JP3324326B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体チップと基材
とを金属で接合して封止する半導体装置に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】図11は従来の半導体装置を示す断面図
であり、図において、1は例えばケイ素からなる半導体
チップ、2は例えばアルミナセラミックパッケージのよ
うな基材、3は半導体チップ1と基材2とを接合してい
る接合金属で例えば組成が95%Pb−5%Snのはん
だ合金、4は半導体チップ1と外部とを電気的に接続す
るリード、5は半導体チップ1の端子とリード4を電気
的に接続するボンディングワイヤである。このような半
導体装置は、例えば三菱電機株式会社半導体事業本部刊
「三菱データブック アイシー パッケージズ(MITSUB
ISHI DATA BOOK IC PACKAGES)」(1989年10月発
行)に記載されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は以
上のように構成されているので、半導体チップ1のSi
と接合金属3のはんだ合金、あるいはこのはんだ合金と
基材2のアルミナとの熱膨張係数が大きく相異するた
め、半導体装置を動作中にこれ自身から発生する熱や半
導体装置が設置される環境の温度変化などによって、半
導体チップ1と基材2との接合部に熱応力が生じ、これ
によって接合部の接合金属3であるはんだ合金に亀裂6
が発生・伝播し、最終的には半導体装置の破壊に至ると
いう問題点があった。
【0004】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、半導体チップと基材との接合部
に亀裂が生じても、元通りに修復することができる接合
部を備える半導体装置を得ることを目的とする。
【0005】また、この発明は、上記亀裂修復のための
加熱中に半導体装置に振動などの外力が作用しても、半
導体チップがずれたり移動することがなく、またボンデ
ィングワイヤが切断することがない半導体装置を得るこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体装置は、金属のうち中央部の貫通部分が融点が18
3℃以上の高融点接合金属で、この部分以外が融点が1
83℃未満の接合金属で構成され、半導体チップが、不
活性ガスおよび接合金属に接して配置される還元性物質
のうち少なくとも何れか一方とともに封止されたもので
ある。
【0007】請求項2の発明に係る半導体装置は、貫通
部分以外の部分の接合金属を鉛、錫、ビスマス、インジ
ウムもしくはアンチモンを主成分とするものまたはこれ
らの金属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主成分
とするものとし、貫通部分の高融点接合金属を鉛、錫、
インジウム、アンチモン、銀、金、白金、パラジウム、
ケイ素もしくはアルミニウムを主成分とするものまたは
これらの金属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主
成分としたものである。
【0008】請求項3の発明に係る半導体装置は、金属
の貫通部分における接合面に平行な面積を、接合面の全
面積の0.1%以上としたものである。
【0009】請求項4の発明に係る半導体装置は、不活
性ガスを、窒素、二酸化炭素、希ガス、水素もしくは一
酸化炭素またはこれらのガスのうち少なくとも二種以上
を含む混合ガスとし、還元性物質を、有機酸系フラック
スもしくはポリマー系フラックスまたはこれらの物質の
混合物を主成分としたものである。
【0010】請求項5の発明に係る半導体装置は、酸素
吸着剤もしくは水蒸気吸着剤またはこれらの吸着剤の両
方が半導体チップとともに封止されたものである。
【0011】請求項6の発明に係る半導体装置は、基材
の内壁がチタン被覆されたものである。
【0012】請求項7の発明に係る半導体装置は、基材
または半導体チップが加熱装置を備えたものである。
【0013】
【作用】請求項1の発明における半導体装置は、接合
属のうち中央部の貫通部分の融点を183℃以上、この
部分以外の融点を183℃未満とし、半導体チップが、
不活性ガスやこの接合金属に接して配置される還元性物
質とともに封止されていることにより、この貫通部分以
外の部分の接合金属に亀裂などの故障が生じても、18
3℃未満の温度に加熱して、この貫通部分は溶融させず
に貫通部分以外の部分の接合金属を溶融させることによ
って、この亀裂を修復できる。
【0014】請求項2の発明における半導体装置は、貫
通部分以外の部分の接合金属を鉛、錫、ビスマス、イン
ジウムもしくはアンチモンを主成分とするものまたはこ
れらの金属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主成
分とするものとし、貫通部分の高融点接合金属を鉛、
錫、インジウム、アンチモン、銀、金、白金、パラジウ
ム、ケイ素もしくはアルミニウムを主成分とするものま
たはこれら金属のうち少なくとも二種以上を含む合金を
主成分とするものとしたことにより、金属による接合を
容易かつ確実とすることができる。
【0015】請求項3の発明における半導体装置は、金
属の貫通部分における接合面に平行な面積を接合面の全
面積の0.1%以上とすることにより、半導体装置に外
力が作用しても、半導体チップがずれたり移動しないよ
うにできる。
【0016】請求項4の発明に係る半導体装置は、不活
性ガスを、窒素、二酸化炭素、希ガス、水素もしくは一
酸化炭素またはこれらのガスのうち少なくとも二種以上
を含む混合ガスとし、還元性物質を、有機酸系フラック
スもしくはポリマー系フラックスまたはこれらの物質の
混合物を主成分とするものとしたことにより、接合金属
に生じた亀裂などの破面に酸化膜を存在させないように
できる。
【0017】請求項5の発明に係る半導体装置は、酸素
吸着剤もしくは水蒸気吸着剤またはこれらの吸着剤の両
方が半導体チップとともに封止されていることにより、
封止された空間に酸素や水蒸気を含む外気が侵入して
も、これらの吸着剤によって吸着されるために接合金属
に生じた亀裂などの破面に酸化膜を存在させないように
できる。
【0018】請求項6の発明における半導体装置は、基
材の内壁がチタン被覆されていることにより、半導体チ
ップが封止された空間に酸素を含む外気が侵入しても、
チタンによって酸素が吸着されるために接合金属に生じ
た亀裂などの破面に酸化膜を存在させないようにでき
る。
【0019】請求項7の発明に係る半導体装置は、基材
または半導体チップに加熱装置を備えることにより、半
導体装置が実装されている基板全体を加熱しないで接合
金属の亀裂部分を溶融することができる。
【0020】
【実施例】実施例1. 以下、この発明の一実施例を図について説明する。図1
はこの発明の実施例1による半導体装置を示す断面図で
ある。従来のものと同一符号は同一または相当部分を示
すので説明を省略する。図において、7は半導体チップ
1と基材2とを接合する融点が183℃未満の接合金属
であり、例えば、組成が49%Sn−41%Pb−10
%Biで融点が166℃のはんだ合金が用いられる。8
は半導体チップ1が封止された空間に満たされた不活性
ガスであり、例えばアルゴンガスなどの希ガスが用いら
れる。なお、この融点が183℃未満の接合金属7と半
導体チップ1との接合面、ならびにこの接合金属7とセ
ラミックの基材2との接合面にはそれぞれメタライズ処
理を施した。
【0021】次に動作について説明する。融点が166
℃である接合金属7を有する半導体装置を繰り返し動作
させたところ、接合金属7に熱応力による亀裂6が発生
した。そこで、半導体装置全体を170℃の温度に設定
したリフロー炉装置中で加熱し、上記接合金属7を溶融
させた。この半導体装置は通常用いられているものと同
様に、融点が183℃のSn−Pb共晶はんだで基板に
実装されているため、この実施例1のように183℃未
満の温度で加熱した場合には実装接合部が破壊されるこ
とはない。このようにして、溶融した亀裂6周辺部の接
合金属7は流動性を有するために亀裂6を充填し、接合
金属7は亀裂6が発生する前の状態に修復された。ま
た、この接合金属7は不活性ガス8が満たされた空間に
封止されているので、亀裂6の破面は酸化されることが
なく清浄であるため、亀裂6は容易に接合される。
【0022】このように、この実施例1によれば、半導
体チップ1と基材2を接合する接合金属7の融点を18
3℃未満とすることにより、半導体装置をこの温度未満
で接合金属の融点以上に加熱するだけで、実装接合部分
を損傷することなく接合金属7に発生した亀裂6を修復
することができる。なお、半導体チップ1としてはケイ
素に限られるものではなくガリウムヒ素などの化合物半
導体でもよく、また基材2がアルミナ以外のセラミック
ス、金属、樹脂またはケイ素などによって構成されてい
ても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0023】上記は不活性ガスが封止された場合を示し
が、図2に示すように、不活性ガスを封止するととも
に還元性物質9を接合金属7に接して配置してもよく、
上記と同様の効果を奏することができる。なお、このよ
うな還元性物質としては、例えば有機酸系フラックスで
ある粘着性の活性ロジンが用いられる。半導体装置を繰
り返し動作させることによって、接合金属7に亀裂6が
発生した半導体装置を、上記と同様に加熱して接合金属
7を溶融させた。ここで、まずこの接合金属7が溶融す
る前に、加熱によって固体状の還元性物質9である活性
ロジンが溶融し流動性を得て亀裂6に侵入し、亀裂6の
破面を覆ってこれを積極的に還元した。次いで、溶融し
た接合金属7が亀裂6を充填し始め、亀裂6の破面を覆
っている還元性物質9を接合金属7から排斥するため、
亀裂6に侵入した還元性物質9は、溶融した接合金属7
中からこの外部へ押し出される。このようにして、亀裂
6が修復できた。
【0024】このように、還元性物質9が亀裂6の破面
を積極的に還元するため、不活性ガス8のみによって酸
化を防止するよりも更に容易かつ確実に亀裂6を修復で
きる。なお、不活性ガスとともに還元性物質9を用いた
が、不活性ガスを用いないで還元性物質9のみを接合金
属7に接して配置して用いても同様の効果が得られる。
【0025】上記では融点が183℃未満の接合金属7
として、49%Sn−41%Pb−10%Biの組成の
ものを用いたが、融点が183℃未満の金属であればこ
れに限られるものでなく、鉛、錫、ビスマス、インジウ
ムもしくはアンチモンを主成分としたものまたはこれら
の金属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主成分と
したものを用いてもよく、上記と同様の効果を奏するこ
とができる。なお、この「主成分としたもの」には、上
記金属単体および上記合金単体も含まれる。特に、多成
分の合金とすることによって所望の融点を得ることが可
能となる。
【0026】上記では、接合金属7として融点が183
℃未満の金属を用いたものについて示したが、図3に示
すように、金属のうち中央部の貫通部分が融点が183
℃以上の高融点接合金属で、この部分以外が融点が18
3℃未満の接合金属で構成されたものを用いてもよく、
上記と同様の効果を奏することができる。
【0027】図3において、15は半導体チップ1と基
材2とを接合する金属の中央部の貫通部分に配された融
点が183℃以上の高融点接合金属である。このような
高融点接合金属15としては、例えば95%Pb−5%
Snの組成で融点が310℃のはんだ合金が用いられ
る。半導体装置を繰り返し動作させることによって、接
合金属7に亀裂6が発生した半導体装置を、上記と同様
に加熱して接合金属7を溶融させた。この時の加熱温度
(170℃)は高融点接合金属15の融点(310℃)
以下であるので、中央部の高融点接合金属15は溶融し
ないため、上記と同様にして亀裂6が修復されるととも
に、高融点接合金属15によって半導体チップ1は基材
2に強固に接合されることになる。
【0028】このように、接合金属7に亀裂6などの故
障が生じても、高融点接合金属15の融点より低温であ
る183℃未満の温度に加熱して、高融点接合金属15
以外の部分の接合金属7を溶融させることによって、こ
の亀裂6を修復できるのは勿論のこと、この高融点接合
金属15が上記に比べて半導体チップ1と基材2をより
強固に接合しているため、亀裂6の修復のための加熱中
に、例えば半導体装置に振動などの外力が作用しても半
導体チップ1がずれたり移動することがなく、したがっ
て、ボンディングワイヤ5が切断するなどの不都合を防
止できる。
【0029】なお、半導体チップ1と基材2との接合部
に作用する熱応力は外周部において最大になるため、亀
裂6は必ず接合金属7の外周部から発生し、内部方向へ
と伝播する。したがって、亀裂6が接合部の中央部の高
融点接合金属15に到達しておらず、周囲の接合金属7
の中にのみ存在する間に上記の亀裂修復を行えば、上記
同様に亀裂6を完全に接合・修復することができる。
【0030】実施例2. 上記実施例1では、融点が183℃未満の接合金属7と
して49%Sn−41%Pb−10%Biの組成のもの
を用いたが、融点が183℃未満の金属であればこれに
限られるものでなく、鉛、錫、ビスマス、インジウムも
しくはアンチモンを主成分としたものまたはこれらの金
属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主成分とした
ものを用いてもよい。なお、この「主成分としたもの」
には、上記金属単体および上記合金単体も含まれる。ま
た、高融点接合金属15として95%Pb−5%Snの
組成で融点が310℃のはんだ合金を用いたが、融点が
183℃以上の金属であればこれに限られるものでな
く、鉛、錫、インジウム、アンチモン、銀、金、白金、
パラジウム、ケイ素もしくはアルミニウムを主成分とし
たものまたはこれらの金属のうち少なくとも二種以上を
含む合金を主成分としたものを用いてもよい。なお、こ
の「主成分としたもの」には、融点が183℃以上の上
記金属単体およびこれらの上記合金単体も含まれる。以
上のような金属類を用いることにより、上記実施例1
同様の効果を奏することができる。特に、多成分の合金
とすることによって所望の融点を得ることが可能とな
る。
【0031】ここで、半導体チップ1と基材2との接合
部の中央部に配された高融点接合金属15の接合面に平
行な面積の接合面の全面積に対する比率は、外部から1
000Gの衝撃が加えられた場合を想定すると以下の式
より、0.1%以上であることが望まれる。 半導体チップの密度 D=2.34×10-3(g/mm3 ) 半導体チップの厚さ T=1(mm) 半導体チップの面積 A=100(mm2 ) 高融点接合金属15の抗張力 S=2000(g/mm2 ) とすると、高融点接合金属15に加わる応力Fは、 F=D×T×A×1000=234(g) となり、この応力に耐え得る高融点接合金属15の面積
Bは、 B=F/S=0.1(mm2 ) となる。したがって、半導体チップ1の全面積に対する
高融点接合金属15の接合部の面積の比率Rは、 R=B/A=0.1(%) となる。
【0032】実施例3. 上記実施例1では、半導体チップ1の封止された空間に
アルゴンを満たした場合を示したが、不活性ガスであれ
ばこれに限られるものではなく、窒素、二酸化炭素、希
ガス、水素もしくは一酸化炭素またはこれらのガスのう
ち少なくとも二種以上を含む混合ガスを満たしてもよ
く、上記実施例1と同様の効果を奏することができる。
【0033】実施例4. 上記実施例1では還元性物質9として有機酸系フラック
スである活性ロジンを用いた場合を示したが、半導体チ
ップ1、基材2、ボンディングワイヤ5やリード4など
に対して腐食などの損傷を与えない物質であればよく、
有機酸系フラックス以外には、例えばポリマー系フラッ
クスを用いることができ、実施例1と同様の効果を奏す
ることができる。
【0034】実施例5. 上記実施例1では、接合金属7に発生した亀裂6の破面
の酸化を防止するのに、半導体チップ1が封止された空
間にアルゴンを満たした場合を示したが、図4に示すよ
うに酸素吸着剤を併用して用いてもよく、上記実施例1
と同様の効果を奏することができる。
【0035】図において、10は酸素吸着剤である。半
導体装置を繰り返し動作中に接合金属7に発生した亀裂
6を修復する方法は上記実施例1と同様であるが、基材
2の封止が不完全で、例えばアルゴンガス8が満たされ
た半導体チップ1が封止された空間に外気が侵入した場
合でも、酸素吸着剤10が酸素を優先的に消費し亀裂6
の破面の酸化を防止できる。したがって、この破面には
酸化膜が形成されず清浄に保持されるため、亀裂6は容
易に接合・修復することができる。
【0036】このように、この実施例5によれば、酸素
吸着剤10を用いることにより、実施例1よりも、亀裂
6の破面が清浄に保持されるため亀裂6の修復を容易に
行うことができる。なお、この実施例5では酸素吸着剤
を封止した場合について示したが、水蒸気吸着剤を用い
た場合や、酸素吸着剤と水蒸気吸着剤の両方を封止して
も同様の効果が得られることは言うまでもない。
【0037】実施例6. 上記実施例1では、接合金属7に発生した亀裂6の破面
の酸化を防止するのに、半導体チップ1が封止された空
間にアルゴンを満たした場合を示したが、これに加え
て、図5に示すように内壁をチタン被覆11した基材2
を用いてもよく、上記実施例1と同様の効果を奏するこ
とができる。
【0038】図において、11は基材2の内面に施され
たチタン被覆11であり、例えば真空蒸着によって形成
されたチタン膜が用いられる。半導体装置を繰り返し動
作中に、接合金属7に発生した亀裂6を修復する方法は
上記実施例1と同様である。基材2の封止が不完全で、
例えばアルゴンガス8が満たされた半導体チップ1が封
止された空間に外気が侵入した場合でも、チタン被覆1
1がゲッタリング効果によって酸素を吸着するため亀裂
6の破面の酸化を防止できる。したがって、この破面に
は酸化膜が形成されず清浄に保持されるため、亀裂6は
容易に接合・修復することができる。
【0039】このように、この実施例6によれば、チタ
ン膜11で被覆された基材2を用いていることにより、
上記実施例1よりも、亀裂6の破面が清浄に保持される
ため亀裂6の修復を容易に行うことができる。
【0040】なお、上記実施例1では、半導体装置を加
熱中に振動などの外力による半導体チップ1のずれや移
動、ならびにボンディングワイヤ5の切断などを防止す
るのに、接合金属7の中央部の貫通部分に融点が183
℃以上の高融点接合金属を用いた場合を示したが、図6
から図8に示すように、半導体チップ1を拘束する幾何
学的形状を内壁に備える基材を用いてもよく、実施例1
と同様の効果を奏することができる。
【0041】図において、12、13および14は半導
体チップ1を拘束する幾何学的形状を内壁に備える基材
である。この幾何学的形状は特に限定されるものではな
く、半導体チップ1を左右方向および上下方向から拘束
するものであればよい。半導体チップ1と基材2との隙
間は左右方向、上下方向ともに、例えば1mm以下に設
定されている。半導体装置を繰り返し動作中に接合金属
7に発生した亀裂6を修復する方法は上記実施例1と同
様であるが、接合金属7に発生した亀裂6を修復するた
めの加熱中に半導体装置に例えば振動などの外力が加え
られても、半導体チップ1は基材12、13または14
によってその動きを拘束される。
【0042】このように、基材の内壁の幾何学的形状を
半導体チップ1を拘束するようにしているため、上記
施例1のように高融点接合金属を用いることなく、半導
体チップ1のずれや移動を防止するとともに、ボンディ
ングワイヤ5が切断するなどの不都合を防止できる。
【0043】実施例7. 上記実施例1では、半導体装置を加熱するのにリフロー
炉装置を用いたが、図9に示すように加熱装置を備えた
基材2を用いてもよく、実施例1と同様の効果を奏する
ことができる。
【0044】図において、16は加熱装置であり、例え
ば薄膜ヒータ等を用いることができる。半導体装置を繰
り返し動作中に接合金属7に発生した亀裂6は、基材2
の内部に配された加熱装置16である薄膜ヒータによっ
て接合部を加熱することにより、接合金属7を溶融させ
て修復する。
【0045】このように、この実施例7によれば、例え
ば半導体装置が実装されている基板全体を加熱する必要
がなく、半導体装置のみを選択的に加熱することが可能
になるため、上記実施例1に比べて加熱に要するエネル
ギーが少なくてすむとともに装置をコンパクトにでき
る。なお、この実施例7では加熱装置16を基材2中に
設置した場合について示したが、半導体チップ1中に設
置しても同様の効果が得られる。
【0046】なお、上記実施例1から実施例7までの例
では、半導体チップ1の裏面全体を基材2に接合するい
わゆるダイボンディングの場合について示したが、図1
0に示すいわゆるフリップチップ接合の場合にも同様の
効果が得られる。
【0047】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
金属のうち半導体チップおよび基材との両接合面を含む
中央部の貫通部分が融点が183℃以上の高融点接合金
属で、この貫通部分以外の部分が融点が183℃未満の
接合金属で構成され、そして、半導体チップを不活性ガ
スまたは上記接合金属に接して配置される還元性物質の
うち少なくとも何れか一方とともに封止するように構成
したので、この貫通部分以外の部分の接合金属に亀裂な
どの故障が生じても、183℃未満の温度に加熱して、
この貫通部分は溶融させずに貫通部分以外の部分の接合
金属を溶融させることによって、この亀裂を修復でき
る。したがって、亀裂の修復のための加熱中に、例えば
半導体装置に振動などの外力が作用しても半導体チップ
がずれたり移動することがなく、ボンディングワイヤが
切断するなどの不都合を防止できる効果がある。
【0048】請求項2の発明によれば、貫通部分以外の
部分の接合金属を鉛、錫、ビスマス、インジウムもしく
はアンチモンを主成分とするものまたはこれらの金属の
うち少なくとも二種以上を含む合金を主成分とするもの
とし、貫通部分の高融点接合金属を鉛、錫、インジウ
ム、アンチモン、銀、金、白金、パラジウム、ケイ素も
しくはアルミニウムを主成分とするものまたはこれら金
属のうち少なくとも二種以上を含む合金を主成分とする
ものであるように構成したので、金属による接合を容易
かつ確実にできる効果がある。
【0049】請求項3の発明によれば、金属の貫通部分
における接合面に平行な面積を、接合面の全面積の0.
1%以上であるように構成したので、半導体装置に外力
が作用しても半導体チップがずれたり移動しないように
できるとともに、ボンディングワイヤ5が切断するなど
の不都合を防止できる効果がある。
【0050】請求項4の発明によれば、不活性ガスを窒
素、二酸化炭素、希ガス、水素もしくは一酸化炭素また
はこれらのガスのうち少なくとも二種以上を含む混合ガ
スとし、還元性物質を、有機酸系フラックスもしくはポ
リマー系フラックスまたはこれらの物質の混合物を主成
分とするものであるように構成したので、接合金属に生
じた亀裂などの破面に酸化膜を存在させないようにでき
るため、接合金属による接合を容易かつ確実にできる効
果がある。
【0051】請求項5の発明によれば、酸素吸着剤もし
くは水蒸気吸着剤またはこれらの吸着剤の両方を半導体
チップとともに封止するように構成したので、封止され
た空間に酸素や水蒸気を含む外気が侵入しても、これら
の吸着剤によって吸着されるために接合金属に生じた亀
裂などの破面に酸化膜を存在させないようにできるた
め、接合金属による接合を容易かつ確実にできる効果が
ある。
【0052】請求項6の発明によれば、基材の内壁がチ
タン被覆されているように構成したので、半導体チップ
が封止された空間に酸素を含む外気が侵入しても、チタ
ンによって酸素が吸着されるために接合金属に生じた亀
裂などの破面の酸化を防止できるため、接合金属による
接合を容易かつ確実にできる効果がある。
【0053】請求項7の発明よれば、基材または半導体
チップが加熱装置を備えるように構成したので、半導体
装置が実装されている基板全体を加熱しないで接合金属
の亀裂部分を溶融して接合金属に発生した亀裂を修復で
きる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施例1による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図2】 この発明の実施例1による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施例1による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図4】 この発明の実施例5による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図5】 この発明の実施例6による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図6】 半導体装置の構成を示す断面図である。
【図7】 半導体装置の構成を示す断面図である。
【図8】 半導体装置の構成を示す断面図である。
【図9】 この発明の実施例7による半導体装置の構成
を示す断面図である。
【図10】 この発明のフリップチップ接合による半導
体装置の構成を示す断面図である。
【図11】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 半導体チップ、2 基材、7 接合金属、8 不活
性ガス、9 還元性物質、10 酸素吸着剤、11 チ
タン被覆、15 高融点接合金属、16 加熱装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−283548(JP,A) 特開 昭61−125052(JP,A) 特開 平3−240256(JP,A) 特開 昭55−58051(JP,A) 特開 平4−206881(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 23/20

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体チップが金属によって基材に接合
    されている半導体装置において、上記金属のうち半導体
    チップおよび基材との両接合面を含む中央部の貫通部分
    が融点が183℃以上の高融点接合金属で、この貫通部
    分以外の部分が融点が183℃未満の接合金属で構成さ
    れ、上記半導体チップは、不活性ガスおよび上記接合金
    属に接して配置される還元性物質のうち少なくとも何れ
    か一方とともに封止されていることを特徴とする半導体
    装置。
  2. 【請求項2】 上記貫通部分以外の部分の接合金属は、
    鉛、錫、ビスマス、インジウムもしくはアンチモンを主
    成分とするものまたはこれらの金属のうち少なくとも二
    種以上を含む合金を主成分とするものであり、上記貫通
    部分の高融点接合金属は、鉛、錫、インジウム、アンチ
    モン、銀、金、白金、パラジウム、ケイ素もしくはアル
    ミニウムを主成分とするものまたはこれらの金属のうち
    少なくとも二種以上を含む合金を主成分とするものであ
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 上記金属の貫通部分における接合面に平
    行な面積は、接合面の全面積の0.1%以上であること
    を特徴とする請求項1または請求項2記載の半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 上記不活性ガスは、窒素、二酸化炭素、
    希ガス、水素もしくは一酸化炭素またはこれらのガスの
    うち少なくとも二種以上を含む混合ガスであり、上記還
    元性物質は、有機酸系フラックスもしくはポリマー系フ
    ラックスまたはこれらの物質の混合物を主成分とするも
    のであることを特徴とする請求項1から請求項3の何れ
    か1項記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 酸素吸着剤もしくは水蒸気吸着剤または
    これらの吸着剤の両方が半導体チップとともに封止され
    ていることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか
    1項記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 上記基材の内壁がチタン被覆されている
    ことを特徴とする請求項1から請求項5の何れか1項記
    載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 上記基材または上記半導体チップは、加
    熱装置を備えることを特徴とする請求項1から請求項6
    の何れか1項記載の半導体装置。
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