JPS6170728A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS6170728A JPS6170728A JP59192885A JP19288584A JPS6170728A JP S6170728 A JPS6170728 A JP S6170728A JP 59192885 A JP59192885 A JP 59192885A JP 19288584 A JP19288584 A JP 19288584A JP S6170728 A JPS6170728 A JP S6170728A
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- Japan
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- resin
- wiring
- semiconductor element
- layer
- type package
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- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02107—Forming insulating materials on a substrate
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
- Formation Of Insulating Films (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はプラスチックパッケージ等の非中空型パッケー
ジに封じる半導体素子に関し、詳しくはその表面形状に
よるものである。
ジに封じる半導体素子に関し、詳しくはその表面形状に
よるものである。
従来例の構成とその問題点
フラット型プラスチックパッケージ（以下ＦＰと略す）
や、スモールアウトライン型プラスチックパッケージ（
以下ＳＯＰと略す）や、チップキャリア型プラスチック
パッケージ（以下ｃＣＰと略す）の例のように、半導体
素子のパッケージは薄型、小型化指向にある。その場合
、半導体素子の基板材料であるシリコンの熱膨張率αｓ
（３，５×１０−６／℃）と封止材料であるエポキシ樹
脂の熱膨張率も（２４ｘ １ｏ−６／℃）との間での差
、〜−α８が大きいために、樹脂成形完了時に、成形温
度ＴＭ（１７０〜１８０℃）から室温”Ｒ（２４℃）に
戻る時、半導体素子の表面上では、０）式のような歪が
発生して （α。−αｓ ） Ｘ （ＴＭ −Ｔｙ ）
−−（１）その歪量は、０．００３となる。このパッケ
ージの中心に一辺が０．８廖の半導体素子が封じ込まれ
ていると、素子端で０．００１２偏（１２μｍ）の変位
が発ヰする。従来のプラスチックパッケージでは、封じ
込まれた半導体素子と周辺樹脂との間で、上に説明した
変位が発生し、この影響を受けて、素子表面周辺部では
同素子と樹脂との界面で剥れる。また素子表面中央部で
は、電極材料（Ａの配線が樹脂の変位によって変形し、
配線表面上のガラス膜にクラックを生じさせる。
や、スモールアウトライン型プラスチックパッケージ（
以下ＳＯＰと略す）や、チップキャリア型プラスチック
パッケージ（以下ｃＣＰと略す）の例のように、半導体
素子のパッケージは薄型、小型化指向にある。その場合
、半導体素子の基板材料であるシリコンの熱膨張率αｓ
（３，５×１０−６／℃）と封止材料であるエポキシ樹
脂の熱膨張率も（２４ｘ １ｏ−６／℃）との間での差
、〜−α８が大きいために、樹脂成形完了時に、成形温
度ＴＭ（１７０〜１８０℃）から室温”Ｒ（２４℃）に
戻る時、半導体素子の表面上では、０）式のような歪が
発生して （α。−αｓ ） Ｘ （ＴＭ −Ｔｙ ）
−−（１）その歪量は、０．００３となる。このパッケ
ージの中心に一辺が０．８廖の半導体素子が封じ込まれ
ていると、素子端で０．００１２偏（１２μｍ）の変位
が発ヰする。従来のプラスチックパッケージでは、封じ
込まれた半導体素子と周辺樹脂との間で、上に説明した
変位が発生し、この影響を受けて、素子表面周辺部では
同素子と樹脂との界面で剥れる。また素子表面中央部で
は、電極材料（Ａの配線が樹脂の変位によって変形し、
配線表面上のガラス膜にクラックを生じさせる。
これらの問題のうち、前者は樹脂を通過してきた水分や
、リードと樹脂の界面に生じた隙間を通過してきた水分
が、素子と樹脂との界面に生じた剥離層中に水膜として
存在し、その水膜中に樹脂中から塩素イオン等が溶は出
し、露出部分の人！配線を腐食する。また後者は、ムｌ
の変形により生じたムｌ配線表面上のガラス膜クラック
の発生により上で述べたと同じ機構でム４配線を腐食す
る◎これらの問題は、プラスチック封止型半導体装置の
信頼性のうち耐湿性を低下させる。
、リードと樹脂の界面に生じた隙間を通過してきた水分
が、素子と樹脂との界面に生じた剥離層中に水膜として
存在し、その水膜中に樹脂中から塩素イオン等が溶は出
し、露出部分の人！配線を腐食する。また後者は、ムｌ
の変形により生じたムｌ配線表面上のガラス膜クラック
の発生により上で述べたと同じ機構でム４配線を腐食す
る◎これらの問題は、プラスチック封止型半導体装置の
信頼性のうち耐湿性を低下させる。
発明の目的
本発明は、プラスチック封止構造で、樹脂と素子表面周
辺部で発生する剥れや半導体素子表面の配線材料の変形
により生ずる配線材料表面上のガラス膜のクラックを防
ぐ半導体装置を提供するものである。
辺部で発生する剥れや半導体素子表面の配線材料の変形
により生ずる配線材料表面上のガラス膜のクラックを防
ぐ半導体装置を提供するものである。
発明の構成
本発明は要約するに、プラスチック封止型パッケージ中
に搭載されている半導体素子の表面上に、配線用、認識
用などのパターン以外の凹凸部を形成することで達成で
きる。
に搭載されている半導体素子の表面上に、配線用、認識
用などのパターン以外の凹凸部を形成することで達成で
きる。
実施例の説明
第１図は、本発明実施例の樹脂封止型パッケージ１３中
に搭載される半導体素子１の要部拡大断面図である。シ
リコン基体２上に形成されたＡ／配線３、ポリシリコン
配線４、拡散層配線５や層間絶縁層θ上を覆っている表
面保護層７の表面は格子縞状の凹凸８に加工する。
に搭載される半導体素子１の要部拡大断面図である。シ
リコン基体２上に形成されたＡ／配線３、ポリシリコン
配線４、拡散層配線５や層間絶縁層θ上を覆っている表
面保護層７の表面は格子縞状の凹凸８に加工する。
上記加工法の手順を第２図（＆）に例として示した。
先ず、各配線層や層間絶縁層の工程を経て、ムＥ配線層
３まで形成されたシリコン基体２上に、珪酸ガラスもし
くは燐珪酸ガラス１０、またはそれらを組み合わせて２
層構造にした表面保護層７をｃｖｎ 、スパッター成長
、プラズマ成長法等で６０００〜１５０００人の厚さに
形成する。つぎにこの上に窒化膜１１をプラズマ成長や
低温ＣＶＤ法等で６０ｏＯ〜１５０００人の厚さに形成
する。
３まで形成されたシリコン基体２上に、珪酸ガラスもし
くは燐珪酸ガラス１０、またはそれらを組み合わせて２
層構造にした表面保護層７をｃｖｎ 、スパッター成長
、プラズマ成長法等で６０００〜１５０００人の厚さに
形成する。つぎにこの上に窒化膜１１をプラズマ成長や
低温ＣＶＤ法等で６０ｏＯ〜１５０００人の厚さに形成
する。
この表面保護層７の上に１０〜５００μばの格子縞にレ
ジスト１２を現像し、レジスト１２をポス ゛トペ
ークにより固める。
ジスト１２を現像し、レジスト１２をポス ゛トペ
ークにより固める。
この状態で、ＣＦ４と０□の混合ガス等を用いてドライ
エツチングを行う。この時のエツチング条件は、等方性
エッチの条件に設定し、窒化膜１１と燐珪酸ガラス１０
（または珪酸ガラス）のエツチング比を、：１０ ：
１に選択する。この条件でプラズマ窒化膜１１をドライ
エツチングして行くと、そのエツチングの選択性から燐
珪酸ガラス１ｏでエツチング速度が小さくなり、擬似停
止の状態が生じて半導体素子１表面上に全面均一な深さ
の格子縞状の凹凸部８が形成される。このような構造を
有する半導体素子１をエポキシ系や、シリコン系等の樹
脂からなる樹脂封止型パッケージ１３に搭載する。第２
図（ｂ）は平面図である。この構造によれば、シリコン
基体２の熱膨張率α８（３，５Ｘ １０−’ ／ ’Ｃ
） 、樹脂封止型パッケージ１３の樹脂の熱膨張率α。
エツチングを行う。この時のエツチング条件は、等方性
エッチの条件に設定し、窒化膜１１と燐珪酸ガラス１０
（または珪酸ガラス）のエツチング比を、：１０ ：
１に選択する。この条件でプラズマ窒化膜１１をドライ
エツチングして行くと、そのエツチングの選択性から燐
珪酸ガラス１ｏでエツチング速度が小さくなり、擬似停
止の状態が生じて半導体素子１表面上に全面均一な深さ
の格子縞状の凹凸部８が形成される。このような構造を
有する半導体素子１をエポキシ系や、シリコン系等の樹
脂からなる樹脂封止型パッケージ１３に搭載する。第２
図（ｂ）は平面図である。この構造によれば、シリコン
基体２の熱膨張率α８（３，５Ｘ １０−’ ／ ’Ｃ
） 、樹脂封止型パッケージ１３の樹脂の熱膨張率α。
（２４Ｘ１０−’／’Ｃ）、樹脂成形温度ＴＭ（１７０
℃）、室温ＴＲ（２４°Ｃ）、格子縞の間隔Ｌ（１００
μｍ）と仮定すると、前述式（１）から歪γ γ＝ΔＴ（α。−αｓ）＝（ＴＭ−Ｔ＊）Ｘ（αｃ
、、）：１４６Ｘ （２４−３，５）Ｘ１０”＃０．
００３となり変位貴人は Ａ ＝ Ｌ Ｊ ７２ ＝ １００ Ｘ Ｏ，００３／
２：Ｏ，，１５μｍ となる。従って半導体素子１表面全体に均等に変位が配
分され、その結果として、樹脂封止型パッケージ１３の
樹脂と半導体素子１との界面の剥れや、ムｌ配線層３の
変形による表面保護膜７のクラックが防止できて、先に
述べた機構で発生するＡＪＪ腐食が生じない樹脂封止型
パッケージ１３が達成できる。
℃）、室温ＴＲ（２４°Ｃ）、格子縞の間隔Ｌ（１００
μｍ）と仮定すると、前述式（１）から歪γ γ＝ΔＴ（α。−αｓ）＝（ＴＭ−Ｔ＊）Ｘ（αｃ
、、）：１４６Ｘ （２４−３，５）Ｘ１０”＃０．
００３となり変位貴人は Ａ ＝ Ｌ Ｊ ７２ ＝ １００ Ｘ Ｏ，００３／
２：Ｏ，，１５μｍ となる。従って半導体素子１表面全体に均等に変位が配
分され、その結果として、樹脂封止型パッケージ１３の
樹脂と半導体素子１との界面の剥れや、ムｌ配線層３の
変形による表面保護膜７のクラックが防止できて、先に
述べた機構で発生するＡＪＪ腐食が生じない樹脂封止型
パッケージ１３が達成できる。
発明の効果
本発明によればプラスチック封止型半導体装置は、熱膨
張係数の差から生じる半導体素子表面周辺部での素子表
面と封止樹脂との界面での剥れや、人！配線の変形によ
る配線上表面保護膜のクラックの発生の問題を、表面保
護膜に凹凸部を形成することにより一挙に解決できる。
張係数の差から生じる半導体素子表面周辺部での素子表
面と封止樹脂との界面での剥れや、人！配線の変形によ
る配線上表面保護膜のクラックの発生の問題を、表面保
護膜に凹凸部を形成することにより一挙に解決できる。
第１図は本発明半導体装置の要部拡大断面図、第２図（
ｉＬ）は本発明を達成するための表面保護膜を形成する
ための手順を示す断面フローチャート、第２図（ｂ）は
完成品の平面図である。 １・・・・・・半導体素子、２・・・・・・シリコン基
体、３・・・・・・ムＥ配線、４・・・・・・ポリシリ
コン配線、６・・・・・・拡散層配線、６・・・・・・
層間絶縁層、７・・・・・・表面保護層、８・・・・・
・格子縞状の凹凸部、１ｏ・・・・・・燐珪酸ガラス、
１１・・・・・・窒化膜、１２・・・・・・レジスト、
１３・・・・・・樹脂封止型パッケージ。
ｉＬ）は本発明を達成するための表面保護膜を形成する
ための手順を示す断面フローチャート、第２図（ｂ）は
完成品の平面図である。 １・・・・・・半導体素子、２・・・・・・シリコン基
体、３・・・・・・ムＥ配線、４・・・・・・ポリシリ
コン配線、６・・・・・・拡散層配線、６・・・・・・
層間絶縁層、７・・・・・・表面保護層、８・・・・・
・格子縞状の凹凸部、１ｏ・・・・・・燐珪酸ガラス、
１１・・・・・・窒化膜、１２・・・・・・レジスト、
１３・・・・・・樹脂封止型パッケージ。
Claims (1)
- 半導体素子上の表面保護膜を単層または多層構造の酸
化膜もしくは窒化膜またはこれらの組み合わせで形成し
、かつ、同表面保護膜に保護膜下層のパターン以外の凹
部もしくは凸部またはこれらを組み合わせた格子縞や同
心円または平行のパターンを形成することを特徴とする
半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192885A JPS6170728A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59192885A JPS6170728A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6170728A true JPS6170728A (ja) | 1986-04-11 |
Family
ID=16298595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192885A Pending JPS6170728A (ja) | 1984-09-14 | 1984-09-14 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6170728A (ja) |
-
1984
- 1984-09-14 JP JP59192885A patent/JPS6170728A/ja active Pending
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