JP2002158363A - ショットキバリアダイオードの電極構造 - Google Patents
ショットキバリアダイオードの電極構造Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体チップとリードフレームのアノード側
電極を接着する際に、ショットキバリアダイオードの逆
方向特性に悪い影響を及ぼさないように、はんだによる
応力を極力小さくするためのショットキバリアダイオー
ド電極構造の提案。 【解決手段】 はんだとなじみやすい金属でなる接着メ
タル電極と、中間メタル電極、およびはんだとなじみに
くい金属でなるショットキメタル電極とからなるショッ
トキバリアダイオードの電極構造において、前記接着メ
タル電極および中間メタル電極のサイズを前記ショット
キメタル電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに
前記ショットキメタル電極のサイズで、ガードリングの
拡散領域からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上
になるように形成してなるショットキバリアダイオード
の電極構造。
電極を接着する際に、ショットキバリアダイオードの逆
方向特性に悪い影響を及ぼさないように、はんだによる
応力を極力小さくするためのショットキバリアダイオー
ド電極構造の提案。 【解決手段】 はんだとなじみやすい金属でなる接着メ
タル電極と、中間メタル電極、およびはんだとなじみに
くい金属でなるショットキメタル電極とからなるショッ
トキバリアダイオードの電極構造において、前記接着メ
タル電極および中間メタル電極のサイズを前記ショット
キメタル電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに
前記ショットキメタル電極のサイズで、ガードリングの
拡散領域からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上
になるように形成してなるショットキバリアダイオード
の電極構造。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ショットキバリア
ダイオードの電極構造に関するものである。
ダイオードの電極構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、ショットキバリアダイオードの電
極構造は、例えば図２に断面図で示したような構造のも
のが一般に知られている。
極構造は、例えば図２に断面図で示したような構造のも
のが一般に知られている。
【０００３】すなわち、図２は、リードフレームにセッ
トされた多数個のショットキバリアダイオードのうちの
一個のショットキバリアダイオードの要部断面図を示し
たものである。
トされた多数個のショットキバリアダイオードのうちの
一個のショットキバリアダイオードの要部断面図を示し
たものである。
【０００４】今、図２において、１はショットキメタル
電極、２は中間メタル電極、３は接着メタル電極であ
り、４は保護膜、５はシリコン基板、６はリードフレー
ムのカソード側電極、７はリードフレームのアノード側
電極、８ははんだ、９はガードリングであって、リード
フレームのカソード側電極６の上にシリコン基板５の一
方の面がダイスボンディングされ、シリコン基板５の他
方の面のガードリング部９とその周辺を保護膜４が覆っ
ており、その保護膜４とシリコン基板５に渡ってショッ
トキメタル電極１が、更にショットキメタル電極１の上
に中間メタル電極２が、更にまた中間メタル電極２の上
に接着メタル電極３が被さっている。そして接着メタル
電極３は、はんだ８を介してリードフレームのアノード
側電極７に接続されている。
電極、２は中間メタル電極、３は接着メタル電極であ
り、４は保護膜、５はシリコン基板、６はリードフレー
ムのカソード側電極、７はリードフレームのアノード側
電極、８ははんだ、９はガードリングであって、リード
フレームのカソード側電極６の上にシリコン基板５の一
方の面がダイスボンディングされ、シリコン基板５の他
方の面のガードリング部９とその周辺を保護膜４が覆っ
ており、その保護膜４とシリコン基板５に渡ってショッ
トキメタル電極１が、更にショットキメタル電極１の上
に中間メタル電極２が、更にまた中間メタル電極２の上
に接着メタル電極３が被さっている。そして接着メタル
電極３は、はんだ８を介してリードフレームのアノード
側電極７に接続されている。
【０００５】それぞれの材質は、保護膜４がＳｉＯ2、
ショットキメタル電極１がクロミウム、中間メタル電極
２がチタニウム、接着メタル電極３が銀からなってい
て、ショットキメタル電極１、中間メタル電極２および
接着メタル電極３は共に同一サイズで形成されている。
ショットキメタル電極１がクロミウム、中間メタル電極
２がチタニウム、接着メタル電極３が銀からなってい
て、ショットキメタル電極１、中間メタル電極２および
接着メタル電極３は共に同一サイズで形成されている。
【０００６】はんだ８は高融点はんだで形成されてい
る。
る。
【０００７】なお、図示はしないが、リードフレームに
セットされた各ショットキバリアダイオードは、樹脂で
封止後、リードフレームのフレーム部から切り離されて
個々のショットキバリアダイオードとなる。
セットされた各ショットキバリアダイオードは、樹脂で
封止後、リードフレームのフレーム部から切り離されて
個々のショットキバリアダイオードとなる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のショ
ットキバリアダイオードの電極構造においては、ショッ
トキメタル電極１、中間メタル電極２、接着メタル電極
３、保護膜４およびシリコン基板５からなる半導体チッ
プとリードフレームのアノード側電極７を接着するため
に用いるはんだ８が、硬化の際にショットキメタル電極
１、中間メタル電極２、接着メタル電極３および保護膜
４の各々に対しして引っ張る方向の応力を与える。この
ため電極下部の保護膜４に損傷が発生し、耐圧の降下
や、逆方向電流の増加などショットキバリアダイオード
の逆方向特性に悪い影響の出ることがある。その事例と
して、図３（ａ）に逆方向電圧（ＶＲ）と逆方向電流
（ＩＲ）の正常な逆方向特性グラフを、図３（ｂ）に逆
方向電流（ＩＲ）の増加および発振状態にある異常な逆
方向特性グラフを並べて示した。
ットキバリアダイオードの電極構造においては、ショッ
トキメタル電極１、中間メタル電極２、接着メタル電極
３、保護膜４およびシリコン基板５からなる半導体チッ
プとリードフレームのアノード側電極７を接着するため
に用いるはんだ８が、硬化の際にショットキメタル電極
１、中間メタル電極２、接着メタル電極３および保護膜
４の各々に対しして引っ張る方向の応力を与える。この
ため電極下部の保護膜４に損傷が発生し、耐圧の降下
や、逆方向電流の増加などショットキバリアダイオード
の逆方向特性に悪い影響の出ることがある。その事例と
して、図３（ａ）に逆方向電圧（ＶＲ）と逆方向電流
（ＩＲ）の正常な逆方向特性グラフを、図３（ｂ）に逆
方向電流（ＩＲ）の増加および発振状態にある異常な逆
方向特性グラフを並べて示した。
【０００９】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、半導体チップとリードフレームのアノード側電極を
接着する際に、ショットキバリアダイオードの逆方向特
性に悪い影響を及ぼさないように、はんだによる応力を
極力小さくするためのショットキバリアダイオード電極
構造を提案することにある。
は、半導体チップとリードフレームのアノード側電極を
接着する際に、ショットキバリアダイオードの逆方向特
性に悪い影響を及ぼさないように、はんだによる応力を
極力小さくするためのショットキバリアダイオード電極
構造を提案することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、はんだとなじみやすい金属でなる接着メタ
ル電極と、中間メタル電極、およびはんだとなじみにく
い金属でなるショットキメタル電極とからなるショット
キバリアダイオードの電極構造で、前記接着メタル電極
および中間メタル電極のサイズを前記ショットキメタル
電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに前記ショ
ットキメタル電極のサイズで、ガードリングの拡散領域
からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上になるよ
うに形成してなるバリアダイオードの電極構造である。
に本発明は、はんだとなじみやすい金属でなる接着メタ
ル電極と、中間メタル電極、およびはんだとなじみにく
い金属でなるショットキメタル電極とからなるショット
キバリアダイオードの電極構造で、前記接着メタル電極
および中間メタル電極のサイズを前記ショットキメタル
電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに前記ショ
ットキメタル電極のサイズで、ガードリングの拡散領域
からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上になるよ
うに形成してなるバリアダイオードの電極構造である。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１記載のショット
キバリアダイオードの電極構造は、はんだとなじみやす
い金属でなる接着メタル電極と、中間メタル電極、およ
びはんだとなじみにくい金属でなるショットキメタル電
極とからなるショットキバリアダイオードの電極構造
で、前記接着メタル電極および中間メタル電極のサイズ
を前記ショットキメタル電極のサイズよりも小さいサイ
ズとしたことにより、はんだによる応力が緩和される。
キバリアダイオードの電極構造は、はんだとなじみやす
い金属でなる接着メタル電極と、中間メタル電極、およ
びはんだとなじみにくい金属でなるショットキメタル電
極とからなるショットキバリアダイオードの電極構造
で、前記接着メタル電極および中間メタル電極のサイズ
を前記ショットキメタル電極のサイズよりも小さいサイ
ズとしたことにより、はんだによる応力が緩和される。
【００１２】また、本発明の請求項２記載のショットキ
バリアダイオードの電極構造は、前記ショットキメタル
電極のサイズで、ガードリングの拡散領域からのはみ出
し部分が少なくとも３０μm以上になるように形成した
ことにより、ガードリング周辺部への電界集中が緩和さ
れる。
バリアダイオードの電極構造は、前記ショットキメタル
電極のサイズで、ガードリングの拡散領域からのはみ出
し部分が少なくとも３０μm以上になるように形成した
ことにより、ガードリング周辺部への電界集中が緩和さ
れる。
【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図１
を用いて詳しく説明する。
を用いて詳しく説明する。
【００１４】（実施の形態１）図１は、本発明による実
施の形態におけるリードフレームに組み立てられた状態
のショットキバリアダイオードの電極構造を示す要部断
面図であって、１はショットキメタル電極、２は中間メ
タル電極、３は接着メタル電極であり、４は保護膜、５
はシリコン基板、６はリードフレームのカソード側電
極、７はリードフレームのアノード側電極、８ははん
だ、９はガードリングである。
施の形態におけるリードフレームに組み立てられた状態
のショットキバリアダイオードの電極構造を示す要部断
面図であって、１はショットキメタル電極、２は中間メ
タル電極、３は接着メタル電極であり、４は保護膜、５
はシリコン基板、６はリードフレームのカソード側電
極、７はリードフレームのアノード側電極、８ははん
だ、９はガードリングである。
【００１５】図１において、リードフレームのカソード
側電極６の上にシリコン基板５の一方の面がダイスボン
ディングされ、シリコン基板５の他方の面のガードリン
グ９とその周辺をＳｉＯ2の保護膜４が覆っており、保
護膜４とシリコン基板５に渡ってショットキメタル電極
１が、更にショットキメタル電極１の上に中間メタル電
極２が、更にまた中間メタル電極２の上に接着メタル電
極３が被さっている。そして接着メタル電極３は、はん
だ８を介してリードフレームのアノード側電極７に接続
されている。
側電極６の上にシリコン基板５の一方の面がダイスボン
ディングされ、シリコン基板５の他方の面のガードリン
グ９とその周辺をＳｉＯ2の保護膜４が覆っており、保
護膜４とシリコン基板５に渡ってショットキメタル電極
１が、更にショットキメタル電極１の上に中間メタル電
極２が、更にまた中間メタル電極２の上に接着メタル電
極３が被さっている。そして接着メタル電極３は、はん
だ８を介してリードフレームのアノード側電極７に接続
されている。
【００１６】各電極の材質には、ショットキメタル電極
１がはんだとなじみにくい金属としてクロミウムを、接
着メタル電極３がはんだとなじみやすい金属として銀
を、そして中間メタル電極２には電極１と接着メタル電
極３との間の緩衝機能をもつ材質としてチタニウムを用
いている。
１がはんだとなじみにくい金属としてクロミウムを、接
着メタル電極３がはんだとなじみやすい金属として銀
を、そして中間メタル電極２には電極１と接着メタル電
極３との間の緩衝機能をもつ材質としてチタニウムを用
いている。
【００１７】はんだ８は、５％Ｓｎ／２．５％Ａｇ／９
２．５％Ｐｂの組成からなる融点３０５〜３１５℃の高
融点はんだを用いる。これは、接着メタル電極の銀がは
んだに食われるのを防止する為である。
２．５％Ｐｂの組成からなる融点３０５〜３１５℃の高
融点はんだを用いる。これは、接着メタル電極の銀がは
んだに食われるのを防止する為である。
【００１８】ところで、クロミウムのショットキメタル
電極１の形成方法は、純度９９．９％以上のクロムを電
子ビーム蒸着装置によりウェーハ全面に厚み０．０５〜
０．３μmで蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
電極１の形成方法は、純度９９．９％以上のクロムを電
子ビーム蒸着装置によりウェーハ全面に厚み０．０５〜
０．３μmで蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
【００１９】また、中間メタル電極２の形成方法は、純
度９９．９％以上のチタニウムを電子ビーム蒸着装置に
よりショットキメタル電極１上に厚み０．１〜０．５μ
mで蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
度９９．９％以上のチタニウムを電子ビーム蒸着装置に
よりショットキメタル電極１上に厚み０．１〜０．５μ
mで蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
【００２０】さらにまた、銀接着メタル電極３の形成方
法は、純度９９．９％以上の銀を電子ビーム蒸着装置に
より中間メタル電極２の上に厚み１．０〜５．０μmで
蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
法は、純度９９．９％以上の銀を電子ビーム蒸着装置に
より中間メタル電極２の上に厚み１．０〜５．０μmで
蒸着した後、写真食刻法にて形成する。
【００２１】ここで、銀接着メタル電極３および中間メ
タル電極２のサイズを、ショットキメタル電極１のサイ
ズよりも小さく形成する。小さくする部分Ａは、１０〜
２０μmである。
タル電極２のサイズを、ショットキメタル電極１のサイ
ズよりも小さく形成する。小さくする部分Ａは、１０〜
２０μmである。
【００２２】この小さくする部分Ａが、１０μm以下で
ははんだの応力緩和効果が弱くなり、２０μm以上では
製造が難しく製造上の限界である。
ははんだの応力緩和効果が弱くなり、２０μm以上では
製造が難しく製造上の限界である。
【００２３】さらにまた、ショットキメタル電極１のサ
イズで、Ｐ型ガードリング９の拡散領域からのはみ出し
部分Ｂが少なくとも３０μm以上になるように形成す
る。
イズで、Ｐ型ガードリング９の拡散領域からのはみ出し
部分Ｂが少なくとも３０μm以上になるように形成す
る。
【００２４】このはみ出し部分Ｂが、３０μm以上ない
場合は、ガードリング周辺部への電界集中が生じ易く逆
方向特性に対して不都合が生じる。
場合は、ガードリング周辺部への電界集中が生じ易く逆
方向特性に対して不都合が生じる。
【００２５】以上のような実施の形態１においては、接
着メタル電極３に銀を、ショットキメタル電極１にクロ
ミウムを、はんだに高融点はんだを用い、銀接着メタル
電極１のサイズを、クロミウムショットキメタル電極２
のサイズよりも２０〜５０μmだけ小さいサイズに形成
し、かつまたガードリングの拡散領域からのはみ出し部
が少なくとも１０μm以上を確保してあるので、シリコ
ン基板５とリードフレームのアノード側電極７を接着す
るために用いるはんだ８が硬化する際、ショットキメタ
ル電極１、中間メタル電極２、接着メタル電極３、およ
び保護膜４の各々に対して、はんだの引っ張る方向の応
力を緩和する作用が働く。このため電極下部の保護膜４
に損傷が発生しないので、従来のように耐圧の降下や、
逆方向電流の増加などのショットキバリアダイオードの
逆方向特性を悪くするような影響を一切防止できる。し
たがって、特性の安定化したショットキバリアダイオー
ドが得られる。
着メタル電極３に銀を、ショットキメタル電極１にクロ
ミウムを、はんだに高融点はんだを用い、銀接着メタル
電極１のサイズを、クロミウムショットキメタル電極２
のサイズよりも２０〜５０μmだけ小さいサイズに形成
し、かつまたガードリングの拡散領域からのはみ出し部
が少なくとも１０μm以上を確保してあるので、シリコ
ン基板５とリードフレームのアノード側電極７を接着す
るために用いるはんだ８が硬化する際、ショットキメタ
ル電極１、中間メタル電極２、接着メタル電極３、およ
び保護膜４の各々に対して、はんだの引っ張る方向の応
力を緩和する作用が働く。このため電極下部の保護膜４
に損傷が発生しないので、従来のように耐圧の降下や、
逆方向電流の増加などのショットキバリアダイオードの
逆方向特性を悪くするような影響を一切防止できる。し
たがって、特性の安定化したショットキバリアダイオー
ドが得られる。
【００２６】なお、本実施の形態１では、接着メタル電
極３に銀を用いたが、必ずしも銀に限ることなく、ニッ
ケルや金などはんだとなじみやすい金属ならいずれでも
よい。
極３に銀を用いたが、必ずしも銀に限ることなく、ニッ
ケルや金などはんだとなじみやすい金属ならいずれでも
よい。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるショ
ットキバリアダイオードの電極構造は、接着メタル電極
および中間メタル電極のサイズを前記ショットキメタル
電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに前記ショ
ットキメタル電極のサイズで、ガードリングの拡散領域
からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上になるよ
うに形成してあるので、はんだの引っ張る方向の応力を
緩和する作用が働いて、電極下部の保護膜４に損傷が発
生しなくなり、ショットキバリアダイオードの逆方向特
性を悪くするような影響を一切防止でき、したがって、
特性の安定化したショットキバリアダイオードを容易に
得られるという極めて有利な効果を奏するものである。
ットキバリアダイオードの電極構造は、接着メタル電極
および中間メタル電極のサイズを前記ショットキメタル
電極のサイズよりも小さいサイズとし、さらに前記ショ
ットキメタル電極のサイズで、ガードリングの拡散領域
からのはみ出し部分が少なくとも３０μm以上になるよ
うに形成してあるので、はんだの引っ張る方向の応力を
緩和する作用が働いて、電極下部の保護膜４に損傷が発
生しなくなり、ショットキバリアダイオードの逆方向特
性を悪くするような影響を一切防止でき、したがって、
特性の安定化したショットキバリアダイオードを容易に
得られるという極めて有利な効果を奏するものである。
【図１】本発明の一実施の形態におけるショットキバリ
アダイオードの電極構造の要部断面図
アダイオードの電極構造の要部断面図
【図２】従来におけるショットキバリアダイオードの電
極構造の要部断面図
極構造の要部断面図
【図３】（ａ）逆方向電圧（ＶＲ）と逆方向電流（Ｉ
Ｒ）の正常な逆方向特性グラフ（ｂ）逆方向電流（Ｉ
Ｒ）の増加および発振状態にある異常な逆方向特性グラ
フ
Ｒ）の正常な逆方向特性グラフ（ｂ）逆方向電流（Ｉ
Ｒ）の増加および発振状態にある異常な逆方向特性グラ
フ
１ ショットキメタル電極 ２ 中間メタル電極 ３ 接着メタル電極 ４ 保護膜 ５ シリコン基板 ６ リードフレームのカソード側電極 ７ リードフレームのアノード側電極 ８ はんだ ９ ガードリング Ａ 小さくする部分の長さ Ｂ はみ出し部分の長さ
Claims (2)
- 【請求項１】 はんだとなじみやすい金属でなる接着メ
タル電極と、中間メタル電極、およびはんだとなじみに
くい金属でなるショットキメタル電極とからなるショッ
トキバリアダイオードの電極構造において、前記接着メ
タル電極および中間メタル電極のサイズを前記ショット
キメタル電極のサイズよりも小さいサイズとしたことを
特徴とするショットキバリアダイオードの電極構造。 - 【請求項２】 前記ショットキメタル電極のサイズで、
ガードリングの拡散領域からのはみ出し部分が少なくと
も３０μm以上になるように形成したことを特徴とする
請求項１記載のショットキバリアダイオードの電極構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000350978A JP2002158363A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ショットキバリアダイオードの電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000350978A JP2002158363A (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | ショットキバリアダイオードの電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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