JPH02154452A

JPH02154452A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH02154452A
Application number: JP30784288A
Authority: JP
Inventors: Koji Fujisaki; 藤崎　康二; Shunichi Numata; 俊一沼田; Akio Nishikawa; 西川　昭夫; Susumu Era; 恵良　進
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1988-12-07
Publication date: 1990-06-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体装置に係り、特に、耐熱性及び耐湿性
に優れた樹脂封止型半導体装置に関する。

〔従来の技術〕

従来から素子の表面にポリイミド樹脂、あるいは、芳香
族エーテルアミドの保護コートを施した半導体装置は知
られていた（特公昭６１−３７７８６号公報）しかし、芳香族エーテルアミド樹脂は、一般に、素子と
の接着性が悪く、特に、吸湿時に接着はく離を生しやす
いため、セラミック封止型と違って本質的に水を透過す
る樹脂封止型半導体装置では、耐湿性の良くないことが
大きな問題であった。吸湿時の接着はく離を生じないよ
うにカップリング剤処理などをあらかじめ施すことは、
接着に関する限り、ある程度有効である。しかし、カッ
プリング剤処理をしても、まだ、エーテルアミド樹脂が
透湿性、吸湿率が大きいことなど耐湿性は十分でなく、
アルミ配線など素子の腐食性部分が水分により断線した
り、リーク電流が吸湿時に増大するなどの問題があった
。

また、多層配線構造の半導体装置に於ける層間絶縁膜に
も、従来、エーテルアミド樹脂が用いられている。しか
し、メモリなどの半導体装置では、電気的な動作速度の
一層の向上が要求されているため、従来のポリアミド樹
脂では誘電率を低減させるのに限界がある。また、同様
の多層配線構造では、層間絶縁膜の平坦化が、高集積度
化を信頼性の高いものとする上で、極めて重要である。

しかし、従来の芳香族エーテルアミド樹脂は、ケ１〜ン
類などの汎用溶媒に殆んど溶解しないばかりか、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンなどの極性溶媒にも数十％程度の
溶解性しか示さず、絶縁膜の平用化を達成することがむ
ずかしく、半導体装置の高東積度化を図る上での大きな
課題となっている。

〔発明が解決しようとする課題〕本発明の目的は、素子との適合性が良く、耐湿試験でリ
ーク電流の増大が少なく、腐食断線等の問題も起り難く
、低誘電率化、並びに、絶縁膜の平坦化が可能な芳香族
ポリエーテルアミド樹脂コート樹脂封止型半導体装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、一般式（１）（式（Ｔ）中、Ｒ１−Ｒ４は水素、低級アルキル基、低
級弗素化アルキル基、塩素、臭素を示し、互いに同じで
あっても異なっていてもよい。）で示される含弗素芳香
族ポリエーテルアミド樹脂で素子表面をコートすること
を要点とする半導体装置である。

〔作用〕

このコート膜の厚さは、１〜３００μｍ程度に選ばれる
。その後、成形材料でモールドされ後者のモールド樹脂
の厚さは一般に、０．５〜５　＋１１ｎ程度に選ばれる
。

含弗素芳香族ポリエーテルアミド樹脂の厚さは。

半導体装置がメモリの場合、３５μｍ以上に選へば、α
線によるソフトエラーを防ぐためにも有効である。この
際、ウラン、トリウムの含有量が０．１ｐｐｂ以下にな
るように精製すれば含弗素芳香族ポリエーテルアミド樹
脂自身からのα線の発生は実際上問題にならない。精製
はモノマや溶媒を再結晶、昇華、蒸留などによって精製
するのが便利である。

また、耐湿試験時の腐食、リークなどを少なくするため
、ナトリウムの含有量は１ｐ、ｐｍ以下になるように精
製するが、この精製と同じ工程で行うことが可能である
。

一般式（１）で示される含弗素芳香族ポリエーテルアミ
ド樹脂は、エーテル結合の含弗素芳香族ジアミンと芳香
族ジカルボン酸シバライドとから合成できφ。芳香族ジ
カルボン酸シバライドとして、テレフタル酸シバライド
とイソ、フタル酸シバライドを併用することを特徴とし
、テレフタル酸シバライドは、例えば、テレフタル酸ジ
クロライド、テレフタル酸ジブロマイドなど、また、イ
ソフタル酸シバライドはイソフタル酸ジクロライド、イ
ソフタル酸ジブロマイドなどが代表例として挙げられる
。

含弗素芳香族ジアミンの具体例を挙げると、２゜２−ビ
ス（１−、（４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキサ
フロロプロパン、２，２−ビス〔３メチル−４−（４−
アミノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパン、
２，２−ビス［３−トリフロロメチル−４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパン、２，
２−ビス〔３−クロロ−４−（４−アミノフェノキシ）
フェニル〕へキサフロロプロパン、２．２−ビス〔３−
ブロモ−４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキ
サフロロプロパン、２，２−ビス〔３−エチル−４−（
４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパ
ン、２，２−ビス〔３−プロピル−４−（４−アミノフ
ェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパン、２，２−
ビス〔３−イソプロピル−４−（４−アミノフェノキシ
）フェニル〕へキサフロロプロパン、２，２ビス〔３−
ブチル−４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキ
サフロロプロパン、２，２−ビス［３−ｓｅａ−ブチル
−４−（４−アミノフェノキシ）フェニル］へキサフロ
ロプロパン、２，２−ヒス［３，５−ジメチル−４−（
アミノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパン、
２，２〜ヒス〔３，５−ジＩ−リフロ口メチル−４−（
４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパ
ン、２．２−ビス〔３，５−シクロロー４−（４−アミ
ノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロパン、２，
２−ビス〔３，５−ジブロモ−４−（４アミノフエノキ
シ）フェニル〕へキサフロロプロパン、２，２−ビス〔
３−クロロ−４−（４アミノフエノキシ）−５−メチル
フェニル〕へキサフロロプロパンなどがある。また、１
，１−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕
へキサフロロプロパン、１，１−ビス〔３，５−ジメチ
ル−４，−（４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキサ
フロロプロパン、１，１−ビス（３，５ジブロモ−４−
（４−アミノフェノキシ）フェニル〕へキサフロロプロ
パンなどを併用することもてきる。

本発明の含弗素芳香族ポリエーテルアミド樹脂は、通常
の溶媒、例えば、シクロヘキサノン、アセ１ヘフエノン
、ｐ−メ１−キシアセ１ヘフエノン、Ｎ。

Ｎ−ジメチルホルムアミ１〜、Ｎ、Ｎ−ジメチルアセ１
〜アミド、Ｎ、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチル
スルホキシ１く、ヘキサメチルホスホルアミ１−、テｌ
〜ラメチル尿素、二ｌ−ロヘンゼン、キノリン、ピリジ
ン、アセｌ〜ン、メチルエチルケ１〜ン、エチルセロソ
ルブなどに溶解して樹脂溶液の形態にし、これを素子に
塗布して、２００〜３５０℃程度で数時間焼伺ける。そ
の後、エポキシ樹脂、シアリルフタシー１〜樹脂、フェ
ノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂
などの成形イ４料で注型、１ヘランスフア成形、射出成
形、流動浸漬法などにより０．５〜５■冊程度の厚さに
モフルドされる。

このように、一般のポリイミ１〜で保護ロー１〜した場
合や保護コートなしで樹脂封止した場合に比べ、耐湿性
の優れた半導体装置が得られる。

また、半導体装置の電気動作の高速化、信頼性の高い高
集積度化、あるいは、ソフ１へエラーに対する対策が可
能となる。

〔実施例〕

以下に実施例を示す。

〈実施例１〉２．２−ビス（４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕へキサフロロプロパン１モルにテレフタル酸ジクロラ
イト０．５　モルとイソフタル酸シクロライド０．５　
モルを加えて反応させ芳香族ポリエーテルアミド樹脂を
得た。このポリマをシクロヘキサノンに溶解して不揮発
分１５％のワニスを得た。

これを、第１図に示すように、ＭＯ８型４０ピンＬＳＩ
２に塗布し、１００　”Ｃ１−時間、２００℃、異時間
加熱して、厚さ５μｍの芳香族ポリエ−チルアミド５を
素子表面に形成した。

その後、エポキシ樹脂成形材料６でトランスファ成形し
て封止した。なお、図中］はタブ、３はツー１〜線、４
はワイヤである。

この半導体装置の８０°Ｃ２９０％ＲＨ１−千時間後の
故障率は０％と優れていた。

〈比較例］〉４．４′−ジアミノジフェニルエーテル０．１モルと無
水ピロメリット酸０．１　　モルをＮ−メチル−２−ピ
ロリＩ・ン中で反応させ、不揮発分１５％を得た。

これを実施例１と同様に素子表面に厚さ４μｍにローＩ
〜したのち、樹脂封止した半導体装置の同条件下の故障
率は、（２６％）であった。不良品を解体してみると、
コート膜は素子との界面で大部分はく離しており、素子
のアルミ配線はこのはく雌部分やはく離していない部分
でも、至るところ腐食していた。

〈実施例２〉２．２−ビス（４−（／ｌ−アミノフェノキシ）フェニ
ル〕へキサフロロプロパン１モルにテレフタル酸０．２
　　モルとイソフタル酸ジクロライト０．８　モルを加
えて反応させ芳香族ポリエーテルアミド樹脂を得た。こ
のポリマをＮ−メチル−２ピロリドンに溶解して不揮発
化分１０％のワースを得た。

これを、ＭＯＳ　　ＲＭ型１６にビットのメモリ素子に
塗布し、１００℃、−時間、２００℃、二時間加熱して
厚さ６０μｍの芳香族ポリエーテルアミド樹脂を形成し
た。

その後、エポキシ樹脂成形材料でトランスファ成形した
。

このメモリのソフトエラー率は、３０フイツ１−（１フ
イツトは一個の素子、１０９時間当り一回のエラーが起
ることを示す単位）であった。

また、このメモリの８０℃、９０％ＲＩ−１、−千時間
後の不良率は０％と優れていた。

〈比較例２〉実施例２の含弗素芳香族ポリエーテルアミ１へ樹脂コー
トを施さずに、エポキシ樹脂で封止した。

このメモリのソフトエラー率は、４５，０００フイツト
であった。また、８０’Ｃ１９０％ＲＨ２−千時間後の
不良率は（５％）であった。

〈実施例３〉２．２−ビス［４−（４−アミノフェノキシ）フェニル
〕プロパン１モルにテレフタル酸０．８モルとイソフタ
ル酸ジクロライド０．２　　モルを加えて反応させ、芳
香族ポリエーテルアミド樹脂を得た。このポリマをアセ
トフェノンに溶解して不揮発分１５％のワニスを得た。

これを実施例２と同様にコート（ただし、厚さは４０μ
ｍ）し、エポキシ樹脂で封止したメモリのソフトエラー
率は、４０フイツトであった。また、８０℃、９０％、
−千時間後の不良率は０％と優れていた。

〈実施例４〉実施例１〜３で得られたワニスを用いて、厚さ５０μｍ
のフィルムを作製した。硬化処理は１００℃、−時間２
００℃、１時間である。このフィルムを用いて誘電率を
測定した結果は下記の通りである。また、比較例、及び
、ＰＩＱは３５０℃で０．５　時間処理したフィルムで
ある。

実施例１：誘電率＝３．１　実施例２：誘電率３．２　
実施例３：誘電率＝３．２　比較例：誘電率＝３．７　
　ＰＩＱフィルム：誘電率＝３．５〔発明の効果〕本発明によれば、樹脂封止型半導体の耐湿性が大幅に改
善される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の樹脂封止型半導体装置の断
面図である。１・・・タブ、２・・・半導体素子、３・・・リード線
、４ワイヤ、５・・・ポリエーテルアミド樹脂、６・・
成形樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】１、樹脂封止型半導体装置において、素子表面が一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼（Ｉ）（式中（Ｉ）中、Ｒ＿１〜Ｒ＿４は水素、低級アルキル
基、低級弗素化アルキル基、塩素、臭素を示し、互いに
同じであつても異なつていてもよい。）で示される含弗
素芳香族ポリエーテルアミド樹脂でコートされ、さらに
、成形材料樹脂で封止されていることを特徴とする半導
体装置。２、含弗素芳香族ポリエーテルアミド樹脂の厚さが１〜
３００μｍであることを特徴とする特許請求項第１項記
載の半導体装置。３、前記半導体装置がメモリであり、前記含弗素芳香族
ポリエーテルアミド樹脂の厚さが３５〜１００μｍであ
ることを特徴とする特許請求項第１項記載の半導体装置
。