JPS63199445A - Ｄｈｄ封止用半導体ペレツト - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＤＨＤ　（ダブル・ヒートシンク・ダイオード
）封止用半導体ペレットに関し、特に順方向通電状態で
起こる耐圧劣化を防止するバンブ構造を有する半導体ペ
レットに関する。

〔従来の技術〕

従来、ＤＨＤは、第５図に示すように、一対のスラグリ
ード１１．１１で半導体ペレット１ｏを圧接挾持して半
導体ペレット１０に形成した銀バンプや蒸着電極を各ス
ラグリード１１．１１に電気接続し、これをガラスバル
ブ１２で封止した構成となっている。

前記半導体ペレットは、第６図に示すように、　　　　
　　　□例えばＮ型シリコン基板１上に酸化膜２を形成
するとともに、これにフォトレジストを用いて選択的に
窓を開け、シリコン基板１にＰ型頭域３を拡散した後、
表裏面に夫々蒸着電極４ａ、４ｂを蒸着形成している。

そして、表面側の蒸着電極４ａ上には主としてメッキ法
等により所要厚さに銀層を成長させ、これで銀バンプ５
を形成している。

このため、半導体ペレット１０は、蒸着電極４ｂ及び銀
バンプ５が夫々前記スラグリード１１゜１１に電気接続
された状態で封止されることになる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来のＤＨＤ封止用半導体ペレットでは、半導
体ペレット１０を前記したガラスバルブ１２内に封入す
ると、この封入時の温度が約６５０℃と高いためにガラ
スバルブ１２に含まれている約５％のアルカリ　（Ｎａ
、Ｋ）が第７図（ａ）に示すように、これらのアルカリ
イオンが酸化膜２中に取り込まれ、プラスイオンとして
作用することになる。

一方、前記銀バンプ５は主としてＰＮ接合の順方向特性
を利用してメッキされているが、このとき高さ方向に対
して約９０％の割合で横方向に成長される。このため、
銀バンプ５の周辺部分が酸化膜２上にかかり、この部分
においてＭＯ３構造が構成される。

したがって、この半導体ペレット（ダイオード）１０に
対して順方向通電を行うと、第７図（ｂ）に示すように
、接合近傍では銀バンブ５がプラス極にバイアスされる
ため、銀バンプ５下部の酸化膜２中のプラスイオンは、
半導体基板１との界面に移動される。そして、Ｎ型シリ
コン基板１中でば、これに対応してマイナス電子が集ま
ってくるため、見掛は上Ｎ゛となり、酸化膜２近くの空
乏Ｎ６の広がりが制限される。

このため、順方向通電を止め、接合に逆バイアスをかけ
ると、空乏層６の広がりが制限された部分に電界集中が
起こり、その降伏特性は第８図に実線で示すように初期
の耐圧（破線）よりも劣化するという問題が生じる。

本発明は耐圧の劣化を防止したＤＨＤ封止用半導体ペレ
ットを提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によるＤＨＤ封止用半導体ペレットは、半導体基
板の酸化膜に開設した窓を通して半導体基板に電気的に
接続させる銀バンブを、この酸化膜の窓内にのみ存在す
るように形成し、銀バンプが酸化膜と重なってこの部分
にＭＯ５構造が構成されないように構成している。

この場合、銀バンプは窓よりも小さいのはもとより、酸
化膜と重ならない限り窓と同一寸法であってもよい。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の縦断面図であり、前記した
第６図と同一部分には同一符号を付しである。

この半導体ペレットは、Ｎ型シリコン基板１上に酸化膜
２を形成し、フォトレジストを用いて選択的に窓を開＆
ｊ、この窓を通して前記Ｎ型シリコン基板１の主面にＰ
型領域３を拡散した後、蒸着電極４ａ、４ｂを蒸着させ
た構造は、これまでの半導体ペレットと同じである。

そして、この後に前記蒸着電極４ａ上にメッキ法等によ
り銀層を形成して銀バンブ７を形成するが、この実施例
ではこの銀バンプ７の大きさは前記蒸着電極９ａ、即ち
前記酸化膜２の窓よりも小さい寸法となるように形成し
ている。換言すれば、恨バンプ７がその周辺部において
、前記酸化膜２に重ならないように形成している。

この構造を実現するためには、例えば蒸着電極４ａ、４
ｂを茅着した工程の後に、第１図に仮想線で示すように
改めてフォトレジスト８で全体をカバーしかつ酸化膜２
の窓よりも小さい寸法の窓を開け、これをマスクとして
銀のメッキを行う方法が採用できる。

このようにして構成された半導体ペレットによれば、そ
の接合近傍の様子を第２図（ａ＞に示すように、ガラス
封止時にアルカリイオンが酸化膜２中に取り込まれる点
はこれまでと同じである。

しかしながら、この半導体ペレットに対して順方向通電
を実施したときには、第２図（ｂ）に示すように、銀バ
ンブ７がプラス極にバイアスされるが、その周辺部にＭ
Ｏ３構造が構成されていないため、酸化膜２には電界が
かからず、プラスイオンが移動されることはない。この
ため、酸化膜２とＮ型シリコン基板■の界面近くの空乏
層６０幅が制限されることがない。したがって、順方向
通電後の降伏特性は、第３図に示すように、初期からの
劣化が生じることはない。

ここで、本発明は第４図の構成とすることも可能である
。

即ち、第１図と同一部分には同一符号を付して詳細な説
明を省略するが、この構成では銀バンプ９を第４図に示
すように蒸着電極４ａ、即ち酸化膜２の窓と同じ寸法に
形成している。

この構成によっても、銀バンプ９の周辺において酸化膜
２上への重なりが存在しないため、酸化膜２中に取り込
まれたアルカリイオンの移動が生ぜず、耐圧の劣化を防
止できる等前記実施例と同等の効果が得られる。

なお、この構成では酸化膜２の窓を開設した際のフォト
レジストをそのまま利用して蒸着電極４ａ及び銀バンプ
９を形成することが可能であり、工程の簡略化を達成す
ることもできる。

ここで、前記各実施例では、Ｎ型シリコン基板を用いた
ときの順方向通電時の耐圧劣化防止について述べたが、
Ｐ型シリコン基板を用いた場合は、逆バイアス試験時の
耐圧劣化をも防止することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、半導体基板に電気的に接
続させる銀バンプを、酸化膜の窓内にのみ存在するよう
に形成し、銀バンプが酸化膜と重なってこの部分にＭＯ
３構造が構成されないように構成しているので、酸化膜
中に取り込まれたイオンが順方向通電時に移動されるこ
とはなく、空乏層の広がりの制限を無くし、この通電時
における耐圧の劣化を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体ペレットの一実施例の縦断面図
、第２図（ａ）はその接合近傍の拡大断面図、第２図（
ｂ）は順方向通電時のイオン状態を説明するための断面
図、第３図は耐圧特性を示す特性図、第４図は他の実施
例の要部の拡大断面図、第５図は一般的なりＨＤの全体
断面図、第６図は従来の半導体ペレットの縦断面図、第
７図（ａ）はその接合近傍の拡大断面図、第７図（ｂ）
は従来の順方向通電時のイオン状態を説明するだめの断
面図、第８図は従来における耐圧の劣化を説明する特性
図である。 ■・・・Ｎ型シリコン基板、２・・・酸化膜、３・・・
Ｐ型拡散層、４ａ、４ｂ・・・蒸着電極、５・・・銀バ
ンプ（従来）、６・・・空乏層、７・・・銀バンプ（本
発明）、８・・・フォトレジスト、９・・・銀バンプ（
本発明）、１０・・・半導体ペレット、１１・・・スラ
グリード、１２・・・ガラスバルブ。 第６図 （ａ） 第８図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）少なくとも半導体基板の酸化膜に開設した窓を通
   して電気的な接続を行う銀バンプを有し、かつ一対のス
   ラグリードに接触された状態でガラス封止されるＤＨＤ
   封止用半導体ペレットにおいて、前記銀バンプを前記酸
   化膜の窓内にのみ形成し、銀バンプが酸化膜と重ならな
   いように構成したことを特徴とするＤＨＤ封止用半導体
   ペレット。
2. （２）銀バンプを酸化膜の窓と同じ寸法に構成した特許
   請求の範囲第１項記載のＤＨＤ封止用半導体ペレット。