JPH02281737A - Solder bump type semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は大電流を通電する半田バンプ型半導体装置に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a solder bump type semiconductor device that conducts a large current.
（従来の技術）
従来、数十アンペアの電流のスイッチングを行なう素子
として、大電力用トランジスタモジュールがある。この
大電力用トランジスタモジュールにおいて、半導体チッ
プと、外部端子が接続さ−れている端子台との接続は、
半導体チップ上のアルミニウム電極と、端子台との間に
、アルミニウム細線を超音波ワイヤボンディングするこ
とにより行われ、これを多数接続することにより、数十
アンペアの通電能力を得ていた。(Prior Art) Conventionally, there is a high-power transistor module as an element that switches a current of several tens of amperes. In this high power transistor module, the connection between the semiconductor chip and the terminal block to which external terminals are connected is as follows:
This was done by ultrasonic wire bonding of thin aluminum wires between the aluminum electrodes on the semiconductor chip and the terminal block, and by connecting a large number of these wires, a current carrying capacity of several tens of amperes was obtained.
しかしながら、このようなアルミニウム細線を超音波ワ
イヤボンディングにより、接続する方法であると、外部
回路の何等かの故障時、例えば数百アンペアの大電流が
流れた場合、この大電流によって、アルミニウム細線の
超音波ワイヤボンデイングされた部分が離れ、この離れ
た部分にアークが発生し、プラスチックケース内の温度
が高まり、プラスチックケースが爆発、飛散してしまう
ことがあった。However, if such thin aluminum wires are connected by ultrasonic wire bonding, if some kind of failure occurs in the external circuit, for example, if a large current of several hundred amperes flows, this large current will damage the thin aluminum wires. The ultrasonic wire bonded parts could separate, causing an arc to occur in the separated parts, increasing the temperature inside the plastic case, and causing the plastic case to explode and scatter.
そこで、これに対処するために、大電力用トランジスタ
モジュールに搭載される半導体チップと、端子台との電
気的接続にコネクタリードを用い、これと、半導体チッ
プ上に設けられた電極、および端子台とを半田付けにて
固着、接続する方法が考えられた。Therefore, in order to deal with this, a connector lead is used for electrical connection between the semiconductor chip mounted on a high-power transistor module and the terminal block. A method of fixing and connecting the two using soldering was devised.
以下、このようなコネクタリードを用い、半田付けにて
、半導体チップと、端子台とを電気的に接続した半田バ
ンプ型の大電力用トランジスタモジュールを、図面を参
照して説明する。Hereinafter, a solder bump type high power transistor module in which a semiconductor chip and a terminal block are electrically connected by soldering using such a connector lead will be described with reference to the drawings.
第１０図は、半田バンプ型の大電力用トランジスタモジ
ュールの断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a solder bump type high power transistor module.
第１０図には、半田バンプ型の大電力用トランジスタモ
ジュールのうち、大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジ
スタの例が図示されている。FIG. 10 shows an example of a high power npn bipolar transistor among the solder bump type high power transistor modules.
まず、第１０図に示すように、大電力用ｎｐｎ型バイポ
ーラトランジスタ半導体チップ５１には、ｎ型コレクタ
領域５２と、ｐ型ベース領域５３と、ｎ型エミッタ領域
５４とが形成されている。これらの各領域のうち、まず
、ｎ型エミッタ領域５４上には、これに接してエミッタ
電極５５−１が形成されている。このエミッタ電極５５
−１上には、半田バンプ５６が形成されている。この半
、田バンプ５６上には、エミッタコネクタリード５７−
１が形成されている。このエミッタコネクタリード５７
−１は、半田バンプ５６を介して、上記エミッタ電極５
５−１と接続されている。次に、ｐ型ベース領域５３上
には、これに接してベース電極５５−２が形成されてい
る。このベース電極５５−２上には、半田バンプ５６が
形成されている。First, as shown in FIG. 10, an n-type collector region 52, a p-type base region 53, and an n-type emitter region 54 are formed in a high-power npn-type bipolar transistor semiconductor chip 51. Among these regions, first, an emitter electrode 55-1 is formed on and in contact with the n-type emitter region 54. This emitter electrode 55
A solder bump 56 is formed on -1. On this half-field bump 56, an emitter connector lead 57-
1 is formed. This emitter connector lead 57
-1 is connected to the emitter electrode 5 through the solder bump 56.
It is connected to 5-1. Next, a base electrode 55-2 is formed on and in contact with the p-type base region 53. A solder bump 56 is formed on this base electrode 55-2.
この半田バンプ５６上には、ベースコネクタリード５７
−２が形成されている。このペースコネクタリード５７
−２は、半田バンプ５６を介して、上記ベースアルムニ
ウム電極５５−２と接続されている。次に、ｎ型コレク
タ領域５２には、これに接して、コレクタ端子台５８−
２が半田付は固着されている。このコレクタ端子台５８
−２は、他のエミッタ端子台５８−１、およびベース端
子台５８−３とともに、絶縁物６０の一方の面上に載置
されている。この絶縁物６０の一方の面上に、コレクタ
端子台５８−２とともに載置されているエミッタ端子台
５８−１は、上記エミッタコネクタリード５７−１と、
半田バンプ５６を介して接続されている。また、同様に
絶縁物６０上に載置されているベース端子台５８−３は
、上記ペースコネクタリード５７−２と、半田バンプ５
６を介して接続されている。これらの各端子台のうち、
まず、エミッタ端子台５８−１上には、さらに、エミッ
タ外部端子５９−１が接続されている。次に、コレクタ
端子台５８−２上には、さらに、コレクタ外部端子５９
−２が接続されている。次に、ベース端子台５８−３上
には、さらに、ベース外部端子５９−３が接続されてい
る。また、上記絶縁物６０の他方の面には、銅基板６１
が固着されている。この銅基板５１の周囲には、プラス
チックケース６２が配置され、絶縁物６０上に形成され
ている大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの周囲
を囲んでいる。この大電力用ｎｐｎ型バイポーラトラン
ジスタの周囲を囲んで配置されているプラスチックケー
ス６２内には、シリコン樹脂６３が充填されている。さ
らに、このシリコン樹脂６３の上部を、エポキシ樹脂６
４を注入硬化することにより封止されている。On this solder bump 56 is a base connector lead 57.
-2 is formed. This pace connector lead 57
-2 is connected to the base aluminum electrode 55-2 via a solder bump 56. Next, in contact with the n-type collector region 52, a collector terminal block 58-
2 is soldered and fixed. This collector terminal block 58
-2 is placed on one surface of the insulator 60 along with the other emitter terminal block 58-1 and base terminal block 58-3. The emitter terminal block 58-1 placed on one surface of the insulator 60 together with the collector terminal block 58-2 has the emitter connector lead 57-1 connected to the emitter terminal block 58-1.
They are connected via solder bumps 56. Further, the base terminal block 58-3, which is similarly placed on the insulator 60, connects the pace connector lead 57-2 and the solder bump 5.
6. Of each of these terminal blocks,
First, an emitter external terminal 59-1 is further connected to the emitter terminal block 58-1. Next, on the collector terminal block 58-2, a collector external terminal 59 is further provided.
-2 is connected. Next, a base external terminal 59-3 is further connected to the base terminal block 58-3. Further, a copper substrate 61 is provided on the other surface of the insulator 60.
is fixed. A plastic case 62 is placed around the copper substrate 51 and surrounds a high power npn bipolar transistor formed on the insulator 60. A silicone resin 63 is filled in a plastic case 62 disposed surrounding this high-power npn-type bipolar transistor. Furthermore, the upper part of this silicone resin 63 is covered with epoxy resin 6
4 and is sealed by injection hardening.
このような、従来の半田バンプ型大電力用トランジスタ
モジュールであると、半導体チップ５１内に存在してい
るエミッタ領域５４、およびベース領域５３に接続され
るエミッタ電極５５−１、およびベース電極５５−２と
、エミッタ端子台５８−１、およびベース端子台５８−
３との接続を、半田バンプ５６を介してコネクタリード
５７−１、および５７−２により行なっている。このコ
ネクタリードによる接続方法では、コネクタリード５７
−１、および５７−２に、十分な電流容量を持たせるこ
とができ、また、半田付は部分は容易に離れることがな
い。このことから、これらの接続が、アルミニウム細線
を、多数、超音波ワイヤボンディングにより行なってい
た際に発生していた、何等かの故障発生時に、数百アン
ペアの大電流が流れて超音波ワイヤボンディング接合部
が離れ、この離れた部分にアークが発生し、プラスチッ
クケースが爆発、飛散する恐れがなくなる。In such a conventional solder bump type high power transistor module, the emitter region 54 existing in the semiconductor chip 51, the emitter electrode 55-1 connected to the base region 53, and the base electrode 55- 2, emitter terminal block 58-1, and base terminal block 58-
3 through connector leads 57-1 and 57-2 via solder bumps 56. In this connection method using a connector lead, the connector lead 57
-1 and 57-2 can have sufficient current capacity, and the soldered parts will not separate easily. From this, when these connections were made using ultrasonic wire bonding with a large number of thin aluminum wires, in the event of some kind of failure, a large current of several hundred amperes would flow, causing the ultrasonic wire bonding to fail. The joint separates, and an arc is generated in this separated part, eliminating the risk of the plastic case exploding and scattering.
したがって、信頼性、および安全性の高い大電力用トラ
ンジスタモジュールを提供することができる。Therefore, a high-power transistor module with high reliability and safety can be provided.
ところが、半田付けによる接続方法であるために、半導
体チップ５１上の、半田バンプ５６が接続されるエミッ
タ電極５５−１、およびベース電極５５−２に、選択蝕
刻性が良く、微細パターンの形成が容易なアルミニウム
を用いることができない。これは、空気中において、ア
ルミニウムの表面が、アルミナの被膜により覆われてし
まうことから、アルミニウム上への半田付けが極めて困
難であったためである。したがって、これらの、エミッ
タ電極５５−１、およびベース電極５５−２には、ニッ
ケル、あるいはニッケルと、金との積層構造を用いなけ
ればならなかった。このような、ニッケル、あるいはニ
ッケルと、金との積層構造では、加工性が悪く、微細パ
ターンを形成することは不可能である。また、半田バン
プ５６によって、エミッ・り電極５５−１と、ベース電
極５５−２との間でブリッジが形成されることを防ぐた
めに、両電極間の距離を十二分に離しておく必要があり
、装置のパターン設計に及ぼす制限が多く存在していた
。結果的には、第１１図に示すように、半導体チップ５
１上の一方の隅にベース電極５５−２を形成し、残りの
部分にエミッタ電極５５−２を形成する構成となってし
まう。このような構成であると、半導体チップ５１内に
流れる電流のバランスが悪くなる。However, since the connection method is by soldering, the emitter electrode 55-1 and the base electrode 55-2 on the semiconductor chip 51 to which the solder bumps 56 are connected have good selective etching properties and are difficult to form fine patterns. You can't use easy aluminum. This is because the surface of aluminum is covered with an alumina film in the air, making it extremely difficult to solder onto aluminum. Therefore, for these emitter electrode 55-1 and base electrode 55-2, nickel or a laminated structure of nickel and gold had to be used. Such a laminated structure of nickel or nickel and gold has poor workability and is impossible to form a fine pattern. Furthermore, in order to prevent a bridge from being formed between the emitter electrode 55-1 and the base electrode 55-2 due to the solder bump 56, it is necessary to keep a sufficient distance between the two electrodes. However, there were many limitations on the pattern design of the device. As a result, as shown in FIG.
The base electrode 55-2 is formed at one corner of the electrode 1, and the emitter electrode 55-2 is formed at the remaining portion. With such a configuration, the balance of current flowing within the semiconductor chip 51 becomes unbalanced.
大電流用トランジスタモジュールは、高耐圧で大電流を
スイッチングする能力を持つ半導体装置であり、その通
常の半導体チップサイズは、例えば７ｍｌ×７ｆｆｉＩ
ｌから、２０ｆｆｌＩＩ×２０１１Ｉ１１という大面積
ノ半導体チップを搭載するものである。このような、大
面積の半導体チップに大電流を通電する場合、この半導
体チップ全体に、如何にバランス良く電流が流れ得るか
によって、半導体装置としての性能、例えば電流利得、
スイッチング速度、および安全動作領域等が左右される
。したがって、現在の一般的な大電力用トランジスタモ
ジュールでは、ＩＣに準じた微細加工技術が導入されて
おり、また、半導体チップ内でのバランスの良い動作を
得るために、ベースの入力抵抗が、半導体チップ内で均
一となるべく工夫がなされている。これらの技術は、全
てアルミニウムによる電極の加工性の良さに、根ざした
ものであり、ニッケル、あるいはニッケルと、金との積
層構造による電極を持つ、半田バンプ型大電力用トラン
ジスタモジュールでの応用は不可能である。A large current transistor module is a semiconductor device that has the ability to switch large currents with high withstand voltage, and its normal semiconductor chip size is, for example, 7ml x 7ffiI.
It is equipped with a semiconductor chip having a large area of 20fflII×2011I11. When a large current is passed through such a large-area semiconductor chip, the performance of the semiconductor device, such as current gain, depends on how well-balanced the current can flow throughout the semiconductor chip.
Switching speed, safe operating area, etc. are affected. Therefore, in current general high-power transistor modules, microfabrication technology similar to that of IC has been introduced, and in order to obtain well-balanced operation within the semiconductor chip, the input resistance of the base is Efforts have been made to ensure uniformity within the chip. All of these technologies are rooted in the good processability of aluminum electrodes, and their application to solder bump-type high-power transistor modules with electrodes made of nickel or a layered structure of nickel and gold is difficult. It's impossible.
また、第１２図に示すように、このような半田バンプ５
６による、半導体チップ５１上の電極５５と、コネクタ
リード５７との接続方法では、半田付は面債が大きく、
半導体装置に、温度変化が加わると、コネクタリード５
７を構成する金属と、半導体チップ５１との熱膨張係数
に差異があるために、バンプ５６内に応力が生じ、これ
が繰り返されることによって、半田バンプ５６が脆化し
、半田付は部に不具合を生じる原因となる恐れがある。Moreover, as shown in FIG. 12, such solder bumps 5
In the method of connecting the electrode 55 on the semiconductor chip 51 and the connector lead 57 according to No. 6, the soldering has a large surface bond.
When a temperature change is applied to a semiconductor device, the connector lead 5
Due to the difference in coefficient of thermal expansion between the metal composing the semiconductor chip 51 and the metal forming the semiconductor chip 51, stress is generated within the bump 56, and as this is repeated, the solder bump 56 becomes brittle and the solder becomes defective. It may cause the occurrence of
（発明が解決しようとする課題）
この発明は上記のような点に鑑み為されたもので、大１
Ｉｉｌｉ積の半導体チップ上の電極に、コネクタリード
を直接半田付けし、故障時のアークの発生を防止すると
ともに、この大面積の半導体チップ内を通電する電流の
バランスを良好とすることを可能とする半田バンプ型半
導体装置を提供することを目的とする。(Problem to be solved by the invention) This invention was made in view of the above points, and has the following major problems:
By directly soldering connector leads to the electrodes on the large-sized semiconductor chip, it is possible to prevent the occurrence of arcs in the event of a failure, and to achieve a good balance of current flowing through this large-area semiconductor chip. The object of the present invention is to provide a solder bump type semiconductor device.
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
この発明による半田バンプ型半導体装置によれば、半導
体基板の主表面上に、互いに電気的に分離されて設けら
れた第１、第２の金属電極と、この金属電極上に形成さ
れた絶縁膜と、この絶縁膜を通して、上記第１、第２の
金属電極のうち、電流容量の大きいほうの金属電極が露
出するように形成された少なくとも２つの電極引き出し
用の開孔部と、この少なくとも２つの開孔部に、それぞ
れ形成された半田バンプと、この半田バンプを互いに同
電位に接続する少なくとも１本のコネクタリードとを具
備することを特徴とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) According to the solder bump type semiconductor device according to the present invention, first and second solder bumps are provided on the main surface of a semiconductor substrate so as to be electrically isolated from each other. a metal electrode, an insulating film formed on the metal electrode, and at least one of the first and second metal electrodes formed such that the metal electrode with a larger current capacity is exposed through the insulating film. Two openings for drawing out the electrodes, solder bumps formed in each of the at least two openings, and at least one connector lead that connects the solder bumps to the same potential. Features.
（作用）
上記のような半田バンプ型半導体装置にあっては、上記
第１、第２の金属電極を、加工性の良いアルミニウムに
て形成することにより、第１、第２の金属電極を、半導
体チップ内に、電流がバランス良く流れるように加工、
形成すれば、大面積の半導体チップ内に、電流がバラン
ス良く流れるようにできる。また、このアルミニウムに
よる第１、第２の金属電極と、コネクタリードとの半田
付けによる接続は、本発明の発明者らによって発明され
た、特願昭６３−２１９７２６の願書に添付の明細書、
および図面に記載されている超音波半田付は法によって
可能であることから、これを用いて半田付けする。この
ことから、故障時のアーク発生が防止できる。(Function) In the solder bump type semiconductor device as described above, the first and second metal electrodes are formed of aluminum, which has good workability, so that the first and second metal electrodes Processed so that current flows in a well-balanced manner within the semiconductor chip,
If formed, current can flow in a well-balanced manner within a large-area semiconductor chip. The connection between the first and second metal electrodes made of aluminum and the connector lead by soldering is described in the specification attached to Japanese Patent Application No. 63-219726, which was invented by the inventors of the present invention.
Since the ultrasonic soldering described in the above and the drawings is possible by law, it is used for soldering. This makes it possible to prevent arcing in the event of a failure.
（実施例）
以下、図面を参照して、この発明の実施例に係わる半田
バンプ型半導体装置について説明する。(Example) Hereinafter, a solder bump type semiconductor device according to an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
この発明に係わる半田バンプ型半導体装置のうち、半田
バンプ型大電力用トランジスタモジュールを例にとり、
まず、これに搭載される、例えば大電力用ｎｐｎ型バイ
ポーラトランジスタの第１の実施例について、第１図、
および第２図を参照して説明する。Among the solder bump type semiconductor devices according to the present invention, taking a solder bump type high power transistor module as an example,
First, FIG.
This will be explained with reference to FIG.
第１図は、この発明の係わる半田バンプ型大電力用トラ
ンジスタモジュールに搭載される大電力用ｎｐｎ型バイ
ポーラトランジスタの第１の実施例の断面図、第２図は
、その平面パターンの一例である。FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of a high power npn bipolar transistor mounted in a solder bump type high power transistor module according to the present invention, and FIG. 2 is an example of its plane pattern. .
第１図に示すように、半導体チップ１内には、ｎ型コレ
クタ領域２と、ｐ型ベース領域３と、ｎ型エミッタ領域
４とが形成されている。このｎ型エミッタ領域４は、ｐ
型ベース領域３内に、複数個のほぼ等しい面積の小さい
領域に分割されて形成されている。また、これらの各領
域が形成されている半導体チップ１上には、第１の絶縁
膜５が形成されている。この第１の絶縁膜５には、これ
を通して、ｐ型ベース領域３、およびｎ型エミッタ領域
４に対し、開孔部が形成され、この開孔部を介して、ｐ
型ベース領域３、およびｎ型エミッタ領域４に接続され
るエミッタ電極６、およびベース電極７が形成されてい
る。これらのエミッタ電極６、およびベース電極７はア
ルミニウムにより形成されているが、アルミニウムを主
成分とする合金、例えばＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ等でも良い
。As shown in FIG. 1, within a semiconductor chip 1, an n-type collector region 2, a p-type base region 3, and an n-type emitter region 4 are formed. This n-type emitter region 4 is p
The mold base region 3 is divided into a plurality of small regions having approximately equal areas. Further, a first insulating film 5 is formed on the semiconductor chip 1 in which each of these regions is formed. In this first insulating film 5, an opening is formed through which the p-type base region 3 and the n-type emitter region 4 are connected.
A type base region 3, an emitter electrode 6 connected to the n-type emitter region 4, and a base electrode 7 are formed. These emitter electrode 6 and base electrode 7 are made of aluminum, but may be made of an alloy containing aluminum as a main component, such as AlSi or AlCu.
このエミッタ電極６、およびベース電極７上には、さら
に、第２の絶縁膜８が形成されている。この第２の絶縁
膜８には、これを通して、エミッタ電極６、ベース電極
７に対し、開孔部が形成され、この開化部を介して、エ
ミッタ電極６、およびベース電極７に接続される半田バ
ンプ９、および９′が形成されている。A second insulating film 8 is further formed on the emitter electrode 6 and the base electrode 7. An opening is formed in the second insulating film 8 to the emitter electrode 6 and the base electrode 7, and the solder is connected to the emitter electrode 6 and the base electrode 7 through this opening. Bumps 9 and 9' are formed.
一方、反対面のコレクタ領域２には、コレクタの電極と
なる、例えばニッケル（Ｎｉ）層１０が、半導体チップ
１のシリコンと、オーミックに接触するように形成され
ている。On the other hand, in the collector region 2 on the opposite side, a nickel (Ni) layer 10, for example, serving as a collector electrode is formed so as to be in ohmic contact with the silicon of the semiconductor chip 1.
このような大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの
第１の実施例の製造方法は、まず、通常の製造方法によ
り、コレクタ領域２となるｎ型シリコン基板上に、不純
物選択拡散法を用いて、ｐ型ベース領域３、およびｎ型
エミッタ領域４を形成する。この一実施例に係わる半田
バンプ型大電力用トランジスタモジュールでは、半導体
チップサイズが、例えば１０■Ｘ１０１と大きい大電力
用のトランジスタであり、大面積の半導体チップ内を流
れる電流を均一化する目的で、上記したように、エミッ
タ領域４は、複数個のほぼ等しい面積の小さい領域に分
割されて形成される構造となっている。次に、ベース領
域３、およびエミッタ領域４が露出している半導体チッ
プ１の表面に、例えば熱酸化法により、第１の酸化膜（
絶縁膜）５を形成する。次に、この第１の酸化膜（絶縁
膜）５に、例えば写真蝕刻法により、上記ベース領域３
、およびエミッタ領域４に対し、第１の酸化膜（絶縁膜
）５を通して、電極取り出し用の開孔部を形成する。こ
のとき、複数個の小さい領域に分割されたエミッタ領域
に対して、おのおの開孔部が形成される。次に、この開
孔部が形成された第１の酸化膜５上に、この開孔部も含
み、例えばスパッタ法により、アルミニウムを蒸着する
。次に、例えば写真蝕刻法により、所定形状のエミッタ
電極６、およびベース電極７を形成する。次に、この所
定形状のエミッタ電極６、およびベース電極７が形成さ
れている面に、例えばＣＶＤ法により、シリコン窒化膜
、もしくはシリコン酸化膜、もしくはＰＳＧ等の第２の
絶縁膜８を形成する。次に、例えば写真蝕刻法により、
上記エミッタ電極６、およびベース電極７に対し、第２
の絶縁膜８を通して、電極引き出し用の開孔部を形成す
る。一方、反対面のコレクタ領域２の表面には、例えば
蒸着法により、ニッケル層１０を、半導体チップ１のシ
リコンとオーミックに接触するように形成する。The manufacturing method of the first embodiment of such a high-power npn-type bipolar transistor is as follows: First, by a normal manufacturing method, p A type base region 3 and an n-type emitter region 4 are formed. The solder bump type high-power transistor module according to this embodiment is a high-power transistor with a large semiconductor chip size of, for example, 10×101, and is designed to uniformize the current flowing within the large-area semiconductor chip. As described above, the emitter region 4 has a structure in which it is divided into a plurality of small regions having approximately equal areas. Next, a first oxide film (
An insulating film) 5 is formed. Next, this first oxide film (insulating film) 5 is coated with the base region 3 by, for example, photolithography.
, and the emitter region 4 through the first oxide film (insulating film) 5 to form an opening for taking out the electrode. At this time, an opening is formed in each of the emitter regions divided into a plurality of small regions. Next, aluminum is deposited on the first oxide film 5 in which the opening is formed, including the opening, by, for example, sputtering. Next, an emitter electrode 6 and a base electrode 7 having a predetermined shape are formed by, for example, photolithography. Next, a second insulating film 8 such as a silicon nitride film, a silicon oxide film, or PSG is formed on the surface on which the emitter electrode 6 and the base electrode 7 having a predetermined shape are formed, for example, by a CVD method. . Next, for example, by photolithography,
For the emitter electrode 6 and base electrode 7, a second
An opening for electrode extraction is formed through the insulating film 8. On the other hand, on the opposite surface of the collector region 2, a nickel layer 10 is formed by, for example, a vapor deposition method so as to be in ohmic contact with the silicon of the semiconductor chip 1.
次に、例えば亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐ ｂ
）からなる半田を溶融させた半田槽に、上記のような構
造のデバイスが形成されたシリコウェハを浸漬し、シリ
コウェハ近傍の溶融半田中に超音波振動子を挿入して、
溶融半田中に超音波を印加する。この方法は、いわゆる
超音波半田付は法と称されるもので、例えば上記のよう
な、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐ ｂ）による
半田組成とすることで、アルミニウム上、すなわち、上
記エミッタ電極６、およびベース電極７の上に良好な半
田バンプ９、および９′を形成することができる。（こ
の超音波半田付は法は、前期の如く本発明の発明者らに
よって特許出願中であるものを使用すれば良い。）この
ようにして、第１図に示すこの発明に係わる半田バンプ
型大電力用トランジスタモジュールに搭載される大電力
用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの第１の実施例が製
造される。Next, for example, zinc (Zn), tin (Sn), lead (Pb
) A silicon wafer on which a device with the structure described above is formed is immersed in a solder bath containing melted solder, and an ultrasonic vibrator is inserted into the molten solder near the silicon wafer.
Apply ultrasonic waves to the molten solder. This method is called the ultrasonic soldering method, and for example, by using a solder composition of zinc (Zn), tin (Sn), and lead (Pb) as described above, That is, good solder bumps 9 and 9' can be formed on the emitter electrode 6 and base electrode 7. (For this ultrasonic soldering method, it is sufficient to use the method for which a patent application is pending by the inventors of the present invention as described above.) In this way, the solder bump type according to this invention shown in FIG. A first embodiment of a high power npn bipolar transistor to be mounted on a high power transistor module is manufactured.
次に、この大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ第
１の実施例の平面パターンの一例を、第２図を参照して
説明する。この第２図において、各参照する符号は第１
図と対応するものとする。Next, an example of a plane pattern of the first embodiment of this high power npn type bipolar transistor will be described with reference to FIG. In this Figure 2, each reference symbol is
It shall correspond to the figure.
第２図に示すように、半導体チップ１上には、第１図に
図示される第１の絶縁膜５を介して、電流容量の大きい
エミッタ電極６が、複数個に分割されて形成されている
。この複数個に分割されたエミッタ電極６の、おのおの
の周囲を囲うようにベース電極７が形成されている。こ
れらの電極の下部には、これらに接続して、第１図に図
示される半導体チップ１内に流れる電流のバランスが良
好となるように配置されるエミッタ領域４、およびベー
ス領域３が形成されている。この半導体チップ１内に流
れる電流のバランスが良好となるように配置されるエミ
ッタ領域４、およびベース領域３に対応した、上記エミ
ッタ電極６、およびベース電極７は、加工性の良いアル
ミニウムを用いることで可能となる。これらのアルミニ
ウムによりなる電極のうち、複数個に分割されて形成さ
れているエミッタ電極６には、その一つ一つに半田バン
プ９が形成されている。また、ベース電極７には、その
ほぼ中心、すなわち、半導体チップ１表面のほぼ中心に
、半田バンプ９′が形成されている。この半田バンプ９
、および９′は、エミッタ電極６、およびベース電極７
の上部に形成される、第１図に図示される第２の絶縁膜
８を通して、エミッタ電極６、およびベース電極７に対
し、選択的に形成されている電極引き出し用の開孔部を
通して、エミッタ電極６、およびベース電極７に接続さ
れている。As shown in FIG. 2, an emitter electrode 6 having a large current capacity is formed on the semiconductor chip 1 by dividing it into a plurality of pieces, with the first insulating film 5 shown in FIG. 1 interposed therebetween. There is. A base electrode 7 is formed to surround each of the plurality of divided emitter electrodes 6. An emitter region 4 and a base region 3 are formed below these electrodes and are connected to these electrodes and arranged so that the current flowing in the semiconductor chip 1 shown in FIG. 1 is well balanced. ing. The emitter electrode 6 and base electrode 7, which correspond to the emitter region 4 and base region 3, which are arranged so that the current flowing in the semiconductor chip 1 is well balanced, are made of aluminum with good workability. This becomes possible. Among these electrodes made of aluminum, the emitter electrode 6 is formed by being divided into a plurality of parts, each of which has a solder bump 9 formed thereon. Furthermore, a solder bump 9' is formed on the base electrode 7 substantially at its center, that is, substantially at the center of the surface of the semiconductor chip 1. This solder bump 9
, and 9' are the emitter electrode 6 and the base electrode 7
Through the second insulating film 8 shown in FIG. 1 formed on the upper part of the emitter electrode 6 and the base electrode 7, the emitter is It is connected to the electrode 6 and the base electrode 7.
例えばこのようにエミッタ電極６と、ベース電極７とを
配置すれば、例えば１０ｍｍ×１０ｍｍと大面積の半導
体チップ１内に流れる電流の均一化を達成できるととも
に、ベース入力抵抗を半導体チップ１内で均一とするこ
とができる。For example, by arranging the emitter electrode 6 and the base electrode 7 in this way, it is possible to equalize the current flowing inside the semiconductor chip 1, which has a large area of, for example, 10 mm x 10 mm, and also to reduce the base input resistance within the semiconductor chip 1. It can be uniform.
また、エミッタの引き出し電極に相当する複数個の半田
バンプ９は、図示されない第２の絶縁膜８を通して、エ
ミッタ電極６に対して開孔されている電極引き出し用の
開孔部を、全て、はぼ同一の形状として形成すれば、超
音波半田付は法によって形成される半田バンプ９の高さ
が、個々の半田バンプ９の間でほぼ同一に、安定して形
成でき、後工程におけるコネクタリードとの半田付は作
業を、容易に、かつ確実に行なうことができる。さらに
、個々の電極引き出し用の開孔部を、直線状に整列、配
置して形成すれば、１回の半田付は作業で、コネクタリ
ードと、半田バンプ９とを接続、結線することができる
。Furthermore, the plurality of solder bumps 9 corresponding to the emitter lead-out electrodes extend through the second insulating film 8 (not shown) through the openings for electrode lead-out made to the emitter electrode 6. If the solder bumps 9 are formed in almost the same shape, the solder bumps 9 formed by ultrasonic soldering can be stably formed with almost the same height between the individual solder bumps 9, and the connector leads in the subsequent process can be formed stably. Soldering can be done easily and reliably. Furthermore, if the openings for drawing out the individual electrodes are formed by aligning and arranging them in a straight line, the connector lead and the solder bump 9 can be connected and wired with just one soldering operation. .
このように超音波半田付は法により、アルミニウム上へ
の半田付けが可能となることによって、半導体チップ１
上に形成されるエミッタ電極６、およびベース電極７を
、この加工性のよいアルミニウムにて形成することによ
り、半導体チップ１内に流れる電流のバランスが良好と
なるように配置されたエミッタ領域４、およびベース領
域３に対応したエミッタ電極６、およびベース電極７を
形成することが可能となる。したがって、大電力用トラ
ンジスタモジュールとしての半田バンプ型半導体装置に
おいて、半導体チップ１に半導体チップ１内に電流をバ
ランス良く流すことが可能となり、かつ、コネクタリー
ドとの接続を半田付けにて行なうことから、例えば外部
回路の故障時に流れる大電流に起因する内部におけるア
ークの発生を防止することも可能となる。In this way, ultrasonic soldering has made it possible to solder semiconductor chips onto aluminum.
By forming the emitter electrode 6 and the base electrode 7 formed on this aluminum with good workability, the emitter region 4 is arranged so that the balance of the current flowing in the semiconductor chip 1 is good. It is also possible to form emitter electrode 6 and base electrode 7 corresponding to base region 3. Therefore, in the solder bump type semiconductor device as a high power transistor module, it is possible to flow a current in a well-balanced manner in the semiconductor chip 1, and the connection with the connector lead can be made by soldering. For example, it is also possible to prevent internal arcing caused by a large current flowing when an external circuit fails.
次に、この発明の実施例に係わる半田バンプ型大電力用
トランジスタモジュールに搭載される、例えば大電力用
ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの第２の実施例を、第
３図、および第４図を参照して説明する。Next, a second embodiment of, for example, a high power npn type bipolar transistor mounted on a solder bump type high power transistor module according to an embodiment of the present invention will be explained with reference to FIGS. 3 and 4. I will explain.
第３図は、この発明の実施例に係わる半田バンプ型大電
力用トランジスタモジュールに搭載される大電力用ｎｐ
ｎ型バイポーラトランジスタの第２の実施例の断面図、
その平面パターンの一例である。第３図、および第４図
において、各参照する符号は第１図、および第２図と対
応するものとする。FIG. 3 shows a high power np mounted on a solder bump type high power transistor module according to an embodiment of the present invention.
A cross-sectional view of a second embodiment of an n-type bipolar transistor,
This is an example of the plane pattern. In FIGS. 3 and 4, reference numerals correspond to those in FIGS. 1 and 2.
第３図に示すように、半導体チップ１内には、ｎ型コレ
クタ領域２と、ｐ型ベース領域３と、ｎ型エミッタ領域
４とが形成されている。このｎ型エミッタ領域４は、ｐ
型ベース領域３内に、複数個のほぼ等しい面積の小さい
領域に分割されて形成されている。また、これらの各領
域が形成されている半導体チップ１上には、第１の絶縁
膜５が形成されている。この第１の絶縁膜５には、これ
を通して、ｐ型ベース領域３、およびｎ型エミッタ領域
４に対し、開孔部が形成され、この開孔部を介して、ｐ
型ベース領域３、およびｎ型エミッタ領域に接続される
ベース電極７、およびエミッタ電極６が形成されている
。これらのエミッタ電極６、およびベース電極７はアル
ミニウムによりなっている。この第２の実施例では、エ
ミッタ領域４の一つに、一つのエミッタ電極６が形成さ
れている。また、このエミッタ電極６と、６との間には
、ベース電極７が形成され、上記第１の絶縁膜５を通し
て、ベース領域３に接続されている。As shown in FIG. 3, within the semiconductor chip 1, an n-type collector region 2, a p-type base region 3, and an n-type emitter region 4 are formed. This n-type emitter region 4 is p
The mold base region 3 is divided into a plurality of small regions having approximately equal areas. Further, a first insulating film 5 is formed on the semiconductor chip 1 in which each of these regions is formed. In this first insulating film 5, an opening is formed through which the p-type base region 3 and the n-type emitter region 4 are connected.
A base electrode 7 and an emitter electrode 6 connected to the type base region 3 and the n-type emitter region are formed. These emitter electrode 6 and base electrode 7 are made of aluminum. In this second embodiment, one emitter electrode 6 is formed in one of the emitter regions 4 . Further, a base electrode 7 is formed between the emitter electrodes 6 and is connected to the base region 3 through the first insulating film 5.
このアルミニウムよりなるエミッタ電極６、およびベー
ス電極７上には、さらに、第２の絶縁膜８が形成されて
いる。この第２の絶縁膜５には、これを通して、エミッ
タ電極６、ベース電極７に対し、電極引き出し用の開孔
部が形成され、この開孔部を介して、エミッタ電極６、
およびベース電極７に接続される半田バンプ９、および
９゛が形成されている。A second insulating film 8 is further formed on the emitter electrode 6 and base electrode 7 made of aluminum. In this second insulating film 5, an opening for drawing out the emitter electrode 6 and the base electrode 7 is formed.
And solder bumps 9 and 9' connected to the base electrode 7 are formed.
一方、反対面のコレクタ領域２には、コレクタ電極とな
る、例えばニッケル（Ｎｉ）層１０が、半導体チップ１
のシリコンと、オーミックに接触するように形成されて
いる。On the other hand, in the collector region 2 on the opposite side, a nickel (Ni) layer 10, for example, which becomes a collector electrode, is placed on the semiconductor chip 1.
It is formed in ohmic contact with the silicon.
このような大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタの
第２の実施例の製造方法は、上記大電力用ｎｐｎ型バイ
ポーラトランジスタの第１の実施例の製造方法と同様の
製造方法で製造でき、例えば写真蝕刻工程時に用いるマ
スクを変えるだけで製造できる。The second embodiment of the high-power npn bipolar transistor can be manufactured by the same manufacturing method as the first embodiment of the high-power npn bipolar transistor, such as photolithography. It can be manufactured simply by changing the mask used during the process.
次に、この大電力用ｎｐｎ型バイポーラトランジスタ第
２の実施例の平面パターンの一例を、第４図を参照して
説明する。Next, an example of a plane pattern of the second embodiment of this high power npn type bipolar transistor will be explained with reference to FIG.
第４図に示すように、半導体チップ１上には、第３図に
図示される第１の絶縁膜５を介して、エミッタ電極６が
、複数個、はぼ等しい面槍に分割されて形成されている
。この複数個に分割されたエミッタ電極６の、おのおの
の周囲を囲うようにベース電極７が形成されている。こ
れらの電極の下部には、これらに接続して、第３図に図
示される半導体チップ１内に流れる電流のバランスが良
好となるように配置された、エミッタ領域４、およびベ
ース領域３が形成されている。この第２の実施例では、
一つのエミッタ領域４に対し、一つのエミッタ電極６が
対応するように形成されている。また、この半導体チッ
プ１内に流れる電流のバランスが良好となるように配置
された、エミッタ領域４、およびベース領域３に対応し
た、上記エミッタ電極６、およびベース電極７は、第１
の実施例同様、加工性のよいアルミニウム、またはアル
ミニウムを主成分とする合金、ＡｌＳｉ、ＡｌＣｕ等を
用いることで可能となる。これらの電極のうち、複数個
に分割されて形成されているエミッタ電極６には、その
一つ一つに半田バンプ９が形成されている。また、ベー
ス電極７には、そのほぼ中心、すなわち、半導体チップ
１表面のほぼ中心に、半田バンプ９″が形成されている
。As shown in FIG. 4, a plurality of emitter electrodes 6 are formed on the semiconductor chip 1 by dividing into a plurality of approximately equal planar spears, with the first insulating film 5 shown in FIG. 3 interposed therebetween. has been done. A base electrode 7 is formed to surround each of the plurality of divided emitter electrodes 6. Below these electrodes, an emitter region 4 and a base region 3 are formed, which are connected to these electrodes and arranged so that the current flowing in the semiconductor chip 1 shown in FIG. 3 is well balanced. has been done. In this second example,
One emitter electrode 6 is formed to correspond to one emitter region 4 . Further, the emitter electrode 6 and the base electrode 7 corresponding to the emitter region 4 and the base region 3, which are arranged so that the balance of the current flowing in the semiconductor chip 1 is good, are the first
As in the embodiment, this is possible by using aluminum, which has good workability, or an alloy mainly composed of aluminum, AlSi, AlCu, etc. Among these electrodes, the emitter electrode 6 is divided into a plurality of parts, and a solder bump 9 is formed on each of the emitter electrodes 6. Further, a solder bump 9'' is formed on the base electrode 7 substantially at its center, that is, substantially at the center of the surface of the semiconductor chip 1.
この半田バンプ９、および９′は、エミッタ電極６、お
よびベース電極７の上部に形成される第４図には図示さ
れないが、第３図に図示される第２の絶縁膜８を通して
、エミッタ電極６、およびベース電極７に対し、選択的
に形成されている電極引き出し用の開孔部を通して、エ
ミッタ電極６、およびベース電極７に接続されている。Although not shown in FIG. 4, these solder bumps 9 and 9' are formed on the emitter electrode 6 and the base electrode 7 through the second insulating film 8 shown in FIG. The emitter electrode 6 and the base electrode 7 are connected to the emitter electrode 6 and the base electrode 7 through an electrode extraction opening that is selectively formed in the emitter electrode 6 and the base electrode 7.
このように、小さい領域に分割されたエミッタ領域４毎
にエミッタ電極６を形成し、この個々のエミッタ電極６
の周囲をベース電極７で囲むように形成しても良い。こ
の構造は、通常、マルチエミッタと呼ばれている。尚、
各エミッタを電極６の面積は、はぼ等しく設定したが、
多少の大小があっても良いことは勿論である。In this way, an emitter electrode 6 is formed for each emitter region 4 divided into small regions, and each emitter electrode 6 is
The base electrode 7 may be formed to surround the periphery of the base electrode 7. This structure is commonly called a multi-emitter. still,
The area of the electrode 6 of each emitter was set to be approximately equal, but
Of course, there may be some size difference.
このような大電力用のｎｐｎ型バイポーラトランジスタ
の第２の実施例によると、第１の例と同様の効果が得ら
れる他、ベース電極７の配線インピーダンスを極めて小
さくすることができ、高周波応答に優れた大電力用バイ
ポーラトランジスタを形成することができる。According to the second embodiment of such a high-power npn bipolar transistor, in addition to obtaining the same effects as the first example, the wiring impedance of the base electrode 7 can be made extremely small, and the high frequency response is improved. An excellent high-power bipolar transistor can be formed.
上記第２の実施例では、小さい領域に分割されたエミッ
タ領域４毎に、エミッタ電極６を分割、形成しであるが
、数個の小さい領域に分割されたエミツタ領域４単位毎
に、エミッタ電極６を分割、形成しても良い。In the second embodiment, the emitter electrode 6 is divided and formed for each emitter region 4 divided into small regions. 6 may be divided and formed.
また、エミッタ領域４が小さい領域に分割されず、例え
ばメツシュ状に形成された場合にも、エミッタ電極６を
小さい領域に分割、形成し、この個々のエミッタ電極６
の周囲をベース電極７で囲むように形成すれば良い。こ
の場合にも、上記同様、ベース電極７の配線インピーダ
ンスを極めて小さくすることができ、高周波応答に優れ
た大電力用バイポーラトランジスタを形成することがで
きることはもちろんである。Furthermore, even when the emitter region 4 is not divided into small regions but is formed, for example, in a mesh shape, the emitter electrode 6 can be divided and formed into small regions, and the individual emitter electrodes 6
The base electrode 7 may be formed to surround the periphery of the base electrode 7. In this case as well, as described above, the wiring impedance of the base electrode 7 can be made extremely small, and it goes without saying that a high-power bipolar transistor with excellent high frequency response can be formed.
いずれの場合でも、第１の実施例と同じように、エミッ
タ電極６に対して開孔されている電極引き出し用の開孔
部を、全て、はぼ同一の形状として形成すれば、超音波
半田付は法によって形成される半田バンプ９の高さが、
個々の半田バンプ９の間でほぼ同一に、安定して形成で
き、後工程におけるコネクタリードとの半田付は作業を
、容易に、かつ確実に行なうことができる。さらに、個
々の電極引き出し用の開孔部を、直線状に整列、配置し
て形成すれば、１回の半田付は作業で、コネクタリード
と、半田バンプ９とを接続、結線することができる。In either case, as in the first embodiment, if all the openings for drawing out the electrodes made in the emitter electrode 6 are formed to have approximately the same shape, ultrasonic soldering The height of the solder bump 9 formed by the method is
The individual solder bumps 9 can be formed almost identically and stably, and soldering to connector leads in a subsequent process can be easily and reliably performed. Furthermore, if the openings for drawing out the individual electrodes are formed by aligning and arranging them in a straight line, the connector lead and the solder bump 9 can be connected and wired with just one soldering operation. .
この発明に係わる大電力用トランジスタモジュールに搭
載される大電力用トランジスタでは、個々に分割、形成
されているエミッタ電極上に形成される半田バンプが、
数十〜数百個形成されるが、本発明によれば、これらの
半田バンプと、コネクタリードとの接続、結線を、−回
の半田付は作業工程にて、簡単、かつ確実に行なうこと
ができる。In the high power transistor mounted in the high power transistor module according to the present invention, the solder bumps formed on the emitter electrodes that are individually divided and formed are
Although tens to hundreds of solder bumps are formed, according to the present invention, the connection and wiring between these solder bumps and the connector leads can be easily and reliably performed during the work process. I can do it.
次に、第５図（ａ）ないし第５図（ｃ）を参照して、上
記半田バンプ部の構造について説明する。Next, the structure of the solder bump portion will be explained with reference to FIGS. 5(a) to 5(c).
第５図（ａ）に示すように、上記大電力用ｎｐｎ型バイ
ポーラトランジスタのエミッタ電極、およびベース電極
上に形成された半田バンプ部の構造は、まず、第１図中
のアルミニウムからなるエミッタ電極６、あるいはベー
ス電極７に相当するアルミニウム電極１６上に、第１図
中の第２の絶縁膜８に相当する絶縁膜１８が形成されて
いる。As shown in FIG. 5(a), the structure of the solder bump portion formed on the emitter electrode and base electrode of the above-mentioned high-power npn-type bipolar transistor is as follows: First, the emitter electrode made of aluminum in FIG. 6 or on the aluminum electrode 16 corresponding to the base electrode 7, an insulating film 18 corresponding to the second insulating film 8 in FIG. 1 is formed.
この絶縁膜１８には、これを通して、アルミニウム電極
１６に対し、所定の電極引き出し用の開孔部が形成され
ている。そして、この開孔部内に、超音波半田付は法を
用いることにより１、第１図中の半田バンプ９、および
９′に相当する半田バンプ１９が形成されている。A predetermined opening for leading out the aluminum electrode 16 is formed in the insulating film 18 through the insulating film 18 . In this opening, solder bumps 19 corresponding to solder bumps 9 and 9' in FIG. 1 are formed by using an ultrasonic soldering method.
このような半田バンプ１９と、アルミニウム電極１６と
の接合を、さらに強固なものとするための第１の手段と
して、第５図（ｂ）に示すように、絶縁膜１８を通して
形成されている電極引き出し用の開孔部内に形成されて
いる半田バンプ１９と、アルミニウム電極１６との間に
、接合メタルとして、例えばニッケル層２０を介在させ
ても良い。As a first means to further strengthen the bond between the solder bump 19 and the aluminum electrode 16, as shown in FIG. 5(b), the electrode is formed through the insulating film 18. For example, a nickel layer 20 may be interposed as a bonding metal between the solder bump 19 formed in the opening for extraction and the aluminum electrode 16.
この第５図（ｂ）に示す半田バンプ部の形成方法は、ま
ず、アルミニウム電極１６上に絶縁膜１８を形成する。In the method of forming the solder bump portion shown in FIG. 5(b), first, an insulating film 18 is formed on the aluminum electrode 16.
次に、この絶縁膜１８を通して、上記アルミニウム電極
１６に対し、所定の電極弓き出し用の開孔部を形成する
。次に、この開孔部に露出したアルミニウム電極１６の
表面に形成されているアルミナの被膜を、超音波を当て
ることにより破壊する。次に、接合メタルとして、例え
ばニッケル（Ｎｉ）層２０を、このアルミナの被膜が破
壊された上記開孔部内に露出したアルミニウム電極１６
上に蒸着させる。そして、このニッケル層２０上に、半
田バンプ１９を形成する。Next, a predetermined opening for exposing the electrode is formed in the aluminum electrode 16 through this insulating film 18. Next, the alumina film formed on the surface of the aluminum electrode 16 exposed in the opening is destroyed by applying ultrasonic waves. Next, a nickel (Ni) layer 20, for example, is applied as a bonding metal to the aluminum electrode 16 exposed in the opening where the alumina coating is broken.
evaporate on top. Then, solder bumps 19 are formed on this nickel layer 20.
また、第２の手段として、第５図（ｅ）に示すように、
絶縁膜１８を通して形成されている電極引き出し用の開
孔部内に形成されている半田バンプ１９と、アルミニウ
ム電極１６との間に、例えばチタン（Ｔｉ）層、もしく
はバナジウム（Ｖ）層２１を形成し、この上部に、ニッ
ケル層２２を形成し、さらに、この上部に、金（Ａｕ）
層２３を形成する。このように、接合メタルとしてのニ
ッケル層２２のアルミニウム電極１６側の面に、チタン
層、もしくはバナジウム層２１を形成し、ニッケル層２
２の半田バンプ１９側の面に、金層２３を形成しても良
い。このようにすると、上記第１の手段に比較し、半田
バンプ１９と、接合メタルとしてのニッケル層２２との
接合、およびアルミニウム電極１６と、接合メタルとし
てのニッケル層２２との接合が、さらに強固なものとな
る。In addition, as a second means, as shown in FIG. 5(e),
For example, a titanium (Ti) layer or a vanadium (V) layer 21 is formed between the aluminum electrode 16 and the solder bump 19 formed in the electrode lead-out opening formed through the insulating film 18. , a nickel layer 22 is formed on top of this, and gold (Au) is further formed on top of this.
Form layer 23. In this way, the titanium layer or the vanadium layer 21 is formed on the surface of the nickel layer 22 as a bonding metal on the aluminum electrode 16 side, and the nickel layer 22 is
A gold layer 23 may be formed on the surface of No. 2 on the solder bump 19 side. By doing this, the bonding between the solder bumps 19 and the nickel layer 22 as a bonding metal, and the bonding between the aluminum electrode 16 and the nickel layer 22 as a bonding metal are made stronger, compared to the first means described above. Become something.
この第５図（ｃ）に示す半田バンプ部の形成方法は、上
記第１の手段同様、まず、アルミニウム電極１６上に絶
縁膜１８を形成する。次に、この絶縁膜１８を通して、
上記アルミニウム電極１６に対し、所定の電極引き出し
用の開孔部を形成する。次に、この開孔部に露出したア
ルミニウム電極１６の表面に形成されているアルミナの
被膜を、超音波を当てることにより破壊する。次に、チ
タン層、もしくはバナジウム層２１を、このアルミナの
被膜が破壊された上記開孔部内に露出したアルミニウム
電極１６上に蒸着させる。次に、接合メタルとして、ニ
ッケル層２２を、このチタン層、もしくはバナジウム層
２１上に蒸着させる。次に、ニッケル層２２上に、金層
２３を蒸着させる。そして、この金層２３上に、半田バ
ンプ１９を形成する。In the method of forming the solder bump portion shown in FIG. 5(c), the insulating film 18 is first formed on the aluminum electrode 16, as in the first method described above. Next, through this insulating film 18,
A predetermined opening for leading out the electrode is formed in the aluminum electrode 16. Next, the alumina film formed on the surface of the aluminum electrode 16 exposed in the opening is destroyed by applying ultrasonic waves. Next, a titanium or vanadium layer 21 is deposited on the aluminum electrode 16 exposed in the aperture where the alumina coating has been destroyed. Next, a nickel layer 22 as a bonding metal is deposited on the titanium layer or vanadium layer 21. Next, a gold layer 23 is deposited on the nickel layer 22. Then, solder bumps 19 are formed on this gold layer 23.
次に、この発明の実施例に係わる半田バンプ型大電力用
トランジスタモジュールの各組み立て部品について説明
する。Next, each assembled part of the solder bump type high power transistor module according to the embodiment of the present invention will be explained.
まず、組み立て部品のうち、基板について、第６図を参
照して説明する。First, among the assembled parts, the board will be explained with reference to FIG. 6.
第６図は、この発明の実施例に係わる半田バンプ型大電
力用トランジスタモジュールに用いられる基板の斜視図
である。FIG. 6 is a perspective view of a substrate used in a solder bump type high power transistor module according to an embodiment of the present invention.
この発明の実施例に係わる半田バンプ型大電力用トラン
ジスタモジュールの基板には、ダイレクトボンドカッパ
ー（Ｄ Ｂ Ｃ）技術により、セラミックスの両面に、
銅（Ｃｕ）を直接、共晶結合させて形成した、いわゆる
ＤＢＣ５板を用いている。The substrate of the solder bump-type high-power transistor module according to the embodiment of the present invention has ceramics on both sides using direct bond copper (DBC) technology.
A so-called DBC5 plate formed by directly eutectic bonding of copper (Cu) is used.
第６図に示すように、セラミックスの絶縁板３１の一方
の面には、ＤＢＣ技術により、形成した銅からなる金属
薄板３２−１．３２−２、および３２−３が形成されて
いる。これらの金属薄板のうち、３２−２上には、例え
ば第１図に示す半導体チップ１が載置される。この金属
薄板３２−２は、そのまま外部コレクタ端子が接続され
るコレクタ端子台となる。また、金属薄板３２−１は、
例えば第１図に示す半導体チップ１のエミッタ領域４・
と、コネクタリードを介して接続され、外部エミッタ端
子が接続されるエミッタ端子台となる。As shown in FIG. 6, thin metal plates 32-1, 32-2 and 32-3 made of copper are formed on one surface of a ceramic insulating plate 31 by DBC technology. Among these metal thin plates, the semiconductor chip 1 shown in FIG. 1, for example, is placed on 32-2. This thin metal plate 32-2 directly serves as a collector terminal block to which an external collector terminal is connected. Moreover, the metal thin plate 32-1 is
For example, the emitter region 4 of the semiconductor chip 1 shown in FIG.
The emitter terminal block is connected via a connector lead, and an external emitter terminal is connected to the emitter terminal block.
さらに、金属薄板３２−３は、例えば第１図に示す半導
体チップ１のベース領域３と、コネクタリードを介して
接続され、外部ベース端子が接続されるベース端子台と
なる。Further, the thin metal plate 32-3 is connected to, for example, the base region 3 of the semiconductor chip 1 shown in FIG. 1 via a connector lead, and serves as a base terminal block to which an external base terminal is connected.
セラミックスの絶縁板３１のもう一方の面には、ＤＥＣ
技術により形成した銅からなる放熱用金属薄板３３が形
成されている。On the other side of the ceramic insulating plate 31, DEC
A thin metal plate 33 for heat dissipation made of copper is formed using a technique.
次に、第７図の斜視図を参照して、第６図に示すＤＥＣ
基板上に、半導体チップと、各コネクタリードと、各外
部端子とを搭載し、この発明に係わる半田バンプ型半導
体装置を組み立てた状態について説明する。Next, referring to the perspective view of FIG. 7, the DEC shown in FIG.
The assembled state of the solder bump type semiconductor device according to the present invention will be described in which a semiconductor chip, each connector lead, and each external terminal are mounted on a substrate.
第７図に示すように、セラミックスの絶縁物３１に、放
熱用金属薄板３３と、各端子台となる金属薄板３２−１
．３２−２、および３２−３が形成されたＤＢＣ基板上
には、まず、上記金属薄板３２−２上には、例えば第１
図に示す半導体チップ１に相当する半導体チップ３０が
載置されている。この半導体チップ３０上には、エミッ
タコネクタリード３４−１、およびベースコネクタリー
ド３４−２が存在している。これらのコネクタリードの
うち、くし型に成型されたエミッタコネクタリード３４
−１の一方に、複数有する端部は、半導体チップ３０内
に存在する図示されないエミッタ領域上のアルミニウム
からなるエミッタ電極と半田付けにて固着され、図示さ
れないエミッタ領域と電気的に接続されている。このエ
ミッタコネクタリード３４−１のもう一方の端部は、上
記金属薄板３２−１と、同様に、半田付けにて固着され
、金属薄板３２−１と電気的に接続されている。また、
ペースコネクタリード３４−２の一方の端部は、半導体
チップ３０内に存在する図示されないベース領域上のア
ルミニウムからなるベース電極と、半田付けにて固着さ
れ、図示されないベース領域と電気的に接続されている
。このペースコネクタリード３４−２のもう一方の端部
は、上記金属薄板３２−３と、同様に、半田付けにて固
着され、金属薄板３２−３と電気的に接続されている。As shown in FIG. 7, a ceramic insulator 31, a metal thin plate 33 for heat dissipation, and a metal thin plate 32-1 that becomes each terminal block.
．． 32-2 and 32-3 are formed on the DBC substrate, first, on the thin metal plate 32-2, for example, a first
A semiconductor chip 30 corresponding to the semiconductor chip 1 shown in the figure is mounted. Existing on this semiconductor chip 30 are an emitter connector lead 34-1 and a base connector lead 34-2. Among these connector leads, the comb-shaped emitter connector lead 34
-1, a plurality of end portions are fixed by soldering to an emitter electrode made of aluminum on an emitter region (not shown) present in the semiconductor chip 30, and are electrically connected to the emitter region (not shown). . The other end of the emitter connector lead 34-1 is similarly fixed to the thin metal plate 32-1 by soldering, and is electrically connected to the thin metal plate 32-1. Also,
One end of the pace connector lead 34-2 is fixed by soldering to a base electrode made of aluminum on a base region (not shown) present in the semiconductor chip 30, and is electrically connected to the base region (not shown). ing. The other end of the pace connector lead 34-2 is similarly fixed to the thin metal plate 32-3 by soldering, and is electrically connected to the thin metal plate 32-3.
各金属薄板３２−１．３２−２、および３２−３のうち
、まず、金属薄板３２−１上には、エミッタ外部端子３
５−１が接続されている。また、金属薄板３２−２上に
は、コレクタ外部端子３５−２が接続されている。また
、金属薄板３２−３上には、ベース外部端子３５−３が
接続されている。Among the thin metal plates 32-1, 32-2, and 32-3, first, the emitter external terminal 3 is placed on the thin metal plate 32-1.
5-1 is connected. Further, a collector external terminal 35-2 is connected to the thin metal plate 32-2. Further, a base external terminal 35-3 is connected to the thin metal plate 32-3.
このようなりＢＣ基板上に、半導体チップ３０と、エミ
ッタコネクタリード３４−１と、ペースコネクタリード
３４−２と、エミッタ外部端子３５−１と、コレクタ外
部端子３５−２と、ベース外部端子３５−３とを搭載し
た後、図示はしないが、その周囲をプラスチックケース
により囲み、このプラスチックケース内に、例えばシリ
コン系樹脂を充填し、さらに、このシリコン樹脂上を、
例えばエポキシ系樹脂を注入硬化させ、封止することに
より、この発明の一実施例に係わる半田バンプ型大電力
用トランジスタモジュールが完成する。In this way, on the BC board, the semiconductor chip 30, the emitter connector lead 34-1, the pace connector lead 34-2, the emitter external terminal 35-1, the collector external terminal 35-2, and the base external terminal 35- 3 is mounted, it is surrounded by a plastic case (not shown), and this plastic case is filled with, for example, silicone resin, and further, on this silicone resin,
For example, by injecting and curing an epoxy resin and sealing, a solder bump type high power transistor module according to an embodiment of the present invention is completed.
また、上記したように、エミッタコネクタリード３４−
１がくし型に成型されていることにより、樹脂の注入充
填工程において、このくし型のエミッタコネクタリード
３４−１にスリット部が存在していることにより、この
スリット部がら樹脂が流れ込み、この樹脂が半導体チッ
プ３ｏと、エミッタコネクタリード３４−１との間に空
孔を残すことなくいきわたるので、樹脂の充填性が向上
する。In addition, as described above, the emitter connector lead 34-
1 is molded in a comb shape, in the resin injection filling process, the slit portion exists in this comb-shaped emitter connector lead 34-1, so the resin flows through the slit portion, and the resin flows through the slit portion. Since the resin spreads between the semiconductor chip 3o and the emitter connector lead 34-1 without leaving any holes, the filling performance of the resin is improved.
尚、ここで、エミッタコネクタリード３４−１を、＜シ
型に成型、一体とせずに、このエミッタコネクタリード
３４−１を、複数のたんざく状として、半導体チップ３
ｏと、金属薄板３２−１とを接続することも可能である
。しがしながら、エミッタコネクタリード３４−１を、
＜シ型に成型、一体止しておくほうが、組み立て工程中
において、位置合わせが容易となり、作業性が向上する
。Here, instead of molding the emitter connector lead 34-1 into a square shape and integrating it, the emitter connector lead 34-1 is formed into a plurality of strips and attached to the semiconductor chip 3.
It is also possible to connect o and the thin metal plate 32-1. While tightening the emitter connector lead 34-1,
<Molding into a square shape and fixing it in one piece makes positioning easier during the assembly process and improves work efficiency.
また、このエミッタコネクタリード３４−１が接続され
る、例えば第１図に示す半田バンプ９は、上記したよう
に、例えば直線状に整列配置されており、１回の半田付
は工程で、簡単に、エミッタリード３４−１と、例えば
第１図に示すエミッタ電極６とを電気的に接続すること
ができる。さらに、例えば第１図に示すエミッタ領域４
は、例えば第１図に示す大面積の半導体チップ１内にお
いて、バランス電流が流れるように配置され、かつエミ
ッタコネクタリード３４−１は、十分な電流容量を持ち
、小さいインピーダンスとなるように、太いリードが用
いられているので、大電流のスイッチング動作を行なう
場合にも、半導体チップ１内全域が、はぼ均一に動作す
ることができる。Further, the solder bumps 9 shown in FIG. 1, to which the emitter connector lead 34-1 is connected, are arranged, for example, in a straight line, as described above, and one soldering process is a simple process. Furthermore, the emitter lead 34-1 and, for example, the emitter electrode 6 shown in FIG. 1 can be electrically connected. Further, for example, the emitter region 4 shown in FIG.
is arranged so that a balanced current flows in the large-area semiconductor chip 1 shown in FIG. Since leads are used, even when performing a large current switching operation, the entire area within the semiconductor chip 1 can operate almost uniformly.
次に、組み立て部品のうち、コネクタリードについて、
第８図（ａ）ないしＭ８図（Ｃ）を参照して説明する。Next, among the assembled parts, regarding the connector lead,
This will be explained with reference to FIGS. 8(a) to M8(C).
第８図（ａ）ないし第８図（ｃ）において、各参照する
符号は第６図、および第７図と対応するものとする。In FIGS. 8(a) to 8(c), each reference numeral corresponds to FIG. 6 and FIG. 7.
この発明の一実施例に係わる半田バンプ型大電力用トラ
ンジスタモジュールでは、上記したように、エミッタコ
ネクタリードに、主に、＜シ型のエミッタコネクタリー
ドが用いられる。このくし型のエミッタコネクタリード
の剛性をさらに高めるための手段として、第８図（ａ）
に示すように、くシ型のエミッタコネクタリード３４−
１の両端部のうち、複数に分割されている端部を互いに
一体につないだ形状に成型すれば、第７図に図示される
エミッタコネクタリード３４−１比較し、剛性が高まる
。したがって、樹脂の注入充填工程の際、樹脂によるエ
ミッタコネクタリード３４−１の変形を防止でき、組み
立て工程において、さらに、位置合わせが容易となり、
作業性が一段と向上する。In the solder bump type high-power transistor module according to an embodiment of the present invention, as described above, a <C-shaped emitter connector lead is mainly used for the emitter connector lead. As a means to further increase the rigidity of this comb-shaped emitter connector lead, as shown in Fig. 8(a),
As shown in the figure, the comb-shaped emitter connector lead 34-
If the end parts of the emitter connector lead 34-1, which are divided into a plurality of parts, are integrally connected to each other, the rigidity will be increased compared to the emitter connector lead 34-1 shown in FIG. Therefore, deformation of the emitter connector lead 34-1 due to the resin can be prevented during the resin injection filling process, and positioning is further facilitated during the assembly process.
Work efficiency is further improved.
次に、第８図（ｂ）に示すように、エミッタコネクタリ
ード３４−１が複数に分割された部分を互いに一体につ
なぐ領域を、さらに、数本追加しても良い。このように
形成すれば、第８図（ａ）に示すエミッタコネクタリー
ド３４−１より、さらに、剛性を高めることができる。Next, as shown in FIG. 8(b), several more regions may be added to integrally connect the plurality of divided portions of the emitter connector lead 34-1. If formed in this manner, the rigidity can be further increased than that of the emitter connector lead 34-1 shown in FIG. 8(a).
また、このような、第８図（ａ）、および第８図（ｂ）
に示すエミッタコネクタリード３４−１でも、基本の形
状はくし型であり、したがって、スリット部を有するこ
とから、樹脂の充填性に優れていることはいうまでもな
い。Moreover, such FIG. 8(a) and FIG. 8(b)
It goes without saying that the emitter connector lead 34-1 shown in FIG. 3 also has a comb-like shape and therefore has a slit portion, so that it has excellent resin filling properties.
さらに、第８図（ａ）、および第８図（ｂ）に示す、＜
シ型のエミッタコネクタリード３４−１の両端部のうち
、複数に分割されている端部を互いに、一体につないだ
形状のエミッタコネクタリード３４−１を、この発明の
一実施例に係わる大電力用トランジスタモジュールに搭
載した場合、ペースコネクタリード３４−２の配置方法
としては、第８図（Ｃ）に示すように、例えば半導体チ
ップ３０上で、エミッタコネクタリード３４−１が複数
に分割された部分を互いに一体につなぐ領域を、ペース
コネクタリード３４−２が跨ぐように導出すれば良い。Furthermore, as shown in FIG. 8(a) and FIG. 8(b), <
An emitter connector lead 34-1 having a shape in which the ends divided into a plurality of parts among both ends of the square-shaped emitter connector lead 34-1 are integrally connected to each other is connected to a high power source according to an embodiment of the present invention. When mounted on a transistor module for use with a semiconductor chip, the pace connector lead 34-2 can be arranged, for example, by dividing the emitter connector lead 34-1 into a plurality of parts on the semiconductor chip 30, as shown in FIG. The pace connector lead 34-2 may be led out so as to straddle the region where the parts are integrally connected to each other.
次に、組み立て部品のうち、コネクタリードについて、
さらに、第９図（ａ）ないし第９図（Ｃ）を参照して説
明する。第９図（ａ）ないし第９図（ｃ）において、各
参照する符号は第６図、および第７図と対応するものと
する。Next, among the assembled parts, regarding the connector lead,
Further, description will be made with reference to FIGS. 9(a) to 9(C). In FIGS. 9(a) to 9(c), each reference numeral corresponds to FIG. 6 and FIG. 7.
まず、第９図（ａ）に示すように、この発明の一実施例
に係わる半田バンプ型大電力用トランジスタモジュール
に搭載される大電力用バイポーラトランジスタでは、半
導体チップ３０上に、例えばエミッタ電極３６が小さく
分割されて形成されている。したがって、このエミッタ
電極３６上に形成される半田バンプ３９も、面積的に小
さいものとなっている。このことから、第１２図に示す
ように、従来、半田付は面積が大きく、コネクタリード
５７と、半導体チップ５１との熱膨張係数の差異から、
半田バンプ５６が脆化していた点が解決される。これは
、半田バンプ３９が、個々に小さな面積に分割されてい
ることから、コネクタリード３４と、半導体チップ３０
との熱膨張係数の差異により、半田バンプ３９に加わる
応力が減少し、半田バンプ３９の脆化の進行が抑制され
るためである。この半田バンプ３９の脆化の進行を、さ
らに抑制する手段として、第９図（ｂ）に示すように、
半導体チップ３０上に、小さく分割されて形成されてい
る、例えばエミッタ電極３６上の半田バンプ３９による
、個々の半田付は部間のコネクタリード３４に、あらか
じめ、たわみ部分を設けておく。このように個々の半田
付は部間のコネクタリード３４に、あらかじめ、たわみ
部分を設け、コネクタリード３４を成型して形成すれば
、半田バンプ３９のに加わる応力を、さらに、軽減する
ことができる。First, as shown in FIG. 9(a), in a high power bipolar transistor mounted on a solder bump type high power transistor module according to an embodiment of the present invention, for example, an emitter electrode 36 is mounted on a semiconductor chip 30. is divided into small pieces. Therefore, the solder bump 39 formed on the emitter electrode 36 is also small in area. For this reason, as shown in FIG. 12, conventional soldering requires a large area, and due to the difference in thermal expansion coefficient between the connector lead 57 and the semiconductor chip 51,
This solves the problem that the solder bumps 56 were becoming brittle. This is because the solder bumps 39 are individually divided into small areas, so the connector leads 34 and the semiconductor chip 30
This is because the stress applied to the solder bumps 39 is reduced due to the difference in thermal expansion coefficient between the solder bumps 39 and the solder bumps 39, thereby suppressing the progress of embrittlement of the solder bumps 39. As a means to further suppress the progress of embrittlement of the solder bumps 39, as shown in FIG. 9(b),
For individual soldering using solder bumps 39 formed on the semiconductor chip 30 in small pieces, for example on the emitter electrode 36, a bending portion is provided in advance in the connector lead 34 between the parts. In this way, when each soldering is performed, the stress applied to the solder bumps 39 can be further reduced by providing a bending part in advance in the connector lead 34 between the parts and molding the connector lead 34. .
また、第９図（Ｃ）に示すように、コネクタリード３４
が、例えば銅により構成される場合、例えばＤＢＣ技術
により、セラミックス４０に、上記鋼からなるコネクタ
リード３４を直接接合した、いわゆるＤＢＣコネクタリ
ードとする。同図に示すように、ＤＢＣコネクタリード
は、例えばセラミックス４０が、コネクタリード３４の
半田バンプ３９との接合部から、絶縁物３１上の金属薄
板３２−１との接合部までをカバーするように形成され
る。このようにＤＢＣコネクタリードとして、コネクタ
リード３４を成型して形成すれば、銅からなるコネクタ
リード３４の熱膨張係数を、セラミックス４０の熱膨張
係数に制限でき、絶縁物３１上の金属薄板３２−２上に
載置される半導体チップ３０の熱膨張係数に極めて近づ
けることができる。In addition, as shown in FIG. 9(C), the connector lead 34
In the case where the connector lead 34 is made of copper, for example, the connector lead 34 made of steel is directly bonded to the ceramics 40 by, for example, the DBC technique, resulting in a so-called DBC connector lead. As shown in the figure, the DBC connector lead is constructed such that, for example, the ceramic 40 covers from the joint part of the connector lead 34 with the solder bump 39 to the joint part with the thin metal plate 32-1 on the insulator 31. It is formed. If the connector lead 34 is formed by molding as a DBC connector lead in this way, the thermal expansion coefficient of the connector lead 34 made of copper can be limited to the thermal expansion coefficient of the ceramic 40, and the thin metal plate 32- The coefficient of thermal expansion can be made extremely close to that of the semiconductor chip 30 placed on the semiconductor chip 2 .
このようなりＢＣコネクタリードを用いる方法でも、半
田バンプ３９のに加わる応力を、さらに軽減することが
できる。Even with this method of using BC connector leads, the stress applied to the solder bumps 39 can be further reduced.
以上、この発明の実施例に係わる半田バンプ型半導体装
置として、半田バンプ型大電力用トランジスタモジュー
ルを例にとり、このうち、半田バンプ型大電力用バイポ
ーラトランジスタについて説明してきたが、例えば半田
バンプ型大電力用ＭＯ８ＦＥＴでも、本発明が有効であ
ることはもちろんである。このような半田バンプ型大電
力用ＭＯ３ＦＥＴの場合には、例えば本明細書中の半導
体チップに形成されるエミッタ領域をソース領域とし、
ベース領域上にゲート電極を形成し、ベース領域をチャ
ネルが形成される領域とし、コレクタ領域をドレイン領
域として形成することにより、容易に実施可能である。Above, as a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, a solder bump type large power bipolar transistor has been explained, taking a solder bump type high power transistor module as an example. It goes without saying that the present invention is also effective for power MO8FETs. In the case of such a solder bump type MO3FET for high power use, for example, the emitter region formed on the semiconductor chip in this specification is used as the source region,
This can be easily implemented by forming a gate electrode on a base region, using the base region as a region where a channel is formed, and forming a collector region as a drain region.
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明によれば、大面積の半導体
チップ上の電極に、コネクタリードを直接半田付けする
ことが可能となり、故障時のアーク発生が防止されると
ともに、この大面積の半導体チップ内を流れる電流のバ
ランスが良好となる半田バンプ型半導体装置が提供され
る。さらに、この半田バンプ型半導体装置は容易、かつ
確実に組み立てることができる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, it becomes possible to directly solder connector leads to electrodes on a large-area semiconductor chip, which prevents arcing in the event of a failure. A solder bump type semiconductor device is provided in which current flowing through a large area semiconductor chip is well balanced. Furthermore, this solder bump type semiconductor device can be assembled easily and reliably.
第１図はこの発明の一実施例に係わる半田バンプ型半導
体装置に搭載される大電力用ｎｐｎ型バイポーラトラン
ジスタの第１の例の断面図、第２図はその平面パターン
の一例を示す図、第３図はこの発明の一実施例に係わる
半田バンプ型半導体装置に搭載される大電力用ｎｐｎ型
バイポーラトランジスタの第２の例の断面図、第４図は
その平面パターンの一例を示す図、第５図（ａ）ないし
第５図（ｃ）は半田バンプ部の構造を示す断面図、第６
図はこの発明の一実施例に係わる半田バンプ型半導体装
置に用いられるＤＢＣ基板の斜視図、第７図はこの発明
の一実施例に係わる半田バンプ型半導体装置の組み立て
図、第８図（ａ）ないし第８図（Ｃ）、並びに第９図（
ａ）ないし第９図（Ｃ）はこの発明の一実施例に係わる
半田バンプ型半導体装置に用いられるコネクタリードの
斜視図、第１０図は従来の半田バンプ型半導体装置の断
面図、第１１図は従来の半田バンプ型半導体装置のコネ
クタリードと半導体チップとの接合部の斜視図、第１２
図はその接合部の拡大図である。
１・・・半導体チップ、２・・・コレクタ領域、３・・
・ベース領域、４・・・エミッタ領域、５・・・第１の
絶縁膜、６・・・エミッタ電極、７・・・ベース電極、
８・・・第２の絶縁膜、９．９−・・・半田バンプ、１
０・・・ニッケル層、１６・・・アルミニウム電極、１
８・・・絶縁膜、１９・・・半田バンプ、２０．２２・
・・ニッケル層、２１・・・チタンもしくはバナジウム
層、２３・・・金層、３０・・・半導体チップ、３１・
・・絶縁物、３２−１゜３２−２．３２−３・・・金属
薄板、３３・・・放熱用金属薄板、３４−１．３４−２
・・・コネクタリード、３５−１．３５−２．３５−３
・・・外部端子、３６・・・電極、３９・・・半田バン
プ、４０・・・セラミックス、５１・・・半導体チップ
、５２・・・コレクタ領域、５３・・・ベース領域、５
４・・・エミッタ領域、５５゜５５−１．５５−２・・
・電極、５６・・・半田バンプ、５７．５７−１．５７
−２・・・コネクタリード、１゜
５８−２゜
・・金属薄板、
−１、
９−２、
３・・・外部端子、
０・・・絶
紛物、
１・・・銅基板、
６２・・・プラスチックケース、
６３・・・シリ
コ
ン樹脂、
６４・・・エポキシ樹脂。FIG. 1 is a sectional view of a first example of a high-power npn bipolar transistor mounted on a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an example of its plane pattern. FIG. 3 is a sectional view of a second example of a high-power npn bipolar transistor mounted on a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing an example of its plane pattern. 5(a) to 5(c) are cross-sectional views showing the structure of the solder bump portion, and FIG.
The figure is a perspective view of a DBC substrate used in a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 7 is an assembled diagram of a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. ) to Figure 8 (C), and Figure 9 (
a) to 9(C) are perspective views of connector leads used in a solder bump type semiconductor device according to an embodiment of the present invention, FIG. 10 is a sectional view of a conventional solder bump type semiconductor device, and FIG. 11 12 is a perspective view of a joint between a connector lead and a semiconductor chip of a conventional solder bump type semiconductor device;
The figure is an enlarged view of the joint. 1... Semiconductor chip, 2... Collector region, 3...
- Base region, 4... Emitter region, 5... First insulating film, 6... Emitter electrode, 7... Base electrode,
8... Second insulating film, 9.9-... Solder bump, 1
0... Nickel layer, 16... Aluminum electrode, 1
8... Insulating film, 19... Solder bump, 20.22.
...Nickel layer, 21...Titanium or vanadium layer, 23...Gold layer, 30...Semiconductor chip, 31.
...Insulator, 32-1゜32-2.32-3...Thin metal plate, 33...Thin metal plate for heat dissipation, 34-1.34-2
...Connector lead, 35-1.35-2.35-3
... External terminal, 36 ... Electrode, 39 ... Solder bump, 40 ... Ceramic, 51 ... Semiconductor chip, 52 ... Collector region, 53 ... Base region, 5
4... Emitter region, 55°55-1.55-2...
・Electrode, 56...Solder bump, 57.57-1.57
-2... Connector lead, 1゜58-2゜... Metal thin plate, -1, 9-2, 3... External terminal, 0... Ingredients, 1... Copper substrate, 62. ...Plastic case, 63...Silicone resin, 64...Epoxy resin.
Claims (2)
れて設けられた第１、第２の金属電極と、この金属電極
上に形成された絶縁膜と、この絶縁膜を通して、上記第
１、第２の金属電極のうち、電流容量の大きいほうの金
属電極が露出するように形成された少なくとも２つの電
極引き出し用の開孔部と、この少なくとも２つの開孔部
に、それぞれ形成された半田バンプと、この半田バンプ
を互いに同電位に接続する少なくとも１本のコネクタリ
ードとを具備することを特徴とする半田バンプ型半導体
装置。(1) First and second metal electrodes provided electrically isolated from each other on the main surface of the semiconductor substrate, an insulating film formed on the metal electrodes, and the first and second metal electrodes formed on the main surface of the semiconductor substrate, and 1. At least two electrode extraction openings formed so that the metal electrode with a larger current capacity among the second metal electrodes is exposed; What is claimed is: 1. A solder bump type semiconductor device, comprising: solder bumps having the same electrical potential; and at least one connector lead that connects the solder bumps to the same potential.
成分とすることを特徴とする請求項（１）記載の半田バ
ンプ型半導体装置。(2) The solder bump type semiconductor device according to claim 1, wherein the first and second metal electrodes contain aluminum as a main component.
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| JPH02281737A true JPH02281737A (en) | 1990-11-19 |
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