KR102353676B1 - 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어 - Google Patents

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도모히로 우노
다이조 오다
모토키 에토
다쿠미 오카베
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닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤
닛데쓰마이크로메탈가부시키가이샤
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Abstract

차량 탑재용 메모리 디바이스 용도에 있어서의 와이어의 고온 수명의 장수명화, 볼 접합 시의 칩 손상의 저감, 볼 접합 강도 등의 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 관한 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어는, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어
본 발명은 반도체 소자 상의 전극과 외부 리드 등의 회로 배선 기판을 접속하기 위해 이용되는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어에 관한 것이다.
현재, 반도체 소자 상의 전극과 외부 리드의 사이를 접합하는 반도체 장치용 본딩 와이어로서, 선 직경 15 내지 50㎛ 정도의 세선이 주로 사용되고 있다. 본딩 와이어의 접합 방법은 초음파 병용 열압착 방식이 일반적이며, 범용 본딩 장치, 본딩 와이어를 그 내부로 통해서 접속하는 모세관 지그 등이 사용된다. 본딩 와이어의 접합 프로세스는, 이하와 같다. 우선, 와이어 선단을 아크 입열로 가열 용융하고, 볼을 형성한 후에, 150℃ 이상 300℃ 미만의 온도 범위에서 가열한 반도체 소자의 전극 상에 이 볼부를 접합(이하, 볼 접합이라고 함) 한다. 다음으로 루프를 형성한 후, 외부 리드측의 전극에 와이어부를 접합(이하, 웨지 접합이라고 함)함으으로써 완료된다. 본딩 와이어의 접합 상대인 반도체 소자 상의 전극에는, Si 기판 상에 Al을 주체로 하는 합금막을 성막한 전극, 외부 리드측의 전극에는 Ag 도금을 실시한 전극이 사용되는 경우가 많다.
반도체를 이용한 전자 부품(이하, 반도체 디바이스라고 함)은, 스마트 폰이나 PC 등의 민생품 용도에서 자동차의 전기 제어 부품, 카 내비게이션 시스템 등의 차량 탑재 용도에 이르기까지, 폭넓은 제품에서 사용되고 있다. 차량 탑재용 반도체 디바이스는, 자동 운전화 기술의 발전 등을 배경으로, 앞으로도 사용량이 증가해 나갈 것이 예상되고 있다.
장래적으로 사용량의 증가가 예상되고 있는 차량 탑재용 반도체 디바이스의 하나로, 차량 탑재용 메모리 디바이스를 들 수 있다. 차량 탑재용 메모리 디바이스의 개발에서는, 주로 엄격한 환경에서의 사용에 견디기 위한 디바이스 장수명화, 기억 용량의 대용량화가 진행되고 있다. 본딩 와이어의 개발에 있어서도, 이들 요구에 대응하는 기술 개발이 요구되고 있다.
본딩 와이어에는, 볼 형성성, 볼 접합성, 웨지 접합성, 루프 형성성 등의 성능을 만족시킬 것이 요구된다. 그 다음에, 본딩 와이어의 용도에 따라 요구되는 성능을 부여할 필요가 있다.
차량 탑재용 메모리 디바이스에서는, 장수명화를 위하여, 메모리 디바이스를 구성하는 밀봉 수지나 본딩 와이어를 포함하는 접속 부재의 개량이 진행되고 있다. 반도체 디바이스의 수명을 가속 평가하는 방법으로서, 고온 방치 시험, 고온 고습 시험, 열 사이클 시험 등이 일반적으로 행해진다. 차량 탑재 용도를 상정한 경우, 특히 고온 방치 시험에 있어서의 수명(이하, 고온 수명이라고 함)이 소정 기간 이상일 것이 요구된다. 민생품 용도에서는, 130 내지 150℃의 환경에 있어서, 500시간 정도의 수명이 요구되는 경우가 많은 것에 대해, 차량 탑재 용도에서는, 220℃, 600시간 이상의 고온 수명이 요구된다. 고온 방치 시험에서는, 볼 접합부의 열화가 문제가 되는 경우가 많다. 따라서, 본딩 와이어에는 이러한 과제를 해결하고, 고온 수명을 개선할 것이 요구되고 있다.
차량 탑재용 메모리 디바이스에서는, 대용량화를 위해, 메모리 칩의 박형화, 다층화가 진행되고 있다. 메모리 칩을 다단 적층하고 있는 메모리 디바이스에서는, 메모리 칩 1매당의 두께를 얇게 하여, 메모리 칩의 적층수를 증가시킴으로써, 고용량화가 도모되고 있다. 현재 사용되고 있는 메모리 칩의 두께는 30 내지 50㎛가 주류이며, 장래적으로는 20㎛ 이하까지 얇아지는 것이 상정되어 있다. 본딩 와이어에는, 이러한 매우 얇은 메모리 칩 상의 전극에 대해 볼 접합을 행해도, 안정적으로 양호한 접합 강도를 얻을 것이 요구되고 있다.
이들 요구 성능을 종합적으로 만족시키는 본딩 와이어로서, Au를 사용한 와이어(이하, Au 와이어라고 함)이 유망하다고 생각된다. 그러나, Au는 고가이기 때문에, 저렴한 재료로의 대체가 요구되고 있다. 저렴한 재료를 사용한 본딩 와이어로서, 예를 들어 Cu를 사용한 와이어나 Ag을 사용한 와이어(이하, Ag 와이어라고 함)가 개시되어 있다.
특허문헌 1에서는, 코어재와 피복층(외주부)을 포함하는 본딩 와이어이며, 코어재에 Cu, 피복층에 Pd를 사용하는 예가 개시되어 있다. 본 기술을 이용한 경우, Cu나 Pd는 Au에 비교하여 단단하기 때문에, 볼 접합을 행하였을 때, 메모리 칩이 손상하는 경우가 있고, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 성능을 만족시킬 수 없었다.
Ag는 전기 저항이 낮고, Au와 동등 정도의 연질성을 갖는다는 점에서, 메모리 디바이스에 적합한 본딩 와이어 재료로서 적합하다고 생각된다. 그러나, Ag을 본딩 와이어가 재료로서 사용하면, 고온 수명의 장수명화가 곤란하다는 과제가 있었다. 고온 수명을 장수명화하는 기술로서, Ag을 주체로 하는 본딩 와이어에 합금 원소를 첨가하는 기술이 개시되어 있다.
특허문헌 2에서는, Pt, Pd, Cu, Ru, Os, Rh, Ir의 1종 또는 2종 이상을 합계 0.1 내지 10중량％ 포함하고, Pt가 10중량％ 이하, Pd가 10중량％ 이하, Cu가 5중량％ 이하, Ru가 1중량％ 이하, Os가 1중량％ 이하, Rh가 1중량％ 이하, Ir이 1중량％ 이하이고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 본딩 와이어가 개시되어 있다. 본 기술에 의해, 200℃의 고온 방치 시험에 있어서, 볼 접합부, 와이어 접합부, 와이어, 리드의 각 부분을 포함하는 회로의 전기 저항 상승이 억제될 수 있음이 나타나 있다.
국제 공개 제02/23618호 일본 특허 공개 평 11-288962호 공보
차량 탑재용 메모리 디바이스에 사용하는 본딩 와이어에는, 전기 전도성, 볼 형성성, 웨지 접합성, 루프 형성성 등의 기본 특성을 만족시킨 후, 고온 수명의 장수명화, 메모리 칩 상의 전극에 볼 접합을 행하였을 때의 칩 손상의 저감, 양호한 볼 접합 강도를 얻을 수 있다.
차량 탑재용 메모리 디바이스에는, 220℃의 고온 방치 시험에 있어서, 600시간 이상의 고온 수명이 요구된다. 순Ag(Ag순도: 99.99wt.％ 이상)를 원료로 사용한 Ag 와이어를 사용한 경우, 상기 요구 성능을 만족시킬 수 없었다. 이것은, 볼 접합부에서 볼이 Al 합금 전극으로부터 박리하고, 전기적인 접속이 상실되어 버리기 때문이었다. 박리의 발생 개소를 밝히기 위해, 주사형 전자 현미경으로 볼 접합부의 접합 계면을 해석한 결과, 볼 접합부의 접합 계면에는 Ag-Al계 금속간 화합물이 형성되어 있었다. Ag-Al계 금속간 화합물은 Ag3Al(μ상)과 Ag2Al(ζ상)이며, 박리는, 볼과 Ag3Al의 계면에서 발생하고 있었다.
볼 접합을 행하면, Ag의 볼과 Al 합금 전극의 접합 계면에 있어서, Ag와 Al이 확산하여, 주로 Ag2Al이 형성된다. 고온 방치 시험을 행하면, 초기의 단계에서는 Ag와 Al의 확산이 진행되고, Ag2Al이 성장해 간다. 또한 고온 방치 시험을 계속하면, 이윽고 Ag-Al계 금속간 화합물의 성장에 Al 합금 전극이 모두 소비된다. 그 후는 Al 합금 전극으로부터 Ag-Al계 금속간 화합물로의 Al의 확산이 일어나지 않게 되고, Ag로부터 Ag-Al계 금속간 화합물로의 확산이 주체가 된다. 그렇게 하면, Ag2Al로부터 Ag3Al로의 상의 변화가 진행되고, Ag3Al이 성장해 간다. 고온 방치 시험의 온도가 높아질수록, Ag-Al계 금속간 화합물의 성장 속도는 빨라져, Al 합금 전극이 모두 소비될 때까지 요하는 시간은 짧아진다. 220℃와 같은 엄격한 고온 조건에서는, 확산 속도가 빨라지기 때문에, Ag3Al이 이른 단계에서 성장하고, 비교적 단시간에 박리에 이르렀다고 생각된다.
특허문헌 2에 개시되어 있는 기술을 이용한 경우, 220℃의 고온 방치 시험에 있어서 고온 수명의 개선이 보였지만, 600시간 경과하기 전에 볼 접합부에서 볼이 전극으로부터 박리되어 버려, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 성능을 충분히 만족시키는 것은 아니었다.
차량 탑재용 메모리 디바이스에는, 메모리 칩 상의 전극에 볼 접합을 행하였을 때의 칩 손상을 저감하면서, 볼 접합부에 있어서 양호한 접합 강도를 얻는 것이 요구된다. 통상 Al 합금 전극의 표면에는 Al산화막이 존재하므로, Al산화막이 Ag와 Al의 확산을 저해하고, 충분한 접합 강도가 얻어지지 않는 경우가 있었다. 따라서, 볼 접합에 있어서 양호한 접합 강도를 얻기 위해서는, 볼 접합 시에 Al 합금 전극의 표면에 존재하는 Al산화막을 파괴하고, Ag와 Al을 확산시킬 필요가 있다.
볼이 너무 연질인 경우, Al 합금 전극 표면의 Al산화막을 파괴하기 위해, 볼 접합을 행할 때의 초음파 출력과 하중을 높게 설정할 필요가 있었다. 그렇게 하면, 칩에 대해 강한 힘이 걸려, 칩이 손상되어 버리는 경우가 있었다. 한편 볼이 너무 단단할 경우, 볼 접합 시에 인가하는 초음파와 하중으로 충분히 볼이 변형되지 않아, 칩이 손상되어 버리는 경우가 있었다.
칩 손상의 문제를 해결하기 위해서는, 볼 접합 시의 초음파의 출력이나 하중을 낮게 설정하고, 접합을 행하는 것이 유효하다. 그러나, 초음파의 출력이나 하중을 낮게 설정하면, Al 합금 전극 표면의 Al산화막이 충분히 파괴되지 않고, 볼 접합부에 있어서 양호한 접합 강도를 얻기가 곤란하였다. 이상으로부터, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 사용되는 와이어에는, 볼 접합부에 있어서 양호한 접합 강도를 얻는 것과 칩 손상을 저감하는 것을 양립시키는 것이 요구된다.
차량 탑재용 메모리 디바이스에서는, 고기능화에 수반하여, 실장의 고밀도화가 진행되고 있다. 실장의 고밀도화에 수반하여, 긴 스판으로 루프를 형성하였을 때의 루프의 높은 직진성이 요구된다. 이하, 긴 스판으로 형성된 루프를 긴 스판 루프라고 한다. 고밀도화한 실장에서는, 루프끼리의 간격이 좁아져 루프가 약간 무너지는 것만으로도 루프끼리 접촉하여, 단락되어 버린다. 본딩 와이어의 접합에서는, 짧은 스판에서의 루프와 긴 스판 루프를 같은 와이어를 사용하여 형성하는 것이 일반적이다. 특히, 긴 스판 루프를 형성한 경우, 루프가 무너지기 쉬워진다. 따라서, 본딩 와이어에는 긴 스판 루프를 형성한 경우에 있어서도, 안정적으로 직진성이 높은 루프를 형성하는 것이 요구된다.
실장의 고밀도화에 수반하여, 와이어 조출 성능의 개선도 요구된다. 실장의 고밀도화에 수반하여, 와이어가 세선화하면, 와이어를 조출할 때, 와이어 축 방향으로 걸리는 장력에 의해, 와이어가 국부적으로 가늘어져 버리는 경우가 있었다. 루프 부분에서 와이어가 국부적으로 가늘어지면, 루프가 부분적으로 만곡해버리는 경우가 있었다. 따라서, 본딩 와이어에는, 와이어 조출 시의 와이어 변형을 억제할 것이 요구된다.
또한, 실장의 고밀도화가 진행되면, 메모리 칩 상의 전극의 면적이 작아지기 때문에, 본딩 와이어의 세선화가 진행된다. 본딩 와이어의 세선화에 의해 과제로 되는 것이 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 안정성이다. 와이어가 가늘어지면, 웨지 접합부의 접합 면적이 감소되기 때문에, 접합 강도를 얻기 어려워진다. 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동이 커지면, 돌발적으로 변형량이 적어졌을 경우, 웨지 접합부에 있어서 접합 강도가 부족하고, 와이어가 전극으로부터 박리되어 버리는 경우가 있었다. 따라서, 본딩 와이어에는, 안정적으로 양호한 접합 강도를 얻기 위해, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동을 저감시킬 것이 요구된다.
상기한 바와 같이 차량 탑재용 메모리 디바이스 용도에 있어서의 와이어에 있어서, 고온 수명의 장수명화, 볼 접합 시의 칩 손상의 저감, 볼 접합 강도 등의 특성을 향상시킬 것이 요구되고 있다.
본 발명은 차량 탑재용 메모리 디바이스 용도에 있어서의 와이어의 고온 수명의 장수명화, 볼 접합 시의 칩 손상의 저감, 볼 접합 강도 등의 특성을 향상시킬 수 있는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관한 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어는, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 차량 탑재용 메모리 디바이스 용도에 있어서의 와이어의 고온 수명의 장수명화, 볼 접합 시의 칩 손상의 저감, 볼 접합 강도 등의 특성을 향상시킬 수 있다.
(본딩 와이어의 구성)
본 발명은 In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어이다. 이하, 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어를 단순히 본딩 와이어라고도 칭한다.
(고온 수명에 대한 유효성)
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어의 고온 수명에 대한 유효성을 설명한다.
220℃의 고온 방치 시험에 있어서의 고온 수명을 개선하기 위해서는, Ag-Al계 금속간 화합물의 성장 속도를 저하시키는 것이 유효하다. 발명자들이 예의 검토한 결과, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함함으로써, 220℃, 600시간 이상의 고온 방치 시험 후도 볼 접합부에 있어서 볼이 전극으로부터 박리되지 않고, 양호한 접합 상태를 유지할 수 있음을 발견하였다. 220℃, 600시간 이상의 고온 방치 시험 후의 샘플에 대해, 주사형 전자 현미경을 사용하여 볼 접합부의 단면 관찰을 행한 결과, Ag3Al을 포함하는 Ag-Al계 금속간 화합물의 성장이 현저하게 억제되어 있었다.
Ag-Al계 금속간 화합물의 성장 속도는, Ag와 Al의 확산에 의해 율속된다. 여기서, In, Ga를 제1 원소군, Pd, Pt를 제2 원소군이라 정의하면, 고온 방치 시험의 초기 단계에서 Ag-Al 접합 계면에, 제1 원소군과 제2 원소군을 포함하는 합금층이 형성되어 있었다. 상기 합금층에 포함되는 제1 원소군과 제2 원소군의 농도는, 와이어 중에 포함되는 농도보다도 높은 경향이 확인되었다. 본 실시 형태에 관한 본딩 와이어가, 220℃의 고온 방치 시험에 있어서 Ag-Al계 금속간 화합물의 성장 속도를 저하시킨 이유는, 제1 원소군과 제2 원소군을 포함하는 합금층이 Ag와 Al의 상호 확산을 효과적으로 억제하였기 때문이라고 생각된다.
본딩 와이어에 포함되는 In, Ga의 1종 이상의 농도가 총계 110at.ppm 미만인 경우, 혹은 본딩 와이어에 포함되는 Pd, Pt의 1종 이상의 농도가 총계 150at.ppm 미만인 경우에는, 220℃의 고온 시험에 있어서 600시간 미만으로 볼 접합부에 있어서 볼이 전극으로부터 박리되어 버렸다. 이것은, In, Ga의 1종 이상의 총계 농도, 혹은 Pd, Pt의 1종 이상의 총계 농도가 낮았던 것에 의해, Ag-Al계 금속간 화합물의 성장 속도를 저하시키는 효과가 불충분하였기 때문이라고 생각된다.
본딩 와이어에 포함되는 In, Ga의 1종 이상의 농도가 총계 500at.ppm 이상, 혹은 본딩 와이어에 포함되는 Pd, Pt의 1종 이상의 농도가 총계 12000at.ppm 이상인 경우에는, 칩 손상의 발생 빈도가 증가하였기 때문에, 고온 방치 시험 전의 단계에서 볼의 전극으로부터의 박리가 발생되고, 볼 접합을 행한 단계에서 실용이 곤란하다고 판단하였다.
(칩 손상 저감에 대한 유효성)
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어의 칩 손상 저감에 대한 유효성을 설명한다.
칩 손상을 저감시키기 위해서는, 볼의 경도나 변형능을 적정한 범위 내로 제어하는 것이 유효하다. 발명자들이 예의 검토한 결과, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함함으로써 칩 손상을 저감시킬 수 있음을 발견하였다.
이것은, In, Ga와 Pd, Pt가 상승적으로 작용한 결과, 볼을 구성하는 결정립의 미세화의 효과 및 고용 강화의 효과를 이용할 수 있고, 볼의 경도나 변형능을 적정한 범위로 제어할 수 있었기 때문이라고 생각된다.
본딩 와이어에 포함되는 In, Ga의 1종 이상의 농도가 총계 110at.ppm 미만인 경우, 혹은 본딩 와이어에 포함되는 Pd, Pt의 1종 이상의 농도가 총계 150at.ppm 미만인 경우에는, 볼 접합 강도가 불충분하였다. 이것은, 볼이 너무 연질이어서 볼 접합 시에 Al 합금 전극 표면의 Al 산화물의 파괴가 충분히 일어나지 않았기 때문이라고 생각된다.
본딩 와이어에 포함되는 In, Ga의 1종 이상의 농도가 총계 500at.ppm 이상인 경우, 혹은 본딩 와이어에 포함되는 Pd, Pt의 1종 이상의 농도가 총계 12000at.ppm 이상인 경우는, 칩 손상의 발생 빈도가 증가하였다. 이것은, 볼이 너무 경질화된 것이 원인이라고 생각된다.
(본딩 와이어의 특성의 향상)
이상으로부터, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 고온 수명의 장수명화, 칩 손상의 저감 및 양호한 볼 접합 강도를 동시에 실현하기 위해서는, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하는 것이 유효한 것을 발견하였다.
또한, In, Ga의 바람직한 농도 범위는 총계 400at.ppm 이상 500at.ppm 미만이고, Pd, Pt의 바람직한 농도 범위는 총계 7000at.ppm 이상 12000at.ppm 미만인 것을 발견하였다. 이것은, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 고온 수명을 장수명화하는 효과가 특히 우수하기 때문이다. 이 이유는, In, Ga를 바람직한 농도 범위로 하고, 또한 Pd, Pt를 바람직한 농도 범위로 함으로써, Ag3Al을 포함하는 Ag-Al계 금속간 화합물의 성장이 억제되는 효과가 현저하게 나타났기 때문이라고 생각된다.
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어는, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 성능과 저비용화를 동시에 만족시킬 수 있고, Au 와이어의 대체가 가능한 것이 분명해졌다.
(농도 분석 방법)
본딩 와이어에 포함되는 원소의 농도 분석에는, ICP(Inductively Coupled Plasma) 발광 분광 분석 장치, 또는 ICP 질량 분석 장치를 이용할 수 있다. 본딩 와이어의 표면에 산소나 탄소 등의 오염물 유래의 원소가 흡착되어 있는 경우에는, 분석을 하기 전에 산세를 행해도 된다.
(와이어 표면의 결정 방위)
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어는, 또한 본딩 와이어의 와이어 표면의 결정 방위를 측정한 결과에 있어서, 본딩 와이어의 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율이 면적률로 60％ 이상 100％ 이하인 것에 의해, 긴 스판 루프를 형성한 경우의 루프 직진성을 개선할 수 있다.
(루프 직진성)
긴 스판 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성을 개선하기 위해서는, 루프 부분의 와이어 축 방향에 대한 결정 방위의 배향성 제어가 유효하다. 발명자들이 예의 검토한 결과, 또한 본딩 와이어의 와이어 표면의 결정 방위를 측정한 결과에 있어서, 상기 본딩 와이어의 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율이 면적률로 60％ 이상 100％ 이하로 함으로써, 긴 스판 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성이 개선되는 것을 발견하였다. 여기서, 와이어 축이란, 본딩 와이어의 중심을 지나, 와이어 길이 방향으로 평행한 축이다.
긴 스판 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성이 개선된 이유는, In, Ga의 1종 이상과 Pd, Pt의 1종 이상을 상기 농도 범위로 포함함으로써 와이어의 와이어 축 방향의 항복 응력이 높아진 효과와, 와이어 축 방향의 결정 방위의 배향성을 높임으로써 와이어 축 방향의 항복 응력을 높이는 효과가 상승적으로 작용하였기 때문이라고 추정된다.
(결정 방위의 측정 방법)
본 명세서에 있어서의 본딩 와이어 표면의 결정 방위의 측정 방법에 대해 설명한다. 본 명세서에 있어서, 와이어 표면의 결정 방위란, 와이어 표면에 존재하는 Ag 및 Ag을 주체로 하는 합금 부분의 결정 방위로 정의한다. 와이어 표면의 결정 방위의 측정에는, 후방 산란 전자선 회절(EBSD: Electron BackScattered Diffraction)법을 이용할 수 있다. EBSD법에 사용하는 장치는, 주사형 전자 현미경과 그것에 비치한 검출기에 의해 구성된다. EBSD법은, 시료에 전자선을 조사하였을 때 발생되는 반사 전자의 회절 패턴을 검출기 면 상에 투영하고, 그 회절 패턴을 해석함으로써, 각 측정점의 결정 방위를 결정하는 방법이다. EBSD법에 의해 얻어진 데이터의 해석에는 전용 소프트웨어(가부시키가이샤 TSL솔루션즈제 OIM analysis 등)을 사용할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 본딩 와이어를 시료대에 고정하고, 일 방향으로부터 와이어 표면에 전자선을 조사하고, 결정 방위의 데이터를 취득한다. 이 방법을 사용함으로써, 와이어 표면의 결정 방위 중, 와이어 축 방향에 대한 결정 방위를 결정할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 특정 결정 방위의 존재 비율의 값에는 평균 면적률을 사용한다. 여기서, 존재 비율이란 측정 영역에 대한 특정 결정 방위를 갖는 영역의 면적률로 한다. 평균 면적률은, EBSD법에 의해 적어도 5개소 이상의 측정 영역에서 측정하여 얻어진 존재 비율의 각 값의 산술 평균으로 한다. 측정 영역의 선택 시에는, 측정 데이터의 객관성을 확보하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서, 측정 대상의 본딩 와이어로부터, 측정용 시료를 와이어 축 방향에 대해, 3m 이상 5m 미만의 간격으로 취득하고, 측정에 제공하는 것이 바람직하다. 측정 영역은, 각각 주사형 전자 현미경의 화상 상에 있어서, 원주 방향의 길이가 와이어의 직경의 25％ 이하, 와이어 축 방향의 길이가 40㎛ 이상 100㎛ 미만인 것이 바람직하다.
(평균 결정 입경 및 와이어 조출 성능)
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어는, 또한 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만인 것에 의해, 와이어 조출 성능을 개선할 수 있다.
본딩 와이어를 접합할 때에는, 와이어를 스풀이라고 불리는 원기둥형의 지그에 권취한 상태로부터 소량씩 조출한다. 조출을 행할 때에는 와이어에 인장 응력이 걸리기 때문에, 와이어가 변형되어 선 직경이 가늘어질 가능성이 있다. 이러한 현상을 방지하기 위해서는, 와이어 축에 수직인 방향에 대한 기계적 특성을 적절히 제어할 필요가 있다.
발명자들이 예의 검토한 결과, 본딩 와이어의 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만이면 높은 조출 성능이 얻어지는 것을 발견하였다.
이것은, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함함으로써 와이어 축에 수직인 방향의 항복 응력이 높아진 효과와, 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경을 적정한 범위로 제어함으로써 와이어 축에 수직인 방향의 항복 응력이 높아진 효과가, 상승적으로 작용하였기 때문이라고 추정된다.
(와이어 단면의 노출 방법 및 평균 결정 입경을 구하는 방법)
와이어의 단면을 노출시키는 방법은, 예를 들어 기계 연마, 이온 에칭법 등을 이용할 수 있다. 평균 결정 입경을 구하는 방법은, EBSD법을 사용할 수 있다. EBSD법에서는 인접하는 측정점간의 결정 방위차를 구한다. 이에 의해, 결정 입계를 판정할 수 있다. 결정 입계는 방위차가 15도 이상인 것을 대경사각 입계라 정의하고, 대경사각 입계에 둘러싸인 영역을 하나의 결정립으로 하였다. 결정 입경은, 전용 해석 소프트웨어에 의해 면적을 산출하고, 그 면적을 원으로 가정하였을 때의 직경으로 하였다. 측정 영역의 선택 시에는, 측정 데이터의 객관성을 확보하는 것이 바람직하다. 그 방법으로서, 측정 대상의 본딩 와이어로부터, 측정용 시료를 와이어 축 방향에 대해, 1m 이상 3m 미만의 간격으로 취득하고, 측정에 제공하는 것이 바람직하다. 결정 입경의 값은, 3군데의 측정 영역에서 측정된 값의 산술 평균으로 한다. 측정 영역은, 단면 전체가 포함되는 영역으로 하는 것이 바람직하다.
(웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동)
본 실시 형태에 관한 본딩 와이어는, 또한 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함함으로써, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동을 저감시킬 수 있다.
웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동을 저감시키기 위해서는, 와이어 축 방향의 기계적 특성의 변동을 저감시키는 것이 유효하다. 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 또한 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함함으로써, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동을 저감시킬 수 있음을 발견하였다.
이것은, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함함으로써 와이어 축 방향의 항복 응력이 높아진 효과와, B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함됨으로써 와이어가 주로 고용 강화에 의해 와이어 축 방향의 항복 응력이 높아지는 효과가, 상승적으로 작용하였기 때문이라고 생각된다. 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동에는 와이어 표면의 영향보다도 와이어 내부의 영향이 크다고 추정되는 점에서, 상기 첨가 원소를 첨가하는 것이 유효하다고 생각된다.
상기와 같이 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상의 총계 농도를 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만으로 함으로써, 와이어 축 방향의 항복 응력을 높이는 효과가 있고, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동을 저감시킬 수 있지만, B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 농도 8at.ppm 이상 15at.ppm 미만 포함하는 경우에도, In, Ga의 1종 이상과 Pd, Pt의 1종 이상을 상기 농도 범위에서 포함하는 경우에는, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 변동에 대해 실용상 문제 없음을 확인할 수 있었다.
실시예
(본딩 와이어의 제조)
본 발명의 실시예에 관한 본딩 와이어의 제조 방법을 설명한다. 원재료가 되는 Ag는 순도가 99.9at.％ 이상이고, 잔부가 불가피 불순물로 구성되는 것을 사용하였다. In, Ga, Pd, Pt, B, P, Ca, Cu, Zr은, 순도가 99.9at.％ 이상으로 잔부가 불가피 불순물로 구성되는 것을 사용하였다. 본딩 와이어에 사용하는 Ag 합금은, 카본 도가니에 가공한 직경이 φ 3㎜ 이상 φ 6㎜ 미만인 홈에, Ag 원료와 합금화하고 싶은 원료를 장전하고, 고주파 가열로를 사용하여 용해함으로써 제조하였다. 용해 시의 노 내의 분위기는, Ar 가스 분위기로 하였다. 용해 시의 최고 도달 온도는 1050℃ 이상 1300℃ 미만의 범위로 하였다. 용해 후의 냉각 방법은 노냉으로 하였다. 용해 후의 잉곳의 표면이 황화되어 있던 경우나, 유기물 등이 흡착되어 있던 경우에는, 필요에 따라 탈지, 산세를 행하였다.
용해에 의해 얻어진 φ 3㎜ 이상 φ 6㎜ 미만의 원기둥형의 잉곳에 대해, 다이스를 사용하여 신선 가공 등을 행하고, φ 20㎛의 와이어를 제작하였다. 신선 가공 시에는, 와이어와 다이스의 접촉 계면에 있어서의 윤활성을 확보하기 위해, 시판되고 있는 윤활액을 사용하였다. 신선 가공 시의 다이스 1개당 감면율은, 10.5％ 이상 14.5％ 미만으로 하였다. 여기서, 감면율이란, 신선 가공을 행하기 전의 와이어 단면적에 대한, 신선 가공에 의해 감소된 와이어의 단면적 비율을 백분율로 나타낸 값이다. 신선 가공 시의 와이어 이송 속도는 20m/분 이상 300m/분 미만으로 하였다. 신선 가공 후의 와이어는, 최종적으로 파단 신장이 9％ 이상 15％ 미만이 되도록 최종 열처리를 실시하였다. 최종 열처리는 와이어를 연속적으로 소인하면서 행하였다. 최종 열처리 중의 분위기는 Ar 가스 분위기로 하였다. 최종 열처리의 열처리 온도는, 370℃ 이상 650℃ 미만, 열처리 시간은 0.1초 이상 1.5초 미만으로 하였다.
(결정 방위의 존재 비율의 제어)
본딩 와이어의 와이어 표면의 결정 방위를 측정한 결과, 본딩 와이어의 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율을 면적률로 60％ 이상 100％ 이하로 제어하기 위해, 다이스 1개당 감면율을 12.0％ 이상 13.5％ 미만의 범위로 제어하는 것이 유효하였다.
이 방법이 유효한 이유에 대해 설명한다. 다이스 1개당 감면율을 크게 함으로써, 와이어 표면에 <100> 결정 방위가 발달되기 쉬워진다. 또한, 신선 가공에 의해 발달된 <100> 결정 방위는, 그 후, 최종 열처리를 행한 후도 대부분이 인계된다. 따라서, 최종 열처리 후의 와이어 표면의 결정 방위는, 신선 가공 시의 결정 방위를 제어함으로써 제어할 수 있다. 또한, 다이스 1개당의 감면율이 12.0％보다도 작은 경우는, 상기 <100> 결정 방위의 존재 비율이 60％ 미만이었다. 다이스 1개당의 감면율이 13.5％ 이상인 경우는, 신선 가공 중의 와이어의 단선 발생 빈도가 증가하였기 때문에 평가를 중지하였다.
(평균 결정 입경의 제어)
와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경을 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만으로 제어하기 위해서는, 예를 들어 신선 가공으로 φ 20㎛에 도달하기 전의 선 직경(이하, 중간 선 직경이라고 함)이고, 재료 중에 도입된 가공 변형을 제거하기 위해 필요한 열처리 조건으로 열처리(이하, 중간 열처리라고 함)를 실시하는 것이 유효하다.
(중간 열처리)
중간 열처리의 목적은, 신선 가공에 의해 재료에 도입된 변형의 일부를 일단 제거하는 데 있다. 이에 의해, 중간 선 직경으로부터 최종 선 직경인 φ 20㎛에 도달할 때까지 재료 중에 도입되는 변형량을 일정한 범위 내로 제어할 수 있다. 최종 열처리에 의해 얻어지는 재결정립의 크기는, 주로 최종 선 직경에 도달할 때까지 재료 중에 도입된 변형량에 의존한다. 따라서, 중간 열처리를 행하는 선 직경이나 열처리 조건을 제어함으로써, 최종 열처리 후의 결정 입경을 고정밀도로 제어하는 것이 가능하게 된다. 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경을 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만의 범위로 제어하기 위한 중간 열처리 방법과 그 조건의 일례를 이하에 나타낸다.
중간 열처리는 와이어를 연속적으로 소인하는 방법을 사용할 수 있다. 이 방법을 사용하여 φ 150㎛ 이상 220㎛ 미만의 선 직경으로, 380℃ 이상 420℃ 미만의 온도 범위에서 중간 열처리를 행하는 것이 유효하다. 중간 열처리 시의 열처리 시간은 0.1초 이상 1.5초 미만으로 하는 것이 유효하다. 중간 열처리의 분위기는 산화나 황화를 방지하기 위해 Ar 가스 분위기 등의 불활성 분위기로 하는 것이 바람직하다.
(본딩 와이어의 평가 방법)
다음으로 본딩 와이어의 평가 방법 및 평가 결과에 대해 설명한다. 평가에 사용되는 본딩 와이어의 선 직경은 φ 20㎛로 하였다. 리드 프레임에는 Cu 합금제인 것을 사용하였다. 반도체 소자에는 Si를 사용한 칩을 사용하였다. 반도체 소자 상의 전극에는, 조성이 Al-1％ Si-0.5％ Cu, 두께가 1.5㎛인 것을 사용하였다. 외부 전극에는 상기 리드 프레임에 Ag을 도금한 것을 사용하였다. 본딩 와이어의 접합에는 시판되고 있는 와이어 본더(K&S사제 IConn)를 사용하였다. 본 평가에 사용한 볼의 직경은 34㎛ 이상 36㎛ 미만의 범위로 하였다. 볼을 형성할 때는, N2+5％ H2 가스를 0.4L/min 이상 0.6L/min 미만의 유량으로 흐르게 하였다.
(고온 수명의 평가 방법)
고온 수명의 평가 방법에 대해 설명한다. 볼 접합의 조건은, 일반적인 Ag 와이어의 접합 조건을 사용하였다. 상기 조건에서 144개소의 반도체 소자 상의 전극에 대해, 볼 접합을 행한 후, 볼 접합부, 웨지 접합부 및 루프부 전체가 덮이도록 에폭시계의 수지로 밀봉하였다. 다음에, 상기 수순에 의해 제작한 샘플을 항온 노 내에 방치하였다. 고온 방치 시험의 시험 조건은 220℃, 600시간 이상으로 하였다. 항온 노 내의 분위기는 대기 분위기로 하였다. 고온 방치 시험 후의 샘플에 대해, 단면 연마를 행하고, 볼 접합부를 노출시켰다. 무작위로 추출한 볼 접합부를 10개소 관찰하고, 볼이 전극으로부터 박리되고 있는지 여부를 조사하였다. 상기 평가에 있어서, 600시간 경과한 시점에서, 1개소에서도 박리가 발생되고 있으면 실용상 문제가 있다고 판단해 0점, 모든 개소에서 박리가 발생되지 않으면, 실용상 문제없다고 판단해 1점으로 하였다. 또한, 800시간 경과한 시점에서, 모든 개소에서 박리가 발생되지 않으면, 우수하다고 판단해 2점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「고온 수명(220℃)」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 1점, 2점은 합격이다.
(볼 접합 시의 칩 손상의 평가 방법)
볼 접합 시의 칩 손상의 평가 방법에 대해 설명한다. 볼 접합 시의 칩 손상의 평가는, 칩 손상의 발생을 가속 평가하기 위해, 통상의 볼 접합의 조건보다도 엄격한 조건에서 행하였다. 구체적으로는, 칩의 두께를 20㎛로 하고, 초음파의 출력을 일반적인 조건의 1.5배, 하중의 조건을 일반적인 조건의 1.3배로 하였다. 칩 손상의 유무 확인은, 볼 접합을 행한 볼 접합부의 단면을 기계 연마에 의해 노출시키고, 칩에 균열 등의 손상이 발생하고 있는지 여부를 조사하였다. 칩 손상의 유무 확인에는 주사형 전자 현미경을 사용하였다. 5개소의 칩을 관찰하고, 1개소에서도 손상이 확인된 경우에는 실용상 문제가 있다고 판단해 0점으로 하였다. 5개소 모두 칩의 손상이 확인되지 않으면, 실용상 문제없다고 판단해 1점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「볼 접합 시의 칩 손상」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 1점은 합격이다.
(볼 접합부의 접합 강도의 평가 방법)
볼 접합부의 접합 강도의 평가 방법에 대해 설명한다. 볼 접합부의 접합 강도 평가는, 일반적인 접합 조건에서 볼 접합을 행하고, 볼 접합부의 전단 강도의 측정값에 의해 평가하였다. 접합 강도의 측정에는, 시판되고 있는 미소 전단 강도 시험기를 사용하였다. 볼 접합부의 전단 강도 시험에 의해 얻어진 접합 강도의 값이 12gf 이하인 경우에는 불량이라고 판정하였다. 무작위로 선택한 20개소의 볼 접합부의 전단 강도를 측정한 결과, 불량이 3군데 이상이면 실용상 문제가 있다고 판단해 0점, 불량이 2군데 이하이면 실용상 문제없다고 판단해 1점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「볼 접합부의 접합 강도」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 1점은 합격이다.
(긴 스판의 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성의 평가 방법)
긴 스판의 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성의 평가 방법에 대해 설명한다. 루프의 형성 조건은, 긴 스판 루프를 의식해서, 통상의 루프 형성 조건보다도 엄격한 조건인 루프 길이 15.0㎜, 루프 높이 0.5㎜로 하였다. 접합된 144개의 본딩 와이어의 루프 부분을 광학 현미경으로 관찰하여, 인접하는 본딩 와이어가 접촉된 개소가 있으면 불량이라고 판정하였다. 불량이 3군데 이상 있으면 실용상 문제가 있다고 판단해 0점, 불량이 1개소 혹은 2군데라면 실용상 문제없다고 판단해 1점, 불량이 전혀 발생하지 않으면 특히 우수하다고 판단해 2점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「긴 스판의 루프를 형성하였을 때의 루프 직진성」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 그 이외가 합격이다.
(와이어 조출 성능의 평가 방법)
와이어 조출 성능의 평가 방법에 대해 설명한다. 와이어 조출 성능은, 접합 전의 와이어의 직경에 대한 접합 후의 와이어의 직경 비율에 의해 평가하였다. 접합 전의 와이어의 직경은 φ 20㎛이다. 접합 후의 와이어의 직경은, 접합된 와이어의 루프 부분을 주사형 전자 현미경에 의해 관찰한 결과를 사용하였다. 상기 비율이 95％ 이하이면 실용상 문제가 있다고 판단해 0점, 상기 비율이 95％ 초과 97％ 이하이면 실용상 문제가 없다고 판단해 1점, 상기 비율이 97％ 초과라면 특히 우수하다고 판단해 2점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「와이어 조출 성능」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 그 이외가 합격이다.
(웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 평가 방법)
웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량의 평가 방법에 대해 설명한다. 웨지 접합 시의 스테이지의 온도는 180℃로 하였다. 초음파나 하중의 조건은 일반적인 Ag 와이어의 접합에서 사용하는 조건을 사용하였다. 무작위로 선택한 10개소의 변형량을 측정하고, 그 표준 편차에 의해 평가하였다. 변형량의 측정은, 초음파의 인가 방향으로 평행인 방향과 수직인 방향에 대해 행하였다. 상기 평가에 있어서, 평행인 방향, 수직인 방향의 한쪽 혹은 양쪽 방향의 변형량의 표준 편차가 1.2㎛ 이상이면 실용상 문제가 있다고 판단해 0점, 양쪽 방향의 변형량의 표준 편차가 0.6㎛ 이상 1.2㎛ 미만이면 실용상 문제없다고 판단해 1점, 양쪽 방향의 변형량의 표준 편차가 0.6㎛ 미만이면 특히 우수하다고 판단해 2점으로 하였다. 또한, 웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량 중, 초음파의 인가 방향에 수직인 방향의 변형량이 와이어의 직경 1.6배 미만인 경우에는, 충분한 와이어 접합부의 접합 강도를 얻지 못할 가능성이 높은 점에서, 실용상 문제가 있다고 판단해 0점으로 하였다. 평가 결과는, 표 2-1, 표 2-2 및 표 2-3의 「웨지 접합에 있어서의 와이어 변형량」란에 표기하였다. 0점이 불합격이며, 그 이외가 합격이다.
(평가 결과의 설명)
표 1-1 및 표 1-2는, 본 실시예에 관한 본딩 와이어의 조성, 와이어 표면에 있어서 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율(％), 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경(㎛)을 정리하여 나타낸다. 표 1-3은 비교예를 나타내고 있다. 표 2-1 및 표 2-2는, 표 1-1 및 표 1-2에 나타내는 각 실시예에 대응하는 평가 결과를 정리하여 나타낸다. 표 2-3은, 표 1-3에 나타내는 각 비교예에 대응하는 평가 결과를 정리하여 나타낸다.
실시예 No.1 내지 45의 본딩 와이어는, In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하고 있다. 실시예 No.1 내지 45의 본딩 와이어는, 차량 탑재용 메모리 디바이스에 요구되는 고온 수명의 장수명화, 칩 손상의 저감 및 양호한 볼 접합 강도를 동시에 실현할 수 있음을 확인하였다. 이에 비해 비교예의 No.1 내지 12에 나타내는 바와 같이, In, Ga의 농도나 Pd, Pt의 농도가 상기 범위 밖인 경우에는 충분한 효과를 얻지 못하는 것을 확인하였다.
실시예 No.1 내지 5, 7 내지 10, 12, 13, 15 내지 19, 21 내지 30, 33 내지 35, 38 내지 45는, 본딩 와이어의 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율이 면적률로 60％ 이상 100％ 이하이고, 긴 스판 루프를 형성하였을 때의 우수한 루프 직진성이 얻어지는 것을 확인하였다. 실시예 6, 11, 14, 20, 31, 32, 36, 37은 상기 면적률이 60％ 미만이고, 루프 직진성은 실용상 문제가 없는 범위였다.
실시예 No.1 내지 23, 26 내지 45는, 본딩 와이어의 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만이고, 우수한 와이어 조출 성능이 얻어지는 것을 확인하였다. 실시예 24, 25는 상기 평균 결정 입경이 0.1㎛ 미만 혹은 3.1㎛ 이상이며, 와이어 조출 성능은 실용상 문제가 없는 범위였다.
실시예 No.26 내지 30, 36 내지 45는, B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함하고, 웨지 접합 시의 와이어 변형량의 변동이 작아 특히 우수하였다. 실시예 1 내지 25, 31 내지 35의 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상의 총계 함유율은 15at.ppm 미만이고, 웨지 접합 시의 와이어 변형량의 변동은 실용상 문제가 없는 범위였다.
[표 1-1]
Figure 112021137793883-pct00001
[표 1-2]
Figure 112021137793883-pct00002
[표 1-3]
Figure 112021137793883-pct00003
[표 2-1]
Figure 112021137793883-pct00004
[표 2-2]
Figure 112021137793883-pct00005
[표 2-3]
Figure 112021137793883-pct00006

Claims (5)

  1. In, Ga의 1종 이상을 총계 110at.ppm 이상 500at.ppm 미만 포함하며, 또한 Pd, Pt의 1종 이상을 총계 150at.ppm 이상 12000at.ppm 미만 포함하고, 잔부가 Ag 및 불가피 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어.
  2. 제1항에 있어서, 상기 본딩 와이어의 와이어 표면의 결정 방위를 측정한 결과, 상기 본딩 와이어의 와이어 축 방향에 대해 각도차가 15도 이하인 <100> 결정 방위의 존재 비율이 면적률로 60％ 이상 100％ 이하인 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본딩 와이어의 와이어 축에 수직인 방향의 단면에 있어서의 평균 결정 입경이 0.1㎛ 이상 3.1㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 본딩 와이어가 또한 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어.
  5. 제3항에 있어서, 상기 본딩 와이어가 또한 B, P, Ca, Cu, Zr의 1종 이상을 총계 15at.ppm 이상 450at.ppm 미만 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치용 Ag 합금 본딩 와이어.
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