半導体装置およびその製造方法

【課題】ボンディング衝撃による不具合を改善するとともに、フェールセーフ的な構造とすることにより、能動回路上ボンディングパッドへ直接ボンディングワイヤを接続できる半導体装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】第１の配線２で結線され層間絶縁層３で被覆した能動回路１にあって、前記能動回路１が機能するよう第１の接続孔４を介して接続された第２の配線５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁６がボンディング接続領域に設け保護膜７で被覆し、第２接続孔８を介して前記能動回路１と電気的に接続された厚い電極９を衝撃吸収梁６上に位置するよう設け、厚い電極９へボンディング接続を行うために、衝撃吸収梁６の上方において、保護樹脂層１０が開口されてなる半導体装置とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的には集積回路半導体装置におけるワイヤボンディング接続に関し、特に、前記半導体装置の能動回路領域上でのワイヤボンディング接続を可能とする前記能動回路領域上に配置されたボンディングパッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常の集積回路半導体装置は、能動回路領域の周辺部に配置されたボンディングパッドを有する。これらのボンディングパッドは、ボールボンディング接続またはスティッチボンディング接続のいずれかを可能とするように十分な大きさでなければならない。従ってボンディングパッドのため半導体装置が大きくなるという問題があった。
【０００３】
（第１の従来技術）
このボンディングパッドのため半導体装置が大きくなるという問題を改善するために、図３７に示す特許文献１に開示された技術が提案されている。この特許文献１のものによれば、能動回路上にポリイミド層を介してボンディングパッドを形成するとともに接続孔によりボンディングパッドと能動回路とを電気的に接続した後、ボンディングパッドにワイヤをボンディングするというものであり、この結果として、能動回路領域の周辺部に配置されたボンディングパッドを削減できるというものである。
【０００４】
上記した特許文献１に示す能動回路上ボンディングパッドでは、ワイヤをボンディングする際のボンディング衝撃をボンディングパッド下層のポリイミド層により吸収・緩和する構造であるが、図３７に示すようにボンディングパッドと下部の能動回路とを電気的に接続する接続部にもボンディング衝撃が作用し、この接続部での接続不良が発生するという問題があった。
【０００５】
（第２の従来技術）
ボンディングパッドのため半導体装置が大きくなるという基本的な問題の改善に加え、ボンディング衝撃によりボンディングパッドと能動回路との接続部での接続不良が発生するという特許文献１の不具合を改善するために、図３８に示すような特許文献２に開示された技術が提案されている。
【０００６】
この特許文献２の技術によれば、能動回路上に実質的に中断箇所を持たない無機材料からなるパシベーション材料層を形成した後、能動回路上にボンディングパッドを形成し、ワイヤをボンディングする領域から離れた箇所に形成された接続孔を介して能動回路とボンディングパッドとを電気的に接続するというものである。
【０００７】
この特許文献２の技術による能動回路上ボンディングパッドでは、能動回路との接続孔はボンディング領域から離れておりボンディングパッドの一部を延長した接続配線により能動回路と接続するためボンディング衝撃により接続部での接続不良が発生するという問題は改善できる。
【０００８】
しかし、ボンディングパッドおよび接続配線ともに露出した構造となるため特許文献２の半導体装置をモールド樹脂により実装した場合、前記接続部を含む接続配線の耐環境信頼性において問題があった。
【０００９】
加えて、ボンディング衝撃を金属材料からなるボンディングパッドと無機材料からなるパシベーション材料層とで吸収・緩和する構造であるため、能動回路の配線段差が大きく急峻な場合にはボンディング衝撃によりパシベーション材料層にクラックが発生する。
【００１０】
また、半導体装置の使用時の環境温度変化が大きい場合、ボンディング衝撃により発生したクラックが伸展しボンディングパッドと能動回路の配線が短絡するという問題点があった。加えて、ボンディング衝撃によるパシベーション材料層のクラックに起因する経時劣化現象が検出できないという問題点があった。
【特許文献１】特開平６−２０４２７７号公報
【特許文献２】特表２００２−５３２８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ボンディングパッドのため半導体装置が大きくなるという問題を改善する能動回路上ボンディングパッドにおいて、能動回路とボンディングパッドと電気的に接続する接続孔にボンディング衝撃が作用する場合にはボンディング衝撃により接合部に不良が発生するという問題がある。
【００１２】
また、接続孔をボンディング領域から離して形成しボンディングパッドの一部を延長した接続配線で接続する構造においてボンディングパッドとともに接続配線が露出する構造の場合には耐環境信頼性が劣化するという問題がある。
【００１３】
加えて、配線段差が大きく急峻な能動回路上に無機材料による絶縁層を介してボンディングパッドを形成した構造ではボンディング衝撃により前記絶縁層にクラックが発生し初期不良もしくは信頼性不良が発生するという問題点がある。
【００１４】
本発明は、ボンディング衝撃による能動回路とボンディングパッドとの接合部不良および能動回路とボンディングパッドとの間の絶縁層不良の発生を抑止するとともに、ボンディング衝撃に対しフェールセーフ的な構造でありボンディング衝撃に起因する不良を検出可能とした能動回路上ボンディングパッドを有する半導体装置およびその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明による半導体装置においては、半導体装置の能動回路上に絶縁膜を介して平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成し、能動回路を保護する保護膜を介して衝撃吸収梁上に保護膜に設けた接続孔により能動回路と接続された厚い電極を形成し、厚い電極にボンディング接続時に必要な領域のみ開口した保護樹脂層で半導体装置を被覆する構造であり、前記衝撃吸収梁を被覆する保護膜の表面段差以上に前記の厚い電極の厚さを設定することにより、ボンディング面方向の超音波振動に起因するボンディング衝撃を主として厚い電極で吸収・緩和することが可能となるとともに、下層へ伝播した衝撃により前記保護膜にクラックが発生した場合においても前記衝撃吸収梁によりその後のクラックの伸展を抑止することができ能動回路との短絡が発生しないフェールセーフ構造である。
【００１６】
また前記衝撃吸収梁に形成する開口部の平面形状を円形もしくは多角形にすることにより、ボンディング衝撃に対する指向性を無くすことができ能動回路上でのボンディングパッドの配置位置自由度を向上できる。
【００１７】
加えてボンディング接続に必要な領域のみ開口した保護樹脂層で半導体装置を被覆する構造であるため、実装後の半導体装置においてボンディングパッドと能動回路を接続する接続配線に起因する耐環境信頼性の劣化現象を抑止できる。
【００１８】
本発明の別の半導体装置においては、半導体装置の能動回路上に絶縁膜を介して平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成し、能動回路を保護する保護膜を介して衝撃吸収梁上に厚いパッド電極を形成し、厚いパッド電極を被服しその一部を延長し保護膜に設けた接続孔により能動回路と接続するよう被覆金属配線層を形成し、厚いパッド電極へのボンディング接続時に必要な領域のみ開口した保護樹脂層で半導体装置を被覆する構造である。
【００１９】
厚いパッド電極を被覆金属配線層より機械的強度の高い金属材料で形成するとともにその厚さを前記衝撃吸収梁上に形成した前記保護膜の表面段差以上に設定することにより、ボンディング面方向の超音波振動に起因するボンディング衝撃を主として前記被覆金属配線層を変形させることで吸収・緩和するとともに、下層へ伝播するボンディング衝撃を機械的強度の高い厚いパッド電極で分散することによりボンディング衝撃による能動回路への影響を従来構造より低減できる。
【００２０】
加えて、ボンディング衝撃により前記保護膜にクラックが発生した場合においても前記衝撃吸収梁によりクラックの伸展を抑止し能動回路との短絡を発生させないフェールセーフ構造である。
【００２１】
また、前記衝撃吸収梁に形成する開口部の平面形状を円形もしくは多角形にすることにより、ボンディング衝撃に対する指向性を無くすことができ能動回路上でのボンディングパッドの配置位置自由度を向上できる。
【００２２】
更に、前記厚いパッドと能動回路との接続部は保護樹脂層で保護されているため実装後の耐環境信頼性の劣化を抑止できる。
【００２３】
また本発明の更に別の半導体装置においては、半導体装置の能動回路上に絶縁膜を介して平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成し、能動回路を保護する保護膜を形成したのち衝撃吸収梁の近傍に接続孔を形成し、衝撃吸収梁と接続孔を被覆するよう厚いパッド電極を形成し厚いパッド電極と能動回路とを電気的に接続する。
【００２４】
また衝撃吸収梁は、その一部を延長し保護膜に設けた別の接続孔により最上層配線層と接続される。厚いパッド電極を被覆金属配線層により被服した後、厚いパッド電極へのボンディング接続時に必要な領域のみ開口した保護樹脂層で半導体装置を被覆する構造である。
【００２５】
厚いパッド電極を被覆金属配線層より機械的強度の高い金属材料で形成するとともにその厚さを前記衝撃吸収梁上に形成した前記保護膜の表面段差以上に設定することにより、ボンディング面方向の超音波振動に起因するボンディング衝撃を主として前記被覆金属配線層を変形させることで吸収・緩和することが可能となるとともに、下層へ伝播するボンディング衝撃を機械的強度の高い厚いパッド電極で分散することができボンディング衝撃による能動回路への影響を従来構造より低減できる。
【００２６】
加えて、衝撃により前記保護膜にクラックが発生した場合においても前記衝撃吸収梁によりクラックの伸展を抑止することができ能動回路との短絡を発生させないフェールセーフ構造であり、最上層配線を介して厚いパッド電極と衝撃吸収梁間の漏洩電流を測定することにより前記のクラック発生を検出することができるという自己診断機能を有する。
【００２７】
また、前記衝撃吸収梁に形成する開口部の平面形状を円形もしくは多角形にすることにより、ボンディング衝撃に対する指向性を無くすことができ能動回路上のボンディングパッドの配置位置自由度を向上できる。
【００２８】
更に、前記厚いパッドと能動回路との接続部は保護樹脂層で保護されているため実装後の耐環境信頼性の劣化を抑止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例を説明する。
図１は、本発明に係る能動回路上に配置されたボンディングパッド部の第１の実施例を示す模式的な平面図である。また、図２は図１中Ａ−Ａ´線で示す部分の模式的な断面図である。
【００３０】
第１の実施例は、図２に示すように第１の配線２で結線された能動回路１を被覆した層間絶縁層３の上面に、能動回路１が機能するよう第１の接続孔４を介して接続された第２の配線５と、平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁６がボンディング接続領域に設ける。
【００３１】
第２の配線５と衝撃吸収梁６を設けた前記能動回路１を保護膜７により被覆し、図１に示すように保護膜７上に衝撃吸収梁６を被覆しその一部が保護膜７に設けられた第２接続孔８を介して能動回路１と電気的に接続されるよう厚い電極９を設け、ワイヤ１１をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層１０により表面を保護した構造である。
【００３２】
第１の実施例において、衝撃吸収梁６を被覆する保護膜７の表面段差以上の膜厚に厚い電極９の膜厚を設定することが望ましい。
【００３３】
この膜厚に設定された厚い電極９にワイヤをボンディング接続する際、図２に示すように接続部の最下面は衝撃吸収梁６を被覆する保護膜７の最上面と同じかまたは高い位置となりボンディング衝撃の主要因である超音波振動の作用面は前記保護膜７の最上面より高くなるため、ボンディング衝撃は前記厚い電極９により吸収・緩和される。
【００３４】
このボンディング衝撃の吸収・緩和性とボンディング接続性を両立するために、前記厚い電極９の材質としてはアルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、またはこれらのうちの２以上のものの積層膜が望ましい。
【００３５】
更に厚い電極９より下層に伝播したボンディング衝撃によって保護膜７にクラックが発生したとしても、クラックを発生させた後の過剰な衝撃は複数の開口を持つ網目状の前記衝撃吸収梁６を機械的に変形させることにより吸収される。
【００３６】
これによりクラックの伸展を抑止できる。加えて、衝撃吸収梁６は前記能動回路１と電気的に絶縁されているため、保護膜７に発生したクラックを介して前記の厚い電極９と衝撃吸収梁６が電気的に短絡しても能動回路１に誤動作は発生しない。
【００３７】
加えて、第１の実施形態による能動回路上ボンディングパッドの配置に関し、能動回路１の表面段差状態の依存性またボンディング接続時に印加される超音波振動の方向依存性を無くすために、前記衝撃吸収梁６の開口形状は図３に示す円形もしくは図４に示す多角形が望ましい。
【００３８】
また機械的変形によるボンディング衝撃性を向上と製造過程の複雑さ低減を両立させるために、衝撃吸収梁６は前記の第２の配線５と同一材料でありアルミまたはアルミ合金を主材料とすることが望ましい。
【００３９】
また層間絶縁膜３は、衝撃吸収梁６と能動回路１との絶縁性に加え平坦性を確保するためシリコン酸化膜を主体とする膜が望ましく、保護膜７はボンディング衝撃に対する耐量を高めるため層間絶縁膜３より機械強度の高いシリコン窒化膜が望ましい。前記保護樹脂層１０は段差被覆性に優れ機械強度が高くかつ、耐熱性・耐湿性の高いポリイミド樹脂膜が望ましい。
【００４０】
（第２の実施形態）
図５は、本発明に係る能動回路上に配置されたボンディングパッド部の第２の実施例を示す模式的な断面図である。
【００４１】
第２の実施形態は、図５に示すように第１の実施例と同様に第１の配線３２で結線された能動回路３１を被覆した層間絶縁層３３の上面に、能動回路３１が機能するよう第２の配線３５と、平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁３６がボンディング接続領域に設ける。
【００４２】
第２の配線３５と衝撃吸収梁３６を設けた前記能動回路３１は段差を緩和する処置を施した第２の層間絶縁層３７と保護膜３８により被覆し、保護膜３８上に前記衝撃吸収梁３６を被覆しその一部が第２の接続孔３９を介して能動回路３１と電気的に接続されるよう厚い電極４０を設け、ボンディング接続時に必要な領域のみ開口した保護樹脂層４１により表面を保護する構造である。
【００４３】
第２の実施例において、衝撃吸収梁３６を被覆する保護膜３８の表面段差以上の膜厚に厚い電極４０の膜厚を設定することが望ましい。また前記第２の層間絶縁層３７の段差緩和処置は、衝撃吸収梁３６上厚い電極４０の表面窪み部のテーパー角（図５中θと記載した角度）が４５°以上になるような段差緩和処置であることが望ましい。
【００４４】
この構造によれば、ワイヤをボンディング接続する際の接続部の最下面は衝撃吸収梁３６を被覆する保護膜３８の最上面と同じかまたは高い位置となりボンディング衝撃の主要因である超音波振動の作用面は前記保護膜３８の最上面より高くなるとともに衝撃の鉛直方向成分より平面方向成分が大きくなり、厚い電極４０によるボンディング衝撃の吸収・緩和がより効率的なものとなる。
【００４５】
厚い電極４０の材質としては、第１の実施例と同様にアルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、またはこれらのうちの２以上のものの積層膜が望ましい。
【００４６】
また第２の実施例においても、第１の実施例と同様に前記厚い電極４０より下層に伝播したボンディング衝撃により前記保護膜３８にクラックが発生したとしても、クラックを発生させた後の過剰な衝撃は複数の開口を持つ網目状の前記衝撃吸収梁３６を機械的に変形させることにより吸収され、クラックの伸展は抑止される。
【００４７】
加えて衝撃吸収梁３６は前記能動回路３１と電気的に絶縁されているため、保護膜３８および第２の層間絶縁層３７に発生したクラックを介して前記の厚い電極４０と衝撃吸収梁３６が電気的に短絡しても能動回路３１に誤動作は発生しない。
【００４８】
（※以下、段落番号は提案書の番号とずれます）
また第２の実施例においても、能動回路３１の表面段差状態の依存性またボンディング接続時の超音波振動の方向依存性を無くすために、前記衝撃吸収梁３６の開口形状は図３に示す円形もしくは図４に示す多角形が望ましく、また機械的変形によるボンディング衝撃性を向上と製造過程の複雑さ低減を両立させるために、衝撃吸収梁３６は前記の第２の配線３５と同一材料でありアルミまたはアルミ合金を主材料とすることが望ましい。
【００４９】
前記第２の層間絶縁膜３７は段差緩和処置を実施したシリコン酸化膜を主体とする膜が望ましく、層間絶縁膜３３，保護膜３７および保護樹脂層４１は、第１の実施例と同様に、それぞれシリコン酸化膜を主体とする膜，シリコン窒化膜，ポリイミド樹脂膜が望ましい。
【００５０】
（第３の実施形態）
本発明に係る第３の実施例の能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図を図６に示す。
【００５１】
第３の実施例は、図６に示すように第１の実施例と同様に第１の配線５２で結線された能動回路５１を被覆した層間絶縁層５３の上面に、能動回路５１が機能するよう第１の接続孔５４を介して接続された第２の配線５５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁５６を配し、保護膜５７により被覆する。
【００５２】
衝撃吸収梁５６上方に保護膜５７を介して厚いパッド電極５９が設けその上面と全側面を被覆金属配線層６０により被覆する。被覆金属配線層６０の一部を延長した配線により第２接続孔５８を介して厚いパッド電極５９と前記能動回路５１とを電気的に接続し、ワイヤ６２をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層６１により表面を保護した構造である。
【００５３】
第３の実施例の厚いパッド電極５９において、衝撃吸収梁５６を被覆する保護膜５７の表面段差以上の膜厚に厚いパッド電極５９の膜厚を設定することが望ましい。また厚いパッド電極５９の材質としては被覆する被覆金属配線層６０より機械的強度が高い材料が望ましく、アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，タングステン，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、またはこれらのうちの２以上のものの積層膜が望ましい。
【００５４】
また前記被覆金属配線層６０は、主たる構成材料として厚いパッド電極５９の構成材料より機械的強度の低い材料でありワイヤボンディング時の接合強度を確保可能な材料が望ましく、アルミ，アルミ合金，金のいずれかかまたは、上層がアルミまたはアルミ合金いずれかであり下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成された２層積層膜が望ましい。
【００５５】
厚いパッド電極５９と被覆金属配線層６０をこれらの材料により構成することにより、ワイヤボンディング時の衝撃は主に被覆金属配線層６０の変形により吸収・緩和されるとともに、過剰な衝撃の下層への伝播は機械的強度の高い厚いパッド電極５９により分散されるため下層への影響を低減できる。
【００５６】
また第３の実施例では、前記の厚いパッド電極５９と能動回路５１とは厚いパッド電極５９を被覆する被覆金属配線層６０の一部により第２の接続孔５８を介して接続されているため接続部の配線被覆段差を低くできるため、図６に示すように保護樹脂層６１による接続部の被覆が十分なものとなり接合部の高信頼性化が図れる。
【００５７】
加えて層間絶縁層５３，衝撃吸収梁５６および保護樹脂層６１は、その機能および望ましい材料は第１の実施例または第２の実施例と同じであるためその記載を省略する。
【００５８】
また保護膜５７は第１の実施例に記載の保護膜７と同じかもしくは第２の実施例に記載の第２の層間絶縁層３７および保護膜３８と同じ膜による２層積層膜で構成されていることが望ましい。
【００５９】
（第４の実施形態）
本発明に係る第４の実施例の能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図を図７に示すとともに図７中のＢ部の詳細図を図８に示す。
【００６０】
第４の実施例は、図７に示すように第１の実施例と同様に第１の配線７２で結線された能動回路７１を被覆した層間絶縁層７３の上面に、能動回路７１が機能するよう第１の接続孔７４を介して接続された第２の配線７５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁７６を配し、保護膜７７により被覆する。衝撃吸収梁７６上に密着強化金属層７９とシード電極層８０を介して厚いパッド電極８１を設けその上面と全側面を被覆金属配線層８２により被覆する。
【００６１】
厚いパッド電極８１は密着強化金属層７９，シード電極層８０および被覆金属配線層８２の一部を延長した配線により第２の接続孔７８を介して能動回路７１は電気的に接続され、ワイヤ８４をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層８３により表面を保護した構造である。
【００６２】
第４の実施例において、密着強化金属層７９は保護膜７７との密着性の高い金属薄膜が望ましく、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかかまたはこれらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることが望ましい。
【００６３】
厚いパッド電極８１はシード電極層８０と同一材質でありシード電極層８０を形成時の種として用いるメッキ法により形成される金属膜が望ましく、材質としては電気抵抗が低く機械強度の高い銅が望ましい。またその膜厚については、第３の実施例に記載の厚いパッド電極５９と同じ要件を満たすことが望ましい。
【００６４】
ボンディング衝撃の吸収・緩和に対する被覆金属配線層８２で被覆した厚いパッド電極８１の機能は第３の実施例と同様でありその詳細は省略するが、第４の実施例においては、前記密着強化金属層７９を介して保護膜７７上に厚いパッド電極８１を設けるため、ボンディング時の超音波衝撃によるせん断力に対する厚いパッド電極８１の付着耐量が向上し信頼性の高いボンディングパッドを得ることが出来る。
【００６５】
また厚いパッド電極８１と前記能動回路７１を接続する配線も、図８に示すように密着強化金属層７９，シード電極層８０および被覆金属配線層８２の積層構造により構成されるため、厚いパッド電極８１に対する接続性および保護膜７７に対する密着性が高く、信頼性の高い接続配線を得ることができる。
【００６６】
加えて層間絶縁層７３，衝撃吸収梁７６および保護樹脂層８３は、その機能および望ましい材料は第１の実施例または第２の実施例と同じであるためその記載を省略する。
【００６７】
また保護膜７７は第１の実施例に記載の保護膜７と同じかもしくは、第２の実施例に記載の第２の層間絶縁層３７および保護膜３８と同じ膜による２層積層膜が望ましい。
【００６８】
（第５の実施形態）
本発明に係る第５の実施例の能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図を図９に示すとともに図９中のＣ部の拡大断面例を図１０に示す。
【００６９】
第５の実施例は、図９に示すように第１の実施例と同様に第１の配線７２で結線された能動回路７１を被覆した層間絶縁層７３の上面に、能動回路７１が機能するよう第１の接続孔７４を介して接続された第２の配線７５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁７６を配し、保護膜７７により被覆する。衝撃吸収梁７６上に密着強化金属層７９と介して厚いパッド電極８１を設け、厚いパッド電極８１の上面と全側面を被覆金属配線層８２により被覆する。
【００７０】
また厚いパッド電極８１は密着強化金属層７９と被覆金属配線層８２との一部を延長し積層した配線，第２の接続孔７８，第２の配線７５および第１の接続孔７４を経由して能動回路７１と電気的に接続し、ワイヤ８４をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層８３により表面を保護した構造である。
【００７１】
第５の実施例においては、厚いパッド電極８１は上面および全側面を被覆金属配線層８２により底面を密着強化金属層７９により完全に封止される。厚いパッド電極８１を形成する際にシード電極層８０を用いる場合においても図１０に示すように厚いパッド電極８１に加えシード電極層８０も密着強化金属層７９と被覆金属配線層８２により完全に封止される。
【００７２】
また第２の接続孔７８を介して能動回路７１と厚いパッド電極８１を接続する接続配線は密着強化金属層７９と被覆金属配線層８２との積層により形成するため、電気抵抗またはその製造工程上の簡便さを優先させ厚いパッド電極８１の構成材料として材質面で耐湿性にやや劣る材料を用いた場合においても、耐環境性を劣化させることなく信頼性の高いボンディングパッドおよび接続配線を得ることができる。
【００７３】
第５の実施例による能動回路上ボンディングパッドにおいても、ボンディング接続時の衝撃に対する吸収・緩和機能およびに耐せん断性については第４の実施例と同様であり、密着強化金属層７９，シード電極層８０，厚いパッド電極８１および被覆金属配線層８２それぞれの機能および望ましい材料は第４の実施例と同じであるためその詳細は省略する。加えて、層間絶縁層７３，衝撃吸収梁７６，保護膜７７および保護樹脂層８３についても第４の実施例と同じであるためその詳細は省略する。
【００７４】
（第６の実施形態）
図１１は、本発明に係る能動回路上に配置されたボンディングパッド部の第６の実施例を示す模式的な平面図である。また、図１２は第６の実施例を示す模式的な平面図１１のＤ−Ｄ´での断面図である。
【００７５】
第６の実施例は、図１２に示すように第１の実施例と同様に第１の配線９２で結線された能動回路９１を被覆した層間絶縁層９３の上面に、能動回路９１が機能するよう第１の接続孔９４を介して接続された第２の配線９５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁９６と配し保護膜９７により被覆する。
【００７６】
衝撃吸収梁９６の近傍にボンディングパッドと能動回路９１を電気的に接続する第２の接続孔９８を設けた後、衝撃吸収梁９６と第２の接続孔９８を被覆するよう厚いパッド電極９９を設け、ワイヤ１０１をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層１００により表面を保護した構造である。
【００７７】
図１１および図１２に示すように第６の実施例においては、厚いパッド電極９１は衝撃吸収梁９６の近傍に設けた第２の接続孔９８を介して能動回路９１と電気的に接続するため、接続配線が不要となり能動回路上ボンディングパッド構造において更に省面積効果を高めることができる。
【００７８】
加えて厚いパッド電極９１へワイヤ１０１をボンディング接続する際にはボンディングボールの接続面が衝撃吸収梁９６上のみに形成されるよう第２の接続孔９８を配置することにより、第１の実施例で記載したように衝撃吸収梁９６によりボンディング衝撃の伝搬を抑止するフェールセーフ構造であるため、厚いパッド電極９１直下の第２の接続孔９８においてボンディング衝撃による接続不具合は発生しない。
【００７９】
衝撃吸収梁９６において、その機能は前述のように第１の実施例と同じであり望ましい材質も同じであるため、その詳細は省略する。同様に、層間絶縁層９３および保護樹脂層１００それぞれの機能および望ましい材料も第１の実施例と同じであるためその詳細は省略する。
【００８０】
また厚いパッド電極９１は、第３の実施例から第５の実施例に記載の構造および材質が望ましい。加えて保護膜９７については、前述の理由により第１の実施例に記載の保護膜７と同じかもしくは第２の実施例に記載の第２の層間絶縁層３７および保護膜３８と同じ膜による２層積層膜で構成されていることが望ましい。
【００８１】
（第７の実施形態）
図１３は、本発明に係る能動回路上に配置されたボンディングパッド部の第７の実施例を示す模式的な平面図である。また、図１４は第７の実施例を示す模式的な平面図１３のＥ−Ｅ´での断面図であり、図１５は図１４中のＦ部の拡大断面例を示す。
【００８２】
第７の実施例は、図１３および１４に示すように第１の実施例と同様に第１の配線１１２で結線された能動回路１１１を被覆した層間絶縁層１１３の上面に、能動回路１１１が機能するよう第１の接続孔１１４を介して接続された第２の配線１１５と平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁１１６と配し保護膜１１７により被覆する。衝撃吸収梁１１６の近傍にボンディングパッドと能動回路１１１を電気的に接続する第２の接続孔１１８を設けた後、密着強化金属層１１９と介して衝撃吸収梁１１６と第２の接続孔１１８を被覆するよう厚いパッド電極１２１を設け、厚いパッド電極１２１の上面と全側面を被覆金属配線層１２２により被覆する。
【００８３】
また衝撃吸収梁１１６はその一部を延長し第３の接続孔１２７を介して最上層配線１２６に電気的に接続し、ワイヤ８４をボンディングする際に必要な領域のみ開口した保護樹脂層１２４により表面を保護した構造である。
【００８４】
第７の実施例は、衝撃吸収梁１１６は第３の接続孔１２７を介して最上層配線１２６に接続されているため、ボンディング衝撃により衝撃吸収梁１１６を被覆している保護膜１１７にクラックが発生しボンディング接続時に厚いパッド電極１２１と衝撃吸収梁１１６とが短絡した場合または実使用時の環境変化による前記クラックが経時的に伸展しパッド電極１２１と衝撃吸収梁１１６とが短絡した場合に厚いパッド電極１２１と衝撃吸収梁１１６との間の漏洩電流を計測することにより前期クラックの有無を検出することができる。
【００８５】
すなわち、第７の実施例による半導体装置は、第６の実施例と同様に衝撃吸収梁１１６の近傍に設けた第２の接続孔１１８を介して厚いパッド電極１２１と能動回路１１１とを電気的に接続するため接続配線が不要となり省面積効果を高めることができることに加え、ボンディング衝撃による不良および使用環境下における経時劣化によるボンディング部の不良を検出できる自己診断機能を持つ半導体装置である。
【００８６】
また厚いパッド電極１２１は、第５の実施例と同様に上面および全側面を被覆金属配線層１２２により底面を密着強化金属層１１９により完全に封止される。厚いパッド電極１２１を形成する際にシード電極層１２０を用いる場合においても図１５に示すように厚いパッド電極１２１に加えシード電極層１２０も密着強化金属層１１９と被覆金属配線層１２２により完全に封止される。
【００８７】
また最上層配線１２６は、密着強化金属層１１９と同一材質で形成された最上層配線密着層１２９と被覆金属配線層１２２と同一構造同一材質で形成された最上層配線被覆層１２９の積層により構成されることが望ましい。
【００８８】
加えて第７の実施例も、衝撃吸収梁１１６を有するためボンディング衝撃の伝搬を抑止するフェールセーフ構造の半導体装置であり、構造および材質は第１の実施例と同じであり望ましい材質も同じであるため、その詳細は省略する。同様に、層間絶縁層９３および保護樹脂層１００それぞれの機能および望ましい材料も第１の実施例と同じであるためその詳細は省略する。
【００８９】
また前述のように、密着強化金属層１１９，シード電極層１２０，厚いパッド電極１２１およびは、被覆金属配線層１２２それぞれの機能および望ましい材料も第５の実施例と同じであるためその詳細は省略する。
【００９０】
加えて保護膜１２４については、前述の理由により第１の実施例に記載の保護膜７と同じかもしくは第２の実施例に記載の第２の層間絶縁層３７および保護膜３８と同じ膜による２層積層膜で構成されていることが望ましい。
【００９１】
（第１の実施方法）
本発明による第１の実施例と第２の実施例の製造方法について、第１の実施例を例に図１６から図２０を参照しつつ第１の実施方法を説明する。
【００９２】
図１６に示すように、機能するよう第１の配線３０２で結線した能動回路３０１を層間絶縁膜３０３で被覆し第１の接続孔３０４を形成した後、第１の金属膜３０５を成膜する。この際、層間絶縁膜３０４は段差緩和処置を実施したシリコン酸化膜を主体とする膜が望ましく、第１の金属膜３０５はアルミまたはアルミ合金を主材料とすることが望ましい。
【００９３】
その後、図１７に示すように、マスク材を用いて第１の金属膜３０５を加工し第２の配線３０６と衝撃吸収梁３０７を形成する。この際、衝撃吸収梁３０７は複数の開口を持ちその開口形状が円形または多角形となるよう加工する。
【００９４】
図１８に示すように保護膜３０８で能動回路３０１を被覆した後、第２の接続孔３０９を形成し、保護膜３０８上に衝撃吸収梁３０７を被覆するとともに第２の接続孔３０９を介して能動回路３０１と電気的に接続されるよう厚い電極３１０を設ける（図１９参照）。その後、図２０に示すように保護樹脂層３１１で被覆し厚い電極３１０にボンディングする際に必要な領域のみ開口する。
【００９５】
この際、保護膜３０８はシリコン窒化膜もしくは第２の実施例で記載した平坦化処理を実施したシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成した積層膜が望ましく、厚い電極３１０は膜厚を衝撃吸収梁３０７上の保護膜３０８における表面段差以上の膜厚に設定しその材質としてアルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、またはこれらのうちの２以上のものの積層膜が望ましい。
【００９６】
また保護樹脂層３１１は段差被覆性に優れ機械強度が高くかつ、耐熱性・耐湿性の高いポリイミド樹脂膜が望ましい。
【００９７】
（第２の実施方法）
本発明による第３の実施例と第７の実施例の製造方法について、第７の実施例を例に図２１から図２９を参照しつつ第２の実施方法を説明する。
【００９８】
機能するよう第１の配線５０２で結線した能動回路５０１を層間絶縁膜５０３で被覆し、第１の接続孔５０４を形成した後第１の金属膜５０５を成膜する（図２１参照）。この際、層間絶縁膜５０４は段差緩和処置を実施したシリコン酸化膜を主体とする膜が望ましく、第１の金属膜５０５はアルミまたはアルミ合金を主材料とすることが望ましい。
【００９９】
その後、図２２に示すように、マスク材を用いて第１の金属膜５０５を加工し第２の配線５０６と衝撃吸収梁５０７を形成する。この際、衝撃吸収梁５０７は複数の開口を持ちその開口形状が円形または多角形となるよう加工する。
【０１００】
図２３に示すように保護膜５０８で能動回路５０１を被覆した後、第３の接続孔５０９を形成し密着強化膜５１０を形成する（図２４参照）。同時にその後形成する厚いパッド電極と前記能動回路５０１とを電気的に接続するための接続孔を衝撃吸収梁５０７の近傍に形成する。
【０１０１】
この際、保護膜５０８はシリコン窒化膜もしくは第２の実施例で記載した平坦化処理を実施したシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成した積層膜が望ましい。また密着強化膜５１０は保護膜５０８との密着性の高い金属薄膜が望ましくチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、またはこれらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることが望ましい。
【０１０２】
次に、図２５に示すように厚い金属膜５１１を形成しフォトリソグラフィ技術によりマスク材５１２を衝撃吸収梁５０７と前記の能動回路５０１と電気的に接続するための接続孔を被覆するよう形成する。この際厚い金属膜５１１は、その膜厚を衝撃吸収梁５０７上の保護膜５０８の表面段差以上の膜厚となるよう設定し、その材質として電気抵抗が低く機械強度の高い銅が望ましい。
【０１０３】
その後マスク材５１２を用いて厚い金属膜５１１をエッチングし厚いパッド電極５１３を形成する。（図２６参照）。この際のエッチングは能動回路５０１にダメージを与えない湿式エッチングが望ましい。
【０１０４】
次に図２７に示すように、被覆金属膜５１４を成膜したのちフォトリソグラフィ技術により厚いパッド電極５１３を被覆するとともに少なくとも第３の接続孔５０９を介して衝撃吸収梁５０７と電気的に接続する配線ができるようマスク材５１５を形成する。この際被覆金属膜５１４は、上層がワイヤボンディング時の接合強度を確保可能なアルミまたはアルミ合金いずれかであり、下層が上層金属と厚いパッド電極との反応を抑止できるチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成された２層積層膜が望ましい。また厚いパッド電極５１３を被覆するマスク材は、平面的大きさを厚いパッド電極５１３の大きさより大きくなるよう設定する。
【０１０５】
その後マスク材５１５を用いて被覆金属膜５１４と密着強化膜５１０とを連続してエッチング除去し、厚いパッド電極５１３を封止するよう密着強化金属層５１６および被覆金属配線層５１７を形成するとともに、最上層配線を形成する最上層配線密着強化層５１８と最上層配線被覆層５１９を形成する（図２８参照）。この際のエッチング除去も能動回路５０１にダメージを与えない湿式エッチングが望ましい。
【０１０６】
最後に、図２９に示すように保護樹脂層５２０で被覆し厚いパッド電極５１３にボンディングする際に必要な領域のみ開口する。保護樹脂層５２０の材質としては、段差被覆性に優れ機械強度が高くかつ耐熱性・耐湿性の高いポリイミド樹脂膜が望ましい。
【０１０７】
（第３の実施方法）
本発明による第４の実施例と第７の実施例に対する別の製造方法について、第７の実施例を例に図３０から図３６を参照しつつ第３の実施方法を説明する。
【０１０８】
図３０に示すように、第２の実施方法と同様な製造方法により第２の配線５０６と衝撃吸収梁５０７を形成した後能動回路５０１を保護膜５０８で被覆する。更に第２の実施方法と同様に第３の接続孔５０９と密着強化膜５１０を形成した後、密着強化膜５１０にシード金属層６０１を成膜する（図３１参照）。
【０１０９】
次に図３２に示すように、フォトリソグラフィ技術により形成したマスク材６０２を用いシード金属層６０１を電極として電気メッキ法により厚いパッド電極６０３を形成する。シード金属層６０１と厚いパッド電極６０３の材質としては電気抵抗が低く機械強度の高い銅が望ましく、加えて厚いパッド電極６０３の膜厚は衝撃吸収梁５０７上の保護膜５０８の表面段差以上の膜厚となるよう設定することが望ましい。
【０１１０】
マスク材６０２を除去した後、湿式エッチング法か厚いパッド電極６０３の形成時の電気メッキとは逆のバイアスを印加した電気分解かまたは両者の複合処理により厚いパッド電極６０３下部以外の領域のシード金属層６０１を除去する（図３３参照）。
【０１１１】
その後、図３４に示すように、被覆金属膜６０４を成膜した後フォトリソグラフィ技術により厚いパッド電極６０３を被覆するとともに少なくとも第３の接続孔５０９を介して衝撃吸収梁５０７と電気的に接続する配線ができるようマスク材６０５を形成する。
【０１１２】
この際被覆金属膜６０４は、上層がワイヤボンディング時の接合強度を確保可能なアルミまたはアルミ合金いずれかであり、下層が上層金属と厚いパッド電極との反応を抑止できるチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成された２層積層膜が望ましく前記密着強化膜５１０と同一構造・材料であることが望ましい。また厚いパッド電極６０３を被覆するマスク材は、平面的大きさを厚いパッド電極６０３の大きさより大きくなるよう設定する。
【０１１３】
次に、マスク材６０５を用いて被覆金属膜６０４と密着強化膜５１０とを連続してエッチング除去し、厚い電極６０３を封止するよう密着強化金属層６０５および被覆金属配線層６０６を形成するとともに、最上層配線を形成する最上層配線密着強化層６０７と最上層配線被覆層６０８を形成する（図３５参照）。この際のエッチング除去も能動回路５０１にダメージを与えない湿式エッチングが望ましい。
【０１１４】
最後に、図３６に示すように保護樹脂層６０９で被覆し厚いパッド電極６０３にボンディングする際に必要な領域のみ開口する。保護樹脂層６０９の材質としては、段差被覆性に優れ機械強度が高くかつ耐熱性・耐湿性の高いポリイミド樹脂膜が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】本発明の第１の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な平面図である。
【図２】図１中、Ａ−Ａ´線で切断した部分の模式的な断面図である。
【図３】衝撃吸収梁の開口形状を示す第１の模式的な平面図である。
【図４】衝撃吸収梁の開口形状を示す第２の模式的な平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図である。
【図７】本発明の第４の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な断面図である。
【図８】図７中、Ｂで示す部分の構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図９】本発明の第５の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な略断面図である。
【図１０】図９中、Ｃで示す部分の構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図１１】本発明の第６の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な平面図である。
【図１２】図１１中、Ｄ−Ｄ´線で切断した部分の模式的な断面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態における能動回路上に配置されたボンディングパッド部の模式的な平面図である。
【図１４】図１３中、Ｅ−Ｅ´線で切断した部分の模式的な断面図である。
【図１５】図１４中、Ｆで示す部分の構造の一例を示す模式的な断面図である。
【図１６】本発明の第１および第２の実施例に係る第１の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その１）である。
【図１７】本発明の第１および第２の実施例に係る第１の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その２）である。
【図１８】本発明の第１および第２の実施例に係る第１の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その３）である。
【図１９】本発明の第１および第２の実施例に係る第１の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その４）である。
【図２０】本発明の第１および第２の実施例に係る第１の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その５）である。
【図２１】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その１）である。
【図２２】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その２）である。
【図２３】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その３）である。
【図２４】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その４）である。
【図２５】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その５）である。
【図２６】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その６）である。
【図２７】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その７）である。
【図２８】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その８）である。
【図２９】本発明の第３および第７の実施例に係る第２の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その９）である。
【図３０】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その１）である。
【図３１】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その２）である。
【図３２】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その３）である。
【図３３】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その４）である。
【図３４】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その５）である。
【図３５】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その６）である。
【図３６】本発明の第４および第７の実施例に係る第３の実施方法を示し、製造工程の各段階の状態を示す模式的断面図（その７）である。
【図３７】第１の従来技術によるボンディングパッドの断面を示す図
【図３８】第２の従来技術によるボンディングパッドの断面を示す図
【符号の説明】
【０１１６】
図面中、１，３１，５１，７１，９１，１１１，３０１，５０１は能動回路、２，３２，５２，７２，９２，１１２，３０２，５０２は第１の配線、３，３３，５３，７３，９３，１１３，３０３，５０３は層間絶縁層、４，３４，５４，７４，９４，１１４，３０４，５０４は第1の接続孔、５，３５，５５，７５，９５，１１５，３０６，５０６は第２の配線、６，３６，５６，７６，９６，１１６，３０７，５０７は衝撃吸収梁、７，３８，５７，７７，９７，１１７，３０８，５０８は保護膜、８，３９，５８，７８，９８，１１８，３０９，５０９は第２の接続孔、９，４０，３１０は厚い電極、１０，４１，６１，８３，１００，１２４，３１１，５２０，６０９は保護樹脂層、１１，６２，８４，１０１，１２５，３１２，５２１，６１０はボンディングワイヤ、２１は円形の開口部を持つ衝撃吸収梁、２２は多角形の開口部を持つ衝撃吸収梁，３７は第２の層間絶縁層、５９，８１，９９，１２１，５１３，６０３は厚いパッド電極、６０，８２，１２２，５１６，６０６は被覆金属配線層、７９，１１９，５１５，６０５は密着強化金属層、８０，１２０，６０１はシート゛金属層、１２３はボンディングパット領域、１２６は最上層配線、１２７，５０９は第３の接続孔、１２８，５１８，６０７は最上層配線密着強化層、１２９，５１９，６０８は最上層配線被覆層、２０１は能動回路、２０２は下部金属層、２０３はレベル間酸化物層、２０４は導体、２０５は上部金属層、２０６は保護膜、２０７は接続孔、２０８はポリイミド層、２０９はボンディングパッド、２１０は導電性ワイヤ、２１１は樹脂形成化合物、２２１は半導体本体、２２２は第１の金属層、２２３は絶縁層、２２４は第２の金属層、２２５はパシベーション材料層、２２６は接続領域、２２７はワイヤボンディング領域、２２８はワイヤ、３０５，５０５は第１の金属膜、５１０は密着強化金属膜，５１１は厚い金属膜、５１２，５１５，６０２はマスク材、５１４，６０４は被覆金属膜である。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記保護膜の一部に設けられた第２の接続孔を介して前期第２の配線と接続され且つ前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう配置された厚い電極と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記衝撃吸収梁の段差を緩和するよう形成した第２の層間絶縁層と、
前記能動回路を保護するよう前記第２の層間絶縁層上に形成された保護膜と、
前記第２の層間絶縁層と前記保護膜とを開口して形成した第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続され且つ前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう配置された厚い電極と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
前記第２の層間絶縁層が、シリコン酸化物を主体とする絶縁膜であることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記厚い電極の膜厚が、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記厚い電極が、アルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成された厚いパッド電極と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し且つその一部が前記保護膜に設けられた第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続された被覆金属配線層と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
前記厚いパッド電極の膜厚が、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記厚いパッド電極が、アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，タングステン，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記被覆金属配線層が、アルミ，アルミ合金，金のいずれか，アルミまたはアルミ合金とチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記保護膜との密着性を向上するための密着強化金属層と、
厚いパッド電極を形成するためのシード電極層を介して前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成された厚いパッド電極と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し且つその一部が前記密着強化金属層と前記シード電極層とを介して保護膜に設けられた第２の接続孔により前記第２の配線と接続された被覆金属配線層と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記保護膜との密着性を向上するための密着強化金属層を介して前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成された厚いパッド電極と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し且つその一部が密着強化金属層を介して保護膜に設けられた第２の接続孔により前記第２の配線と接続された被覆金属配線層と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
前記シード電極層および前記厚いパッド電極を、前記密着強化金属層と前記被覆金属配線層により封止することを特徴とする請求項１１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記密着強化金属層が、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項１０から請求項１２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記シード電極層の材質と前記厚いパッド電極の材質が、同一材質であることを特徴とする請求項１０から請求項１３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記厚いパッド電極の材質が銅であり、その膜厚が前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項１０から請求項１４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記被覆金属配線層が、上層がアルミまたはアルミ合金で構成され、下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成した積層膜であることを特徴とする請求項１０から請求項１５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１７】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成され且つその一部が前記衝撃吸収梁に隣接する位置の前記保護膜に設けられた第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続された厚いパッド電極と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
前記第２の接続孔が、前記厚いパッド電極の直下であり且つ、前記厚いパッド電極とワイヤとの接続面より外となるよう開口されていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記厚いパッド電極の膜厚が、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記厚いパッド電極が、アルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項１７から請求項１９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記被覆金属配線層が、アルミ，アルミ合金，金のいずれか，アルミまたはアルミ合金とチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項１７から請求項２０のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２２】
半導体基板の表面に設けられた能動回路と、
前記能動回路が機能するよう接続された第１の配線と、
層間絶縁層の一部に設けられた第１の接続孔を介して前記第１の配線と接続された第２の配線と、
前記層間絶縁層上に形成され平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁と、
前記能動回路を保護するよう形成された保護膜と、
前記保護膜との密着性を向上するための密着強化金属層と、
厚いパッド電極を形成するためのシード電極層と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成され且つその一部が前記衝撃吸収梁に隣接する位置の前記保護膜に設けられた第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続された厚いパッド電極と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し被覆金属配線層と、
前記衝撃吸収梁と第３の接続孔を介して接続された最上層配線と、
前記能動回路を被覆し且つ前記衝撃吸収梁上にボンディング接続時に必要な領域を開口した保護樹脂層と
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２３】
前記最上層配線が、前記被覆金属配線層と同一材料からなる配線か、または、最上層配線被覆層前記密着強化金属層と同一材料からなる最上層配線密着層と前記被覆金属配線層と同一材料からなる最上層配線被覆層の積層構造であることを特徴とする請求項２２に記載の半導体装置。
【請求項２４】
前記シード電極層および前記厚いパッド電極を、前記密着強化金属層と前記被覆金属配線層により封止することを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載の半導体装置。
【請求項２５】
前記密着強化金属層が、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項２２から請求項２４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記シード電極層の材質と前記厚いパッド電極の材質が、同一材質であることを特徴とする請求項２２から請求項２５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記厚いパッド電極の材質が銅であり、その膜厚が前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項２２から請求項２６のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２８】
前記被覆金属配線層が、上層がアルミまたはアルミ合金で構成され、下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成した積層膜であることを特徴とする請求項２２から請求項２７のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項２９】
前記第２の接続孔が、前記厚いパッド電極の直下であり且つ、前記厚いパッド電極とワイヤとの接続面より外となるよう開口されていることを特徴とする請求項２２から請求項２８のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３０】
前記衝撃吸収梁の開口形状が円形であることを特徴とする請求項２２から請求項２９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３１】
前記衝撃吸収梁の開口形状が多角形であることを特徴とする請求項２２から請求項２９のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３２】
前記衝撃吸収梁の材質が、前記第２の配線の材質と同じであることを特徴とする請求項２２から請求項３１のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３３】
前記衝撃吸収梁の主となる材質が、アルミまたはアルミ合金であることを特徴とする請求項１から請求項３２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３４】
前記保護膜が、シリコン窒化膜であることを特徴とする請求項１から請求項３３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３５】
前記保護樹脂層が、ポリイミド樹脂膜であることを特徴とする請求項１から請求項３４のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項３６】
半導体基板の表面に設けられた能動回路に、その能動回路が機能するよう第１の配線を接続する工程と、
層間絶縁層を形成する工程と、
第１の接続孔を前記層間絶縁層に形成する工程と、
第２の配線を形成する工程と、
平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成する工程と、
前記能動回路を被覆するよう保護膜を形成する工程と、
前記第２の配線と接続するため前記保護膜の一部に第２の接続孔を開口する工程と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆し且つ第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続するよう成形された厚い電極を形成する工程と、
前記衝撃吸収梁上の前記厚い電極にボンディング接続できるよう必要な領域を開口した保護樹脂層により前記能動回路を被覆する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３７】
前記保護膜が、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜であることを特徴とする請求項３６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３８】
前記シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜は、シリコン酸化膜の成膜後、シリコン酸化膜の被覆形状を緩やかなテーパー形状となるよう乾式エッチング処理を実施した後、シリコン窒化膜を積層することにより形成した２層積層膜であることを特徴とする請求項３７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３９】
前記衝撃吸収梁に形成する開口の形状が、円形または多角形であることを特徴とする請求項３６から請求項３８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４０】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁が同一材料から成り且つ、同一工程で加工することを同時に加工する特徴とする請求項３６から請求項３９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４１】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁とが、アルミまたはアルミ合金を主たる材料とすることを特徴とする請求項３６から請求項４０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４２】
前記厚い電極が、アルミ，アルミ合金，銅，ニッケル，クロム，チタン，チタン化合物，チタン合金のいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項３６から請求項４１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４３】
前記保護樹脂層が、ポリイミド樹脂膜であることを特徴とする請求項３６から請求項４２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４４】
半導体基板の表面に設けられた能動回路に、能動回路が機能するよう第１の配線を接続する工程と、
層間絶縁層を形成する工程と、
第１の接続孔を前記層間絶縁層に形成する工程と、
第２の配線を形成する工程と、
平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成する工程と、
前記能動回路を被覆するよう保護膜を形成する工程と、
前記第２の配線と接続するため前記保護膜の一部に第２の接続孔を開口する工程と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆し且つ前記第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続するよう成形された密着強化金属層を形成する工程と、
厚いパッド電極を形成するためのシード電極層を形成する工程と、
前記衝撃吸収梁上に厚いパッド電極を形成する工程と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し且つその一部が前記密着強化金属層と前記シード電極層を介して前記保護膜に設けられた前記第２の接続孔により第２の配線と接続されるよう成形された被覆金属配線層を形成する工程と、
前記厚いパッド電極にボンディング接続できるよう必要な領域を開口した保護樹脂層により前記能動回路を被覆する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項４５】
前記保護膜が、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜であることを特徴とする請求項４４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４６】
前記シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜は、前記シリコン酸化膜の成膜後、前記シリコン酸化膜の被覆形状を緩やかなテーパー形状となるよう乾式エッチング処理を実施した後、前記シリコン窒化膜を積層した２層積層膜であることを特徴とする請求項４５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４７】
前記衝撃吸収梁に形成する開口の形状が、円形または多角形であることを特徴とする請求項４４から請求項４６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４８】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁が同一材料から成りかつ、同一工程で加工することを同時に加工する特徴とする請求項４４から請求項４７のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４９】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁とが、アルミまたはアルミ合金を主たる材料とすることを特徴とする請求項４４から請求項４８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５０】
前記密着強化金属層が、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項４４から請求項４９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５１】
前記シード電極層と前記厚いパッド電極とが、同一材質であることを特徴とする請求項４４から請求項５０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５２】
前記厚いパッド電極の製法および材質が、マスク材を用いた電気メッキ法で形成された銅であることを特徴とする請求項４４から請求項５１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５３】
前記厚いパッド電極の厚さが、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項４４から請求項５２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５４】
前記被覆金属配線層が、上層がアルミまたはアルミ合金で構成され、下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成した積層膜であることを特徴とする請求項４４から請求項５３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５５】
前記保護樹脂層が、ポリイミド樹脂膜であることを特徴とする請求項４４から請求項５４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５６】
半導体基板の表面に設けられた能動回路に、その能動回路が機能するよう第１の配線を接続する工程と、
層間絶縁層を形成する工程と、
第１の接続孔を前記層間絶縁層に形成する工程と、
第２の配線を形成する工程と、
平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成する工程と、
前記能動回路を被覆するよう保護膜を形成する工程と、
前記第２の配線と接続するため第２の接続孔を前記衝撃吸収梁の近傍に開口する工程と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆し且つ前記第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続するよう成形された密着強化金属層を形成する工程と、
前記密着強化金属層を介して前記衝撃吸収梁上に厚いパッド電極を形成する工程と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆し且つその一部が前記密着強化金属層を介して前記保護膜に設けられた前記第２の接続孔により前記第２の配線と接続されるよう成形された被覆金属配線層を形成する工程と、
前記厚いパッド電極にボンディング接続できるよう必要な領域を開口した保護樹脂層により前記能動回路を被覆する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５７】
前記保護膜が、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜であることを特徴とする請求項５６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５８】
前記シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜は、前記シリコン酸化膜の成膜後、前記シリコン酸化膜の被覆形状を緩やかなテーパー形状となるよう乾式エッチング処理を実施した後、シリコン窒化膜を積層した２層積層膜であることを特徴とする請求項５７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５９】
前記衝撃吸収梁に形成する開口の形状が、円形または多角形であることを特徴とする請求項５６から請求項５８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６０】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁が同一材料から成りかつ、同一工程で加工することを同時に加工する特徴とする請求項５６から請求項５９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６１】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁とが、アルミまたはアルミ合金を主たる材料とすることを特徴とする請求項５６から請求項６０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６２】
前記密着強化金属層が、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項５６から請求項６１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６３】
前記厚いパッド電極が、銅，ニッケルまたはタングステンであることを特徴とする請求項５６から請求項６２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６４】
前記厚いパッド電極の厚さが、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項５６から請求項６４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６５】
前記被覆金属配線層が、上層がアルミまたはアルミ合金で構成され、下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成した積層膜であることを特徴とする請求項５６から請求項６４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６６】
前記被覆金属配線層の下層を形成する材料が、前記密着強化金属層と同一材料であることを特徴とする請求項５６から請求項６５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６７】
前記保護樹脂層が、ポリイミド樹脂膜であることを特徴とする請求項５６から請求項６６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６８】
半導体基板の表面に設けられた能動回路に、その能動回路が機能するよう第１の配線を接続する工程と、
層間絶縁層を形成する工程と、
第１の接続孔を層間絶縁層に形成する工程と、
第２の配線を形成する工程と、
平面構造において複数の開口を持つ衝撃吸収梁を形成する工程と、
前記能動回路を被覆するよう保護膜を形成する工程と、
前記衝撃吸収梁に隣接する位置の前記保護膜の一部に前記第２の配線と接続するため第２の接続孔を開口する工程と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆し且つ前記第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続するよう成形された密着強化金属層を形成する工程と、
前記衝撃吸収梁上を十分に被覆するよう前記保護膜上に形成され且つその一部が前記保護膜に設けられた前記第２の接続孔を介して前記第２の配線と接続するよう厚いパッド電極を形成する工程と、
前記厚いパッド電極下部以外のシード電極層を除去する工程と、
前記厚いパッド電極の上面および全側面を被覆するよう被覆金属配線層を形成する工程と、
前記保護膜に設けられた第３の接続孔を介して前記衝撃吸収梁と接続されるよう最上層配線を形成する工程と、
前記厚いパッド電極にボンディング接続できるよう必要な領域を開口した保護樹脂層により前記能動回路を被覆する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６９】
前記保護膜が、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜であることを特徴とする請求項６８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７０】
前記シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との２層積層膜は、前記シリコン酸化膜の成膜後、前記シリコン酸化膜の被覆形状を緩やかなテーパー形状となるよう乾式エッチング処理を実施した後、シリコン窒化膜を積層した２層積層膜であることを特徴とする請求項６９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７１】
前記衝撃吸収梁に形成する開口の形状が、円形または多角形であることを特徴とする請求項６８から請求項７０のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７２】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁が同一材料から成りかつ、同一工程で加工することを同時に加工する特徴とする請求項６８から請求項７１のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７３】
前記第２の配線と前記衝撃吸収梁とが、アルミまたはアルミ合金を主たる材料とすることを特徴とする請求項６８から請求項７２のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７４】
前記密着強化金属層が、チタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれか、または、これらのうちの２以上のものの積層膜で構成されていることを特徴とする請求項６８から請求項７３のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７５】
前記シード電極層と前記厚いパッド電極とが、同一材質であることを特徴とする請求項６８から請求項７４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７６】
前記厚いパッド電極の製法および材質が、マスク材を用いた電気メッキ法で形成された銅であることを特徴とする請求項６８から請求項７５のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７７】
前記厚いパッド電極の厚さが、前記衝撃吸収梁を被覆する前記保護膜の表面段差以上の膜厚であることを特徴とする請求項６８から請求項７６のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７８】
前記シード電極層を除去する工程が、前記厚いパッド電極の形成時とは逆の電界印加方法による電気分解処理と湿式エッチング処理とを複合した処理であることを特徴とする請求項７６または請求項７７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７９】
前記被覆金属配線層が、上層がアルミまたはアルミ合金で構成され、下層がチタン，チタン窒化膜，チタンタングステンのいずれかで構成した積層膜であることを特徴とする請求項６８から請求項７８のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８０】
前記最上層配線が、前記密着強化金属層と前記被覆金属配線層の積層構造であることを特徴とする請求項６８から請求項７９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８１】
前記保護樹脂層が、ポリイミド樹脂膜であることを特徴とする請求項６８から請求項７９のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。

【図１】