボンディングパッド10を上から下に向けて眺めたときの様子を示す図である。ボンディングパッド10は、破線で示すようにワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14に分離される。ワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具及びプローブ冶具のサイズを収容し、かつワイヤボンディング冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域12はプローブ領域14よりも小さく示されている。他の実施形態では、これらの領域はこれとは異なるサイズに形成することができる。
【0010】
ボンディングパッド10は、図2、図3及び図4に示す断面図を有する異なる半導体装置に構成することができる。ここで、同様な、または類似の構成要素には図全体を通じて同じ参照番号を付していることに留意されたい。また、図は寸法通りには描かれていないことにも留意されたい。図2は本発明による半導体装置20の断面図を示している。半導体装置20はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、ボンディングパッド10、配線領域24、及び能動領域または基板26を有する。ボンディングパッド10はワイヤボンディング領域12及びプローブ領域14(図1参照)を有し、そして周辺25に対して配置される。配線領域24は金属層28,30及び32を含み、これらの金属層によって電源ライン、接地ライン、信号ライン及び他のラインを半導体装置20の種々の部品の間に配線する。図2に示すように、以後最終金属層28と記載し、半導体装置20の表面に近接して配置される金属層28はボンディングパッド10も含み、このボンディングパッド10には、プローブ及びワイヤボンディングが行なわれて半導体装置20の外に位置するデバイス(図示せず)との接続が行なわれる。配線領域24に含まれる複数の金属層は、ビアを使用して互いに配線接続される。配線金属層32は能動領域26にコンタクトを介して電気的に接続される。
【0011】
半導体装置20に従来の製造技術を適用して、電気回路を能動領域26または基板に形
成する。電気回路は、例えば通信、輸送、汎用計算、または娯楽のような種々の集積回路用途に使用することができる。図示の実施形態では、金属層28,30及び32は、例えばアルミニウム、銅、または金のような導電材料を使用して形成される。他の実施形態では、上述の実施形態よりも多くの、または少ない金属層を設けることができる。ボンディングパッド10は最終金属層28の一部として形成される。金属層28を形成した後、パッシベーション層18を半導体装置20全面を覆って堆積させる。開口は、ボンディングパッド10を覆う形で示されるパッシベーション層18に設けられ、半導体装置20とパッケージ上のピンとの間のような電気コンタクトが可能になる。
【0012】
ボンディングパッド10はかなり厚い銅層により形成される。一の実施形態では、銅は0.3〜1.0ミクロンの厚さとすることができる。テストを実施したところ、ボンディングパッド10がワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、かつ図2に示すように、配線層24及び能動領域26から成る下層回路のいずれにも損傷を与えることなく配線層24を覆って形成することができることを確認することができた。
【0013】
図3は本発明による半導体装置34の断面図を示している。半導体装置34はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド36を有する。ボンディングパッド36は最終金属層パッド16及びアルミニウムパッド層35を含む。アルミニウムパッド層35はワイヤボンディング領域38及びプローブ領域37を含む。アルミニウムパッド層35は約0.5〜2.0ミクロン厚とすることができる。ボンディングパッド36は半導体装置34の周辺25に対して配置され、そして最終金属層パッド16からバリア層22によって分離される。ボンディングパッド36は、プローブ領域37及びワイヤボンディン領域38を収容するようにレイアウトし、かつサイズを決定する。
【0014】
半導体装置34に、図2の半導体装置20に関して記載した製造技術及び材料を適用する。更に、バリア層22をパッシベーション層18全体を覆って形成して、最終金属層パッド16とボンディングパッド36との間、及びボンディングパッド36とパッシベーション層18との間に拡散バリア兼接着層を設ける。バリア層22を堆積させた後、アルミニウムパッド層35をバリア層22全体を覆って堆積させる。次に、バリア層22及びアルミニウムパッド層35をパターニングして、これらの層をプローブ領域及びワイヤボンディング領域に必要な最終形状及びサイズとする。図示の実施形態では、アルミニウムパッド層35はアルミニウムにより形成するが、他の実施形態では、アルミニウムパッド層35は他の導電材料により形成することができる。また、配線領域24の金属層28,30及び32、及び最終金属層パッド16は銅により形成する。他の実施形態では、他の導電材料をボンディングパッド36、最終金属層パッド16、及び金属層28,30及び32に使用することができる。例えば、金属層28,30及び32、及び最終金属層パッド16はアルミニウムまたは金により形成することができ、最終金属層パッド16は金を含むことができる。また、バリア層22は図示の実施形態ではタンタルにより形成することができる。しかしながら他の実施形態では、バリア層22は、異なる隣接材料の間に拡散バリア兼接着層を形成する材料であればどのような材料とすることもできる。拡散バリア材料としては、窒化タンタル、チタン、窒化チタン、ニッケル、タングステン、チタンタングステン合金、及びタンタルシリコン窒化物が挙げられる。
【0015】
ボンディングパッド36のアルミニウム層パッド35及び最終金属パッド16はそれぞれ、かなり厚いアルミニウム層及び銅層により形成される。従って、ボンディングパッド36はワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、かつ図3に示すように、配線層24及び能動領域26から成る下層回路のいずれにも損傷を与えることなく配線層24を覆って形成することができる。
【0016】
図4は、本発明の別の実施形態による半導体装置40の断面図を示している。半導体装置40はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、能動領域26、及びボンディングパッド44を有する。ボンディングパッド44はアルミニウムパッド45及び最終金属パッド42を含む。最終金属パッド42は最終金属層28の一部として形成される。ボンディングパッド44は半導体装置40の周辺25に対して配置され、そして図4の縦方向の破線で示すように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。アルミニウムパッド45は最終金属層パッド42からバリア層43によって分離される。
【0017】
半導体装置40に、図2及び図3に関して記載した製造技術及び材料を適用する。しかしながら図4の装置では、ボンディングパッド44の一方の部分がパッシベーション層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド42にパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド44はワイヤボンディング領域及びプローブ領域に分離される。プローブ領域は、パッシベーション層18の上に、かつ配線領域24の電気配線層28,30及び32を覆って延びるボンディングパッド44の部分の上に形成される。ワイヤボンディング領域は、最終金属層パッド42に接続されるボンディングパッド44の部分の上に形成される。ワイヤボンディング領域は、下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有し、そして更に、配線領域24の金属層を覆って形成することができる。
【0018】
プローブ領域をパッシベーション層18を覆って延びる形で設けることにより、最終金属層パッド42のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド44のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。また、最終金属層パッド42はプローブテストまたはワイヤボンディングには使用されないので、最終金属層パッド42のサイズ及び形、及びパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド44との電気接続に必要な面積にのみ制約される。他の実施形態では、複数のより小さな最終金属層パッド及びこれらのパッドに対応するパッシベーション開口を設けることができ、これらのパッド及び開口が一緒になってボンディングパッド44との十分な電気接続手段となる。ボンディングパッド44はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド42のサイズは影響を受けないので、プローブ領域及びワイヤボンディング領域のレイアウトの自由度が一層高くなる。例えば、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要はない。
【0019】
ボンディングパッド44はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド42は銅により形成することができる。プローブ領域をワイヤボンディング領域から分離してより信頼度の高いワイヤボンディングを行なうのに加えて、パッシベーション層18の上方をプローブすることにより最終金属層パッド42の銅を間違って露出させてしまう危険が無くなる。露出した銅は容易に酸化されて、ワイヤボンディングにとって信頼度の低い表面が形成されてしまう。
【0020】
図5は、本発明の一の実施形態による半導体装置60を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置60は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路60は複数のボンディングパッド62〜65を含み、これらのボンディングパッドは集積回路60のエッジ61に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口66を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上
の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺61に対して配列される。これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺61に近い。隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ61から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ61から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は入れ替えることができる。
【0021】
図6は、本発明の別の実施形態による半導体装置70を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置70は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路70は複数のボンディングパッド72〜75を含み、これらのボンディングパッドは集積回路70のエッジ71に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口76を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺71に対して配列される。これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺71に近い。隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ71から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ71から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は入れ替えることができる。
【0022】
ボンディンパッド72〜75の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてこれらのボンディングパッドの一部は最終金属層パッドを覆って形成されて、図4に示す構造と同様になる。
【0023】
図7は、本発明の別の実施形態による半導体装置80を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。半導体装置80は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路80は複数のボンディングパッド82〜85を含み、これらのボンディングパッドは集積回路80のエッジ81に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口86を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドはほぼ同じサイズであり、そして周辺81からほぼ等距離に並べられる。
【0024】
プローブ領域(楕円で示す)はジグザグにワイヤボンディング領域(円)の反対側に交互に形成され、他方、ワイヤボンディング領域は集積回路80のエッジ81から等距離に一直線に並べられる。また、各ボンディングパッドの中心はエッジ81から等距離に一直線に並ぶ。ボンディングパッド82〜85のほぼ全ては、図3に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。
【0025】
プローブ領域をジグザグに、または交互に配置することにより、プローブ領域間の距離が長くなるので、非常にピッチが狭い構成のデバイスに対して更に確実に接触を取るプローブテストを実施することができ、かつ例えばカンチレバー技術及び垂直型プローブ技術のような種々のプローブ技術を使用することができるといった具合に自由度が高くなる。現状のプローブ技術は、特定の最小ピッチよりも狭いパッドピッチに対応することができ
ず、この場合ピッチとはパッド間の距離を指す。ボンディングパッドを細長くし、プローブ領域をジグザグに配置することにより、現状のプローブ技術を狭いピッチのパッドにまで拡張して適用することができる。ワイヤボンディング領域を一直線に並べることにより、ワイヤボンディング装置のプログラムが一層簡単になる。ここで、他の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は入れ替えることができる。
【0026】
図8は、本発明の別の実施形態による半導体装置90を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路90は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路90は複数のボンディングパッド92〜95を含み、これらのボンディングパッドは集積回路90のエッジ91に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口96を示している。
【0027】
図8のボンディングパッド構造は図7のボンディングパッド構造と同じであるが、パッシベーション層の開口96が小さく、かつほぼ円形で示されるワイヤボンディン領域の各々のみを取り囲む点が異なる。プローブ領域は図7に関して上に記載したように、楕円で示し、かつジグザグに配置する。また、プローブ領域は半導体装置90のパッシベーション層を覆って延びる。
【0028】
図9は、本発明の別の実施形態による半導体装置100を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路100は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路100は複数のボンディングパッド102〜105を含み、これらのボンディングパッドは集積回路100のエッジ101に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口106を示している。
【0029】
パッシベーション層の開口106は、ボンディングパッド102〜105の各々のワイヤボンディン領域(円形)及びプローブ領域(楕円形)を取り囲む。これらのボンディングパッドはジグザグに配置され、この場合、ボンディングパッド102及び104はボンディングパッド103及び105よりも周辺101から遠く離れて位置する。また、これらのボンディングパッドの各々のプローブ領域は、図7及び図8に関して上に記載したように、ジグザグに配置される。また、各パッドのワイヤボンディング領域は周辺101から等距離に並べられる。
【0030】
図9のボンディングパッドは図8のボンディングパッドよりも短い、というのは、プローブテストまたはワイヤボンディングに使用しない領域を削除しているからである。ボンディングパッドの削除部分によってできる空きによって半導体装置上に広い表面領域が生じるので、更に多くの素子またはボンディングパッドを集積回路に形成することができる。
【0031】
図10は、本発明の別の実施形態による半導体装置110を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路110は図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路110は複数のボンディングパッド112〜115を含み、これらのボンディングパッドは集積回路110のエッジ111に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口116を示している。
【0032】
ボンディングパッド112〜115はジグザグに配置され、この場合、ボンディングパッド112及び114はボンディングパッド113及び115よりも周辺111から遠く
離れて位置する。また、これらのボンディングパッドの各々のプローブ領域は、図7,図8及び図9に関して上に記載したように、ジグザグに配置される。また、各パッドのワイヤボンディング領域は周辺111から等距離に並べられる。
【0033】
パッシベーション層の開口116が小さく、かつほぼ円形で示されるワイヤボンディン領域の各々のみを取り囲む。プローブ領域は半導体装置110のパッシベーション層を覆って延びる。
【0034】
図11は、本発明の別の実施形態による半導体装置120を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路120は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2または図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路120は複数のボンディングパッド122〜125を含み、これらのボンディングパッドは集積回路120のエッジ121に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口126を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺121に対して配列される。図11の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は共にジグザグに配置される。
【0035】
図12は、本発明の別の実施形態による半導体装置130を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路130は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路130は複数のボンディングパッド132〜135を含み、これらのボンディングパッドは集積回路130のエッジ131に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口136を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図1に関して議論したように、プローブ領域及びワイヤボンディン領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺131に対して配列される。図12の実施形態では、プローブ領域及びワイヤボンディン領域は共にジグザグに配置される。また、プローブ領域はパッシベーション層を覆って形成される。
【0036】
図13は、本発明の別の実施形態による半導体装置140を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路140は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図2及び図3に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路140は複数のボンディングパッド142〜145を含み、これらのボンディングパッドは集積回路140のエッジ141に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口146を示している。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。ボンディングパッドの長軸はエッジ141に平行になっている。隣接ボンディングパッドのワイヤボンディン領域及びプローブ領域は、エッジ141から等距離に一直線に並べられる。ボンディングパッドの長軸がエッジ141に平行になっているので、これらのボンディングパッドの全体としての高さが低くなり、同時に、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域を分離した状態を維持しながらパッドに制約されない集積回路を実現することができる。
【0037】
図14は、本発明の別の実施形態による半導体装置150を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路150は、図1に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図4に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路150は複数のボンディングパッド152〜155を含み、これらのボンディングパッドは集積回路150のエッジ151に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口156を示している。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。ボンディングパッドの長軸はエッジ151に平行になっている。隣接ボンディングパッドのワイヤボンディング領域及びプローブ領域は、エッジ151から等距離に一直線に並べられる。ボンディングパッドの長軸がエッジ151に平行になっているので、これらのボンディングパッドの全体としての高さが低くなり、同時に、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域を分離した状態を維持したままでパッドに制約されない集積回路を実現することができる。図14では、プローブ領域はパッシベーション層を覆って形成される。
【0038】
図15は、本発明の別の実施形態によるボンディングパッド200を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ボンディングパッド200は、破線で示すように、第1ワイヤボンディング領域202及び第2ワイヤボンディング領域204に分離される。ワイヤボンディング領域202及びワイヤボンディング領域204は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具のサイズを収容し、かつワイヤボンディング冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域202はワイヤボンディング領域204と同じサイズとして示している。他の実施形態では、これらの領域は異なるサイズに形成することができる。
【0039】
ボンディングパッド200は、異なる半導体装置において、例えば図16に示す断面図を有する半導体装置216において構成することができる。上に述べたことであるが、本明細書において使用しているように、同様な、または類似の構成要素には図全体を通じて同じ参照番号を付していることに留意されたい。また、図は寸法通りには描かれていないことにも留意されたい。図16は本発明の別の実施形態による半導体装置216(集積回路216とも記載する)の断面図を示している。半導体装置216はエッジまたは周辺25、パッシベーション層18、ボンディングパッド10、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド200を有する。ボンディングパッド200はアルミニウムパッド210及び最終金属層パッド206を含む。最終金属層パッド206は最終金属層28の一部として形成する。従って、一の実施形態では、ボンディングパッド200はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド206は銅により形成することができる。ボンディングパッド200は半導体装置216の周辺25に対して配置し、かつ図16の縦方向破線で示すように、2つのワイヤボンディング領域に分離する。図16に示す実施形態では、アルミニウムパッド210は最終金属層パッド206からバリア層212によって分離され、このバリア層は、最終金属層パッド206とアルミニウムパッド210との間、及びアルミニウムパッド210とパッシベーション層18との間の拡散バリア兼接着層となる。しかしながら、別の実施形態では、バリア層212を設けてはならないことに留意されたい。例えば、最終金属層パッド206を銅ではなくアルミニウムで形成する場合には、バリア層212は設けてはならない。また、ボンディングパッド200は、例えばアルミニウム、銅、及び金のようなワイヤボンディングが可能な導電材料であればどのような材料によっても形成することができることに留意されたい。
【0040】
半導体装置216に、図4に関して記載した製造技術及び材料を適用する。図4に示したように、図16の装置では、ボンディングパッド200の一方の部分がパッシベーショ
ン層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド206とパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド200はワイヤボンディング領域202及びワイヤボンディング領域204に分離される。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域204は、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成され、そしてワイヤボンディング領域202は、パッシベーション層18を覆って形成される。すなわち、ボンディングパッド200の一部がパッシベーション層18を覆って延びる。従って、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域202またはワイヤボンディング領域204のいずれかの非周辺部分、或いはワイヤボンディング領域202またはワイヤボンディング領域204のいずれかの主要部分がパッシベーション層18を覆う形で位置することができる。例えば、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域204の一部のみを最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域202の全て、及びワイヤボンディング領域204の残りの部分がパッシベーション層18を覆う。別の構成として、ワイヤボンディング領域204の全て、及びワイヤボンディング領域202の一部を、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド200の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域202の残りの部分のみがパッシベーション層18を覆うことになる。更に別の実施形態では、パッシベーション層18は、最終金属層28を露出させる複数の開口を有することができ、これらの開口において、ボンディングパッド200の複数の部分(ワイヤボンディング領域204の各部分、ワイヤボンディング領域202の各部分、またはこれら両方の領域の各部分を含む)が最終金属層28との接続を行なうことができる。
【0041】
ここで、パッシベーション層18の上に延びるこれらのワイヤボンディング領域は、下地パッシベーション層18または下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有することに注目されたい。また、図15及び16には2つのワイヤボンディング領域のみを示しているが、ボンディングパッド200は、どのような数のワイヤボンディング領域を含む形で形成することもでき、2つのみに制限されない。
【0042】
ボンディングパッド200をパッシベーション層18を覆って延びるように設けることにより、最終金属層パッド206のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド200のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。ボンディングパッド200のサイズを大きくすることにより、単一のボンディングパッドとの複数のワイヤボンディング接続が可能になり、この手法を使用して複数の集積回路チップを一緒にパッケージングすることができ、これについては図21を参照しながら以下に詳細に記載する。また、最終金属層パッド206はワイヤボンディングには使用しないので、最終金属層パッド206のサイズ及び形、そしてパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド200との電気接続を行なうために必要な面積に制約されるだけである。他の実施形態では、複数の小さい最終金属層パッド及び該当するパッシベーション開口が設けられ、これらのパッド及び開口が組み合わされてボンディングパッド200との十分な電気接続を可能にする。ボンディングパッド200はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド206のサイズは影響を受けないので、ワイヤボンディング領域のレイアウトが更に自由になる。例えば、ワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要は無い。
【0043】
図17は、本発明の別の実施形態による半導体装置230を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路230は図15に示すボンディングパッドと同様な複数のボンディングパッドを含み、かつ図16に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路230は複数のボンディングパッド222〜225を含み、これらのパッド
は集積回路230のエッジ232に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口220を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図15において議論したように、複数のワイヤボンディング領域(この例では2つの領域)に分離される。円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺232に対して並べられる。図示の実施形態では、これらのボンディングパッドは、エッジ232から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、複数のボンディングパッドの各々は、図17に示す丁度2つよりも多いワイヤボンディング領域を含むことができる。
【0044】
ボンディングパッド222〜225の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてボンディングパッドの一部は図16に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。ここで、開口220はワイヤボンディング領域群の内の一方の全体の下に位置するように示されているが、開口220は、図16を参照しながら上に議論したように種々の構成で形成することができる。また、開口220はどのようなサイズ及び形とすることもできる。例えば、開口220をボンディングパッド222全体に渡る大きさとする、または図示の大きさよりも小さくすることができる。開口220は、円形、正方形など、どのような形とすることもできる。別の構成として、開口220はボンディングパッド222の下方に複数の開口(サイズまたは形は問わない)を含むことができる。また、別の実施形態では、ボンディングパッド222〜225に関して別の構成を用いることができることに留意されたい。例えば、これらのボンディングパッドに関して、多くの異なる方法でパッドをジグザグに並べる、パッドのサイズを決める、パッドをレイアウトする、そしてパッドを配置することができる。例えば、プローブ領域を設けない場合でも、図7〜14に示す構成を複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドに対して適用することもできる。しかしながら、以下に詳細に記載するように、別の実施形態では、図5〜14の構成を複数のワイヤボンディング領域及び一つのプローブ領域(または複数のプローブ領域)を有するボンディングパッドに対して適用することができる。
【0045】
図18は、本発明の別の実施形態によるボンディングパッド300を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ボンディングパッド300は破線で示すように、プローブ領域302、第1ワイヤボンディング領域304、及び第2ワイヤボンディング領域306に分離される。ワイヤボンディング領域304及び306、及びプローブ領域302は、必要に応じて、ワイヤボンディング冶具及びプローブ治具のサイズを収容し、かつこれらの冶具のバラツキを吸収することができるようにレイアウトし、そしてこれらの領域のサイズを決定する。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域304はワイヤボンディング領域306と同じサイズであり、かつワイヤボンディング領域306に隣接するとして示している。また、図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域304及び306はプローブ領域302よりも小さいとして示している。しかしながら別の実施形態では、これらの領域は異なるサイズに形成することができる。また別の実施形態では、プローブ領域302はワイヤボンディング領域304とワイヤボンディング領域306との間に配置する、またはワイヤボンディング領域304に隣接するのではなく、ワイヤボンディング領域306に隣接し、かつ図とは反対側に配置することができる。他の実施形態では、プローブ領域302は、ワイヤボンディング領域304及び306の両方に隣接させる、またはワイヤボンディング領域304及び306の内の一方のみに隣接させることができる。すなわち、ワイヤボンディング領域及びプローブ領域をどのような順番で並べて配置してもボンディングパッド300を形成することができる。また、図示はしないが、必要に応じて、どのような並びでも良いが、ボンディングパッド300は、どのような数のワイヤボンディング領域及びどのような数のプローブ領域も含むことができる。
【0046】
ボンディングパッド300は、例えば図19に示す断面図を有する半導体装置314の
ような異なる半導体装置において構成することができる。図19は、本発明の別の実施形態による半導体装置314(集積回路314とも記載する)の断面図を示している。半導体装置314は、エッジまたは周辺25、パッシベーション層18、配線領域24、及び能動領域26、及びボンディングパッド300を有する。ボンディングパッド300はアルミニウムパッド308及び最終金属層パッド206を含む。最終金属層パッド206は最終金属層28の一部として形成する。従って、一の実施形態では、ボンディングパッド300はアルミニウムにより形成し、そして最終金属層パッド206は銅により形成することができる。ボンディングパッド300は半導体装置314の周辺25に対して配置し、かつ図19の縦方向破線で示すように、2つのワイヤボンディング領域304及び306、及び一つのプローブ領域302に分離する。図19に示す実施形態では、アルミニウムパッド308は最終金属層パッド206からバリア層310によって分離され、このバリア層は、最終金属層パッド206とアルミニウムパッド308との間、及びアルミニウムパッド308とパッシベーション層18との間の拡散バリア兼接着層となる。しかしながら、別の実施形態では、バリア層310を設けてはならないことに留意されたい。例えば、最終金属層パッド206を銅ではなくアルミニウムにより形成する場合には、バリア層310は設けてはならない。また、ボンディングパッド200は、例えばアルミニウム、銅、及び金のようなワイヤボンディングが可能な導電材料であればどのような材料によっても形成することができることに留意されたい。
【0047】
半導体装置314に、図16に関して記載した製造技術及び材料を適用する。図16に示したように、図19の装置では、ボンディングパッド300の一方の部分がパッシベーション層18及び下層の能動回路26、及び/又は配線領域24を覆って延び、そして残りの部分は最終金属層パッド206とパッシベーション層18の開口で接続される。上述のように、ボンディングパッド300はプローブ領域302、ワイヤボンディング領域304及びワイヤボンディング領域306に分離される。図示の実施形態では、ワイヤボンディング領域306は、最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分の上に形成され、そしてワイヤボンディング領域304及びプローブ領域302は、パッシベーション層18を覆って(更に、配線領域24の電気配線層28,30及び32、及び能動領域26を覆って)延びるボンディングパッド300の部分に形成される。すなわち、ボンディングパッド300の一部はパッシベーション層18を覆って延びることに注目されたい。従って、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域304、ワイヤボンディング領域306、またはプローブ領域302のいずれかの非周辺部分、或いはワイヤボンディング領域304、ワイヤボンディング領域306、またはプローブ領域302のいずれかの主要部分がパッシベーション層18を覆う形で位置することができる。例えば、一の実施形態では、ワイヤボンディング領域306の一部のみを最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分の上に形成することができる。この実施形態では、ワイヤボンディング領域304、プローブ領域302の全て、及びワイヤボンディング領域306の残りの部分がパッシベーション層18を覆う。別の構成として、ワイヤボンディング領域304及び306、及びプローブ領域302のいずれかの部分を最終金属層パッド206に接続されるボンディングパッド300の部分に形成することができ、この場合、残りの部分がパッシベーション層18を覆うことになる。更に別の実施形態では、パッシベーション層18は、最終金属層28を露出させる複数の開口を有することができ、これらの開口において、ボンディングパッド300の複数の部分が最終金属層28との接続を行なうことができる。
【0048】
ここで、パッシベーション層18を覆って延びるワイヤボンディング領域304及び306は、下地パッシベーション層18及び下層回路に損傷を与える、または変形させることなくワイヤボンディング冶具の衝撃に耐える十分な強度を有することに注目されたい。また、プローブ領域302がパッシベーション層18を覆って形成される場合、プローブ冶具による衝撃はパッシベーション層18を損傷しない。
【0049】
ボンディングパッド300をパッシベーション層18を覆って延びるように設けることにより、最終金属層パッド206のサイズは影響を受けることがなく、そしてボンディングパッド300のサイズは、半導体装置の全体サイズを増やすことなく大きくすることができる。ボンディングパッド300のサイズを大きくすることにより、単一のボンディングパッドとの複数のワイヤボンディング接続が可能になり、この手法を使用して複数の集積回路チップを一緒にパッケージングすることができ、これについては図21を参照しながら以下に詳細に記載するが、更にこの手法によりプローブテストも可能になる。また、最終金属層パッド206はプローブテストまたはワイヤボンディングには使用しないので、最終金属層パッド206のサイズ及び形、そしてパッシベーション層18の開口のサイズ及び形は、ボンディングパッド300との電気接続を行なうために必要な面積に制約されるだけである。他の実施形態では、複数の小さい最終金属層パッド及び該当するパッシベーション開口が設けられ、これらのパッド及び開口が組み合わされてボンディングパッド300との十分な電気接続が可能になる。ボンディングパッド300はパッシベーション層18を覆って延び、かつ最終金属層パッド206のサイズは影響を受けないので、プローブ領域及びワイヤボンディング領域のレイアウトが更に自由になる。例えば、プローブ領域及びワイヤボンディング領域は他の実施形態では必ずしも連続する必要は無い。
【0050】
複数のワイヤボンディング領域を設けて、同一ボンディングパッドへの複数のワイヤボンディング接続を可能にするのに加えて、プローブ領域をワイヤボンディング領域またはワイヤボンディング領域群から分離することにより、信頼度の高いワイヤボンディングが可能になる。また、プローブ領域をワイヤボンディング領域またはワイヤボンディング領域群から分離することにより、パッシベーション層18の上方をプローブすることができ、これによって最終金属層パッド206の銅を誤って露出させる危険が無くなる。露出した銅は容易に酸化されて、ワイヤボンディングにとって信頼度の低い表面が形成されてしまう。
【0051】
図20は、本発明の別の実施形態による半導体装置324を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。集積回路324は、図18に示すボンディングパッド300と同様な複数のボンディングパッドを含み、そして図19に示す実施形態に従って構成することができる。集積回路324は複数のボンディングパッド318〜321を含み、これらのボンディングパッドは集積回路324のエッジ322に沿って形成される。複数のボンディングパッドの各々に付した破線はパッシベーション層に形成される開口316を示している。これらのボンディングパッドの各々は、図18に関して議論したように、複数のワイヤボンディン領域(この例では2つの領域)及び一のプローブ領域に分離される。楕円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はプローブテストに使用される領域をほぼ示しており、そして円で囲まれた各ボンディングパッド上の領域はワイヤボンディングに使用される領域をほぼ示している。複数のボンディングパッドは周辺322に対して配列される。図示の実施形態では、これらのワイヤボンディン領域は各ボンディングパッドのプローブ領域よりも周辺322に近く、そして隣接ボンディンパッドのワイヤボンディン領域はエッジ322から等距離に一直線に並べられる。同様に、隣接ボンディンパッドのプローブ領域はエッジ322から等距離に一直線に並べられる。他の実施形態では、複数のボンディンパッドの各々は、図20に示す丁度2つよりも多いワイヤボンディング領域、そして/または図20に示すよりも多いプローブ領域を含むことができる。また、図18を参照しながら議論したように、各ボンディングパッドにおけるプローブ領域及びワイヤボンディング領域はどのような順番でも配置することもできる。
【0052】
ボンディングパッド318〜321の一部はパッシベーション層を覆って形成され、そしてこれらのボンディングパッドの一部は図19に示すように、最終金属層パッドを覆って形成される。ここで、開口316はワイヤボンディング領域群の内の一方の全体の下に
位置するように示されているが、開口316は、図19を参照しながら上に議論したように種々の構成で形成することができる。また、開口316はどのようなサイズ及び形とすることもできる。例えば、開口316をボンディングパッド318全体に渡る大きさとする、または図示の大きさよりも小さくすることができる。開口316は、円形、正方形など、どのような形とすることもできる。別の構成として、開口316はボンディングパッド318の下方に複数の開口(サイズまたは形は問わない)を含むことができる。また、別の実施形態では、ボンディングパッド318〜321に関して別の構成を用いることができることに留意されたい。例えば、これらのボンディングパッドに関して、上の図7〜14に示したように、多くの異なる方法でパッドをジグザグに並べる、パッドのサイズを決める、パッドをレイアウトする、そしてパッドを配置することができる。例えば、図7〜14に示す構成を複数のワイヤボンディング領域及び一つ以上のプローブ領域を有するボンディングパッドに対して適用することもできる。
【0053】
図21は、本発明の一の実施形態による、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドを使用する複数の集積回路チップ構成325を上から下に向かって眺めたときの様子を示している。ここで、図は寸法通りではなく、そしてボンディングパッドの全てを示している訳ではないことに留意されたい。すなわち、これらのボンディングパッドの一部のみを説明が容易になるように示しているが、この技術分野の当業者であれば、どのようにしてボンディングパッド構成を完成させるかを理解できる。図21は、第1の集積回路チップ328及び第1の集積回路チップ328の上に積み上げられる第2の集積回路チップ330を有するプリント回路基板(PCB)326を示している。すなわち、図21は、スタック型マルチチップパッケージの中に構成される複数の集積回路チップを示している。集積回路チップ330は、ボンディングパッド332〜334,336,337,及び353を含み、これらのパッドは集積回路チップ330のエッジに沿って配置され(すなわち、集積回路チップ330の周辺領域に)、更に一つのボンディングパッド350を含み、このパッドは集積回路チップ330の非周辺領域に配置される。図示の実施形態では、ボンディングパッド332〜334,336,337,及び353はそれぞれ、単一のワイヤボンディング領域を含むが、別の実施形態では、どのような数のワイヤボンディング領域も、更に一つ以上のプローブ領域を含むこともできる。集積回路チップ328は、ボンディングパッド338〜343を含み、これらのパッドは集積回路チップ328の周辺に沿って配置され(すなわち、集積回路チップ328の周辺領域に)、更に一つのボンディングパッド351を集積回路チップ328の非周辺領域に含む。図示の実施形態では、ボンディングパッド338〜343はそれぞれ、複数のワイヤボンディング領域を含み、そしてボンディングパッド343は複数のワイヤボンディング領域及び一のプローブ領域を有する。しかしながら、別の実施形態では、各ボンディングパッドは、どのような数のワイヤボンディング領域及びプローブ領域も含むことができる。PCB326はボンディングポスト344〜348及び352を含む。
【0054】
図21に示すように、複数のワイヤボンディング領域を有する複数のボンディングパッドを使用して、単一のボンディングパッドとの複数の電気接続を行なうことができる。例えば、集積回路330の非周辺領域に位置するボンディングパッド350を使用して集積回路330上のボンディングパッド353及び集積回路328上のボンディングパッド351の両方との接続(例えばワイヤ接続)が可能になる。例えば、一の実施形態では、ボンディングパッド350は電源または接地に対応させることができ、電源または接地は集積回路330上の別の位置及び集積回路328上の一のボンディングパッドに配線する必要がある。従って、2つのワイヤボンディング領域を有するボンディングパッド351は、ボンディングポスト352と第2のワイヤボンディング接続を行なうので、集積回路330から集積回路328への、更にはPCB326への接続(例えばワイヤ接続)を2つのボンディングパッドのみを使用して行なうことができる。同様に、集積回路328上のボンディングパッド339及び342によって、集積回路330のボンディングパッド3
34及び336それぞれとの電気接続(例えばワイヤ接続)が行なわれ、更にボンディングパッド339及び342との電気接続が行なわれてPCB326(ボンディングポスト345及び347)との接続が行なわれる。複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドを使用することにより、PCB326との複数のチップ接続を行なうためには追加のボンディングパッドが不要となる。また、図示はしないが、電気接続を集積回路チップ330からPCB326へ直接行なうことができることに留意されたい。例えば、ボンディングパッド350からの接続手段の内の一つの接続手段を、集積回路チップ328上のボンディングパッド351を通してボンディングポスト352に接続するのではなく、ボンディングポスト352に直接接続することができる。
【0055】
ボンディングパッド343は、一のプローブ領域に加えて複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドの一例を示している。ボンディングパッド338は、このパッド338に集積回路チップ330から(ボンディングパッド332及び333から)複数のワイヤボンディング接続が行なわれ、そしてPCB326(ボンディングポスト344)に一つのワイヤボンディング接続が単一のボンディングパッドを使用して行なわれるように、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッドの一例を示している。更に、複数のワイヤボンディング領域を有するボンディングパッド群を使用して同じ集積回路チップの複数のボンディングパッドの間の電気接続が可能になる。例えば、ボンディングパッド350によって、集積回路チップ330外部との(ボンディングパッド351との)ワイヤボンディング接続及び集積回路チップ330内部との(ボンディングパッド353との)ワイヤボンディング接続が可能になる。同様に、ボンディングパッド341によって、集積回路チップ328外部との(ボンディングポスト346との)ワイヤボンディング接続及び集積回路チップ328内部との(ボンディングポスト340との)ワイヤボンディング接続が可能になる。従って明らかなことであるが、複数のワイヤボンディング領域及び必要に応じて一つのプローブ領域を有するボンディングパッド群によって、チップサイズへの影響を最小限に抑えながら複数の集積回路チップを接続する際の自由度を高くすることができる。また、全ての考えられる構成を示した訳ではないが、複数のワイヤボンディング領域及び必要に応じて一つ以上のプローブ領域を有するボンディングパッド群は、集積回路チップ330または集積回路チップ328のいずれかの上に配置することができる。
【0056】
図示の実施形態では、集積回路チップ330及び集積回路チップ328は、同じパッケージ内に含まれ、かつ積み重ねるタイプの集積回路チップである。しかしながら、別の実施形態では、集積回路チップ330は集積回路チップ328の上に積み重ねるのではなく、集積回路チップ328に隣接する形で配置することができる。すなわち、本明細書に記載するボンディングパッド群は、集積回路チップを有するあらゆるマルチチップパッケージに、あらゆる構成で使用することができ、この場合、集積回路チップの数はどのようにも選択することができる。また、どのような数の集積回路チップも、本明細書に記載するボンディングパッド及び電気接続を使用して互いに接続することができることに注目されたい。この実施形態では、図21を参照しながら記載した例示のボンディングパッドを使用して、プローブテストを可能にしながら(プローブ領域がボンディングパッド上に設けられる場合)複数のワイヤボンディング接続を行なうことができる。
【0057】
また、図21に示すように、集積回路チップ328はPCB326に接続される。しかしながら、別の実施形態では、PCBではなくリードフレームを使用することができ、この場合、ボンディングポスト344〜348及び352はこの技術分野では公知のように、リードフレームの上に配置される。また、この技術分野では公知のように、どのようなタイプのワイヤボンディングを使用しても、図21を参照しながら記載した接続を行なうことができる。例えば、ボールボンディング、ウェッジボンディング、スタッド上へのボールボンディングなどを使用することができる。更に、この技術分野では公知のように、
あらゆるタイプの材料、例えば金、アルミニウム、銅、及び絶縁ワイヤなどを使用することができる。
【0058】
上述の明細書においては、本発明について特定の実施形態を参照しながら記載してきた。しかしながら、この技術分野の当業者であれば、種々の変形及び変更を本発明に、以下の請求項に示す本発明の技術範囲から逸脱しない範囲で加え得ることが分かるであろう。従って、本明細書及び図は制限的な意味ではなく例示と考えられるべきであり、そしてこのような変形は全て本発明の技術範囲に含まれるものと考えられる。
【0059】
効果、他の利点、及び問題解決法が特定の実施形態に関連する形で上に記載されてきた。しかしながら、効果、利点、問題解決法、及びこのような効果、利点、または問題解決法をもたらし、またはさらに顕著にさせるすべての要素(群)が、いずれかの請求項または全ての請求項の必須の、必要な、または基本的な特徴、或いは要素であると考えられるべきではない。本明細書で使用される「comprises」、「comprising」という用語、または他のすべてのこれらの変形は包括的な意味で用いられるものであり、一連の要素を備えるプロセス、方法、製品、または装置がこれらの要素のみを含む、ということではなく、明らかには挙げられていない、またはそのようなプロセス、方法、製品、または装置に固有の他の要素を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【0060】
【図1】本発明によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図2】本発明による、図1のワイヤボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図3】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図4】本発明の別の実施形態による半導体装置の断面図。
【図5】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図6】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図7】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図8】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図9】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図10】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図11】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図12】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図13】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図14】本発明による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路の別の実施形態を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図15】本発明の一の実施形態によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図16】本発明の一の実施形態による、図15のボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図17】本発明の一の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図18】本発明の別の実施形態によるワイヤボンディングパッドを上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図19】本発明の別の実施形態による、図18のボンディングパッドを有する半導体装置の断面図。
【図20】本発明の別の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する集積回路を上から下に向かって眺めたときの様子を示す上面図。
【図21】複数の集積回路チップを上から下に向かって眺めたときの様子を示し、各集積回路チップは本発明の一の実施形態による複数のワイヤボンディングパッドを有する、上面図。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板(26)と、
基板を覆うパッシベーション層(18)と、
基板を覆うボンディングパッド(200)とを備え、前記ボンディングパッドは、
第1ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域(202)と、
第2ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域(204)とを含み、
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置する、集積回路(20)。
【請求項2】
前記基板は能動回路を有し、能動回路の少なくとも一部が、パッシベーションの上に位置するボンディングパッドの前記部分の下方に横たわる、請求項1記載の集積回路。
【請求項3】
前記基板は配線領域を有し、そして配線領域の少なくとも一部が、パッシベーションの上に位置するボンディングパッドの前記部分の下方に横たわる、請求項1記載の集積回路。
【請求項4】
第1ワイヤボンディング領域の主要部分がパッシベーションの上に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項5】
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも一部がパッシベーションの上に位置し、かつ第2ワイヤボンディング領域の少なくとも一部がパッシベーションの上に位置する、請求項1記載の集積回路。
【請求項6】
第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域(302)は電気的に接続される請求項1記載の集積回路。
【請求項7】
ボンディングパッドは更に、プローブが接触するプローブ領域(302)を含む、請求項1記載の集積回路。
【請求項8】
ボンディングパッドは集積回路の周辺領域に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項9】
ボンディングパッドは集積回路の非周辺領域に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項10】
集積回路(20)の形成方法であって、
基板(26)を設ける工程と、
パッシベーション層(18)を基板を覆って形成する工程と
ボンディングパッド(200)を基板を覆って形成する工程とを備え、前記ボンディングパッドを形成する工程では、
第1ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域(202)を形成する工程と、
第2ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域(204)を形成する工程とを備え、
前記第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置する、方法。
【請求項11】
マルチチップパッケージ(325)であって、
第1集積回路(330)と、第2集積回路(328)と、第1ワイヤとを含み、第1集積
回路は、
基板と、
基板を覆うパッシベーション層と、
基板を覆う第1ボンディングパッドとを備え、第1ボンディングパッドは、
第1ボンディングワイヤを第1集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域と、
第2ボンディングワイヤを第1集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域と、を含み、
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置し、第2集積回路は、
第2ボンディングパッドを含み、
第1ワイヤは、第1ワイヤボンディング領域と第2ボンディングパッドとを電気的に接続する、マルチチップパッケージ。
【請求項1】
基板(26)と、
基板を覆うパッシベーション層(18)と、
基板を覆うボンディングパッド(200)とを備え、前記ボンディングパッドは、
第1ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域(202)と、
第2ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域(204)とを含み、
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置する、集積回路(20)。
【請求項2】
前記基板は能動回路を有し、能動回路の少なくとも一部が、パッシベーションの上に位置するボンディングパッドの前記部分の下方に横たわる、請求項1記載の集積回路。
【請求項3】
前記基板は配線領域を有し、そして配線領域の少なくとも一部が、パッシベーションの上に位置するボンディングパッドの前記部分の下方に横たわる、請求項1記載の集積回路。
【請求項4】
第1ワイヤボンディング領域の主要部分がパッシベーションの上に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項5】
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも一部がパッシベーションの上に位置し、かつ第2ワイヤボンディング領域の少なくとも一部がパッシベーションの上に位置する、請求項1記載の集積回路。
【請求項6】
第1ワイヤボンディング領域及び第2ワイヤボンディング領域(302)は電気的に接続される請求項1記載の集積回路。
【請求項7】
ボンディングパッドは更に、プローブが接触するプローブ領域(302)を含む、請求項1記載の集積回路。
【請求項8】
ボンディングパッドは集積回路の周辺領域に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項9】
ボンディングパッドは集積回路の非周辺領域に位置する請求項1記載の集積回路。
【請求項10】
集積回路(20)の形成方法であって、
基板(26)を設ける工程と、
パッシベーション層(18)を基板を覆って形成する工程と
ボンディングパッド(200)を基板を覆って形成する工程とを備え、前記ボンディングパッドを形成する工程では、
第1ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域(202)を形成する工程と、
第2ボンディングワイヤを集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域(204)を形成する工程とを備え、
前記第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置する、方法。
【請求項11】
マルチチップパッケージ(325)であって、
第1集積回路(330)と、第2集積回路(328)と、第1ワイヤとを含み、第1集積
回路は、
基板と、
基板を覆うパッシベーション層と、
基板を覆う第1ボンディングパッドとを備え、第1ボンディングパッドは、
第1ボンディングワイヤを第1集積回路に接続するための第1ワイヤボンディング領域と、
第2ボンディングワイヤを第1集積回路に接続するための第2ワイヤボンディング領域と、を含み、
第1ワイヤボンディング領域の少なくとも非周辺部分がパッシベーションの上に位置し、第2集積回路は、
第2ボンディングパッドを含み、
第1ワイヤは、第1ワイヤボンディング領域と第2ボンディングパッドとを電気的に接続する、マルチチップパッケージ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【公表番号】特表2006−507686(P2006−507686A)
【公表日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2004−555419(P2004−555419)
【出願日】平成15年11月12日(2003.11.12)
【国際出願番号】PCT/US2003/035964
【国際公開番号】WO2004/049436
【国際公開日】平成16年6月10日(2004.6.10)
【出願人】(504199127)フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成18年3月2日(2006.3.2)
【国際特許分類】
【出願日】平成15年11月12日(2003.11.12)
【国際出願番号】PCT/US2003/035964
【国際公開番号】WO2004/049436
【国際公開日】平成16年6月10日(2004.6.10)
【出願人】(504199127)フリースケール セミコンダクター インコーポレイテッド (806)
【Fターム(参考)】
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