JPH088242A

JPH088242A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH088242A
Application number: JP6159127A
Authority: JP
Inventors: Toru Tomonaga; 透朝長
Original assignee: Toshiba Chemical Corp
Current assignee: Kyocera Chemical Corp
Priority date: 1994-06-17
Filing date: 1994-06-17
Publication date: 1996-01-12

Abstract

(57)【要約】【構成】本発明は、半導体素子(1) 表面に、直接また
は他の絶縁層(5) を介して、（Ａ）次の一般式で示さ
れ、Ｒ¹およびＲ²のうち少なくとも25モル％以上が芳
香族環を含むポリイミド樹脂溶液、（Ｂ）トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタン
スルフォン酸塩のような光分解性プロトン発生剤および
（Ｃ）1,4-ビス（アセトキシメチル）ベンゼンのような
多官能潜在親電子剤を必須成分とする感光性樹脂組成物
の絶縁層(6) を設けた半導体装置である。【効果】本発明の半導体装置は、高感度、解像性に優
れた特定の感光性樹脂組成物を絶縁膜として用いること
により、簡易かつ安全なプロセスによって、信頼性の高
い装置を製造することができるものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光又は放射線などの照
射により高感度で、解像性にも優れた感光性樹脂組成物
の絶縁層を形成してなる半導体装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の基板表面に形成されている
素子部分は、外部環境の影響を受けやすいため素子表面
には保護膜が設けられて信頼性等を保持している。従
来、こうした保護膜としては、優れた造膜性、電気特
性、信頼性の面からポリイミド樹脂膜が用いられるよう
になってきており、近年は無機保護膜とポリイミド樹脂
保護膜とを併用するようになってきている。

【０００３】保護膜のついた半導体素子は、その表面に
スルーホールのようなパターン加工、或いは外部リード
との導通をとるためのパッド加工を行わなければならな
い。従来、ポリイミド樹脂膜の加工は、フォトレジスト
を用いたフォトエッチングプロセスにより、強アルカリ
でエッチング加工していた。この加工工程は大変繁雑で
長時間を要するばかりでなく、エッチング液の毒性にも
問題があった。このため近年、ポリイミド樹脂そのもの
に感光性を付与させる研究がなされている。感光性を付
与したポリイミド樹脂は、感光性を持たないポリイミド
樹脂のようにフォトレジストを使用しなくてもよいの
で、パターン作成プロセスの簡素化、合理化ができ、さ
らに毒性の強いエッチング液を使用せずにパターニング
ができるので、安全、公害上も優れており、感光性を持
つポリイミド樹脂は、今後一層重要性を増すものと思わ
れる。

【０００４】感光性を持つポリイミド樹脂としては、例
えばポリイミド樹脂の前駆体であるポリアミック酸の極
性溶媒溶液に重クロム酸塩を添加してなる感光性樹脂組
成物［Ｒ．Ｅ．Ｋerwin, et al．，Ｐolymer Ｅng．＆
Ｓci．，11（5)，426 pp（1971）］が知られている。
しかし、この系は、得られる最終ポリイミド樹脂膜中に
重クロム酸塩が残るために電気特性や信頼性が低下する
欠点、また、暗反応によって保存中にポリアミック酸が
ゲル化する欠点、さらに、製造工程で排出される廃液中
に 6価クロムが含まれる欠点があった。

【０００５】また、特公昭55-30207号公報、特公昭55-4
1422号公報等には、次式で示される構造の、エステル基
に感光性基を導入したポリイミド前駆体組成物が示され
ている。

【０００６】

【化２】（但し、式中n は1 以上の整数を表す）この系の感光性ポリイミド樹脂は、樹脂そのものの製造
工程が複雑であるばかりでなく、感光性基を導入する段
階で脱塩酸反応を伴うため、得られるポリイミド樹脂中
に塩素イオンが残り、電気特性やこの樹脂膜を使用した
素子の信頼性が悪いという欠点があった。

【０００７】さらに、特公昭 54-145794号公報には、次
式で示される構造のポリアミック酸に、

【０００８】

【化３】（但し、式中Ｒ^aは4 価の有機基を、Ｒ^bは2 価の有機
基を、Ｒ^cはエステル基をそれぞれ表す）化学線により二量化または重合可能な炭素−炭素二重結
合、および、アミノ基またはその四級化塩を含む化合物
を添加した組成物が示されている。このような系の感光
性ポリイミド樹脂には、不純物イオンの問題はないもの
の、感度が数百〜数千 mＪ／cm²と実用に供するには低
いものであり、また保存中の粘度変化や上記添加した化
合物の析出等の欠点があった。

【０００９】さらに、従来のポリイミド樹脂は、ポリイ
ミド樹脂の前躯体であるポリアミック酸に感光性を付与
したものであり、最終的にポリアミック酸からポリイミ
ド樹脂への転化は、300 ℃以上の高温で加熱処理をしな
ければならず、この熱に耐えられる基板、素子上でしか
使用できず、また得られたパターンは熱による体積収縮
など、寸法変化が大きいという問題があった。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消するためになされたもので、半導体素子の表面に
高感度で、解像度よく、光または放射線の照射によるレ
リーフパターンの形成が可能である感光性樹脂組成物の
絶縁層を設けた半導体装置を提供しようとするものであ
り、また製造工程が簡易で安全な半導体装置をも提供す
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の目的
を達成しようと鋭意研究を重ね、ポリマーについて種々
の化学構造を検討した結果、後述の組成物の絶縁層を設
けることによって、上記の目的を達成できることを見い
だし、本発明を完成したものである。

【００１２】即ち、本発明は、半導体素子の表面に、直
接または他の絶縁層を介して、（Ａ）次の一般式で示さ
れるポリイミド樹脂の溶液、

【００１３】

【化４】（但し、式中、Ｒ¹は 4価の酸成分残基を、Ｒ²は 2価
のジアミン成分残基を、n は1 以上の整数をそれぞれ表
し、Ｒ¹およびＲ²のうち少なくとも25モル％以上の残
基が芳香族環を含む）（Ｂ）光分解性プロトン発生剤および（Ｃ）多官能潜在
性親電子剤を必須成分としてなる感光性樹脂組成物によ
り形成した絶縁層を具備することを特徴とする半導体装
置である。

【００１４】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１５】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ａ）ポリイミド樹脂は、酸成分とジアミン成分
の反応によって得られるポリアミック酸を、さらに脱水
環化させた、有機溶媒可溶なものである。ここで用いる
酸成分の具体的な化合物として、例えば、ここで用いる
酸成分としては、例えば、ピロメリット酸、1,2,3,4-ベ
ンゼンテトラカルボン酸、1,2,3,4-シクロブタンテトラ
カルボン酸、1,2,4,5-シクロペンタンテトラカルボン
酸、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸、2,3,5-ト
リカルボキシシクロペンチル酢酸、3,4-ジカルボキシ-
1,2,3,4- テトラヒドロナフタレン-1- コハク酸、 3,
3′,4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、 2,3,3′,
4′−ビフェニルテトラカルボン酸、 3,3′,4,4′−ベ
ンゾフェノンテトラカルボン酸、 2,3,3′,4′−ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、 3,3′,4,4′−ビフェニル
エーテルテトラカルボン酸（4,4 ′- オキシジフタル
酸）、 2,3,3′,4′−ビフェニルエーテルテトラカルボ
ン酸、2,2-ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）プロパ
ン、2,2-ビス（2,3-ジカルボキシフェニル）プロパン、
ビス（3,4-ジカルボキシフェニル）メタン、ビス（2,3-
ジカルボキシフェニル）メタン、1,1-ビス（2,3-ジカル
ボキシフェニル）エタン、 2,2−ビス（3,4-ジカルボキ
シフェニル）ヘキサフルオロプロパン、 3,3′,4,4′−
ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、 2,3,3′,4′−
ジフェニルスルホンテトラカルボン酸、2,3,6,7-ナフタ
レンテトラカルボン酸、1,4,5,8-ナフタレンテトラカル
ボン酸、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸、 3,4,
9,10-テトラカルボキシペリレン、2,2-ビス［4-（3,4-
ジカルボキシフェノキシ）フェニル］プロパン、2,2-ビ
ス［4-（3,4-ジカルボキシフェノキシ）フェニル］ヘキ
サフルオロプロパン等の無水物又はその低級アルキルエ
ステル等が挙げられ、これらは単独又は混合して使用す
ることかができる。

【００１６】また、ポリアミック酸のジアミン成分の具
体的な化合物としては、例えば、 4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジフ
ェニルメタン、 3,3′,5,5′−テトラメチル-4,4′−ジ
アミノジフェニルメタン、 3,3′,5,5′−テトラエチル
-4,4′−ジアミノジフェニルメタン、 3,3′−ジメチル
-5,5′−ジエチル-4,4′−ジアミノジフェニルメタン、
4,4′−メチレンビス（シクロヘキシルアミン）、 3,
3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジシクロヘキシルメタ
ン、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノジフェニルメ
タン、 3,3′−ジエトキシ-4,4′−ジアミノジフェニル
メタン、ビス（3-アミノフェニル）エーテル、ビス（4-
アミノフェニル）エーテル、 3,4′−ジアミノジフェニ
ルエーテル、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミノジフェ
ニルエーテル、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノジ
フェニルエーテル、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フ
ェニル］エーテル、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノ
ジフェニルスルホン、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミ
ノジフェニルスルホン、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジ
アミノジフェニルスルホン、 3,3′−ジエトキシ-4,4′
−ジアミノジフェニルスルホン、 3,3′−ジメチル-4,
4′−ジアミノジフェニルプロパン、 3,3′−ジエチル-
4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、 3,3′−ジメト
キシ-4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、 3,3′−ジ
エトキシ-4,4′−ジアミノジフェニルプロパン、2,2-ビ
ス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］プロパン、1,
3-ビス（4-アミノフェニル）プロパン、2,2-ビス（4-ア
ミノフェニル）プロパン、 4,4′−ジアミノジフェニル
スルフィド、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノジフェ
ニルスルフィド、 3,3′−ジエチル-4,4′−ジアミノジ
フェニルスルフィド、 3,3′−ジメトキシ-4,4′−ジア
ミノジフェニルスルフィド、 3,3′−ジエトキシ-4,4′
−ジアミノジフェニルスルフィド、 2,2′−ジアミノジ
エチルスルフィド、 2,4′−ジアミノジフェニルスルフ
ィド、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、
1,3-ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、1,2-ビス
（4-アミノフェニル）エタン、1,1-ビス（4-アミノフェ
ニル）エタン、ビス（3-アミノフェニル）スルホン、ビ
ス（4-アミノフェニル）スルホン、o-トルイジンスルホ
ン、ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］スルホ
ン、ビス［4-（3-アミノフェノキシ）フェニル］スルホ
ン、 4,4′−ジアミノジベンジルスルホキシド、ビス
（4-アミノフェニル）ジエチルシラン、ビス（4-アミノ
フェニル）ジフェニルシラン、ビス（4-アミノフェニ
ル）エチルホスフィンオキシド、ビス（4-アミノフェニ
ル）フェニルホスフィンオキシド、ビス（4-アミノフェ
ニル）−Ｎ−フェニルアミン、ビス（4-アミノフェニ
ル）−Ｎ−メチルアミン、1,2-ジアミノナフタレン、1,
4-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、1,6-
ジアミノナフタレン、1,7-ジアミノナフタレン、1,8-ジ
アミノナフタレン、2,3-ジアミノナフタレン、2,6-ジア
ミノナフタレン、1,4-ジアミノ-2−メチルナフタレン、
1,5-ジアミノ-2−メチルナフタレン、1,3-ジアミノ-2−
フェニルナフタレン、9,9-ビス（4-アミノフェニル）フ
ルオレン、 4,4′−ジアミノビフェニル、 3,3′−ジア
ミノビフェニル、 3,3′−ジヒドロキシ-4,4′−ジアミ
ノビフェニル、 3,3′−ジクロロ-4,4′−ジアミノビフ
ェニル、 3,3′−ジメチル-4,4′−ジアミノビフェニ
ル、3,4′−ジメチル-4,4′−ジアミノビフェニル、 3,
3′−ジメトキシ-4,4′−ジアミノビフェニル、 4,4′
−ビス（4-アミノフェノキシ）ビフェニル、2,4-ジアミ
ノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトル
エン、3,5-ジアミノトルエン、1,3-ジアミノ−2,5-ジク
ロロベンゼン、1,4-ジアミノ−2,5-ジクロロベンゼン、
1-メトキシ−2,4-ジアミノベンゼン、1,3-ジアミノ−4,
6-ジメチルベンゼン、1,4-ジアミノ-2,5- ジメチルベン
ゼン、1,4-ジアミノ-2−メトキシ-5−メチルベンゼン、
1,4-ジアミノ−2,3,5,6-テトラメチルベンゼン、1,4-ビ
ス（2-メトキシ-4−アミノペンチル）ベンゼン、1,4-ビ
ス（1,1-ジメチル-5−アミノペンチル）ベンゼン、1,4-
ビス（4-アミノフェノキシ）ベンゼン、3,5-ジアミノ安
息香酸、2,5-ジアミノ安息香酸、o-キシレンジアミン、
m-キシレンジアミン、p-キシレンジアミン、 9,10-ビス
（4-アミノフェニル）アントラセン、 3,3′−ジアミノ
ベンゾフェノン、 4,4′−ジアミノベンゾフェノン、2,
6-ジアミノピリジン、3,5-ジアミノピリジン、1,3-ジア
ミノアダマンタン、 3,3′−ジアミノ-1,1,1′−ジアダ
マンタン、Ｎ−（3-アミノフェニル）-4−アミノベンズ
アミド、 4,4′−ジアミノベンズアニリド、4-アミノフ
ェニル-3−アミノベンゾエート、2,2-ビス（4-アミノフ
ェニル）ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス（3-アミノ
フェニル）ヘキサフルオロプロパン、2-（3-アミノフェ
ニル）−2-（4-アミノフェニル）ヘキサフルオロプロパ
ン、2,2-ビス［4-（4-アミノフェノキシ）フェニル］ヘ
キサフルオロプロパン、2,2-ビス［4-（2-クロロ-4−ア
ミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン、
1,1-ビス（4-アミノフェニル）-1−フェニル-2,2,2−ト
リフルオロエタン、1,1-ビス［4-（4-アミノフェノキ
シ）フェニル］−1-フェニル-2,2,2−トリフルオロエタ
ン、1,3-ビス（3-アミノフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、1,3-ビス（3-アミノフェニル）デカフルオロプロ
パン、2,2-ビス（3-アミノ-4- ヒドロキシフェニル）ヘ
キサフルオロプロパン、2,2-ビス（3-アミノ-4- メチル
フェニル）ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス（5-アミ
ノ-4-メチルフェニル）ヘキサフルオロプロパン、1,4-
ビス（3-アミノフェニル）ブタ−1-エン-3−インが挙げ
られ、これらは単独又は 2種以上混合して使用すること
ができる。

【００１７】このポリアミック酸は、前述した酸成分と
ジアミン成分とを反応させて得られるが、これら酸成分
およびジアミン成分のうち少なくとも一方が、25モル％
の芳香族環を含む成分のものを使用する。芳香族環を含
む成分が25モル％未満では、後述の多官能潜在性親電子
剤の反応ポイントが減少することとなり、感度が劣り好
ましくない。

【００１８】このポリイミド樹脂の前躯体であるポリア
ミック酸は、 0.5g ／Ｎ−メチル-2−ピロリドン100 ml
の濃度溶液として、30℃における対数粘度が 0.2〜 4.0
の範囲であり、より好ましくは 0.3〜 2.0の範囲であ
る。ポリアミック酸は、略等モルの酸成分とジアミン成
分とを有機溶媒中で30℃以下、好ましくは20℃以下の反
応温度下に 3〜12時間付加重合反応させて得られる。こ
の重合反応における有機溶媒として、例えばＮ，Ｎ−ジ
メチルスルホキシド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、
Ｎ，Ｎ−ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセ
トアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチル
-2−ピロリドン、ヘキサメチレンホスホアミド等が挙げ
られ、これらは単独又は 2種以上混合して使用すること
ができる。こうして得られたポリアミック酸は、次いで
脱水環化してポリイミド樹脂とする。脱水環化の方法に
ついては特に限定されるものではなく、例えば無水酢酸
とピリジンによる化学環化法、或いはトルエン、キシレ
ン等の還流による熱環化法等を使用することができる。
このポリイミド樹脂溶液は、脱水する際に用いた無水酢
酸、ピリジン、或いはトルエン、キシレン等を含んでい
るため、水、メタノール等の貧溶剤へポリイミド樹脂溶
液を投入、再沈澱し、さらにこれを乾燥しポリイミド樹
脂の粉末とする。これを所望の有機溶剤に溶解させ、本
発明に使用する有機溶剤可溶性ポリイミド樹脂の溶液と
する。ここで使用する有機溶剤としては、前述したポリ
アミック酸の合成に用いた溶剤の他、使用するポリイミ
ド樹脂が溶解するものであれば汎用の有機溶剤を単独又
は混合して使用することができる。これらの溶剤を用い
た有機溶剤可溶性ポリイミド樹脂の有機溶剤溶液の濃度
は、本発明の使用目的、使用方法によって適宜決定すれ
ばよいので、特に限定されるものではないが、通常 1〜
30％の濃度で使用する。

【００１９】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ｂ）光分解性プロトン発生剤としては、アリル
ジアゾニウム塩（Ａr Ｎ₂ ⁺Ｘ^-）、ジアリルヨードニ
ウム塩（Ａr ₂Ｉ⁺Ｘ^-）、トリアリルスルフォニウム
塩（Ａr ₃Ｓ⁺Ｘ^-）、芳香族スルフォン酸エステル等
が挙げられ、これらは単独又は 2種以上混合して使用す
ることができる。光分解性プロトン発生剤の配合割合
は、前述したポリイミド樹脂溶液の固形分に対して 1〜
50重量％、好ましくは 5〜20重量％の範囲内に配合する
ことが望ましい。配合量が 1重量％未満では、酸の発生
速度が遅くなり十分な感度が得られず、また、50重量％
を超えると樹脂組成物の保存安定性が悪く好ましくな
い。

【００２０】本発明に用いる感光性樹脂組成物の一成分
である（Ｃ）多官能潜在性親電子剤としては、前述した
光分解性プロトン発生剤から発生した酸によりカルボカ
チオン等の親電子置換反応を起こし得る官能基が、 1分
子中に 2つ以上生成するようなものであればよく特に限
定されるものではないが、好ましくはカルボカチオンが
生成する際にブロックしている酸が遊離するものが好ま
しい。具体的な化合物として、例えば、1,4-ビス（アセ
トキシメチル）ベンゼン、1,3,5-トリ（アセトキシメチ
ル）ベンゼン、3,4-ビス（アセトキシメチル）フラン、
1,4-ビス（スルフォキシメチル）ベンゼン、1,3,5-トリ
（スルフォキシメチル）ベンゼン、3,4-ビス（スルフォ
キシメチル）フラン等が挙げられ、これらは単独又は 2
種以上混合して使用することができる。多官能潜在性親
電子剤の配合割合は、前述したポリイミド樹脂の固形分
に対して1 〜50重量％、好ましくは50〜20重量％の範囲
内である。配合量が1 重量％未満では分子間の架橋密度
が少なくなり、十分な感度、解像度が得られず、また、
50重量％を超えると樹脂組成物の保存安定性、最終的に
得られるポリイミド樹脂膜の物性が劣り好ましくない。

【００２１】本発明に用いる感光性樹脂組成物は、上述
したポリイミド樹脂溶液、光分解性プロトン発生剤、多
官能潜在性親電子剤を配合して容易に製造することがで
きる。また、上述の各成分を必須成分とするが、本発明
の目的に反しない範囲において他の添加物を配合するこ
とができる。こうして得られた感光性樹脂組成物は、Ｉ
Ｃ、ＬＳＩの表面保護膜の他、層間絶縁膜や、液晶の配
向膜等に好適に使用することができる。

【００２２】次に本発明の感光性樹脂組成物を用いて、
半導体素子表面にレリーフパターンの絶縁保護幕を形成
し、半導体装置を製造する一例を説明する。まず、ポリ
イミド樹脂溶液、光分解性プロトン発生剤および多官能
潜在性親電子剤を配合して感光性樹脂組成物を調製す
る。この組成物を、半導体基板上にスピンコート、印刷
等の常法により塗布乾燥させて有機溶剤を除去する。次
に得られた塗膜にネガ型のフォトマスクを通して、例え
ば、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀
灯、キセノンランプ等で露光する。露光後、未露光部を
除去するため現像液をスプレーするか、現像液に基板を
浸漬するなどして現像を行う。この現像液は、塗膜中の
未露光部を適当な時間内で溶解除去することのできる有
機溶媒がよく、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルフォキシ
ド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチル
ホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ
−ジエチルアセトアミド、Ｎ−メチル−2-ピロリドン、
ヘキサメチレンホスホアミド等を単独または混合して、
さらにこれら良溶媒に対して、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノール、エチルセロソルブ、ブチルセロ
ソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、酢
酸イソアミルエステル等の貧溶媒を混合し、溶解度を調
整して使用することができる。現像後、適当なリンス液
によって該基板上を洗浄することによってレリーフパタ
ーンを形成することができる。ここで用いるリンス液と
しては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、
エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビト
ール、ブチルカルビトール、酢酸イソアミルエステル等
を単独または混合して使用することができる。レリーフ
パターンの得られた基板は50〜250 ℃、好ましくは 150
〜200 ℃の下で60〜90分間、加熱処理して、ポリイミド
樹脂中の有機溶剤を乾燥させる。こうして、耐熱性、絶
縁性等を有するレリーフパターンを得ることができる。

【００２３】その後、エポキシ樹脂、ジアリルフタレー
ト樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、シ
リコーン樹脂等で注形、トランスファー成形、射出成形
等により、 0.5〜5mm 程度の厚さに封止成形して、半導
体装置を製造することができる。

【００２４】次に、図面を用いて本発明の半導体装置を
説明する。

【００２５】図１は、半導体装置を説明するための概略
断面図である。図１において、シリコン等の半導体素子
１の表面に例えば、pnp 型トランジスタが形成されてい
る。半導体素子１の表面にはエミッタ・ベース間の接合
保護のための二酸化ケイ素膜２が形成され、さらにベー
ス電極３、エミッタ電極４がアルミニウム蒸着膜により
形成されている。この半導体素子表面に無機保護膜であ
る窒化ケイ素蒸着膜５を形成し、さらにその上部に、感
光性樹脂組成物を前述の方法により、エミッタ電極４上
に穴が開くようにパターンニングし、有機保護膜層６を
形成する。次いで強フッ酸により窒化ケイ素蒸着膜５を
エッチングし、エミッタ電極４上にボンディングパッド
を形成する。その後、半導体素子の電極とリード線を、
金あるいはアルミニウムのボンディングワイヤ７により
ボンディングする。プレーナー型トランジスタを封止す
る場合は、半導体素子１をタブリード８の先端に固定
し、機械的強度を持たせるためと外気から保護するため
に、タブリード８の先端部を含む半導体素子１を封止樹
脂９で封止する。こうして半導体装置を製造することが
できる。

【００２６】

【作用】本発明の半導体装置は、絶縁保護膜として特定
の感光性樹脂組成物を用いることによって、従来のフォ
トレジストを使用したフォトエッチングプロセスを用い
ずに、半導体素子上にレリーフパターンの絶縁保護膜が
得られるものである。特定の感光性樹脂組成物とは、ポ
リイミド樹脂主鎖中のベンゼン環に対して、カルボカチ
オンを 1分子中に 2つ以上発生できる架橋剤を親電子置
換反応させ、ポリイミド樹脂どうしを架橋させることに
より、現像液に対して露光部と未露光部の溶解度差を出
現させるものである。それによって、従来のラジカルで
感光基であるアクリル等の二重結合どうしを重合させ、
露光部と未露光部の溶解度差を出現させていた感光性ポ
リイミドに比べて、高感度、高解像度のレリーフパター
ンを形成させることができるものである。さらに、ポリ
アミック酸の状態でレリーフパターンを得、その後熱転
化によりポリイミド膜とするので、高密着のパターンが
得られる利点がある。また、半導体装置の製造工程も短
縮され、さらに公害、環境問題にも有利なプロセスの製
造工程で高信頼性の半導体装置を製造することができ
た。

【００２７】

【実施例】次に本発明を実施例によって説明するが、本
発明はこれらの実施例によって限定されるものではな
い。

【００２８】実施例１攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに乾
燥窒素を通してフラスコ内を置換した後、 4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル10.01gと2,2 ビス（3-アミノ-4
- ヒドロキシフェニル）ヘキサフルオロプロパン18.31g
とＮ−メチル-2−ピロリドン237.4 g を加えて溶解し
た。この溶液に 4,4′−オキシジフタル酸二無水物31.0
2gを粉体のまま、発熱に注意しながら数回に分割して加
えた。反応による発熱を氷浴中で抑えながら攪拌を続け
そのまま12時間攪拌してポリアミック酸溶液を調製し
た。このポリアミック酸溶液の一部を水とメタノール混
合溶媒中に投入、再沈殿させてポリアミック酸の粉末を
得た。この粉末をＮ−メチル−2-ピロリドンにて 0.5 g
／100 ml濃度となるように溶解し、30℃の対数粘度を測
定したところ0.82dl／g であった。このポリアミック酸
溶液にトルエン40g を投入し、200 ℃で3 時間還流して
イミド化を行った。イミド化に伴い発生する水は、Ｄea
n-Ｓtark水分離器により連続的に系外へ取り出した。こ
の反応溶液を大量の水とメタノールの混合溶液に投入
し、ポリイミド樹脂を再沈澱し、さらにこれを12時間真
空乾燥しポリイミド樹脂粉末を得た。この樹脂粉末を固
形分10％となるようにシクロヘキサノンに溶解し、ポリ
イミド樹脂溶液とした。

【００２９】このポリイミド樹脂溶液100gに、ジフェニ
ルヨードニウムトリフルオロメタンスルフォン酸塩 1.5
g と1,3,5-トリ（アセトキシメチル）ベンゼン0.85g を
溶解させ、 1.0μm フィルターにて加圧濾過を行い感光
性樹脂組成物を製造した。

【００３０】実施例２攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに乾
燥窒素を通してフラスコ内を置換した後、 4,4′−ジア
ミノジフェニルメタン19.83gとＮ−メチル−2-ピロリド
ン169.0gを加えて溶解した。この溶液に2,3,5-トリカル
ボキシシクロペンチル酢酸二無水物22.42gを粉体のま
ま、発熱に注意しながら数回に分割して加えた。反応に
よる発熱を氷浴中で抑えながら攪拌を続けそのまま12時
間攪拌してポリアミック酸溶液を調製した。このポリア
ミック酸溶液の一部を水とメタノール混合溶媒中に投
入、再沈殿させてポリアミック酸の粉末を得た。この粉
末をＮ−メチル−2-ピロリドンにて 0.5g ／100 ml濃度
となるように溶解し、30℃の対数粘度を測定したところ
0.75 dl／g であった。前記ポリアミック酸溶液に無水
酢酸20.58gとピリジン15.82gを投入し、12時間攪拌して
イミド化を行った。この反応溶液を大量の水とメタノー
ルの混合溶液に投入し、ポリイミド樹脂を再沈澱し、さ
らにこれを12時間真空乾燥しポリイミド樹脂粉末を得
た。

【００３１】前記ポリイミド樹脂粉末を固形分10％にな
るようにγ−ブチロラクトンに溶解し、ポリイミド樹脂
溶液を得た。このポリイミド樹脂溶液100gにトリフェニ
ルスルフォニウムトリフルオロメタンスルフォン酸塩
0.9g と 1,3,5,-トリ（アセトキシメチル）ベンゼン0.7
gを溶解させ、 1.0μm フィルターにて加圧濾過を行い
感光性樹脂組成物を製造した。

【００３２】比較例１攪拌機、冷却器および窒素導入管を設けたフラスコに乾
燥窒素を通してフラスコ内を置換した後、 4,4′−ジア
ミノジフェニルエーテル20.02gとＮ−メチル-2−ピロリ
ドン423.36g を加えて溶解した。この溶液にピロメリッ
ト酸二無水物10.91gと 3,3′4,4 ′−ベンゾフェノンテ
トラカルボン酸二無水物16.11gの混合物を粉体のまま、
発熱に注意しながら数回に分割して加えた。反応による
発熱を氷浴中で抑えながら攪拌を続けそのまま8 時間攪
拌してポリアミック酸溶液を調製した。このポリアミッ
ク酸溶液の一部を水とメタノール混合溶媒中に投入、再
沈殿させてポリアミック酸の粉末を得た。この粉末をＮ
−メチル−2-ピロリドンにて 0.5 g／100 ml濃度となる
ように溶解し、30℃の対数粘度を測定したところ1.23dl
／g であった。

【００３３】このポリアミック酸溶液100gに2-（Ｎ，Ｎ
−ジメチルアミノ）エチルメタクリレート8.23g とラジ
カル発生剤であるＩＲＧＡＣＵＲＥ９０７（チバガイギ
ー社製、商品名）1.0gを配合溶解させ、 1.0μm フィル
ターにて加圧濾過を行い感光性樹脂組成物を製造した。

【００３４】比較例２実施例１において得られたポリアミック酸溶液100 g を
そのまま使用した。

【００３５】実施例および比較例で製造した感光性樹脂
組成物およびポリアミック酸溶液（比較例２）を用い
て、それぞれそれに適合するプロセスを用いて半導体素
子表面に絶縁保護膜を形成し、封止樹脂で封止した半導
体装置を製造した。これらの半導体装置について、製造
プロセスの簡易さ、耐湿性の試験を、また、ポリイミド
樹脂膜とした場合の電気特性を測定したので、その結果
を表１に示した。いずれの場合も本発明が優れており、
本発明の効果を確認することができた。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の半導体装置は、高感度、解像性に優れた特定の感光性
樹脂組成物を絶縁膜として用いることにより、簡易で、
かつ安全なプロセスによって信頼性の高い装置を製造す
ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の半導体装置を説明するための
概略断面図である。

【符号の説明】１半導体素子２二酸化ケイ素膜３ベース電極４エミッタ電極５窒化ケイ素蒸着膜６絶縁保護膜（有機保護膜）７ボンディングワイヤ８タブリード９封止樹脂

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｌ 21/027 // Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体素子の表面に、直接または他の絶
縁層を介して、（Ａ）次の一般式で示されるポリイミド
樹脂の溶液、【化１】（但し、式中、Ｒ¹は 4価の酸成分残基を、Ｒ²は 2価
のジアミン成分残基を、n は1 以上の整数をそれぞれ表
し、Ｒ¹およびＲ²のうち少なくとも25モル％以上の残
基が芳香族環を含む）（Ｂ）光分解性プロトン発生剤および（Ｃ）多官能潜在
性親電子剤を必須成分としてなる感光性樹脂組成物によ
り形成した絶縁層を具備することを特徴とする半導体装
置。