铜系线材及半导体器件的制作方法

文档序号:35065861发布日期:2023-08-09 05:19阅读:180来源:国知局

本发明涉及铜系线材及半导体器件。


背景技术:

1、在半导体器件中,键合线(bonding wire)是将半导体芯片与电极电连接的线状的部件。通常,键合线使用超声波接合而被接合于半导体芯片。

2、若键合线较硬,则在将键合线按压于半导体芯片时对半导体芯片施加的负荷变大,产生半导体芯片破损的问题。此外,近年来,开发了对高输出化、大电流化做出贡献的下一代功率半导体芯片(sic、gan等),但半导体芯片自身较脆,而且由于伴随小型化的半导体芯片的薄膜化,对耐久性的要求变得更加严格。

3、例如,专利文献1中记载了能够抑制向绕线筒卷绕及从绕线筒送出时的不均匀变形的太阳能电池用引线,太阳能电池用引线的0.2%屈服强度比较低。但是,在专利文献1中,没有提及太阳能电池用引线的杨氏模量,不清楚对通过楔形键合将太阳能电池用引线超声波接合于半导体芯片时的冲击是否耐久。

4、另外,专利文献2中记载了能抑制球形键合时形成的缩孔、此外还能够应对键合线间的窄间距化的钯被覆铜键合线。但是,在专利文献2中,没有提及钯被覆铜键合线的杨氏模量及0.2%屈服强度,不清楚对通过楔形键合将钯被覆铜键合线超声波接合于半导体芯片时的冲击是否耐久。此外,对于高输出化、大电流化的要求,钯被覆铜键合线的最终线直径过细,因此有不能流过充分的电流的问题。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1:日本特开2013-102054号公报

8、专利文献2:国际公开第2020/183748号


技术实现思路

1、发明所要解决的课题

2、本发明的一个目的是提供一种即使按压于半导体芯片时负载也小、冲击耐久性优异的软的铜系线材及具备铜系线材作为键合线的半导体器件。

3、用于解决课题的手段

4、[1]一种铜系线材,其是由铜或铜合金构成的铜系线材,在前述铜系线材的与长度方向垂直的横截面中,平均晶体粒径为20μm以上150μm以下,且晶体取向<111>的集聚率为40%以下,前述铜系线材的杨氏模量为80gpa以上120gpa以下、0.2%屈服强度为20mpa以上90mpa以下。

5、[2]上述[1]所述的铜系线材,其中,在前述横截面中,晶体取向<100>的集聚率及晶体取向<110>的集聚率的合计集聚率为15%以上40%以下。

6、[3]上述[1]或[2]所述的铜系线材,其中,在前述横截面中,双晶晶界的长度lt相对相邻的晶体的取向差为15度以上的晶界的长度lb之比(lt/lb)为0.7以上1.0以下。

7、[4]上述[1]~[3]中任一项所述的铜系线材,其中,前述铜系线材为圆线或带状线。

8、[5]上述[1]~[4]中任一项所述的铜系线材,其中,前述铜系线材由无氧铜构成。

9、[6]上述[1]~[5]中任一项所述的铜系线材,其中,前述铜系线材具有被覆外周面的钯被覆层。

10、[7]一种半导体器件,其具备半导体芯片和接合于前述半导体芯片的键合线,前述键合线由铜或铜合金构成,在设置于前述半导体芯片的上部的电极与前述键合线的接合部中的、垂直于前述键合线的长度方向的前述键合线的横截面中,平均晶体粒径为10μm以上100μm以下,且晶体取向<111>的集聚率为40%以下。

11、[8]上述[7]所述的半导体器件,其中,在前述横截面中,晶体取向<100>的集聚率及晶体取向<110>的集聚率的合计集聚率为15%以上40%以下。

12、[9]上述[7]或[8]所述的半导体器件,其中,在前述横截面中,双晶晶界的长度lt相对相邻的晶体的取向差为15度以上的晶界的长度lb之比(lt/lb)为0.7以上1.0以下。

13、[10]上述[7]~[9]中任一项所述的半导体器件,其中,前述键合线由无氧铜构成。

14、[11]上述[7]~[10]中任一项所述的半导体器件,其中,前述键合线具有被覆外周面的钯被覆层。



技术特征:

1.一种铜系线材,其是由铜或铜合金构成的铜系线材,

2.如权利要求1所述的铜系线材,其中,在所述横截面中,晶体取向<100>的集聚率及晶体取向<110>的集聚率的合计集聚率为15%以上40%以下。

3.如权利要求1或2所述的铜系线材,其中,在所述横截面中,双晶晶界的长度lt相对相邻的晶体的取向差为15度以上的晶界的长度lb之比(lt/lb)为0.7以上1.0以下。

4.如权利要求1~3中任一项所述的铜系线材,其中,所述铜系线材是圆线或带状线。

5.如权利要求1~4中任一项所述的铜系线材,其中,所述铜系线材由无氧铜构成。

6.如权利要求1~5中任一项所述的铜系线材,其中,所述铜系线材具有被覆外周面的钯被覆层。

7.一种半导体器件,其具备半导体芯片和接合于所述半导体芯片的键合线,

8.如权利要求7所述的半导体器件,其中,在所述横截面中,晶体取向<100>的集聚率及晶体取向<110>的集聚率的合计集聚率为15%以上40%以下。

9.如权利要求7或8所述的半导体器件,其中,在所述横截面中,双晶晶界的长度lt相对相邻的晶体的取向差为15度以上的晶界的长度lb之比(lt/lb)为0.7以上1.0以下。

10.如权利要求7~9中任一项所述的半导体器件,其中,所述键合线由无氧铜构成。

11.如权利要求7~10中任一项所述的半导体器件,其中,所述键合线具有被覆外周面的钯被覆层。


技术总结
铜系线材由铜或铜合金构成,在前述铜系线材的与长度方向垂直的横截面中,平均晶体粒径为20μm以上150μm以下,且晶体取向<111>的集聚率为40%以下,铜系线材的杨氏模量为80GPa以上120GPa以下、0.2%屈服强度为20MPa以上90MPa以下。

技术研发人员:关谷茂树,长谷川胜政,北河秀一,三原邦照,金子秀雄,高泽司
受保护的技术使用者:古河电气工业株式会社
技术研发日:
技术公布日:2024/1/14
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