半導(dǎo)體裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置。半導(dǎo)體元件(2)設(shè)在襯底(1)上。柵極布線(6)以及源極布線(7)配置于襯底(1)上，分別與半導(dǎo)體元件(2)的柵極電極(3)以及源極電極(4)電連接。窗框部(13)配置于襯底(1)上，包圍半導(dǎo)體元件(2)，與柵極布線(6)以及源極布線(7)相接。密封窗(14)接合于窗框部(13)，密封半導(dǎo)體元件(2)。窗框部(13)是具有薄膜電阻為106～1010Ω/□的低熔點玻璃。從而獲得能夠確保耐濕性、防止高頻特性的惡化、提高靜電耐量而不增加成本的半導(dǎo)體裝置。
【專利說明】半導(dǎo)體裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有中空氣密密封構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]使用了 GaAs、GaN等化合物半導(dǎo)體的場效應(yīng)晶體管元件等高頻半導(dǎo)體裝置的通用化急速發(fā)展，強烈要求成本削減。為了滿足該要求，替代此前的完全氣密的金屬封裝，采用低價格的模鑄封裝。但是，當采用模鑄封裝那樣非氣密的封裝時，為了防止因水分引起的各種劣化，需要確保半導(dǎo)體裝置的耐濕性。以往，使用通過等離子體CVD等形成的厚膜的絕緣膜覆蓋襯底的主表面上的半導(dǎo)體元件、各種金屬膜的表面來防止水分的入侵，從而確保耐濕性。
[0003]但是，通過等離子體CVD等而形成的絕緣膜取決于其成膜條件可能容易吸收水分。另外，由于厚膜化，絕緣膜少量吸收水分時的應(yīng)力變化導(dǎo)致膜脫落，在晶體管形狀的階梯差部分處，覆蓋性、膜質(zhì)惡化。由此變得容易吸收、穿透水分，因而不能夠充分地防止水分對半導(dǎo)體元件的入侵，產(chǎn)生起因于水分的各種劣化。而且，厚膜的絕緣膜導(dǎo)致電容分量增大，高頻特性惡化。
[0004]為了解決該問題，提案有具有如下中空氣密密封構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置，S卩，將在襯底主面上包圍半導(dǎo)體元件的玻璃粉(glass frit)作為粘合劑把蓋晶片(cap wafer)粘合于襯底主面，從而將半導(dǎo)體元件氣密密封(例如，參照專利文獻I)。
[0005]專利文獻
專利文獻1:日本特開平10-74855號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]半導(dǎo)體裝置有時因靜電放電(ESD:Electro Static Discharge)而被破壞。為了防止此狀況，存在將靜電保護電路裝入裝置內(nèi)的技術(shù)，但裝置整體的面積擴大并成為成本削減的障礙。在專利文獻I中對于靜電保護既沒有記載也沒有啟示。
[0007]本發(fā)明為了解決如上所述的問題而完成，其目的在于獲得能夠確保耐濕性、防止高頻特性的惡化、提高靜電耐量而不增加成本的半導(dǎo)體裝置。
[0008]本發(fā)明所涉及的半導(dǎo)體裝置的特征在于，具備:襯底；半導(dǎo)體元件，配置于所述襯底上，具有第一以及第二端子；第一布線，配置于所述襯底上，與所述半導(dǎo)體元件的所述第一端子電連接；第二布線，配置于所述襯底上，與所述半導(dǎo)體元件的所述第二端子電連接；窗框部，配置于所述襯底上，包圍所述半導(dǎo)體元件，且與所述第一以及第二布線相接；以及密封窗，與所述窗框部接合，密封所述半導(dǎo)體元件，所述窗框部是具有薄膜電阻為IO6?101° Ω/ □的低熔點玻璃。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，能夠確保耐濕性，防止高頻特性的惡化，提高靜電耐量而不增加成本?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0010]圖1是示出本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的截面圖；
圖2是圖1的1-1I位置處的半導(dǎo)體裝置的俯視圖；
圖3是示出本發(fā)明的實施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的截面圖；
圖4是圖3的1-1I位置處的半導(dǎo)體裝置的俯視圖；
圖5是示出本發(fā)明的實施方式2所涉及的半導(dǎo)體裝置的仰視圖。
【具體實施方式】
[0011]參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的實施方式所涉及的半導(dǎo)體裝置。有時對相同或?qū)?yīng)結(jié)構(gòu)要素附以相同附圖標記，省略說明的重復(fù)。
[0012]實施方式1.圖1是示出本發(fā)明的實施方式I所涉及的半導(dǎo)體裝置的截面圖。圖2是圖1的1-1I位置處的半導(dǎo)體裝置的俯視圖。在Si的襯底I上設(shè)有半導(dǎo)體元件2。本實施方式的裝置是當半導(dǎo)體元件2為場效應(yīng)晶體管時的高頻高輸出放大器。此外，半導(dǎo)體元件2不限于場效應(yīng)晶體管，還可以是雙極型晶體管等，場效應(yīng)晶體管被直接做入襯底I上。
[0013]半導(dǎo)體元件2具有柵極電極3、源極電極4以及漏極電極5。在襯底I上配置的柵極布線6、源極布線7以及漏極布線8的一端分別與柵極電極3、源極電極4以及漏極電極5電連接，它們的另一端分別與柵極焊盤9、源極焊盤10、以及漏極焊盤11電連接。半導(dǎo)體元件2被通過等離子體CVD等形成的SiN膜等表面保護膜12覆蓋。
[0014]窗框部13配置于襯底I上，包圍包含半導(dǎo)體元件2的密封區(qū)域，與柵極布線6、源極布線7以及漏極布線8交叉并相接。密封窗14接合于窗框部13，密封半導(dǎo)體元件2。
[0015]窗框部13是含有金屬且被賦予了導(dǎo)電性的低熔點玻璃，例如是釩類玻璃。釩類玻璃能夠在400°C以下燒成，具有耐濕性高的材料特性，色調(diào)為黑色。此外，作為低熔點玻璃，還可以使用能夠在450°C以下燒成的鉍類玻璃、鉛類玻璃、鉛氟類玻璃等。
[0016]作為本實施方式的特征，設(shè)低熔點玻璃的薄膜電阻(表面電阻率)為IO6?101° Ω / 口。在釩類玻璃的情況下，由于比電阻為IO6?IO8 Ω -Cm,故若使厚度為10?100 μ m左右，則能夠?qū)崿F(xiàn)上述薄膜電阻。另外，在釩類以外的低熔點玻璃的情況下，由于比電阻為1012Ω._左右，故為了實現(xiàn)上述薄膜電阻，需要使厚度為Im以上，是不現(xiàn)實的。因此，若填充例如碳材料等導(dǎo)電性填料以使比電阻為IO6?IO8Qcm,則能夠以適當?shù)暮穸葘崿F(xiàn)上述薄膜電阻。
[0017]若窗框部13的薄膜電阻為10、/ □以下，則難以產(chǎn)生由半導(dǎo)體元件2的靜電引起的帶電，靜電耐量提高。具體而言，積存在半導(dǎo)體元件2的柵極電極3的負電荷通過低熔點玻璃的窗框部13穿至源極電極4側(cè)，因而能夠防止柵極破壞而不需要裝入靜電保護電路。因此,能夠提高靜電耐量而不增加成本。
[0018]另外，若窗框部13的薄膜電阻為106Ω/ □以上，則電荷遷移速度較慢，因而能夠防止半導(dǎo)體元件2的柵極電極3、源極電極4以及漏極電極5經(jīng)由窗框部13而相互短路。
[0019]另外，由于通過窗框部13和密封窗14以中空狀態(tài)氣密密封半導(dǎo)體元件2，故能夠確保耐濕性而不依賴于半導(dǎo)體元件2的構(gòu)造。特別是，如果將耐濕性較高的釩類玻璃用于窗框部，則耐濕性進一步提高。而且，由于半導(dǎo)體元件2的周圍是中空的，故能夠抑制電容分量的增大以防止高頻特性的惡化。
[0020]另外,表1不出各種材料的楊氏模量和熱膨脹系數(shù)。表2不出將把各種材料的長條狀的襯底(長度4mm，厚度0.1mm)彼此貼在一起后的單側(cè)固定并使溫度變化200度時的翹曲量。
【權(quán)利要求】
1.一種半導(dǎo)體裝置，其中具備: 襯底； 半導(dǎo)體元件，配置于所述襯底上； 布線，配置于所述襯底上，且與所述半導(dǎo)體元件電連接； 窗框部，配置于所述襯底上，包圍所述半導(dǎo)體元件，且與所述布線相接；以及 密封窗，與所述窗框部接合，密封所述半導(dǎo)體元件， 所述窗框部是具有薄膜電阻為IO6~10-Ω/ □的低熔點玻璃。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述半導(dǎo)體元件具有第一以及第二端子， 所述布線具有分別與所述第一以及第二端子的第一以及第二布線電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述半導(dǎo)體元件為場效應(yīng)晶體管， 所述第一端子為所述場效應(yīng)晶體管的柵極電極， 所述第二端子為所述場效應(yīng)晶體管的源極電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述低熔點玻璃是釩類`玻璃、鉍類玻璃、鉛類玻璃以及鉛氟類玻璃中的任一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述密封窗的材料是與所述襯底同樣的材料，或者是與所述襯底的線膨脹系數(shù)之差為4.3Χ10_6[/Κ]以下的材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其中， 所述低熔點玻璃與所述襯底以及所述密封窗相比紅外線的吸收高。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項所述的半導(dǎo)體裝置，其中，還具備: 第一以及第二背面焊盤，配置于所述襯底的背面；以及 第一以及第二貫穿電極，貫穿所述襯底并將所述第一以及第二布線與所述第一以及第二背面焊盤分別電連接。
【文檔編號】H01L23/08GK103681522SQ201310423624
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月18日
【發(fā)明者】野上洋一, 山本佳嗣, 井上晃, 橫山吉典, 藤田淳, 遠藤加壽代, 曾田真之介, 西川和康 申請人:三菱電機株式會社