JPS6012744A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6012744A
JPS6012744A JP58118140A JP11814083A JPS6012744A JP S6012744 A JPS6012744 A JP S6012744A JP 58118140 A JP58118140 A JP 58118140A JP 11814083 A JP11814083 A JP 11814083A JP S6012744 A JPS6012744 A JP S6012744A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体装置に係る。特に、半導体素子の表面
を部分的にα＃！ｊ！遮蔽用樹脂で被覆してα、ＩＩ遮
蔽用樹脂層を形成するとともに、グラスチック又はセラ
ミックパッケージで封止して成る半導体装置に関する。
〔発明の背景〕
従来のこの種のものにおいて、例えばプラスチック又は
セラミックパッケージがウラン（Ｕ）　やトリウム（Ｔ
ｈ）のようなα線源を含む場合など、該α線源から放出
されるα線から半導体素子を保護するため、素子表面に
α線遮蔽樹脂を形成することが考えられている。例えば
ダイナミックＭＯ８゜ＲＡＭ　、　ＣＯＤ等の半導体装
置を製作するにあたっては、上記の如き七ラミックパッ
ケージ中に含まれるα線源によって素子表面のメモリセ
ル等のアクティブ領域が誤動作（ソフトエラー）するの
を防止するため、素子表面に４？リイミド樹脂などから
成るα線遮蔽樹脂を設けることが提案されている。
しかしこの技術に・５つでは、ポリイミドの、種類によ
り、セラミツクツ９ツケージをガラス封止する際の熱処
理でα線Ａ　（ＩＱ用樹脂層が分解することがあり、そ
の場合汁ｒ％；Ｙスの圧力で封止７ゲラス層が外方へ押
出されるため、匍止しろが減少し゛Ｃ気幣不良を起こす
という問題がある。一方、これを防ぐためにポリイミド
樹脂の耐熱性をよくすると、素子表面との接着性が低下
するという問題が生ずる。
このように、この種のα線遮蔽用ポリイミド樹脂層形成
技術にｂつでは、従来のポリイミド樹脂において相反す
る要請であった耐熱性と接着性とを両立させることが、
重安な課題として提起されているものである。
〔発明の目的〕
本発明は上記の事渭を背景にしてなされたもので、その
目的は、上記従来技術の欠点をなくし、高耐熱性で、か
つ接着性にすぐれたポリイミド樹脂を開発してこれをα
線遮蔽用樹脂として用いることにより、高信頌度の半導
体装置を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置は、そのα線遮蔽用樹脂カニ、一般
式 で示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂であるこ
とを特徴とする。
本発明のこのポリイミド樹脂は、高耐熱性で、しかも接
着性にすぐれ又α線遮蔽効果もすぐれており上記目的を
満足するものである。
本発明は、次のような過程において達成された。
すなわち本発明者らは開発に当ｉｔって、まず本発明の
半導体装置を、セラミックパッケージ材に含有する不純
物から飛来するα粒子をポリイミド樹脂により減衰、吸
収させるものの開発として研究した。したがって、該樹
脂被覆膜はα粒を透過させない程度に厚い膜であること
が要求される。素子特性の変動をきたさない程度上する
ためには、この厚さは少なくとも１０μｍ以上であれば
よいが、好ましくは３０７曲以上であれば更によい。
一般にセラミツクツ臂ツゲージの封止工程は４００〜４
７０℃の高温中で行なわれるため、この１吏用温度に耐
える耐熱性が唆求されている。よってこの特性を満足す
る樹脂材料を鋭意開発・研究の結果、上記ポリイミド樹
脂すなわち １１１１ ０　０ で示される繰返し単位を有する樹脂が上記諸条件′ｆ：
満足することを見い出し、本発明の完成に至ったもので
ある。
以下従来例と、本発明で提供し得るｔ！ｌ脂と全対比し
て、本発明の（り１脂を用いた半導体装置がすぐれてい
ることにつき説明する。
従来のボリイミ１“樹脂では４６０’Ｃ前後から熱重量
減少が開始する。これに対し、本発明に用いたポリイミ
ド樹ｉ指では、一般に５４０℃前後から熱重量減少が開
始する。さらに耐熱性がすぐれ、６００℃におけるＭ計
残存率も８５％で最もすぐれている。
本発明に用いたポリイミド樹脂の定温加熱（４５０℃。
ω分）における重量減少率は、従来のポリイミド、例え
ば４．４′−ジアミノジフェニルニーチルとピロメリッ
ト酸二無水物の縮重合物やＰＩＱに比べてＡ〜％のもの
が（４？られ、すぐれた耐熱性を有することがわかる。
本発明に用いられるポリイミド樹脂としては、上記一般
式（すの繰返し単位を有するものとして、例えば４．４
′−ジアミノジフェニルニーテルト３゜３’　、　４．
４’−ビフェニル＋）ラカルゼン酸二無水物：４．４’
−ジアミノノフェニルエーテルおよびパラフェニレンジ
アミンと３．３’、４．４’−ビフェニルテトラカルビ
ン酸二無水物；　４　、４’−ノアミノ・ジフェニルエ
ーテルおよびメタフェニレンジ。
アミンと３．３’、４．４’−ビフェニルテトラカルビ
ン酸二無水物とを反応して得られる重合物か挙げられる
。好−ましくは４．４′−ジアミノジフェニルエーテル
と３　；　３’　、　４　、４’−ビフェニルテトラカ
ルビン酸二無水物：　４　、４’−シアミノジフェニル
エーテル（ＤＤＥと略ス）および・ぐラフエニレンジア
ミン（ＰＰＤＡと略す）　（ＤＤＫ　、＋１：’ＰＰＤ
Ａのモルチの範囲がｉｏｏ：ｏ〜４し′７５）と３　、
３’　、　４　、４’−ビフェニルテトラカルビン酸二
無水物とを縮重合して得られる重合物を挙げることがで
きる。
また不発ＩＪＪに用いられるポリイミド樹脂として、上
記一般式（１）および（２）の峰返し単位を有するもの
としては、例えば、４，４′−シアミノジフェニルｘ−
テ／Ｉ／　ト３　、３’　、　４　＋　４’−ビフェニ
ルテトラカルどン酸二無水物およびピロメリット酸二無
水物；４．４’−・シアミノジフェニルエーテルおよび
／４’ラフエニレンジアミン、！：３，３’、４．４’
−ビフェニルテトラカルビン酸二無水物およびピロメリ
ット酸二無水物とを縮重合して得られる重合物が挙げら
れる。
α線の影響を受けるのは半導体素子であるから本発明で
用いる半導体基板は少なくとも１個の素子を有するもの
である。ｔた、半導体基板のα線の影響を受ける部分は
その素子領域の部分であるから、α線の侵入を阻止する
ために設ける樹脂の被覆膜は少なくとも該素子の領域上
に存在しなければならない。なお、上記半導体基板は絶
縁層。
電極、配線層等がある場合は、これらを含むものとする
。
本発明の半導体装置は主としてモノリシック集積回路に
より構成されるものである。
セラミック封止ｆＪ、半導体技術分野で周知の技術であ
り、従来用いられているセラミック封止は、すべて用い
ることが出来る。これらのセラミックパッケージとして
は、例えばコーファイアートｆ”イッグ、サーディツプ
と呼ばれるものがある。これらのセラミックは通常アル
ミナ質セラミックを主成分としてお抄２さらにザーデイ
ツ型に対するセラミック間の接着には鋭ガラスを主成分
とするガラスが用いられる。
上記本発明の半導体装置は、少なくとも１個の素子を有
する半導体基板の少なくとも該素子の領域上を、ポリイ
ミド引詣で一般式（１）、または一般式（すおよび（２
）の繰返し単位を有するもので被覆する工程、および核
樹脂で被覆された半導体基板を七ラミック封止する工程
、′５Ｃ自む製造方法により容易に製造されることがで
きる。
〔発明の実施例〕 以下、本発明の実施例の内のいくつかについて。
具体的にｉｆ［するものとする。
実施例１ 第１図に従って説明する。本体がシリコン半導体からな
る６４　ＫビットＮＭＯＳダイナミックＲＡＭ（Ｒａｎ
ｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）５上に下記式で
示される繰返し単位を有するポリイミド樹脂（以下［ポ
リイミド樹Ｑｌ（１月と略す）の膜７を形成した。
（但し、該樹脂膜７の膜厚は恥μとした。また、この膜
７は、固形分１５　ｗｔ％、ワニス粘度１３０デアズ、
溶媒Ｎ−メチル−２−ピロリドンのポリイミド前駆体か
ら形成し、ポリイミド樹脂中のウラン、トリウムの含量
は、各々検出限界の０．０２　ｐｐｂ　、　０．０５　
ｐｐｂ以下であった。）このようなポリイミド樹脂膜７
を有する半導体装置は、以下の如くして？！造すること
ができる。
まず第１図に示すような、中央に凹所を有するセラミッ
クペースｌを用意し、該凹所を取り囲む周辺部上に低融
点ガラスなどからなる接着材Ｎ４２により多数のリード
３をデコアルインクイン形式で固着する。そして、ペー
スｌの中央凹所底面には低融点ガラス又は金ぺろう材な
どからなる接着材層４によりＩＣチップ５を固着する。
仁のＩＣチップ５は、その表面にα線照射により誤動作
する仁とのあるメモリセルの如きアクティブ領域が形成
されているものである。次にはンデングヮイヤ６により
チップ５上の電極とこれに対応するリードとを電気接続
して所要の電気配線を施した後、Ｉリイミド樹脂（Ｉ）
の上記した前駆体ワニスをポラティイブによりチップ５
の表面に被覆し、２００℃４０分、３５０℃ω分、４５
０℃刀分の熱処理を行なった。
樹脂膜厚は約圓μｍである。熱処理は窒素ガスなどの不
活性ガスもしくは１〜５％水素ガス含有不活性ガス（例
えば窒素ガス）中で行う空が好ましい。この後、低融点
ガラスからなる封止用ガラス８を介してペース１上にセ
ラミックキャッグ９を重ね合せ、その接合部をガラス層
８で溶着封止する。この時の熱処理を４５０℃近辺の温
度で行なっても、α線じゃへい用樹脂Ｒ７を構成する樹
脂が熱分解しにくいので、ガラスｒｆ４８が外方へ押出
される仁とはほとんどない。また本樹脂（夏）膜は接着
性が良好で、はがれは生じなかった。なお、セラミック
・ぐツケージ（サーディツプ）に封止した装置のソフト
エラー発生頻度を調べた結果、本素子では０．００１％
／１．０００時間以下であった。本樹１１Ｆｒを形成し
ない場合でのソフトエラー発生率が約０．０９ｆ／１ｏ
ｏｏ時間であるのに比すると、格段の効果があることが
わかる。かつ本素子のせラミック・９ツヶ−ソの気密性
は良好であり、気密不良の発生率は大幅に低減され、装
置の信頼性は大幅に向上さｉする。
実施例２〜１０ 次表に示すように、実楕例２〜ＩＯで用いるポリイミド
樹脂を変えた以外は実施例１に述べたものと同様の夷＠
をｔｉ４　ＫＮＭＯＳダイナミックＩｔＡＭで行い、実
施例１と同様な結果を得た。その結果を同表に示してお
く。
次に本発明の実施例との比較のだめの、比較例について
述べる。
比較例１，２ 表に示すような、Ｊ？　リイミド樹脂を用い、実施例１
に述べたものと同様の実験を４５４　ＫＮＭＯＳダイナ
ミックＲＡＭで行い、同表で示すような結果を得た。
（なお、比較例２に示すＰＩＱとは、市販のポリイミド
前躯体ワニスの商品名である）。同表の比較例に示すよ
うなポリイミド樹脂を用いると、その耐熱性が４８０’
Ｃと低いにも拘らずセラミックパツケーノを低融点ガラ
スを介して４５０°゛Ｃ近辺の温度で封止するので、α
線じゃへい用樹脂層７′（第２図参照）を構成する樹脂
が熱分解して分解ガスが発生シ、・臂ツケージ内のガス
圧力が高まり、それによって第２図に示す如くガラス層
８′は外方へ押出される。このため、封止しろが減少し
て気密不良が生じやすい。なお第２図はこの比較例説明
のだめの図であるが、第１図と対応する符号を付しであ
る。
このような比較例に対し、本発明の各実施例は、上述の
如＜　ｒ！％処理を４５　（１℃近辺で行なっても、樹
脂が熱分解しにくいので、ガラス層８は外方へ押出され
ることがほとんどなく、比較例のような問題は生じない
。このように本発明の各実施例においては、従来のポリ
イミド樹脂より高性能の本発明の高耐熱性）」？リイミ
ド明脂をα線じゃへい用樹脂に用いることにより、大音
ｌ　（１６Ｋビット以上）ダイナミックＲＡＭの高品質
化、高歩留化を計ることがＣきる。具体的にはセンミッ
クパッヶーノの封止寸法幅が保持されるので、気密不良
の発生率が大幅に低減され、装置の信頼性は大幅に向上
する。仁のような半導体装置の適用製品としては、例え
ばＩＫビット以上の集積度を有するパイ２１？−ラ型半
導体メモリ素子、Ｊ６にピット以上の集積度を有するＭ
Ｏ３型半導体素子などが挙げられる。
〔発明の効果〕
上述の如く、本発明によれば、高耐熱性でかつ接着性に
すぐれたポリイミド樹脂を用いてこれをα線遮蔽用樹脂
として用いたので、信頼性のきわめて高い半導体装置を
得ることができるものでらる。
なお、当然のことではあるが１本発明は上記具、体的に
示した構造の樹脂材料を用いる場合に限定されるもので
はない。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の一実施例による半導体装置の製造工
程を示すだめの断面図である。第２図は、比較例につい
て説明するだめの断面図である。 １　、１’・・・セラミックベース、２，４．２’、４
’・・・接着剤層、３．３’・・・リード、５．５′・
・・ＩＣチップ、６．６′・・・ビンディングワイヤ、
　７　、７’・・・α線遮蔽用樹脂、８．８’・・・ガ
ラス封止層、９．９’・・・セラミックキャップ。 代理人　弁理士　秋　本　正　実 第１図 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、半導体素子の表面を部分的にα線遮蔽用樹脂で被覆
    してα線遮蔽用樹脂）鍔を形成するとともに、プラスチ
    ック又はセラミック７４ツケーソで封＋）−して成る半
    導体装置において、α糊遮蔽用明哨が、一般式 ％式％ で示される繰返し単位を有する。Ｉｆ　ＩＪイミド９明
    詣であることを特徴とする半導体装置。 ２、　ポリイミド樹脂が、４　、４’−ノアミノノフェ
    ニルエーテルト３．３’、４．４’−ビフェニルテトラ
    カルボン酸二無水物、４．４′−ジアミノノフェニルエ
    ーテル、！＝３．３’、４．４’−ビフェニルテトラカ
    ルはン酸二無水物およびピロメリット酸二無水物、４．
    ４’−ノアミノソノエニルエーテルおヨヒノやラフエニ
    レンジアミン、！＝３．３’、４．４’−ビフェニルテ
    トラカル、＋ｆン酸二無水物とを縮重合して得られる爪
    金物であること全％徴とする／ｉＩ許請求の範囲第１項
    記載の半導体装置。
JP58118140A 1983-07-01 1983-07-01 半導体装置 Granted JPS6012744A (ja)

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JP58118140A JPS6012744A (ja) 1983-07-01 1983-07-01 半導体装置
EP84107471A EP0130571B1 (en) 1983-07-01 1984-06-28 A semiconductor device comprising an alpha-rays shielding layer
DE8484107471T DE3474885D1 (en) 1983-07-01 1984-06-28 A semiconductor device comprising an alpha-rays shielding layer
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US06/625,968 US4736012A (en) 1983-07-01 1984-06-29 Semiconductor device

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JPH0131699B2 JPH0131699B2 (ja) 1989-06-27

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EP (1) EP0130571B1 (ja)
JP (1) JPS6012744A (ja)
KR (1) KR890004547B1 (ja)
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