JPH1126479A - 半導体集積回路 - Google Patents

半導体集積回路

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JPH1126479A
JPH1126479A JP9182180A JP18218097A JPH1126479A JP H1126479 A JPH1126479 A JP H1126479A JP 9182180 A JP9182180 A JP 9182180A JP 18218097 A JP18218097 A JP 18218097A JP H1126479 A JPH1126479 A JP H1126479A
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JP
Japan
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chip
bonding material
electrode
potential
semiconductor integrated
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JP9182180A
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Inventor
Tetsuya Umemoto
哲也 梅本
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 パッケージ上にAgを含有する導電性ダイボ
ンド材を介してチップが搭載され、該チップ上に設けら
れた電極にダイボンド材の電位より低い電位が印加され
る半導体集積回路素子における、導電性ダイボンド材の
マイグレーションにより発生するダイボンド材と電極と
の短絡現象を防止する。 【解決手段】 電極3とダイボンド材8との間のチップ
2上に、ダイボンド材8の電位より高い電位が印加され
た導電部6を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の構造に関し、特に、ダイボンド材中のAgのマイグ
レーションを抑制する半導体集積回路装置の構造に関す
る。
【0002】
【従来の技術】図5、6に、プラスチックパッケージに
搭載された従来構造の半導体集積回路装置の一例を示
す。図6は、従来の半導体集積回路装置の上面図、図6
は、図5のC−C’における断面図であり、図中、1は
ダイパッド部、2はチップ(例えばGaAsで、チップ
厚100μm程度)、3は電極、4はリード、5はワイ
ヤ(例えば、Auワイヤ)、7はモールド樹脂、8はダ
イボンド材を示す。図6に示すように、GaAs等のチ
ップ2をプラスチックパッケージ等に搭載する場合に
は、ダイボンド材8を用いてチップ2をダイパッド部1
に接着するが、特に、チップ2に設けたバイアホール
(図示せず)等を介してチップ2の表面にグラウンド電
位を有する領域を形成する場合には、チップ2裏面を、
導電性のダイボンド材8を用いて、グラウンド電位であ
るリード4に接続することが必要となる。かかる導電性
のダイボンド材8としては、通常安価なAgエポキシ樹
脂が用いられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】かかるチップ2上に設
けられた電極3に、リード4より低電位を印加しようと
する場合、上記Agエポキシ樹脂中のAgが電極3方向
にしだいに移動するマイグレーションが発生し、ダイボ
ンド材8と電極3との間に線状の金属Agが形成され、
電極3とリード4が短絡する現象が発生した。特に、チ
ップ2に搭載した素子の集積化に伴い、チップ2の放熱
効果を向上させるためにチップ2を薄膜化(例えば10
0μm)した場合に、上記マイグレーションによる短絡
が発生しやすくなり、かかる短絡を防止するためには、
導電性ダイボンド材8としてAgを含まないAuSn等
の高価なダイボンド材を使用せざるを得なかった。
【0004】そこで、発明者が鋭意研究した結果、かか
るマイグレーションの発生メカニズムが以下のようにな
っていることを見出した。 Ag+OH-→AgOH+e- (1) 2AgOH→Ag2O+H2O (2) Ag2O+H2O←→2AgOH←→2Ag++OH- (3) 即ち、Agエポキシ樹脂中のAgは、大気中の水分と反
応し、上記化学式(1)(2)の反応を経て、Ag
2O、AgOH、Ag+が共存する(化学式(3))コロ
イド状になり、かかるコロイド中のAgイオンが、リー
ド4より低い電位に印加された電極3に引き寄せられ、
コロイド状のまま移動し、最終的に電極3とリード4と
を線状に接続する金属Agとなり、短絡が発生し、特
に、チップ2を薄膜化(例えば100μm)した場合に
は、電極3とリード4の距離が従来より短くなるため、
かかるマイグレーションによる短絡が発生しやすくなる
ことを見出した。
【0005】そこで、本発明は、パッケージ上にAgを
含有する導電性ダイボンド材を介してチップが搭載さ
れ、該チップ上に設けられた電極にダイボンド材の電位
より低い電位が印加される半導体集積回路素子におけ
る、導電性ダイボンド材のマイグレーションにより発生
するダイボンド材と電極との短絡現象を防止することを
目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者は鋭意研
究の結果、電極とダイボンド材との間のチップ上に、ダ
イボンド材の電位より高い電位が印加された導電部を設
けることにより上記短絡現象が防止できることを見出
し、本発明を完成した。
【0007】即ち、本発明は、パッケージに設けられた
ダイパッド上に、Agを含有する導電性ダイボンド材を
介してチップが搭載され、該チップ上に設けられた電極
に、上記ダイボンド材の電位より低い電位が印加される
半導体集積回路素子であって、上記電極と上記ダイボン
ド材との間のマイグレーション最短経路を遮断するよう
に、上記ダイボンド材の電位より高い電位が印加された
導電部を上記チップ上に設けることを特徴とする半導体
集積回路である。即ち、ダイボンド材と電極との間にダ
イボンド材より高い電位に印加された導電部が形成され
ているため、ダイボンド材と金属領域との間には、ダイ
ボンド材と電極との間の電界と逆方向の電界が発生し、
この結果、ダイボンド材から電極方向への正イオンであ
るAgイオンのマイグレーションを防止することが可能
となる。この結果、ダイボンド材と電極との間に、金属
Agが線状に形成されて発生していた短絡現象の発生を
有効に防止することが可能となり、従来のような高価な
AuSn等のダイボンド材に代えて、安価なAgエポキ
シ樹脂等の使用が可能となる。
【0008】また、上記半導体集積回路は、パッケージ
に設けられたダイパッド上に、グラウンド電位に接続さ
れたAgを含有する導電性ダイボンド材を介してチップ
が搭載され、上記チップ上に、該チップを貫通するバイ
アホールにより上記導電性ダイボンド材と電気的に接続
されたグラウンド電位領域と、グラウンド電位より低い
電位が印加される電極が形成された半導体集積回路素子
であることを特徴とする半導体集積回路でもある。この
ように、本発明にかかる半導体集積回路を用いることに
より、導電性ダイボンド材が、チップに設けられたバイ
アホールをグラウンド電位に接続するために用いられ、
かつ、チップ上に設けられた電極に、グラウンド電極よ
り低い電位が印加される場合に、ダイボンド材から電極
方向へのAgイオンのマイグレーションを有効に防止す
ることが可能となる。
【0009】上記導電部は、マイグレーション経路を遮
断するように、上記電極を囲んで設けられることが好ま
しい。上記導電部は、ダイボンド材と電極との間との一
部に形成された場合でも効果を有するが、特に上記電極
を囲むように設けることにより、ダイボンド材中のAg
のマイグレーションをほぼ完全に防止することが可能と
なるからである。
【0010】上記導電部は、上記チップの表面上に堆積
された金属領域からなることが好ましい。
【0011】また、上記導電部は、上記チップの表面上
に設けたイオン注入領域からなるものであっても良い。
【0012】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.図1、2に、本発明の第1の実施の形態
にかかる半導体集積回路装置の上面図、および図1のA
−A’における断面図を示す。図中、図5、6と同一符
号は、同一または相当箇所を、6はチップ2上に形成さ
れたAu等の金属メッキ領域を示す。本実施の形態で
は、図1に示すように、リード4に接続されたダイパッ
ド1上に、例えば、Agエポキシ樹脂等のAgを含有す
る導電性のダイボンド材8を介して、GaAs等からな
るチップ2が搭載されている。かかるチップ2にはバイ
アホール(図示せず)が形成され、かかるバイアホール
を介して、チップ2の表面の一部の領域がリード4と電
気的に接続され、通常、かかるリード4は、グラウンド
電位に接続されて使用される。チップ2上には、3つの
電極3が設けられ、夫々Au等のワイヤにより、パッケ
ージに設けられた他のリード4に接続され、かかるリー
ド4により、Agを含有する導電性のダイボンド材8の
電位(通常、グラウンド電位)より低い電位に印加され
ている。更に、チップ2上には、かかる電極3を囲むよ
うにAuメッキ等を用いて金属メッキ領域6が形成され
ている。かかる金属メッキ領域6は、ワイヤ5により他
のリード4に接続され、かかるリード4から、Agを含
有する導電性のダイボンド材8の電位(通常、グラウン
ド電位)より高い電位に印加されている。
【0013】このように、Agを含有する導電性のダイ
ボンド材8と、該ダイボンド材8より低い電位に印加さ
れた電極3との間に、かかる電極3を囲むように、Au
メッキ等の電極領域6を形成し、ダイボンド材8より高
い電位に印加することにより、図5、6に示す従来構造
の半導体集積回路で発生していた、ダイボンド材中のA
gイオンが、電極3の電位に引かれて移動することによ
り発生していたAgのマイグレーション現象を防止し、
ダイボンド材8と電極3との短絡の発生を防止すること
が可能となる。即ち、本実施の形態では、ダイボンド材
8と電極3との間にダイボンド材8より高い電位に印加
された金属メッキ領域6が形成されているため、ダイボ
ンド材8と金属メッキ領域6との間には、ダイボンド材
8と電極3との間の電界と逆方向の電界が発生し、この
結果、正イオンであるAgイオンの移動を防止すること
が可能となり、この結果、ダイボンド材8と電極3との
間に金属Agが線状に形成されて発生する短絡を防止す
ることが可能となる。従って、従来のような高価なAu
Sn等のダイボンド材に代えて、安価なAgエポキシ樹
脂等の使用が可能となり、製造コストの低減を図ること
ができる。
【0014】実施の形態2.図3、4に、本発明の第2
の実施の形態にかかる半導体集積回路装置の上面図、お
よび図3のB−B’における断面図を示す。図中、図
5、6と同一符号は、同一または相当箇所を、9は導電
性のイオン注入領域を示す。本実施の形態では、上記実
施の形態1で形成した金属メッキ領域6の代わりに、同
様の領域に導電性のイオン注入領域9を形成している。
かかるイオン注入領域9は、ワイヤ5によりリード4に
接続され、Agを含有する導電性のダイボンド材8の電
位(通常、グラウンド電位)より高い電位に印加されて
いる。
【0015】このように、本実施の形態でも、上記実施
の形態1と同様に、ダイボンド材8と電極3との間に、
ダイボンド材8より高い電位に印加されたイオン注入領
域9が形成されているため、ダイボンド材8とイオン注
入領域9との間に、ダイボンド材8と電極3との間の電
界と逆方向の電界が発生し、この結果、正イオンである
Agイオンの移動を防止することが可能となる。この結
果、ダイボンド材8と電極3との間に金属Agが線状に
形成されて発生する短絡を防止することが可能となる。
【0016】尚、実施の形態1および2は、プラスチッ
クパッケージの他、セラミックパッケージ等の気密性が
十分でないパッケージ等についても適用することが可能
である。また、チップ2として、GaAsの他に、シリ
コン、またはセラミック等の絶縁体等を用いた場合にも
上記実施の形態1および2を適用することが可能であ
る。
【0017】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
では、Agを含有する導電性のダイボンド材と電極との
間のチップ上に、ダイボンド材より高い電位に印加され
た金属メッキ領域またはイオン注入領域からなる導電部
が形成されているため、ダイボンド材と導電部との間
に、ダイボンド材と電極との間の電界と逆方向の電界が
発生し、この結果、ダイボンド材から電極へのAgイオ
ンのマイグレーションを防止することが可能となる。こ
の結果、ダイボンド材と電極との間に金属Agが線状に
形成されて発生する短絡現象を防止することが可能とな
る。従って、従来のような高価なAuSn等のダイボン
ド材に代えて、安価なAgエポキシ樹脂等の使用が可能
となり、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施の形態1にかかる半導体
集積回路装置の上面図である。
【図2】 図1のA−A’における断面図である。
【図3】 本発明の第1の実施の形態2にかかる半導体
集積回路装置の上面図である。
【図4】 図3のB−B’における断面図である。
【図5】 従来の半導体集積回路装置の上面図である。
【図6】 図5のC−C’における断面図である。
【符号の説明】
1 ダイパッド部、2 チップ、3 電極、4 リー
ド、5 ワイヤ、6 金属メッキ領域、7 モールド樹
脂、8 ダイボンド材、9 イオン注入領域。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージに設けられたダイパッド上
    に、Agを含有する導電性ダイボンド材を介してチップ
    が搭載され、該チップ上に設けられた電極に、上記ダイ
    ボンド材の電位より低い電位が印加される半導体集積回
    路素子であって、 上記電極と上記ダイボンド材との間のマイグレーション
    最短経路を遮断するように、上記ダイボンド材の電位よ
    り高い電位が印加された導電部を上記チップ上に設ける
    ことを特徴とする半導体集積回路。
  2. 【請求項2】 上記半導体集積回路が、 パッケージに設けられたダイパッド上に、グラウンド電
    位に接続されたAgを含有する導電性ダイボンド材を介
    してチップが搭載され、 上記チップ上に、該チップを貫通するバイアホールによ
    り上記導電性ダイボンド材と電気的に接続されたグラウ
    ンド電位領域と、グラウンド電位より低い電位が印加さ
    れる電極が形成された半導体集積回路素子であることを
    特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 上記導電部が、マイグレーション経路を
    遮断するように、上記電極を囲んで設けられることを特
    徴とする請求項1または2のいずれかに記載の半導体集
    積回路。
  4. 【請求項4】 上記導電部が、上記チップの表面上に堆
    積された金属領域からなることを特徴とする請求項1〜
    3のいずれかに記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 上記導電部が、上記チップの表面上に設
    けたイオン注入領域からなることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれかに記載の半導体集積回路。
JP9182180A 1997-07-08 1997-07-08 半導体集積回路 Pending JPH1126479A (ja)

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