[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

本申请是申请日为2013年3月1日、申请号为201310065893.3、发明名称为“半导体器件及其制造方法”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

2012年3月1日提交的日本专利申请No.2012-045115的公开，包括说明书、附图和摘要，通过引用整体合并于此。

技术领域

本发明涉及半导体器件，更特别地，涉及一种当应用到例如使用金属构件的树脂密封型半导体器件时有效的技术。

背景技术

汽车领域等中使用的半导体器件用在严酷使用环境下，从而要求它们与消费使用或工业使用的半导体器件相比具有远远更高的可靠性。在使用金属构件的树脂密封型半导体器件中，归因于树脂的湿气吸收和密封体(封装)中的热应力，产生密封树脂从金属构件(金属引线(lead)等)剥离。这种剥离成为在半导体元件与金属构件之间的结合处生成裂缝的原因，导致形成有缺陷的半导体器件。

作为用于稳固地结合金属构件和密封树脂的传统方法，通过镀敷(plating)或刻蚀进行金属构件的表面的粗糙化的方法是已知的。

例如，日本专利公开No.148508/1997(专利文献1)公开了涉及树脂密封型半导体器件的如下内容。通过在超过临界电流密度的电流密度下用Cu、CuNi、Zn、Ni等电镀基于Cu或基于Fe的引线框架来形成针状或树枝状粗糙化层。然后通过以下方式在所得粗糙化层上形成覆盖层：以不大于临界电流密度的电流密度用两个Cu和Zn层、CuZn、Cr、ZnCr、两个Ni和InZn层、NiP、或两个Ni和CuZn层对所得粗糙化层进行电镀。粗糙化层和覆盖层协作地贡献于引线框架与树脂之间的结合强度方面的改进以及可靠性(例如湿气耐受性、热冲击耐受性等)方面的改进。

日本专利公开No.2002-299538(专利文献2)公开了涉及一种引线框架以及使用所述引线框架的半导体封装的如下内容。待与密封树脂接触的引线框架的表面经历粗糙化镀敷，然后是用金属对镀敷了的引线框架上的导线键合所需的部分进行镀敷。

日本专利公开No.46116/1996(专利文献3)公开了涉及一种引线框架的如下内容。以下方法中的任一种用于形成待模制(mold)的引线框架的至少一部分表面上的粗糙化表面。方法之一是：在含水溶性还原剂(例如氯化铁或肼)的水溶液中刻蚀Cu或Ag。另一方法是：在10V或更大但不大于50V的电压和40A/dm²或更大但不大于200A/dm²的阳极电流密度的处理条件下用硝酸盐类电解质进行电解刻蚀。这种粗糙化表面的形成改进了引线框架与模制树脂之间的粘合。

专利文献1：日本专利公开No.148508/1997

专利文献2：日本专利公开No.2002-299538

专利文献3：日本专利公开No.46116/1996

发明内容

专利文献1或专利文献2中公开的表面粗糙化镀敷技术不能总是改进引线框架与镀敷膜之间的粘合，并且它依赖于表面粗糙化镀敷的材料。另一方面，在专利文献3公开的刻蚀诱导的表面粗糙化技术中，对于引线框架所使用的材料是有限制的，因此，并未改进金属构件(例如引线框架)与密封树脂之间的粘合。

从这里的描述和附图，其它问题和新颖特征将是清楚的。

根据一实施例的制造半导体器件的方法包括：通过使用已经经历基材(base material)和其表面上所镀敷的Zn的合金化处理的金属构件(例如引线框架)来进行树脂密封。

以上述实施例作为一示例，可以改进金属构件与密封树脂之间的粘合。

附图说明

图1包括示出根据第一实施例的半导体器件制造方法的步骤流程图以及与步骤对应的示意性横截面视图；

图2A和2B是示出从第一实施例至第七实施例的悬突(overhang)结构的定义的示意性横截面视图；

图3示出Cu板的Zn镀敷时间和抗切强度(shear strength)；

图4示出镀Ni的Cu板的Zn镀敷时间和抗切强度；

图5示出Cu板的Zn扩散处理条件与抗切强度之间的关系；

图6示出镀Ni的Cu板的Zn扩散条件与抗切强度之间的关系；

图7示出每个都应用于Cu板的比较性示例中的表面处理方法与Zn扩散合金化处理方法之间的抗切强度比较；

图8A、8B、8C和8D包括模制之后的横截面SEM图像，示出在改变Zn镀敷时间的同时经历扩散处理的Cu板的横截面结构；