(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材が硫黄を含有し、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００７質量％の範囲であり、
前記外層において、パラジウムの濃度が前記芯材及び前記外層の全体に含まれる金属元素の総計に対して５０ａｔ％以上である領域の厚さが、５０〜２５０ｎｍであることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項２】
銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材がリン及び硫黄を含有し、該リンの濃度が０．００１〜０．０１５質量％の範囲であり、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００７質量％の範囲であり、
前記外層において、パラジウムの濃度が前記芯材及び前記外層の全体に含まれる金属元素の総計に対して５０ａｔ％以上である領域の厚さが、５０〜２５０ｎｍであることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項３】
銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材がリン及び硫黄を含有し、該リンの濃度が０．００２〜０．００８質量％の範囲であり、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００３質量％の範囲であり、
前記外層において、パラジウムの濃度が前記芯材及び前記外層の全体に含まれる金属元素の総計に対して５０ａｔ％以上である領域の厚さが、５０〜２５０ｎｍであることを特徴とするボンディングワイヤ。
【請求項４】
前記芯材は、金又はパラジウムを含有し、該金又はパラジウムの濃度が０．０００１〜１０質量％の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のボンディングワイヤ。
【請求項５】
銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材が硫黄を含有し、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００７質量％の範囲であり、
前記芯材は、金又はパラジウムを含有し、該金又はパラジウムの濃度が０．０００１〜１０質量％の範囲であることを特徴とするボンディングワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボンディングワイヤに関し、特に、銅を主成分とする芯材と、芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子上の電極と外部電極との結線に用いられるボンディングワイヤとして、線径１５〜７５μm程度の金線が使用されている。金線は、化学的な安定性が高く、大気中で取り扱い易いため、従来から好んで用いられてきた。しかしながら、金線の組成は、９９質量％から９９．９９質量％が金で占められていることから非常に高価であり、金線使用量のＩＯピン数が非常に多いプラスチックボールグリッドアレイパッケージ（Plastic Ball Grid Alley Package）や製品価格が安いメモリパッケージでは、さらに細い線径の金線を用いることで、金の使用量を減らし、そのコストを下げたいとの要請があった。
【０００３】
また、金の電気比抵抗は約２．３μΩcmであるが、線径を細くすることで、その電気抵抗も上昇する。よって、電流値を変化させないことが好ましい半導体パッケージでは細線化に限界があり、更にパッケージの高密度化による発熱を低減させる観点から、電気比抵抗が約１．７μΩcmと金より低く、コスト的にも安価な銅に代替したいとの要請があった。このような状況から、近年銅ボンディングワイヤが開発、製品化されてきている。
【０００４】
しかしながら、銅ボンディングワイヤは金ボンディングワイヤに較べると電気伝導性に優れ安価であるものの、金よりも硬度が高く、ワイヤ先端に形成されるボールが硬いため、シリコンチップ上のアルミ電極パッドへダメージを与えるという問題があった。軟らかいボールを得るためには高純度の銅を用いる必要があるが、不純物の低下による結晶粒の粗大化により、ワイヤループ制御性や引張特性が低下してしまうという問題があった。
【０００５】
かかる問題点に対し、純度が５N〜６Nの銅を用いて硫黄添加による銅の結晶粒微細化によりワイヤループ制御性や引張特性を向上させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、高純度銅を用いた軟らかいボールは酸化し易く、アルミ電極パッドとの接合の信頼性に劣る問題点があるため、かかる問題点を解消すべく、リン添加によりボール酸化を防止する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、銅ボンディングワイヤは表面が酸化し易く、酸化によってステッチボンディングの接合性が低下するという問題があるため、特許文献１、２に記載の構成では、表面酸化による接合性の低下により、実用化が困難であった。
【０００７】
そこで、銅表面の酸化を防止するために、高純度銅極細線の表面にパラジウム被膜を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。また、真球性の低いボール形成や、ボール形成時に部分的にパラジウム被覆が欠損して露出した銅が酸化する問題点を解消すべく、銅芯材にPを１〜５００質量ｐｐｍ添加し、かつ、パラジウムまたは白金の中間層と金の表皮層で銅芯材を被覆する方法が提案されている（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−８６３２５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１５３５３９号公報
【特許文献３】特開昭６２−９７３６０号公報
【特許文献４】特許第４３４９６４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献３に記載の構成では、半導体素子組み立て中にボール形状の真球性が低いボールが発生したり、ボンディング後のボールが均一な色を呈せずに一部に銅色の強い、すなわちパラジウム濃度の低い部分が発生したりすることがあるという問題があった。
【００１０】
また、上述の特許文献４に記載の構成では、金表皮層の存在とリンを数１００質量ｐｐｍ添加することにより形成されるボールの真球性や、ステッチボンディングの接合性は向上するが、リンを多く添加するとボール内にボイドを形成しやすく、接合の長期信頼性に懸念があるという問題があった。
【００１１】
つまり、従来の銅芯材をパラジウムで被覆するボンディングワイヤは、ワイヤ自体やボール表面の酸化によるアルミ電極パッドへの接合の安定性が低く、接合安定性の対応がループ安定性と両立しないという問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、ボール表面の酸化による硬度上昇を防止するとともに真球性を確保することにより、パッドダメージを発生させず接合性の高いボールを形成するボンディングワイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一実施形態に係るボンディングワイヤは、銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材が硫黄を含有し、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００７質量％の範囲であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の他の実施形態に係るボンディングワイヤは、銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材がリン及び硫黄を含有し、該リンの濃度が０．００１〜０．０１５質量％の範囲であり、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００７質量％の範囲であることを特徴とする。
【００１５】
本発明の他の実施形態に係るボンディングワイヤは、銅を主成分とする芯材と、該芯材の上にパラジウムを被覆した外層とを有するボンディングワイヤであって、
前記芯材がリン及び硫黄を含有し、該リンの濃度が０．００２〜０．００８質量％の範囲であり、該硫黄の濃度が０．０００１〜０．０００３質量％の範囲であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記外層において、パラジウムの濃度が前記芯材及び前記外層の全体に含まれる金属元素の総計に対して５０ａｔ％以上である領域の厚さが、５０〜２５０ｎｍであってもよい。
【００１７】
また、前記芯材は、金又はパラジウムを含有し、該金又はパラジウムの濃度が０．０００１〜１０質量％の範囲であってもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ワイヤ表面の酸化及びボールボンディングの硬化を防止することができるとともに、ボール真球性及び接合性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの一例を示した断面構成図である。図１（Ａ）は本実施形態に係るボンディングワイヤの長手方向の断面構成図である。図１（Ｂ）は本実施形態に係るボンディングワイヤの径方向の断面構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。
【００２１】
図１は、本発明の実施形態に係るボンディングワイヤの一例を示した断面構成図である。図１（Ａ）は本実施形態に係るボンディングワイヤの長手方向の断面構成図であり、図１（Ｂ）は本実施形態に係るボンディングワイヤの径方向の断面構成図である。
【００２２】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、本実施形態に係るボンディングワイヤは、芯材１０と、外層２０とを備える。本実施形態に係るボンディングワイヤは、芯材１０の外周を取り囲むように外層２０が被覆した構成を有する。
【００２３】
芯材１０は、ボンディングワイヤにおいて、半導体素子とパッドとの電気的接続の中心を担う部分であり、銅（Ｃｕ）を主成分として構成される。外層２０は、芯材１０を被覆することにより、銅が酸素と直接接触して酸化するのを防ぐ役割を有し、パラジウム（Ｐｄ）で構成される。
【００２４】
図１において、芯材１０と外層２０との境界線３０が明確に示されているが、実際には、芯材１０と外層２０との境界は、芯材１０の銅と外層２０のパラジウムとが混在した状態の拡散領域３５を形成している。拡散領域３５においては、内側に入るにつれて銅の比率が高くなり、外側に出るにつれてパラジウムの比率が高くなる。例えば、境界線３０を、芯材１０の銅と外層２０のパラジウムとの比率が１：１であると仮定してもよい。
【００２５】
本実施形態に係るボンディングワイヤの芯材１０は、銅を主成分とするが、硫黄（Ｓ）を含有する。また、必要に応じて、硫黄に加えてリン（Ｐ）も含有してよい。
【００２６】
銅を主成分とする芯材１０に硫黄を添加する理由は、ボールボンディングにおける半導体素子への十分な接合に必要なボール硬度を得ることにある。また、硫黄添加はワイヤ強度を高める作用があり、２回目のボンディングであるステッチボンディング時のテール強度が安定することにより、良好なボール形成を促す作用もある。芯材１０に添加する硫黄の量としては、硫黄濃度が０．０００１〜０．０００７重量％であることが好ましい。硫黄添加によって銅芯材１０の結晶粒組織を微細にし、かつ安定させる働きがあるが、硫黄添加量が多い場合にはボール硬度が上昇しすぎるために好ましくない。
【００２７】
また、硫黄を添加した芯材１０に更にリンを加えることも、ボール真球性やボール接合性を高めるために効果的である。リンはボール表面の酸化を防止するとともに、ボール真球性を高める作用がある。リンによる芯材１０の酸化防止効果は、ボールを形成させる際に使用するガスがフォーミングガス（５ｖｏｌ％（Ｈ２＋Ｎ２）混合ガス）であるときに、より高い効果が得られる。
【００２８】
但し、硫黄を含まないリン添加の条件下では、十分なボール硬度が得られない。例えば、プラスチックボールグリッドアレイパッケージ（ＰＢＧＡ）等で電極を１５０℃程度に加熱したボールボンディングにおいて、十分にボールへ超音波が伝わらず、ボール接合が不十分となる。その結果、高温放置後のプル強度試験で、ボールがアルミニウムパッドから剥がれてしまうボールリフトが発生しやすいことが実験により確かめられた。よって、銅の芯材１０には、リン単独ではなく、硫黄とリンの双方を添加することが好ましい。
【００２９】
なお、芯材１０に添加するリン量および硫黄量としては、リン濃度が０．００１〜０．０１５重量％の範囲であり、硫黄濃度が０．０００１〜０．０００７重量％の範囲である。更に好ましくは、リン濃度が０．００２〜０．００８重量％の範囲であり、硫黄濃度が０．０００１〜０．０００３重量％の範囲である。リン量が多くなると、高温放置後のプル強度試験において、Ｔｉ層等のアルミニウムパッドの下地メタル層が破損して剥がれてしまうメタルピーリングが発生し易くなる。
【００３０】
また、外層２０において、ボンディングワイヤに含まれる金属元素の総計に対するパラジウムの濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが５０〜２５０ｎｍの範囲であれば、ボール形成時の偏芯を抑制し、さらにステッチボンディング時にリードとの接合性を高めることができる。この理由は、酸化しやすい銅表面に耐酸化性を有するパラジウムで被覆することにより酸化銅の生成を抑制するからである。
【００３１】
なお、発明者等は、酸化銅がボールを偏芯せしめ、さらに酸化銅がパッドとボンディングワイヤの介在物となることで、ステッチ接合性を劣化せしめることを経験的に把握した。外層２０の厚さが５０ｎｍ未満の場合には、外層２０の膜厚が不十分なために芯材の銅が酸化してしまい、ボールの偏芯及びステッチ接合性の劣化を招く可能性が高い。一方、外層２０の厚さが２５０ｎｍを超える範囲では、パラジウムと銅との間での熱の伝わり方が不均一となり、ボールが偏芯してしまう。更には、ボール表面近傍で合金を形成することにより、表面の硬度が増し、チップ側のパッド電極にダメージを与えて破壊してしまうため、ボンディング装置がエラーで停止し、作業性を悪化させる可能性が高い。よって、外層２０においては、ボンディングワイヤ中の金属元素の総計に対するパラジウムの濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが、５０〜２５０ｎｍの範囲であることが好ましい。
【００３２】
芯材１０にパラジウムを被覆する方法としては、スパッタリング、イオンプレーティング、真空蒸着に代表される物理蒸着方法、プラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）に代表される化学蒸着方法、めっき等が考えられ、用途に応じて適切な方法を用いてよい。但し、安価な設備で簡易に、かつボンディングワイヤ長手方向に連続的にパラジウムを被覆して大量生産する手法としては、真空設備が不要で、短時間で被膜を形成でき、かつプロセス中でパラジウムの重量バランス管理が安易で重量ロスも少ないめっき法が好ましい。
【００３３】
また、被覆されたパラジウムの厚さを測定する方法としては、ボンディングワイヤの表面からスパッタ等により深さ方向に掘り下げていきながら分析する手法、又はボンディングワイヤ断面でのライン分析等を用いることができる。本実施形態では、ボンディングワイヤ表面から芯材方向へのパラジウムと銅の濃度変化を測定し、パラジウムの濃度が５０ａｔ％以上である領域をパラジウム被覆厚さとする。これらの定量分析の精度を向上するためには、電子線マイクロ分析法（ＥＰＭＡ、Electron Probe MicroAnalysis）、エネルギー分散型Ｘ線分析法（ＥＤＳ、Energy Dispersive X-ray Spectroscopy）、オージェ電子分光分析法（ＡＥＳ、Auger Electron Spectroscopy）、透過型電子線顕微鏡（ＴＥＭ、Transmission Electron Microscope）等を利用することができる。特に、ＡＥＳ法は、空間分解能が高いことから、最表面の微細な領域の濃度分析に有効である。また、平均的な組成の調査などには、誘導結合プラズマ発光分光法（ＩＣＰ−ＡＥＳ、Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy）
又はグロー放電質量分析（ＧＤＭＳ、Glow Discharge Mass Spectroscopy）を用いて定量分析を行うことも可能である。
【００３４】
更に、芯材１０に金又はパラジウムを添加してボンディングワイヤを構成してもよい。芯材１０に金又はパラジウムが添加されたボンディングワイヤであれば、金又はパラジウムの耐酸化性の効果で酸化銅の生成を抑制するため、ボール形成時の偏芯や異形を抑制して接合性を高めることができる。芯材１０に金又はパラジウムを添加する量は、０．０００１〜１０質量％の範囲であることが好ましい。あまり多量に金又はパラジウムを添加すると、合金化によるボール硬度の増加でパッド損傷が発生し易くなるからである。なお、芯材１０に金又はパラジウムを添加することで酸化銅生成を抑制できることから、銅表面にパラジウムを被覆する厚さを薄くすることが可能となり、製造方法の簡略化が容易となる。但し、必ずしもパラジウムの濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さを限定するものではない。
【実施例】
【００３５】
表１は、本発明の実施例に係るボンディングワイヤの成分及び構成を示している。表２は、比較例に係るボンディングワイヤの成分及び構成を示している。表１及び表２において、左端の番号は、実施例の番号及び比較例の番号を示している。また、本実施例において、今まで説明した構成要素と同様の構成要素には同一の参照番号を付し、その説明を省略するものとする。
【００３６】
【表１】
0005408147.tif 000002
【００３７】
【表２】
0005408147.tif 000003
実施例１〜１４及び比較例１５〜２０は、以下のような製造工程により製造した。まず、パラジウム被膜を有する銅ボンディングワイヤで、純度９９．９９９９％の電気銅を使用して表１又は表２に示すリン、硫黄、金及びパラジウム含有量になるように添加して連続熔解鋳造し、ダイスによる引き抜き伸線加工により線径０．２ｍｍまで縮径し、線速１０ｍ／ｍｉｎで連続加熱処理を行った。これにより、銅を主成分とする芯材１０が完成する。
【００３８】
次に、めっき前処理となる脱脂、化学研摩、酸活性を行い、銅素地を露出させて０．１μｍ厚のパラジウムストライクめっきを行った後、所定厚さでパラジウムめっきを行った。なお、ストライクめっきは、パラジウムめっきの密着性を向上させるために、高い電流密度で短時間に行い、薄くて密着性の高い下地となる被膜を形成するめっきである。次に、加熱処理を行い、ダイスによる引き抜き伸線加工によって直径２０μｍまで縮径し、伸び率が１０％となるように窒素ガス雰囲気中で線速５０ｍ／ｍｉｎで連続焼鈍した。めっき厚は、めっき時間を変えることで調整した。
【００３９】
実施例１〜１４に係るボンディングワイヤは、本実施形態に係るボンディングワイヤで説明したように、硫黄濃度が０．０００１〜０．０００７質量％となり、パラジウム濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが５０〜２５０ｎｍとなるように構成した。この内、実施例２〜５及び実施例７〜１４に係るボンディングワイヤは、リン濃度が０．０００１〜０．０１５質量％である。特に、実施例４〜５、実施例８〜１０及び実施例１４に係るボンディングワイヤは、リン濃度が０．００２〜０．００８質量％である。また、実施例１１〜１４に係るボンディングワイヤは、金又はパラジウム濃度が０．０００１〜１０質量％である。
【００４０】
一方、比較例１５、１８、１９に係るボンディングワイヤは、硫黄濃度が０．０００１質量％未満となり、比較例１６、１７、２０に係るボンディングワイヤは、硫黄濃度が０．０００７mass％を超え、本実施形態に係るワイヤボンディングの範囲を逸脱している。更に、比較例１７、１８に係るボンディングワイヤは、リン濃度が０．０１５質量％を超えている。また、比較例１９に係るボンディングワイヤは、パラジウム濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが５０ｎｍ未満であり、比較例２０はパラジウム濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが２５０nmを超えている。このように、比較例１５〜２０に係るボンディングワイヤは、いずれかの項目で本実施形態に係るボンディングワイヤで述べた範囲を逸脱している。
【００４１】
このようにして作製した本実施例及び比較例に係る銅ボンディングワイヤを、ボンディングテストを行って評価した。ボンディングテストにおいて、ボンダは、キューリック＆ソファ社製のIConnを使用した。ボール形成に用いたガスは、１００％窒素（Ｎ２）ガスとした。使用したボンダは、ボール形成に用いるガスをボンディングサイトへも吹き付ける機能があり、顧客の使用条件と同条件での評価とするため、今回の評価でもガスのボンディングサイトへの吹き付けを採用した。ボールボンディング評価用の半導体素子としては、パッドの材質が、アルミニウムが０．５％の銅を含有するＡｌ−０．５％Ｃｕであり、アルミニウム膜厚が０．６μｍである市販のテストウエハを用いた。ステッチボンディング評価には、３μｍの厚さに銀めっきされたリードフレームを用いた。
【００４２】
ボンドの接合強度については、デイジ社のボンドテスター５０００を用いて、ボンダのトランスデューサの振動方向であるＹ方向にボンディングされたボールのシア強度と、ステッチボンディング近傍にフックを掛けて引っ張って行うステッチプル強度を測定した。Ｙ方向には、ボールボンディング時にボールによるアルミニウム押し出しが発生し易く、接合性評価時の接合部破壊のきっかけになり易い。またＹ方向でのステッチボンディングにおいては、ワイヤが銀メッキ上で滑り易くなる。このように、Ｙ方向では、ボールボンディング及びステッチプルボンディングのいずれの接合も、Ｘ方向に比べて不十分になり易い。よって、接合性を比較評価する試料としては、主にＹ方向にボンディングされたワイヤを用いて評価を行った。
【００４３】
ボール真球性の評価は、水平方向から観察したボール形状及び鉛直上方から観察した潰しボール形状から行った。また、ボール接合性の評価は、Y方向でのシア角度及びメタルピーリングの有無で行った。ここで、ボール形状は、線径の１．７倍の直径となるように形成したボールを水平方向から観察して評価した。また、潰しボール形状は、潰しボールの直径が線径の２倍となるようにボールボンディングされたボールを鉛直上方から観察して評価した。更に、メタルピーリングの有無は、Ｙ方向でのプル強度測定における破壊モードのうちパッドダメージが原因と判断されるアルミニウムパッドの下層からの金属膜の剥離の有無により評価した。
【００４４】
表３は、実施例１〜１４に係るボンディングワイヤのボンディングテスト結果を、比較例１５〜１９に係るボンディングワイヤと比較して示している。
【００４５】
【表３】
0005408147.tif 000004
表３において、ボール形状については、１００個のボールを水平方向から観察し、ボンディングワイヤの軸中心とボールの軸中心が一致しない、いわゆる芯ずれ又は鏃状ボールが発生した場合を×、ボールの底部がわずかに尖ったボールが発生した場合を△、いずれの異常も発生しない場合を○とした。
【００４６】
潰しボール形状については、１００個のボールを上方から観察し、同一潰れボールの最も長い径Ｙと最も短い径Ｘとの差が３μｍを超えたボールが発生した場合を×とした。また、同一潰れボールの最も長い径Ｙと最も短い径Ｘとの差を、各ボールのＸ方向での平均径ＸbarとＹ方向の平均径Ybarとの差を平均した平均径で除した（(Ｙ−Ｘ)／（（Ｘbar＋Ybar）／２））×１００、いわゆる真円度が３％を越えた場合を△とした。更に、いずれの異常も発生しなかった場合を○とした。
【００４７】
シア強度については、２４個のボールについて測定した。Ｘ方向での平均潰れ径とＹ方向での平均潰れ径から計算される平均つぶれ径を直径とし、この直径を用いて計算される円の面積を接合面積とみなした。そして、１個のボール全体のシア強度（単位はｇｆ）を接合面積（単位は平方ｍｍ）で除した、単位面積あたり強度（単位はｋｇｆ／ｍｍ２）でシア強度を評価した。そして、測定した２４個のボールの中で、９ｋｇｆ／ｍｍ２未満のボールが発生した場合を×、９以上１０．５ｋｇｆ／ｍｍ２未満のボールが発生した場合を△、全てのボールが１０．５ｋｇｆ／ｍｍ２以上となった場合を○とした。
【００４８】
パッドダメージについては、２４個のボールを観察し、シリコン部の亀裂や破壊又はメタルピーリングのモードが発生した場合を×、ボールがアルミニウムパッドから剥がれてしまうボールリフトのモードが発生した場合を△、すべてのモードがステッチ切れ又はワイヤ切れの場合を○とした。
【００４９】
表３に、ボール真球性及びボール接合性の評価結果が示されているが、実施例１〜１４に係るボンディングワイヤは、ボール形状、潰しボール形状、Ｙ方向でのシア強度、メタルピーリングの有無の総ての評価項目において、○又は△の良好な結果となり、ボール真球性と接合性に優れるワイヤである。ここで、リンの濃度が０．００１〜０．０１５質量％の範囲である実施例２〜５及び実施例７〜１４に係るボンディングワイヤにおいては、優れたボール形状を有しており、硫黄及びリンを添加した効果が発揮された結果となった。特に、リンの濃度が０．００２〜０．００８質量％の範囲である実施例４、５及び１０に係るボンディングワイヤにおいては、総ての評価項目において○となっており、リン添加の効果が十分に発揮された結果となった。また、パラジウムの濃度が５０ａｔ％以上の領域の厚さが５０〜２５０ｎｍの範囲である実施例１〜１４に係るボンディングワイヤにおいては、潰しボール形状とY方向でのシア強度で優れた結果となり、金又はパラジウムを銅に添加した実施例１１〜１４に係るボンディングワイヤにおいてもボール形成時の偏芯や異形を抑制して接合性が高められる。
【００５０】
一方、表３において、比較例１５〜１９に係るボンディングワイヤは、総ての評価項目で×又は△となっており、本実施例に係るボンディングワイヤが、比較例に係るボンディングワイヤと比較していかに良好なボール接合性を有しているかが分かる。
【００５１】
このように、本実施例に係るワイヤボンディングによれば、真球性が高く十分な強度を有し、また接合対象となる半導体素子のパッドを破損するおそれを著しく低減させることができる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、半導体素子上の電極と外部電極との間を接続する半導体装置用ボンディングワイヤに利用することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１０    芯材
２０    外層
３０    境界線
３５    拡散領域
【図１】
0005408147.tif 000005