[发明专利]电子零部件装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子零部件装置及其制造方法，特别涉及具有使用低熔点 金属来对由高熔点金属构成的导体膜的彼此之间进行接合的结构的电子零 部件装置及其制造方法。

背景技术

作为本发明所感兴趣的电子零部件的制造方法，具备图7所示的工序。 在图7中，示出了将电子零部件装置所包括的第一构件1和第二构件2相互接 合的工序，这种工序在例如日本专利特开2002-110726号公报(专利文献1) 中已有记载。在专利文献1中所记载的实施方式中，图7中所示的第一构件1 是例如半导体芯片，第二构件2是例如用于装载半导体芯片的基板。

在将第一构件1和第二构件2相互接合之前的阶段中，如图7(1)所示， 在第一构件1上形成第一导体膜3，另一方面，在第二构件2上形成第二导体 膜4。第一及第二导体膜3及4由例如Cu那样的高熔点金属构成。在第一导体 膜3上，形成例如由Au构成的防氧化膜5。防氧化膜5在第一导体膜3是如上 所述那样由Cu构成的情况下，用于防止Cu的氧化。另一方面，在第二导体 膜4上，形成由比上述高熔点金属的熔点要低的低熔点金属所构成的低熔点 金属层6。低熔点金属层6是起到作为接合材料的功能的金属层，由例如Sn 构成。

为使第一导体膜3和第二导体膜4成为相互接合的状态，如图7(1)所 示那样配置第一导体膜3和第二导体膜4，成为夹着低熔点金属层6而相互相 对的状态，并同时以构成导体膜3及4的高熔点金属的熔点和构成低熔点金 属层6的低熔点金属的熔点之间的温度进行加热。其结果是，首先，构成防 氧化膜5的Au向低熔点金属层6中熔解，成为图7(2)所示的状态。

若进一步持续加热，则构成第一及第二导体膜3及4的高熔点金属向低 熔点金属层6扩散，并生成高熔点金属和低熔点金属的金属间化合物，如图 7(3)所示，分别在第一及第二导体膜3及4和低熔点金属层6之间形成金属 间化合物层7。然后，最终如图7(4)所示，低熔点金属层6消失，形成通 过金属间化合物层7而将第一导体膜3和第二导体膜4相互接合的接合部8。

低熔点金属层6也具有吸收第一导体膜3和第二导体膜4的间隔的不均 匀性的功能，因此，要求低熔点金属层6具有预定以上的厚度。然而，低熔 点金属层6的厚度越厚，则由于使高熔点金属扩散至低熔点金属层6中所需 要的时间越长，因此会导致生产率降低的问题。

另一方面，为了解决该问题，在将低熔点金属层6形成得较薄的情况下， 则其对第一导体膜3和第二导体膜4的间隔的不均匀性进行吸收的能力降 低，并将导致另一个容易产生未良好接合的部分的问题。

另外，已知在金属间化合物层7中所形成的金属间化合物一般比纯金属 要硬且脆。例如作为Cu和Sn进行化合后所生成的金属间化合物，有Cu₆Sn₅或Cu₃Sn等，但是如果Cu向Sn中的扩散量不充分，则在Cu₆Sn₅及Cu₃Sn中， 也特别容易生成较脆的Cu₆Sn₅，因而在第一构件1和第二构件2之间例如发 生了起因于热膨胀差的应力时，有可能无法吸收该应变，在生成Cu₆Sn₅的 部分发生裂纹，从而导致传导不良。

另一方面，为了缩短第一导体膜3和第二导体膜4的接合所需要的时间， 在日本专利特开2007-19360号公报(专利文献2)中，提出了如图8所示的 方法。图8是与图7(1)对应的图。在图8中，对与图7所示要素相当的要素 附加了相同的参考标号，并省略重复说明。

参照图8，在第一构件1上，形成了第一导体膜3及其上的第一低熔点金 属层6a。另一方面，在第二构件2上，形成了第二导体膜4及其上的第二低 熔点金属层6b。接着，在例如第一低熔点金属层6a上，施加了由高熔点金 属构成的金属粉末9。

当将第一构件1和第二构件2相互接合时，若使第一及第二低熔点金属 层6a及6b位于夹着金属粉末9的位置，使第一导体膜3和第二导体膜4处于夹 着这些低熔点金属层6a及6b而相互相对的状态并进行加热，则不仅分别从 第一及第二导体膜3及4、也从金属粉末9来向低熔点金属层6a及6b分别进行 扩散，从而生成金属间化合物，因此，能缩短在低熔点金属层6a及6b的整 个区域中扩散高熔点金属所需要的时间。