JP2674670B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2674670B2 JP2674670B2 JP24267989A JP24267989A JP2674670B2 JP 2674670 B2 JP2674670 B2 JP 2674670B2 JP 24267989 A JP24267989 A JP 24267989A JP 24267989 A JP24267989 A JP 24267989A JP 2674670 B2 JP2674670 B2 JP 2674670B2
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- semiconductor device
- silicon compound
- organic silicon
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- Encapsulation Of And Coatings For Semiconductor Or Solid State Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 樹脂外装を施した半導体装置の製造方法に関し、 耐湿性を向上することを目的とし、 樹脂成形の終わった半導体素子を有機硅素化合物の蒸
気中におき、成形樹脂に有機硅素化合物を浸透させた
後、酸素プラズマ処理を行い、先に浸透した有機硅素化
合物を酸化硅素とすることを特徴として半導体装置の製
造方法を構成する。
気中におき、成形樹脂に有機硅素化合物を浸透させた
後、酸素プラズマ処理を行い、先に浸透した有機硅素化
合物を酸化硅素とすることを特徴として半導体装置の製
造方法を構成する。
本発明は耐湿性を向上した半導体装置の製造方法に関
する。
する。
IC,LSIなどの半導体集積回路素子のパッケージングと
して当初は金属ケースとガラス端子を用いるハーメチッ
クシールが使用されていたが、パッシベーション技術の
向上と封止樹脂の改良によって高信頼性を必要とする用
途に対しても樹脂パッケージが使用されるようになっ
た。
して当初は金属ケースとガラス端子を用いるハーメチッ
クシールが使用されていたが、パッシベーション技術の
向上と封止樹脂の改良によって高信頼性を必要とする用
途に対しても樹脂パッケージが使用されるようになっ
た。
こゝで、封止樹脂の必要条件は耐熱性と共に耐湿性が
優れていることである。
優れていることである。
封止用樹脂としてはエポキシ樹脂，シリコーン樹脂，
フェノール樹脂などが使用されてきたが、その中でもフ
ェノールノボラック樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂は
電気的特性，耐湿性、封止対象物に対する接着性などが
均衡して優れており封止用樹脂の主流となっている。
フェノール樹脂などが使用されてきたが、その中でもフ
ェノールノボラック樹脂を硬化剤とするエポキシ樹脂は
電気的特性，耐湿性、封止対象物に対する接着性などが
均衡して優れており封止用樹脂の主流となっている。
一方、半導体集積回路は殆どのものがシリコン（Si）
基板上に不純物注入（或いは拡散）技術，薄膜形成技
術，写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ或いは電子線リ
ソグラフィ）などを用いて形成されているが、ICよりLS
Iに、またLSIよりVLSIへと集積度が進むに従って単位素
子が小形化し、単位素子の電極間を結ぶ配線パターンの
最小幅は１μｍとなり、サブミクロン・パターンも実用
化されている。
基板上に不純物注入（或いは拡散）技術，薄膜形成技
術，写真蝕刻技術（フォトリソグラフィ或いは電子線リ
ソグラフィ）などを用いて形成されているが、ICよりLS
Iに、またLSIよりVLSIへと集積度が進むに従って単位素
子が小形化し、単位素子の電極間を結ぶ配線パターンの
最小幅は１μｍとなり、サブミクロン・パターンも実用
化されている。
こゝで、樹脂パッケージの必要条件は耐熱性と耐湿性
であり、耐湿性については半導体基板（ウエハ）上にIC
チップを多数形成した段階で、プラズマCVD法を用いて
窒化硅素（Si3N4）を膜形成するか、或いは二酸化硅素
（SiO2）を膜形成して厚さが2000〜3000Åのパッシベー
ション膜が作られている。
であり、耐湿性については半導体基板（ウエハ）上にIC
チップを多数形成した段階で、プラズマCVD法を用いて
窒化硅素（Si3N4）を膜形成するか、或いは二酸化硅素
（SiO2）を膜形成して厚さが2000〜3000Åのパッシベー
ション膜が作られている。
そして、各チップに分割した後、リードフレームに搭
載し、チップのボンディングパッドとリードフレームの
先端部とをワイヤボンデングにより回路接続を行った
後、樹脂封止が行われている。
載し、チップのボンディングパッドとリードフレームの
先端部とをワイヤボンデングにより回路接続を行った
後、樹脂封止が行われている。
一方、封止樹脂としてエポキシ樹脂を例にとると架橋
密度を低めた材料を用いたり、樹脂組成物の中に可撓性
付与材を添加したり，無機充填材を予めカップリング剤
で表面処理して弾性率を向上させ、これによりSi基板と
樹脂との熱膨張係数の違いにより生ずる応力を緩和する
などの方法が行われている。
密度を低めた材料を用いたり、樹脂組成物の中に可撓性
付与材を添加したり，無機充填材を予めカップリング剤
で表面処理して弾性率を向上させ、これによりSi基板と
樹脂との熱膨張係数の違いにより生ずる応力を緩和する
などの方法が行われている。
然しながら、これらの方法をもってしても耐湿性は充
分ではなく、高湿度の雰囲気中に放置する場合には湿気
の浸透によってパッドコロージョンによってボンディン
グワイヤの断線や導体線路の断線が起こり易く、信頼性
が低下することが問題であった。
分ではなく、高湿度の雰囲気中に放置する場合には湿気
の浸透によってパッドコロージョンによってボンディン
グワイヤの断線や導体線路の断線が起こり易く、信頼性
が低下することが問題であった。
以上記したように、半導体装置のパッケージとしては
パッシベーション技術の向上と封止用樹脂組成物の改良
によって樹脂封止が主流となっているが、それでも耐湿
性が充分ではなく、パッドコロージョンなどにより断線
障害が起こり易いことが問題である。
パッシベーション技術の向上と封止用樹脂組成物の改良
によって樹脂封止が主流となっているが、それでも耐湿
性が充分ではなく、パッドコロージョンなどにより断線
障害が起こり易いことが問題である。
上記の課題は樹脂モールドの終わった半導体素子を有
機硅素化合物の蒸気中におき、モールド樹脂に有機硅素
化合物を浸透させた後、酸素プラズマ処理を行い、先に
浸透した有機硅素化合物を酸化硅素（SiOx）とすること
を特徴として半導体装置の製造方法を構成することによ
り解決することができる。
機硅素化合物の蒸気中におき、モールド樹脂に有機硅素
化合物を浸透させた後、酸素プラズマ処理を行い、先に
浸透した有機硅素化合物を酸化硅素（SiOx）とすること
を特徴として半導体装置の製造方法を構成することによ
り解決することができる。
発明者は樹脂モールド品への湿気の侵入は微視的に観
察すると一様に起こるのではなく、樹脂と充填材などの
境界部に沿って選択的に生ずる点に着目した。
察すると一様に起こるのではなく、樹脂と充填材などの
境界部に沿って選択的に生ずる点に着目した。
すなわち、充填材としてシリカ，アルミナ，炭酸カル
シウムなどの無機材料が用いられており、これと樹脂成
分との接着性を良くするためにカップリング剤が用いら
れているが、一般に使用されている混合比は樹脂成分10
0重量部に対して充填材は400〜600重量部であり、カッ
プリング剤は２〜４重量部程度にすぎない。
シウムなどの無機材料が用いられており、これと樹脂成
分との接着性を良くするためにカップリング剤が用いら
れているが、一般に使用されている混合比は樹脂成分10
0重量部に対して充填材は400〜600重量部であり、カッ
プリング剤は２〜４重量部程度にすぎない。
また、樹脂組成物はその他に顔料，難燃剤，可撓性付
与剤などが加えられており、そのためトランスファ成形
によって生じた樹脂モールド品は微視的に観察すると粒
子間の接着が不充分の個所が数多く存在し、湿気はこの
隙間に沿って侵入し、終にはチップに到達するに違いな
いと考えた。
与剤などが加えられており、そのためトランスファ成形
によって生じた樹脂モールド品は微視的に観察すると粒
子間の接着が不充分の個所が数多く存在し、湿気はこの
隙間に沿って侵入し、終にはチップに到達するに違いな
いと考えた。
そこで、この隙間を塞ぐことにより耐湿性の向上を図
るものである。
るものである。
そして、この微小な隙間を塞ぐ方法としてシリル化技
術を使用する。
術を使用する。
こゝで、シリル化技術は多層レジスト法およびドライ
エッチングによる現像法において、ドライエッチングに
当たって選択比を向上するための方法であって、レジス
トに有機硅素化合物を拡散させた後、酸素（O2）プラズ
マにより酸化して酸化硅素（SiOx）とすることによりエ
ッチング耐性を向上する方法である。
エッチングによる現像法において、ドライエッチングに
当たって選択比を向上するための方法であって、レジス
トに有機硅素化合物を拡散させた後、酸素（O2）プラズ
マにより酸化して酸化硅素（SiOx）とすることによりエ
ッチング耐性を向上する方法である。
本発明は樹脂パッケージを有機硅素化合物の蒸気中に
置き、樹脂パッケージに存在する微小な隙間に有機硅素
化合物を浸透させた後、この樹脂パッケージをプラズマ
アッシャー中に入れ、O2プラズマ処理を行うことによっ
て、隙間に浸透している有機硅素化合物をSiOxに変えて
隙間の充填を行うものである。
置き、樹脂パッケージに存在する微小な隙間に有機硅素
化合物を浸透させた後、この樹脂パッケージをプラズマ
アッシャー中に入れ、O2プラズマ処理を行うことによっ
て、隙間に浸透している有機硅素化合物をSiOxに変えて
隙間の充填を行うものである。
なお、この処理を行うに当たって有機硅素化合物は樹
脂パッケージの隙間のみならず、全面に亙って付着して
おり、O2プラズマ処理により酸化されてSiOxに変るが、
これらは粉体であり、樹脂パッケージとの密着性が悪い
ために洗浄処理により容易に除去することができる。
脂パッケージの隙間のみならず、全面に亙って付着して
おり、O2プラズマ処理により酸化されてSiOxに変るが、
これらは粉体であり、樹脂パッケージとの密着性が悪い
ために洗浄処理により容易に除去することができる。
次に、この目的に使用する有機硅素化合物は分子量が
少なく、蒸気圧の高い材料がよく、シラン（SiH4），ヘ
キサメチルジシラザン，ジメチルメトキシシロキサンな
どが好ましい。
少なく、蒸気圧の高い材料がよく、シラン（SiH4），ヘ
キサメチルジシラザン，ジメチルメトキシシロキサンな
どが好ましい。
有機硅素化合物としてヘキサメチルジシラザン（略称
HMDS）を用いた。
HMDS）を用いた。
樹脂成形の終わった半導体パッケージをヒータを備え
た真空含浸容器の架台上にならべ、下にはHMDSを置き、
80℃に加熱すると共に約50torrに減圧した状態で、５時
間に亙って保持した。
た真空含浸容器の架台上にならべ、下にはHMDSを置き、
80℃に加熱すると共に約50torrに減圧した状態で、５時
間に亙って保持した。
次に、これらの半導体パッケージを円筒型のプラズマ
アッシャーに移し、O2圧力1.5torr,高周波印加電力700W
の条件で５分間に亙ってO2プラズマ処理を行い、HMDSを
酸化させた。
アッシャーに移し、O2圧力1.5torr,高周波印加電力700W
の条件で５分間に亙ってO2プラズマ処理を行い、HMDSを
酸化させた。
その後、従来と同様な方法によりリードのメッキを行
い、半導体装置が完成した。
い、半導体装置が完成した。
このようにして形成した本発明に係る半導体装置を従
来の方法で形成した半導体装置と共に恒温恒湿槽に入
れ、温度60℃，相対湿度90％の条件で1000時間に亙って
耐湿試験を行ったのち、分解して調べたところ、従来の
パッケージには顕著なパッドコロージョンが認められた
のに対し、本発明を実施したパッケージにはパッドコロ
ージョンを認めることはできなかった。
来の方法で形成した半導体装置と共に恒温恒湿槽に入
れ、温度60℃，相対湿度90％の条件で1000時間に亙って
耐湿試験を行ったのち、分解して調べたところ、従来の
パッケージには顕著なパッドコロージョンが認められた
のに対し、本発明を実施したパッケージにはパッドコロ
ージョンを認めることはできなかった。
本発明の実施により樹脂パッケージ構造をとる半導体
装置について耐湿性を向上することができ信頼性を向上
することができる。
装置について耐湿性を向上することができ信頼性を向上
することができる。
Claims (1)
- 【請求項１】樹脂成形の終わった半導体素子を有機硅素
化合物の蒸気中におき、成形樹脂に有機硅素化合物を浸
透させた後、酸素プラズマ処理を行い、先に浸透した有
機硅素化合物を酸化硅素とすることを特徴とする半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24267989A JP2674670B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24267989A JP2674670B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104243A JPH03104243A (ja) | 1991-05-01 |
| JP2674670B2 true JP2674670B2 (ja) | 1997-11-12 |
Family
ID=17092624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24267989A Expired - Lifetime JP2674670B2 (ja) | 1989-09-19 | 1989-09-19 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2674670B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2713396B1 (fr) * | 1993-11-30 | 1996-02-09 | Giat Ind Sa | Procédé d'encapsulation de composants ou de modules électroniques et composants ou modules électroniques encapsulés par ledit procédé. |
-
1989
- 1989-09-19 JP JP24267989A patent/JP2674670B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03104243A (ja) | 1991-05-01 |
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