JPS5936420B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5936420B2
JPS5936420B2 JP57178526A JP17852682A JPS5936420B2 JP S5936420 B2 JPS5936420 B2 JP S5936420B2 JP 57178526 A JP57178526 A JP 57178526A JP 17852682 A JP17852682 A JP 17852682A JP S5936420 B2 JPS5936420 B2 JP S5936420B2
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electrode
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正憲 井原
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、外部リード接続部(以下パットと略す)を有
する半導体装置に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般の半導体装置は、第1図及び第2図に示すように大
半が半導体ペレット12、22を、水分、不純物等から
防護するため、エポキシ等の樹脂11や、気密セラミッ
ク21によるパッケージング構造がとられている。
しかしながら、それらによる気密封止は、ペレット12
、22に、水分、ハロゲン物質等が付着していたり、パ
ッケージの外から侵入してくる水分、不純物などにより
、不完全防護となり多くの不良品を提出してしまつてい
る。
それら不良品提出の原因を追求してみると、すなわち第
1図に示す樹脂モールド半導体装置10は、アッセンブ
リ工程中にペレット12と樹脂11の間に、水分や不純
物を残してしまつた場合、それら水分、不純物は、長時
間の年月において、ペレットを腐蝕するものと考えられ
る。
また樹脂11の外部より樹脂11中を水分や不純物が長
時間の年月に侵透しペレットを腐蝕する場合もある。ま
た第2図に示すセラミック気密装置20においては、気
密セラミック21と気密封止冠23に囲まれる空間24
に、水分、不純物を封じ込んでしまい、長時間の間に半
導体素子22を腐蝕させてしまうものと考えられる。半
導体ペレット12、22は、第3図に示すように、半導
体基体31に半導体素子32群が形成されているもので
あり、それら基体31上には、二酸化珪素膜33が形成
されている。
そしてそれらには金属配線接続のため、写真蝕刻により
コンタクトホール34が形成され、金属配線物質が例え
ばアルミニウムが蒸着される。そしてそれらアルミニウ
ム蒸着層(図示しない。)は、所望形状に区画され、そ
の端部には、外部リード36を接続するための電極パッ
ド35が、外部リード36のヘッド3Tを十分に被着で
きる面積にして残され、他は除去される。そして次に半
導体素子32群、及びアルミニウム配線38の保護、ま
た外部からの水分や、不純物汚染を防止するため、保護
被膜39が、例えばリンガラス膜が電極パッド35上の
外部リード取り出し部分40を露出させて、アルミニウ
ムをむき出しにして形成される。このようにして完成さ
れた半導体ペレット12、22は、第1図に示すリード
フレームベース13、または第2図に示すセラミック2
1に取り付けられ、外部リード(以下ワイヤーと称す)
36にて例えばアルミニウムや金にて外部端子14,2
5に接続される。そしてそれらは樹脂モールドまたはセ
ラミツク気密封止が行なわれて半導体装置10,20が
完成される。そして半導体ペレツト12,22の腐蝕さ
れる部分は大半が半導体ペレツト12,22に存在する
外気接触部であつた。その部分はペレツト12,22の
外部リード取り出し部分40と、ワイヤー36のヘツド
31間のアルミニウムパツド35が、モールド樹脂11
や気密シール内気24と直接接触している部分であつた
。その場所は何らかの原因により、外気接触部に水分や
不純物が残されたまま、樹脂モールドや気密封止がなさ
れたり、あるいはパツケージの外から水分や不純物が侵
入して来た場合長時間の間に電極パツド部35のリンガ
ラス膜38のエツジ39部分にコロージヨンと称される
アルミニウム腐蝕Cを生じていた。
アルミニウムコロージヨンCは、水分と、ハロゲン物質
と、電場の複合作用によつて生じるものであり、これが
生じると初期状態においては配線抵抗が異常に増加して
しまい、これが悪化すると断線現象さえ起生させる。
これは装置の寿命を短かくしているものであり、信頼住
の点でも大へんな問題であつた。〔発明の目的〕 本発明の目的は、電極パツドを有する半導体装置におい
て半導体チツプが外気との接触部をもたないようにし、
アルミニウムコロージヨンが生じないようにした半導体
装置を提供するにある。
また他の目的とするところは、素子寿命が長い、信頼性
向上が計れる半導体装置を提供するにある。また更に他
の目的とするところは、モールド樹脂、セラミツク封止
等のパツケージの外から侵入してくる水分や不純物に対
して、半導体ペレツトの特に電極パツドを防護できる半
導体装置を絹供するにある。〔発明の概要〕 この発明は、半導体素子を有する半導体基体面に形成さ
れた絶縁膜と、上記絶縁膜土に形成され上記半導体素子
に接続される配線電極並びに電極パツドと、上記電極パ
ツドに接続された外部りードと、上記配線電極、電極パ
ツド上に直接積載される低温窒化膜とを具備するもので
ある。
〔発明の実施例〕
では本発明の目的・構成をよりよく理解するため第4図
をもつて本発明の一実施例を説明する。
第4図は本発明の一実施例を示す半導体装置の断面図で
あり、半導体基体41には、機能回路を構成する半導体
素子42が形成される。半導体素子42の形成された基
体全面には、二酸化珪素膜43が形成され、そして半導
体素子42の電極引き出し部にはコンタクトホール44
が形成される。それらコンタクトホール44を含む基体
全面には、アルミニウムが蒸着され、アルミニウム蒸着
層(図示しない)は、機能回路を構成するごときに区画
エツチングされる。そのうちの1区画は、基体41のパ
ツド48に延長されるアルミニウム配線45として、特
にパツド48は、ワイヤー46のヘツド4Tを十分に占
有できる面積にして形成される。次にこれは、半導体ペ
レツトとして第1図、第2図に示す如きのリードフレー
ムヘツド13またはセラミツク21にマウントされ、電
極パツド48部分に例えば金などからなるワイヤーによ
り外部端子14,25との間にボンデイングされる。
そしてその後に、半導体チツプ土のワイヤー46を含む
半導体基体41の全面に200℃以下で保護被膜として
低温窒化膜50が被着されるものである。ここで保護被
膜を200℃以下のものとする理由は、保護被膜を20
0℃以上の温度で被着した場合、金ワイヤー46とアル
ミニウムパツド48との間にパープルプレーグと称され
る金とアルミニウムの共晶を生じその部分に亀裂を生じ
るからである。これらパープルプレーグによる亀裂は、
該部分の抵抗を異常に高くしてしまうものであり、つい
にはオープン状態にさえしてしまうからである。またワ
イヤーをアルミニウムとした場合でもリード(例えば第
2図に示す外部リード端子25)の端には、金メツキが
なされているので、それらとの間にも200℃以上であ
ると、パープルブレーグが生じてしまう。そして保護被
膜に最も適する被膜として低温窒化膜を選択した理由は
、低温窒化膜が、プラズマ反応装置により、200℃以
下の温度で形成できる利点をもつからである。
これら各プロセスを経て装置は次に第1図に示すように
エポキシなどによりモールドされるか、第2図に示すよ
うにセラミツクにより気密封止されて最終完成する。
尚、上記実施例では、低温保護被膜50はワイヤー46
のヘツド4Tを完全に被覆するごとく形成したが、第5
図に示すようにパツド48は完全に被覆するが、へツド
47は一部を包囲するだけでもよい。
〔発明の効果〕
以上、本発明によれば、従来ワイヤボンデイングした後
にむき出しにしていた電極パツド部を、低温窒化膜によ
り児全に被覆する構造とするので水分、ハロゲン化合物
質等の侵入を完全に遮断した構成となり、水分と、ハロ
ゲン化合物質と、電場との複合作用によつて生じるアル
ミニウムコロージヨンを児全に防止することができる。
よつてアルミニウムコロージヨンによる配線の高抵抗化
や断線がなくなり、装置寿命を相当長いものとすること
ができるし、信頼住も向上することができる。また本発
明によれば、気密パツケージの外から侵入してくる水分
や、不純物を、電極パツドを含む装置全面に形成した保
護被膜により確実に<いとめることができる。
またリンガラス膜は水分を吸着し易い住質を持つており
、これをアルミニウム配線層上に直接形成すると、アル
ミニウム配線層が腐蝕し易いが、本発明ではリンガラス
膜を省き、水分を吸着しにくい低温窒化膜をアルミニウ
ム配線上に直接形成した構造にしており、アルミニウム
配線層の腐蝕問題はほとんど無い。
また本発明によれば、リンガラス膜の形成工程が不要で
あり、装置の製造方法が簡略化できる。
また本発明によれば、金ワイヤーによるアルミニウムパ
ツドへのボンデイングのあとに、200℃以上の温度を
印加することがないので、金とアルミニウムの共晶点を
作らない。したがつてパツドとワイヤーとの間にパープ
ルプレーグが生じるということはない。以上ここに、長
寿命、高信頼住が約束される半導体装置が提供できる。
尚、ここに特定の実施例を例えばその装置構造をMOS
型半導体装置に関して述べたが、ここに記載された実施
例に対して本発明の精神から逸脱することなく変形、改
変を施し得ることは、当業者において明らかである。
たとえば、装置構造をバイポーラ型としてもよいし、ま
たその装置構造がフエイスダウンボンデイング構造とし
ても同様に適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、樹脂モールド型半導体装置の断面図、第2図
はセラミツクパツケージ型半導体装置の断面図、第3図
Aは従来の半導体ペレツトの平面図、第3図Bはその平
面図をI−I’線に沿つて切断した断面図、第4図は本
発明一実施例を示すペレツト断面図、第5図は本発明の
他の実施例を示すペレツト断面図である。 41・・・・・・半導体基体、42・・・・・・半導体
素子、43・・・・・・絶縁膜、44・・・・・・コン
タクトホール、45・・・・・・アルミ配線電極、46
・・・・・・外部リード(ワイヤー)、47・・・・・
・リードヘツド、48・・・・・・外部リード接続部(
パツド)、50・・・・・・低温窒化膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体素子を有する半導体基体面に形成された絶縁
    膜と、上記絶縁膜上に形成され上記半導体素子に接続さ
    れるアルミニウムの配線電極並びに電極パッドと、上記
    電極パッドに接続された外部リードと、上記配線電極、
    電極パッドを含む上記半導体基体全面に直接積載される
    低温窒化膜とを具備することを特徴とする半導体装置。
JP57178526A 1982-10-13 1982-10-13 半導体装置 Expired JPS5936420B2 (ja)

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