烧结接合用片、带基材的烧结接合用片、以及带烧结接合用材料层的半导体芯片制造技术

提供适于防止/抑制接合对象物间的烧结接合用材料的溢出且适于确保形成的烧结层的接合强度的、烧结接合用片、带基材的烧结接合用片、及带烧结接合用材料层的半导体芯片。烧结接合用片包含：含有导电性金属的烧结性颗粒和粘结剂成分，经过对5mm见方的Si芯片具有的银平面的规定条件下的加压处理从而转印到银平面上的烧结接合用材料层的面积相对于银平面的面积的比率为0.75～1。带基材的烧结接合用片即片体(X)具有包含基材和烧结接合用片的层叠结构。带烧结接合用材料层的半导体芯片具备半导体芯片和该烧结接合预定面上的源自烧结接合用片的烧结接合用材料层，烧结接合用材料层的面积相对于烧结接合预定面的面积的比率为0.75～1。

【技术实现步骤摘要】
烧结接合用片、带基材的烧结接合用片、以及带烧结接合用材料层的半导体芯片
本专利技术涉及能够用于半导体装置的制造等的烧结接合用片及带基材的烧结接合用片、以及带烧结接合用材料层的半导体芯片。
技术介绍
半导体装置的制造中，作为用于对于引线框、绝缘电路基板等支撑基板将半导体芯片与支撑基板侧电连接的同时进行芯片接合的方法，已知：在支撑基板与芯片之间形成Au-Si共晶合金层来实现接合状态的方法；利用焊料、含有导电性颗粒的树脂作为接合材料的方法。另一方面，承担电力的供给控制的功率半导体装置的普及近年来变得显著。功率半导体装置常常由于工作时的通电量大而放热量大。因此，功率半导体装置的制造中，关于将半导体芯片与支撑基板侧电连接的同时与支撑基板进行芯片接合的方法，要求在高温工作时也能够实现可靠性高的接合状态。采用SiC、GaN作为半导体材料从而实现了高温工作化的功率半导体装置中，这种要求特别强烈。而且，为了响应这样的要求，作为伴有电连接的芯片接合方法，提出了使用含有烧结性颗粒和溶剂等的烧结接合用的组合物的技术。使用含有烧结性颗粒的烧结接合用材料进行的芯片接合中，首先，对于支撑基板的芯片接合预定面借助烧结接合用材料在规定的温度·载荷条件下载置半导体芯片。之后，以在支撑基板与其上的半导体芯片之间产生烧结接合用材料中的溶剂的挥发等且烧结性颗粒间进行烧结的方式，进行规定的温度·加压条件下的加热工序。由此，在支撑基板与半导体芯片之间形成烧结层，半导体芯片对支撑基板进行电连接的同时进行机械接合。这种技术例如记载于下述专利文献1、2。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-039580号公报专利文献2：日本特开2014-111800号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在要进行基于烧结接合的芯片接合的半导体装置制造过程中，以往，有时将含有烧结性颗粒的糊状组合物涂布于每个半导体芯片。但是，这种方法没有效率。另一方面，要进行基于烧结接合的芯片接合的半导体装置制造过程中，为了对多个半导体芯片一次性供给烧结接合用材料，考虑例如经过如下那样的工艺。首先，在单面具有粘合面的加工用带和/或其粘合面上排列多个半导体芯片。接着，对加工用带上的半导体芯片阵列按压并贴合制作成了片形态的作为烧结接合用材料的烧结接合用片。接着，将烧结接合用片中被压接于半导体芯片的部位残留在该半导体芯片上，同时进行该片体的剥离。通过该片体的贴合和之后的剥离，进行烧结接合用材料从片体向各半导体芯片的转印时(即，与周围分离的烧结接合用片小片在半导体芯片上产生时)，能够得到带烧结接合用材料层的半导体芯片(转印工序)。根据这种方法，能够对多个半导体芯片一次性供给烧结接合用材料。然而，上述的转印工序中，以往有时会产生如下的部位：即使是烧结接合用片中被压接于半导体芯片的部位也不发生小片化(即，未与周围分离)而从该半导体芯片剥离的部位。这种转印工序在成品率良好地制造包含半导体芯片的烧结接合部位的半导体装置的方面不优选。另外，上述的转印工序中，以往存在如下情况：在半导体芯片上产生从半导体芯片的烧结接合预定面溢出的烧结接合用片小片(烧结接合用材料)。烧结接合用材料中从烧结接合预定部位溢出的部分在接合对象物间进行烧结的烧结工艺的过程中，以从接合对象物间溢出的状态在工艺中干燥，从芯片烧结接合部位脱落，有时与作为制造目标物的半导体装置的其他部位碰撞而对该装置造成损伤。烧结接合用材料中从烧结接合预定部位溢出的部分在接合对象物间进行烧结的烧结工艺的过程中，也有时发生沿接合对象物的除烧结接合预定面以外的表面移动的环绕。发生了该环绕的烧结接合用材料的烧结可能成为作为制造目标物的半导体装置中的短路的原因。本专利技术是基于以上那样的情况构思的，其目的在于提供适于防止/抑制接合对象物间的烧结接合用材料的溢出、并且适于确保所形成的烧结层的接合强度的、烧结接合用片及带基材的烧结接合用片、以及带烧结接合用材料层的半导体芯片。用于解决问题的方案根据本专利技术的第1方面，提供一种烧结接合用片。该烧结接合用片包含：含有导电性金属的烧结性颗粒、及粘结剂成分。另外，本烧结接合用片经过对具有形成芯片平面的银平面的5mm见方的硅芯片的银平面的、在温度为70℃或90℃、载荷10MPa及加压时间5秒的条件下的加压处理从而转印到该银平面上(俯视时为芯片平面内和/或银平面内)的烧结接合用材料层的面积(前述俯视时的面积)相对于银平面的面积的比率为0.75～1。5mm见方的硅芯片的芯片平面即银平面的面积小于烧结接合用片的面积。另外，形成硅芯片的芯片平面的银平面例如为镀银膜形成的平面。本烧结接合用片在包含半导体芯片的烧结接合部位的半导体装置的制造过程中，例如可以如下使用。首先，对于在单面具有粘合面的加工用带和/或其粘合面上排列的多个半导体芯片(分别在露出面侧具有烧结接合预定部位)按压并贴合本烧结接合用片。接着，将烧结接合用片中被压接于半导体芯片的部位残留在该半导体芯片上，同时进行该片体的剥离作业。通过这种贴合作业和之后的剥离作业，进行烧结接合用材料从烧结接合用片向各半导体芯片的转印，在半导体芯片上产生与周围分离的为烧结接合用片小片的烧结接合用材料层(转印工序)。接着，将带烧结接合用材料层的半导体芯片借助该烧结接合用材料层压接而临时固定于基板。然后，由被临时固定的半导体芯片与基板之间存在的烧结接合用材料层经过加热过程而形成烧结层，对基板烧结接合该半导体芯片(烧结接合工序)。例如如上进行，能够使用本烧结接合用片将半导体芯片烧结接合于基板。如上所述，本烧结接合用片经过对在温度为70℃或90℃、载荷10MPa及加压时间5秒的条件下的银平面(5mm见方的硅芯片的芯片平面)的加压处理从而转印到该银平面上的烧结接合用材料层的面积相对于银平面即芯片平面的面积的比率为0.75～1。本专利技术人等发现，这种构成适于防止/抑制烧结接合对象物间的烧结接合用材料的溢出、并且适于确保所形成的烧结层的接合强度。例如，如后述的实施例及比较例所示。本烧结接合用片中上述面积比率为0.75以上的构成适于使上述那样的烧结接合工序中在接合对象物间形成的烧结层实现充分的接合强度。本烧结接合用片中上述面积比率为1以下的构成适于在上述那样的转印工序中对烧结接合预定部位防止/抑制从该部位的溢出地供给烧结接合用材料，因此，适于在上述那样的烧结接合工序中防止/抑制烧结接合用材料从接合对象物间的溢出。防止/抑制烧结接合用材料从接合对象物间的溢出在防止作为制造目标物的半导体装置中的上述损伤、短路的方面是适合的。如上所述，本烧结接合用片适于防止/抑制接合对象物间的烧结接合用材料的溢出，并且适于确保所形成的烧结层的接合强度。这种烧结接合用片适于成品率良好地制造包含半导体芯片烧结接合部位的半导体装置。本烧结接合用片对于经过加热温度300℃、加压力10MPa及加热时间150秒的烧结条件而烧结接合的银平面的23℃下的剪切接合力优选50MPa以上、更优选60MPa以上、更优选70MPa以上。这种构成在由源自本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结接合用片，其包含：含有导电性金属的烧结性颗粒、和粘结剂成分，/n经过对具有形成芯片平面的银平面的5mm见方的硅芯片的所述银平面的、在温度为70℃或90℃、载荷10MPa及加压时间5秒的条件下的加压处理从而转印到该银平面上的烧结接合用材料层的面积相对于所述银平面的面积的比率为0.75～1。/n

【技术特征摘要】
20190315 JP 2019-0479641.一种烧结接合用片，其包含：含有导电性金属的烧结性颗粒、和粘结剂成分，
经过对具有形成芯片平面的银平面的5mm见方的硅芯片的所述银平面的、在温度为70℃或90℃、载荷10MPa及加压时间5秒的条件下的加压处理从而转印到该银平面上的烧结接合用材料层的面积相对于所述银平面的面积的比率为0.75～1。


2.根据权利要求1所述的烧结接合用片，其中，对于经过加热温度300℃、加压力10MPa及加热时间150秒的烧结条件而烧结接合的银平面的、23℃下的剪切接合力为50MPa以上。

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【专利技术属性】
技术研发人员：三田亮太，市川智昭，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP