[发明专利]半导体装置

说明书

本发明涉及半导体装置，更具体地说，涉及具有焊接块和金属导线的半导体装置。

一般来说，在半导体装置的最终金属层的图形成形之后，晶片的整个上表面均淀积一钝化层。这是一层防止晶片在后续的组装和封装过程中遭受机械和化学损坏的绝缘保护层。广泛使用的一种钝化层包括磷硅玻璃（PSG）层，该层对钠离子和其它快扩散金属杂质具有良好的吸收性能，和一层具有良好机械性能的PECVD氮化硅膜。在成形之后，将此钝化层腐蚀出窗口，以暴露出一组形成在钝化层之下的特殊的金属化图形。这些金属图形一般位于电路的周边，称之为焊接块。这些焊接块的典型尺寸为约100×100微米，相隔50-100微米。导线连接或焊接到焊接块的金属表面，然后接入芯片的管壳。用这种方法在芯片和管壳引线之间形成连接。

在常规的半导体装置中，形成金属图形以使金属导线为矩形，焊接块为正方形。图1A和1B示出常规焊接块的图形，这些焊接块经金属线及金属导线的图形与电路电连接。该常规的焊接块和金属导线之间有矩形拐角B₁、B₂和B₃。如上所述，在半导体装置的焊接块和金属导线形成后，将一钝化层敷于其上。接着是热处理步骤。在这种情况下，很有可能在覆盖着焊接块和金属导线的钝化层中产生裂纹（见图1A中的A），因而降低了半导体装置的可靠性。根据本发明者的经验，钝化层中的裂纹与钝化层及该层之下的金属焊接块和/或金属导线之间的物理特性的差异密切相关。

为了防止上述钝化层中裂纹的产生，本发明者进行的研究得到本发明的结果。

本发明的目的是提供一种防止覆盖于半导体装置的焊接块和/或金属导线的钝化层在相继的热处理步骤中产生裂纹的焊接块或金属导线。

为了达到上述目的，本发明的半导体装置的特征在于：将半导体装置的焊接块和/或部分金属导线加工成圆形的或钝角形的拐角。

简单地说，根据本发明，提供了一种半导体装置，该装置包括一使半导体装置的金属导线与其封装引线电连接的焊接块和覆盖于焊接块和金属导线的钝化层，在金属导线和焊接块之间的接点C₁和C₂处形成一钝角形或圆形的拐角，从而抑制了后续的热处理步骤中在钝化层上产生裂纹。用作金属导线或焊接块的材料可以有铝、钼、钨、金、铜，以及它们的合金等。本发明中所用的钝化层可以是二氧化硅层，PSG层、掺杂有硼或磷原子的二氧化硅层、氮化硅层等。这些层可以单独使用，也可以组合成两层或更多层的组合层。比起使用单层结构作为钝化层，使用组合层能够减少裂纹产生的百分比。

通过形成具有圆形或钝角形的拐角C₁、C₂和C₃的焊接块和/或金属导线，确实减少了形成于其上的钝化层中产生裂纹的百分比。其原因似乎是由于焊接块和/或金属导线与钝化层间的应力被分布开来了。同样，为了减少上述裂纹产生的可能性，将金属导线图形的突出部分也做成钝角或圆形，从而抑制形成于其上的层中的应力集中。

通过参照附图对最佳实施例的详细描述将使本发明的目的及其它优点更清楚明了。

图1A和1B分别为常规焊接块的图形和一常规金属导线的图形，此焊接块通过一金属导线与半导体电路电连接，以及一形成在钝化层中的裂纹。

图2A和2B分别示出本发明的焊接块图形和金属导线的图形，此焊接块通过一金属导线与半导体电路电连接。

图3A为示出一半导体晶片的顶视图的SEM图，该晶片具有通过金属导线与半导体电路电连接的现有技术的焊接块和本发明的焊接块。

图3B为图3A中的一个焊接块的图形（最下面一行从左数第5个），这是本发明的实施例。

图3C为图3A中的一个现有技术焊接块的图形（最下面一行从左数第8个）及在热处理之后形成于钝化层中的裂纹。

图2A和2B示出本发明实施例的焊接块的图形和一金属导线，焊接块经一金属导线与半导体电路电连接。本发明的焊接块和金属导线的图形具有钝角形的拐角C₁、C₂和C₃。除了图示的钝角形拐角，具有圆形拐角的焊接块和金属导线也能抑制钝化层中裂纹的产生。形成具有钝角或圆形拐角的焊接块或金属导线来分散焊接块和/或金属导线与钝化层之间的应力，从而抑制了钝化层中裂纹的产生。