JPS62234354A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPS62234354A JPS62234354A JP7857786A JP7857786A JPS62234354A JP S62234354 A JPS62234354 A JP S62234354A JP 7857786 A JP7857786 A JP 7857786A JP 7857786 A JP7857786 A JP 7857786A JP S62234354 A JPS62234354 A JP S62234354A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産承トの禾１１用分１斤
本発明は、半導体装置特に保護用の蓋を有する半導体装
置に関する。
置に関する。
従来の技術
半導体装置は、その基板材料表面上に能動素子や受動素
子から構成される電子回路もしくは電子回路群を、金属
や半導体材料による配線や拡散層による多層配線によっ
て接続する技術を用いている。そして、その半導体装置
は、機能させるために配線材料と同一または異った金属
等で端子を形成している。その一般的な材料は、アルミ
ニウムやアルミニウム合金、銅や銅合金等である。この
ような要素から構成される半導体装置は、リードフレー
ムと呼ばれる半導体塔載部品に、金共晶合金法や導電性
樹脂によって固着される。固着された半導体装置は、そ
の表面上の端子とリードフレームのリードとを、金や銅
やアルミニウムから成る金属細線でつなぎ、外部回路と
の間で電気信号の授受が可能になるようにする。この半
導体装置を外部環境や機械的強度の低さから保護するた
めに、熱硬化性樹脂で適当な形状に成形する。
子から構成される電子回路もしくは電子回路群を、金属
や半導体材料による配線や拡散層による多層配線によっ
て接続する技術を用いている。そして、その半導体装置
は、機能させるために配線材料と同一または異った金属
等で端子を形成している。その一般的な材料は、アルミ
ニウムやアルミニウム合金、銅や銅合金等である。この
ような要素から構成される半導体装置は、リードフレー
ムと呼ばれる半導体塔載部品に、金共晶合金法や導電性
樹脂によって固着される。固着された半導体装置は、そ
の表面上の端子とリードフレームのリードとを、金や銅
やアルミニウムから成る金属細線でつなぎ、外部回路と
の間で電気信号の授受が可能になるようにする。この半
導体装置を外部環境や機械的強度の低さから保護するた
めに、熱硬化性樹脂で適当な形状に成形する。
発明が解決しようとする問題点
従来技術においては、半導体装置表面の端子部分が金属
で形成されていた。そして金属端子を有する半導体装置
は、熱硬化性樹脂等で適当な形状に成形していた。
で形成されていた。そして金属端子を有する半導体装置
は、熱硬化性樹脂等で適当な形状に成形していた。
しかし、このような構造は、水分がリードと樹脂の境界
を侵入して来たり、樹脂中を浸透して来たシすることで
、端子の金属を腐食に到らしめる。
を侵入して来たり、樹脂中を浸透して来たシすることで
、端子の金属を腐食に到らしめる。
さらに、半導体装置の寸法が大きい場合、樹脂成形工程
において熱硬化性樹脂が熱収縮を生じる際に大きな応力
を生じ、半導体装置の特性変動や構造破壊を起こすとい
う信頼性上の問題があった。
において熱硬化性樹脂が熱収縮を生じる際に大きな応力
を生じ、半導体装置の特性変動や構造破壊を起こすとい
う信頼性上の問題があった。
問題点を解決するだめの手段
本発明では、半導体装置の環境や機械的強度からの保護
にアルミナセラミックのような無機材料の蓋を用いる。
にアルミナセラミックのような無機材料の蓋を用いる。
また、その蓋は、半導体装置表面の回路構成部と対向す
る部分を凹状にし、それ以外の部分より低くする。半導
体装置と蓋の固着には、還元雰囲気中で金糸共晶合金や
、錫／鉛系合金を用いて行う。
る部分を凹状にし、それ以外の部分より低くする。半導
体装置と蓋の固着には、還元雰囲気中で金糸共晶合金や
、錫／鉛系合金を用いて行う。
半導体装置の端子の形成は、予め端子に位置する箇所と
蓋の内部の回路とが接続される箇所に埋め込み拡散を施
し、その後、エピタキシャル層で表面を覆い、その表面
に回路を形成する。表面回路と埋め込み端子との接続は
深い拡散により行い、蓋の外部の端子の露出は、蓋を行
った後に湿式もしくは乾式のエツチングで基板材料全体
を削ることで達成できる。
蓋の内部の回路とが接続される箇所に埋め込み拡散を施
し、その後、エピタキシャル層で表面を覆い、その表面
に回路を形成する。表面回路と埋め込み端子との接続は
深い拡散により行い、蓋の外部の端子の露出は、蓋を行
った後に湿式もしくは乾式のエツチングで基板材料全体
を削ることで達成できる。
作用
蓋に、アルミナセラミック等を用いて、半導体装置表面
上の素子や回路を覆って密閉してしまうことで、耐湿性
が向上し、そしてボードや基板に直接塔載できる高信頼
性型の高密度実装用半導体装置が得られる。
上の素子や回路を覆って密閉してしまうことで、耐湿性
が向上し、そしてボードや基板に直接塔載できる高信頼
性型の高密度実装用半導体装置が得られる。
実施例
以下に、本発明の実施例として半導体装置の構造を例に
とって第１図人〜第１図Ｈと第２図を参照しながら説明
して行く。
とって第１図人〜第１図Ｈと第２図を参照しながら説明
して行く。
先ず１ｏｏＯ面方位を有するシリコンのＰ型基板１に端
子形成用ｎ型層２を形成する。この部分の不純物とその
濃度は、砒素や燐で１０〜１０ ／ａｆとし、またその
深さは１〜７μｍとする。
子形成用ｎ型層２を形成する。この部分の不純物とその
濃度は、砒素や燐で１０〜１０ ／ａｆとし、またその
深さは１〜７μｍとする。
次の工程では、第１図Ｂに示すようにシリコン基板表面
全体に熱分解法や、不均化反応法によるエピタキシャル
結晶成長技術で形成した、厚さ１〜１０μｍのｐ型層３
を積む。このｐ型層３中の不純物と濃度は、ガリウムや
硼素で１０〜１ｏ／ＣｆｆＰとする。
全体に熱分解法や、不均化反応法によるエピタキシャル
結晶成長技術で形成した、厚さ１〜１０μｍのｐ型層３
を積む。このｐ型層３中の不純物と濃度は、ガリウムや
硼素で１０〜１ｏ／ＣｆｆＰとする。
さらに、第１図Ｃに示すようにｐ型層３表面との電気信
号の授受を行うだめの端子引き出し口４部に適当な寸法
のｎ型不純物拡散を行う。この部分の濃度と深さは、１
０〜１０／ａＩ１１ で端子形成用ｎ型層２に継がる深
さである。
号の授受を行うだめの端子引き出し口４部に適当な寸法
のｎ型不純物拡散を行う。この部分の濃度と深さは、１
０〜１０／ａＩ１１ で端子形成用ｎ型層２に継がる深
さである。
次に、第１図りに示すようにｐ型層３の表面上に半導体
装置のだめの回路パターン５を多層ポリシリコン配線や
多層金属配線や拡散層等の工程技術を用いて形成する。
装置のだめの回路パターン５を多層ポリシリコン配線や
多層金属配線や拡散層等の工程技術を用いて形成する。
それから、第１図Ｅに示すようにこの半導体装置の回路
パターン５全体を覆う大きさのアルミナセラミックから
成る蓋６を用意する。この蓋６は、回路パターン５と対
向する領域に１μｍ以上の深さの窪み７を有し、窪み７
より高い蓋６の周囲の仕切り壁８の面９は平坦で、タン
グステンと金の２層のメタライズを施す。一方、第１図
Ｘに示すように半導体装置側の回路パターン５の周囲は
、シリコン地肌露出領域１ｏを設けておく。
パターン５全体を覆う大きさのアルミナセラミックから
成る蓋６を用意する。この蓋６は、回路パターン５と対
向する領域に１μｍ以上の深さの窪み７を有し、窪み７
より高い蓋６の周囲の仕切り壁８の面９は平坦で、タン
グステンと金の２層のメタライズを施す。一方、第１図
Ｘに示すように半導体装置側の回路パターン５の周囲は
、シリコン地肌露出領域１ｏを設けておく。
蓋６の周囲の仕切り壁８０面９とｐ型層３のシリコン地
肌露出領域１０は、６〜１ｏＯμｍの厚みの金箔１１を
はさんで対向させる。金箔１１は予め１〜２チのシリコ
ンを含有したものや、＝２０係の錫を含有したものを用
いる。これを３８０〜５００’Ｃの還元雰囲気中で蓋ｅ
側に低周波振動（１〜２０ ｃｙｃｌｅ／ｓ ）を加え
てやれば、ｐ型層３と蓋６の面９は、金箔１１を介して
金／シリコン共晶合金で気密封止できる。
肌露出領域１０は、６〜１ｏＯμｍの厚みの金箔１１を
はさんで対向させる。金箔１１は予め１〜２チのシリコ
ンを含有したものや、＝２０係の錫を含有したものを用
いる。これを３８０〜５００’Ｃの還元雰囲気中で蓋ｅ
側に低周波振動（１〜２０ ｃｙｃｌｅ／ｓ ）を加え
てやれば、ｐ型層３と蓋６の面９は、金箔１１を介して
金／シリコン共晶合金で気密封止できる。
この状態で、第１図Ｆに示すように弗酸と硝酸の混液や
弗素系ガスで蓋６と蓋６の外側のｐ型層３の表面を同時
に削り、ｐ型基板１に埋め込まれている端子形成用ｎ型
層２を露出させる。
弗素系ガスで蓋６と蓋６の外側のｐ型層３の表面を同時
に削り、ｐ型基板１に埋め込まれている端子形成用ｎ型
層２を露出させる。
次に、第１図Ｇに示すようにプラズマナイトライド膜や
熱分解燐硅酸ガラス膜等の保護膜１２で全体を覆い、そ
の後に端子形成用ｎ型層２上の保護膜１２の所定の位置
にポンディングパッド１３用の孔１４を設ける。
熱分解燐硅酸ガラス膜等の保護膜１２で全体を覆い、そ
の後に端子形成用ｎ型層２上の保護膜１２の所定の位置
にポンディングパッド１３用の孔１４を設ける。
最後に、第１図Ｈに示すようにこのボンディングパッド
１３上に還元雰囲気中で金線１６を超音波や熱圧着、ま
たはそれらの併用法で接続する。
１３上に還元雰囲気中で金線１６を超音波や熱圧着、ま
たはそれらの併用法で接続する。
この時の温度は３８０〜５００℃の範囲を用いる。
発明の効果
本発明により以下の効果が発揮される。
（１）露出部分に金を除く金属が全く露出しておらず、
水分による金属の腐食が皆無になり高信頼化が図れる。
水分による金属の腐食が皆無になり高信頼化が図れる。
（２）蓋にアルばナセラミックを含む無機材料を使用す
るために、機械的曲げ応力に対する強度が、基板単体の
場合に比べて改善できる。
るために、機械的曲げ応力に対する強度が、基板単体の
場合に比べて改善できる。
（３）本構造のまま実装できるため、半導体装置の高密
度実装化が図れる。
度実装化が図れる。
第１図は、本発明の一実施例による半導体装置の製造工
程断面図、第２図は、本発明の一実施例の半導体装置の
斜視図である。 １・・・・・・ｐ型基板、２・・・・・・端子形成用ｎ
型層、３・・・・・・ｐ型層、４・・・・・・端子引き
出し口、５・・・・・・回路パターン、６・・・・・・
蓋、７・・・・・・窪み、８・・・・・・仕切り壁、９
・・・・・・メタライズド面、１ｏ・・・・・・シリコ
ン地肌露出領域、１１・・・・・・金箔、１２・・・・
・・保護膜、１３・・・・・・ポンディングパッド、１
４・・・・・・孔、１６・・・・・・金線。
程断面図、第２図は、本発明の一実施例の半導体装置の
斜視図である。 １・・・・・・ｐ型基板、２・・・・・・端子形成用ｎ
型層、３・・・・・・ｐ型層、４・・・・・・端子引き
出し口、５・・・・・・回路パターン、６・・・・・・
蓋、７・・・・・・窪み、８・・・・・・仕切り壁、９
・・・・・・メタライズド面、１ｏ・・・・・・シリコ
ン地肌露出領域、１１・・・・・・金箔、１２・・・・
・・保護膜、１３・・・・・・ポンディングパッド、１
４・・・・・・孔、１６・・・・・・金線。
Claims (4)
- （１）半導体装置の表面に形成された前記半導体装置の
構成要素を、前記半導体装置と異る無機材料から成る蓋
で覆うことを特徴とする半導体装置。 - （２）半導体装置の構成要素と対向する蓋の部分が凹状
になっている特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 - （３）半導体装置と蓋とを金系共晶合金又は錫／鉛系合
金で固着する特許請求の範囲第１項または第２項記載の
半導体装置。 - （４）半導体装置の端子が半導体装置の構成要素が形成
されている面と異った高さの面上にある特許請求の範囲
第１項、第２項または第３項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61078577A JPH0754831B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61078577A JPH0754831B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62234354A true JPS62234354A (ja) | 1987-10-14 |
| JPH0754831B2 JPH0754831B2 (ja) | 1995-06-07 |
Family
ID=13665756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61078577A Expired - Lifetime JPH0754831B2 (ja) | 1986-04-04 | 1986-04-04 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0754831B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516515A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd | |
| JPS5453964A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Hitachi Ltd | Circuit device |
-
1986
- 1986-04-04 JP JP61078577A patent/JPH0754831B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS516515A (ja) * | 1974-07-05 | 1976-01-20 | Hitachi Ltd | |
| JPS5453964A (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-27 | Hitachi Ltd | Circuit device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0754831B2 (ja) | 1995-06-07 |
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