JPH098060A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH098060A
JPH098060A JP15046695A JP15046695A JPH098060A JP H098060 A JPH098060 A JP H098060A JP 15046695 A JP15046695 A JP 15046695A JP 15046695 A JP15046695 A JP 15046695A JP H098060 A JPH098060 A JP H098060A
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semiconductor
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Kazuyoshi Kamimura
和義 上村
Yasunobu Nashimoto
泰信 梨本
Hideaki Kozu
英明 神津
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Abstract

PURPOSE: To ensure electric contact and radiation bus to a mounting surface when precision of flatness of the mounting surface of a mounting board or a package is low, by coupling source electrodes through air bridge wiring, and bonding a chip to the mounting surface of medium for mounting by using mounting material. CONSTITUTION: Source electrodes 2, 2', 2'' and a plurality of gate electrodes 3 and drain electrodes 4 are arranged on a semiconductor substrate 1, and field-effect transistor element parts are formed. At least the two or more source electrodes 2, 2', 2'' or the drain electrodes 4 are coupled together by using air bridge wring. A semiconductor chip 30 like this is mounted, and the air bridge wiring surface of the semiconductor chip 30 is bonded to the mounting surface 10 of medium 16 for mounting the semiconductor chip 30 by using mounting material 7, or thermally bonded with pressure. For example, wiring metal 5 constituted of Au is bonded to a heat sink 16 by using mounting solder material 7 like AuSn.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
高出力電力を得られる電界効果トランジスタ(以下「高
出力FET」と略す)を搭載したフリップチップ型構造
を有する半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device having a flip-chip type structure in which a field effect transistor (hereinafter abbreviated as "high output FET") capable of obtaining high output power is mounted.

【0002】[0002]

【従来技術】GaAsを用いた高出力FETは複数の小
さなゲート幅を持ったFETを並列に並べて構成されて
いるが、高出力電力を得るために入力される直流入力電
力の内多くの電力が熱となるため放熱を効率的に行うこ
とが重要である。また、FETはソース、ドレイン、ゲ
ートの3端子から成っており、複数のFETを並列につ
ないだ場合には、必ず一つの端子が他の端子と交差する
ことになるので、この端子と端子との交差部分では電荷
の寄生容量の増大が問題となる。
2. Description of the Related Art A high-power FET using GaAs is formed by arranging a plurality of FETs having a small gate width in parallel. However, most of the DC input power input to obtain high output power is high. Since it becomes heat, it is important to dissipate heat efficiently. The FET is composed of three terminals, source, drain, and gate. When multiple FETs are connected in parallel, one terminal will always intersect with another terminal. An increase in the parasitic capacitance of electric charge becomes a problem at the crossing point of.

【0003】そこで、この寄生容量の低減と効率的な放
熱等を目的としてフリップチップ型構造を有する高出力
FETの半導体装置が開発されている(例えば、電子情
報通信学会発行、福田益美・平地康剛共著「GaAs電
界効果トランジスタの基礎」、198-199 頁参照)。
Therefore, a semiconductor device of a high-power FET having a flip-chip type structure has been developed for the purpose of reducing the parasitic capacitance and efficient heat dissipation (for example, published by Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, Masumi Fukuda, Yasushi Hirachi). Goto, "Basics of GaAs field effect transistors", pp. 198-199).

【0004】ここで、図5を用いてこの従来のフリップ
チップ型構造を有する半導体装置について説明する。図
5は従来のフリップチップ型構造を有する半導体装置の
断面図である。
A conventional semiconductor device having a flip-chip type structure will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device having a flip-chip type structure.

【0005】図5に示すように、半導体チップ30は、
半導体基板1上に既存のFET形成技術(例えばイオン
注入技術、エッチング技術、メタル形成技術等)により
ソース電極2、ゲート電極3、ドレイン電極4を配置し
た後、ソース電極2に20μm程度のAu等の厚メッキ
をほどこすことによってソースパッド18を形成し、ソ
ース電極2とゲート電極3およびドレイン電極4とを3
次元的に分離するようにしている。このようにして製造
した半導体チップ30はFET形成面を下にして、実装
基板6上(または実装パッケージ上)のマウントエリア
面10に接合材19でマウントされている。
As shown in FIG. 5, the semiconductor chip 30 is
After arranging the source electrode 2, the gate electrode 3 and the drain electrode 4 on the semiconductor substrate 1 by the existing FET forming technique (for example, ion implantation technique, etching technique, metal forming technique, etc.), Au of about 20 μm or the like is formed on the source electrode 2. Source pad 18 is formed by subjecting the source electrode 2, gate electrode 3 and drain electrode 4 to 3
I try to separate them dimensionally. The semiconductor chip 30 manufactured in this manner is mounted with the bonding material 19 on the mounting area surface 10 on the mounting substrate 6 (or the mounting package) with the FET formation surface facing down.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示した半導体装置では、厚メッキ処理したそれぞれのソ
ース電極2が独立に実装基板6(またはパッケージ)の
マウント面10と接しているので、半導体チップ30を
実装しようとする実装基板6のマウント面10に極めて
精度の高い平坦性が求められる。マウント面10の平坦
性の精度が低く凹凸が多いと、マウント面10に接しな
いソース電極2が発生する危険性が高い。
However, in the semiconductor device shown in FIG. 5, since the source electrodes 2 each subjected to the thick plating process are independently in contact with the mount surface 10 of the mounting substrate 6 (or package), the semiconductor device The mounting surface 10 of the mounting substrate 6 on which the chip 30 is mounted is required to have highly accurate flatness. When the flatness of the mount surface 10 is low and there are many irregularities, there is a high risk that the source electrode 2 that does not contact the mount surface 10 is generated.

【0007】例えば、図6(a)は平坦性の精度の低い
マウント面10′に図5に示した従来の半導体チップ3
0をマウントした場合を示しており、半導体チップ30
では、基板1上に形成されたソース電極2、2′、2″
にそれぞれソースパッド18、18′、18″が形成さ
れているが、ソースパッド18′はマウント面10′に
凹部があるためにマウント面10′に接触していない。
このようにマウント面10′に接触しないソースパッド
18′が存在すると、そのソースパッド18′に接続す
るソース電極2′は電気的にオープンになり、FETの
正常動作に支障を来す。また、ソースパッド18′が放
熱をも目的とするものであれば、放熱パスがソースパッ
ド18′とマウント面10′との間で切断されてしまう
ので、ソース電極2′からの放熱が極端に悪くなり、熱
が特性に影響するパワー素子などの場合、特性劣化や発
振、破壊などの原因となる。
For example, in FIG. 6A, the conventional semiconductor chip 3 shown in FIG. 5 is mounted on the mount surface 10 'having low flatness accuracy.
The figure shows the case where 0 is mounted, and the semiconductor chip 30
Then, the source electrodes 2, 2 ′, 2 ″ formed on the substrate 1
Source pads 18, 18 ', 18 "are formed on the respective surfaces, but the source pad 18' is not in contact with the mounting surface 10 'because there is a recess in the mounting surface 10'.
If there is the source pad 18 'that does not contact the mount surface 10', the source electrode 2'connected to the source pad 18 'is electrically opened, which interferes with the normal operation of the FET. Further, if the source pad 18 'is also intended for heat dissipation, the heat dissipation path will be cut off between the source pad 18' and the mount surface 10 ', so that the heat dissipation from the source electrode 2'is extremely. In the case of a power element or the like that deteriorates and heat affects the characteristics, it may cause deterioration of characteristics, oscillation, or destruction.

【0008】本発明は上記の問題点にかんがみてなされ
たものであり、その目的は、半導体チップをマウントす
る実装基板またはパッケージのマウント面の平坦性の精
度が低くてもマウント面への電気的接触および放熱パス
を確保することができるような、フリップチップ型構造
を有する半導体装置を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electrical connection to a mounting surface of a mounting substrate for mounting a semiconductor chip or a package even if the mounting surface has low flatness accuracy. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device having a flip chip type structure capable of ensuring a contact and heat dissipation path.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明による半導体装置は、半導体基板上にソース電
極とゲート電極とドレイン電極とを複数配置して電界効
果トランジスタ素子部を形成し、該電界効果トランジス
タ素子部の少なくとも2つ以上のソース電極を互いにエ
アブリッジ配線で結合させた半導体チップを搭載し、該
半導体チップのエアブリッジ配線面が半導体チップを実
装する媒体のマウント面にマウント材により接着あるい
は熱的に圧着されていることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, a semiconductor device according to the present invention comprises a field effect transistor element portion formed by arranging a plurality of source electrodes, gate electrodes and drain electrodes on a semiconductor substrate. A semiconductor chip in which at least two or more source electrodes of the field effect transistor element part are connected to each other by air bridge wiring is mounted, and an air bridge wiring surface of the semiconductor chip is mounted on a mount surface of a medium on which the semiconductor chip is mounted. It is characterized by being bonded or thermally pressure-bonded by.

【0010】また、本発明による半導体装置の他の態様
は、半導体基板上にソース電極とゲート電極とドレイン
電極とを複数配置して電界効果トランジスタ素子部を形
成し、該電界効果トランジスタ素子部のゲート電極、ま
たは、ゲート電極とドレイン電極およびソース電極のい
ずれか一方の電極上に誘電体層が形成され、さらに該誘
電体層と誘電体層に覆われていない電極とにマウント用
導体層が形成されて誘電体層に覆われていない電極を電
気的に接合させた半導体チップを搭載し、該半導体チッ
プの該マウント用導体層が実装しようとする媒体のマウ
ント面にマウント材により接着あるいは熱的に圧着され
ていることを特徴とする。
Another aspect of the semiconductor device according to the present invention is that a plurality of source electrodes, gate electrodes, and drain electrodes are arranged on a semiconductor substrate to form a field effect transistor element part, and the field effect transistor element part is formed. A dielectric layer is formed on the gate electrode, or on one of the gate electrode and one of the drain electrode and the source electrode, and a mounting conductor layer is formed on the dielectric layer and the electrode not covered by the dielectric layer. A semiconductor chip, on which electrodes formed and not covered by the dielectric layer are electrically joined, is mounted, and the mounting conductor layer of the semiconductor chip adheres or heats the mounting surface of the medium to be mounted by a mounting material. It is characterized by being crimped.

【0011】[0011]

【作用】請求項1に記載の半導体装置は、半導体チップ
の電界効果トランジスタ素子部のソース電極をエアブリ
ッジ配線で結合させた上で実装しようとする媒体のマウ
ント面にマウント材により接着あるいは熱的に圧着させ
ているので、マウント面の平坦性の精度が低い場合であ
っても、マウント面への電気的接触および放熱パスを確
保できる。
According to the semiconductor device of the present invention, the source electrode of the field effect transistor element portion of the semiconductor chip is bonded by the air bridge wiring, and then bonded or thermally attached to the mount surface of the medium to be mounted by the mount material. Since it is pressure-bonded to the mounting surface, even if the accuracy of the flatness of the mounting surface is low, it is possible to secure electrical contact and a heat dissipation path to the mounting surface.

【0012】請求項2〜3に記載の半導体装置は、半導
体チップの電界効果トランジスタ素子部のゲート電極お
よびドレイン電極上に誘電体層が形成され、さらに該誘
電体層と前記ソース電極とにマウント用導体層が形成さ
れて該マウント用導体層が前記ソース電極を電気的に接
合させた上で実装しようとする媒体のマウント面にマウ
ント材により接着あるいは熱的に圧着されているので、
マウント面への電気的接触を確保できると共に、誘電体
層の形成により半導体チップの実装時にかかる外力によ
る変形を防止し、放熱効果をさらに改善することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor device, a dielectric layer is formed on a gate electrode and a drain electrode of a field effect transistor element portion of a semiconductor chip, and the dielectric layer and the source electrode are mounted. Since the conductor layer for mounting is formed and the conductor layer for mounting is electrically bonded to the source electrode and then bonded or thermally pressure-bonded to the mount surface of the medium to be mounted by the mount material,
It is possible to secure electrical contact with the mount surface, prevent the deformation due to an external force applied when the semiconductor chip is mounted by forming the dielectric layer, and further improve the heat dissipation effect.

【0013】[0013]

【実施例】以下、本発明による実施例について図面を参
照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1は本発明による半導体装置の第1の実
施例を示しており、図1(a)は半導体チップ30の平
面図、図1(b)は図1(a)に示した半導体チップ3
0をパッケージのヒートシンク16に実装した状態で図
1(a)中のX−X′線で切断した半導体装置31の断
面図、図1(c)は図1(a)に示した半導体チップ3
0をパッケージのヒートシンク16に実装した状態で図
1(a)中のY−Y′線で切断した半導体装置31の断
面図である。
FIG. 1 shows a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of a semiconductor chip 30 and FIG. 1 (b) is a semiconductor shown in FIG. 1 (a). Chip 3
0 is mounted on the heat sink 16 of the package, a cross-sectional view of the semiconductor device 31 taken along line XX ′ in FIG. 1A, and FIG. 1C is the semiconductor chip 3 shown in FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the semiconductor device 31 taken along line YY ′ in FIG. 1A with 0 mounted on the heat sink 16 of the package.

【0015】図1(a)に示すように、本実施例による
半導体装置に搭載する半導体チップ30は、GaAs基
板1上に既存の技術によりFET素子のソース電極2、
2′、2″、ゲート電極3、ドレイン電極4が形成され
ている。ゲート電極3は、外部回路との接続のために設
けられたゲートパッド8に配線されている。また、ドレ
イン電極4は、外部回路との接続のために設けられたド
レインパッド9に配線されている。図1(a)において
参照番号5で示す斜線部分はソース電極2、2′、2″
を配線するための配線メタルであり、図1(b)に示さ
れるようにソース電極2、2′、2″は既存のエアブリ
ッジ配線技術により厚さ5μm程度の配線メタル5でエ
アブリッジ配線されている。
As shown in FIG. 1A, a semiconductor chip 30 to be mounted on the semiconductor device according to this embodiment has a source electrode 2 of a FET element formed on a GaAs substrate 1 by an existing technique.
2 ′, 2 ″, a gate electrode 3 and a drain electrode 4 are formed. The gate electrode 3 is wired to a gate pad 8 provided for connection with an external circuit. , Is connected to a drain pad 9 provided for connection with an external circuit.In FIG. 1 (a), hatched portions indicated by reference numeral 5 are source electrodes 2, 2 ', 2 ".
As shown in FIG. 1B, the source electrodes 2, 2 ′ and 2 ″ are air-bridged with the wiring metal 5 having a thickness of about 5 μm by the existing air-bridge wiring technique. ing.

【0016】以上のように構成された半導体チップ30
は図1(b)および(c)に示されるように、パッケー
ジのヒートシンク16のマウント面に配線メタル5を下
にしてAuSn等のマウントロウ材7により熱的に圧着
または接着されている。また、ドレインパッド9および
ゲートパッド8は、それぞれパッケージの外部引き出し
リード12および11とAuSn等のマウントロウ材
7′により熱的に圧着または接着されている。さらに、
半導体チップ30とヒートシンク16と外部引き出しリ
ード11、12はモールドエリア13に充填されたエポ
キシ等のモールド樹脂14により固定されている。
The semiconductor chip 30 configured as described above
As shown in FIGS. 1 (b) and 1 (c), the wiring metal 5 is placed on the mounting surface of the heat sink 16 of the package with the wiring metal 5 facing downward, and is thermally pressure-bonded or adhered by the mounting brazing material 7 such as AuSn. The drain pad 9 and the gate pad 8 are thermally pressure-bonded or bonded to the external lead-out leads 12 and 11 of the package and the mount brazing material 7'such as AuSn. further,
The semiconductor chip 30, the heat sink 16, and the external lead-out leads 11 and 12 are fixed by a mold resin 14 such as epoxy filled in the mold area 13.

【0017】ここで、パッケージのヒートシンク16と
半導体チップ30とを熱的に圧着または接着する方法に
ついて説明する。まず、ヒートシンク16のマウント面
10にSnメッキをほどこし、配線メタル5をAuで構
成し、ヒートシンク16を約350℃程度に加熱した状
態で、配線メタル5を下にして半導体チップ30をマウ
ント面10にマウントすると、マウント面10のSnと
配線メタル5のAuがAuSnの共晶を作り接着するこ
とができる。半導体基板1にGaAsなどを用いるとき
はマウントロウ材7としてAnSnが一般的であるが、
半導体基板1にSi半導体を用いる場合はAuSi、A
uGe等も用いられる。また、低温で接着したい場合に
は銀ペーストを使用することも可能である。
Here, a method of thermally press-bonding or bonding the heat sink 16 of the package and the semiconductor chip 30 will be described. First, the mounting surface 10 of the heat sink 16 is Sn-plated, the wiring metal 5 is made of Au, and the semiconductor chip 30 is mounted on the mounting surface 10 with the wiring metal 5 facing downward while the heat sink 16 is heated to about 350 ° C. When mounted on, the Sn of the mount surface 10 and the Au of the wiring metal 5 form a eutectic of AuSn and can be bonded. When using GaAs or the like for the semiconductor substrate 1, AnSn is generally used as the mount brazing material 7.
When a Si semiconductor is used for the semiconductor substrate 1, AuSi, A
uGe or the like is also used. Further, when it is desired to bond at a low temperature, it is possible to use a silver paste.

【0018】図2(a)は図1で説明した半導体装置3
1を製造するためのパッケージのリードフレーム15の
平面図であり、図2(b)は第1の実施例による半導体
装置31のリード切断、リード成形後の断面図を示して
いる。
FIG. 2A shows the semiconductor device 3 described with reference to FIG.
FIG. 2B is a plan view of the lead frame 15 of the package for manufacturing 1., and FIG. 2B is a sectional view of the semiconductor device 31 according to the first embodiment after cutting the leads and molding the leads.

【0019】図2(a)において、リードフレーム15
は厚さ0.5mm程度の銅又はコバー材等の金属板をプ
レス加工により打ち抜き成形し、銀メッキ等の表面処理
をほどこして作成する。このリードフレーム15に図1
に示した半導体チップ30を配線メタル5を下にしてヒ
ートシンク6のマウント面10に接着または圧着し、ド
レインパッド9およびゲートパッド8は外部引き出しリ
ード12および11と接着または圧着する。 そして、
図2(b)に示すように、モールド樹脂14で半導体チ
ップ30とリードフレーム15を固定した後、外部引き
出しリード12および11のリード切断およびリード成
形の工程を経て本実施例による半導体装置31が完成す
る。
In FIG. 2A, the lead frame 15
Is formed by punching a metal plate such as copper or kovar material having a thickness of about 0.5 mm by press working and subjecting it to a surface treatment such as silver plating. This lead frame 15 is shown in FIG.
The semiconductor chip 30 shown in (1) is bonded or pressure-bonded to the mount surface 10 of the heat sink 6 with the wiring metal 5 facing downward, and the drain pad 9 and the gate pad 8 are bonded or pressure-bonded to the external lead-out leads 12 and 11. And
As shown in FIG. 2B, after fixing the semiconductor chip 30 and the lead frame 15 with the molding resin 14, the semiconductor device 31 according to the present embodiment is processed through the steps of cutting the leads of the external leads 12 and 11 and forming the leads. Complete.

【0020】ここで、第1の実施例による半導体チップ
30を図6(b)に示すように平坦性の精度の低い基板
6′のマウント面10′にマウントした場合、半導体チ
ップ30のFET素子部に配置されたソース電極2、
2′、2″は配線メタル5によるエアブリッジ配線によ
り電気的にも結合されているので、マウント面10′の
平坦性に関係なく電気的にオープンとなることはない。
Here, when the semiconductor chip 30 according to the first embodiment is mounted on the mounting surface 10 'of the substrate 6'having low flatness accuracy as shown in FIG. 6B, the FET element of the semiconductor chip 30 is mounted. Source electrode 2 arranged in the
Since 2 ′ and 2 ″ are also electrically coupled by the air bridge wiring by the wiring metal 5, they are not electrically opened regardless of the flatness of the mount surface 10 ′.

【0021】また、ソース電極2、2′、2″を結合し
ている配線メタル5は放熱パスとしても働くので凹凸の
激しいマウント面10′上に半導体チップ30をマウン
トした場合に極端に放熱の悪いソース電極の発生を防止
できる。
Further, since the wiring metal 5 connecting the source electrodes 2, 2 ', 2 "also functions as a heat radiation path, the heat radiation is extremely high when the semiconductor chip 30 is mounted on the mounting surface 10' having a large unevenness. The generation of a bad source electrode can be prevented.

【0022】図3は本発明による半導体装置の第2の実
施例を示しており、図3(a)は半導体チップ30の平
面図、図3(b)は図3(a)に示した半導体チップ3
0をパッケージのヒートシンク16のマウント面10に
実装した状態で図3(a)中のX−X′線で切断した半
導体装置31の断面図である。
FIG. 3 shows a second embodiment of the semiconductor device according to the present invention. FIG. 3 (a) is a plan view of the semiconductor chip 30, and FIG. 3 (b) is the semiconductor shown in FIG. 3 (a). Chip 3
4 is a cross-sectional view of the semiconductor device 31 taken along line XX ′ in FIG. 3A with 0 mounted on the mount surface 10 of the heat sink 16 of the package.

【0023】図3において図1と同一の参照符号は同一
の構成要素を表しており、図3(a)に示すとおり、第
2の実施例による半導体装置の半導体チップ30の平面
的な構成は図1(a)に示す第1の実施例と同じであ
る。従って、図3(a)の説明は省略して、図3(b)
において図1(b)と異なる構成要素を中心に説明す
る。
In FIG. 3, the same reference numerals as those in FIG. 1 represent the same components, and as shown in FIG. 3A, the planar configuration of the semiconductor chip 30 of the semiconductor device according to the second embodiment is This is the same as the first embodiment shown in FIG. Therefore, the description of FIG. 3A is omitted, and FIG.
In FIG. 1, the components different from those in FIG. 1B will be mainly described.

【0024】第2の実施例においては、図3(b)に示
されるように、ソース電極2、2′、2″を結合する配
線メタル36の配線が第1の実施例のようにエアブリッ
ジ配線によるのではなく、ゲート電極3およびドレイン
電極4の素子形成部が誘電体層17で覆われていること
に特徴がある。
In the second embodiment, as shown in FIG. 3B, the wiring of the wiring metal 36 connecting the source electrodes 2, 2 ', 2 "is the same as in the first embodiment. The feature is that the element forming portions of the gate electrode 3 and the drain electrode 4 are covered with the dielectric layer 17 instead of by wiring.

【0025】次に、第2の実施例における半導体チップ
30の製造方法について説明する。GaAs基板1上に
既存技術によりFET素子のソース電極2、2′、
2″、ゲート電極3、ドレイン電極4を形成した後、半
導体チップ30の表面にCVD法等によりSiN等の誘
電体膜17を形成する。次に、ソース電極2、2′、
2″およびゲートパッド8とドレインパッド9の部分の
誘電体膜17をドライエッチ技術で窓開けし、その後メ
ッキパス用メタルを全面スパッタした後、ソース電極
2、2′、2″の配線に必要な部分のみに配線メタル3
6がメッキされるようにレジストをパターニングし、メ
ッキ技術により配線メタル36を形成する。その後配線
メタル36をマスクとしてドライエッチング技術により
メッキパス用メタルをエッチングすることにより半導体
チップ30が製造できる。
Next, a method of manufacturing the semiconductor chip 30 in the second embodiment will be described. The source electrodes 2, 2'of the FET element are formed on the GaAs substrate 1 by the existing technology.
After 2 ″, the gate electrode 3 and the drain electrode 4 are formed, a dielectric film 17 such as SiN is formed on the surface of the semiconductor chip 30 by the CVD method or the like. Next, the source electrodes 2, 2 ′,
2 "and the gate pad 8 and the portion of the dielectric pad 17 at the portion of the drain pad 9 are opened by a dry etching technique, and then a metal for a plating pass is sputtered on the whole surface, and then the wiring for the source electrodes 2, 2 ', 2" is required Wiring metal 3 only on the part
The resist is patterned so that 6 is plated, and the wiring metal 36 is formed by the plating technique. After that, the semiconductor chip 30 can be manufactured by etching the plating pass metal by the dry etching technique using the wiring metal 36 as a mask.

【0026】以上のように構成された半導体チップ30
は図3(b)に示されるように、パッケージのヒートシ
ンク16のマウント面10に配線メタル36を下にして
AuSn等のマウントロウ材7により接着または圧着さ
れる。
The semiconductor chip 30 configured as described above
As shown in FIG. 3B, the wiring metal 36 is attached to the mounting surface 10 of the heat sink 16 of the package with the mounting brazing material 7 such as AuSn bonded or pressure bonded.

【0027】第2の実施例による半導体装置31では、
ソース電極2、2′、2″を結合するマウント用導体
層、すなわち配線メタル36がエアブリッジ配線による
のではなく、ゲート電極3およびドレイン電極4の素子
形成部を覆う誘電体層17の上に配線メタル36を形成
したので、半導体チップ30の実装時にかかる外力によ
りエアブリッジ部が変形してしまうことを防止できる。
また、FET素子の発熱部の一部がエアである第1の実
施例に比較してFET素子の発熱部に誘電体層17が存
在するのでさらに放熱効果が改善されるという効果があ
る。
In the semiconductor device 31 according to the second embodiment,
The mount conductor layer for connecting the source electrodes 2, 2 ′ and 2 ″, that is, the wiring metal 36 is not on the air bridge wiring, but on the dielectric layer 17 covering the element forming portions of the gate electrode 3 and the drain electrode 4. Since the wiring metal 36 is formed, it is possible to prevent the air bridge portion from being deformed by an external force applied when the semiconductor chip 30 is mounted.
Further, as compared with the first embodiment in which a part of the heat generating portion of the FET element is air, since the dielectric layer 17 exists in the heat generating portion of the FET element, the heat radiation effect is further improved.

【0028】図4は本発明による半導体装置の第3の実
施例を示しており、(a)は半導体装置に搭載する半導
体チップ30の配線を行う前の平面図、(b)は半導体
チップ30の配線後の平面図である。
FIG. 4 shows a third embodiment of the semiconductor device according to the present invention. (A) is a plan view of the semiconductor chip 30 mounted on the semiconductor device before wiring, and (b) is a semiconductor chip 30. FIG. 4 is a plan view after wiring.

【0029】本実施例では図4(a)に示すように、第
2の実施例と同じ構成のソース電極2、2′、2″、ゲ
ート電極3およびドレイン電極4が形成されたFET素
子部28と、整合回路部21、22および接地パターン
部23とをGaAs基板1上に形成している。また、F
ET素子部28以外のコンタクト用窓として、ゲートパ
ッド8にゲートパッド部窓24、ドレインパッド9にド
レインパッド部窓25、整合回路部21、22に整合回
路部窓27、接地パターン部23に接地パターン部窓2
6を設け、パッケージとコンタクトを取れるようにして
いる。さらに、図4(b)に示すように配線メタル36
(図中斜線で示した部分)によりソース電極2、2′、
2″、整合回路部窓27、接地パターン部窓26は、電
気的に導通が取れるように配線されている。このように
構成された半導体チップ30は配線メタル36の配線面
を下にしてマウントロウ材によりパッケージのヒートシ
ンクのマウント面に接着または圧着される。
In this embodiment, as shown in FIG. 4A, an FET element portion having source electrodes 2, 2 ', 2 ", a gate electrode 3 and a drain electrode 4 having the same structure as in the second embodiment is formed. 28, the matching circuit portions 21, 22 and the ground pattern portion 23 are formed on the GaAs substrate 1. Further, F
As a contact window other than the ET element portion 28, the gate pad 8 has a gate pad portion window 24, the drain pad 9 has a drain pad portion window 25, the matching circuit portions 21 and 22 have a matching circuit portion window 27, and the ground pattern portion 23 has a ground. Pattern window 2
6 is provided so that the package can be contacted. Further, as shown in FIG.
Source electrodes 2, 2 ',
2 ″, the matching circuit section window 27, and the ground pattern section window 26 are wired so as to be electrically connected. The semiconductor chip 30 thus configured is mounted with the wiring surface of the wiring metal 36 facing downward. The brazing material adheres or crimps to the mounting surface of the heat sink of the package.

【0030】第3の実施例による半導体装置はこのよう
に構成されているので、パッケージにマウントしたと
き、入力線路29および出力線路30は接地パターン2
3との間にコプレナー型伝送線路が構成されるようにな
っている。
Since the semiconductor device according to the third embodiment is constructed in this way, the input line 29 and the output line 30 have the ground pattern 2 when mounted in a package.
A coplanar type transmission line is formed between the two and 3.

【0031】コプレナー型回路の接地部をボンディング
ワイヤでヒートシンクにボンディングする方法ではワイ
ヤのインダクタンス成分により高い周波数領域において
接地の状態が悪くなるのに比べ、第3の実施例による半
導体装置ではコプレナー型伝送線路を用いた回路の接地
部パターン部23を配線メタル36により配線し配線面
がパッケージのヒートシンクのマウント面に接合されて
いるので、インダクス成分を激減させることができ接地
の状態が良好になり、回路の動作の安定化が図れる。
In the method of bonding the grounding portion of the coplanar type circuit to the heat sink with the bonding wire, the grounding condition is deteriorated in the high frequency region due to the inductance component of the wire. Since the ground portion pattern portion 23 of the circuit using the line is wired by the wiring metal 36 and the wiring surface is joined to the mounting surface of the heat sink of the package, the inductive component can be drastically reduced and the grounding state becomes good, The operation of the circuit can be stabilized.

【0032】なお、上記実施例においては半導体基板と
してGaAs基板を用いているが、Si基板等他の半導
体基板を用いても本発明による半導体装置の構成は実施
可能である。
Although the GaAs substrate is used as the semiconductor substrate in the above embodiment, the semiconductor device according to the present invention can be implemented by using another semiconductor substrate such as a Si substrate.

【0033】また、上記実施例において、FET素子部
のソース電極を共通の配線メタルにより結合させている
が、ソース電極ではなくドレイン電極、またはソース電
極とドレイン電極の両方を共通の配線メタルにより結合
させてもよい。
Further, in the above embodiment, the source electrode of the FET element part is connected by the common wiring metal, but not the source electrode but the drain electrode, or both the source electrode and the drain electrode are connected by the common wiring metal. You may let me.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によるフリ
ップチップ型半導体装置は、半導体チップ上に形成した
FET素子部の所望の電極を共通の配線メタルにより結
合させた構造にすることにより、半導体チップを実装す
る基板またはパッケージのマウント面の平坦性が低い場
合であっても、マウント面への電気的接触および放熱パ
スを確保することができる。これにより、本発明による
半導体装置に用いる基板またはパッケージのマウント面
には高精度の平坦性を要求しなくても良いことになるの
で、生産上の歩留の改善、信頼性の向上、パッケージの
低コスト化を実現することが可能となる。
As described above, the flip-chip type semiconductor device according to the present invention has a structure in which desired electrodes of the FET element portion formed on the semiconductor chip are connected by a common wiring metal. Even when the mounting surface of the substrate on which the chip is mounted or the package has low flatness, electrical contact to the mounting surface and a heat radiation path can be secured. As a result, the mounting surface of the substrate or package used for the semiconductor device according to the present invention does not need to have high-precision flatness, so that the production yield is improved, the reliability is improved, and the package surface is improved. It becomes possible to realize cost reduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による半導体装置の第1の実施例を示す
図であり、(a)は半導体チップの平面図、(b)は
(a)に示した半導体チップをパッケージのヒートシン
クに実装した状態で(a)中のX−X′線で切断した半
導体装置の断面図、(c)は(a)に示した半導体チッ
プをパッケージのヒートシンクに実装した状態で(a)
中のY−Y′線で切断した半導体装置の断面図である。
1A and 1B are views showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 1A is a plan view of a semiconductor chip, and FIG. 1B is a semiconductor chip shown in FIG. 1A mounted on a heat sink of a package. 14A is a cross-sectional view of the semiconductor device taken along line XX ′ in FIG. 9A, FIG. 13C shows the semiconductor chip shown in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device taken along line YY ′ in FIG.

【図2】(a)は図1で示す半導体装置を製造するため
のパッケージのリードフレームの平面図、(b)は第1
の実施例による半導体装置のリード切断、リード成形後
の断面図である。
2A is a plan view of a lead frame of a package for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1, and FIG.
6 is a cross-sectional view of the semiconductor device according to the example of FIG.

【図3】本発明による半導体装置の第2の実施例を示す
図であり、(a)は半導体チップの平面図、(b)は
(a)に示した半導体チップをパッケージのヒートシン
クのマウント面に実装した状態で(a)中のX−X′線
で切断した半導体装置の断面図である。
3A and 3B are views showing a second embodiment of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 3A is a plan view of a semiconductor chip, and FIG. 3B is a mounting surface of a heat sink of a package for the semiconductor chip shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the semiconductor device taken along the line XX ′ in (a) in the state of being mounted in FIG.

【図4】本発明による半導体装置の第3の実施例を示し
ており、(a)は半導体装置に搭載する半導体チップの
配線を行う前の平面図、(b)は半導体チップの配線後
の平面図である。
4A and 4B show a third embodiment of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 4A is a plan view before wiring a semiconductor chip mounted on the semiconductor device, and FIG. 4B is a plan view after wiring the semiconductor chip. It is a top view.

【図5】従来のフリップチップ型構造を有する半導体装
置の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device having a flip-chip type structure.

【図6】(a)は従来の半導体チップを平坦性の精度の
低いマウント面に実装した状態を表した断面図、(b)
は図1で示す半導体チップを平坦性の精度の低いマウン
ト面に実装した状態を表した断面図である。
FIG. 6A is a sectional view showing a state in which a conventional semiconductor chip is mounted on a mount surface having low flatness accuracy;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where the semiconductor chip shown in FIG. 1 is mounted on a mount surface having low flatness accuracy.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2、2′、2″ ソース電極 3 ゲート電極 4 ドレイン電極 5、36 配線メタル 6 実装基板 7 マウントロウ材 8 ゲートパッド 9 ドレインパッド 10 マウント面 11、12 外部引き出しリード 16 ヒートシンク 17 誘電体層 18 ソースパッド 19 接合材 21、22 整合回路部 23 接地パターン部 24 ゲートパッド部窓 25 ドレインパッド部窓 26 接地パターン部窓 27 整合回路部窓 28 FET素子部 29 入力線路 39 出力線路 1 Substrate 2, 2 ', 2 "Source Electrode 3 Gate Electrode 4 Drain Electrode 5, 36 Wiring Metal 6 Mounting Substrate 7 Mount Brazing Material 8 Gate Pad 9 Drain Pad 10 Mounting Surface 11, 12 External Lead Lead 16 Heat Sink 17 Dielectric Layer 18 Source Pad 19 Bonding Material 21, 22 Matching Circuit Section 23 Grounding Pattern Section 24 Gate Pad Section Window 25 Drain Pad Section Window 26 Grounding Pattern Section Window 27 Matching Circuit Section Window 28 FET Element Section 29 Input Line 39 Output Line

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にソース電極とゲート電極
とドレイン電極とを複数配置して電界効果トランジスタ
素子部を形成し、該電界効果トランジスタ素子部の少な
くとも2つ以上のソース電極またはドレイン電極を互い
にエアブリッジ配線で結合させた半導体チップを搭載
し、該半導体チップのエアブリッジ配線面が該半導体チ
ップを実装する媒体のマウント面にマウント材により接
着あるいは熱的に圧着されていることを特徴とする半導
体装置。
1. A field effect transistor element portion is formed by arranging a plurality of source electrodes, gate electrodes, and drain electrodes on a semiconductor substrate, and at least two source electrodes or drain electrodes of the field effect transistor element portion are formed. It is characterized in that semiconductor chips connected to each other by air bridge wiring are mounted, and the air bridge wiring surface of the semiconductor chips is bonded or thermally pressure-bonded to a mount surface of a medium on which the semiconductor chips are mounted by a mount material. Semiconductor device.
【請求項2】 半導体基板上にソース電極とゲート電極
とドレイン電極とを複数配置して電界効果トランジスタ
素子部を形成し、該電界効果トランジスタ素子部のゲー
ト電極およびドレイン電極上に誘電体層が形成され、さ
らに該誘電体層と前記ソース電極とにマウント用導体層
が形成されて該マウント用導体層が前記ソース電極を電
気的に接合させた半導体チップを搭載し、該半導体チッ
プの該マウント用導体層が該半導体チップを実装する媒
体のマウント面にマウント材により接着あるいは熱的に
圧着されていることを特徴とする半導体装置。
2. A field effect transistor element section is formed by arranging a plurality of source electrodes, gate electrodes, and drain electrodes on a semiconductor substrate, and a dielectric layer is formed on the gate electrode and drain electrode of the field effect transistor element section. And a mounting conductor layer is formed on the dielectric layer and the source electrode, and the mounting conductor layer electrically mounts the source electrode on which a semiconductor chip is mounted, and the mounting of the semiconductor chip is performed. A semiconductor device, wherein the conductor layer is adhered or thermally pressure-bonded to a mount surface of a medium on which the semiconductor chip is mounted by a mount material.
【請求項3】 半導体基板上にソース電極とゲート電極
とドレイン電極とを複数配置して電界効果トランジスタ
素子部を形成し、該電界効果トランジスタ素子部のゲー
ト電極上に誘電体層が形成され、さらに該誘電体層と前
記ソース電極およびドレイン電極とにマウント用導体層
が形成されて該マウント用導体層が前記ソース電極とド
レイン電極とを電気的に接合させた半導体チップを搭載
し、該半導体チップの該マウント用導体層が該半導体チ
ップを実装する媒体のマウント面にマウント材により接
着あるいは熱的に圧着されていることを特徴とする半導
体装置。
3. A field effect transistor element section is formed by arranging a plurality of source electrodes, gate electrodes, and drain electrodes on a semiconductor substrate, and a dielectric layer is formed on the gate electrode of the field effect transistor element section. Further, a mounting conductor layer is formed on the dielectric layer and the source electrode and the drain electrode, and the mounting conductor layer is mounted on a semiconductor chip in which the source electrode and the drain electrode are electrically joined. A semiconductor device, wherein the mounting conductor layer of a chip is bonded or thermally pressure-bonded to a mount surface of a medium on which the semiconductor chip is mounted by a mount material.
【請求項4】 半導体基板上にソース電極とゲート電極
とドレイン電極とを複数配置して電界効果トランジスタ
素子部を形成し、該電界効果トランジスタ素子部のゲー
ト電極およびソース電極上に誘電体層が形成され、さら
に該誘電体層と前記ゲート電極とにマウント用導体層が
形成されて該マウント用導体層が前記ゲート電極を電気
的に接合させた半導体チップを搭載し、該半導体チップ
の該マウント用導体層が該半導体チップを実装する媒体
のマウント面にマウント材により接着あるいは熱的に圧
着されていることを特徴とする半導体装置。
4. A field effect transistor element part is formed by arranging a plurality of source electrodes, gate electrodes, and drain electrodes on a semiconductor substrate, and a dielectric layer is formed on the gate electrode and the source electrode of the field effect transistor element part. And a mount conductor layer is formed on the dielectric layer and the gate electrode, the mount conductor layer electrically mounts the gate electrode on the semiconductor chip, and the mount of the semiconductor chip is performed. A semiconductor device, wherein the conductor layer is adhered or thermally pressure-bonded to a mount surface of a medium on which the semiconductor chip is mounted by a mount material.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363331A3 (en) * 2002-04-17 2006-05-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor switching circuit device and manufacturing method thereof

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55151370A (en) * 1979-05-16 1980-11-25 Nec Corp Field effect transistor and fabricating method of the same
JPS6450470A (en) * 1987-08-20 1989-02-27 Nec Corp Field-effect transistor
JPH04219937A (en) * 1990-03-09 1992-08-11 Thomson Composants Microondes Power semiconductor element
JPH06310545A (en) * 1993-04-23 1994-11-04 Murata Mfg Co Ltd Semiconductor device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55151370A (en) * 1979-05-16 1980-11-25 Nec Corp Field effect transistor and fabricating method of the same
JPS6450470A (en) * 1987-08-20 1989-02-27 Nec Corp Field-effect transistor
JPH04219937A (en) * 1990-03-09 1992-08-11 Thomson Composants Microondes Power semiconductor element
JPH06310545A (en) * 1993-04-23 1994-11-04 Murata Mfg Co Ltd Semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1363331A3 (en) * 2002-04-17 2006-05-17 Sanyo Electric Co., Ltd. Semiconductor switching circuit device and manufacturing method thereof

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