JPH07116406B2 - Passive method for semiconductor device - Google Patents

Passive method for semiconductor device

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JPH07116406B2
JPH07116406B2 JP16017186A JP16017186A JPH07116406B2 JP H07116406 B2 JPH07116406 B2 JP H07116406B2 JP 16017186 A JP16017186 A JP 16017186A JP 16017186 A JP16017186 A JP 16017186A JP H07116406 B2 JPH07116406 B2 JP H07116406B2
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dianhydride
group
polymer
formula
structural unit
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益市 江口
叔 平本
信一 真鍋
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Toray Industries Inc
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はポリイミド系樹脂を用いた半導体素子のパッシ
ベーション方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a passivation method for a semiconductor device using a polyimide resin.

[従来の技術] 高耐圧大電流の半導体素子、たとえばパワーダイオー
ド、サイリスタのパッシベーション膜として、ガラス、
シリコーン樹脂、ポリイミド系樹脂などが知られてい
る。
[Prior Art] High breakdown voltage large current semiconductor devices such as power diodes, glass as a passivation film for thyristors,
Silicone resins and polyimide resins are known.

ガラスは、ガスや水分を通さないので最も安定なパッシ
ベーション膜とされているが、50〜100μm以上厚くす
ると、半導体素子とガラスの膨脹係数が異なるのでクラ
ックが発生しやすく、薄くなると素子のエッヂの部分で
放電が起りやすくなる。
Glass is the most stable passivation film because it does not allow gas and moisture to pass through. However, when the thickness is 50-100 μm or more, the expansion coefficient of the semiconductor element and the glass are different, and cracks tend to occur. Discharge is likely to occur at the part.

またシリコーン樹脂、例えば、シラノール基を有するポ
リシロキサンを加熱して得られるタイプのものも被膜が
硬く、ガラスと同様の問題がある。一方、ポリイミド系
樹脂は、耐熱性、可撓性があり、パッシベーション膜と
して有望である。しかし、問題点もいくつかあり、例え
ば、湿熱の雰囲気に放置した場合、リーク電流が増加す
るなどの信頼性低下の問題がある。
Further, a silicone resin, for example, a type obtained by heating a polysiloxane having a silanol group has a hard coating and has the same problem as glass. On the other hand, a polyimide resin has heat resistance and flexibility and is promising as a passivation film. However, there are some problems, for example, when left in a moist heat atmosphere, there is a problem of reduced reliability such as an increase in leak current.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明は、上記問題点を解決せしめ、信頼性の高い半導
体素子のパッシベーション膜を得る方法を提供すること
を目的とする。
[Problems to be Solved by the Invention] An object of the present invention is to solve the above problems and provide a method for obtaining a highly reliable passivation film for a semiconductor device.

[問題点を解決するための手段] 本発明は、 (1)半導体素子のP−N接合部の露出面にポリイミド
系ワニスを塗布し、かつ加熱処理するパッシベーション
方法において、前記ワニスとして (a)一般式 (ただし、式中R1は3価又は4価の有機基、R2は2価の
有機基、mは1又は2である。)で表わされる構造単位
[I]を有するポリアミド酸と、 (b)一般式 (ただし、R3,R4,R5は炭素数1〜30の炭化水素基で、R3
〜R5のいずれもその炭素に置換基、結合基を含むことが
できる。nは1〜3である。)で表される第3級アミン
化合物および (c)コロイダルシリカ の化合物を用いることを特徴とする半導体素子のパッシ
ベーション方法である。
[Means for Solving the Problems] The present invention provides (1) a passivation method in which a polyimide-based varnish is applied to an exposed surface of a PN junction portion of a semiconductor element, and heat treatment is performed. General formula (However, in the formula, R 1 is a trivalent or tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and m is 1 or 2.), and a polyamic acid having a structural unit [I], b) General formula (However, R 3 , R 4 , and R 5 are hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and R 3
Each of R 5 to R 5 can have a substituent or a bonding group at its carbon. n is 1 to 3. ) A tertiary amine compound represented by the formula (4) and a compound of (c) colloidal silica are used.

本発明でいう半導体素子とは、P−N接合を有し、かつ
P−N接合が露出した素子を言う。
The semiconductor element according to the present invention refers to an element having a PN junction and having an exposed PN junction.

実公昭52-5586、特公昭55-12737、特公昭57-16500に示
されたようなダイオード、特公昭60-58582に示されたよ
うなサイリスタ素子、トランジスタ素子などが例として
挙げられるが、これらに限定されない。
Examples include a diode as shown in JP-B-52-5586, JP-B-55-12737 and JP-B-57-16500, a thyristor element and a transistor element as shown in JP-B-60-58582. Not limited to.

P−N接合の露出面は、例えばSiO2などの無機膜で覆わ
れていてもよいし、覆われていなくてもよい。通常、Si
O2で覆われているものが好ましく用いられる。
The exposed surface of the PN junction may or may not be covered with an inorganic film such as SiO 2 . Usually Si
Those covered with O 2 are preferably used.

本発明における構造単位[I]を有するポリアミド酸と
は、前記一般式で示される構造を有し、加熱あるいは適
当な触媒によりイミド環や、その他の環状構造を有する
ポリマ(以後、ポリイミド系ポリマと呼ぶ)となり得る
ものである。
The polyamic acid having the structural unit [I] in the present invention means a polymer having a structure represented by the above general formula and having an imide ring or other cyclic structure by heating or a suitable catalyst (hereinafter referred to as a polyimide-based polymer). Can be called).

上記構造単位[I]中、R1は少なくとも2個以上の炭素
原子を有する3価または4価の有機基である。ポリイミ
ド系ポリマの耐熱性の面から、R1はポリマ主鎖のカルボ
ニル基との結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から直
接行なわれる構造を有するものが好ましい。従って、R1
としては、芳香環又は芳香族複素環を含有し、かつ炭素
数6〜30の3価または4価の基が好ましい。
In the structural unit [I], R 1 is a trivalent or tetravalent organic group having at least 2 carbon atoms. From the viewpoint of heat resistance of the polyimide-based polymer, R 1 preferably has a structure in which the bond with the carbonyl group of the polymer main chain is directly formed from an aromatic ring or an aromatic heterocycle. Therefore, R 1
Is preferably a trivalent or tetravalent group containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle and having 6 to 30 carbon atoms.

R1のより好ましい具体的な例としては、 (式中、結合手はポリマ主鎖のカルボニル基との結合を
表わし、カルボキシル基は結合手に対してオルト位に位
置するが、この結合手は上記構造式には記載していな
い)。
As a more preferable specific example of R 1 , (In the formula, the bond represents a bond with the carbonyl group of the polymer main chain, and the carboxyl group is located at the ortho position with respect to the bond, but this bond is not described in the above structural formula).

などが挙げられるが、これらに限定されない。However, the present invention is not limited to these.

また構造単位[I]を有するポリマは、R1がこれらのう
ちただ1種から構成されていてもよいし、2種以上から
構成される共重合体であってもよい。
In the polymer having the structural unit [I], R 1 may be composed of only one of these or may be a copolymer composed of two or more.

R1として特に望ましいものは、 である(ただし式中、結合手の定義については前述と同
様である)。
Particularly desirable as R 1 is (However, in the formula, the definition of the bond is the same as above).

上記構造単位[I]中、R2は少なくとも2個以上の炭素
原子を有する2価の有機基であるが、ポリイミド系ポリ
マとした時の耐熱性の面から、ポリマ主鎖のアミド基と
の結合が芳香族環あるいは芳香族複素環から直接行なわ
れる構造を有するものが好ましい。従って、R2としては
芳香族環又は芳香族複素環を含有し、かつ炭素数6〜30
の2価の基が好ましい。
In the above structural unit [I], R 2 is a divalent organic group having at least two carbon atoms, but from the viewpoint of heat resistance when a polyimide-based polymer is used, R 2 is an amide group of the polymer main chain. Those having a structure in which the bond is directly formed from an aromatic ring or an aromatic heterocycle are preferable. Therefore, R 2 contains an aromatic ring or an aromatic heterocycle and has 6 to 30 carbon atoms.
The divalent group of is preferable.

R2の好ましい具体的な例としては、 (式中、結合手は主鎖のアミド基との結合を表わす)な
どが挙げられる。また、これらがポリイミド系ポリマの
耐熱性に悪影響を与えない範囲内でアミノ基、アミド
基、カルボキシル基、スルホンアミド基などの各置換基
を有していても差し支えない。これらの各置換基を有す
るものの内で特に好ましい例として が挙げられる。
Specific preferred examples of R 2 include: (In the formula, the bond represents a bond with the amide group of the main chain) and the like. Further, these may have respective substituents such as an amino group, an amide group, a carboxyl group, a sulfonamide group, etc. within a range that does not adversely affect the heat resistance of the polyimide polymer. Among the compounds having each of these substituents, particularly preferred examples Is mentioned.

構造単位[I]を有するポリマは、R2がこれらのうちた
だ1種から構成されていてもよいし、2種以上から構成
される共重合体であってもよい。
In the polymer having the structural unit [I], R 2 may be composed of only one of these, or may be a copolymer composed of two or more.

さらに、ポリイミド系ポリマの接着性を向上させるため
に、耐熱性を低下させない範囲でR2として、シロキサン
構造を有する脂肪族性の基を共重合させることも可能で
ある。好ましい具体例として などが挙げられる。
Further, in order to improve the adhesiveness of the polyimide-based polymer, it is possible to copolymerize an aliphatic group having a siloxane structure as R 2 within a range that does not lower the heat resistance. As a preferred specific example And so on.

構造単位[I]を主成分とするポリマの具体的な例とし
て、 ピロメリット酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、 ピロメリット酸二無水物および3,3′,4,4′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸と4,4′−ジアミノジフェニル
エーテル、 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物お
よび3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、 ピロメリット酸二無水物と3,3′−ジアミノジフェニル
スルホン、 ピロメリット酸二無水物および3,3′,4,4′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3′−(又は4,4′
−)ジアミノジフェニルスルホン、 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルスルホ
ン、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルスルホン、 3,3′,,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物お
よび3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物と3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルス
ルホン、 ピロメリット酸二無水物と4,4′−ジアミノジフェニル
エーテルおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメチ
ルジシロキサン、 ピロメリット酸二無水物および3,3′,4,4′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物と4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテルおよびビス(3−アミノプロピル)テ
トラメチルジシロキサン、 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルおよびビス
(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
4,4′−ジアミノジフェニルエーテルおよびビス(3−
アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物お
よび3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物と4,4′−ジアミノジフェニルエーテルおよびビ
ス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン、 ピロメリット酸二無水物と3,3′−(又は4,4′−)ジア
ミノジフェニルスルホンおよびビス(3−アミノプロピ
ル)テトラメチルジシロキサン、 ピロメリット酸二無水物および3,3′,4,4′−ベンゾフ
ェノンテトラカルボン酸二無水物と3,3′−(又は4,4′
−)ジアミノジフェニルスルホンおよびビス(3−アミ
ノプロピル)テトラメチルジシロキサン、 3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水
物と3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルスルホ
ンおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシ
ロキサン、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と
3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルスルホンお
よびビス(3−アミノプロピル)テトラメチルジシロキ
サン、 3,3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物お
よび3,3′,4,4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二
無水物と3,3′−(又は4,4′−)ジアミノジフェニルス
ルホンおよびビス(3−アミノプロピル)テトラメチル
ジシロキサン などから合成されたポリアミド酸が好ましく用いられ
る。
Specific examples of the polymer having the structural unit [I] as a main component include pyromellitic dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′- Benzophenone tetracarboxylic acid and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3', 4,4'-biphenyl With tetracarboxylic dianhydride
4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diamino Diphenyl ether, pyromellitic dianhydride and 3,3′-diaminodiphenyl sulfone, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′-(or 4,4 ′
-) Diaminodiphenyl sulfone, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3'-(or 4,4 '-) diaminodiphenyl sulfone, 3,3', 4,4 ' -Biphenyltetracarboxylic dianhydride and
3,3 '-(or 4,4'-) diaminodiphenyl sulfone, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid Dianhydride and 3,3 '-(or 4,4'-) diaminodiphenyl sulfone, pyromellitic dianhydride and 4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, pyromellitic Acid dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride and 4,4′-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ′, 4, 4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride, 4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride And objects
4,4'-diaminodiphenyl ether and bis (3-
Aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 4,4'-diamino Diphenyl ether and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, pyromellitic dianhydride and 3,3 ′-(or 4,4 ′-) diaminodiphenylsulfone and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, Pyromellitic dianhydride and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′-(or 4,4 ′
-) Diaminodiphenyl sulfone and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ', 4,4'-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3'-(or 4,4 '-) diamino Diphenylsulfone and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
3,3 '-(or 4,4'-) diaminodiphenyl sulfone and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane, 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 3,3' Polyamic acid synthesized from ′, 4,4′-benzophenone tetracarboxylic dianhydride and 3,3 ′-(or 4,4 ′-) diaminodiphenyl sulfone and bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane Is preferably used.

構造単位[I]を主成分するポリマとは、構造単位
[I]のみから成るものであってもよいし、他の構造単
位との共重合体であってもよい。共重合体に用いられる
構造単位の種類、量は最終加熱処理によって得られるポ
リイミド系ポリマの耐熱性を著しく損わない範囲で選択
するのが望ましい。ポリアミドアミド酸、ポリエステル
アミド酸の構造単位が典型的な例として挙げられるが、
これらには限定されない。
The polymer containing the structural unit [I] as a main component may be composed of the structural unit [I] alone or may be a copolymer with another structural unit. It is desirable to select the type and amount of the structural unit used in the copolymer within a range that does not significantly impair the heat resistance of the polyimide-based polymer obtained by the final heat treatment. Structural units of polyamide amic acid and polyester amic acid are typical examples,
It is not limited to these.

本発明における第3級アミン化合物は、下記一般式 (ただし、R3,R4,R5は炭素数1〜30の炭化水素基で、R3
〜R5のいずれもその炭素に置換基、結合基を含むことが
できる。nは1〜3である。) で表されるものである。置換基、結合基としては、−OC
H3、−OH、−O−、 などが挙げられる。
The tertiary amine compound in the present invention has the following general formula (However, R 3 , R 4 , and R 5 are hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and R 3
Each of R 5 to R 5 can have a substituent or a bonding group at its carbon. n is 1 to 3. ) Is represented by. As a substituent or a bonding group, -OC
H 3, -OH, -O-, And so on.

好ましい具体例としては、 トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロ
ピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、メチルジエチル
アミン、ジメチル−n−プロピルアミン、N,N−ジブチ
ル−2−エチルヘキシルアミン、N−メチルジアリルア
ミン、3−ジメチルアミノプロパノール、N−イソブチ
ルジエタノールアミン、ジメチル−3−ジメトキシプロ
ピルアミン、N,N,N′,N′−テトラメチル−1,2−ジアミ
ノエタン、N,N,N′,N′−テトラメチルジアミノプロパ
ン、N,N,N′,N′−テトラアリル−1,4−ジアミノブタ
ン、N,N,N′,N′−ペンタメチルジエチレントリアミ
ン、N,N−ジメチルベンジルアミン、ジメチルアミノア
セトアルデヒドジエチルアセタール、2−ジメチルアミ
ノエチルアセテート、ジメチルアミノエチルメタクリレ
ート、ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルア
ミノエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルアク
リレートなどが挙げられるが、これらに限定されない。
Preferred specific examples include trimethylamine, triethylamine, tri-n-propylamine, tri-n-butylamine, methyldiethylamine, dimethyl-n-propylamine, N, N-dibutyl-2-ethylhexylamine, N-methyldiallylamine, 3 -Dimethylaminopropanol, N-isobutyldiethanolamine, dimethyl-3-dimethoxypropylamine, N, N, N ', N'-tetramethyl-1,2-diaminoethane, N, N, N', N'-tetramethyl Diaminopropane, N, N, N ', N'-tetraallyl-1,4-diaminobutane, N, N, N', N'-pentamethyldiethylenetriamine, N, N-dimethylbenzylamine, dimethylaminoacetaldehyde diethyl acetal, 2-dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethyl methacrylate, dimethy Aminoethyl acrylate, diethylaminoethyl methacrylate, although diethylaminoethyl acrylate, but are not limited to.

特に、塩基性が強い脂肪族第3級アミンは、イミド閉環
を促進させる効果が大きく好ましい。特に好ましい具体
例として、例えば、トリエチルアミン、トリプロピルア
ミン、トリアリルアミン、2−ジメチルアミノエチルア
セテート、ジメチルアミノエチルメタクリレート、ジエ
チルアミノエチルメタクリレート、ジメチルアミノエチ
ルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレートな
どが挙げられるが、これらに限定されない。
In particular, an aliphatic tertiary amine having a strong basicity is preferable because it has a large effect of promoting imide ring closure. Particularly preferred specific examples include, but are not limited to, triethylamine, tripropylamine, triallylamine, 2-dimethylaminoethyl acetate, dimethylaminoethyl methacrylate, diethylaminoethyl methacrylate, dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, and the like. Not done.

これらの化合物は単独で使用してもよいし、あるいは2
種以上の混合物として使用してもよい。
These compounds may be used alone or 2
You may use it as a mixture of 2 or more types.

また、塗布性、溶液の安定性および塗膜の透明性に悪影
響を与えない範囲内で第1級アミン、第2級アミン、第
4級アミンおよびピリジン誘導体、ピペリジン誘導体な
どの有機の塩基性化合物を添加してもよい。
In addition, organic basic compounds such as primary amines, secondary amines, quaternary amines and pyridine derivatives, piperidine derivatives, etc. within a range that does not adversely affect the coating properties, the stability of solutions and the transparency of coating films. May be added.

第3級アミンの添加量はポリアミド酸のカルボキシル基
に対して0.2〜3.0当量添加するのが好ましく、より好ま
しくは0.25〜2.0当量添加するのがよい。下限の量未満
を添加する場合には、イミド閉環を促進させる効果が充
分認められず、上限量を越えて添加する場合には、貯蔵
時の粘度安定性が悪くなる。
The tertiary amine is preferably added in an amount of 0.2 to 3.0 equivalents, more preferably 0.25 to 2.0 equivalents, based on the carboxyl groups of the polyamic acid. When the amount is less than the lower limit, the effect of promoting imide ring closure is not sufficiently observed, and when the amount is more than the upper limit, the viscosity stability during storage is deteriorated.

本発明で用いられるコロイダルシリカとは、高分子量無
水珪酸のコロイド溶液である。これはシリカゾルとして
市販されているもので、分散媒は通常水であるが、有機
溶媒に分散したもの(オルガノシリカゾル)も市販され
ている(例えば触媒化成工業(株)製のOSCAL)。
The colloidal silica used in the present invention is a colloidal solution of high molecular weight silicic acid anhydride. This is commercially available as silica sol, and the dispersion medium is usually water, but those dispersed in an organic solvent (organo silica sol) are also commercially available (for example, OSCAL manufactured by Catalysts & Chemicals Industry Co., Ltd.).

有機溶媒に分散したシリカゾルは、水性シリカゾルの分
散媒である水を有機溶媒で置換することで調製される。
分散媒の置換は水性シリカゾルに有機溶媒を添加し、蒸
溜などの手段で水を留去させる方法で行なうことができ
る。溶媒の種類によっては、低級アルコールを添加し、
シリカ粒子の表面を一部エステル化される場合もある。
The silica sol dispersed in the organic solvent is prepared by substituting water, which is a dispersion medium of the aqueous silica sol, with the organic solvent.
The dispersion medium can be replaced by a method of adding an organic solvent to the aqueous silica sol and distilling off water by means such as distillation. Depending on the type of solvent, add lower alcohol,
The surface of the silica particles may be partially esterified.

ポリアミド酸との相溶性の点から、有機溶媒に分散した
オルガノシリカゾルが望ましい。特にポリアミド酸の溶
媒であるジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミ
ド、N−メチル−2−ピロリドンなどの非プロトン性極
性溶媒に分散したオルガノシリカゾルが好ましい。
From the viewpoint of compatibility with polyamic acid, organosilica sol dispersed in an organic solvent is desirable. Particularly preferred is an organosilica sol dispersed in an aprotic polar solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, which is a solvent for polyamic acid.

コロイダルシリカの添加量S(wt%)は5〜70(wt%)
が好ましく、さらに好ましくは10〜50(wt%)がよい。
なお、コロイダルシリカの添加量S(wt%)は次式で与
えられる。
Addition amount S (wt%) of colloidal silica is 5 to 70 (wt%)
Is preferable, and more preferably 10 to 50 (wt%).
The addition amount S (wt%) of colloidal silica is given by the following equation.

下限の量未満を添加する場合には、特性向上の効果が顕
著でなく、上限量を越えて添加する場合には、塗膜形成
能が悪くなる。
When the amount is less than the lower limit, the effect of improving the properties is not remarkable, and when the amount is more than the upper limit, the film-forming ability is deteriorated.

次に本発明に用いるワニスの製造方法の一例について説
明する。
Next, an example of the method for producing the varnish used in the present invention will be described.

本発明における構成単位[I]を有するポリアミド酸
は、ジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを有機溶媒
中で15℃〜50℃程度の温度で数時間反応させることによ
り、好ましく行なわれる。生成した重合体の溶液に、第
3級アミン化合物、コロイダルシリカを添加、混合し、
希釈剤で粘度、濃度を調製後、過を行ない、本発明の
ワニスを得る。
The polyamic acid having the structural unit [I] in the present invention is preferably carried out by reacting a diamine and a tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent at a temperature of about 15 ° C to 50 ° C for several hours. A tertiary amine compound and colloidal silica are added to and mixed with the produced polymer solution,
After adjusting the viscosity and the concentration with a diluent, an excess is carried out to obtain the varnish of the present invention.

この反応に用いられる有機溶剤、希釈剤の例としては、
N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトア
ミド等の非プロトン性極性溶媒が挙げられる。
Examples of organic solvents and diluents used in this reaction include:
Aprotic polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone and N, N-dimethylacetamide can be mentioned.

次に本発明の半導体素子のパッシベーション方法につい
て説明する。
Next, a semiconductor device passivation method of the present invention will be described.

まず、半導体素子のP−N接合部の露出面に上記ワニス
を刷毛などで塗布する。
First, the varnish is applied to the exposed surface of the P-N junction of the semiconductor element with a brush or the like.

塗布後、熱処理により塗膜はイミド環やその他の環状構
造を有する耐熱ポリマとなる。熱処理温度は200〜350℃
で行なわれる。熱処理時間は10分〜180分でよい。熱処
理は単一温度で行なってもよいし、段階的に、あるいは
連続的に昇温しながら行なってもよい。
After coating, the coating film is heat-treated to be a heat-resistant polymer having an imide ring or other cyclic structure. Heat treatment temperature is 200-350 ℃
Done in. The heat treatment time may be 10 minutes to 180 minutes. The heat treatment may be performed at a single temperature, or may be performed stepwise or continuously while raising the temperature.

また、200℃以下の温度で前処理してもよい。このよう
にして、半導体素子のP−N接合の露出面は、上記の耐
熱ポリマでパッシベーションされる。
Moreover, you may pre-process at the temperature of 200 degreeC or less. In this way, the exposed surface of the P-N junction of the semiconductor element is passivated with the above-mentioned heat resistant polymer.

次に実施例に基づいて本発明の実施態様を説明する。Next, embodiments of the present invention will be described based on examples.

[実施例] 実施例1〜4 ジアミノジフェニルエーテル564.5g、ビス(3−アミノ
プロピル)テトラメチルジシロキサン44.7gをN−メチ
ル−2−ピロリドン5680gに溶解し、アミン溶液を調合
した。このアミン溶液にピロメリット酸二無水物327g、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物483gを加え
て、50℃で3時間反応させ、25℃で120ポアズのポリマ
溶液(A)を得た。
[Examples] Examples 1 to 4 564.5 g of diaminodiphenyl ether and 44.7 g of bis (3-aminopropyl) tetramethyldisiloxane were dissolved in 5680 g of N-methyl-2-pyrrolidone to prepare an amine solution. 327 g of pyromellitic dianhydride in this amine solution,
483 g of benzophenone tetracarboxylic acid dianhydride was added and reacted at 50 ° C. for 3 hours to obtain a polymer solution (A) of 120 poise at 25 ° C.

このポリマ溶液(A)に表1に示したようなアミン化合
物をポリアミド酸のカルボキシル基に対して当量添加
し、さらにN−メチル−2−ピロリドンに分散したコロ
イダルシリカ(触媒化成工業(株)製、商品名OSCAL)
を添加、調合、過してワニスを得た。
Colloidal silica (manufactured by Catalysts & Chemicals Industry Co., Ltd.) in which an amine compound as shown in Table 1 was added to this polymer solution (A) in an equivalent amount to the carboxyl group of polyamic acid and further dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone , Product name OSCAL)
Was added, blended and passed through to obtain a varnish.

次に、このワニスをパワーダイオードのP−N接合部の
露出面に刷毛塗りで塗布した。塗布後、100℃で1時
間、次いで135℃で1時間前処理し、250℃で1時間窒素
中で熱処理した。この素子を室温に冷却後、菊水電子
(株)のカーブトレーサー、モデル5802で1.2KVにおけ
る逆方向のリーク電流を測定した。この値を初期値とす
る。次に、120℃、2気圧の飽和水蒸気に3時間この素
子を暴露した後、同様にリーク電流を測定した。この測
定値を信頼性テスト後の値とする。
Next, this varnish was applied by brush coating to the exposed surface of the P-N junction of the power diode. After coating, pretreatment was performed at 100 ° C. for 1 hour, then at 135 ° C. for 1 hour, and heat treatment was performed at 250 ° C. for 1 hour in nitrogen. After cooling this device to room temperature, the reverse leak current at 1.2 KV was measured with a curve tracer, Model 5802, manufactured by Kikusui Electronics Co., Ltd. This value is the initial value. Next, after exposing this element to saturated steam at 120 ° C. and 2 atm for 3 hours, the leak current was similarly measured. This measured value is the value after the reliability test.

これらのデータを表1に示す。These data are shown in Table 1.

比較例1(従来の方法) 実施例1において、アミン化合物、コロイダルシリカを
無添加のワニス(ポリマ溶液(A))を用いて同様に実
施した。データを表1に示す。
Comparative Example 1 (Conventional Method) The same procedure as in Example 1 was performed using a varnish (polymer solution (A)) containing no amine compound and colloidal silica. The data are shown in Table 1.

表1から明らかなように、本発明の方法により得られた
素子は、従来のものに比べ、リーク電流が初期値、湿熱
処理後も小さく、信頼性に優れていることがわかる。
As is apparent from Table 1, the element obtained by the method of the present invention has a smaller leak current than the conventional element even after the initial value and after the wet heat treatment, and is excellent in reliability.

[発明の効果] 本発明は上述のごとく構成したので、信頼性の高いポリ
イミド系樹脂性のパッシベーション膜を得ることができ
る。
EFFECTS OF THE INVENTION Since the present invention is configured as described above, a highly reliable polyimide resin passivation film can be obtained.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体素子のP−N接合部の露出面にポリ
イミド系ワニスを塗布し、かつ加熱処理するパッシベー
ション方法において、前記ワニスとして (a)一般式 (ただし、式中R1は3価又は4価の有機基、R2は2価の
有機基、mは1又は2である。) で表される構造単位[I]を有するポリアミド酸と、 (b)一般式 (ただし、R3,R4,R5は炭素数1〜30の炭化水素基で、R3
〜R5のいずれもその炭素に置換基、結合基を含むことが
できる。nは1〜3である。)で表される第3級アミン
化合物、および (c)コロイダルシリカ の混合物を用いることを特徴とする半導体素子のパッシ
ベーション方法。
1. A passivation method in which a polyimide-based varnish is applied to an exposed surface of a P-N junction portion of a semiconductor element and heat treatment is performed, the varnish is represented by the general formula (a): (However, in the formula, R 1 is a trivalent or tetravalent organic group, R 2 is a divalent organic group, and m is 1 or 2.) and a polyamic acid having a structural unit [I], (B) General formula (However, R 3 , R 4 , and R 5 are hydrocarbon groups having 1 to 30 carbon atoms, and R 3
Each of R 5 to R 5 can have a substituent or a bonding group at its carbon. n is 1 to 3. ) A tertiary amine compound represented by the formula (4) and a mixture of (c) colloidal silica are used for the passivation of a semiconductor device.
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