半导体器件制造技术

本发明专利技术提供一种新构造的凸极的半导体装置，该装置的内引线表面的镀锡层与凸出电极进行反应所形成的Ａｕ－Ｓｎ等的合金不会达到钝化开口部分的底面。钝化开口部分９的中心被配置为比凸出电极５的中心更靠近半导体基板中心。更靠近内引线的顶端而远离外引线。通过采用该办法，就可以防止因内引线的镀锡层与凸出电极的金属发生反应而生成的Ａｕ－Ｓｎ等的合金达到钝化开口部分的底部而无需改变凸出电极５的高度或钝化开口部分９的尺寸。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及具有凸出电极的半导体装置的连接构造。以前，在用TAB(Tape Automated Bondling，带式自动压焊)技术所装配的半导体器件上边，通常在电极焊盘上形成有突起状的金属电极(以下我们称之为凸出电极)。我们参照附图说明图10—图12来说明现有的半导体装置。图10是具有凸出电极的半导体装置的剖面图，图11是其凸出电极的平面图，图12是已把内引线连接到凸出电极上边的半导体装置的剖面图。在硅等等的半导体基板1上边已形成了集成电路，该集成电路电连到由形成于半导体基板1的表面上的铝之类的金属形成的电极焊盘2上。在含有电极焊盘2的半导体基板1的整个面上形成有氮化硅等等的钝化膜。并在指定的地方设有钝化开口部分9以露出电极焊盘2。通常钝化开口部分指的是以电极焊盘上的不存在钝化膜的区域为底、高度与钝化膜的膜厚相等的四方柱状的空间。在钝化开口部分9的上边将淀积凸出电极5。通常凸出电极5的中心A被配置为和钝化开口部分9的中心B一致。此外，在已经露出了电极焊盘2的区域和钝化膜3的钝化开口部分周边的区域上形成了壁垒金属层4以使接触电阻稳定。壁垒金属层通常由2层或2层以上的金属薄膜构成。在本例中，壁垒金属层4由第1壁垒金属层41，第2壁垒金属层42和第3壁垒金属层43这三层淀积膜构成。第1壁垒金属层41为Ti、第2壁垒金属42为Ni、第3壁垒金属层为Pd。在第3壁垒金属层43上边形成凸出电极5。这样一来，电极焊盘2就与第1壁金属层41接触。在用TAB带实装的半导体装置的情况下，金(Au)被用作凸出电极的材料。含于TAB带中的TAB引线的内引线与此凸出电极相连(ILB(InnerLesd Bonding，内(侧)引线压焊)。在该内引线8的表面上已形成了镀锡层7。通过使用内引线8与Au凸出电极接触并加压加热的办法，内引线8和凸出电极5将结合在一起。在这种情况下，将形成因Au与镀层的Sn产生共晶反应而形成的Au-Sn合金、Au-Cu合金、Au-Cu-Sn合金等等的合金b(图12)。由于这种合金的存在才得以确保内引线8与凸出电极5之间的结合强度。因凸出电极5和内引线8的结合而产生的Au-Sn等的的合金多形成于远离凸出电极5的半导体基板中心的部位上。这是因为在内引线8与凸出电极5没有接触的部分(极端地说来，还包括外(侧)引线)的Sn溶解并与Au反应的缘故。在把内引线8连接到凸出电极5上的情况下，内引线8的顶端朝着半导体基板1的基板中心的方向，连到外引线去的另外一头，被配置为从与半导体基板的中心相反的一边导出。所谓凸出电极5距离半导体基板中心远的部位，指的是导出内引线的半导体基板1这一边的部位。此外，如图12那样，在内引线8的顶端越过凸出电极5延长到其外侧的情况下，在凸出电极5离半导体基板中心最近的位置上也形成了许多Au-Sn等的合金。但是，这种合金的量比上述离半导体基板中心远的地方所形成的合金的量要少。合金的析出量，就像这样地因凸出电极的位置而异。首先，从配置在内引线的连接外引线一端方向上的凸出电极5的一边到钝化开口部分9的最近的一边之间(凸出电极距半导体基板中心远的部分)的合金6的析出量最多，而从相邻的钝化开口部分9的这一边附近到凸出电极5离半导体基板中心近的一边的近倍之间的合金6的析出量最少，凸出电极5离半导体基板近的上述一边的部分(凸出电极最靠近半导体基板中心的部分)的合金的析出量居中。例如，在图12中，当凸出电极5的高度h为16μm的时候，在凸出电极5最靠近基板中心的位置上的Au-Sn合金的厚度α为5μm，凸出电极的中心附近处的Au-Sn合金的厚度b为3μm。凸出电极5最靠近基板中心位置处的合金厚度之所以比凸出电极的中心附近的合金厚度厚，是由于在内引8的前端位于凸出电极5的外侧时，没有接触到凸出电极5的部分的内引线8上的镀锡(Sn)也溶解并和凸出电极5进行反应的缘故。此外，在凸出电极5距基板中心最远的位置上，Au-Sn合金的厚度可达到壁垒金属层4的厚度、Au-Sn合金的顶端部分与凸出电极边沿的距离C为14μm，Au-Sn合金的顶端部分一直达到钝化开口部分9的里边。随着半导体装置的小型化，凸出电极5也不断地微细化，而高度也不断地降低。在这种情况下，如图12的例子那样，Au-Sn合金6有时候可以达到钝化开口部分9。在凸出电极5和电极焊盘2之间形成有壁垒金属层4。壁垒金属层用于阻止Au和电极焊盘2的Al进行反应，至于阻止Al和Sn的反应的作用尚未考虑。当Sn达到钝化开口部分9时，就存在着与壁垒金属层4反应形成合金，从而产生使凸出电极5的粘着强度下降和电性不良的可能性。为了防止这种情况的出现，人们想出了使凸出电极5增高的办法。但是，由于凸出电极5通常用镀膜法形成。故比如说当把凸出电极5增高到超过20μm的高度时，形成凸出电极5所要的时间就要增加，吞吐率就要减少。此外，有人也考虑过把钝化开口部分9作成比以前小的方案，但由于用这种方法将会增加电阻故不是一个好办法。本专利技术就是根据这样的情况而形成的，其目的是提供一种半导体装置。该装置有着构造新颖的凸出电极内引线表面的镀Sn层与凸出电极反应所形成的Au-Sn合金不会达到钝化开口部分9。为了解决以上的课题，在本专利技术把钝化开口部分中心配置为比凸出电极中心还靠近半导体基板中心的位置上。即该钝化开口部分中心被配置为比凸出电极中心更远离外引线，更靠近内引线顶端的位置上。这是本专利技术的特征。即本专利技术的半导体装置的特征是它具备有已形成了半导体器件的半导体基板；形成于上述半导体基板上并与上述半导体器件电连的电极焊盘。在含有上述半导体器件和上述电极焊盘的半导体基板上形成，并具有使上述电极焊盘的指定部位露出来的开口部分的钝化膜；在上述电极焊盘、上述开口部人周边的上述钝化膜和上述开口部分侧壁上形成的壁垒金属层；在上述壁垒金属层上形成的凸出电极和一头与外引线连成整体，另一头连接到上述凸出电极上的内引线。上述内引线被配置为其顶端从靠近上述半导体基板的指定一边的凸出电极一边指向与该边相对的另一边，上述开口部人的中心也比上述凸出电极的中心更靠近与上述电极的上述一边相对的另一边。上述内引线表面上也可形成镀Sn层，前述凸出电极也可使用Au。也可以使上述凸出电极的高度低于20μm。也可以把从靠近半导体基板的指定一边的凸出电极的边沿到最靠近该凸出电极的上述边沿的上述开口部分的边沿之间的距离做成大于14μm。也可以用上述内引线与上述凸出电极的结合形成Au-Sn等等的合金并使该合金不接触上述开口部分的底面。通过把钝化开口部分的中心配置的比凸出电极中心还靠近半导体基板中心的位置，就可以防止因内引线的镀Sn层与凸出电极的金属发生反应所生成的Au-Sn等的合金达到钝化开口部分而无需改变凸出电极的高度和钝化开口部分的大小。下面对附图进行简单说明。图1是本专利技术实施例的半导体装置的剖面图；图2是图1的凸出电极部分的平面图。图3是本专利技术实施例的半导体装置的剖面图。图4是本专利技术实施例的TAB带的平面图。图5是本专利技术实施例的剖面图。图6是本专利技术实施例的凸出电极部分的半导体基板的平面图。图7是本专利技术实施例的凸出电极部分的半导体基板的平面图。图8是示出图6的凸出电极及其近倍的半导体基板的正面和侧面剖面图。图9是图6所示的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征是：具备有已经形成了半导体器件的半导体基板（１）、形成于上述半导体基板上且已与上半导体器件电连的电极焊盘（２），在含有上述半导体器件和上述电极的上述半导体基板上形成且具有使上述电极焊盘的指定地方露出来的开口部分的钝化膜（３），形成于上述电极焊盘上、上述开口部分周边的上述钝化膜上以及上述开口部分侧壁上的壁垒金属层（４），（４１，４２，４３），形成于上述壁垒金属层上的凸出电极（５），一端与外引线（管腿）相连，另一端与上述凸出电极相连的内引线（８），上述内引线被配置为其顶端从靠近上述半导体基板的指定一边的凸出电极的一边，指向与该边相对的另一边，上述开口部分的中心，比上述凸出电极的中心还靠近与上述凸出电极的上述一边相对的另一边。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1994-11-12 302843/941.一种半导体装置，其特征是具备有已经形成了半导体器件的半导体基板(1)、形成于上述半导体基板上且已与上半导体器件电连的电极焊盘(2)，在含有上述半导体器件和上述电极的上述半导体基板上形成且具有使上述电极焊盘的指定地方露出来的开口部分的钝化膜(3)，形成于上述电极焊盘上、上述开口部分周边的上述钝化膜上以及上述开口部分侧壁上的壁垒金属层(4)，(41，42，43)，形成于上述壁垒金属层上的凸出电极(5)，一端与外引线(管腿)相连，另一端与上述凸出电极相连的内引线(8)，上述内引线被配置为其顶端从靠近上述半导体基板的指定一边的凸出电极的一边，指向与该边相对的另一边，上述开口部分的中心，比上述凸出电极的中心还靠近与上述凸出电极的上述一边相对的另一边。2.权利要求1所述的半导体装置，其特征是在上述内引线表面上形成镀Sn层(7)，并用金制作上述凸出电极。3.权利要求1所述的半...

【专利技术属性】
技术研发人员：细美英一，田洼知章，田泽浩，柴崎康司，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[]