JPS62501112A - 金属化被覆を有する半導体装置 - 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】 金属化被覆を有する半導体装置 公知技術水準 本発明は請求範囲第１項記載の種類に属する半導体装置から出発している。点火 トランジスタのような半導体装置は、しかしまた集積回路の過電圧保護回路もま たテスト時および一部は実際の使用時にも高い熱衝撃負荷にさらされるので、し ばらくするとその金属化部に破壊を生じることが多い。自動車の集積回路はたい てい、車載電源回路の過電圧から保護するため保護回路を有する。これらの回路 は比較的大きい面積を必要とし、物理的に可能な負荷容量の限界まで設計される 。熱衝撃負荷が頻繁なばあいにはこの回路部分に、たいていはアルミニウムから なる金属化被覆の破壊が起こることが多い。金属化度覆にはと、びとびに細かな き裂が確認でき、それらは金属化被覆ｆＣ断片的にしゃ断している。

本発明の利点 請求範囲第１項記載の特徴を有する本発明による半導体装置はそれに比して、金 属化被覆の領域の凹凸構造によって高い熱衝撃負荷のさいもき裂の発生を防ぐこ とができるという利点を有する。凹凸は酸化物のウェブまたは他の酸化物の構造 物として容易に作り出すことができる。それによって半導体装置の表面に生じる 凹凸の間隔は、これらの凹凸がないばあいに生じる゛　き裂の間隔よりも小さい 。凹凸構造の表面に施した金属化′：ｔｌ覆はそのばあい対応する凹凸金有し、 したがってこの金属化被覆はより高い機械的なせんｉ所応力および引・照り応力 に對えることができる。これらの機械的応力は当該の系を加熱したばあいシて起 こる。アルミニウムは線膨張係数がけい素の約５培の大きさだからである。本発 明にしたがって提案された凹凸によって当該導体路の領域に高い耐熱衝撃負荷特 性を得ることができる。対応する凹凸構造はたとえば、自動車の車載電源回路に 接続される半導体装置の高い負荷を受けるトランジスタの供給領域に存在する導 体路の領域に設けることができる。

この表面構造物は異る酸化物厚さによって作ることもでき、そのばあいはこの表 面構造物の領域にベースまたはエミッタまたはコレクタ領域の拡散を有する領域 を設けることができる。そのさい拡散の種類は、機能が中性の拡散が生じるよう に選択する。

所望構造をとくに合理的に形成するには、接触芯を腐食するだめのマスキングを 同時に金属化被覆の領域のけい素の腐食にいっしょに使用すればよい。

図面 本発明を図面に基づいて詳細に説明する。

第１図は半導体装置の一部の平面図を示し、第２ａ図および第６ｂ図は金属化被 覆の領域の表面の複数の実施例を示す。

第１図に示す半導体装置は導体路として形成した複数の金属化被覆１，２．３お よび４を有し、それらのうち金属化被覆１の領域でのみ耐熱衝撃負荷特性を高く するため表面構造すなわち表面の凹凸付けは金属化被覆１の下に設けられている 。表面構造の輪郭はこの図では破線で示されている。表面の構造としてはたとえ ばウェブ５、はちの巣形構造６または格子構造７を設けることができる。金属化 被覆１はこれらの構造に密接しているので、その表面に少なくとも近似的には同 じ凹凸構造が生じる。

第１図に示す半導体装置ではエミッタ領域８が並んで存在し、それにより同様に 表面構造が生じる。これらのエミッタ領域を適切に分割することによって同様に その上方に存在する金属被覆の望みの高い耐熱衝撃負荷特性を得ることができる 。

金属化被覆２全高い耐熱衝撃負荷特性にさらしたばあいは、表面構造がないため そこにき裂９が発生することがあるであろ５゜ 第２ａ図から第６ｂ図までに示した実施例はそれぞれ左側に表面構造のない公知 の半導体装置を、右側に表面構造を有する本発明による半導体装置を示す。

第２ａ図および第２ｂ図に示す回路板はけい素基板１０、埋込み層１１、その上 に配設したエピタキシャル層１２、ベース拡散領域１３、エミッタ拡散領域１４ 、表面に設けられた酸化物１５およびその上に設けられた金属化被覆１ないし２ から構成される。第２ａ図に示す金属化被覆は第１図に示す表面構造のない金属 化部に対応して参照数字２がつけである。それに対して第２ｂ図に示す金属化被 覆１は表面構造を有し、それは半導体装置の表面に複数の酸化物ウェブ１６によ って形成された表面構造に実質的に対応する、凹部１７と凸部１８は金属化部ｇ １の下に対応して凹凸構造の表面と共に、エネルギ衝突が起こり、その結果金属 化被覆１の領域に熱衝撃負荷が生じたばあい高温でもき裂が生じないことを保証 する。

第２ｂ図では金属化被覆１はエミッタ拡散領域１４の上方に位置し、それと金属 化被覆１は障壁層なしで接触している。そこで表面の厚さ変動は、エミッタ接触 芯を腐食により除去するさい接触芯マスクの構造によってこの領域に酸化物ウェ ブ１６が残ることによって得られる。これらのウェブの幅および間隔は、エミッ タの電流密度が非常に高いばあいでさえエミッタ機能が損なわれないように容易 に調節することができる。

使用例に応じて、ウェブ幅すはたとえば４−５０μｍの範囲に設定することがで きる。そのさいウェブ間の間隔ｄは２’０−１００μｍの範囲（てすることがで きる。

厚さ変動も同様にＢｍ範囲とし、また１μｍ以下にすることもできる。

第３１図および第３ｂ図では金属化被覆１，２はベース接続導体として使われて いる。第６ｂ図でニー１：第２ｂ図のばあいと同様に酸化物ウェブ１９が設けら れている。第２ｂ図および第３ｂ１（でよる装置の組合せの：ゴあいには、端面 側で隣接するウェブ１６および１９を隙間をおいてずらして設けるのが有利なこ とがある。

第４ａ図および第４ｂ図には厚いコレクタ２０を有する装置が示されている。こ のばあいにも金属化被覆１の領域で表面構造が酸化物ウェブ２１によって達成で きる。

第５ｂ図の絶縁拡散領域２２でも、このばあいには酸化物ウェブ２３として示さ れている適切な酸化物構造によって相応する構造が得られる。絶縁拡散およびコ レクタ拡散は深く行われるので、このばあいは製造法に応じてすでに拡散窓に狭 いウェブを残すことができる。その上さらにペース、コレクタおよび絶縁の各拡 散領域ないしはそのいずれかの領域にエミッタ拡散領域を設けることによって段 を作ることができる。対応する方法でこの段は絶縁拡散およびコレクタ拡散の領 域でベース拡散によって行なうことができる。

第６ａ図および第６ｂ図では金属化被覆１，２は連伏する酸化物１５によってけ い素基板に対して絶縁されている。第６ｂ図に示す酸化物１５は厚さの段を有し 、それが金属化被覆１を形成するさい対応する凹凸構造を生じさせる。この厚さ の段２４は、絶縁拡散領域２２・■上方・つ領域にペース拡散領域１３を、深く 拡散されたコレクタ領域２０にエミッタ拡散領域１４を設けることによって作る ことができる。エビタキシャネル、Δ１２の非臨界領域にエミッタ拡散領域また はばあいによってはペース拡散領域も設けることができる。

チップの裏面は相応する方法で腐食；でよって凹凸構造を付けることができる。

これはウェファ−全体にわたって統一的な凹凸構造とすることができる。しかし 個々のチップにもそれぞれ相応する構造とすることもできる。

凹凸構造の表面を作るだめの凹凸の形成は接Ｉ！！！窓の腐食時または別個のホ トラックおよび腐食処理によって行なうことができる。そのさい接触思を腐食す るためのマスキングはけい素の腐食にもいっしょに使用することもできる。

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Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．その表面の少なくとも１つに導体路または接触面またはそれに類するものと して働く少なくとも１つの金属化被覆を有する半導体装置において、半導体装置 の金属化被覆（１）に面した表面に機能的に中性の凹凸が腐食により形成されて おり、それらの凹凸に対応する凹凸（１８）および（１７）を有する金属化被覆 （１）が密着していることを特徴とする半導体装置。
2. ２．半導体装置がモノリシツク集積回路であり、その表面の金属化被覆（１）の 下に条片状、格子状またははちの巣状の誘電材料からなるウエブ（１６）または 段（２４）が設けられている請求範囲第１項記載の半導体装置。
3. ３．金属化被覆（１）の下の少なくとも部分領域で酸化物（１５）が異る酸化物 厚さを有する請求範囲第２項記載の半導体装置。
4. ４．絶縁拡散領域（２２）を有する表面領域の酸化物の異る厚さに付加的な拡散 された領域が対応している請求範囲第３項記載の半導体装置。
5. ５．その下に厚いコレクタ領域（２０）を有する表面領域にベース拡散領域（１ ３）またはエミツタ拡散領域（１４）を有する領域が設けられた請求範囲第４項 記載の半導体装置。
6. ６．その下にベース拡散領域（１３）を有する表面領域にエミツタ拡散領域が設 けられた請求範囲第４項記載の半導体装置。
7. ７．凹部がけい素境界面に腐食されて形成されている請求範囲第１項から第６項 までのいずれか１項に記載の半導体装置。
8. ８．ウエブ（１６）として形成した凸部の幅（ｂ）が４−５０μｍの範囲に、そ れら相互の間隔（ａ）が２０−１００μｍの範囲にある請求範囲第１項から第７ 項までのいずれか１項に記載の半導体装置。