JPS62136841A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS62136841A
JPS62136841A JP60278652A JP27865285A JPS62136841A JP S62136841 A JPS62136841 A JP S62136841A JP 60278652 A JP60278652 A JP 60278652A JP 27865285 A JP27865285 A JP 27865285A JP S62136841 A JPS62136841 A JP S62136841A
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wire
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Kazumichi Machida
一道 町田
Saneyasu Hirota
弘田　実保
Masaaki Shimotomai
下斗米　将昭
Seizo Omae
大前　誠蔵
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体チップの電極とリードとを金属ワイ
ヤによって結線して構成される半導体装置の製造方法に
関するものである。
（従来の技術〕 一般に上記のような半導体装置は第３図のような製造工
程を経て製造される。図において、１は金ワイヤ、２は
半導体チップ、３は半導体チップ２上に形成されたアル
ミ電極、４は銀メッキ等の表面処理が施された銅合金リ
ード、５はボンディングツールであるキャピラリチップ
である。
従来のワイヤボンディング方法では、金ワイヤ１の先端
をアーク入熱で溶融凝固させてポール部１ａを形成し、
このボール部１ａをアルミ電極３に接合した後（第３図
（ａ）、　（ｂｌ参照）、金ワイヤ１の他端側をリード
４に接合するようにしており（第３図（Ｃ１，（ｄ）参
照）、又ワイヤ１の接合には主として超音波併用熱圧着
方式が用いられている。
以上のように従来のこの種の半導体装置においては、ポ
ンディング用金冗のワイヤとして金線が使用されている
が、この場合コストが高くつくことと、半導体チップ２
上のアルミ電極３との接合部の長期信頼性が低いという
欠点があるため、金に代わる材料及びそのボンディング
技術が種々検討されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ここで金属ワイヤと半導体チップの電極との接合部の信
頼性という点について考察すると、一般に金属ワイヤと
電極とは時間の経過とともに、特に高温環境下での使用
において時間の経過とともに相互拡散を起こし、これに
より第４図で示すように接合部に金属間化合物６が生成
されるものである。
しかるに従来の製造方法では、単に良好なボンディング
特性が得られる条件でワイヤボンディングを行うように
していたので、時間の経過とともに上記金属間化合物が
異常成長し、これによりデバイス特性の劣化やワイヤの
剥離を引き起こすという問題がある。特に従来のように
、金ワイヤとアルミ電極とを用いた場合は金とアルミと
が相互拡散を起こしやすく、金属間化合物が異常成長し
やすく、この点で長期信頼性に問題があった訳である。
一方上記金属間化合物があまり成長しないよう、即ちボ
ンディング時の反応が浅くなるようボンディング条件を
コントロールすることも考えられるが、このようにする
と十分な接合が図れず、やはりワイヤの剥離を引き起こ
す。
さらにまた、従来の製造方法ではボンディング部にその
接合状態のばらつきが生じ、これが長期信頼性を低下さ
せる原因ともなっていた。
この発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、長期信
頼性の向上を図ることのできる半導体装置の製造方法を
得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、ワイヤと電極
とを所定の初期条件でボンディングし、該ボンディング
後にデバイスに熱処理を施して上記ボンディング接合部
の安定化処理を行うようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、まず所定の初期条件で、例えばボ
ンディング接合部の反応が浅くなるような条件でボンデ
ィングが行われ、次に後処理によって初期接合状態を健
全化するから、接合界面の拡散の異常成長が抑制される
とともに、十分な接合強度も得られ、しかも初期接合状
態のばらつきが補正されて上記接合部は均一な化合物層
となり、長期にわたって高い信頼性が得られる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図について説明する。
第１図は本発明の一実施例により製造された半導体装置
を示し、図において、１０は銅ワイヤ、２は半導体チッ
プ、３は半導体チップ２上に形成されたアルミ電極、６
は銅ワイヤ１０のボール部１０ａとアルミ電極３との接
合部に形成された合金（金属間化合物）層である。
次に製造方法について説明すると、まずワイヤボンディ
ングにおいては、ワイヤ１０と放電電極との間に高電圧
を印加する。するとワイヤ１０の先端部と放電電極との
間で放電が起こってアークが形成され、ワイヤ１０の先
端部に熱が投与されて該先端部が熔融され、その熔融部
は球状を保ちながらその体積を増加させていくこととな
る。その後の接合方法は第３図に示した従来の方法と同
様である。このワイヤボンディングにおける温度。
超音波振動等の各種の条件、即ち初期条件は、この初期
接合で得ようとする接合状態に応じて種々設定すれば良
いわけであるが、ここでは、例えば接合部が剥離しない
程度の浅い接合状態が得られるような条件に設定してお
く。
次に上記ボンディング後のデバイスを加熱して上記接合
部を安定化するための後処理を施す。この場合の熱処理
条件を第２図に示す。即ち、あまり高温（約３６０°以
上）にすると素子特性に影響を与えるので、またあまり
低い温度で短時間の熱処理条件では接合部を安定化する
ことができないので、図中の斜線部分で示された範囲の
熱処理条件でもって安定化処理を行う。例えば温度を３
５０゛とした場合、熱処理時間は１０秒以上となる。
このような本実施例では、ワイヤとして銅ワイヤを用い
ているのでボンディング接合部の化合物成長速度が極め
て遅くなる。さらに初期の接合状態を後の熱処理によっ
て健全化するようにしたので、十分な接合強度を確保で
きるとともに接合部の拡散層が安定化され、また初期接
合状態のばらつきが改善されて長期信頼性を向上するこ
とができる。
なお、上記実施例では金属のワイヤとして銅ワイヤを用
いた場合について説明したが、この金属ワイヤの材料は
パラジウム、アルミニウム、銀あるいはこれらの低元素
添加合金、又は低元素添加銅合金であってもよい。
〔発明の効果〕
以上のように、この発明によれば、半導体チップの電極
とリードとを金属ワイヤによって結線して構成される半
導体装置の製造方法において、まずワイヤと電極とを所
定の初期条件でボンディングし、該ボンディング後にデ
バイスに熱処理を施して上記ボンディング接合部の安定
化処理を行うようにしたので、初期の接合状態を後の熱
処理によって健全なものとすることができ、特にデバイ
スの高温使用状況下における長期信頼性の向上が図れる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による製造方法により作成さ
れた半導体装置の概略構成図、第２図は該方法における
熱処理条件を示す図、第３図（ａｌ〜（ｄ）はワイヤボ
ンディング方法を示す構成図、第４図は従来装置のワイ
ヤボンディング接合部の拡大図である。 １０・・・銅ワイヤ、２・・・半導体チップ、３・・・
電極、６・・・金属間化合物。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）半導体チップの電極とリードとを金属ワイヤによ
    って結線して構成される半導体装置において、 上記半導体チップの電極と金属ワイヤとを所定の初期条
    件のもとでボンディングし、 該ボンディング後にデバイス特性に影響を与えないよう
    かつ本処理後に安定なボンディング接合部が得られるよ
    うな熱処理条件のもとで後処理することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
JP60278652A 1985-12-10 1985-12-10 半導体装置の製造方法 Pending JPS62136841A (ja)

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