共晶ダイボンドについて教えて下さい

質問

トランジスタ組立の際の共晶ダイボンドのメカニズムについて教えて下さい。
具体的には、シリコンチップの裏面がＡｕ－Ｓｉ共晶の状態になっており、そのチップをＡｇメッキされた銅フレームの上に搭載します。
この時、フレームは４００℃以上の温度にさらされています。
教えて頂きたいのは、ダイボンドの際、Ａｕ－Ａｇ間で合金が形成されるか、と言うことです。

以上、宜しくお願い致します。

回答No.2

noname#230359

私は金属関係についての専門家ではないので、確かなことは分かりませんが、Ag-Au間では合金にならないと理解しています。
合金とは金属と金属が混ざり合い別の金属になることですから、互いが融点に達しても別金属にならないとなると…相互拡散或いは拡散に近い状態の固相接合と言われるのではないでしょうか。

お礼

度々のご回答、ありがとうございました。
大変、役に立ちました。

回答No.1

noname#230359

金／銀接合について
金と銀の接合は高温下で長時間置いても信頼性が高い。理由としてこの組み合わせでは合金が出来ず接合部の腐食も発生しないことにあります。
ゆえに金ワイヤの銀メッキリードへのボンディングは長年多くのデバイスで採用されてきているのです。これは共晶ダイボンドでも同じことです。

接合性の不具合としては純銀でない限りメッキに含まれる硫黄などが影響し不純物による接合不良を発生する可能性はありますが金銀接合で通常使用している温度は250度前後（Wire Bond）または400度前後（ダイ共晶）と高い温度で使用しているため銀と硫黄薄膜を分離するため逆にボンダビリティを向上させる効果もあるようです。

よって一般的には合金と言われることがありますが、合金ではないのでしょう。
多分ですが…、拡散接合と呼ぶのだと思います。

余談ですが、半導体でもっとも多い組み合わせではAuとAlの合金があります。（PadとAu Ball）
この時の合金は条件によってかわりAu5Al2、Au4Al、Au2Al、AuAl、AuAl2...などがありボンディング後も条件、環境によっては合金が別の合金に変わることもあり、接合部の劣化不具合はすくなくありません。その一つにカーケンダルボイドなどがあります。

お礼

早速のご回答、ありがとうございました。
ワイヤーボンドでのＡＵ－ＡＬ合金形成は知っていたのですが、共晶ダイボンドでも何かしらの合金ができているものと思っていました。
ご存知でしたら教えて頂きたいのですが、ＡＵ－ＡＧ間の合金は、何℃まで上げればできるのでしょうか？
それとも全く合金はできないのでしょうか？
宜しければ、ご回答お願い致します。