JPS58164232A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS58164232A
JPS58164232A JP57046762A JP4676282A JPS58164232A JP S58164232 A JPS58164232 A JP S58164232A JP 57046762 A JP57046762 A JP 57046762A JP 4676282 A JP4676282 A JP 4676282A JP S58164232 A JPS58164232 A JP S58164232A
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layer
solder
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metal
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Hiroyuki Baba
博之 馬場
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    • H01L2924/10251—Elemental semiconductors, i.e. Group IV
    • H01L2924/10253—Silicon [Si]

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、素子配設基台に取如っける半田付漂着部を
改良したトランジスタ、ＩＯ３どの中導体装置κ関する
。
〔発明の技術的背景およびその問題点〕ＩＣ＋｝ランジ
スタなどの半導体装置の組み立てｊ＆１中κおける様子
社、例えばｊｌＥｌ図に示すようなものである．園κお
いて１ｏは、ＩＣ中トランジスタなどの機能を有する半
導体装置（半導体テ，ｆ）でＴｏ）、この半導体装置１
０は接着鋼、ろう＃なとκよ夛、素子配設基台１１上に
取）付けられている．この素子配設基台１ｌは、導出リ
ードを兼ねるようκなりてぃて、例えばトランジスタの
コレクタ導出リードと＆為もので、半導体装置１ｏの基
板部が電気的κも接続されるようＫ　＆　５てぃる晦ま
え、上記半導体装置１ｏの例えばそれぞれ工ず，夕、ペ
ース領域ｉＩＸＩンディングヮイヤ１３、１４を介して
引自出され、導出リード１ｊ，１ｇＫｍＩＩｌ１１ｉれ
ている。
ζのようκ親与立てられ友ものは、その後、半導体装置
１＃中、一ンディングヮイヤ１３。
１４ＬＤ＠続部を■むようＫ　＠　１１４−ルＰなどの
ノッケージングが施され、適轟な仕上げがされて、製品
となる。
このような半導体装置において、素子配設基台１１ｗ１
と半導体装置１０裏面が接合している様子を第２図に示
す、ζζに示すように、半導体装置１０の裏面に紘複数
の金属層１１が形成されておシ、半導体装置１０はこの
複数の金属層１１を介し、半田１８によシ、金属製の素
子配設基台１１ｆ／Ｃ接着している。
このＩＩ数の金属層１１は、半導体装置１０と素子配設
基台１１とを半田接続するために必要な半田付溶着部と
なるもので、従来よ）多く採用されている金属層１１の
構成には次のようなものがある。
まず、半導体装置１００基板裏面にシリコンと接着性の
嵐いバナジウムＶを第１層１９として被着させ、半田と
接合し中すくするために第２層ＪＯとして二、ケルを積
層被着させる。さらに第２層２０の二、ケルの酸化防止
の目的で、最上層となる第３層２１に金（ムＩＩ）を積
層被着させる。
その偽、素子配酸−の金属層１１として、第１層から嬉
３層Ｋ１１Ｉ用される金属の組み會わせを前記例と共Ｋ
ｔとめて次の貴ＩＫ示す。
＜１１１１＞ 上表で示しえよう亀構威の金属層１１は、いずれも最上
層すなわち１１３層として金（Ａｍ）を鰭する。このよ
うに壷を使用しえ劇品は、非常に　　′高個なものとを
為。
従って、金の代か）に、金よ〕もコストが安（、酸化に
対しても安定で、半田との半田ヌレ性（接合性）も良好
な銀（Ａｇ）を最上層に蒸着する方法が採られることが
多い。
この場合も上記例と同様に３層の金属層が積層被着され
た構造を有するものでＴｏシ、各層の被着目的は上述の
例と同様である。この銀を用いた場合の金属層１１の構
成を各層の膜厚と共に次の鶏２表に示す。
〈第２表〉 上記のような組・（ｒ合金−組一ムｇ＃Ｉ造のものはこ
れらの金属層を形成直ｖｋ社半田接合性および耐酸化性
とも良好で問題ない。
しかし、水中に浸漬したり、ｌＯ〇一温度中ＫＪｌｋ置
すゐと、その後半田後金性が著しく劣化する。例えば水
中浸漬の場合、１〜２時間程度で有意の劣化を起こす。
これは、第２層の”ｙケルと第３層の銀とが固相拡散も
せず、合金も作らず、その界面において化学的に結合し
ていないためである。すなわち、第３層の銀層と籐２層
の二、ケル１層社単Ｋｍ触していゐだけで、ｊ１３ＷＡ
Ｋ示すように、第３層２１の銀層におけるピンホールｘ
ｉを通じて水２Ｊが浸入すると、第２層・２０の二１．
ケル層との境界面に水分子が浸入しｍ−の２４で示すよ
うなピンホール２２直′下周囲の二、ケル層に壕で酸化
され九部位が広がるからである。
実際の製造工ＩＩにおいては、裏面に上記の・３層の金
属層が蒸着され大半導体ウェー）Ｓをツ、レートメイシ
ング装置を用いて！イシングし、半導体デ、ｆ化するが
、このメイシンダ中に水を使用する喪めに、半導体装置
１０の配設部となる金属層１２の劣化が著しく早く生じ
ていた。
〔発明の目的〕
この発明は以上のような点に鑑みなされたもので、嶌価
な金を使用せずに、酸化に強く、半田接続性も嵐好な配
設部となる金属層を有する半導体装置を提供しようとす
るものである。
〔発明の概要〕
すなわち、この発明に係る半導体装置は、配設部となる
半導体チ、！裏面に対し半導体基板側から順に、シリコ
ンとの接着性の良好な金属による第１の金属層、半田と
の接合性のよい二、ケルを主成分とする第２の金属層、
鋼による第３の金属層および約５０００！以上の厚さの
釧による第４の金属層とが積層被着された溶着金属層を
有するものである。
〔発明の実施例〕
以下図面に従って、この発明の一実施例につき説明する
。なお、前述の第１図〜第３図と同一構成分には同一符
号を付して説明を省略する。
まず、第４図において半導体基板９裏面にはシリコンと
接着性の良い金属、例えばバナジウム、チタン、ニッケ
ルクロム合金、およびクロムのいずれかの金属を皺着し
、第１の金属層２５を形成する。
次に、第１の金属層２Ｊ上に半田との接合性を曳くする
九めｇ：、＝、ケルを積層被着して第２の金属層ｚｇｔ
形成する。
さらＫその上Ｋ、銅を数百Ｘの膜厚で蒸着し、＄１１３
の金属層２１とする。この銅は、１ｓ２の金属層２ｄで
用いられ九二、ケルと全率固容し、壕友鎖と４同容体お
よび共晶を容易に作る。次にこの第３の金属層２１上に
、耐酸化性にも優れ、半田との接着性も良い銀を＃１４
の金属層２Ｊとして積層被着する。この場合との銀によ
る第４の金属層２１（以下銀層とする）が２０００１以
下の厚みであるとすると、銅が銀層の表面に拡散してし
壕い、この鋼の酸化によって、半田との接着性が劣化す
るおそれがある。
しかし、銀層を５０００Ｘ以上にすれば、銅が表面Ｋま
で拡散するととはなく、半田との接着性ｔ−喪好に保つ
仁とができる。
上記のような４層の金属層を裏面の素子配設部に備えた
半導体装置においては、各金属層間の界面で、互いの金
属が固相拡散した状態となっており、接合強度が充分に
高く、密着したものとなっている。従って、半導体装置
を水中浸漬しても、銀層下の銅および二、ケルの各層間
に水が侵入することがなく、鋼層のピンホール　　・下
の鍋およびニッケル層から酸化が広がるおそれはない。
さらに、銀層自体も充分に厚い丸め、ピンホールの数も
従来よ〕少ないものであプ、銀の耐酸化性と半田との接
合性を充分に生かすことができる。
また、前述のように銀層の膜厚を厚くするのに伴い、銀
の使用量が増加する。しかし、銀の価格は金の約１／３
０＠度であり、従来金を１０００することができ、価格
的に充分見合うもので製品のコスト設定も容易となる。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、酸化に対しても安定
で、しかも半田との接着性が良好なものとし、且つ金を
用いるものよ）価格的に充分安くすることので會る半田
付湊着部を有する半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第１＠１ＩＩｉ組み立て過程中の半導体装置を示す斜示
図、第２ＦｊＡｔｉ従来の半導体装置の素子配設基台へ
の接続状態を＠明する断面図、第３図は従来の半導体装
置の配設部を拡大して示す断面図、第４図はこの発明の
一実施例に係ゐ半導体装置の配設部を示す断面図である
。 １０・・・半導体装置、１１・・・素子配設基台、１１
・・・金属層、１１・・・半田、２５・・・第１の金属
層、２６・・・鮪２の金属層、２１・・・第３の金属層
、２８・・・第４の金属層。 出願入代雇人　　弁運士　鈴　江　武　彦第１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 主面に半導体素子を廖成した半導体基板の裏ｍに被着さ
    れ良上記半導体基板との接合性嵐好な金属材料からなる
    第１の金属層と、この菖ｌの金属層に積層被着されたニ
    ッケル層を九はニッケルを主成分とする合金層の第２の
    金属層と、との篇２の金属層にさらに積層被着され素子
    配設基台Ｋ１１着のためのろう層になる鋼ｔえは銅を主
    成分とする合金からなる第３の金属層と、前記第３の金
    属層にさらに積層被着された少なくとも５０００Ｘ以上
    の銀からなるｊＩ４の金属層とを具備し、この第４の金
    属層の面で素子配設基台に溶着接合するようＫし丸字導
    体装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62286236A (ja) * 1986-06-04 1987-12-12 Nec Corp シリコン半導体装置の製造方法
JPS63161631A (ja) * 1986-12-24 1988-07-05 Nec Corp シリコン半導体素子
US6864579B2 (en) * 2001-01-25 2005-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Carrier with a metal area and at least one chip configured on the metal area

Cited By (3)

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