[其他]半導體器件

無效

• 申請號: 87107402
• 申請日: 1987-12-12
• 公開（公告）號: CN87107402A
• 公開（公告）日: 1988-06-22
• 發明（設計）人: 薄田修
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L29/40
• 分類號: H01L29/40;H01L23/54;H01L21/28
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 王以平

本發明涉及一種將銅引線作為焊接引線的半導體器件，更具體地說，本發明涉及半導體器件電極壓焊區的結構方面的改進。

迄今為止，在半導體器件中，銅或銅合金被用作焊接引線，而鋁或鋁合金被用作電極壓焊區，也稱之為焊接電極。圖1為一仍需要焊接引線的普通半導體器件的剖面圖。圖2為已焊接上引線的這種半導體器件的剖面圖。在這些圖中，標號11表示引線框架。半導體元件13用引線框架上的導電膠12（如銀漿）粘接在引線框架上。在半導體元件13上的預定位置處形成絕緣膜。在該半導體元件未被絕緣膜復蓋住的那些部位上形成由一層鋁或鋁合金構成的電極壓焊區。如圖2所示，把銅焊接引線16焊接在電極壓焊區15上。由于將硬焊接引線壓焊到電極壓焊區上的壓力使電極壓焊區發生變形，從而使該焊接引線通過電極壓焊區與半導體元件13接觸（如圖2所示）。引線與元件的直接接觸會改變焊接部位的電學特性，并致命地改變暴露于高溫下的半導體器件的電學特性，致使器件不能正常工作。由于硬導線直接壓在半導體元件13上，致使元件13變形。溫度變化，也就是溫度循環，引起半導體元件發生龜裂，這是由于半導體元件與引線的熱膨脹系數不同所造成的。在制作圖形的工藝過程中，電極壓焊區比其它部分都容易被腐蝕，從而把半導體元件暴露出來。因此，該半導體器件在使用時容易發生故障。

據此，本發明的一個目的是提供一種防止引線在引線壓焊工藝中直接與半導體器件接觸的半導體器件。

本發明還有一個目的是提供一種不損傷電極壓焊區、不對半導體元件產生有害影響的半導體器件。

為了達到上述目的，根據本發明提供了一種半導體器件，這種半導體器件包括一個半導體元件、形成在該元件上的電極壓焊區以及焊接在該電極壓焊區上并將其與外引線連接起來的銅引線。電極壓焊區實質上由第一金屬層、第二金屬層和第三金屬層構成。第一金屬層形成在半導體元件上并與該元件形成歐姆接觸，對半導體元件的功能不發生有害的影響。第二金屬層形成在第一金屬層上，其硬度能承受得起引線壓焊工序中的壓力。第三金屬層形成在第二金屬層之上，且具有焊接銅引線用的成分。

如上所述，本發明使用三層結構的電極壓焊區，而壓焊區的第二金屬層是由硬金屬構成的，很難被損壞。因此，即使電極壓焊區的第三金屬層在引線壓焊工序中被損壞了，第二金屬層也仍未損壞。所以，電極壓焊不直接與半導體元件接觸。這樣就設有改變焊接部位的電學特性。甚至在高溫下，該半導體元件的電學性能也不發生變化。由于第二金屬層的形狀未被損壞，所以，半導體元件就沒有變形，也不會產生具有導致元件在溫度變化期間發生龜裂的應力。此外，即使電極壓焊區的第三金屬層被腐蝕了，第二金屬層也未被腐蝕，腐蝕就不會推進到半導體元件的表面。因此，半導體元件在使用時不發生故障。

圖1為一待焊接引線的普通半導體器件的剖面圖;

圖2為已焊接上引線的上述半導體器件的剖面圖;

圖3為本發明的待焊接引線的半導體器件的剖面圖;

圖4為已焊接上引線的本發明半導體器件的剖面圖。

下面參考附圖詳細描述本發明的最佳實施例。在本發明的該實施中，圖1、圖2中的相同的標號表示半導體器件的相同部分。在圖3和圖4所示的半導體器件中，用導電膠12將半導體元件13粘接在引線框架11上。在半導體元件上的預定部位形成絕緣膜14。本發明的電極壓焊區21是在半導體元件上未制備絕緣膜的地方形成的。電極壓焊區21基本上由三層結構的金屬層構成。第一金屬層形成在半導體元件上與該元件形成歐姆接觸，并對半導體元件的功能不產生有害的影響。所謂對半導體元件的功能不產生有害影響指的是不因為金屬層中的合金元素或雜質侵入半導體元件而降低其電學性能。第一金屬層18采用的是鋁、鋁合金、金和金合金構成的一組金屬中選出的一種。鋁合金最好至少包含60%重量比的鋁。金合金最好至少包含60%重量比的金。由鋁或鋁合金制成的第一金屬層的最佳厚度是0.1-2.0微米。由金或金合金制成的第一金屬層的最佳厚度是0.2-2.0微米。如上決定第一金屬層最佳厚度的理由是因為：如果第一金屬層太薄，第二金屬層中的金屬就會擴散到半導體元件中導致歐姆接觸的破壞，如果第一金屬層太厚，那么在第一金屬層上的第二金屬層就容易變形。