半导体装置用接合线的制作方法

文档序号:25739090发布日期:2021-07-06 18:49阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种半导体装置用接合线,其特征在于,具有cu合金芯材和形成于所述cu合金芯材的表面的pd被覆层,

所述接合线包含赋予高温环境下的连接可靠性的元素,

在对与所述接合线的线轴垂直的方向的芯材截面测定晶体取向所得到的结果中,线轴方向的晶体取向之中相对于线轴方向角度差为15度以下的晶体取向<100>的取向比率为30%以上,

与所述接合线的线轴垂直的方向的芯材截面的平均结晶粒径为0.9μm以上且1.5μm以下。

2.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

赋予高温环境下的连接可靠性的元素选自元素ma、mb和mc,

元素ma选自ni、zn、rh、in、ir、pt之中的至少1种元素,

元素mb选自ga、ge之中的至少1种元素,

元素mc选自as、te、sn、sb、bi、se之中的至少1种元素。

3.根据权利要求2所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素ma的浓度总计为0.011质量%以上且2质量%以下。

4.根据权利要求3所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素ma的浓度总计为0.030质量%以上。

5.根据权利要求3所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素ma的浓度总计为0.050质量%以上。

6.根据权利要求3所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素ma的浓度总计为0.070质量%以上。

7.根据权利要求3所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素ma的浓度总计为0.10质量%以上。

8.根据权利要求2所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mb的浓度总计为0.011质量%以上且1.5质量%以下。

9.根据权利要求8所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mb的浓度总计为0.030质量%以上。

10.根据权利要求8所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mb的浓度总计为0.050质量%以上。

11.根据权利要求8所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mb的浓度总计为0.070质量%以上。

12.根据权利要求8所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mb的浓度总计为0.10质量%以上。

13.根据权利要求2所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mc的浓度合计为0.1质量ppm以上且100质量ppm以下,sn≤10质量ppm,sb≤10质量ppm,bi≤1质量ppm。

14.根据权利要求13所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mc的浓度总计为1质量ppm以上。

15.根据权利要求13所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mc的浓度总计为2质量ppm以上。

16.根据权利要求13所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素mc的浓度总计为3质量ppm以上。

17.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

用下述(1)式定义的耐力比为1.1以上且1.6以下,

耐力比=最大耐力/0.2%耐力(1)。

18.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述pd被覆层的厚度为0.015μm以上且0.150μm以下。

19.根据权利要求18所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述pd被覆层的厚度为0.02μm以上。

20.根据权利要求18所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述pd被覆层的厚度为0.03μm以上。

21.根据权利要求18所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述pd被覆层的厚度为0.100μm以下。

22.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

在所述pd被覆层上还具有包含au和pd的合金表皮层。

23.根据权利要求22所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述包含au和pd的合金表皮层的厚度为0.050μm以下。

24.根据权利要求22所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述包含au和pd的合金表皮层的厚度为0.001μm以上。

25.根据权利要求22所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述包含au和pd的合金表皮层的厚度为0.002μm以上。

26.根据权利要求22所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述包含au和pd的合金表皮层的厚度为0.030μm以下。

27.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

所述接合线还包含选自b、p、mg、ca、la之中的至少1种元素,相对于线整体,所述元素的浓度分别为1质量ppm以上且200质量ppm以下。

28.根据权利要求27所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

相对于线整体,所述元素的浓度分别为5质量ppm以上。

29.根据权利要求1所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

在所述接合线的最表面存在cu。

30.根据权利要求1~29的任一项所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

cu合金芯材含有总计为0.1质量%以上且3.0质量%以下的元素周期表第10族的金属元素,线最表面的cu浓度为1原子%以上。

31.根据权利要求30所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

cu合金芯材中的元素周期表第10族的金属元素的浓度总计为0.5质量%以上。

32.根据权利要求30所述的半导体装置用接合线,其特征在于,

cu合金芯材含有ni作为元素周期表第10族的金属元素。


技术总结
一种半导体装置用接合线,具有Cu合金芯材和形成于其表面的Pd被覆层,可谋求高温下的球接合部的接合可靠性的提高和耐力比(=最大耐力/0.2%耐力)为1.1~1.6。通过在线中包含赋予高温环境下的连接可靠性的元素来提高在高温下的球接合部的接合可靠性,而且,在对与接合线的线轴垂直的方向的芯材截面测定晶体取向所得到的结果中,通过使线长度方向的晶体取向之中相对于线长度方向角度差为15度以下的晶体取向<100>的取向比率为30%以上,使与接合线的线轴垂直的方向的芯材截面的平均结晶粒径为0.9~1.5μm,从而使耐力比为1.6以下。

技术研发人员:山田隆;小田大造;榛原照男;大石良;斋藤和之;宇野智裕
受保护的技术使用者:日铁新材料股份有限公司;日铁化学材料株式会社
技术研发日:2016.05.19
技术公布日:2021.07.06
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