[发明专利]半导体元件的安装方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过将半导体元件的第二电极超声波接合于基板的第一电极来安装半导体元件的方法。

背景技术

在现有技术中，作为使用这样的超声波接合的半导体元件的安装方法，已知各种方法。在这样的现有的半导体元件的安装方法中，在将形成在半导体元件上的Au凸块(第二电极)按压在与基板的布线连接而形成的Au电极(第一电极)的状态下，对接触界面给予超声波振动，对Au凸块和Au电极进行金属接合(即，Au-Au接合)，通过上述这样的步骤，将半导体元件安装在基板上(例如，参照专利文献1或2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2000-68327号公报

专利文献2：JP特开2001-237270号公报

发明要解决的课题

近年来，针对内置有这样的将半导体元件安装在基板上而制造的元件安装完成基板的各种电子设备，成本削减的需求较高，在半导体元件的安装中，需要寻找用于成本削减的各种办法。

从材料成本的观点来看，基板中使用的Au电极的成本较高，如果能将该Au电极置换为价格更低的Cu电极，则能够实现成本削减。例如，在作为半导体元件将发光元件(LED芯片)的Au凸块与基板的Au电极进行超声波接合的方式中，将基板的Au电极置换为Cu电极，Au-Cu间的金属接合，能够保证与Au-Au间的金属接合同等的可靠性，能够保持接合可靠性而大幅削减成本。

本发明的发明者们，在进行在基板的Cu电极的表面形成的氧化膜的去除处理之后，在大气中进行去除了氧化膜后的状态的基板的Cu电极和半导体元件的Au凸块的超声波接合，并测定了接合后的抗切强度(shear strength)。但是，虽然在事前去除了Cu电极的氧化膜但还是没能得到足够的抗切强度。

发明内容

本发明的目的在于，解决上述问题，在将半导体元件的第二电极超声波接合于基板的第一电极的半导体元件的安装方法中，提供一种确保要求的接合强度，并作为至少包含铜在内的金属间的接合来实现第一电极和第二电极之间的金属接合的半导体元件的安装方法。

用于解决课题的方法

为了达成上述目的，本发明如以下构成。

根据本发明的第一方式，提供一种将半导体元件的第二电极超声波接合于载置在基板台上的基板的第一电极的半导体元件的安装方法，包括：接合辅助剂供给工序，向至少任意一方由铜形成的第一电极或第二电极上供给接合辅助剂；以及超声波接合工序，通过在将第二电极按压于第一电极的状态下给予超声波振动，来对第一电极和第二电极进行金属接合；在超声波接合工序中，至少在第一电极和第二电极进行金属接合为止的期间，至少在第一电极和第二电极之间的接合界面的周围存在接合辅助剂。

根据本发明的第二方式，提供一种第一方式记载的半导体元件的安装方法，其中，接合辅助剂具有还原性，在超声波接合工序中，在第一电极和第二电极进行金属接合时，第一电极和第二电极之间的接合界面局部被加热，利用该热，接合辅助剂引起还原反应。

根据本发明的第三方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，基板的第一电极由铜形成，在接合辅助剂供给工序中，向基板的第一电极上供给接合辅助剂。

根据本发明的第四方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，基板的第一电极由铜形成，半导体元件的第二电极由金形成，在超声波接合工序中，在由铜形成的第一电极和由金形成的第二电极之间的接合界面的周围存在接合辅助剂的状态下，进行第一电极和第二电极的金属接合。

根据本发明的第五方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，还包括接合辅助剂去除工序，该接合辅助剂去除工序，在超声波接合工序后去除残存在基板和半导体元件之间的接合辅助剂。

根据本发明的第六方式，提供一种第五方式记载的半导体元件的安装方法，其中，在接合辅助剂去除工序中，通过对残存在基板和半导体元件之间的接合辅助剂进行加热使其蒸发，来进行接合辅助剂的去除。

根据本发明的第七方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，还包括氧化膜去除工序，该氧化膜去除工序，在接合辅助剂供给工序前去除由铜形成的至少第一电极或第二电极中的任意一方的电极上的氧化膜。

根据本发明的第八方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，接合辅助剂具有OH基。

根据本发明的第九方式，提供一种第二方式记载的半导体元件的安装方法，其中，接合辅助剂的沸点为200℃以上。