半導体装置および半導体装置の製造方法
【課題】 電極の断線等を抑制するとともに、発光部の上面からの電極の引き出し方向の制約を低減することができる発光装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】 導電性基板と、半導体素子部と、導電性基板の一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に配置されたパッド電極と、パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備えるボンディングワイヤとを有する半導体装置であって、パッド電極の周辺領域で第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、第２絶縁膜は、第１絶縁膜の周辺領域からパッド電極の側面のうち第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、被覆部分に連なってパッド電極の側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、延在部分の少なくとも一部が、ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置を提供する。
【解決手段】 導電性基板と、半導体素子部と、導電性基板の一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、第１絶縁膜上に配置されたパッド電極と、パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備えるボンディングワイヤとを有する半導体装置であって、パッド電極の周辺領域で第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、第２絶縁膜は、第１絶縁膜の周辺領域からパッド電極の側面のうち第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、被覆部分に連なってパッド電極の側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、延在部分の少なくとも一部が、ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置を提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の上に積層された複数の半導体層からなる機能素子を有する半導体装置が種々提案されている。半導体装置の一例として、例えばｐｎ接合領域を有する発光部が形成された発光装置が利用されている。例えば、特許文献１に記載された発光装置は、基板の上に積層された複数の半導体層を有する発光部を備え、この発光部が備える素子側電極が、基板上に絶縁膜を介して配置されたボンディング用のパッド電極と接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、例えば発光装置による形成画像の高解像度化の要求に応じ、発光装置における発光部の配置密度が高くなってきている。これにともない、基板上に配置されたパッド電極の配置密度も高くなり、パッド電極の１つ１つの面積は小さくなってきている。
【０００５】
図６は、従来の発光装置１００のパッド電極の、周辺部分を拡大して示す概略断面図である。従来の発光装置のパッド電極は、ＧａＡｓ等の半導電性基板１０２に、絶縁膜１０４を介してパッド電極１０６が配置された構成となっている。発光装置１００では、パッド電極１０６の上面に、このパッド電極１０６の上面と接合したボンディングボール１１０を備えるボンディングワイヤ１０９が接続されている。ボンディングワイヤ１０９は、ボンディングワイヤ１０９を保持するためのキャピラリ１２０を備えた公知のボンディング装置を用いて、パッド電極１０６と接合される。図６では、ボンディングボール１１０を形成する状態、すなわちボンディング時における、パッド電極１０６とキャピラリ１２０をの位置関係を示すために、ボンディング時におけるキャピラリ１２０の先端部も模式的に示している。
【０００６】
絶縁膜１０４はＳｉＮｘ等からなり、弾性率が比較的高く変形し難い、一方、金属からなるパッド電極１０６は弾性率が比較的低く変形し易い。ボンディング時において、パッド電極１０６および絶縁膜１０４がキャピラリ１２０から受ける衝撃は、主にパッド電極１０６が変形することで緩和される。
【０００７】
しかしながら、上述のように、パッド電極１０６の配置密度が高まってパッド電極１０６の面積が小さくなると、ボンディングワイヤ１０９の接合時における、キャピラリ１２０の先端部分のパッド電極１０６に対する当接位置が、パッド電極１０６の周縁部分に近くなる。キャピラリ１２０の先端部分の当接位置が、パッド電極１０６の周縁部分に近づくほど、ボンディング時におけるキャピラリ１２０からの衝撃によって変形する、パッド電極１０６の面積が小さくなり、ボンディング時の衝撃が、ＳｉＮｘ等からなる絶縁膜に大きく伝わり易い。
【０００８】
このため、近年の高密度配置のパッド電極１０６を有する半導体装置では、ボンディング時の衝撃によって絶縁膜１０６にクラック等の欠陥が生じ、電流リークによる動作不良が発生し易いといった課題があった。また、発光にともなうボンディングボール１１０の
温度変化によって、ボンディングボール１１０が膨張・収縮した場合、ボンディングボール１１０がパッド電極１０６を引き伸ばしたり、縮めたりする力が働くが、キャピラリ１２０の先端部分の当接位置が、パッド電極１０６のエッジに近くなると、この力が大きくなり、パッド電極１０６の剥がれが発生し易いといった課題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、導電性基板と、前記導電性基板の一方主面に積層された複数の半導体層からなる半導体素子部と、前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に配置された、前記半導体素子部に電気的に接続されたパッド電極と、前記パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備える、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤとを有する半導体装置であって、前記パッド電極の周辺領域で前記第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜の前記周辺領域から前記パッド電極の側面のうち前記第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、前記被覆部分に連なって前記パッド電極の前記側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、前記延在部分の少なくとも一部が、前記ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１１】
また、導電性基板の一方主面に複数の半導体層を積層して半導体素子部を形成する工程と、前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜上に、配線導体層を介して前記半導体素子部に接続された第１金属層を形成する工程と、前記第１金属層の周辺領域の前記第１絶縁膜の上面から前記第１金属層の側面を経て前記第１金属層の上面の周縁部分にかけて延在する第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１金属層の前記上面に、周縁部分の前記第２絶縁膜も覆うように第２金属層を形成する工程と、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤを前記第２金属層の上面に、ボンディングボールの接合面の外周が前記周縁部分の前記第２絶縁膜の上方に位置するように接合する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パッド電極層の剥がれを抑制することができるとともに、絶縁膜の損傷にともなう絶縁破壊を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導体装置の一実施形態の概略平面図である。
【図２】図１に示す発光装置の概略断面図である。
【図３】図１に示す発光装置の概略断面図であり、図２とは異なる方向から見た図である。
【図４】図１に示す発光装置のパッド電極の周辺を拡大して示す概略断面図であり、図３と同じ方向から見た図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態について説明する概略断面図である。
【図６】従来の半導体装置の一実施形態について説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態として発光装置を例示し、図面を参照しつつ説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する
。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１５】
図１は、本実施形態の発光装置１の概略平面図である。図１に示したように、本実施形態に係る発光装置１は、基板３と、基板３の上に列をなして設けられている複数の発光部５と、各発光部５に接続されている表面電極層７と、を備えている。
【００１６】
基板３は、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）からなっており、ｎ型の導電性を有している。この基板３には、例えばｎ型の不純物であるシリコン（Ｓｉ）が１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｎ型の不純物としては、Ｓｉの他に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）などのＩＶ族、ＶＩ族の元素が挙げられる。また、基板３は、厚さが例えば１００〜３５０〔μｍ〕の範囲とされる。
【００１７】
図２および図３は、発光装置１の概略断面図であり、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面、図３は図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面それぞれ示している。また、図４は、パッド電極７ａの周辺を拡大して示す概略断面図であり、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面である、。各発光部５は、図２、３に示したように、基板３の上に設けられている第１の積層領域Ｓ１と、第１の積層領域Ｓ１の上に設けられている第２の積層領域Ｓ２と、を備えている。この第１の積層領域Ｓ１は、ｎ型クラッド層９と、活性層１１とが順次積層されている。この第２の積層領域Ｓ２は、ｐ型クラッド層１３と、コンタクト層１５とが順次積層されている。
【００１８】
第１の積層領域Ｓ１を構成するｎ型クラッド層９は、基板３の上面に設けられている。このｎ型クラッド層９は、アルミニウムインジウム燐（ＡｌＩｎＰ）からなっており、ｎ型の導電性を有している。このｎ型クラッド層９は、例えばｎ型の不純物であるＳｉが１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｎ型の不純物としては、Ｓｉの他に、例えばＧｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅなどのＩＶ族、ＶＩ族の元素が挙げられる。また、ｎ型クラッド層９は、厚さが例えば０．４〜１〔μｍ〕の範囲とされる。
【００１９】
活性層１１は、ｎ型クラッド層９の上面の上に設けられている。この活性層１１は、アルミニウムガリウムインジウム燐（ＡｌＧａＩｎＰ）からなっている。この活性層１１には、不純物がドーピングされていない。この活性層１１は、厚さが例えば０．３〜１〔μｍ〕とされる。
【００２０】
第２の積層領域Ｓ２を構成するｐ型クラッド層１３は、ＡｌＩｎＰからなっており、ｐ型の導電性を有している。このｐ型クラッド層１３は、例えばｐ型の不純物である亜鉛（Ｚｎ）が、１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｐ型の不純物としては、Ｚｎの他に、例えばベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、炭素（Ｃ）などの元素が挙げられる。また、ｐ型クラッド層１３は、厚さが例えば０．４〜１〔μｍ〕の範囲とされる。
【００２１】
コンタクト層１５は、燐化ガリウム（ＧａＰ）からなっており、ｐ型の導電性を有している。このコンタクト層１５には、例えばｐ型の不純物であるＺｎが、１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｐ型の不純物としては、Ｚｎの他に、例えばＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃなどの元素が挙げられる。また、コンタクト層１５は、厚さが例えば０．１〜５〔μｍ〕の範囲とされる。このコンタク
ト層１５は、発光部５の最上層に形成されており、表面電極層７の配線導体部７ｂが接続されている。
【００２２】
図４に示したように、発光部５が積層された基板３の上面側は、第１絶縁膜１７と、第１絶縁膜１７の上に設けられた第２絶縁膜１９とによって被覆されている。この第１絶縁膜１７および第２絶縁膜１９はいずれも、電気絶縁性および透光性を有するＳｉＮなどからなる。第２絶縁膜１９は、表面電極７のパッド電極７ａの周辺を覆うとともに、パッド電極７ａの側面の一部を被覆している。第２絶縁膜１９を含めたパッド電極７ａの周辺部分の構成については、後に詳述する。なお、第１絶縁膜１７は、コンタクト層１５の上面に貫通孔１７ａが設けられている。この貫通孔１７ａを介し、表面電極７の配線導体部７ｂがコンタクト層１５の上面に接続されている。なお、図１では、説明の便宜上、第１絶縁膜１７および第２絶縁膜１９については図示していない。
【００２３】
図１に示した表面電極７は、基板３を被覆する第１絶縁膜１７（図１において不図示）の上に設けられており、パッド電極７ａと、配線導体部７ｂとを有している。このパッド電極７ａは複数設けられており、千鳥状に配置されている。この配線導体部７ｂは、発光部５とパッド電極７ａとを接続している。図２に示したように、配線導体部７ｂは、第１絶縁膜１７に形成された貫通孔１７ａを介して、発光部５のコンタクト層１５の上面に接続されている。この配線導体部７ｂは、コンタクト層１５の上面から発光部５の側面の上を介して基板３の上に引き出されている。より詳細には、この配線導体部７ｂは、コンタクト層１５の上面から、該コンタクト層１５およびｐ型クラッド層１３からなる第２の積層領域Ｓ２の側面の上を介して第１の積層領域Ｓ１の上面の上に引き出されている。さらに、この第１の積層領域Ｓ１の上面の上に引き出された配線導体部７ｂは、活性層１１およびｎ型クラッド層９からなる第１の積層領域Ｓ１の上面および側面の上を介して基板３の上面の上に引き出されている。この基板３の上面の上に引き出され配線導体部７ｂまで延在してパッド電極７ａと接続している。このパッド電極７ａおよび配線導体部７ｂによって構成される表面電極７は、例えば厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが１〔μｍ〕程度のＡｕ層との積層体で形成することができる。
【００２４】
図２、３に示したように、基板３は、発光部５が形成されている上面と反対側の底面の上に、当該底面の全体に亘って裏面電極２９が形成されている。この裏面電極２９は、例えば厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが５００〜１０００〔Å〕程度のＡｕおよびＧｅの合金層と、厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが１〔μｍ〕程度のＡｕ層との積層体で形成することができる。
【００２５】
パッド電極７ａの上面には、パッド電極７ａの上面と接合したボンディングボール２２を備える、発光部５に電流を供給するためのボンディングワイヤ２４が接続されている。ボンディングワイヤ２４の他方は、図示しない外部の駆動回路等と接続されており、駆動回路からボンディングワイヤ２４を介して発光部５に電流が供給される。上述のように構成された発光装置１は、表面電極７と裏面電極２９との間に順方向電圧を印加することで、発光部５に電流が供給され、活性層１１が発光する。
【００２６】
本実施形態では、パッド電極７ａは、第１金属層４１と第２金属層４２とが積層されて構成されている。図４に示すように、発光装置１は、パッド電極７ａの周辺から、パッド電極７ａの側面３１の第１絶縁膜１７側の一部領域（側面部分４５）にかけて連続した、第１絶縁膜１７上に一部が積層した第２絶縁膜１９を備えている。図４に示すように、第２絶縁膜１９は、第１絶縁膜１７のパッド電極７ａの周辺領域から、パッド電極７ａの側面部分４５にかけて連続して被覆している被覆部分３１と、被覆部分３１に連なってパッド電極７ａの側面から内部に入り込んで延在している延在部分３２とを備えている。
【００２７】
発光装置１では、延在部分３２の少なくとも一部が、ボンディングボール２２の下方に位置している。すなわち、基板３に垂直な方向からの平面視において、延在部分３２は、ボンディングボール２２に重なる位置まで、パッド電極７ａ内に入り込んでいる。これにより、ボンディングボール２２の下方には、パッド電極７ａを構成する第１金属層４１と、第１金属層４１に積層した第２絶縁膜１９（の延在部分３２）と、第２絶縁膜の上に積層した第２金属層４２とが積層した領域が配置された状態となっている。
【００２８】
図１に示すように、発光装置１は、複数のパッド電極７ａが比較的高密度に配置されており、１つ１つのパッド電極７ａの上面は比較的小さくなっている。このため、発光装置１では、ボンディングボール２２の最大外接円２２Ｓの一部が、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓに対して、パッド電極７ａよりも外側に位置する部分がある。ボンディングボール２２の最大外接円２２Ｓとは、基板３の主面に平行な仮想平面による、ボンディングボール２２の断面形状における外接円のうち、その半径が最大となるものという。同様に、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓとは、基板３の主面に平行な仮想平面による、パッド電極７ａの断面形状における外接円のうち、その半径が最大となるものという。発光装置１は、例えば１２００ｄｐｉ規格の画像形成に用いられ、発光部５の中心位置同士の間隔（配列ピッチ）は、２１．１５μｍと非常に小さく、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓの直径は、５０μｍ〜６０μｍとされている。
【００２９】
ボンディングボール２２は、発光部の発熱や周辺温度の変動にともなって温度が変化することで、膨張または収縮する。発光装置１では、この膨張や収縮にともなう応力が、パッド電極７ａの側面３１の図中上側部分に直接的に作用する。例えば、ボンディングボール２２が収縮する際、パッド電極７ａを第１絶縁膜１７から引き剥がす方向の力が、パッド電極７ａの側面３１の側から働く。発光装置１では、パッド電極７ａの側面３１近傍に、パッド電極７ａを構成する第１金属層４１と、第１金属層４１に積層した第２絶縁膜１９と、第２絶縁膜の上に積層した第２金属層４２とからなる積層構造が配置されている。このため、ボンディングボール２２の温度変化にともなう応力がパッド電極７ａに働いた場合も、第２金属層４２と上記延在部分３２との境界部分に応力が集中し、第１絶縁膜１７とパッド電極７ａとの境界部分（すなわち、第１金属層４１と第１絶縁膜１７との接合部分）にかかる応力は、比較的少なくされている。たとえこの応力によって、第２金属層４２と上記延在部分３２との接合部分が剥がれたとしても、第１絶縁膜１７とパッド電極７ａとの接合部分の剥がれは抑制される。
【００３０】
なお、本実施形態の発光装置１では、パッド電極７ａの側面３１のうち、第２金属層４２に対応する側面部分４７は、第１金属層４１に対応する側面部分４５よりも外側に位置している。この第２金属層４２の側面部分４７を、第１金属層４１の側面部分４５よりも外側に位置させることで、第２金属層４２の上面の面積を比較的大きくとることが可能となっている。これにより、ボンディングの際の微妙な位置ずれに起因する、電極とボンディングワイヤとの接合不良の発生を抑制することができる。
【００３１】
発光装置１は、以下のように作製することができる。
【００３２】
図５は、本発明の発光装置の製造方法の一例である、図１に示す発光装置１の製造工程について説明するための図であり、発光装置１のパッド電極７ａ近傍を拡大して示す概略断面図である。
【００３３】
まず、基板３の上に、例えば有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等を用いて、ｎ型クラッド層９、活性層１１、ｐ型クラッド層１３、およびコンタクト層１５となる各半導体層９Ｘ、１１Ｘ、１３Ｘ、１５Ｘを順次積層したのち、公知のフォトリソグラフィー法によるエッチング成型を行い、ｎ型クラッド層９、活性層１１、ｐ型クラッド層１３、
およびコンタクト層１５を有する発光部５を形成しておく（発光部５について、図５では図示していない）。
【００３４】
続いて、図５（ａ）に示したように、発光部５が形成された基板３の上に化学蒸着法（ＣＶＤ法）などを用いて第１絶縁膜１７を形成する。この際、この第１絶縁膜１７の、発光部５上に、フォトリソグラフィー法などを用いて貫通孔１７ａを形成しておく。
【００３５】
次いで、第１絶縁膜１７の上にレジスト膜を塗布して、フォトリソグラフィー法によって、所望のパターンを露光、現像した後に、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などを用いて、表面電極７を構成する第１金属層４１を形成するための金属層を形成する。そして、リフトオフ法によって、レジスト膜を除去して、図５（ｂ）に示したように第１金属層４１を所定の形状に形成する。
【００３６】
続いて、絶縁膜１７が形成された基板３の上に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）などを用いて、表面電極７を構成する第２金属層４２を形成するための金属層を形成する。次いで、フォトリソグラフィー法などを用いて、成膜した第２絶縁膜１９をエッチング加工し、第１絶縁膜１７の上面、第１金属層４１の側面、および第１金属層４１の上面の周縁部分を覆う、第２絶縁膜１９を形成する。その後、第２絶縁膜１９の上にレジスト膜を塗布して、フォトリソグラフィー法によって、所望のパターンを露光、現像した後に、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などを用いて、第２金属層４２を形成するための金属層を形成する。続いて、リフトオフ法によって、レジスト膜を除去して、第２絶縁膜１９の上記周縁部分に対応する領域の少なくとも一部を覆う、第２金属層４２を形成する（図５（ｃ））。
【００３７】
次に、第２金属層４２が形成されている状態で、全体を加熱処理する。この加熱処理によって、図５（ｄ）に示すように、第２金属層４２の側面部分４７は全体が丸みを帯びた形状になる。この加熱処理によって、側面部分４７の全体を丸みを帯びた形状とすることができ、側面部分４７の特定部分に応力が集中することが抑制できる。この加熱処理では、大気中で全体を３５０℃〜４００℃で、３０分〜６０分かけて加熱した後、１分間に１℃の割合で除々に温度を低減させればよい。
【００３８】
次いで、図５（ｅ）に示すように、キャピラリ５０を備えるボンディング装置によって、ボンディングワイヤ２４を第２金属層４２の上面に接合する。このボンディング工程によって、発光装置１では、パッド電極７ａの上面の周縁近くまで、ボンディングボール２２が拡がって配置されている。第２金属層４２の上面は比較的狭く、キャピラリ５０は第２金属層４２の側面の近傍に押圧される。発光装置１では、上述の第２絶縁膜１９の形成工程において、第１金属層４１の側面、および第１金属層４１の上面の周縁部分を覆うように第２絶縁膜１９が形成されているとともに、上述の第２金属層の形成工程において、第２絶縁膜１９の上記周縁部分に対応する領域の少なくとも一部を覆うように、第２金属層４２が形成されている。
【００３９】
このため、ボンディング工程においては、キャピラリ５０による押圧力がかかる部分は、第１金属層４１と、第２絶縁膜１９と、第２金属層４２とが重なっている状態となっている。この部分では、第１金属層４１と第２絶縁膜１９と第２金属層４２とが、それぞれ応力緩和層として機能し、キャピラリ５０による応力が、各層および各層同士の接合部分に分散される。これにより、キャピラリ５０による押圧力が、第１金属層４１や第２絶縁膜１９や第２金属層４２のいずれかに集中して作用することが抑制され、各層が破壊されることが抑止されている。発光装置１は、このような工程を経て、作製することができる。
【００４０】
本発明の製造方法によれば、ボンディング時における絶縁膜の損傷を抑制し、この絶縁
膜の抑制にともなう絶縁破壊を低減することができる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＧａＰからなるコンタクト層１５を例示しているが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態では、パッド電極７ａを、第１金属層４１と第２金属層４２との２層構造で構成したが、電極パッド部は、例えば３層以上の金属層が積層された構造でもよく、また、１つの金属層から構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、半導体装置として、発光素子を備える発光装置を例に説明したが、半導体装置としては、発光素子を備える発光装置の他に、受光素子を備える受光装置や、光電変換素子を備える光電変換装置などであってもよく、特に限定されない。
【符号の説明】
【００４３】
３ 基板
５ 発光部
７ 表面電極
７ａ パッド電極
７ｂ 配線導体部
１７ 第１絶縁膜
１９ 第２絶縁膜
２２ ボンディングボール
２２Ｓ 最大外接円
２４ ボンディングワイヤ
４１ 第１金属層
４２ 第２金属層
４５、４７ 側面部分
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板の上に積層された複数の半導体層からなる機能素子を有する半導体装置が種々提案されている。半導体装置の一例として、例えばｐｎ接合領域を有する発光部が形成された発光装置が利用されている。例えば、特許文献１に記載された発光装置は、基板の上に積層された複数の半導体層を有する発光部を備え、この発光部が備える素子側電極が、基板上に絶縁膜を介して配置されたボンディング用のパッド電極と接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、例えば発光装置による形成画像の高解像度化の要求に応じ、発光装置における発光部の配置密度が高くなってきている。これにともない、基板上に配置されたパッド電極の配置密度も高くなり、パッド電極の１つ１つの面積は小さくなってきている。
【０００５】
図６は、従来の発光装置１００のパッド電極の、周辺部分を拡大して示す概略断面図である。従来の発光装置のパッド電極は、ＧａＡｓ等の半導電性基板１０２に、絶縁膜１０４を介してパッド電極１０６が配置された構成となっている。発光装置１００では、パッド電極１０６の上面に、このパッド電極１０６の上面と接合したボンディングボール１１０を備えるボンディングワイヤ１０９が接続されている。ボンディングワイヤ１０９は、ボンディングワイヤ１０９を保持するためのキャピラリ１２０を備えた公知のボンディング装置を用いて、パッド電極１０６と接合される。図６では、ボンディングボール１１０を形成する状態、すなわちボンディング時における、パッド電極１０６とキャピラリ１２０をの位置関係を示すために、ボンディング時におけるキャピラリ１２０の先端部も模式的に示している。
【０００６】
絶縁膜１０４はＳｉＮｘ等からなり、弾性率が比較的高く変形し難い、一方、金属からなるパッド電極１０６は弾性率が比較的低く変形し易い。ボンディング時において、パッド電極１０６および絶縁膜１０４がキャピラリ１２０から受ける衝撃は、主にパッド電極１０６が変形することで緩和される。
【０００７】
しかしながら、上述のように、パッド電極１０６の配置密度が高まってパッド電極１０６の面積が小さくなると、ボンディングワイヤ１０９の接合時における、キャピラリ１２０の先端部分のパッド電極１０６に対する当接位置が、パッド電極１０６の周縁部分に近くなる。キャピラリ１２０の先端部分の当接位置が、パッド電極１０６の周縁部分に近づくほど、ボンディング時におけるキャピラリ１２０からの衝撃によって変形する、パッド電極１０６の面積が小さくなり、ボンディング時の衝撃が、ＳｉＮｘ等からなる絶縁膜に大きく伝わり易い。
【０００８】
このため、近年の高密度配置のパッド電極１０６を有する半導体装置では、ボンディング時の衝撃によって絶縁膜１０６にクラック等の欠陥が生じ、電流リークによる動作不良が発生し易いといった課題があった。また、発光にともなうボンディングボール１１０の
温度変化によって、ボンディングボール１１０が膨張・収縮した場合、ボンディングボール１１０がパッド電極１０６を引き伸ばしたり、縮めたりする力が働くが、キャピラリ１２０の先端部分の当接位置が、パッド電極１０６のエッジに近くなると、この力が大きくなり、パッド電極１０６の剥がれが発生し易いといった課題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、導電性基板と、前記導電性基板の一方主面に積層された複数の半導体層からなる半導体素子部と、前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、前記第１絶縁膜上に配置された、前記半導体素子部に電気的に接続されたパッド電極と、前記パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備える、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤとを有する半導体装置であって、前記パッド電極の周辺領域で前記第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜の前記周辺領域から前記パッド電極の側面のうち前記第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、前記被覆部分に連なって前記パッド電極の前記側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、前記延在部分の少なくとも一部が、前記ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置を提供する。
【００１１】
また、導電性基板の一方主面に複数の半導体層を積層して半導体素子部を形成する工程と、前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜上に、配線導体層を介して前記半導体素子部に接続された第１金属層を形成する工程と、前記第１金属層の周辺領域の前記第１絶縁膜の上面から前記第１金属層の側面を経て前記第１金属層の上面の周縁部分にかけて延在する第２絶縁膜を形成する工程と、前記第１金属層の前記上面に、周縁部分の前記第２絶縁膜も覆うように第２金属層を形成する工程と、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤを前記第２金属層の上面に、ボンディングボールの接合面の外周が前記周縁部分の前記第２絶縁膜の上方に位置するように接合する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を、併せて提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、パッド電極層の剥がれを抑制することができるとともに、絶縁膜の損傷にともなう絶縁破壊を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導体装置の一実施形態の概略平面図である。
【図２】図１に示す発光装置の概略断面図である。
【図３】図１に示す発光装置の概略断面図であり、図２とは異なる方向から見た図である。
【図４】図１に示す発光装置のパッド電極の周辺を拡大して示す概略断面図であり、図３と同じ方向から見た図である。
【図５】本発明の半導体装置の製造方法の一実施形態について説明する概略断面図である。
【図６】従来の半導体装置の一実施形態について説明する概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明に係る半導体装置の一実施形態として発光装置を例示し、図面を参照しつつ説明する。なお、図面中、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する
。また、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明をその実施の形態のみに限定する趣旨ではない。さらに、本発明は、その要旨を逸脱しない限り、さまざまな変形が可能である。
【００１５】
図１は、本実施形態の発光装置１の概略平面図である。図１に示したように、本実施形態に係る発光装置１は、基板３と、基板３の上に列をなして設けられている複数の発光部５と、各発光部５に接続されている表面電極層７と、を備えている。
【００１６】
基板３は、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）からなっており、ｎ型の導電性を有している。この基板３には、例えばｎ型の不純物であるシリコン（Ｓｉ）が１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｎ型の不純物としては、Ｓｉの他に、例えばゲルマニウム（Ｇｅ）、セレン（Ｓｅ）、テルル（Ｔｅ）などのＩＶ族、ＶＩ族の元素が挙げられる。また、基板３は、厚さが例えば１００〜３５０〔μｍ〕の範囲とされる。
【００１７】
図２および図３は、発光装置１の概略断面図であり、図２は図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿った断面、図３は図１に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面それぞれ示している。また、図４は、パッド電極７ａの周辺を拡大して示す概略断面図であり、図１に示すＩＶ−ＩＶ線に沿った断面である、。各発光部５は、図２、３に示したように、基板３の上に設けられている第１の積層領域Ｓ１と、第１の積層領域Ｓ１の上に設けられている第２の積層領域Ｓ２と、を備えている。この第１の積層領域Ｓ１は、ｎ型クラッド層９と、活性層１１とが順次積層されている。この第２の積層領域Ｓ２は、ｐ型クラッド層１３と、コンタクト層１５とが順次積層されている。
【００１８】
第１の積層領域Ｓ１を構成するｎ型クラッド層９は、基板３の上面に設けられている。このｎ型クラッド層９は、アルミニウムインジウム燐（ＡｌＩｎＰ）からなっており、ｎ型の導電性を有している。このｎ型クラッド層９は、例えばｎ型の不純物であるＳｉが１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｎ型の不純物としては、Ｓｉの他に、例えばＧｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅなどのＩＶ族、ＶＩ族の元素が挙げられる。また、ｎ型クラッド層９は、厚さが例えば０．４〜１〔μｍ〕の範囲とされる。
【００１９】
活性層１１は、ｎ型クラッド層９の上面の上に設けられている。この活性層１１は、アルミニウムガリウムインジウム燐（ＡｌＧａＩｎＰ）からなっている。この活性層１１には、不純物がドーピングされていない。この活性層１１は、厚さが例えば０．３〜１〔μｍ〕とされる。
【００２０】
第２の積層領域Ｓ２を構成するｐ型クラッド層１３は、ＡｌＩｎＰからなっており、ｐ型の導電性を有している。このｐ型クラッド層１３は、例えばｐ型の不純物である亜鉛（Ｚｎ）が、１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｐ型の不純物としては、Ｚｎの他に、例えばベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、炭素（Ｃ）などの元素が挙げられる。また、ｐ型クラッド層１３は、厚さが例えば０．４〜１〔μｍ〕の範囲とされる。
【００２１】
コンタクト層１５は、燐化ガリウム（ＧａＰ）からなっており、ｐ型の導電性を有している。このコンタクト層１５には、例えばｐ型の不純物であるＺｎが、１×１０１７〜１×１０１９〔ａｔｏｍｓ／ｃｍ３〕の範囲の濃度でドーピングされている。このｐ型の不純物としては、Ｚｎの他に、例えばＢｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｃなどの元素が挙げられる。また、コンタクト層１５は、厚さが例えば０．１〜５〔μｍ〕の範囲とされる。このコンタク
ト層１５は、発光部５の最上層に形成されており、表面電極層７の配線導体部７ｂが接続されている。
【００２２】
図４に示したように、発光部５が積層された基板３の上面側は、第１絶縁膜１７と、第１絶縁膜１７の上に設けられた第２絶縁膜１９とによって被覆されている。この第１絶縁膜１７および第２絶縁膜１９はいずれも、電気絶縁性および透光性を有するＳｉＮなどからなる。第２絶縁膜１９は、表面電極７のパッド電極７ａの周辺を覆うとともに、パッド電極７ａの側面の一部を被覆している。第２絶縁膜１９を含めたパッド電極７ａの周辺部分の構成については、後に詳述する。なお、第１絶縁膜１７は、コンタクト層１５の上面に貫通孔１７ａが設けられている。この貫通孔１７ａを介し、表面電極７の配線導体部７ｂがコンタクト層１５の上面に接続されている。なお、図１では、説明の便宜上、第１絶縁膜１７および第２絶縁膜１９については図示していない。
【００２３】
図１に示した表面電極７は、基板３を被覆する第１絶縁膜１７（図１において不図示）の上に設けられており、パッド電極７ａと、配線導体部７ｂとを有している。このパッド電極７ａは複数設けられており、千鳥状に配置されている。この配線導体部７ｂは、発光部５とパッド電極７ａとを接続している。図２に示したように、配線導体部７ｂは、第１絶縁膜１７に形成された貫通孔１７ａを介して、発光部５のコンタクト層１５の上面に接続されている。この配線導体部７ｂは、コンタクト層１５の上面から発光部５の側面の上を介して基板３の上に引き出されている。より詳細には、この配線導体部７ｂは、コンタクト層１５の上面から、該コンタクト層１５およびｐ型クラッド層１３からなる第２の積層領域Ｓ２の側面の上を介して第１の積層領域Ｓ１の上面の上に引き出されている。さらに、この第１の積層領域Ｓ１の上面の上に引き出された配線導体部７ｂは、活性層１１およびｎ型クラッド層９からなる第１の積層領域Ｓ１の上面および側面の上を介して基板３の上面の上に引き出されている。この基板３の上面の上に引き出され配線導体部７ｂまで延在してパッド電極７ａと接続している。このパッド電極７ａおよび配線導体部７ｂによって構成される表面電極７は、例えば厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが１〔μｍ〕程度のＡｕ層との積層体で形成することができる。
【００２４】
図２、３に示したように、基板３は、発光部５が形成されている上面と反対側の底面の上に、当該底面の全体に亘って裏面電極２９が形成されている。この裏面電極２９は、例えば厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが５００〜１０００〔Å〕程度のＡｕおよびＧｅの合金層と、厚さが２５０〔Å〕程度のＣｒ層と、厚さが１〔μｍ〕程度のＡｕ層との積層体で形成することができる。
【００２５】
パッド電極７ａの上面には、パッド電極７ａの上面と接合したボンディングボール２２を備える、発光部５に電流を供給するためのボンディングワイヤ２４が接続されている。ボンディングワイヤ２４の他方は、図示しない外部の駆動回路等と接続されており、駆動回路からボンディングワイヤ２４を介して発光部５に電流が供給される。上述のように構成された発光装置１は、表面電極７と裏面電極２９との間に順方向電圧を印加することで、発光部５に電流が供給され、活性層１１が発光する。
【００２６】
本実施形態では、パッド電極７ａは、第１金属層４１と第２金属層４２とが積層されて構成されている。図４に示すように、発光装置１は、パッド電極７ａの周辺から、パッド電極７ａの側面３１の第１絶縁膜１７側の一部領域（側面部分４５）にかけて連続した、第１絶縁膜１７上に一部が積層した第２絶縁膜１９を備えている。図４に示すように、第２絶縁膜１９は、第１絶縁膜１７のパッド電極７ａの周辺領域から、パッド電極７ａの側面部分４５にかけて連続して被覆している被覆部分３１と、被覆部分３１に連なってパッド電極７ａの側面から内部に入り込んで延在している延在部分３２とを備えている。
【００２７】
発光装置１では、延在部分３２の少なくとも一部が、ボンディングボール２２の下方に位置している。すなわち、基板３に垂直な方向からの平面視において、延在部分３２は、ボンディングボール２２に重なる位置まで、パッド電極７ａ内に入り込んでいる。これにより、ボンディングボール２２の下方には、パッド電極７ａを構成する第１金属層４１と、第１金属層４１に積層した第２絶縁膜１９（の延在部分３２）と、第２絶縁膜の上に積層した第２金属層４２とが積層した領域が配置された状態となっている。
【００２８】
図１に示すように、発光装置１は、複数のパッド電極７ａが比較的高密度に配置されており、１つ１つのパッド電極７ａの上面は比較的小さくなっている。このため、発光装置１では、ボンディングボール２２の最大外接円２２Ｓの一部が、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓに対して、パッド電極７ａよりも外側に位置する部分がある。ボンディングボール２２の最大外接円２２Ｓとは、基板３の主面に平行な仮想平面による、ボンディングボール２２の断面形状における外接円のうち、その半径が最大となるものという。同様に、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓとは、基板３の主面に平行な仮想平面による、パッド電極７ａの断面形状における外接円のうち、その半径が最大となるものという。発光装置１は、例えば１２００ｄｐｉ規格の画像形成に用いられ、発光部５の中心位置同士の間隔（配列ピッチ）は、２１．１５μｍと非常に小さく、パッド電極７ａの最大外接円７Ｓの直径は、５０μｍ〜６０μｍとされている。
【００２９】
ボンディングボール２２は、発光部の発熱や周辺温度の変動にともなって温度が変化することで、膨張または収縮する。発光装置１では、この膨張や収縮にともなう応力が、パッド電極７ａの側面３１の図中上側部分に直接的に作用する。例えば、ボンディングボール２２が収縮する際、パッド電極７ａを第１絶縁膜１７から引き剥がす方向の力が、パッド電極７ａの側面３１の側から働く。発光装置１では、パッド電極７ａの側面３１近傍に、パッド電極７ａを構成する第１金属層４１と、第１金属層４１に積層した第２絶縁膜１９と、第２絶縁膜の上に積層した第２金属層４２とからなる積層構造が配置されている。このため、ボンディングボール２２の温度変化にともなう応力がパッド電極７ａに働いた場合も、第２金属層４２と上記延在部分３２との境界部分に応力が集中し、第１絶縁膜１７とパッド電極７ａとの境界部分（すなわち、第１金属層４１と第１絶縁膜１７との接合部分）にかかる応力は、比較的少なくされている。たとえこの応力によって、第２金属層４２と上記延在部分３２との接合部分が剥がれたとしても、第１絶縁膜１７とパッド電極７ａとの接合部分の剥がれは抑制される。
【００３０】
なお、本実施形態の発光装置１では、パッド電極７ａの側面３１のうち、第２金属層４２に対応する側面部分４７は、第１金属層４１に対応する側面部分４５よりも外側に位置している。この第２金属層４２の側面部分４７を、第１金属層４１の側面部分４５よりも外側に位置させることで、第２金属層４２の上面の面積を比較的大きくとることが可能となっている。これにより、ボンディングの際の微妙な位置ずれに起因する、電極とボンディングワイヤとの接合不良の発生を抑制することができる。
【００３１】
発光装置１は、以下のように作製することができる。
【００３２】
図５は、本発明の発光装置の製造方法の一例である、図１に示す発光装置１の製造工程について説明するための図であり、発光装置１のパッド電極７ａ近傍を拡大して示す概略断面図である。
【００３３】
まず、基板３の上に、例えば有機金属化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）等を用いて、ｎ型クラッド層９、活性層１１、ｐ型クラッド層１３、およびコンタクト層１５となる各半導体層９Ｘ、１１Ｘ、１３Ｘ、１５Ｘを順次積層したのち、公知のフォトリソグラフィー法によるエッチング成型を行い、ｎ型クラッド層９、活性層１１、ｐ型クラッド層１３、
およびコンタクト層１５を有する発光部５を形成しておく（発光部５について、図５では図示していない）。
【００３４】
続いて、図５（ａ）に示したように、発光部５が形成された基板３の上に化学蒸着法（ＣＶＤ法）などを用いて第１絶縁膜１７を形成する。この際、この第１絶縁膜１７の、発光部５上に、フォトリソグラフィー法などを用いて貫通孔１７ａを形成しておく。
【００３５】
次いで、第１絶縁膜１７の上にレジスト膜を塗布して、フォトリソグラフィー法によって、所望のパターンを露光、現像した後に、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などを用いて、表面電極７を構成する第１金属層４１を形成するための金属層を形成する。そして、リフトオフ法によって、レジスト膜を除去して、図５（ｂ）に示したように第１金属層４１を所定の形状に形成する。
【００３６】
続いて、絶縁膜１７が形成された基板３の上に、化学蒸着法（ＣＶＤ法）などを用いて、表面電極７を構成する第２金属層４２を形成するための金属層を形成する。次いで、フォトリソグラフィー法などを用いて、成膜した第２絶縁膜１９をエッチング加工し、第１絶縁膜１７の上面、第１金属層４１の側面、および第１金属層４１の上面の周縁部分を覆う、第２絶縁膜１９を形成する。その後、第２絶縁膜１９の上にレジスト膜を塗布して、フォトリソグラフィー法によって、所望のパターンを露光、現像した後に、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法などを用いて、第２金属層４２を形成するための金属層を形成する。続いて、リフトオフ法によって、レジスト膜を除去して、第２絶縁膜１９の上記周縁部分に対応する領域の少なくとも一部を覆う、第２金属層４２を形成する（図５（ｃ））。
【００３７】
次に、第２金属層４２が形成されている状態で、全体を加熱処理する。この加熱処理によって、図５（ｄ）に示すように、第２金属層４２の側面部分４７は全体が丸みを帯びた形状になる。この加熱処理によって、側面部分４７の全体を丸みを帯びた形状とすることができ、側面部分４７の特定部分に応力が集中することが抑制できる。この加熱処理では、大気中で全体を３５０℃〜４００℃で、３０分〜６０分かけて加熱した後、１分間に１℃の割合で除々に温度を低減させればよい。
【００３８】
次いで、図５（ｅ）に示すように、キャピラリ５０を備えるボンディング装置によって、ボンディングワイヤ２４を第２金属層４２の上面に接合する。このボンディング工程によって、発光装置１では、パッド電極７ａの上面の周縁近くまで、ボンディングボール２２が拡がって配置されている。第２金属層４２の上面は比較的狭く、キャピラリ５０は第２金属層４２の側面の近傍に押圧される。発光装置１では、上述の第２絶縁膜１９の形成工程において、第１金属層４１の側面、および第１金属層４１の上面の周縁部分を覆うように第２絶縁膜１９が形成されているとともに、上述の第２金属層の形成工程において、第２絶縁膜１９の上記周縁部分に対応する領域の少なくとも一部を覆うように、第２金属層４２が形成されている。
【００３９】
このため、ボンディング工程においては、キャピラリ５０による押圧力がかかる部分は、第１金属層４１と、第２絶縁膜１９と、第２金属層４２とが重なっている状態となっている。この部分では、第１金属層４１と第２絶縁膜１９と第２金属層４２とが、それぞれ応力緩和層として機能し、キャピラリ５０による応力が、各層および各層同士の接合部分に分散される。これにより、キャピラリ５０による押圧力が、第１金属層４１や第２絶縁膜１９や第２金属層４２のいずれかに集中して作用することが抑制され、各層が破壊されることが抑止されている。発光装置１は、このような工程を経て、作製することができる。
【００４０】
本発明の製造方法によれば、ボンディング時における絶縁膜の損傷を抑制し、この絶縁
膜の抑制にともなう絶縁破壊を低減することができる。
【００４１】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＧａＰからなるコンタクト層１５を例示しているが、これに限定されるものではない。また、上記実施形態では、パッド電極７ａを、第１金属層４１と第２金属層４２との２層構造で構成したが、電極パッド部は、例えば３層以上の金属層が積層された構造でもよく、また、１つの金属層から構成してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態では、半導体装置として、発光素子を備える発光装置を例に説明したが、半導体装置としては、発光素子を備える発光装置の他に、受光素子を備える受光装置や、光電変換素子を備える光電変換装置などであってもよく、特に限定されない。
【符号の説明】
【００４３】
３ 基板
５ 発光部
７ 表面電極
７ａ パッド電極
７ｂ 配線導体部
１７ 第１絶縁膜
１９ 第２絶縁膜
２２ ボンディングボール
２２Ｓ 最大外接円
２４ ボンディングワイヤ
４１ 第１金属層
４２ 第２金属層
４５、４７ 側面部分
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と、
前記導電性基板の一方主面に積層された複数の半導体層からなる半導体素子部と、
前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に配置された、前記半導体素子部に電気的に接続されたパッド電極と、前記パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備える、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤと
を有する半導体装置であって、
前記パッド電極の周辺領域で前記第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、
前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜の前記周辺領域から前記パッド電極の側面のうち前記第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、前記被覆部分に連なって前記パッド電極の前記側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、
前記延在部分の少なくとも一部が、前記ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記パッド電極は、前記半導体素子部に配線導体層を介して接続された第１金属層と、前記第１金属層上に積層された第２金属層とを有しており、
前記第２絶縁膜の前記延在部分は、前記第１金属層と前記第２金属層との間に入り込んでいることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記パッド電極の前記側面のうち、前記第１金属層に対応する側面部分は、前記第２金属層に対応する側面部分よりも、前記パッド電極の中央に近い側に位置していることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子部は、前記ボンディングワイヤを介して供給された電力によって発光する発光素子部分を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
導電性基板の一方主面に複数の半導体層を積層して半導体素子部を形成する工程と、
前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜上に、配線導体層を介して前記半導体素子部に接続された第１金属層を形成する工程と、
前記第１金属層の周辺領域の前記第１絶縁膜の上面から前記第１金属層の側面を経て前記第１金属層の上面の周縁部分にかけて延在する第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第１金属層の前記上面に、周縁部分の前記第２絶縁膜も覆うように第２金属層を形成する工程と、
前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤを前記第２金属層の上面に、ボンディングボールの接合面の外周が前記周縁部分の前記第２絶縁膜の上方に位置するように接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
導電性基板と、
前記導電性基板の一方主面に積層された複数の半導体層からなる半導体素子部と、
前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に配置された、前記半導体素子部に電気的に接続されたパッド電極と、前記パッド電極の上面に接合したボンディングボールを備える、前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤと
を有する半導体装置であって、
前記パッド電極の周辺領域で前記第１絶縁膜を被覆する第２絶縁膜をさらに備え、
前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜の前記周辺領域から前記パッド電極の側面のうち前記第１絶縁膜側の一部領域にかけて連続して被覆している被覆部分と、前記被覆部分に連なって前記パッド電極の前記側面から内部に入り込んで延在している延在部分とを備え、
前記延在部分の少なくとも一部が、前記ボンディングボールの下方に位置していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記パッド電極は、前記半導体素子部に配線導体層を介して接続された第１金属層と、前記第１金属層上に積層された第２金属層とを有しており、
前記第２絶縁膜の前記延在部分は、前記第１金属層と前記第２金属層との間に入り込んでいることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記パッド電極の前記側面のうち、前記第１金属層に対応する側面部分は、前記第２金属層に対応する側面部分よりも、前記パッド電極の中央に近い側に位置していることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子部は、前記ボンディングワイヤを介して供給された電力によって発光する発光素子部分を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
導電性基板の一方主面に複数の半導体層を積層して半導体素子部を形成する工程と、
前記導電性基板の前記一方主面の少なくとも一部を覆う第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜上に、配線導体層を介して前記半導体素子部に接続された第１金属層を形成する工程と、
前記第１金属層の周辺領域の前記第１絶縁膜の上面から前記第１金属層の側面を経て前記第１金属層の上面の周縁部分にかけて延在する第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第１金属層の前記上面に、周縁部分の前記第２絶縁膜も覆うように第２金属層を形成する工程と、
前記半導体素子部に電力を供給するためのボンディングワイヤを前記第２金属層の上面に、ボンディングボールの接合面の外周が前記周縁部分の前記第２絶縁膜の上方に位置するように接合する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２１２７４３（Ｐ２０１２−２１２７４３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７６９６６（Ｐ２０１１−７６９６６）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（０００００６６３３）京セラ株式会社 (13,660)
【Ｆターム（参考）】
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