JP2012160539A

JP2012160539A - 半導体装置およびその製造方法

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Publication number: JP2012160539A
Application number: JP2011018423A
Authority: JP
Inventors: Shiori Idaka; 志織井高; Kei Yamamoto; 圭山本
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-01-31
Filing date: 2011-01-31
Publication date: 2012-08-23
Anticipated expiration: 2031-01-31
Also published as: JP5545234B2

Abstract

【課題】金属部材と封止樹脂との密着性に優れた信頼性の高い半導体装置を得る。
【解決手段】銅合金製の金属部材１に半導体素子４を搭載した実装体を封止樹脂６によって封止して形成した半導体装置７であって、酸性かつ還元性を有するガス雰囲気中にて１８０℃以上の温度で前記実装体を５分間以上加熱することによって、金属部材１と封止樹脂６との界面に、膜厚が１００ｎｍ以下で、かつ、酸素および銅の成分濃度が５０ａｔ％以上の酸化膜が介在し、金属部材１を防錆するための防錆皮膜が介在しない。
【選択図】図２

Description

この発明は、半導体素子を樹脂で封止して形成される半導体装置およびその製造方法に関する。

半導体装置（以降、パワー半導体装置と称す）は、電源（電力）の制御や供給を行う半導体素子（以降、パワー半導体素子と称す）を樹脂で封止して電気的な絶縁を確保する。従来から、この種のパワー半導体装置としては、金属体およびこの金属体にパワー半導体素子などの電子素子を電気的に接続した実装体を、モールド樹脂で封止したものが利用されている（例えば、特許文献１参照）。このパワー半導体装置では、金属体として加工性および導電性に優れた銅合金が使用され、金属部材である銅合金にパワー半導体素子がはんだ付け（ダイボンド）された後に、パワー半導体素子と銅合金の一部とがワイヤボンディングで接続される。しかしながら、部材の製造・保管工程やパワー半導体装置の製造工程の熱履歴によって銅合金が酸化されやすい。このため、銅合金の表面に形成される酸化膜によって、接合性、ワイヤボンディング性、封止樹脂との密着性が著しく低下する。そこで、銅合金の表面には、防錆剤としてＢＴＡ（ベンゾトリアゾール）系防錆皮膜が形成されることが一般的である。

一方、一般的な銅合金の防錆剤として用いられるＢＴＡ系防錆皮膜は、酸化により銅合金表面に銅との反応層を形成するが、この銅合金表面の反応層も接合性、ワイヤボンディング性、封止樹脂との密着性を低下させてしまう。そこで、銅合金表面の酸化の対策として、銅よりも酸化されにくい金属を金属体にめっきする方法が考えられる。しかしながら、ニッケル、パラジウム、銀、金といった銅より酸化されにくい金属は非常に高価であり、製造コストが高くなるばかりか、封止樹脂との密着性が低く、必要箇所に限定した部分めっき処理を行う必要があるため製造工程が煩雑となってしまう。そこで、ＢＴＡ系防錆剤よりも熱分解温度の低く、プロセス温度で分解除去可能な非ＢＴＡ系防錆剤を銅合金表面に塗布し、非ＢＴＡ系防錆剤の熱分解温度以下でパワー半導体素子をダイボンドし、非ＢＴＡ系防錆剤が分解する温度でワイヤボンディングする方法がある（例えば、特許文献２参照）。また、ＢＴＡ系防錆皮膜を用いる場合、銅合金を実装する前に銅合金表面の酸化膜と防錆皮膜とを管理することによって、封止樹脂との密着性の低下を抑える方法がある（例えば、特許文献３〜５参照）。

特開平９−１２９８２２号公報（第６−７頁、第１図）特開２００３−１９７８２７号公報（第４頁、第２図）特開２００１−１６０６１０号公報（第３−４頁、第１図）特開２０００-３０７０５１号公報（第５頁、表１）特開平７−４８６４１号公報（第４−５頁、表１）

従来のパワー半導体装置では、ＢＴＡ系防錆皮膜を用いる場合、封止樹脂との密着性の低下を抑えるため、特許文献３〜５のように実装工程前の銅合金表面の酸化膜と防錆剤皮膜とを管理する方法が提案されているが、管理するために特殊な設備が必要であること、実際の銅合金の表面状態のばらつきが大きく、かつ、評価エリアがパワー半導体装置の表面積に比べて極めて小さく、その評価値がパワー半導体装置を代表する値とは言いがたいので、銅合金表面の酸化膜および防錆皮膜を管理する方法として実際の工程に適用することは困難であるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、銅合金表面の酸化膜および防錆剤皮膜を管理するための特殊な設備や工程がなくても、金属部材である銅合金と封止樹脂との界面にこれらの密着性を阻害する防錆皮膜が介在することを防ぎ、金属部材と封止樹脂との密着性に優れた信頼性の高い半導体装置を得るものである。

この発明に係る半導体装置は、銅合金製の金属部材に半導体素子を搭載した実装体を封止樹脂によって封止して形成した半導体装置であって、金属部材と封止樹脂との界面に、膜厚が１００ｎｍ以下で、かつ、酸素および銅の成分濃度が５０ａｔ％以上の酸化膜が介在し、金属部材を防錆するための防錆皮膜が介在しないものである。

この発明は、金属部材と封止樹脂との界面に、膜厚が１００ｎｍ以下で、かつ、酸素および銅の成分濃度が５０ａｔ％以上の酸化膜が介在し、金属部材を防錆するための防錆皮膜が介在しないので、金属部材と封止樹脂との密着性にすぐれた信頼性の高い半導体装置を得ることができる。

本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の横断面概略図である。本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の製造工程を示すフロー図である。本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の製造工程を示す別のフロー図である。本発明の実施の形態１における銅合金フレーム表面の防錆皮膜の膜厚および酸化膜の膜厚の測定結果である。本発明の実施の形態１における封止樹脂の界面剥離率の測定結果である。本発明の実施の形態２におけるパワー半導体装置の製造工程を示すフロー図である。本発明の実施の形態２における銅合金フレーム表面の酸化膜の膜厚および封止樹脂の界面剥離率の測定結果である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の断面概略図である。図１に示すように、パワー半導体装置７は、ヒートスプレッダ１、リードフレーム２ａ，２ｂ、接合材３ａ，３ｂ、パワー半導体素子４、ボンディングワイヤ５、封止樹脂６などによって構成されている。ヒートスプレッダ１、リードフレーム２ａ，２ｂは、金属部材である銅合金で形成されている。

ヒートスプレッダ１は、パワー半導体素子４から発生する熱を放熱するものであり、その一方の面にパワー半導体素子４が設けられる。ヒートスプレッダ１とパワー半導体素子４は、接合材３ａによって接合されている。リードフレーム２ａの一端は、ボンディングワイヤ５を介してパワー半導体素子４と電気的に接続されている。また、リードフレーム２ｂの一端は、接合材３ｂによってパワー半導体素子４と接合され、パワー半導体素子４と電気的に接続されている。リードフレーム２ａ，２ｂの他端は、パワー半導体装置７の外部に突出しており、外部配線と接続することができる。ヒートスプレッダ１、リードフレーム２ａ，２ｂ、およびパワー半導体素子４によって実装体が構成される。そして、実装体を封止樹脂６で封止してパワー半導体装置７が形成される。

このように、パワー半導体装置７は、封止樹脂６で封止されているため、ヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂと封止樹脂６との密着性がパワー半導体装置７の信頼性を大きく左右する。ヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂは、電気・熱伝導性に優れる銅合金を使用しており、通常、その表面には変色防止を目的とした防錆剤が塗布されている。しかしながら、その防錆剤がヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂと封止樹脂６との密着性を阻害する可能性がある。

我々は、銅合金と封止樹脂６との密着性に影響する因子が、パワー半導体素子４やリードフレーム２ａ，２ｂの接合時の加熱であると考えて、銅合金に対する熱履歴と封止樹脂の密着性との関係について調査を行った。この結果、封止樹脂の密着性に対して銅合金表面の防錆剤有無の影響が大きく、銅合金表面に対する防錆処理の有無で酸化膜の成長過程が異なること、ＢＴＡ系防錆剤が塗布されている場合には加熱温度の上昇に伴って封止樹脂の密着性が著しく低下することがわかった。さらに、防錆剤の熱特性を調査した結果、銅合金表面の防錆皮膜が一般的な接合時の温度範囲（１８０〜４００度）において、多段の熱分解を生じ、その反応によって酸化膜の形態が変化して封止樹脂の密着強度が低下することが判明した。そこで、次のような手法によって封止樹脂の密着強度が低下を防ぐことにした。

図２は、本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の製造工程を示すフロー図である。金属部材成形工程にて、ヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂの金属部材は、銅合金をプレスあるいは銅合金をエッチングすることによって成形される。洗浄工程の後、防錆剤塗布工程にて、銅合金の表面にＢＴＡを主成分とする防錆皮膜が形成され、防錆皮膜が形成された状態で保管される。ＢＴＡ防錆皮膜は、ＢＴＡおよびＢＴＡと銅合金との反応層で構成されている。例えばＢＴＡの希釈液に銅合金を浸した後、銅合金を乾燥することによって、膜厚が１ｎｍ以上３００ｎｍ以下のＢＴＡ防錆皮膜を得ることができる。

次に、素子搭載工程にて、表面に防錆皮膜が形成されたヒートスプレッダ１の所定の位置に接合材３ａを介してパワー半導体素子４を搭載する。そして、ヒートスプレッダ１とパワー半導体素子４とを、酸性・還元性ガス（例えば、３重量％のギ酸を含む窒素ガス）雰囲気中に曝し、加熱１工程にて、ヒートスプレッダ１とパワー半導体素子４とを加熱して接合させ、パワー半導体素子４がヒートスプレッダ１にダイボンドされる。雰囲気温度１８０℃以上、加熱時間５分以上の加熱条件であれば、用いる接合材によって加熱条件を選択できる。なお、はんだ等、溶融を伴う接合材を用いる場合には、ガス雰囲気が負圧状態であることが望ましい。接合材３ａ，３ｂは、主にスズを主成分とするはんだを用いるが、亜鉛系、ビスマス系など各種はんだや、導電性無機フィラを低温焼結させる金属焼結型、無機フィラをバインダ樹脂で固着させる導電性接着剤などであってもよい。また、接合材３ａ，３ｂの供給形態もペレットのほか、ペースト状、パウダーであってもよい。酸性・還元性ガスは、ギ酸、酢酸など分子中にカルボキシル基を持つもの(カルボン酸)が好ましく、シュウ酸やリンゴ酸などの多価カルボン酸を単一あるいはこれらを含む混合ガスを酸性・還元性ガスとして用いることができる。

次に、フレーム搭載工程にて、表面に防錆皮膜が形成されたリードフレーム２ｂを、ヒートスプレッダ１およびヒートスプレッダ１が接合された面とは逆側のパワー半導体素子４の主面に接合材３ｂを介して設置する。ヒートスプレッダ１およびパワー半導体素子４とリードフレーム２ｂとを前述と同じ酸性・還元性ガス雰囲気中に曝し、加熱２工程にて、ヒートスプレッダ１およびパワー半導体素子４の主面とリードフレーム２ｂとを加熱して接合する。本実施の形態では、ヒートスプレッダ１とパワー半導体素子４とを加熱する工程と、ヒートスプレッダ１およびパワー半導体素子４とリードフレーム２ｂとを加熱する工程とを分けているが、図３に示すように同時に加熱してもよい。酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱工程によって、銅合金であるヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ｂの表面では、ＢＴＡ系防錆皮膜および／または防錆剤と銅の反応層が分解・除去されるとともに、酸化膜が還元されて５ｎｍ以下の膜厚となっている。

次に、ワイヤボンディング工程（配線工程）に進み、パワー半導体素子４とリードフレーム２ａとをボンディングワイヤ５で接続する。ボンディングワイヤ５の接続方法として、アルミのスティッチボンドのほか、金や銅のボールボンディングなど公知のワイヤボンディング工程が利用できる。このようにして、ヒートスプレッダ１、リードフレーム２ａ，２ｂ、およびパワー半導体素子４が接合され、実装体が得られる。

その後、封止工程に進み、トランスファモールドや液状注型などのモールド工法によって、リードフレーム２ａ，２ｂの一部を残して、実装体を封止樹脂６で覆い、キュア工程で封止樹脂６を硬化してパワー半導体装置７を得る。封止樹脂６には、エポキシ樹脂、硬化剤および無機質充填材を主成分とするエポキシ樹脂組成物のほか、一般的な樹脂封止材が使用される。ここで、ワイヤボンディング工程および封止工程により、ヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂの銅合金の表面には、膜厚が１００ｎｍより薄く（より好ましくは６０ｎｍ以下）、酸素の成分と銅の成分との合計が５０ａｔ％以上の酸化膜が形成されており、銅合金と封止樹脂６との界面に防錆皮膜が介在しない。この酸化膜を介して銅合金と封止樹脂６とが強固に結合し、剥離しにくくなる。なお、酸化膜の成分に酸素および銅以外の窒素、炭素、その他の合金が多く含まれると酸化膜の膜質が劣化するが、酸素の成分と銅の成分との合計が５０ａｔ％以上であれば、酸化膜本来の特性が得られ、銅合金と封止樹脂６との密着性も良好となる。また、酸化膜は主にＣｕＯとＣｕ_２Ｏで構成されるが、酸化膜の膜厚が１００ｎｍより厚くなると、膜質が脆いＣｕ_２Ｏの膜厚が厚くなるため、封止樹脂６が銅合金から剥離しやすくなるが、酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以下であれば、銅合金と封止樹脂６との密着性も良好となる。

以下、酸性・還元性ガス雰囲気中で加熱を行った場合の銅合金フレーム（ヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂに相当）の表面状態の測定結果、および銅合金フレームと封止樹脂との界面剥離率の測定結果を説明し、銅合金フレームと封止樹脂との密着性向上の効果を明らかにする。図４に、加熱処理条件別に測定した銅合金フレーム表面の防錆皮膜および酸化膜の膜厚の測定結果を示す。図４において、横軸は、加熱処理条件で、縦軸は、防錆皮膜厚（単位ｎｍ）または酸化膜厚（単位ｎｍ）である。実験に用いた銅合金フレームは、事前にＢＴＡを主成分とする防錆皮膜が形成されたものである。

加熱処理条件は、ＢＴＡ系防錆剤が塗布された銅合金フレームを酸性・還元性ガス（３重量％のギ酸を含む窒素ガス）雰囲気中で、３分、５分、１５分、３０分間加熱処理した場合と、比較のために、窒素ガス雰囲気中で３分加熱処理した場合の５条件である。また、参考として加熱処理前に相当する未処理の場合についても示した。図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）は、それぞれ加熱温度が１５０℃、１８０℃、２５０℃の場合の結果である。膜厚の測定は、製造ロットの異なる銅合金フレーム２０枚に対して、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）によるデプスプロファイルモードにて行った。防錆皮膜の膜厚は、窒素と銅との光電子強度比を用いて算出し、酸化膜の膜厚は、酸素と銅との光電子強度比を用いて算出した。図４と後述の図５において、各条件毎に示したエラーバーは２０枚の銅合金フレームでの測定結果の最大・最小を示し、「△」、「◇」等の記号は各条件毎の平均値を示す。

図５に、加熱処理条件別の封止樹脂の界面剥離率を示す。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、それぞれ加熱温度が１５０℃、１８０℃、２５０℃の場合の結果である。界面剥離率は、単位面積当たりの封止樹脂が剥離している面積の割合を示す値である。この界面剥離率によって、銅合金フレームと封止樹脂との密着性がわかる。封止樹脂は、日立化成工業（株）製ＣＥＬ−４６５０を用いた。銅合金フレーム表面に直径３ｍｍのプリンカップ形状に、トランスファモールド装置で成形したものを、プッシュプルテスタ（アイコーエンジニアリング（株）製ＲＸ−２０）を用いて１ｍｍ／ｓｅｃの定速で横荷重をかけ、せん断破壊したときの破壊面における界面剥離の面積率で比較した。界面剥離率３０％以下であれば、実用上問題がないレベルであり、界面剥離率３０％が密着性基準となる。界面剥離率３０％を満足するためには、防錆皮膜の膜厚がほぼ０ｎｍであり、酸化膜の膜厚が１００ｎｍ以下である必要がある。

図４（ａ）、図５（ａ）より、酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱条件１５０℃以上の場合、加熱時間に関係なく、銅部材表面の防錆皮膜は平均１５０ｎｍで、界面剥離率がほぼ１００％であり、銅合金フレームと封止樹脂とが密着しにくい条件であることがわかる。これに対して、図４（ｂ）、図５（ｂ）より、酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱条件１８０℃、５分以上の場合、銅部材表面の防錆皮膜は０ｎｍであり、銅部材表面の酸化膜は１００ｎｍ以下であり、界面剥離率が３０％以下であり密着性基準を満足している。また、図４（ｃ）、図５（ｃ）より、酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱条件２５０℃以上、３分以上の場合、銅部材表面の防錆皮膜は０ｎｍであり、銅部材表面の酸化膜は１００ｎｍ以下であり、界面剥離率が３０％以下であり密着性基準を満足している。つまり、酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱条件１８０℃以上かつ５分以上の場合、または２５０℃以上かつ３分以上の場合、銅部材表面の防錆皮膜は０ｎｍであり、銅部材表面の酸化膜は１００ｎｍ以下であり、界面剥離率が３０％以下であり銅合金フレームと封止樹脂との密着性基準を満足している。一方、窒素ガス雰囲気中で加熱した場合では、加熱温度（１５０℃、１８０℃、２５０℃）に関係なく、防錆皮膜が残存しており、界面剥離率がほぼ１００％であり、銅合金フレームと封止樹脂とが密着しにくい条件であることがわかる。

以上のように、酸性かつ還元性ガス雰囲気中にて１８０℃以上の温度で実装体を５分間以上加熱し、実装体と封止樹脂とを封止することによって、実装体を構成する銅合金と封止樹脂との界面に膜厚が１００ｎｍ以下で、かつ、酸素および銅の成分が５０ａｔ％以上の酸化銅のみを介在させ、銅合金を防錆するための防錆皮膜を介在させないことができる。また、酸性・還元性ガス雰囲気中での加熱工程によって、実装体における銅合金であるヒートスプレッダ１およびリードフレーム２ａ，２ｂの表面では、ＢＴＡ系防錆皮膜および／または防錆剤と銅の反応層が分解・除去されるとともに、酸化膜が還元されて５ｎｍ以下にすることもできる。このような製造方法によって、銅合金と封止樹脂との界面に密着性を阻害する防錆剤、防錆剤と銅合金との反応層、脆弱な構造に成長した酸化膜がなくなるので、銅合金と封止樹脂との密着性にすぐれた信頼性の高い半導体装置を得ることができる。また、銅合金表面の酸化膜および防錆剤皮膜を管理するための特殊な設備や工程を必要とせず、封止樹脂との密着性にすぐれた表面状態にある実装体を得ることができる。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態１におけるパワー半導体装置の製造工程を示すフロー図である。銅合金であるリードフレームを加熱した直後に、酸素を含有するドライガスに実装体を暴露する工程を含む点が実施の形態１と異なる。図６に示すように、酸性・還元性ガス雰囲気中でヒートスプレッダ１およびパワー半導体素子４とリードフレーム２ｂとを加熱し、接合材３ｂを介して接合する工程の直後に、酸素を含み水分量５００ｐｐｍ以下の酸素ガス（ドライガス）に暴露する工程が追加されている。

図７に、加熱処理条件および酸素ガス暴露工程の有無に対する、金属部材である銅合金フレーム表面に形成される酸化膜の膜厚、酸化膜の膜中成分（酸素および銅の成分濃度）、および銅合金フレームと封止樹脂との密着性を表す界面剥離率を測定した結果を示す。なお、酸素および銅の成分濃度は、酸化膜中に含まれる酸素と銅とを合わせた成分濃度を示すものであり、単位はａｔ％である。銅合金フレームとして、ＢＴＡ系防錆剤が塗布された無酸素銅とＣｕ−０．５ｗｔ％Ｓｎ合金とを準備し、それぞれ３重量％のギ酸を含む窒素ガス中で、１５０℃または１８０℃で１５分加熱した後、直ちに水分量５００ｐｐｍ以下の５０ａｔ％酸素・５０ａｔ％窒素の乾燥ガスに置換してから大気中で保管した。

膜厚の測定は、実施の形態１と同様に、製造ロットの異なる銅合金フレーム２０枚に対して、Ｘ線光電子分光分析法（ＸＰＳ）によるデプスプロファイルモードにて行った。併せて、ワイドスキャンモードにおいて各検出成分（Ｃ，Ｎおよび合金成分）の成分比を測定した。図７より、１８０℃で加熱後に酸素を含む乾燥ガスに暴露したものが、加熱後直ちに大気暴露したものに比べて銅合金フレームと封止樹脂との密着性に優れ、このときの酸化膜には酸素および銅の成分濃度が５０ａｔ％以上（酸素および銅以外の他成分の濃度が５０ａｔ％以下）である条件を満たしている。一方、Ｓｎを含有するＣｕ−０．５ｗｔ％Ｓｎ合金については、１８０℃で１５分加熱しても、界面剥離率（平均値）が３０％程度と高めであり、無酸素銅に比べて封止樹脂との密着性が良くないことがわかる。

以上のように、金属部材を酸性・還元ガス中で１８０℃以上かつ５分以上加熱した直後に、酸素を含み水分量５００ｐｐｍ以下のドライガスに暴露する工程を加えて、金属部材である銅合金と封止樹脂とを封止することによって、大気に暴露する前に酸素と接触させて銅合金表面に酸化膜を形成することができるので、さらに、金属部材と封止樹脂との密着性にすぐれた信頼性の高い半導体装置を得ることができる。

なお、実施の形態１、２では、接合材３としてはんだを用いる場合について説明したが、接合材３として銀ナノペーストを用いてもよい。銀ナノペーストを用い、３重量％のギ酸を含む窒素ガス中で、１８０℃で１５分加熱した後に水分量５００ｐｐｍ以下の５０ａｔ％酸素５０ａｔ％窒素混合ガスに置換して３００℃で１５分焼成した場合、銀ナノペーストと封止樹脂との密着強度は大気中で焼成したときの１．５倍となり、封止樹脂との密着性基準を満足することがわかっている。

１ヒートスプレッダ、２ａ，２ｂリードフレーム、３ａ，３ｂ接合材、４パワー半導体素子、５ボンディングワイヤ、６封止樹脂、７パワー半導体装置。

Claims

銅合金製の金属部材に半導体素子を搭載した実装体を封止樹脂によって封止して形成した半導体装置であって、
前記金属部材と前記封止樹脂との界面に、膜厚が１００ｎｍ以下で、かつ、酸素および銅の成分濃度が５０ａｔ％以上の酸化膜が介在し、前記金属部材を防錆するための防錆皮膜が介在しないことを特徴とする半導体装置。
銅合金製の金属部材に半導体素子を搭載した実装体を封止樹脂によって封止して形成した半導体装置の製造方法であって、
前記実装体を前記封止樹脂によって封止する封止工程と、
前記封止工程の前に、酸性かつ還元性を有するガス雰囲気中にて１８０℃以上の温度で前記実装体を５分間以上加熱する加熱工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
前記封止工程の前に、前記加熱工程に続いて水分濃度が５００ｐｐｍ以下の酸素含有ガス雰囲気中に前記実装体を暴露する工程を備えることを特徴とする請求項２記載の半導体装置の製造方法。
前記加熱工程によって、前記金属部材の表面に形成される防錆皮膜の膜厚がほぼゼロになることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の半導体装置。