DE112016005747B4 - Bonddrähte für eine Halbleitervorrichtung - Google Patents

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Abstract

Bonddraht für eine Halbleitervorrichtung, mit:einem Cu-Legierungskernmaterial;einer auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildeten Pd-Überzugschicht; undeiner auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildeten Cu-Oberflächenschicht,wobei der Bonddraht Ni enthält, die Konzentration des Ni im Bonddraht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,015 bis 0,150 µm beträgt und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm beträgt, und die Cu-Konzentration in der Cu-Oberflächenschicht 3 Atom-% oder mehr und weniger als 50 Atom-% beträgt,wobei eine Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht basierend auf einer Pd-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wird, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr als die Pd-Überzugschicht bestimmt wird, und eine Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von weniger als 3 Atom-% als die Pd-Überzugschicht bestimmt wird, während ein Bereich mit der Cu-Konzentration von 3 Atom-% oder mehr als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt wird.

Description

  • Technischer Bereich
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bonddraht für ein Halbleiterbauelement, der verwendet wird, um Elektroden auf Halbleiterelementen mit einer Verdrahtung einer Leiterplatte, wie beispielsweise mit externen Leitungen, zu verbinden.
  • Stand der Technik
  • Gegenwärtig werden als Bonddrähte für Halbleiterbauelemente (nachfolgend als „Bonddrähte“ bezeichnet) zum Bonden von Elektroden an Halbleiterelementen mit externen Leitungen hauptsächlich feine Drähte mit einem Drahtdurchmesser von ungefähr 15 bis 50 µm verwendet. Als ein Verfahren zum Bonden des Bonddrahts wird üblicherweise eine Thermosonic-Bondtechnik verwendet, und eine Kapillare wird auf einer Universal-Bondmaschine als eine Montagevorrichtung zum Verbinden eines durch sie hindurchgehenden Bonddrahtes verwendet. Ein Bonddraht-Bondprozess beinhaltet das Heißschmelzen einer Drahtspitze durch Lichtbogenwärmezufuhr, Ausbilden eines Balls durch Oberflächenspannung, gefolgt von Crimp-Bonden des Ballabschnitts (nachfolgend als „Ballbonden“ bezeichnet) auf einer Elektrode eines Halbleiterelements, das in einem Bereich von 150 bis 300°C erwärmt ist, anschließendes Bilden einer Schleife und Crimp-Bonden eines Drahtabschnitts an eine Elektrode auf der Seite der externen Leitung (nachstehend als „Wedge-Bonden“ bezeichnet), um den Prozess abzuschließen. Eine Elektrodenstruktur, bei der eine hauptsächlich aus A1 bestehende Legierungsschicht auf einem Si-Substrat ausgebildet ist, wird hauptsächlich für die Elektrode auf dem Halbleiterelement verwendet, an die der Bonddraht gebondet wird, während hauptsächlich eine mit Ag oder Pb plattierte Elektrodenstruktur für die Elektrode auf der Seite der externen Leitung verwendet wird.
  • Au ist aufgrund seiner ausgezeichneten Oxidationsbeständigkeit und guten Bondfähigkeit hauptsächlich als Bonddrahtmaterial verwendet worden. Aufgrund der jüngsten Steigerung der Au-Preise gab es jedoch eine Nachfrage nach der Entwicklung eines weniger teuren und hochgradig funktionellen Bonddrahts. Als Antwort auf diese Nachfrage wird ein aus Cu hergestellter Bonddraht vorgeschlagen, der vorteilhaft kostengünstig ist und eine hohe elektrische Leitfähigkeit besitzt. Bezüglich des aus Cu hergestellten Bonddrahtes werden Bonddrähte aus hochreinem Cu (mit einer Reinheit von 99,99 Gew.-% oder darüber) vorgeschlagen (z.B. Patentdokument 1). Der aus hochreinem Cu hergestellte Cu-Bonddraht bietet den Vorteil, dass er eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit und weitere Vorteile besitzt, jedoch Probleme dahingehend zeigt, dass die Bondfähigkeit durch Oberflächenoxidation verschlechtert ist, die Lebensdauer von Ballbonds (im Folgenden als „Bondzuverlässigkeit“ bezeichnet) in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit kürzer ist als bei einem Au-Bonddraht, usw. Als eine Technik zum Lösen der vorstehenden Probleme ist ein Bonddraht vorgeschlagen worden, der durch Beschichten einer Oberfläche eines Cu-Legierungskernmaterials mit Pd hergestellt wird (nachstehend als „Pd-beschichteter Cu-Bonddraht“ bezeichnet) (z.B. Patentdokument 2 und Patentdokument 3). Durch Beschichten des Cu-Legierungskernmaterials mit Pd, das eine ausgezeichnete Oxidationsbeständigkeit hat, weist der Pd-beschichtete Cu-Bonddraht auch eine ausgezeichnete Bondfähigkeit und eine verbesserte Bondzuverlässigkeit in Umgebungen mit hoher Temperatur und hoher Feuchtigkeit auf.
  • Zitatliste
  • Patentliteratur
    • [Patentdokument 1] Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP S61- 48 543 A
    • [Patentdokument 2] Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2005- 167 020 A
    • [Patentdokument 3] Japanische Patent-Offenlegungsschrift JP 2012- 36 490 A
  • Die US 8 102 061 B2 bezieht sich auf einen Bonddraht auf Kupferbasis. Der Bonddraht enthält ein Kernmaterial mit Kupfer als Hauptbestandteil und eine äußere Schicht, die auf dem Kernmaterial vorgesehen ist und die ein Metall M, beispielsweise Pd und Kupfer enthält, wobei sich das Metall M vom Kernmaterial in einer oder beiden Komponenten und in der Zusammensetzung unterscheidet. Die äußere Schicht hat dabei eine Dicke von 0,021 bis 0,12 µm.
  • Die US 2009 / 0 188 696 A1 bezieht sich auf einen Bonddraht für ein Halbleiterbauelement. Der Bonddraht weist ein Kernmaterial auf, das hauptsächlich aus Kupfer besteht, und eine auf dem Kern befindliche Schicht aus einem leitfähigen Metall, dessen Zusammensetzung sich von der des Kernmaterials unterscheidet. Die Schicht besteht hauptsächlich aus mindestens zwei Elementen, die aus Gold, Palladium, Platin, Rhodium, Silber und Nickel ausgewählt sind. In der Schicht ist ein Bereich mit einem Konzentrationsgradienten von einem oder beiden der Hauptkomponenten Metall und Kupfer in Richtung des Drahtdurchmessers vorhanden.
  • Die JP 2015 - 119 004 A bezieht sich auf einen Bonddraht mit einem Kernmaterial, das mehr als 50 Mol-% eines Metalls M enthält, einer Zwischenschicht, die über der Oberfläche des Kernmaterials gebildet ist und aus Ni, Pd, dem Metall M und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und in der die Konzentration des Ni 15 bis 80 Mol-% beträgt. Über der Zwischenschicht ist eine Überzugsschicht gebildet, die aus Ni, Pd und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht. Die Konzentration des Pd in der Überzugsschicht beträgt 50 bis 100 Mol-%. Das Metall M ist Cu oder Ag, und die Konzentration von Ni in der Überzugsschicht ist niedriger als die Konzentration von Ni in der Zwischenschicht.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Der Pd-beschichtete Cu-Bonddraht ist hauptsächlich in LSI-Anwendungen in der Praxis angewendet worden. In der Zukunft besteht ein Bedarf für einen Ersatz des Au-Bonddrahts durch den Pd-beschichteten Cu-Bonddraht in fahrzeugeigenen Vorrichtungen, die strengere Leistungsanforderungen haben.
  • Fahrzeugeigene Vorrichtungen müssen eine Betriebsleistungsfähigkeit in Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebungen für Zeiträume gewährleisten, die länger sind als bei typischen elektronischen Vorrichtungen. Wenn herkömmliche Pd-beschichtete Cu-Bonddrähte verwendet werden, ist es schwierig, die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderlichen Bondzuverlässigkeitsstandards zu erfüllen. Daher ist es bei der Anwendung des Pd-beschichteten Cu-Bonddrahtes in fahrzeugeigenen Vorrichtungen erforderlich, die Bondzuverlässigkeit in Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebungen weiter zu verbessern.
  • Mit der Verbesserung und der Zunahme der Funktionalität von Elektroautos und Hybridautos verwenden auch fahrzeugeigene Vorrichtungen zunehmend hohe Packungsdichten. Infolge der hohen Packungsdichte hat der verwendete Bonddraht einen verminderten Drahtdurchmesser, und folglich besteht ein Bedarf, neue Probleme zu bewältigen, die sich aus der Verminderung des Drahtdurchmessers ergeben. Insbesondere besteht ein Bedarf für eine geeignete Kapillarenverschleißfestigkeit und eine geeignete Oberflächenfehlerbeständigkeit.
  • Kapillarenverschleiß ist eine Erscheinung, bei der eine Kapillare durch den Kontakt zwischen dem Bonddraht und der Kapillare während des Bondens des Bonddrahts verschleißt. Im Allgemeinen hat die Kapillare ein kreisförmiges Loch an der Spitze, aber wenn die Kapillare verschleißt, wird dadurch die Form des Lochs elliptisch. Wenn die Form des Kapillarlochs elliptisch wird, werden wahrscheinlich Ballbildungsdefekte auftreten. Insbesondere wird die Ballformbarkeit mit zunehmenden Verminderungen des Bonddrahtdurchmessers tendenziell instabil, und folglich besteht ein Bedarf an einer Verbesserung der Kapillarenverschleißfestigkeit.
  • Oberflächenfehler sind eine Erscheinung, bei der bei einem Kontakt zwischen dem Bonddraht und der Kapillare während des Bondens des Bonddrahts Fehler in einem Teil der Oberfläche des Bonddrahtes auftreten. Wenn beispielsweise Oberflächenfehler in einem Schleifenabschnitt auftreten, konzentrieren sich Spannungen an Vertiefungen der Oberflächenfehler, was zu einer Schleifenformänderung führt. Insbesondere nimmt mit zunehmenden Verminderungen des Bonddrahtdurchmessers der Einfluss von Oberflächenfehlern auf die Schleifenform zu, und folglich besteht ein Bedarf an einer Verbesserung der Oberflächenfehlerbeständigkeit.
  • Der Pd-beschichtete Cu-Bonddraht, der durch Beschichten einer Oberfläche eines Cu-Legierungskernmaterials mit Pd mit einer Härte hergestellt wird, die höher ist als die von Au, ist eher anfällig für Kapillarenverschleiß als der Au-Bonddraht. Als ein Verfahren zum Verringern des Kapillarenverschleißes wird es beispielsweise als nützlich erachtet, die Dicke einer Pd-Schicht zu reduzieren, aber die Verringerung der Dicke der Pd-Schicht vermindert die Härte der Bonddrahtoberfläche, was zu mehr Oberflächenfehlern führt. Um den Pd-beschichteten Cu-Bonddraht in fahrzeugeigenen Vorrichtungen anzuwenden, besteht daher ein Bedarf, die Kapillarenverschleißfestigkeit und die Oberflächenfehlerbeständigkeit gleichzeitig auf hervorragende Niveaus zu verbessern.
  • Daher besteht beim Anwenden des Pd-beschichteten Cu-Bonddrahtes auf fahrzeugeigene Vorrichtungen ein Bedarf dafür, eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit zu erzielen, während eine hohe Bondzuverlässigkeit gewährleistet wird.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung bewerteten herkömmliche Pd-beschichtete Cu-Bonddrähte unter Berücksichtigung von Eigenschaften, die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderlich sind, und stellten fest, dass Probleme bei der praktischen Anwendung verblieben, wie später beschrieben wird.
  • Zunächst werden Probleme beim Bewerten der Bondzuverlässigkeit ausführlich beschrieben. Die Bewertung der Bondzuverlässigkeit wird zum Zwecke der beschleunigten Bewertung der Lebensdauer von Halbleiterbauelementen ausgeführt. Bei der Bewertung der Bondzuverlässigkeit werden allgemein ein Hochtemperatur-Shelf-Test und ein Hochtemperatur- und Hochfeuchtetest verwendet, um einen defekterzeugenden Mechanismus in einer Betriebsumgebung von Halbleitern zu beschleunigen. Zur Bewertung der Bondzuverlässigkeit in einer Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebung wird ein Test verwendet, der als uHAST (Unbiased-Highly Accelerated Test) bekannt ist und unter Testbedingungen von 130°C Temperatur und 85% relativer Feuchtigkeit ausgeführt wird. Wenn eine Betriebsumgebung typischer elektronischer Geräte angenommen wird, ist eine Bondzuverlässigkeit von 150 Stunden oder mehr im uHAST-Test erforderlich, wenn aber eine Betriebsumgebung fahrzeugeigener Vorrichtungen angenommen wird, ist eine Bondzuverlässigkeit von 250 Stunden oder mehr im uHAST-Test erforderlich.
  • Unter Verwendung eines im Handel erhältlichen Drahtbonders wurde ein herkömmlicher Pd-beschichteter Cu-Bonddraht an einer Elektrode durch Ballbonden gebondet, die durch Ausbilden einer Schicht aus reinem A1 auf einem Si-Substrat auf einem typischen Metallrahmen ausgebildet und mit Epoxidharz abgedichtet war. Eine derart erhaltene Probe wurde hinsichtlich der Bondzuverlässigkeit unter Verwendung eines uHAST-Tests bewertet, und es hat sich gezeigt, dass ein Trennung an einer Bond-Grenzfläche eines Ballbonds in weniger als 250 Stunden auftrat, so dass die Bondfestigkeit vermindert war und dadurch die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderliche Bondzuverlässigkeit nicht erhalten wurde. Bei genauer Betrachtung der Bond-Grenzfläche, in der die Trennung auftrat, wurde festgestellt, dass sich mehrere hauptsächlich aus Al und Cu bestehende intermetallische Verbindungen gebildet hatten, und es wurde angenommen, dass Cu9Al4 unter den intermetallischen Verbindungen durch in dem Versiegelungsharz enthaltenem Chlor bevorzugt korrodiert worden war, wodurch eine Verminderung der Bondfestigkeit verursacht wurde.
  • Als nächstes werden Probleme mit der Kapillarenverschleißfestigkeit und der Oberflächenfehlerbeständigkeit im Detail beschrieben. Bonddraht-Bondschritte, bei denen Kapillarenverschleiß und Oberflächenfehler auftreten, beinhalten einen Ballbond-Schritt, einen Wedge-Bond-Schritt und einen Schleifenbildungsschritt, in denen der Bonddraht und die Kapillare in Kontakt kommen. Von diesen Bondschritten treten Kapillarenverschleiß und Oberflächenfehlern am wahrscheinlichsten im Schleifenbildungsschritt auf. Dies liegt daran, dass die Dauer, in der der Bonddraht mit der Innenwand des Kapillarlochs in Kontakt steht, länger ist als in den anderen Schritten. Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten von Kapillarenverschleiß und von Oberflächenfehlern wird durch mechanische Eigenschaften der Bonddrahtoberfläche, eine unregelmäßige Form der Bonddrahtoberfläche, die Schmierfähigkeit und dergleichen beeinflusst. Insbesondere beeinflusst die Härte der Bonddrahtoberfläche das Auftreten von Kapillarenverschleiß und Oberflächenfehlern stark. Je höher die Härte der Bonddrahtoberfläche ist, desto mehr neigt die Kapillare zu Verschleiß, während Oberflächenfehler umso wahrscheinlicher auftreten je geringer die Härte ist. Die Kapillarenverschleißfestigkeit kann basierend auf der Häufigkeit des Auftretens von Ballbildungsfehlern bestimmt werden, wenn Balls gebildet werden, nachdem der Bonddraht eine vorgegebene Anzahl von Malen gebondet worden ist. Der Grund, warum die Häufigkeit des Auftretens von Ballbildungsdefekten zum Bewerten der Kapillarenverschleißfestigkeit verwendet wird, besteht darin, dass, wenn die Kapillare verschlissen ist, zwischen dem Bonddraht und der Kapillare ein Spalt entsteht, der einen Ballbildungsdefekt verursacht (im Folgenden als „Exzentrizität“ bezeichnet), wobei die Schwerpunktposition des Balls von der Mittelachse des Drahtes abweicht. Dieses Verfahren ermöglicht es, die Kapillarenverschleißfestigkeit auf eine relativ einfache und bequeme Weise zu bewerten. Die Oberflächenfehlerbeständigkeit kann basierend auf der Häufigkeit des Auftretens von Oberflächenfehlern im Schleifenabschnitt nach dem Bonden des Bonddrahts bestimmt werden.
  • Als Faustregel für die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderliche Kapillarenverschleißfestigkeit beträgt die Anzahl des Auftretens einer Exzentrizität 2 oder weniger, wenn 100 Balls gebildet werden, nachdem ein Bonddraht mit einem Drahtdurchmesser ϕ von 20 µm 5000 mal gebondet wurde. Ähnlicherweise gilt als Faustregel für die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderliche Oberflächenfehlerbeständigkeit, dass die Anzahl der aufgetretenen Oberflächenfehler drei oder weniger beträgt, wenn 100 Schleifenabschnitte beobachtet werden, nachdem ein Bonddraht mit einem Drahtdurchmesser ϕ von 20 µm gebondet wurde. Die für diese Bewertungen verwendete Kapillare ist im Handel erhältlich und besteht hauptsächlich aus Al2O3.
  • Die vorstehend beschriebenen Bewertungen wurden unter Verwendung des herkömmlichen Pd-beschichteten Cu-Bonddrahts ausgeführt. Als Ergebnis zeigte sich, dass, wenn die Pd-Schicht dick war, nach 5000-maligem Bonden eine Exzentrizität in 3 oder mehr von 100 Balls auftraten. Dabei verformte sich die Lochform an der Spitze der Kapillare zu einer elliptischen Form. Bei einer dünnen Pd-Schicht wurden die Bonddrahtoberflächen in 100 Schleifenabschnitten beobachtet, und Oberflächenfehler wurden in 4 oder mehr Schleifenabschnitten gefunden. Aus diesen Ergebnissen wurde festgestellt, dass der herkömmliche Pd-beschichtete Cu-Bonddraht nicht die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderliche Leistungsfähigkeit bereitstellte.
  • Daher ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bonddraht für ein Halbleiterbauelement bereitzustellen, der eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit aufweist, während er eine hohe Bondzuverlässigkeit gewährleistet und für fahrzeugeigene Vorrichtungen geeignet ist.
  • Lösung des Problems
  • Ein erfindungsgemäßer Bonddraht für ein Halbleiterbauelement weist auf: ein Cu-Legierungskernmaterial; eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht; und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht Ni enthält, eine Konzentration des Ni im Bonddraht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Pd-Überzugschicht eine Dicke von 0,015 bis 0,150 µm hat und die Cu-Oberflächenschicht eine Dicke von 0,0005 bis 0,0070 hat.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ein Bonddraht bereitgestellt, der eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit aufweist, während er eine hohe Bondzuverlässigkeit gewährleistet und für fahrzeugeigene Vorrichtungen geeignet ist.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Nachstehend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben.
  • 1. Ausführungsform
  • (Gesamtkonfiguration)
  • Ein Bonddraht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist auf: ein Cu-Legierungskernmaterial; eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht für ein Halbleiterbauelement Ni enthält, eine Konzentration des Ni in dem gesamten Draht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Pd-Überzugschicht eine Dicke von 0,015 bis 0,150 µm hat und die Cu-Oberflächenschicht eine Dicke von 0,0005 bis 0,0070 µm hat. Der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit, während er eine hohe Bondzuverlässigkeit gewährleistet, und ist für fahrzeuginterne Vorrichtungen geeignet. Darüber hinaus erfüllt der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Gesamtleistungsfähigkeit einschließlich der Ballformbarkeit und der Wedge-Bondfähigkeit.
  • Nachstehend wird die Wirksamkeit des Bonddrahts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Verbessern der Bondzuverlässigkeit beschrieben. Durch den Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bondzuverlässigkeit verbessert werden, indem er ein Cu-Legierungskernmaterial, eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht und Ni enthält. Dies ermöglicht, dass der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bei der uHAST-basierten Bewertung der Bondzuverlässigkeit die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderliche Bondzuverlässigkeit erfüllt.
  • Wenn unter Verwendung des Bonddrahtes gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Ball gebildet wird, wird eine Legierungsschicht mit Pd- und Ni-Konzentrationen, die höher sind als im Inneren des Balls, auf einer Oberfläche des Balls in einem Prozess ausgebildet, in dem der Bonddraht schmilzt und sich verfestigt. Um einen Bereich mit hohen Pd- und Ni-Konzentrationen auf der Oberfläche des Balls auszubilden, ist es zweckmäßig, wenn der Bonddraht eine Pd-Überzugschicht auf der Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials aufweist und ferner eine Cu-Oberflächenschicht auf der Oberfläche der Pd-Überzugschicht aufweist und ferner Ni enthält. Vermutlich ist dies auf die Effekte zurückzuführen, durch die während der Bildung des Balls der Balloberfläche von der auf der Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildeten Pd-Überzugschicht Pd zugeführt wird und das im Bonddraht enthaltene Ni der Balloberfläche über die Cu-Oberflächenschicht zugeführt wird.
  • Wenn der Ball zum Ballbonden einer Al-Elektrode verwendet wird und ein Hochtemperatur- und Hochfeuchtetest ausgeführt wird, wird ein Bereich mit hohen Pd- und Ni-Konzentrationen in einer Grenzfläche zwischen dem Ball und der Al-Elektrode gebildet. Der Bereich, der in der Grenzfläche des Ballbonds gebildet wird und hohe Pd- und Ni-Konzentrationen aufweist, hemmt die Diffusion von Cu und Al in dem Ballbond während der Hochtemperatur- und Hochfeuchtetests, wodurch es möglich wird, die Wachstumsrate von Cu9Al4 zu vermindern, das eine korrodierbare intermetallische Verbindung ist. Das heißt, es wird angenommen, dass der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgrund der Koexistenz von Pd und Ni in der Grenzfläche des Ballbonds eine hohe Bondzuverlässigkeit aufwies. Hier wurde eine hohe Bondzuverlässigkeit nicht durch die Pd-Schicht allein oder die Beimischung von Ni allein im Bonddraht bereitgestellt. Eine bloße Kombination der Pd-Schicht und der Beimischung von Ni ergab ebenfalls keine hohe Bondzuverlässigkeit.
  • Um die vorstehend beschriebene Wirkung der Bondzuverlässigkeitsverbesserung zu erzielen, ist es notwendig, die Ni-Konzentration im gesamten Draht, die Dicke der Pd-Überzugschicht und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht geeignet zu steuern. Das heißt, die Wirkung der Bondzuverlässigkeitsverbesserung wird erzielt, wenn: die Ni-Konzentration im gesamten Draht 0,1 Gew.-% oder mehr beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,0150 µm oder mehr beträgt und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 µm bis 0,0070 µm, jeweils einschließlich, beträgt. Wenn hier die Ni-Konzentration im gesamten Draht weniger als 0,1 Gew.-% betrug oder die Dicke der Cu-Oberflächenschicht weniger als 0,0005 µm betrug, wurde der Bereich mit hoher Ni-Konzentration in der Grenzfläche des Ballbonds unzureichend ausgebildet, so dass keine ausreichende Verbesserung der Bondzuverlässigkeit erzielt wurde. Wenn die Dicke der Pd-Überzugschicht weniger als 0,015 µm betrug oder die Dicke der Cu-Oberflächenschicht größer als 0,0070 µm war, wurde der Bereich mit hoher Pd-Konzentration in der Ballbond-Grenzfläche unzureichend ausgebildet, wodurch keine ausreichende Wirkung der Bondzuverlässigkeitsverbesserung erzielt wurde.
  • Nachstehend wird die Wirksamkeit des Bonddrahts gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung für die Kapillarenverschleißfestigkeit und die Oberflächenfehlerbeständigkeit beschrieben. Der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann gleichzeitig die Kapillarenverschleißfestigkeit und die Oberflächenfehlerbeständigkeit verbessern, indem er ein Cu-Legierungskernmaterial, eine auf der Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht sowie Ni enthält. Infolgedessen kann der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kapillarenverschleißfestigkeit und die Oberflächenfehlerbeständigkeit erfüllen, die für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderlich sind.
  • Der Grund, warum der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kapillarverschleißfestigkeit verbessern kann, besteht darin, dass die Ausbildung einer Cu-Oberflächenschicht auf der Oberfläche der Pd-Überzugschicht die Wirkung hat, die Härte der Bonddrahtoberfläche zu vermindern. Dies liegt daran, dass Cu eine geringere Härte als Pd hat, wodurch es möglich ist, die Reibungskraft zu reduzieren, die auf einen Kontakt zwischen der Oberfläche des Bonddrahts und der Kapillare wirkt. Das bloße Vorhandensein der Cu-Oberflächenschicht, die weich ist, auf der Pd-Überzugschicht wird jedoch zu einer Zunahme von Oberflächenfehlern führen. Als eine Technik zum Lösen dieses Problems ist es zweckmäßig, Ni im Bonddraht beizumischen. Wenn Ni im Bonddraht enthalten ist, ist Ni in der auf einer äußeren Schicht des Bonddrahtes ausgebildeten Cu-Oberflächenschicht vorhanden, wodurch die Härte der Cu-Oberflächenschicht erhöht wird. Infolgedessen wird eine ausgezeichnete Oberflächenfehlerbeständigkeit ermöglicht und gleichzeitig besteht, selbst wenn die Härte der Cu-Oberflächenschicht durch das Vorhandensein von Ni erhöht ist, da die Cu-Oberflächenschicht weicher als die Pd-Überzugschicht ist, nicht die Gefahr, dass die Kapillarenverschleißfestigkeit abnimmt.
  • Bedingungen, unter denen die vorstehend beschriebene ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit gleichzeitig erzielt werden, sind, dass die Ni-Konzentration im gesamten Draht 0,1 Gew.-% bis 1,2 Gew.-%, jeweils einschließlich, beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,150 µm oder weniger beträgt, und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 µm oder mehr beträgt. Wenn hier die Ni-Konzentration im gesamten Draht weniger als 0,1 Gew.-% betrug, war die Cu-Oberflächenschicht weich, wodurch keine ausreichende Verbesserung der Oberflächenfehlerbeständigkeit erzielt werden konnte. Wenn die Dicke der Cu-Oberflächenschicht weniger als 0,0005 µm betrug, war die Wirkung des Verminderns der Härte der Bonddrahtoberfläche gering, wodurch keine ausreichende Wirkung der Kapillarenverschleißfestigkeitsverbesserung erzielt wurde. Wenn die Ni-Konzentration im gesamten Draht höher als 1,2 Gew.-% ist, erhöht sich die Härte des gesamten Bonddrahts, wodurch die Kapillarenverschleißfestigkeit vermindert wird, was den Bonddraht für die praktische Verwendung ungeeignet machen kann. Wenn die Dicke der Pd-Überzugschicht größer als 0,150 µm ist, wird, selbst wenn eine Cu-Oberflächenschicht auf der Bonddrahtoberfläche ausgebildet ist, der Einfluss der Härte der Pd-Überzugschicht auf den Kapillarenverschleiß dominant, wodurch die Kapillarenverschleißfestigkeit vermindert wird, was den Bonddraht für die praktische Verwendung ungeeignet macht. Hierbei wurden durch Ausbilden der Pd-Überzugschicht allein, Beimischen von Ni im Bonddraht allein oder Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht allein eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und eine ausgezeichnete Oberflächenfehlerbeständigkeit nicht gleichzeitig erzielt. Selbst wenn nur zwei dieser drei Bedingungen erfüllt waren, war es ähnlicherweise nicht möglich, eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und eine ausgezeichnete Oberflächenfehlerbeständigkeit gleichzeitig bereitzustellen.
  • Um die Bondzuverlässigkeit sowie eine ausgezeichnete Kapillarverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit bereitzustellen, die für den Bonddraht für fahrzeugeigene Vorrichtungen erforderlich sind, ist es daher notwendig, dass der Bonddraht aufweist: ein Cu-Legierungskernmaterial; eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht; und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht für ein Halbleiterbauelement Ni enthält, eine Konzentration des Ni im gesamten Draht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Pd-Überzugschicht eine Dicke von 0,015 bis 0,150 µm hat und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm beträgt. Aus der Perspektive einer weiteren Verbesserung der Bondzuverlässigkeit, der Kapillarenverschleißfestigkeit und der Oberflächenfehlerbeständigkeit beträgt vorzugsweise ein unterer Grenzwert der Konzentration von Ni im gesamten Draht 0,2 Gew.-% oder mehr und bevorzugter 0,3 Gew.-% oder mehr, 0,4 Gew.-% oder mehr, 0,5 Gew.-% oder mehr oder 0,6 Gew.-% oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Konzentration von Ni im gesamten Draht 1,1 Gew.-% oder weniger und bevorzugter 1,0 Gew.-% oder weniger. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Dicke der Pd-Überzugschicht 0,020 µm oder mehr, 0,022 µm oder mehr, 0,024 µm oder mehr oder 0,025 µm oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Dicke der Pd-Überzugschicht 0,140 µm oder weniger, 0,130 µm oder weniger, 0,120 µm oder weniger, 0,110 µm oder weniger oder 0,100 µm oder weniger. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0006 µm oder mehr, 0,0008 µm oder mehr oder 0,0010 µm oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0065 µm oder weniger, 0,0060 µm oder weniger oder 0,0055 µm oder weniger.
  • Der Bonddraht gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Legierungsüberzugschicht zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht aufweisen. Die Legierungsüberzugschicht enthält Au und Pd. Wenn der Bonddraht gemäß der vorliegenden Erfindung eine Legierungsüberzugschicht enthält, liegt die Dicke der Legierungsüberzugschicht vorzugsweise in einem Bereich von 0,0005 bis 0,0500 µm. Dies verbessert die Bondzuverlässigkeit und die Wedge-Bondfähigkeit des Bonddrahts weiter. Vermutlich liegt der Grund, warum die Bildung der Legierungsüberzugschicht die Bondzuverlässigkeit in Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebungen verbessert, darin, dass Au von der Legierungsüberzugschicht zur Bondgrenzfläche des Ballbonds zugeführt wird und eine verdickte Schicht durch eine ternäre Au-Ni-Pd-Legierung in Verbindung mit Pd und Ni gebildet wird, wodurch es möglich ist, die Wachstumsrate einer korrodierbaren Verbindung zu vermindern. Der Grund, warum die Bildung der Legierungsüberzugschicht die Wedge-Bondfähigkeit verbessert, liegt darin, dass Au gegenüber Pd eine bessere Oxidationsbeständigkeit und Schwefelbeständigkeit hat, wodurch die Diffusion von Metallen in eine Bondgrenzfläche mit einer Elektrode auf der Seite einer externen Leitung weniger anfällig für Beeinträchtigung durch Verunreinigungen wird. Wenn hier die Dicke der Legierungsüberzugschicht weniger als 0,0005 µm beträgt, wird keine ausreichende Wirkung der Verbesserung der Bondzuverlässigkeit und der Wedge-Bondfähigkeit erzielt. Wenn die Dicke der Legierungsüberzugschicht größer ist als 0,0500 µm, wird die BallFormbarkeit vermindert, was den Bonddraht für die praktische Verwendung ungeeignet machen kann. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Dicke der Legierungsüberzugschicht 0,0006 µm oder mehr und bevorzugter 0,0008 µm oder mehr, 0,0010 µm oder mehr, 0,0015 µm oder mehr oder 0,0020 µm oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Dicke der Legierungsüberzugschicht 0,0480 µm oder weniger und bevorzugter 0,0460 µm oder weniger, 0,0450 µm oder weniger oder 0,0400 µm oder weniger. Daher weist der Bonddraht in einer Ausführungsform auf: ein Cu-Legierungskernmaterial; eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht; eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Legierungsüberzugschicht und eine auf einer Oberfläche der Legierungsüberzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht für die Halbleitervorrichtung Ni enthält, eine Konzentration des Ni im gesamten Draht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,015 bis 0,150 µm beträgt und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm beträgt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform hat die Legierungsüberzugschicht eine Dicke von 0,0005 bis 0,0500 µm.
  • Im erfindungsgemäßen Bonddraht enthält das Cu-Legierungskernmaterial aus der Perspektive einer Verbesserung der Schleifenformbarkeit vorzugsweise ferner mindestens ein oder mehrere Elemente, die ausgewählt sind aus Zn, In, Pt und Pd. Vorzugsweise beträgt eine Konzentration des Elements (der Elemente), das (die) im Cu-Legierungskernmaterial enthalten ist (sind), 0,05 bis 0,50 Gew.-%. Dies ermöglicht es, die Geradheit der Schleifen zu verbessern, die bei einer hochdichten Packung erforderlich ist, und die Variation der Schleifenhöhe zu verringern. Vermutlich liegt dies daran, dass, da das Cu-Legierungskernmaterial mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, das (die) ausgewählt ist (sind) aus Zn, In, Pt und Pd, die Streckgrenze des Bonddrahts verbessert wird, was es ermöglicht, eine Verformung des Bonddrahtes zu verhindern. Bei der Verbesserung der Geradheit der Schleifen und der Verminderung der Schleifenhöhenvariation gilt, je höher die Festigkeit des Cu-Legierungskernmaterials ist, desto effektiver ist es, und eine Verbesserung der Schichtstruktur, wie beispielsweise eine Zunahme der Dicke der Pd-Überzugschicht, kann keine ausreichenden Wirkungen erzielen. Wenn eine Konzentration mindestens eines oder mehrerer Elemente, das (die) in dem Cu-Legierungskernmaterial enthalten ist (sind) durch Auswahl aus Zn, In, Pt und Pd, weniger als 0,05 Gew.-% beträgt, kann die vorstehende Wirkung nicht ausreichend erzielt werden, und wenn die Konzentration höher ist als 0,50 Gew.-%, wird der Bonddraht hart, wodurch die Verformung eines Wedge-Bonds unzureichend wird, was zu einem Problem einer verminderten Wedge-Bondfähigkeit führen kann. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Konzentration des Elements (der Elemente), das (die) in dem Cu-Legierungskernmaterial enthalten ist (sind), 0,06 Gew.-% oder mehr, 0,08 Gew.-% oder mehr oder 0,10 Gew.-% oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Konzentration des oder der Elemente, das (die) in dem Cu-Legierungskernmaterial enthalten ist (sind), 0,48 Gew.-% oder weniger, 0,46 Gew.-% oder weniger oder 0,45 Gew.-% oder weniger. Vorzugsweise liegt die Gesamtkonzentration der in dem Cu-Legierungskernmaterial enthaltenen Elemente in dem vorstehenden Bereich.
  • Aus der Perspektive einer Verbesserung der Form des Ballbonds enthält der erfindungsgemäße Bonddraht vorzugsweise mindestens ein oder mehrere Elemente, das (die) ausgewählt ist (sind) aus B, P, Mg und Sn. Vorzugsweise beträgt eine Konzentration des oder der Elemente im gesamten Draht 1 bis 110 Gew.-ppm. Dies ermöglicht es, die kollabierte Form des in der hochdichten Packung erforderlichen Ballbonds zu verbessern, d.h. die Rundheit des Ballbonds zu verbessern. Vermutlich liegt dies daran, dass die Zugabe des oder der Elemente es ermöglicht, dass die Korngröße des Balls verfeinert wird, wodurch es möglich wird, eine Verformung des Balls zu verhindern. Wenn die Konzentration des oder der Elemente im gesamten Draht weniger als 1 Gew.-ppm beträgt, kann die vorstehende Wirkung nicht ausreichend erzielt werden, und wenn die Konzentration höher ist als 110 Gew.-ppm, wird der Draht hart und wird die Wedge-Bondfähigkeit vermindert, was den Bonddraht für die praktische Verwendung ungeeignet machen kann. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Konzentration des Elements oder der Elemente im gesamten Draht 3 Gew.-ppm oder mehr, 5 Gew.-ppm oder mehr oder 10 Gew.-ppm oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Konzentration des Elements oder der Elemente im gesamten Draht 105 Gew.-ppm oder weniger, 100 Gew.-ppm oder weniger oder 90 Gew.-ppm oder weniger. Vorzugsweise liegt die Gesamtkonzentration der Elemente in dem vorstehenden Bereich.
  • Aus der Perspektive einer Verbesserung der Ballbondfestigkeit unmittelbar nach dem Bonden enthält der erfindungsgemäße Bonddraht vorzugsweise ferner mindestens ein Element oder mehrere Elemente, das (die) ausgewählt ist (sind) aus Ga und Ge. Vorzugsweise beträgt die Konzentration des Elements oder der Elemente im gesamten Draht 0,02 bis 1,2 Gew.-%. Dies ermöglicht es, die in der hochdichten Packung erforderliche unmittelbare Post-Bond-Ballbond-Bondfestigkeit zu verbessern. Vermutlich liegt dies daran, dass die Zugabe des Elements (der Elemente) die Härte des Balls hauptsächlich aufgrund einer Festlösungsverfestigungswirkung des Balls erhöht, wodurch es möglich wird, Ultraschall und andere Energie, die während des Ballbondens dem Bond zugeführt wird, effizient zu übertragen. Wenn die Konzentration des Elements/der Elemente im gesamten Draht weniger als 0,02 Gew.-% beträgt, kann die vorstehende Wirkung nicht ausreichend erzielt werden, und wenn die Konzentration höher ist als 1,2 Gew.-%, wird der Draht hart und nimmt die Wedge-Bondfähigkeit ab, was den Bonddraht für die praktische Verwendung ungeeignet macht. Vorzugsweise beträgt ein unterer Grenzwert der Konzentration des Elements/der Elemente im gesamten Draht 0,03 Gew.-% oder mehr, 0,05 Gew.-% oder mehr oder 0,08 Gew.-% oder mehr. Vorzugsweise beträgt ein oberer Grenzwert der Konzentration des Elements/der Elemente im gesamten Draht 1,1 Gew.-% oder weniger, 1,0 Gew.-% oder weniger oder 0,9 Gew.-% oder weniger. Vorzugsweise liegt die Gesamtkonzentration der Elemente in dem vorstehenden Bereich.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass infolge von Wärmebehandlungen während eines Herstellungsprozesses Atome in Grenzflächen des Cu-Legierungskernmaterials, der Pd-Überzugschicht, der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht des Bonddrahts diffundieren, was zur Bildung einer Legierungsschicht mit einem Konzentrationsgradienten führen kann. Das heißt, die Pd-Überzugschicht kann zufällige Verunreinigungen von Pd und Elemente enthalten, die das Cu-Legierungskernmaterial an einer Innenseite der Pd-Überzugschicht bilden. Wenn die Legierungsüberzugschicht auf einer Außenseite der Pd-Überzugschicht vorhanden ist, kann die Pd-Überzugschicht ferner die zufälligen Verunreinigungen von Pd, die Elemente, die das Cu-Legierungskernmaterial auf der Innenseite der Pd-Überzugschicht bilden, und die Elemente enthalten, die die Legierungsüberzugschicht auf der Außenseite der Pd-Überzugschicht bilden. Zusätzlich zu Au und Pd kann die Legierungsüberzugschicht die zufälligen Verunreinigungen von Au und Pd und die Elemente enthalten, die das Cu-Legierungskernmaterial bilden. Die Cu-Oberflächenschicht kann die Elemente enthalten, die die Pd-Überzugschicht, die Legierungsüberzugschicht und das Cu-Legierungskernmaterial bilden.
  • Nachstehend wird ein Fall beschrieben, in dem der Bonddraht aus dem Cu-Legierungskernmaterial, der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht besteht. Eine Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht wurde basierend auf der Pd-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr wurde als die Pd-Überzugschicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wurde. Eine Basis dafür ist, dass, wenn die Pd-Konzentration 70 Atom-% oder mehr beträgt, eine eigenschaftsverbessernde Wirkung von einer Struktur der Pd-Überzugschicht erwartet werden kann. Außerdem kann die eigenschaftsverbessernde Wirkung auch dann erzielt werden, wenn die Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials nicht vollständig mit der Pd-Überzugschicht bedeckt ist. Vorzugsweise macht die durch die Pd-Überzugschicht eingenommene Fläche 60% oder mehr des Oberflächenmaßes des Cu-Legierungskernmaterials aus, und bevorzugter 80 bis 100% des Oberflächenmaßes. Die Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht wurde basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% wurde als Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) wurde als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt. Eine Basis dafür ist, dass, wenn die Cu-Konzentration 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) beträgt, eine eigenschaftsverbessernde Wirkung von einer Struktur der Cu-Oberflächenschicht erwartet werden kann. Wenn hier die Cu-Konzentration 50 Atom-% oder mehr beträgt, wird die Oberfläche des Drahtes weich, was die Oberflächenfehlerbeständigkeit vermindert und infolgedessen keine Eigenschaften der Cu-Oberflächenschicht bereitstellt.
  • Als nächstes wird ein Fall beschrieben, in dem der Bonddraht aus dem Cu-Legierungskernmaterial, der Pd-Überzugschicht, der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht besteht. Eine Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht wurde basierend auf der Pd-Konzentration bestimmt. Ausgehend von der Seite des Cu-Legierungskernmaterials wurde die Stelle, an der die Pd-Konzentration zum ersten Mal den Wert 70 Atom-% annahm, als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr wurde als die Pd-Überzugschicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wurde. Eine Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht wurde basierend auf der Au-Konzentration bestimmt. Ausgehend von der Seite der Pd-Schicht wurde die Stelle, an der die Au-Konzentration zum ersten Mal den Wert 10 Atom-% annahm, als Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Au-Konzentration von 10 Atom-% oder mehr und mit einer Pd-Konzentration von 60 Atom-% oder mehr wurde als die Legierungsüberzugschicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Au-Konzentration von weniger als 10 Atom-% als die Pd-Überzugschicht bestimmt wurde. Eine Basis dafür ist, dass eine eigenschaftsverbessernde Wirkung von Strukturen der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht erwartet werden kann, die durch die vorstehenden Standards definiert sind. Außerdem kann die eigenschaftsverbessernde Wirkung selbst dann erzielt werden, wenn die Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials nicht vollständig mit der Pd-Überzugschicht bedeckt ist. Vorzugsweise macht die durch die Pd-Überzugschicht eingenommene Fläche 60% oder mehr des Oberflächenmaßes des Cu-Legierungskernmaterials aus, und bevorzugter 80 bis 100% der Oberfläche. Die eigenschaftsverbessernde Wirkung kann sogar dann erzielt werden, wenn die Oberfläche der Pd-Überzugschicht nicht vollständig mit der Legierungsüberzugschicht bedeckt ist. Vorzugsweise macht die durch die Legierungsüberzugschicht eingenommene Fläche 60% oder mehr des Oberflächenmaßes der Pd-Überzugschicht und bevorzugter 70 bis 100% des Oberflächenmaßes aus. Es wird darauf hingewiesen, dass die Oberflächenmaße des Cu-Legierungskernmaterials und der Pd-Überzugschicht durch das Oberflächenmaß des Bonddrahtes angenähert werden können. Die Grenze zwischen der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht wurde basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt. Ausgehend von der Seite der Legierungsüberzugschicht wurde die Stelle, an der die Cu-Konzentration zum ersten Mal den Wert 3 Atom-% annahm, als Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) wurde als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt. Eine Basis dafür ist, dass, wenn die Cu-Konzentration 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) beträgt, eine eigenschaftsverbessernde Wirkung von einer Struktur der Cu-Oberflächenschicht erwartet werden kann. Wenn hier die Cu-Konzentration 50 Atom-% oder mehr beträgt, wird die Oberfläche des Drahtes weich, was die Oberflächenfehlerbeständigkeit vermindert, und dadurch werden keine geeigneten Eigenschaften der Cu-Oberflächenschicht bereit gestellt.
  • Aus der Perspektive der besseren Ausnutzung der erfindungsgemäßen Wirkung beträgt eine maximale Konzentration von Pd in der Pd-Überzugschicht 97 Atom-% oder mehr, vorzugsweise 98 Atom-% oder mehr und besonders bevorzugt 98,5 Atom-% oder mehr, 99,0 Atom-% oder mehr, 99,5 Atom-% oder mehr oder 100 Atom-%.
  • In der Pd-Überzugschicht beträgt die Dicke eines Bereichs mit einer Pd-Konzentration von 97,0 Atom-% oder mehr vorzugsweise 0,040 µm oder weniger und bevorzugter 0,035 µm oder weniger, 0,030 µm oder weniger, 0,025 µm oder weniger, 0,020 µm oder weniger, 0,015 µm oder weniger, 0,010 µm oder weniger oder 0,005 µm oder weniger.
  • Hinsichtlich der Konzentrationen der metallischen Elemente in der Pd-Überzugschicht, in der Legierungsüberzugschicht und in der Cu-Oberflächenschicht werden hierin die Verhältnisse der jeweiligen metallischen Elemente zur Gesamtsumme der diese Schichten bildenden metallischen Elemente verwendet, während Gaskomponenten, wie beispielsweise C, O, N, H, Cl und S, nichtmetallische Elemente und dergleichen in der Nachbarschaft der Oberfläche ausgeschlossen sind. Ein Verfahren zum Ausführen einer Analyse während des Abtragens des Bonddrahts in einer Tiefenrichtung von der Oberfläche durch Sputtern oder dergleichen oder ein Verfahren zum Ausführen einer Linienanalyse, Punktanalyse und dergleichen durch Freilegen eines Drahtabschnitts ist für Konzentrationsanalysen von Zn, In, Pt und Pd in dem Cu-Legierungskernmaterial, in der Pd-Überzugschicht, in der Legierungsüberzugschicht, in der Cu-Oberflächenschicht und im Cu-Legierungskernmaterial zweckmäßig. Als für diese Konzentrationsanalysen verwendete Analysatoren stehen ein Auger-Elektronenspektroskop (AES), das auf einem Rasterelektronenmikroskop vorgesehen ist, oder ein energiedispersiver Röntgen(EDX)analysator zur Verfügung, der auf einem Transmissionselektronenmikroskop vorgesehen ist. Häufigkeitsverhältnisse der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht zum Oberflächenmaß des Bonddrahtes können durch Ausführen einer Linienanalyse oder einer Oberflächenanalyse gemessen werden, während die Bonddrahtoberfläche in der Tiefenrichtung abgetragen wird. Als ein Verfahren zum Freilegen eines Drahtabschnitts kann mechanisches Polieren, ein Ionenätzprozess oder dergleichen verwendet werden. Zur Konzentrationsanalyse von im gesamten Bonddraht enthaltenen Elementen können zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Verfahren ein ICP-Emissionsspektrophotometer und ein ICP-Massenspektrometer verwendet werden.
  • Herstellungsverfahren
  • Nachstehend wird ein Beispiel eines Herstellungsverfahrens für den Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Der Bonddraht wird hergestellt durch Herstellen der Cu-Legierung zur Verwendung als das Kernmaterial, gefolgt von einer Verarbeitung der Cu-Legierung zu einem dünnen Draht, Ausbilden der Pd-Überzugschicht, Ausbilden einer Au-Schicht auf der Pd-Überzugschicht nach Bedarf und Ausführen einer Zwischenwärmebehandlung und einer abschließenden Wärmebehandlung. Als Verarbeitungsverfahren kann eine Technik verwendet werden, die als Drahtziehverfahren bekannt ist, wobei das Drahtziehverfahren eine Verarbeitung des Drahtes beinhaltet, bei der der Draht durch eine als Ziehdüse bezeichnete Vorrichtung geführt wird. Nachdem die Pd-Überzugschicht und die Au-Schicht ausgebildet sind, können der Drahtziehprozess und die Zwischenwärmebehandlung erneut ausgeführt werden. Es folgt eine ausführliche Beschreibung eines Verfahrens zum Herstellen des Cu-Legierungskernmaterials, von Verfahren zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht, der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht und von Verfahren zur Zwischenwärmebehandlung und zur abschließenden Wärmebehandlung.
  • Die als das Kernmaterial verwendete Cu-Legierung wird durch Schmelzen und anschließendes Erstarren von Cu, das als ein Ausgangsmaterial dient, zusammen mit zuzusetzenden Elementen erhalten. Vorzugsweise beträgt die Reinheit des Cu, das als ein Rohmaterial dient, 99,99 Gew.-% oder mehr, und die Reinheit der zuzusetzenden Elemente beträgt 99 Gew.-% oder mehr. Dies soll verhindern, dass unbeabsichtigte Elemente dem Cu-Legierungskernmaterial beigemischt werden und dadurch ein Problem, wie beispielsweise einen erhöhten elektrischen Widerstand, verursachen. Ein Lichtbogenofen, ein Hochfrequenzofen, ein Widerstandsheizofen oder dergleichen können zum Schmelzen verwendet werden. Um das Beimischen atmosphärischer Gase, wie beispielsweise O2, N2 und H2, zu verhindern, wird der Schmelzvorgang vorzugsweise in einer Vakuumatmosphäre oder in einer inerten Atmosphäre, wie beispielsweise in Ar oder N2, ausgeführt.
  • Nachstehend werden Verfahren zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht beschrieben. Als ein Verfahren zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht auf der Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials kann ein Plattierungsverfahren, ein Dampfabscheidungsverfahren oder dergleichen verwendet werden. Hinsichtlich des Plattierungsverfahrens kann entweder ein elektrolytischer Beschichtungsprozess oder ein stromloser Beschichtungsprozess verwendet werden. Elektrolytisches Beschichten, das auch als Strike Plating und Flash-Beschichten bezeichnet wird, hat hohe Abscheidungsraten und stellt eine gute Haftung auf der Grundbeschichtung bereit. Lösungen, die zum stromlosen Beschichten verwendet werden, werden in einen Substitutionstyp und einen Reduktionstyp eingeteilt. Substitutionsbeschichten alleine ist für eine geringe Dicke ausreichend, aber für eine große Dicke ist es zweckmäßig, stufenweises Reduktionsbeschichten nach dem Substitutionsbeschichten anzuwenden. Hinsichtlich des Dampfabscheidungsverfahrens steht physikalische Adsorption, wie beispielsweise ein Sputterprozess, ein Ionenabscheidungsprozess und eine Vakuumabscheidung sowie chemische Absorption, wie beispielsweise Plasma-CVD, zur Verfügung. Jeder der Prozesse ist ein trockener Typ, der das Erfordernis für eine Reinigung nach der Ausbildung der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht eliminiert, und somit besteht keine Notwendigkeit, sich über eine Oberflächenkontamination während der Reinigung Sorgen zu machen.
  • Beim Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht ist es zweckmäßig, diese Schichten auf einem Cu-Legierungskernmaterial mit großem Durchmesser auszubilden und dann einen Drahtziehprozess mehrere Male zu wiederholen, bis ein gewünschter Drahtdurchmesser erhalten wird. Konkrete Beispiele für Techniken zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht auf einem Cu-Legierungskernmaterial mit großem Durchmesser sind eine Technik zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht während der Draht kontinuierlich eine elektrolytische Galvanisierungslösung durchläuft, oder eine Technik zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und Au-Schicht durch Eintauchen des Cu-Legierungskernmaterials mit großem Durchmesser in ein elektrolytisches oder stromloses Beschichtungsbad. Da die Wärmebehandlung nach der Ausbildung der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht ausgeführt wird, diffundiert Pd in der Pd-Überzugschicht in die Au-Schicht, wodurch eine Legierungsüberzugschicht gebildet wird. Anstatt die Legierungsüberzugschicht durch eine Wärmebehandlung nach der Ausbildung der Au-Schicht auszubilden, kann die Legierungsüberzugschicht von Anfang an abgeschieden werden.
  • Nachstehend wird ein Verfahren zum Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht beschrieben. Ein effektives Verfahren zum Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht beinhaltet das Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht auf einem Cu-Legierungskernmaterial mit großem Durchmesser, gefolgt von Drahtziehen und Veranlassen, dass Cu in dem Cu-Legierungskernmaterial durch eine Zwischenwärmebehandlung in Oberflächen der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht diffundiert. Die Diffusionsraten von Cu in der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht können durch die Wärmebehandlungstemperatur und die Wärmebehandlungszeit gesteuert werden. Wenn hier die Wärmebehandlungstemperatur zu niedrig oder die Wärmebehandlungszeit zu kurz ist, wird die Cu-Diffusion unzureichend und die Cu-Oberflächenschicht wird nicht in ausreichendem Maße ausgebildet. Umgekehrt wird, wenn die Wärmebehandlungstemperatur zu hoch oder die Wärmebehandlungszeit zu lang ist, die Cu-Oberflächenschicht zu dick oder die Dicke der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht ist schwierig steuerbar. Daher ist es, um die Cu-Oberflächenschicht auszubilden, notwendig, eine geeignete Wärmebehandlungstemperatur und eine geeignete Wärmebehandlungszeit für die Zwischenwärmebehandlung zu verwenden.
  • Es ist ein Verfahren zum Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht durch eine abschließende Wärmebehandlung denkbar, die von der Zwischenwärmebehandlung verschieden ist. Aus der Perspektive der Erzielung einer Geradheit von Schleifen, die bei einer hochdichten Packung erforderlich ist, ist das Verfahren zum Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht durch eine Zwischenwärmebehandlung geeignet. Dies liegt daran, dass, wenn eine Wärmebehandlung bei der abschließenden Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich ausgeführt wird, der zum Ausbilden der Cu-Oberflächenschicht erforderlich ist, die Korngröße des Cu-Legierungskernmaterials grob und die Kornstruktur weich wird, wodurch die für eine hochdichte Packung erforderliche Geradheit der Schleifen nicht erreicht wird. Wenn dagegen die Korngröße des Cu-Legierungskernmaterials bei der Zwischenwärmebehandlung grob wird, sind Effekte, wie beispielsweise eine verbesserte Verarbeitbarkeit, in einem nachfolgenden Drahtziehverfahren erzielbar.
  • Vorzugsweise werden die Zwischenwärmebehandlung und die abschließende Wärmebehandlung in einer Vakuumatmosphäre oder in einer inerten Atmosphäre, wie beispielsweise in Ar oder N2, ausgeführt, um eine Oxidation und Sulfurierung des Bonddrahts zu verhindern. Für eine effiziente Herstellung kann bei der Zwischenwärmebehandlung und bei der abschließenden Wärmebehandlung ein Erwärmungsverfahren verwendet werden, in dem der Draht kontinuierlich durchläuft.
  • Variationen
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt, sondern kann innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung gegebenenfalls geändert werden.
  • 2. Beispiele
  • Der Bonddraht gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen konkret beschrieben.
  • Probe
  • Zuerst wird ein Verfahren zum Herstellen von Proben beschrieben. Das als Rohkernmaterial verwendete Cu hatte eine Reinheit von 99,99 Gew.-% oder mehr, wobei der Rest aus zufälligen Verunreinigungen bestand. Das verwendete Ni, Zn, In, Pt, Pd, B, P, Mg, Sn, Ga, Ge hatte eine Reinheit von 99 Gew.-% oder mehr, wobei der Rest aus zufälligen Verunreinigungen bestand.
  • Die Cu-Legierung des Kernmaterials wurde wie folgt hergestellt: Materialien wurden in einen zylinderförmigen Kohlenstofftiegel mit einem Durchmesser ϕ von 3 bis 6 mm gefüllt, durch Erwärmen auf 1090 bis 1300°C in Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre, wie beispielsweise N2 oder Ar, unter Verwendung eines Hochfrequenzofens geschmolzen und dann im Ofen gekühlt. Die erhaltene zylinderförmige Legierung mit einem Durchmesser ϕ von 3 bis 6 mm wurde durch ein Ziehverfahren zu einem Durchmesser ϕ von 0,9 bis 1,2 mm geformt, und dann wurde durch ein kontinuierliches Drahtziehverfahren und dergleichen unter Verwendung einer Ziehdüse ein Draht mit einem Durchmesser ϕ von 300 bis 350 µm hergestellt. Im Drahtziehverfahren wurde ein im Handel erhältliches Schmiermittel verwendet, und es wurde eine Drahtziehgeschwindigkeit von 20 bis 150 m/min verwendet. Ein Säurereinigungsprozess wurde unter Verwendung von Salzsäure ausgeführt, um eine Oxidschicht von der Drahtoberfläche zu entfernen, und dann wurde die Pd-Überzugschicht in einer Dicke von 0,2 bis 2,3 µm ausgebildet, die die gesamte Oberfläche der Cu-Legierung des Kernmaterials bedeckt. Außerdem wurde auf einigen der Drähte die Au-Schicht auf der Pd-Überzugschicht in einer Dicke von 0,007 bis 0,800 µm ausgebildet. Ein elektrolytisches Plattierungsverfahren wurde zum Ausbilden der Pd-Überzugschicht und der Au-Schicht verwendet. Als eine Pd-Plattierungslösung und eine Au-Plattierungslösung wurden im Handel erhältliche Plattierungslösungen verwendet.
  • Anschließend wurde ein Draht mit einem Durchmesser ϕ von 70 bis 150 µm hergestellt, indem ein Drahtziehverfahren und dergleichen weiter ausgeführt wurde, und es wurde eine Zwischenwärmebehandlung ausgeführt. Die Wärmebehandlungstemperatur für die Zwischenwärmebehandlung betrug 510 bis 600°C, die Drahtzufuhrgeschwindigkeit betrug 10 bis 100 m/min und die Wärmebehandlungszeit betrug 0,4 bis 2,0 Sekunden. Nach der Zwischenwärmebehandlung wurde der Draht auf einen End-Drahtdurchmesser ϕ von 20 µm gezogen und dann der abschließenden Wärmebehandlung unterzogen. Die Wärmebehandlungstemperatur der abschließenden Wärmebehandlung betrug 250 bis 470°C, die Drahtzufuhrgeschwindigkeit betrug 20 bis 200 m/min und die Wärmebehandlungszeit betrug 0,2 bis 1,0 Sekunden. Die Wärmebehandlungsverfahren der Zwischenwärmebehandlung und der abschließenden Wärmebehandlung wurden ausgeführt, während der Draht kontinuierlich transportiert und Ar-Gas zugeführt wurde. Die Konfigurationen der Proben, die unter Verwendung der vorstehenden Prozeduren erzeugt wurden, sind in Tabelle 1-1, Tabelle 1-2 und Tabelle 2 dargestellt.
  • Die Konzentrationsanalysen von Zn, In, Pt und Pd in der Pd-Überzugschicht, in der Legierungsüberzugschicht, in der Cu-Oberflächenschicht und im Cu-Legierungskernmaterial wurden unter Verwendung einer AES ausgeführt, während der Bonddraht in der Tiefenrichtung von der Oberfläche mit Ar-Ionen besputtert wurde. Die Dicken der Pd-Überzugschicht, der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht sowie die Konzentrationen von Zn, In, Pt und Pd im Cu-Legierungskernmaterial wurden aus dem resultierenden Konzentrationsprofil in der Tiefenrichtung ermittelt (die Einheit der Tiefe wurde in eine SiO2-äquivalente Einheit umgewandelt). Wenn der Bonddraht aus dem Cu-Legierungskernmaterial, der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht hergestellt wurde, wurde die Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht basierend auf der Pd-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr wurde als die Pd-Schicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wurde. Die Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht wurde basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) wurde als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt. Außerdem wurde, wenn der Bonddraht aus dem Cu-Legierungskernmaterial, der Pd-Überzugschicht, der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht hergestellt wurde, die Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht basierend auf der Pd-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr wurde als die Pd-Überzugschicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wurde. Die Grenze zwischen der Pd-Üerzugschicht und der Legierungsüberzugschicht wurde basierend auf der Au-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Au-Konzentration von 10 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Au-Konzentration von 10 Atom-% oder mehr und einer Pd-Konzentration von 60 Atom-% oder mehr wurde als die Legierungsüberzugschicht bestimmt, während ein Bereich mit einer Au-Konzentration von weniger als 10 Atom-% als die Pd-Überzugschicht bestimmt wurde. Die Grenze zwischen der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht wurde basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt. Die Stelle mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% wurde als die Grenze genommen, und ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von 3 Atom-% (einschließlich) bis 50 Atom-% (ausschließlich) wurde als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt. Drei willkürliche Stellen jeder Probe wurden analysiert und die Mittelwerte der resultierenden Werte sind in Tabelle 1-1, Tabelle 1-2 und Tabelle 2 dargestellt. Die Konzentrationen von Ni, B, P, Mg, Sn, Ga, Ge und anderen Elemente, die in dem gesamten Bonddraht enthalten sind, wurden durch ein ICP-Emissionsspektrophotometer gemessen.
  • Das Häufigkeitsverhältnis der Pd-Überzugschicht zum Oberflächenmaß des Cu-Legierungskernmaterials und das Häufigkeitsverhältnis der Legierungsüberzugschicht zum Oberflächenmaß der Pd-Überzugschicht wurden basierend auf dem Verhältnis der durch die Pd-Schicht oder der durch die Legierungsüberzugschicht belegten Fläche zu der gemessenen Fläche durch Ausführen einer Oberflächenanalyse unter Verwendung von AES berechnet, während der Bonddraht in der Tiefenrichtung von der Oberfläche mit Ar-Ionen besputtert wurde. Vorzugsweise misst der Bereich, bezüglich dem die Oberflächenanalyse ausgeführt wird, 40 µm oder mehr in der Längsrichtung des Drahtes und 10 µm oder mehr in der Querrichtung des Drahtes.
    Figure DE112016005747B4_0001
    Figure DE112016005747B4_0002
    Figure DE112016005747B4_0003
  • Bewertungsverfahren
  • Durch Herstellen von Proben zum Bewerten der Bondzuverlässigkeit wurde die Bondzuverlässigkeit aus der Bondlebensdauer der Ballbonds bestimmt, die einer Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebung ausgesetzt waren.
  • Die Proben zum Bewerten der Bondzuverlässigkeit wurden wie folgt hergestellt: Es wurden Elektroden hergestellt, indem eine 1,0 µm dicke reine Al-Schicht auf einem Si-Substrat auf einem typischen Metallrahmen ausgebildet, unter Verwendung eines kommerziell erhältlichen Drahtbonders durch Ballbonden gebondet und mit einem Epoxidharz versiegelt wurde. Der Drahtdurchmesser des bei der Auswertung verwendeten Bonddrahtes betrug 20 µm. Das Epoxidharz enthielt wasserlösliche Chlorionen mit einer Konzentration von 40 Gew.-ppm. Die Balls wurden durch Zuführen von N2 + 5% H2-Gas mit einer Durchflussrate von 0,4 bis 0,6 l/min ausgebildet, und der Ball-Durchmesser ϕ lag in einem Bereich von 34 bis 36 µm.
  • Die hergestellten Proben zur Bewertung der Bondzuverlässigkeit wurden unter Verwendung eines ungesättigten Druckkochtopftesters einer Hochtemperatur- und Hochfeuchteumgebung bei einer Temperatur von 130°C und einer relativen Feuchtigkeit von 85% ausgesetzt. Durch Ausführen eines Schertests der Ballbonds alle 100 Stunden wurde die Lebensdauer der Ballbonds als der Zeitpunkt definiert, zu dem der Wert der Scherfestigkeit die Hälfte der anfangs erhaltenen Scherfestigkeit erreichte. Nach dem Hochtemperatur- und Hochfeuchtetest wurden die Ballbonds durch Entfernen des Harzes durch eine Säurebehandlung vor dem Ausführen des Schertests freigelegt.
  • Als ein Schertestgerät wurde ein von DAGE Co., Ltd. hergestelltes Testgerät verwendet. Als Wert der Scherfestigkeit wurde ein Mittelwert gemessener Werten von Ballbonds an zehn zufällig ausgewählten Stellen verwendet. Wenn bei der obigen Bewertung die Bondlebensdauer kürzer als 250 Stunden war, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass in der praktischen Verwendung ein Problem auftritt; wenn die Bondlebensdauer 250 bis 500 Stunden betrug, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass in der praktischen Verwendung kein Problem auftritt; und wenn die Bondlebensdauer 500 Stunden überschritt, wurde eine doppelte Kreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass das Ergebnis besonders ausgezeichnet war. Diese Markierungen wurden in die Felder „Bondzuverlässigkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Die Kapillarenverschleißfestigkeit wurde basierend auf der Anzahl des Auftretens einer Exzentrizität bestimmt, nachdem der Bonddraht 5000 Mal gebondet wurde und 100 Balls gebildet und beobachtet wurden. Die für die Bewertungen verwendete Kapillare war eine im Handel erhältliche Kapillare, die hauptsächlich aus Al2O3 bestand und allgemein verwendet wird, um einen Bonddraht mit einem Drahtdurchmesser ϕ von 20 µm zu bonden. Die Balls wurden durch Zuführen von N2 + 5% H2-Gas mit einer Durchflussrate von 0,4 bis 0,6 1/min gebildet, und der Ball-Durchmesser ϕ lag in einem Bereich von 34 bis 36 µm. Wenn eine Exzentrizität bei 3 oder mehr von 100 Balls auftrat, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass ein Problem mit der Kapillarenverschleißfestigkeit besteht, und wenn es 2 oder weniger Defekte gab, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass dies ein gutes Ergebnis ist. Diese Markierungen wurden in die Felder „Kapillarenverschleißfestigkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Die Oberflächenfehlerbeständigkeit wurde basierend auf der Anzahl von Oberflächenfehlern bestimmt, die durch Beobachten der Bonddrahtoberfläche in 100 Schleifenabschnitten nach dem Bonden des Bonddrahtes auftraten. Die für die Bewertungen verwendete Kapillare war eine im Handel erhältliche Kapillare, die hauptsächlich aus Al2O3 bestand und allgemein zum Bonden eines Bonddrahts mit einem Drahtdurchmesser ϕ von 20 µm verwendet wird. Wenn 4 oder mehr Oberflächenfehler von 100 beobachteten Schleifenabschnitten vorhanden waren, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass ein Problem mit Oberflächenfehlerbeständigkeit besteht; und wenn es 3 oder weniger Oberflächenfehler gab, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass dies ein gutes Ergebnis war. Diese Markierungen wurden in die Felder „Oberflächenfehlerbeständigkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Hinsichtlich der Bewertung der Wedge-Bondfähigkeit in Wedge-Bonds wurden Bestimmungen basierend auf der Häufigkeit des Auftretens einer Trennung in den Bonds beim Bonden von 1000 Drähten an einen Leitungsabschnitt eines Leadframe ausgeführt. Es wurde ein Leadframe verwendet, der in einer Dicke von 1 bis 3 µm mit Ag beschichtet war. In der vorliegenden Bewertung wurde unter der Annahme, dass die Bondbedingungen strenger als üblich sind, eine Tischtemperatur auf 150°C eingestellt, was niedriger ist als ein üblicherweise eingestellter Temperaturbereich. In der vorstehenden Bewertung wurde, wenn 6 oder mehr Defekte auftraten, eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass ein Problem auftritt; wenn 1 bis 5 Fehler auftraten, eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass es kein Problem gibt; und wenn kein Fehler auftrat eine Doppelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass dies ein gutes Ergebnis ist. Diese Markierungen wurden in die Felder „Wedge-Bondfähigkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Hinsichtlich der Bewertung der Schleifenfonnbarkeit wurden Bestimmungen basierend auf Geradheit und Höhenvariation ausgeführt. Hinsichtlich der Schleifenbildungsbedingungen betrug die Schleifenlänge 2 mm, und die maximale Höhe betrug 80 µm. Die maximale Höhe der Schleife war der Abstand von der Oberfläche der Elektrode im Ballbond zum höchsten Punkt des Drahtes. Hinsichtlich der Bewertung der Geradheit wurden 50 Bonddrähte pro Bedingung unter einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet. Wenn die maximale Abweichung des Bonddrahts von einer Achse, die durch Verbinden des Ballbonds mit dem Wedge-Bond durch eine gerade Linie gebildet wurde, weniger als 45 µm betrug, wurde die Probe als gut beurteilt; und wenn die Abweichung 45 µm oder mehr betrug, wurde die Probe als fehlerhaft beurteilt. Hinsichtlich der Bewertung der Höhenvariation wurden 50 Bonddrähte pro Bedingung unter einem Rasterelektronenmikroskop beobachtet, und es wurde eine durchschnittliche Höhe berechnet. Wenn die Abweichung vom Durchschnittswert weniger als ± 15 µm betrug, wurde die Probe als gut beurteilt; und wenn die Abweichung ±15 µm oder mehr betrug, wurde die Probe als fehlerhaft beurteilt. Wenn in den vorstehenden Bewertungen 6 oder mehr Defekte entweder hinsichtlich der Geradheit oder der Höhenvariation auftraten, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass ein Problem auftritt; wenn es 1 bis 5 Defekte gab, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass es kein Problem gibt; und wenn kein Defekt auftrat, wurde eine Doppelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass dies ein gutes Ergebnis ist. Diese Markierungen wurden in die Felder „Schleifenformbarkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Hinsichtlich der Bewertung der kollabierten Form von Ballbonds wurden die durch Bonden erhaltenen Ballbonds direkt von oben beobachtet, und Bestimmungen wurden basierend auf der Kreisförmigkeit der Ballbonds vorgenommen. Der Bonddraht wurde an eine Elektrode gebondet, die durch Ausbilden einer 1,0 µm dicken Schicht aus einer Legierung von Al und 0,5% Cu auf einem Si-Substrat hergestellt wurde. Zur Beobachtung wurde ein optisches Mikroskop verwendet, und 200 Ballbonds wurden pro Bedingung beobachtet. Wenn die kollabierte Form der Ballbonds eine elliptische Form war, die stark von einem perfekten Kreis abwich oder eine anisotrope Verformung aufwies, wurde die kollabierte Form als fehlerhaft beurteilt. Wenn bei der vorstehenden Bewertung 6 oder mehr Defekte auftraten, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass ein Problem auftritt; wenn es 1 bis 5 Defekte gab, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem festgestellt wurde, dass es kein Problem gibt; und wenn in allen Ballbonds eine gute Kreisförmigkeit erhalten wurde, wurde eine Doppelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass das Ergebnis besonders ausgezeichnet war. Diese Markierungen wurden in die Felder „Kollabierte Form“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen.
  • Die Bondfestigkeit von Ballbonds unmittelbar nach dem Bonden wurde durch einen Schertest gemessen. Als Wert der Scherfestigkeit wurde ein Durchschnittswert gemessener Werte von Ballbonds an zehn zufällig ausgewählten Stellen verwendet. Wenn bei der vorstehenden Bewertung die Bondfestigkeit pro Bondflächeneinheit weniger als 10 kg/mm2 betrug, wurde eine Dreiecksmarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass bei der praktischen Verwendung ein Problem auftritt; wenn die Bondfestigkeit pro Bondflächeneinheit 10 kg/mm2 bis 12 kg/mm2 betrug, wurde eine Einzelkreismarkierung gegeben, indem festgestellt wurde, dass in der Praxis kein Problem auftritt; und wenn die Bondfestigkeit pro Bondflächeneinheit 12 kg/mm2 überschritt, wurde eine Doppelkreismarkierung gegeben, indem beurteilt wurde, dass das Ergebnis besonders ausgezeichnet war. Diese Markierungen wurden in die Felder „Ballbond-Bondfestigkeit“ von Tabelle 3 und Tabelle 4 eingetragen. Tabelle 3
    Probe Nr. Bondzuverlässigkeit (Temperatur: 130°C, Relative Feuchtigkeit: 85%) Kapillarenverschleißfestigkeit Oberflächenfehlerbeständigkeit Wedge-Bondfähigkeit Schleifenformbarkeit Kollabierte Form Ballbond-Bondfestigkeit
    Beispiel 1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 2 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 6 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 7 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 8 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 9 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 10 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 11 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 12 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 13 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 14 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 15 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 16 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 17 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 18 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 19 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 20 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 21 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 22 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ○
    Beispiel 23 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
    Beispiel 24 ⊚ ○ ○ ○ ⊚ ○ ○
    Beispiel 25 ○ ○ ○ ○ ⊚ ○ ○
    Beispiel 26 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 27 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 28 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 29 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 30 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 31 ○ ○ ○ ○ ⊚ ○ ○
    Beispiel 32 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 33 ○ ○ ○ ○ ⊚ ○ ○
    Beispiel 34 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ○ ○
    Beispiel 35 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 36 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 37 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 38 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 39 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 40 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ⊚ ○
    Beispiel 41 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ⊚ ○
    Beispiel 42 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ⊚ ○
    Beispiel 43 ⊚ ○ ○ ⊚ ⊚ ⊚ ○
    Beispiel 44 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ⊚
    Beispiel 45 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ⊚
    Beispiel 46 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ⊚
    Beispiel 47 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ⊚
    Beispiel 48 ⊚ ○ ○ ⊚ ○ ○ ⊚
    Tabelle 4
    Probe Nr. Bondzuverlässigkeit (Temperatur: 130°C, relative Feuchtigkeit: 85%) Kapillarenverschleißfestigkeit Oberflächenfeherbeständigkeit Wedge-Bondfähigkeit Schleifenformbarkeit Kollabierte Form Ballbond-Bondfestigkeit
    Vergleichsbeispiel 1 Δ ○ Δ Δ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 2 Δ Δ ○ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 3 Δ Δ Δ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 4 ○ Δ ○ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 5 Δ ○ Δ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 6 ○ Δ ○ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 7 Δ Δ ○ ○ ○ ○ ○
    Vergleichsbeispiel 8 Δ ○ Δ ○ ○ ○ ○
  • Bewertungsergebnisse
  • Der Bonddraht in jedem der Beispiele 1 bis 48 enthielt ein Cu-Legierungskernmaterial; eine auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildete Pd-Überzugschicht und eine auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildete Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht für ein Halbleiterbauelement Ni enthielt, eine Konzentration des Ni im gesamten Draht 0,1 bis 1,2 Gew.-% betrug, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,015 bis 0,150 µm betrug, und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm betrug. Folglich wurde bestätigt, dass durch die Bonddrähte in den Beispielen 1 bis 48 eine gute Bondzuverlässigkeit sowie eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit bereitgestellt wurde. Andererseits zeigen die Vergleichsbeispiele 1 bis 8, dass, wenn keine Pd-Überzugschicht oder die Cu-Oberflächenschicht vorhanden ist, oder wenn die Ni-Konzentration, die Pd-Überzugschicht oder der Cu-Oberflächenschicht außerhalb des vorstehenden Bereichs liegen, auch wenn die Pd-Überzugschicht und die Cu-Oberflächenschicht vorhanden sind, keine ausreichenden Verbesserungs-Wirkungen in der Verbesserung der Bondzuverlässigkeit, der Kapillarenverschleißfestigkeit und der Oberflächenfehlerbeständigkeit erhalten werden können.
  • Die Beispiele 17 bis 22, 24, 26 bis 30, 32 und 34 bis 48 bestätigten, dass eine ausgezeichnete Bondzuverlässigkeit und Wedge-Bondfähigkeit erzielt werden, wenn eine Legierungsdeckschicht in einer Grenzfläche zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht bereitgestellt wird und die Legierungsüberzugschicht eine Dicke von 0,0005 bis 0,0500 µm hat.
  • Die Beispiele 23 bis 34 und 41 bis 43 bestätigten, dass eine ausgezeichnete Schleifenformbarkeit erzielbar ist, wenn das Cu-Legierungskernmaterial ferner mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, das (die) ausgewählt ist (sind) aus Zn, In, Pt und Pd, und eine Konzentration des (der) im Cu-Legierungskernmaterial enthaltenen Elements (Elemente) 0,05 bis 0,50 Gew.-% beträgt.
  • Die Beispiele 35 bis 43 bestätigten, dass eine hochgradig kreisförmige kollabierte Form eines Ballbonds erhalten wird, wenn der Bonddraht ferner mindestens ein oder mehrere Elemente aufweist, das (die) ausgewählt ist (sind) aus B, P, Mg und Sn, und eine Konzentration des Elements (der Elemente) im gesamten Draht 1 bis 110 Gew.-ppm beträgt.
  • Die Beispiele 1 bis 16, 23, 25, 31 und 33 bestätigten, dass eine gute Bondzuverlässigkeit sowie eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit und Oberflächenfehlerbeständigkeit erzielt werden, wenn das Häufigkeitsverhältnis der Pd-Überzugschicht bezüglich des Oberflächenmaßes des Cu-Legierungskernmaterials 60% oder mehr beträgt. Die Beispiele 17 bis 22, 24, 26 bis 30, 32 und 34 bis 48 bestätigten, dass eine gute Bondzuverlässigkeit sowie eine ausgezeichnete Kapillarenverschleißfestigkeit, Oberflächenfehlerbeständigkeit, exzellente Bondzuverlässigkeit und Wedge-Bondfähigkeit erzielt werden, wenn das Häufigkeitsverhältnis der Pd-Überzugschicht bezüglich des Oberflächenmaßes des Cu-Legierungskernmaterials 60% oder mehr beträgt und das Häufigkeitsverhältnis der Legierungsschicht bezüglich des Oberflächenmaßes der Pd-Überzugschicht 60% oder mehr beträgt.
  • Die Beispiele 44 bis 48 bestätigten, dass eine ausgezeichnete Bondfestigkeit von Ballbonds unmittelbar nach dem Bonden erzielt wird, wenn der Bonddraht ferner mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, die aus Ga und Ge ausgewählt sind, und die Konzentration des Elements (der Elemente) im gesamten Draht 0,02 bis 1,2 Gew.-% beträgt.

Claims (5)

  1. Bonddraht für eine Halbleitervorrichtung, mit: einem Cu-Legierungskernmaterial; einer auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildeten Pd-Überzugschicht; und einer auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildeten Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht Ni enthält, die Konzentration des Ni im Bonddraht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,015 bis 0,150 µm beträgt und die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm beträgt, und die Cu-Konzentration in der Cu-Oberflächenschicht 3 Atom-% oder mehr und weniger als 50 Atom-% beträgt, wobei eine Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht basierend auf einer Pd-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als das Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wird, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr als die Pd-Überzugschicht bestimmt wird, und eine Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von weniger als 3 Atom-% als die Pd-Überzugschicht bestimmt wird, während ein Bereich mit der Cu-Konzentration von 3 Atom-% oder mehr als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt wird.
  2. Bonddraht für eine Halbleitervorrichtung, mit: einem Cu-Legierungskernmaterial; einer auf einer Oberfläche des Cu-Legierungskernmaterials ausgebildeten Pd-Überzugschicht; einer auf einer Oberfläche der Pd-Überzugschicht ausgebildeten Legierungsüberzugschicht, wobei die Legierungsüberzugschicht Au und Pd enthält; und einer auf einer Oberfläche der Legierungsüberzugschicht ausgebildeten Cu-Oberflächenschicht, wobei der Bonddraht Ni enthält, die Konzentration des Ni im Bonddraht 0,1 bis 1,2 Gew.-% beträgt, die Dicke der Pd-Überzugschicht 0,015 bis 0,150 µm beträgt, die Dicke der Legierungsüberzugschicht von 0,0005 bis 0,0500 µm beträgt, die Dicke der Cu-Oberflächenschicht 0,0005 bis 0,0070 µm beträgt, und eine Konzentration von Cu in der Cu-Oberflächenschicht 3 Atom-% oder mehr und weniger als 50 Atom-% beträgt, wobei eine Grenze zwischen dem Cu-Legierungskernmaterial und der Pd-Überzugschicht basierend auf einer Pd-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von weniger als 70 Atom-% als Cu-Legierungskernmaterial bestimmt wird, während ein Bereich mit einer Pd-Konzentration von 70 Atom-% oder mehr als Pd-Überzugschicht bestimmt wird, eine Grenze zwischen der Pd-Überzugschicht und der Legierungsüberzugschicht basierend auf der Au-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Au-Konzentration von weniger als 10 Atom-% als die Pd-Überzugschicht bestimmt wird, während ein Bereich mit einer Au-Konzentration von 10 Atom-% oder mehr als die Legierungsüberzugschicht bestimmt wird, und eine Grenze zwischen der Legierungsüberzugschicht und der Cu-Oberflächenschicht basierend auf der Cu-Konzentration bestimmt wird, ein Bereich mit einer Cu-Konzentration von weniger als 3 Atom-% als die Legierungsüberzugschicht bestimmt wird, während ein Bereich mit der Cu-Konzentration von 3 Atom-% oder mehr als die Cu-Oberflächenschicht bestimmt wird.
  3. Bonddraht nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Cu-Legierungskernmaterial ferner mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, das ausgewählt ist oder die ausgewählt sind aus Zn, In, Pt und Pd; und wobei eine Konzentration des einen oder der mehreren Elemente im Cu-Legierungskernmaterial 0,05 bis 0,50 Gew.-% beträgt.
  4. Bonddraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Bonddraht ferner mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, das ausgewählt ist oder die ausgewählt sind aus B, P, Mg und Sn; und wobei eine Konzentration des einen oder der mehreren Elemente im Bonddraht 1 bis 110 Gew.-ppm beträgt.
  5. Bonddraht nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Bonddraht ferner mindestens ein oder mehrere Elemente enthält, das ausgewählt ist oder die ausgewählt sind aus Ga und Ge; und wobei eine Konzentration des einen oder der mehreren Elemente im Bonddraht 0,02 bis 1,2 Gew.-% beträgt.
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