JPH03116854A

JPH03116854A - 半導体メモリ装置

Info

Publication number: JPH03116854A
Application number: JP25431989A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Suzuki; 剛鈴木; Minoru Ohara; 実大原
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-09-29
Filing date: 1989-09-29
Publication date: 1991-05-17

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は半導体メモリ装置に関し、−層詳細には、セラ
ミックパッケージ封止型であって、且つ装置を薄形にす
ることを可能とした半導体メモリ装置に関する。

［従来の技術］ＦＡＭＯ３）ランジスタ等は電気的に情報の書き込みが
可能であり、且つ紫外線を照射することで情報の消去が
可能であることから半導体メモリ装置として使用されて
いる。

この半導体メモリ装置としては、例えば、特公昭第５７
−４１１０２号公報に開示された装置がある。

この装置は、第６図に示すように、セラミックパッケー
ジ２に導体層４．６が形成され、前記導体層４に半導体
チップ８が上向き（ＦＡＣＥＵＰ）に固定され、前記半
導体チップ８の電極パッド部（図示せず）と前言己導体
層６とがＡＩ　ワイヤ１０によって電気的に接続される
。そして、セラミックパッケージ２の周縁部に低融点ガ
ラス１２を介して透明アルミナ、またはサファイヤから
なる蓋体１４を配設して前記半導体チップ８が封止され
るように構成される。なお、導体層６にはリード線１６
が取り付けられ、このリード線１６が成型されて使用に
供される。

前記公報においては、半導体メモリ装置１８を構成する
蓋体１４とセラミックパッケージ２とを固定するに際し
、非通気性材料である低融点ガラス１２が接着剤として
用いられ、且つ蓋体１４とセラミックパッケージ２との
熱膨張率が略等しいことから熱膨張率の差に起因する蓋
体１４の剥がれが全くないとの主張がなされている。さ
らに、前記低融点ガラス１２はエポキシ樹脂等に・比較
して非通気性材料であるから、当該半導体メモリ装置１
８の気密性が完全であり、高温、高湿下においても外部
より水分が浸入することがなく、従って、電極パッド部
およびＡＩ　ワイヤ１０等の腐蝕がないとの主張がなさ
れている。

［発明が解決しようとする課題］然しながら、前記した従来技術に係る半導体メモリ装置
１８を構成するセラミックパッケージ２は多孔質体であ
って、その気孔率、すなわち、気孔の容積と多孔性体の
見掛体積（固体の体積＋気孔の容積）との１００分率比
が５％程度であり、前記セラミックパッケージ２の肉厚
ｔ１　を０．５ａｕｎまで薄くすると、パッケージの気
密性および機械的強度が低下するという問題が生じる。

その結果、プリント基板、マザーボード等に搭載される
他のチップ部品が小型化、薄型化へ進行していく中で、
前記半導体メモリ装置の薄型化が達成されないこととな
り、システム全体の小型化が妨げられている。

また、蓋体１４の構成素材である透明アルミナの熱膨張
係数とセラミックパッケージ２の熱膨張係数とは厳密に
は異なることもあり、例えば、後述の表１に示すような
熱膨張係数となって、その差が０．８Ｘ１０−［ｌ／ｌ
：　（４０〜４００℃）となる可能性もあった。従って
、−層過酷な環境条件下では蓋体１４が剥がれる可能性
があり、結局、半導体メモリ装置１８の気密性が失われ
、当該半導体メモリ装置１８の封止が不完全となる可能
性が存在している。

本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、蓋
体には透明、且つ高強度、低気孔率を有するアルミナを
用い、半導体チップを固定するセラミックパッケージに
は着色された透明、且つ高強度、低気孔率を有するアル
ミナを用いることにより、半導体メモリ装置の気密性を
完全に確保しつつ、半導体メモリ装置自体の厚みを可及
的に薄くすることを可能とする半導体メモリ装置を提供
することを目的とする。

［課題を解決するための手段］前記の課題を解決するために、本発明は電気的に情報の
書き込みが可能であり、且つ紫外線を照射することで情
報の消去が可能である半導体チップを有する半導体メモ
リ装置であって、前記半導体チップが取り付けられ、且
つ着色された透明アルミナからなるパッケージと、前記
半導体チップが取り付けられたパッケージを封止すると
ともに紫外線を透過可能な透明アルミナからなる蓋体と
、前記パッケージと蓋体とを接着するガラス部と、を備えることを特徴とする。

［作用コ本発明に係る半導体メモリ装置では、半導体チップを固
定するパッケージと前記半導体チップに紫外線を透過出
来る蓋体との両部材を高強度、低気孔率を有するアルミ
ナを用いて構成し、さらに当該両部材の接着を非通気性
材質であるガラスによって行ってい−る。従って、前記
半導体メモリ装置全体を薄く形成、しても、現行の半導
体メモリ装置と同等以上の気密性力よび機械的強度が保
持出来る。また、パッケージと蓋体との熱膨張係数が表
１に示される通り、夫々、？、　ｌ　Ｘｌ０−’／ｌ：
、？、３Ｘ１０−’／ｌテあり、その差が０．２Ｘ１０
−’／ｌと、従来例よりも小さくなったので、−層過酷
な環境下においても蓋体が剥がれる可能性がなくなった
。

［実施例コ本発明に係る半導体メモリ装置について、好適な実施例
を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する
。

第１図において参照符号２０は本実施例に係る半導体メ
モリ装置を示し、前記半導体メモリ装置２０においては
、先ず、紫外線を透過する蓋体２１が作成される。この
蓋体２１は、例えば、以下に示すような製造方法によっ
て作られる透明アルミナが用いられて作成される。

すなわち、当該蓋体２１は９９．０％以上の純度を有す
るアルミナ粉末を原料として用い、これに酸化イツトリ
ウム、酸化ベリリウムの１種または１種以上を０．０５
乃至０．５％、酸化ランタン、酸化カルシウムの１種ま
たは１種以上を０．０５乃至０．５％、さらに酸化マゲ
ネシウムを０．０１乃至０．１％加え、十分混合した後
、例えば、プレス成形を行う。次いで、８００乃至１０
００℃で焼成し、さらに真空あるいは還元雰囲気中で１
５００乃至１９００℃にて焼成したものである。

次に、半導体チップ２２が固定されるパッケージ２４を
準備する。このパッケージ２４は前記９９．０％以上の
純度を有するアルミナ粉末に顔料、例えば、Ｐｅ、口、
、Ｔｉ口２、Ｃｒａｈａ　、Ｍｎ口２、Ｍｏｂ、等の金
属酸化物を前記アルミナ粉末に加えたものを原料として
、前記蓋体２１と同一の工程によって得られるものであ
る。前記顔料を加えることで、出来上がったパッケージ
２４は、例えば、黒色等の高濃度□色に着色される。な
お、このパッケージ２４には導体層２６が同時に焼成さ
れる。

次いで、蓋体２１の一方の周縁部とパッケージ２４の一
方の周縁部に略８５０℃程度でガラス化するガラス材を
塗布し、８５０℃程度の熱を加えて前記蓋体２１にガラ
ス３０を溶着するとともに、前記パッケージ２４にガラ
ス３２を溶着する。

次いで、半導体チップ２２を上向き（ＦＡＣＢ　ＵＰ）
にして導体層２６に固定する。そして、半導体チップ２
２の電極パッド部（図示せず）とリードフレーム４０と
をＡＩワイヤ３６で接続する、所謂、ワイヤボンディン
グ作業を行う。なお、ワイヤボンディング作業の際にパ
ッケージ２４が着色されていることから、略白色のＡＩ
　ワイヤ３６を明確に区別することが可能となり、カメ
ラ等°を利用して前記ワイヤボンディング作業の良否判
定等が容易に行なえる。

次いで、ガラス３０．３２間に低融点ガラス材を塗布し
た後、空気中で３５０乃至４００℃の温度を加えてバイ
ンダ除去を目的とする仮焼を行い、低融点ガラス層３８
．３９を形成する。その後、４００乃至４５０℃の温度
を空気中６で加えることによって、低融点ガラス層３８
．３９間士が溶着し、半導体チップ２２がパッケージ２
４内に気密に封止されるとともにリードフレーム４０が
装着された半導体メモリ装置２０が完成する。なお、本
実施例において蓋体２１と低融点ガラス３８間、および
パッケージ２４と低融点ガラス３９間にガラス３０．３
２を介在させることにより、低融点ガラス３８．３９の
みで接着するよりも、より強固に密着出来ることが確認
されている。

この場合、本実施例によれば、蓋体２１の材質が透明、
且つ高強度、低気孔率を有するアルミナであり、パッケ
ージ２４の材質が着色された高強度、低気孔率を有する
アルミナであるので、両部材の熱膨張係数の差が０．２
ｘｌＯ−’／ｌと小さく、従って、高温、高湿下におい
ても蓋体２１が剥がれるというような不都合は生ぜず、
従って、ＡＩ　ワイヤ３６が腐蝕することで前記半導体
メモリ装置２０が故障に至るというような不都合を発生
することはない。

また、ガラス３０．３２、低融点ガラス３８．３９は非
通気性の材料であり、且つ蓋体２１およびパッケージ２
４の気孔率が０．１％以下の緻密な部材であるので、半
導体チップ２２は可及的に密閉される。

さらには、蓋体２１およびパッケージ２４の強度が５２
ｋｇ／ｍｍ”であり、組み立てられた半導体メモリ装置
２０の厚みｔ　（第１図参照）は１，２１１１１１１程
度以下にすることも可能である。この場合、パッケージ
２４の材質を着色された高強度、低気孔率を有するアル
ミナでなく、従来技術に係る気孔率が略５％のセラミッ
クであるとすると、同一の強度を得るためには、前記厚
みを２　ｍｍ程度１こしなければならないことが確ｇ忍
されている。

また、第１図に示す実施例においては、蓋体２１は粉末
プレス成形法で作成しているが、これに限らず、第２図
に示すように、グリーンシートを絞り加工した後、焼成
するようにして蓋体４２として作成してもよいことはい
うまでもない。

さらに上記の実施例（第１図、第２図）においては、気
密性を高めるためにガラス３０．３２を用いているが気
密性がさほどに要求されない場合には、第３図に示すよ
うに、ガラス３０．３２を省略して蓋体２１とパッケー
ジ２４との接合を低融点ガラス５０．５１のみによって
行ってもよい。

さらにまた、上記第１図乃至第３図に示す実施例におい
ては着色するためにパンケージ２４に顔料を加えるよう
にしているが、これに限らず、第４図に示すように、パ
ッケージ２４の内部のみを塗料５２等により着色しても
よいことは勿論である。

また、第５図に示すように、当該半導体メモリ装置２０
をチップキャリアタイプの構造とすることも可能である
。この場合、端子となる導体層２５、内部の導体層２６
．２９およびシールリングとしての導体層２８はパッケ
ージ２４と同時焼成され、その後、低融点ガラス５４を
溶着することにより蓋体２１と接合される。

［発明の効果］以上のように、本発明によれば、電気的な手段で情報が
書き込まれ、紫外線を照射することによって情報の消去
が可能な半導体メモリ装置において、紫外線導入用の蓋
体と半導体チップ固定用のパッケージとの部材として、
夫々、透明、且つ高強度、低気孔率を有するアルミナお
よび着色された透明、且つ高強度、低気孔率を有するア
ルミナを使用し、さらに、前記蓋体とパッケージとを接
着する部材としてガラスを使用している。この場合、ガ
ラスは非通気性材料であり、蓋体およびパッケージの気
孔率は０．１％以下である。

従って、ガラスおよび高強度、低気孔率を有するアルミ
ナからなる蓋体とパッケージとで囲まれる半導体チップ
は可及的に密閉され、しかも本発明に係るセラミック強
度が従来波に係るセラミック強度（２５〜３０ｋｇ／ｍ
ｍ”　）に比術較して略２倍（４０ｋｇ　／　ｍ＋ｎ　
’以上、好ましくは５０ｋｇ／ｍｍ’以上）の強度を有
しているので、現行の半導体メモリ装置と同等以上の気
密性および機械的強度を保持したままで半導体メモリ装
置の厚みを薄く出来る。また、蓋体とパッケージとの熱
膨張係数の差が０．２Ｘ１０−’／ｌ：　（４０〜４０
０℃）と小さく、高温、高温下等の悪環境下においても
蓋体が剥がれるような不都合は発生しない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る半導体メモリ装置の断
面説明図、第２図乃至第５図は本発明に係る半導体メモリ装置の他
の実施例の断面説明図、第６図は従来技術に係る半導体メモリ装置の断面説明図
である。２０・・・半導体メモリ装置　　　２１．４２・・・蓋
体２２・・・半導体チップ　　　　　２４・・・ノクツ
ケージ２５．２６．２８．２９・・・導体層　　３０．
３２・・・ガラス３６・・・ＡＩ　ワイヤ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電気的に情報の書き込みが可能であり、且つ紫外
線を照射することで情報の消去が可能である半導体チッ
プを有する半導体メモリ装置であって、前記半導体チップが取り付けられ、且つ着色された透明
アルミナからなるパッケージと、前記半導体チップが取
り付けられたパッケージを封止するとともに紫外線を透
過可能な透明アルミナからなる蓋体と、前記パッケージと蓋体とを接着するガラス部と、を備えることを特徴とする半導体メモリ装置。
（２）請求項１記載の装置において、前記パッケージが
着色剤を含有する着色された透明アルミナであることを
特徴とする半導体メモリ装置。
（３）請求項１記載の装置において、前記パッケージが
着色剤が塗布されて着色された透明アルミナであること
を特徴とする半導体メモリ装置。