[其他]半導體器件及其制造法

無效

• 申請號: 85107077
• 申請日: 1985-09-24
• 公開（公告）號: CN85107077B
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發明（設計）人: 馬場博之;松崎隆
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L21/60
• 分類號: H01L21/60;H01L25/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 杜日新

本發明涉及半導體器件及其制造法。

特別是本發明涉及這樣的半導體器件，其中焊線的一端良好地連接于引線框架，另一端連接于一個半導體元件的鍵合點，它在高溫的情況中或在高溫高濕的情況中顯示了極好的電性能。

如圖1所示，在常規的半導體器件制造法中，是在由銅等制成的引線電極1的表面上形成Ni鍍層2，半導體元件4上的鍵合點5和引線電極1經該Ni鍍層2用焊線3連接。在附圖中，6是樹脂密封材料，7是經Ni鍍層9而在引線框架8上形成的焊接層。

然而，由于在器件中形成了Ni鍍層2和9，這便帶來了許多問題，電鍍質量極不穩定，進行電鍍處理的制造工藝復雜，電鍍處理使得成本較高等等。所以近年來一直采用的做法是直接將鋁焊線3連接于銅等引線電極1，而不進行電鍍處理。

可是，對鋁焊線3直接連接于銅等引線電極1的半導體器件，在高溫條件下（150℃，170℃）或在高溫（大約80℃）高濕（大約90%）的條件下，進行長時間的存放試驗，結果發現存在有可靠性降低的問題，這是因為焊線3與引線電極1之間的焊接面開焊所致。

在日本專利申請第55-88318號中，披露了一項解決這個問題的技術，它是用選擇活化鍵合區來完成銅線構成的焊線與銅制引線框架間的焊線跨接，但是，在這項技術中，又出現了焊線上形成的氧化物造成虛焊和難以在焊線端部形成熔固球的問題，而且，由于每次焊接過程都必須活化鍵合區，使得工作性能下降。

日本專利申請第57-51237號中披露了一項鍵合工藝技術，它是在保持低氣壓的罩內，由焊線引出的毛細端部來形成所需形狀的球體和防止焊接氧化。然而，這項技術需要復雜的結構，包括維持低氣壓的罩箱，而且當以一秒或更快的速度進行焊接時，就容易出現虛焊，帶來了維持與控制困難的問題。再有一個問題是，由于不可能在形成外部引線的引線框架處防止氧化，所以不能在銅線構成的焊線與銅制引線框架間實現高可靠的焊接。

本發明的目的是提供在高溫環境中或在高溫高濕環境中顯示出極好電氣特性的高可靠半導體器件，以及能容易地生產這種器件的制造方法。

本發明半導體器件之所以在高溫環境中或在高溫高濕環境中顯示出極好的電氣性能，是因為以反應層厚度大于等于0.2（微米）的方式，將鋁焊線的端部連接于銅或銅合金的引線電極上。

本發明進而提供的半導體器件制造方法，由于采用了將鋁焊線連接于銅或銅合金引線框架的鍵合區，進行處理，而使得銅或銅合金與鋁的反應層厚度大于等于0.2（微米）的步驟，因而能夠容易地制造可在高溫環境中或高溫高濕環境中顯示極好電氣特性的高可靠半導體器件。

參照附圖，從以下敘述中，將能進一步理解本發明，迅速地對其它目的和許多優點作出評價，附圖中相同的參考號指示相同的部分，其中：

圖1是用常規方法制造的半導體器件的剖面圖;

圖2～圖5以及圖7是解釋性附圖，依照其步驟說明本發明方法;

圖6是曲線圖，說明形成反應層的溫度與時間的關系;

圖8～圖10是解釋性附圖，說明引線電極與焊線連接的狀態。

以下參照附圖敘述本發明的方法和實施例中的半導體。首先，如圖2所示，一個半導體元件22通過焊接層21安裝在銅或銅合金的引線框架20的管座部分。這里采用的銅合金可以是磷青銅，也可以是其它含鐵為銅合金。

其次，如圖3所示，由99.99%純鋁制作的φ200（微米）焊接23的一端用超聲波焊接法焊接在半導體元件22的一焊接區24上，而焊線23的另一端也類似地用超聲波焊接法焊在引線框架20的一個引線電極25上。如同引線框架20一樣，引線電極25也是由銅或銅合金形成的。

接著，進行處理，使焊線23和引線電極25熔接在一起的部分所形成的鋁和銅或銅合金反應層厚度大于等于0.2（微米）。