(57)【要約】【課題】ヨウ素を含む腐食性ガスに対する耐食性に優れた端子、半導体装置及びこれらの防食方法を提供する。【解決手段】アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、ヨウ素が存在する雰囲気中で使用されるＡｌ端子１に対して、その表面の少なくとも一部、好ましくは金ワイヤー２が接合される領域の周辺部に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩などの電子メディエーター化合物を付着させる。そして、このＡｌ端子１を備える半導体素子を配線基板に搭載し、半導体素子のＡｌ端子１と配線基板の端子とを、ワイヤーボンディング法などにより金ワイヤー２を介して相互に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、
その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着しており、
金ワイヤーが接合される端子。
【請求項２】
前記電子メディエーター化合物が、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩である請求項１に記載の端子。
【請求項３】
前記電子メディエーター化合物が、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）カリウム又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムである請求項２記載の端子。
【請求項４】
前記金ワイヤーが接合される領域の周辺部にのみ、前記電子メディエーター化合物が付着している請求項１乃至３のいずれか１項に記載の端子。
【請求項５】
ヨウ素を含む雰囲気中で使用される請求項１乃至４のいずれか１項に記載の端子。
【請求項６】
アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、金ワイヤーが接合される端子の表面の少なくとも一部に、電子メディエーター化合物を付着させる端子の防食方法。
【請求項７】
半導体素子と、
前記半導体素子が搭載された配線基板と、を有し、
前記半導体素子の端子と前記配線基板の端子とが、金ワイヤーにより相互に接続されると共に、
前記半導体素子の端子及び前記配線基板の端子の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着している半導体装置。
【請求項８】
ヨウ素を含む接着剤が使用されている請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記半導体素子が、撮像素子である請求項７に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体素子の端子及び前記配線基板の端子のうち、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、金ワイヤーが接続される端子の表面の少なくとも一部に、電子メディエーター化合物を付着させる半導体装置の防食方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる端子、この端子に金ワイヤーを接合した半導体装置、及びこれらの防食方法に関する。より詳しくは、アルミニウム又はアルミニウム合金と金との接合界面において、ヨウ素を含む腐食性ガスによる腐食を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の小型化に伴い、それに組み込まれる電子部品も、高密度化及び軽量化している。一方、これまで主流であったＳＯＰ（Small Outline Package）やＱＦＰ（Quad Flat Package）は、パッケージの両側面又は四側面にリードが配置されているため、側面長によってリード数が制限される。このため、微細ピッチや多ピンリードのパッケージでは、リード間に接続用はんだのブリッジが発生しやすく、基板上にチップをマウントする際に高い精度が要求されるが、マウント精度向上の技術的にも限界がある。
【０００３】
一方、はんだを使用しない接続方法として開発されたワイヤーボンディング法が、最近、イメージセンサーを中心として量産品にも適用され始めている。ワイヤーボンディング法は、基板に形成された端子とチップの電極とを線で接続するため、狭ピッチ化の点で有利であり、高集積化された回路設計が可能となる。例えば、金ワイヤーにより、アルミニウム又はアルミニウム合金（以下、これらをまとめてＡｌという。）からなる電極と接続する場合は、超音波を発するキャピラリーを用いて、溶融した金ボールとＡｌ電極とを超音波の機械的な力によって接合する。このとき、金ワイヤー先端部とＡｌ電極のボンディング部との接合面積割合は、４０〜８０％程度である。
【０００４】
また、通常、Ａｌ電極はシリコンなどからなる基板上に製膜されており、その厚さは５００〜１０００ｎｍ程度である。そして、金ワイヤーとＡｌ電極との接合部の強度、即ち、即ち金ワイヤーの剥離耐性が、イメージセンサーなどの半導体装置の信頼性確保に大きく影響する。この金ワイヤーの剥離耐性を左右する重要な因子としては、以下の２つが挙げられる。１つは、金ワイヤーとＡｌ電極の接合界面で金とアルミニウムの合金が生成することにより生じる力学的な歪みであり、この歪みは、通常、応力歪みを呼ばれている。また、もう１つは、接合界面における金属の腐食である。
【０００５】
第一の因子である応力歪みは、金ワイヤーとＡｌ電極との接合部（以下、Ａｕ／Ａｌ接合部という。）は、ボンディング時の超音波エネルギー又は熱によって、その一部が合金化する。そして、接合後も両金属の自然拡散により、さらに合金化が進む。このＡｕ／Ａｌ接合部に生成する合金の組成としては、Ａｕ５Ａｌ２、Ａｕ２Ａｌ、Ａｕ８Ａｌ３及びＡｕ４Ａｌなどが報告されており（非特許文献１参照）、そのなかでもＡｕ４Ａｌについては２種類の形態を持つとの報告もある（非特許文献２参照）。
【０００６】
また、これらの合金相の安定性は、温度にも依存し、通称「パープルプラグ」と呼ばれている。例えば、Ａｕ２Ａｌは１５０℃以上の温度下でしか生成しない。更に、Ａｕ／Ａｌ接合部においては、同時に複数の合金相が共存する。このため、各合金相間を隔てる粒界には、応力歪みが蓄積されやすく、剥離の原因になるとされている。
【０００７】
第二の因子である腐食は、歪みと同様に剥離強度を損なう大きな原因となりうる。例えば、雰囲気中に腐食性ガスが存在していれば、Ａｕ／Ａｌ接合部から腐食が進行し、剥離に至ることもある。特に、Ａｕ４Ａｌの合金相は、腐食されやすいとされている。このＡｕ／Ａ接合部に対する腐食性ガスは、一般に、大気中に含まれる水分及び酸素であるが、極微量ながら含まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物などのガスの影響もある。
【０００８】
前述した２種類の因子に起因する接合部の剥離を抑制する方法としては、合金相の成長を抑制する方法及び腐食性ガスを遮断する方法が提案されている。合金相の成長を抑制する方法としては、例えば、金ワイヤーにＺｒなどを固溶させる方法などがある。また、腐食性ガスを遮断する方法としては、例えば、電極表面に耐食効果がある金属層を形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
更に、従来、接点の表面に有機系被膜を形成する方法も提案されている（例えば、特許文献２，３参照。）。特許文献２に記載のリレー・スイッチ用開閉接点では、接点部を、エチレングリコール及びグリセリンなどの酸素原子が多く含まれる有機化合物で被覆している。また、特許文献３には、電気接点の表面に、オイル成分と界面活性剤とを乳化させたものを塗布することにより、有機系被膜を形成する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−１９２８６１号公報
【特許文献２】特開平６−１６２８５９号公報
【特許文献３】特開平８−１０９３４２号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】宇野  智裕，巽  宏平、「Ａｕ／Ａｌ接合における金属間化合物成長とボイド生成」、日本金属学会誌、社団法人日本金属学会、１９９９年、第６３巻、７号、ｐ．８２８−８３７
【非特許文献２】C. D. Breach、「New observations on intermetallic compound formation in gold ball bonds: general growth patterns and identification of two forms of Au4Al」、Microelectronics Reliability、Singapore、Elsevire、２００４年、第４４巻、ｐ９７３−９８１
【非特許文献３】F. Wulff、「Oxidation of Au4Al in gold ballbonds」、Material Letters、Shingapore、Elsevier、２００７年、第６１巻、ｐ．４５２−４５６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、前述した従来の技術には以下に示す問題点がある。例えば、イメージセンサーの場合、ワイヤーボンドの腐食において最も懸念される腐食性物質は、ヨウ素（Ｉ２）である。イメージセンサーパッケージの組立には、生産速度の高速化及び品質管理の面で、ヨウ素を含む光重合開始剤が配合された接着剤が頻繁に使われている。このような光重合開始剤は、紫外光の照射によりヨウ素を発生するが、ヨウ素は昇華性を持つため、ガス化して接合部に吸着し、アルミニウムの腐食を加速する。
【００１３】
このようなヨウ素による接点の腐食は、ヨウ素を含まない光開始剤に変更することにより回避することが可能であるが、その場合、品質管理や生産速度の低下を招くという問題点がある。一方、前述した従来の防食方法は、ヨウ素による腐食に対する効果も期待できるが、例えば、金ワイヤーに他の元素を添加する方法の場合、添加元素の影響で、ワイヤーの剛性、融点、延性及び電気伝導性などが変化してしまう。このため、この方法には、圧力、超音波パワー及び温度などのワイヤーボンド接合条件を、再度、最適化しなければならず、製造コストが増加するという問題点がある。
【００１４】
また、特許文献１に記載された接点のように、電極の最表面に耐食性膜を成形し、Ａｌ合金膜にヨウ素を含む腐食性ガスが接触しないようにする方法には、耐熱性膜がボンディング工程における金ワイヤーとの接合強度を低下させるという問題点がある。更に、特許文献２，３に記載の方法には、揮発や乾燥によって付着させた有機物が消滅してしまうという問題点がある。
【００１５】
そこで、本発明は、ヨウ素を含む腐食性ガスに対する耐食性に優れた端子、半導体装置及びこれらの防食方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る端子は、金ワイヤーが接合されるものであり、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着している。
本発明においては、表面に電子メディエーター化合物が付着しているため、端子中のアルミニウムよりも先に、電子メディエーター化合物が酸化される。これにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによる腐食（酸化）が抑制される。
この端子では、電子メディエーター化合物として、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩を使用することができ、その中でも、特に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）カリウム又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウムが好ましい。
また、電子メディエーター化合物は、金ワイヤーが接合される領域の周辺部にのみ付着していてもよい。
更に、この端子は、例えばヨウ素を含む雰囲気中で使用される。
【００１７】
本発明に係る端子の防食方法は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、金ワイヤーが接合される端子の表面の少なくとも一部に、電子メディエーター化合物を付着させる。
本発明においては、端子表面の電子メディエーター化合物が犠牲となり酸化するため、ヨウ素を含む腐食性ガスによるアルミニウムの腐食（酸化）が防止される。
【００１８】
本発明に係る半導体装置は、半導体素子と、前記半導体素子が搭載された配線基板と、を有し、前記半導体素子の端子と前記配線基板の端子とが、金ワイヤーにより相互に接続されると共に、前記半導体素子の端子及び前記配線基板の端子の少なくとも一方は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着しているものである。
本発明においては、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる端子の表面に、電子メディエーター化合物が付着しているため、この電子メディエーター化合物が、端子中のアルミニウムよりも先に酸化される。これにより、ヨウ素を含む腐食性ガスが存在している場合でも、端子と金ワイヤーとの接合部の腐食が抑制される。
この半導体装置は、ヨウ素を含む接着剤が使用されていてもよい。
また、前記半導体素子は、例えば撮像素子である。
【００１９】
本発明に係る半導体装置の防食方法は、前記半導体素子の端子及び前記配線基板の端子のうち、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、金ワイヤーが接続される端子の表面の少なくとも一部に、電子メディエーター化合物を付着させる。
本発明においては、端子表面に電子メディエーター化合物が付着しているため、端子中のアルミニウムよりも先に電子メディエーター化合物が酸化される。これにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによる端子と金ワイヤーと接合部における腐食が抑制される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、端子表面に電子メディエーター化合物を付着させているため、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる端子と金ワイヤーとの接合部におけるヨウ素を含む腐食性ガスに対する耐食性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】Ａｕ／Ａｌ接合部におけるヨウ素ガスによる腐食機構を模式的に示す図である。
【図２】電子メディエーター化合物による腐食抑制機構を模式的に示す図である。
【図３】メディエーターによる腐食抑制機構の電位相関図である。
【図４】実施例において評価に用いた試料の構成を模式的に示す断面図である。
【図５】実施例において評価に用いた試料の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す各実施形態に限定されるものではない。また、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
（Ａｌ端子の表面に電子メディエーター化合物を付着させた例）
２．第２の実施の形態
（表面に電子メディエーター化合物を付着させたＡｌ電極に金ワイヤーを接合したパッケージの例）
【００２３】
＜１．第１の実施の形態＞
［端子の構成］
先ず、本発明の第１の実施形態に係る端子について説明する。本実施形態の端子は、アルミニウム又はアルミニウム合金からなり、ワイヤーボンディング法により、金ワイヤーが接合され、ヨウ素又はヨウ素を含む腐食性ガスが存在する雰囲気下で使用されるものである。そして、本実施形態の端子には、その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着している。
【００２４】
［腐食発生のメカニズム］
以下に、ヨウ素による金ワイヤーとＡｌ端子との接合部の腐食機構について簡単に述べるが、以下に示す内容は推定段階であり、詳しい機構は未だ明らかにされていない。図１はＡｕ／Ａｌ接合部におけるヨウ素による腐食機構を模式的に示す図である。本実施形態の端子が使用される雰囲気中に存在するヨウ素は、主に金ワイヤーに吸着しやすいことから、金はヨウ素が本来持つ酸化還元電位にシフトしていると考えられる。
【００２５】
このため、図１に示すように、電気化学的に卑なアルミニウム（Ａｌ端子１）と、ヨウ素が吸着した金（金ワイヤー２）とを接触させたときに、アルミニウム界面が接触前の状態よりも貴電位になり、酸化されやすくなると思われる。その酸化反応（Ａｌ→Ａｌ３＋＋３ｅ−）で生じるアルミニウムイオンの対イオン（陰イオン）は、Ｏ２−及びＯＨ−である。
【００２６】
これらの陰イオンは、大気中や封止樹脂などに含まれる酸素や水分から生じる。また、雰囲気中に含まれるヨウ素又はヨウ素を含む腐食性ガスから生じるヨウ素イオンも、対イオンとなる可能性がある。このため、装置やパッケージ内に、樹脂由来の有機酸ガス及び接着剤由来のハロゲン化合物などの酸化剤が存在し、それがＡｕ／Ａｌ接合部に吸着した場合、接合部の酸化反応が加速することが推認される。また、従来、この腐食機構に類似したメカニズムも提案されている（丸尾哲正，他６名、「ＵＶ硬化樹脂によるＡｕ／Ａｌ接合部腐食メカニズムの解明」、Ｍａｔｅ２００７要旨集、社団法人溶接学会、２００７年、ｐ．１７  参照）。
【００２７】
［メディエーターによる腐食抑制機構］
そこで、本発明者は、ヨウ素又はヨウ素を含む腐食性ガスの存在下で、Ａｕ／Ａｌ接合部の腐食を抑制する方法について、鋭意実験研究を行い、以下に示す知見を得た。ヨウ素による腐食を避けるには、端子を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金に代わって酸化される物質が存在し、かつ、その物質が系内でリサイクルされることが好ましい。このような物質として、本発明者は、電子メディエーター（電子移動担体）化合物を使うことを見出し、本発明に至った。図２は電子メディエーター化合物による腐食抑制機構を模式的に示す図である。なお、図２においては、電子メディエーター化合物として、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩を使用した場合を例にして示している。
【００２８】
メディエーターとは、一の箇所で酸化還元反応を受けた後、他の箇所に拡散して、異なる物質との間で酸化還元反応を起こす物質である。このようなメディエーターによる酸化還元反応は「間接的な」電極反応と呼ばれている。このメディエーターを適用することにより、通常、電極では起こらない酸化還元反応を、電極表面とは異なる場所で起こすことができる。
【００２９】
このため、図２に示すように、本実施形態の端子では、大気中の水分によってＡ１端子１の表面に形成された液膜の中で、Ａｌ端子１に含まれるアルミニウムの代わりに、電子メディエーター化合物が「犠牲」となり、腐食（酸化）される。そして、腐食（酸化）されたメディエーターは、拡散し、金ワイヤー２とＡ１端子１との接合界面以外の場所で還元され、再度、腐食抑制が可能な状態になる。
【００３０】
［電子メディエーター化合物の具体例］
図３はメディエーターによる腐食抑制機構の電位相関図である。図３に示すように、本実施形態の端子の防食方法において重要なのは、メディエーターが効果的に「犠牲」になることである。そのためには、メディエーターの酸化還元電位が、腐食ガスであるヨウ素の酸化還元電位より卑であり、かつ端子を構成するアルミニウム又はアルミニウム合金の酸化還元電位より貴である必要がある。
【００３１】
代表的なメディエーター物質としては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素、マンガン、セリウム、チタン、オスミウム、パラジウム、銅、スズ、サマリウム、マグネシウム及びクロムなどが挙げられる。しかし、これらの物質がメディエーターとして機能するのは、イオンとして安定な溶液中であり、かつ電極自身と反応しない場合である。例えば、ハロゲンイオンはＡｌ端子１に含まれるアルミニウムを酸化させてしまい、また、クロムなどの金属イオンはＡｌ端子１上で自ら還元されると同時に、アルミニウムを酸化させてしまうため、いずれも本実施形態の端子に適用するには不向きである。
【００３２】
また、アントラセンなどの有機物や、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドのような生体系の物質は、Ａｌ端子１に含まれるアルミニウムと反応することはない。これらメディエーターとして汎用的な化合物には、フェロセンなどの環状有機金属化合物が挙げられる。しかし、このようなメディエーターによって、ヨウ素を含んだ腐食性ガスによるＡｌ端子１の腐食（酸化）を防止するためには、前述した酸化還元電位がヨウ素の酸化還元電位よりも卑であることに加えて、アルミニウムよりも早い酸化速度が必要である。
【００３３】
一方、本実施形態の端子に好適な電子メディエーター化合物としては、例えば、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩及びヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩などが挙げられる。特に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩は、金とアルミニウムとの界面で、ヨウ素による腐食を抑制する効果が高い。このヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩から生じるヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸イオンとヨウ素との酸化反応は、下記化学式１，２により表される。なお、下記化学式１，２に示すＮＨＥは、標準水素電極（Normal Hydrogen Electrode）である。ここで、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）酸イオンは、還元剤として作用し、ヨウ素は酸化剤として作用する。
【００３４】
【化１】
2010212576.tif 000003
【００３５】
【化２】
2010212576.tif 000004
【００３６】
また、前述したヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩及びヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩を構成する陽イオンは、難溶性でなければよく、例えば、カリウム、リチウム、ナトリウム及びアンモニウムなどが挙げられる。ただし、マグネシウム、カルシウム及びバリウムに代表されるアルカリ土類金属イオンのヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩は、ほとんど全ての溶媒に難溶性となるため、本実施形態の端子用のメディエーターとしては適さない。
【００３７】
なお、ヘキサシアノ鉄（ＩＩ）塩又はヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸塩は、フェリシアン化塩又はフェロシアン化塩とも呼ばれており、酸化還元によって両者は入れ替わり、基本的に同一のものである。
【００３８】
［電子メディエーター化合物の付着方法］
本実施形態の端子において、その表面に電子メディエーター化合物を付着させる方法としては、例えば、電子メディエーター化合物を溶媒に溶解したものを、表面の所定領域に塗布した後、溶媒を除去する方法がある。その際使用される溶媒としては、揮発性があるものであればよく、例えば、アセトニトリル、メタノール及びイソプロピルアルコールなどのアルコール類、ＤＭＳＯ（Dimethyl sulphoxide）、ＮＭＰ（N-methylpyrrolidone）などが挙げられる。なお、端子表面に電子メディエーター化合物を付着させる方法は、特に限定されるものではなく、前述した塗布以外にも、例えば真空蒸着法などの公知の方法を適用することができる。
【００３９】
［電子メディエーター化合物の付着状態］
本実施形態の端子では、その表面の少なくとも一部に電子メディエーター化合物が付着していれば、ヨウ素に対する防食効果は得られるが、金ワイヤー２が接合される領域の周辺部に電子メディエーター化合物が付着していることが好ましい。少なくともこの部分に電子メディエーター化合物が付着していれば、最小量のメディエーターで、効率的に防食効果を得ることができる。なお、当然ながら、端子表面の全体に電子メディエーター化合物が付着していてもよい。
【００４０】
このように、本実施形態の端子は、その表面に電子メディエーター化合物が付着しているため、この電子メディエーター化合物が「犠牲」となり、Ａｌ端子中に含まれるアルミニウムの代わりに、酸化される。これにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによるＡｕ／Ａｌ接合部の腐食を抑制することができる。この電子メディエーター化合物による防食方法は、ヨウ素以外にも、フッ素、臭素及びオゾンなどの腐食性物質に対しても効果があり、更には、硫化水素（Ｈ２Ｓ）や二酸化硫黄（ＳＯ２）などの大気中に含まれる腐食性ガスに対する防食効果もある。
【００４１】
本実施形態の端子は、例えば、半導体素子及びＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）素子に設けられた各種端子、配線基板の端子、撮像素子のセンシング部の導通端子、液晶ディスプレイパネルの外部配線端子、携帯電話などの外部充電端子及びその充電器の導通端子などに適用することができる。特に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device Image Sensor）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子への適用が好適である。
【００４２】
＜２．第２の実施の形態＞
［半導体装置の構成］
次に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について説明する。本実施形態の半導体装置は、半導体素子と、この半導体素子が搭載された配線基板とを備えており、半導体素子の端子と配線基板の端子とが、金ワイヤーにより相互に接続されている。そして、この半導体装置では、半導体素子及び配線基板の少なくとも一方の端子に、前述した第１の実施形態の端子が適用されており、そのＡｌ端子と金ワイヤーとの接点の周囲及び／又はその近傍には、電子メディエーター化合物が付着している。
【００４３】
また、本実施形態の半導体装置における半導体素子は、例えば、ＣＣＤなどの撮像素子であり、パッケージ化する際にヨウ素を含む接着剤が使用されている。即ち、Ａｌ端子と金ワイヤーとの接点は、ヨウ素を含む雰囲気中に配置されている。しかしながら、この半導体装置では、Ａｌ端子と金ワイヤーとの接点の周囲及び／又はその近傍に、電子メディエーター化合物が存在しているため、Ａｌ端子に含まれるアルミニウムよりも先に、この電子メディエーター化合物が犠牲となって酸化される。これにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによるＡｕ／Ａｌ接合部の腐食を防止することができる。
【００４４】
このように、半導体素子及び／又は配線基板のＡｌ端子の表面の少なくとも一部に、アルミニウムよりも酸化されやすい電子メディエーター化合物を付着させることにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによるアルミニウムの酸化を防止することができる。これにより、Ａｌ端子と金ワイヤーとの接合部における腐食の発生を、容易にかつ確実に抑制することが可能となる。その結果、ヨウ素を含む接着剤を使用した場合でも、接合部に腐食が発生しにくく、信頼性の高い半導体装置が得られる。
【００４５】
なお、この電子メディエーター化合物による防食方法は、ヨウ素以外にも、フッ素、臭素及びオゾンなどの腐食性物質、並びに硫化水素や二酸化硫黄などの大気中に含まれる腐食性ガスによる腐食に対しても、同様の抑制効果が得られる。
【実施例】
【００４６】
以下、本発明の実施例及び比較例を挙げて、本発明の効果について具体的に説明する。図４は本実施例において評価に用いた試料の構成を模式的に示す断面図であり、図５はその平面図である。図４に示すように、本発明の実施例として、縦１０ｃｍ、横１ｃｍ、厚さ１ｍｍで、表面が（１１０）面のＳｉウエハ１０上に、厚さ１００ｎｍの純アルミニウム蒸着膜１１が形成された基板上に、厚さ１０００ｎｍの純金蒸着膜１２を形成した。なお、Ｓｉウエハ１０には、予め、図５に示すように、１ｃｍ毎に横方向にナイフで切り込み１４を入れ、各膜が１ｃｍ×１ｃｍに区分されるようにした。
【００４７】
そして、この金蒸着膜１２上に、ヘキサシアノ鉄（ＩＩＩ）酸カリウム３．２９ｍｇを、１０ｍｌのアセトニトリル（脱水９９％）に溶解した溶液（Ｃ＝０．００１ｍｏｌ／ｌ）を塗布した。その後、大気中に１時間放置して、溶媒であるアセトニトリルを蒸発乾燥し、評価用試料とした。
【００４８】
また、前述した実施例と同様に、Ｓｉ基板１０上にアルミニウム蒸着膜１１が形成された基板上に、金蒸着膜１２を形成しただけのものを作製し、本発明の比較例の評価用試料とした。
【００４９】
次に、実施例及び比較例の各試料を、高温でかつヨウ素を含む環境下（８５℃、Ｉ２：１０ｍｇ／ｄｃｍ３）で、２４時間保存した。そして、取りだした各試料について、以下に示す方法で、腐食状態及び剥離強度について、評価した。
【００５０】
（腐食状態の評価）
腐食進行を定量的に数値化することは極めて難しいため、各試料の腐食状態については、光学顕微鏡による観察により評価した。具体的には、腐食は、アルミニウム蒸着膜１１と金蒸着膜１２との界面で発生するため、本実施例においては、図４に示す界面１３を、光学顕微鏡で観察した。
【００５１】
（剥離強度の評価）
剥離強度評価は、市販の粘着テープによる剥離試験（ＪＩＳ  Ｋ  ５４００に準拠）により行った。具体的には、実施例及び比較例の各試料の表面（金蒸着膜１２上）に、ポリイミド粘着テープ（日東電工製  Ｎｏ．３６０ＵＬ）を貼付した後剥離し、１０区分中でアルミニウム蒸着膜１１がＳｉウエハ１０上に残存していた区分数を数えた。そして、その結果により、剥離耐性の強弱を評価した。これは、腐食が進んだ試料ではアルミニウム蒸着膜１１と金蒸着膜１２とのの間が剥がれ、腐食の進んでいない試料ではアルミニウム蒸着膜１１とＳｉウエハ１０間が剥離するためである。即ち、この試験では、アルミニウム蒸着膜１１がＳｉウエハ１０上に残存していた区分数が多いほど、腐食が進行していることとなる。
【００５２】
その結果、腐食状態の評価においては、比較例の試料では界面１３に多数の腐食が確認されたが、実施例の試料では腐食はほとんど見られなかった。また、剥離強度の評価においては、比較例の試料では、１０区分中６区分しかアルミニウム蒸着膜１１が残存していなかったが、実施例の試料では、１０区分中９区分でアルミニウム蒸着膜１１が残存していた。
【００５３】
以上の結果から、本発明の端子を適用することにより、ヨウ素を含む腐食性ガスによるＡｕ／Ａｌ接合部の腐食を、大幅に抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【００５４】
１  Ａｌ端子
２  金ワイヤー
１０  Ｓｉ基板
１１  アルミニウム蒸着膜
１２  金蒸着膜
１３  界面
１４  切り込み
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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