JPS5879737A - 半導体装置 - Google Patents

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】 本発明は半導体装置にかか９％特にビームと半導体基板
間の電気的絶縁の優れたビームリード型半導体装置に関
する。

ビームリード型半導体装置は第１図に示すような構造を
もっている。すなわち半導体基板ｌに不純物を拡散し半
導体素子を構成する０図において４は領域を形成するＰ
Ｎ接合である。ビームリード型半導体素子は一般に使用
時は素子が裸のまま使われることが多いので素子の表面
は酸化膜２および窒化族３で十分保躾されている。これ
らの絶縁ａは開孔され、大路次の順序でリードが設けら
れる。、シリコン酸化Ｊｉ１２およびシリコン窒化膜３
に開孔する。なお、窒化族の開孔時に素子基板からの延
長部および素子表面部以外の窒化族はエツチング除去す
る。開孔部には接触をとるため基板表面に白金けい化物
５を形成する０次にチタン膜６を形ＦｉＬ％その上に白
金７を重ねて付着させる。このときチタンはシリコン鼠
化膜との接着を良くするために使われる。白金の上には
金を蒸看咎によυ付層させ、七〇抜配線のパターンが形
成され、さらに蒸着した金の腰上にはメッキ法にエリ金
の３１８１５１０〜１５βｍと厚くつけられリード体ト
なる。しかるのち展囲よりシリコン半導体基板の素子部
以外のシリコン２工びシリコン酸化膜をエツチング除去
するとビームリード型半導体装置が得られる。このよう
に形成した最上層の金ＪＩｉ４８は熱圧’ＭＶＣ２ａｉ
１シｓ耐１Ｉｌｉｉ性であるという特淑がめハボンティ
ング後目視チェヅクも可能で、信頼性かめるので、為信
頼性が装置される分野に用いられている。

しかしなからこの株の従来のビームリード型半導体装置
は製造工程の関係もあハ第１図に示されているようにシ
リコン窒化層とシリコン酸化膜およびシリコン基板本体
の端部はほぼ一致しており、そのためビームリードの下
端６とシリコン基板との距１１１ｉ１Ａは小さく電気的
絶縁性からみて好ましくない。

このような構造のビームリード型半導体装置を組立てる
と、第２図に示すように％例えばｅ縁基＆１１上に設け
られた金メツキパッドｌＯにビームリード９が熱圧着に
よルつけられる。このときビームリードは軟いため、ビ
ームリード９とシリコン基板ｌは近づく方向、すなわち
Ａが近くなる場合かめＶ接触の危険性を生ずると共に、
安定化のため１ＩＢＦＩをボタティングすると、この近
ついたビームリード９とシリコン基板ｌの間には樹脂を
通してリークが起るという問題が発生する。

なお、シリコン基板とビームリードの距離を離す九めシ
リコン基板をより多くエツチングすると。

ビームリードの強度が低下するので、強いエツチングは
好ましくなく、控え目なエツチングをせざるを得なくな
り１両省の距離の拡大は困瞭となる。

またシリコン基板のエツチングではその端部は波形とな
り易く、この（２）からも部分的に電気絶縁性の低下の
原因となっている。

最近に至りこのシリコン端部が波形にエツチングされ易
く、波形の突出部とリード間の絶縁不良を些し易いとい
う杷−間組を防ぐ方法として実開昭５５−１２９４５６
号が提案されている。これを纂３図に示す、第３図（ａ
）においてｌは半導体基板。

９はビームリード、３はシリコン窒化層でシリコン基板
の端部より突出して形成されている。またｍ３図ら）は
第３図の要部１ｆｒｉ１１０−である０１圓に示されて
いる番号は第１図および［２図と岡じものは同じ部位を
示している。因においてシリコン鷺化に３はシリコン基
板ｌの端部より突出してビームリードに付着し整形され
ている。しかし、シリコン鍍化膜２はエツチング除去さ
れ、半導体基板と同等か、ときにより短かくなっている
。

このような＃１成ではシリコン窒化層が少なくとも波形
に形成された半導体基板よシ突出しているので一応の電
気的絶縁性は保たれるが、ＩＩＡ縁換は薄く単層のため
機械的に弱く、シリコン輩化膜に破伽や亀裂を発生する
と耐圧不良を起し、また。

シリコン窒化層、シリコン酸化Ｊ１１１！、半導体基板
の隙間に不軸物等が侵入し、そのため耐圧不良や他の特
性の不安定を生ずる。

従って本発＠８は以上の間融点に対処してなされたもの
でめり、その目的とするところは、ビームと半導体基板
との接続強度を増大し、絶縁層の強Ｉｔを増し、絶縁を
良好にし、取嶽中や使用中に絶縁不良や特性の不安定を
生じないビームリード型の半導体装置を提供するにるる
。

すなわち本発明の費旨は、金のビームで相互配騙會行う
ビームリード型半導体装置において、前記金のビーム下
の窒化層および酸化膜をシリコン基板の端部から１０１
以上延長させたことを％黴とする半導体装置にある。

また上記装置において金のビーム下の窒化層および酸化
膜の突出させた端部をビームの周辺に限定するか、また
は上記展の角の尖鋭部を除去し丸味管￥＃びさせるか、
または上記展の端部を基板側で広く、ビームの蝙長方同
で狭くほぼ台形に形成させればより効果的な半導体装置
が得られる。

次に本発明につき図面を参照し説明する。

＠４ｋ（ａ）は本発明の一実施例による半導体装置の概
略の要部平面図であり、第４図（ｂ）はその断面図會示
す、二つの図において１はシリコン半導体基板、２は６
０００〜１ｏｏｏｏｕ　　の厚さに形成されたシリコン
欧化族、３はシリコン窒化膜で１０００〜２０００Ａつ
けられる。この２層の杷緻換でシリコン基板表面は絶縁
保諌されている。次に電極形成のための開孔部する。こ
の翻孔時のシリコン値化展のエツチングに際しては素子
本体以外のシリコン臘化族のエツチングも同時に行い、
パターン化する。すなわち、Ｘ子本体のシリコン基板の
側面よシ延長形成する部分並びに木子上のシリコン窒化
膜が残されることとなる。

良い接触をとるため開孔部の基板表面に白金けい化物鳩
が形成され１次に複層のリード用の金属を付着させる。

最初にチタンＪ１１６を１０００〜１５００Ａつける。

−ｔ−ノ上に白金ｍ７ｔ２ｏｏｏ　〜ａｏｏｏＸ付着さ
せる。このときのチタンｆｌｌ＋１６はシリコン窒化膜
との密着性向上のためｌ：つけられたものである。

白金族７の上には蒸着等により金が数ミクロンの厚さに
つけられる。このとき白金族は金とチタンの反応を抑止
する役を来す０次にこれらの複層はパターン化される。

パターン化された後、金膜の上には史にメッキ法により
金がつけられ、ＬＭ的にはリード部分の金の層は１０〜
１５μｍの厚さとなる。

しかるのち半導体基板は長面ニジエツチング加工される
。先ず、素子本体以外のシリコン基板のシリコンが調教
、弗酸、錨酸の混合エツチング准でエツチングされ１次
に厚いシリコン教化族が素子本体の＠面よＶ姑長させて
残したシリコン窒化−と同一パターンとなるよう弗１１
１、弗化アンモニウム６の混合エツチング液で工、チン
グすると本発明によるビームリード型半導体装置が分離
形成される。

このように形成したビームリード型半導体装置は第４図
（ｂ）に示すとお夛牛導体基板ｌとビームの電工＃Ｊ１
１１６の導電部の蝦短距離Ａ′は長くなり、従来例のよ
うな実装時の短絡やリーク等の机板を防ぐことができる
。

なお、シリコン欧化族およびシリコン窒化膜の２層の延
長部３′の長さＸはあまり長くなると欠けを生ずる確率
が大となり、欠けによる効果の減少を来す、また、シリ
コン基板の１１４１１面はエツチングにあた９工ツチン
グ面が波形とな）易いため１０μｍ以下では、その効果
を十分発揮することがむすかしく、シかし３０μｍ以上
のように長くなると２層膜は欠けを生じ易くなると共に
長くした効果も本漬にめられれない。

以上のように形成したビームリード型半導体装置ではビ
ーム下のシリコン教化族およびシリコン窒化膜の２層の
絶縁層がシリコン半導体基板の側面より１０μｍ以上延
長されているので基板鯛面熾部とビームの導体部との距
−Ａ′が大きくなり組の如くシリコン窒化膜単層でなく
複層となり、しかもシリコン教化族は厚いので単層にく
らべ慎械的強度が大となり亀裂、破損による上記間亀点
の発生を大幅に減少させることができ、また！４３図に
例示したようなシリコン酸化膜のオーバーエツチング等
によるリードと半導体基板の接着力の低下やこのＳ分に
不純物等の付着、侵入による耐圧不良５層注の不安定を
発生することがなくなり本発明の目的ｔ−達成すること
ができる。

第５図は本発明の他の実施例による半導体装置の要部飲
頃用の平面−である０図において１は半導体基板、３“
はシリコン窒化膜とシリコン欧化族の複層で形成した延
長部％９はビームでおる。

シリコン窒化膜とシリコン欧化族の複層の延長部３″は
纂４図（＆）の３′とことな９複層３′の幅はぜまくな
９絶縁をとるに必要な輪だけが残さｎている。この幅は
長さの場合とほぼ同様な理由から１０〜３０μｍビーム
からはみ出しておけばよい。

このようにすることによりシリコン窒化膜およびシリコ
ン欧化族よシなる複層の欠けはすくなくすることができ
、欠けによる特性の低下問聴は大幅に制減することがで
きると共に本発明の目的を遜することができる。

第６図は本発明の他の実施例による半導体装置の概ｗｌ
Ｉ要部説明用の平面図である６図においてｌνよび９は
第５図と同じシリコン半導体基板およびビームであるが
、板層の絶縁Ｅａ３“は絶縁上必要なだけの幅になって
いることは同じであるが。

本笑施例では梃に端部の尖鋭な角部は丸く成形されて３
９％そのため欠けの問題発生をよりすくなくすることが
できると共に本発明の目的を達成できるよう改善されて
いる。

第７図は不発明の他の実施例による半導体装置の値＃＠
ＩＭ部説明用の平面図である。図において１２よび９は
第６図と同じＢ分をあられしているが。

３＃／ばその形がことなっている０本実施例の板層の絶
縁膜３“′は図かられかるとおり、シリコン半導体基板
側で広く、ビームの処長側ですくなく、すなわち突出し
ている腹層絶域展は片側で三角形の形になり、全体とし
ては台形となっているところに％稙がする。このように
構成するときは絶縁族には角部がなく破損する確率は非
常にすくなくなる。それと同時に絶縁上最も必景なシリ
コン半導体基板ＩＩは広く形成されているので絶縁上好
都合である。また板層にすることによる機械的強度、耐
圧、不純物等に対する抵抗ａ等について改善されている
ことは云うまでもない。

９・ 以上説明したとお９本発明によればビーム半導体基板間
の絶縁性がすぐれ、１８縁膜自体は従来の単層とことな
り厚いシリコン酸化層と一化膜の仮鳩となっているので
機械的強度が大きくなり、また半導体基板とビームの境
界近傍は工、チングされないのでこの部分の強度も大き
くなり、＃ｇ猷膜の突出は十分なされているので基板と
導通部間の距離が大きくな〕、絶縁は十分保たれ１組立
時並びにその後において絶縁不良や特性の不安定を大輪
に減少させることができた。

【図面の簡単な説明】

ｍ１図は従来の半導体装置の概略要部断面図、第２図は
従来の半導体装置の賽装状況を示す説明図、ｍ３図（ａ
）（ｂ）は従来の改善された半導体装置の要部説明用の
平面図および断面図、第４図（ａ）（ｂ）は本発明の一
実施例による半導体装置の要部説明用の平面図および断
面図、第４図〜纂７図は本発明の他の実施例による半導
体装置の要部説明用の平面図でめる。 １・・・・半導体基板、２・・・・酸化層（シリコン酸
化層）、３・・・・窒化層（シリコン窒化層）ｍｓ’−
３“　３１２３／Ｉｌｌ・・・・複層絶縁膜、４・・・
・ＰＮ接合、５・・・・白金けい化物層、６・・・・チ
タン族、７・・・・白金層、８・・・・金族、９・・・
・ビーム、１０・・・・ボンティングバット（金メッキ
）、１１・・・・絶縁基板、１２・・・・樹脂。 第２図 第　３　閃 第　５　図 第す区 蛸　ｑ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 α）金のビームで相互配Ｉｗを行う半導体装置において
   、前記金のビーム下の窒化族および酸化膜をシリコン基
   板の端部から１０μｍ以上ａ長させたことを特徴とする
   半導体装置。 Ｑ）金のビーム下の組長させた窒化族お工び酸化膜の端
   部をビームの周辺に限足したことを特徴とする特許鯖氷
   の範囲第（１）項記載の半導体装置。 （３）金のビーム下の＃：長させｆｃ菫化族および酸化
   膜の端部を角の尖或部會除去し丸味を帯びさせたことを
   特徴とする特ｆｆ餉求の範囲第（１）墳及び第（２）項
   記載の半導体装置。 （４）金のビーム下の延長させた窒化族および酸化膜の
   端部が基板側で広く、ビームの処長方同で狭くほぼ台形
   に彫敗されていることを特徴とする特許請求の範囲第（
   １）項及び第（２）項記載の半導体装置。