半导体装置制造方法及图纸

一种半导体装置，具备：具有主面的导电部、搭载于前述主面的半导体元件、以及存在于前述导电部与前述半导体元件之间、使前述导电部与前述半导体元件导通接合的导电性接合材。前述导电性接合材包含金属基层、第1接合层和第2接合层。前述第1接合层存在于前述金属基层与前述半导体元件之间，通过金属的固相扩散与前述半导体元件接合。前述第2接合层存在于前述金属基层与前述导电部之间，通过金属的固相扩散与前述导电部接合。与前述导电部接合。与前述导电部接合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本公开涉及具备半导体元件的半导体装置。

技术介绍

[0002]以往，搭载有MOSFET、IGBT等半导体元件的半导体装置广为人知。专利文献1中公开了这样的半导体装置的一例。该半导体装置中，支撑基板(绝缘基板)上形成有金属图案(导电部)。半导体元件介由导电性接合材与该金属图案接合。
[0003]使用专利文献1中公开的半导体装置时，从半导体元件产生热，周围的温度上升。特别是导电性接合材，有时会暴露于高温。导电性接合材反复暴露于高温时，该导电性接合材的状态会发生变化。结果，有可能损害半导体元件与金属图案的导通状态。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:日本特开2009
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158787号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的课题
[0008]鉴于上述情况，本公开的一个课题在于，提供适合于通过维持半导体元件与导电部的适当接合状态，从而提高对于该接合状态的可靠性的半导体装置。
[0009]用于解决课题的方法
[0010]本公开的一个方面提供的半导体装置，具备：具有主面的导电部、搭载于前述主面的半导体元件、以及存在于前述导电部与前述半导体元件之间、使前述导电部与前述半导体元件导通接合的导电性接合材，前述导电性接合材包含金属基层、第1接合层和第2接合层，前述第1接合层存在于前述金属基层与前述半导体元件之间，通过金属的固相扩散与前述半导体元件接合，前述第2接合层存在于前述金属基层与前述导电部之间，通过金属的固相扩散与前述导电部接合。
[0011]本公开的其他特征和优点参照附图通过以下进行的详细说明来阐明。
附图说明
[0012]图1为显示第1实施方式涉及的半导体装置的立体图。
[0013]图2为图1所示的半导体装置的平面图。
[0014]图3为沿图2的III
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III线的截面图。
[0015]图4为沿图2的IV
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IV线的截面图。
[0016]图5为图3的部分放大图。
[0017]图6为图5的部分放大图。
[0018]图7为图6的A部放大图。
[0019]图8为图6的B部放大图。
[0020]图9为图6的C部放大图。
[0021]图10为图6的D部放大图。
[0022]图11为用于对半导体元件与导电部的接合方法进行说明的图。
[0023]图12为显示第2实施方式涉及的半导体装置的平面图。
[0024]图13为图12所示半导体装置的仰视图。
[0025]图14为沿图12的XIV
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XIV线的截面图。
[0026]图15为图14的部分放大图。
[0027]图16为图15的部分放大图。
[0028]图17为图16的A部放大图。
[0029]图18为图16的B部放大图。
[0030]图19为图16的C部放大图。
[0031]图20为图16的D部放大图。
[0032]图21为显示第3实施方式涉及的半导体装置的平面图。
[0033]图22为沿图21的XXII
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XXII线的截面图。
[0034]图23为图22的部分放大图。
[0035]图24为图23的部分放大图。
[0036]图25为图24的A部放大图。
[0037]图26为图24的B部放大图。
[0038]图27为图24的C部放大图。
[0039]图28为图24的D部放大图。
具体实施方式
[0040]以下基于本公开的优选实施方式，参照附图具体地进行说明。
[0041]本公开中的“第1”、“第2”、“第3”等用语是简单地作为标记使用的，并不意味着对这些对象物标记顺序。
[0042]根据图1～图10，对第1实施方式涉及的半导体装置A10进行说明。图示的半导体装置A10具备支撑基板10、多个导电部20、第1输入端子31、第2输入端子32、第1输出端子33、第2输出端子34、多个半导体元件40和密封树脂80(在图1中省略)。除了这些以外，半导体装置A10还具备一对绝缘层26、一对栅极布线层271、一对检测布线层272、一对栅极端子35和一对检测端子36。各半导体元件40例如为MOSFET，半导体装置A10例如为电力转换装置(电源模块)。半导体装置A10用于马达的驱动源、各种电气制品的变频装置和DC/DC转换器等。图2～图4中，透过密封树脂80进行显示(参照双点划线)。
[0043]半导体装置A10的说明中，例如如图1所示，将贯穿支撑基板10(或导电部20)的厚度延伸的方向设为“z方向”(有时也称为“厚度方向”)。将与z方向正交的一个方向设为“x方向”，将与z方向和x方向双方正交的方向设为“y方向”。如图2所示，半导体装置A10在z方向上观察时(换句话说平面观察时)为矩形。此外，x方向与半导体装置A10的一条边(例如图2中左侧的边)平行，y方向与半导体装置A10的另一边(例如图2中下侧的边)平行。半导体装置A10的说明中，在任意方向上存在相互分开配置的2个构件A和B(或2组A和B)时，有时会描述为“构件A位于(相对于构件B)该方向的一侧”或“构件B位于(相对于构件A)该方向的另一
侧”等。由此，图2中，例如描述为“第1输入端子31、第2输入端子32配置在x方向的一侧，第1输出端子33、第2输出端子34配置在x方向的另一侧”。需说明的是，“一侧”和“另一侧”也可以与该例子相反。
[0044]如图1～图4所示，支撑基板10支撑多个导电部20。在图示的例子中，支撑基板10在z方向上观察时为正方形。支撑基板10在z方向上具有朝向相互相反侧(相互分开)的支撑面10A和底面10B。支撑面10A与各导电部20相对。如图3、图4所示，底面10B从密封树脂80露出。将半导体装置A10安装于例如散热器时，底面10B与该散热器相对。在图示的例子中，支撑基板10包含第1支撑板11、第2支撑板12和底板13。
[0045]如图3和图4所示，第1支撑板11在z方向上位于第2支撑板12与底板13之间。第1支撑板11具有电绝缘性。第1支撑板11的构成材料是导热性优异的陶瓷。作为该陶瓷，可列举例如氮化铝(AlN)。
[0046]各第2支撑板12层叠在第1支撑板11上，具有支撑面10A。第2支撑板12上接合有对应的1个导电部20。第2支撑板12是金属制的，例如由金属箔构成。第2支撑板12由铜(Cu)或铜合金构成，具有导电性。在图示的例子中，第2支撑板12具有第1区域121、第2区域122和第3区域123三个区域(支撑板)。该3个区域是相互分开的。
[0047]底板13在与第2支撑板12相反侧层叠在第1支撑板11上。底板13包含底面10B。底板13与第2支撑板12相同，是金属制的，例如由铜或铜合金形成的金属箔构成。第2支撑板12具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，具备：具有主面的导电部、搭载于所述主面的半导体元件、以及存在于所述导电部与所述半导体元件之间、使所述导电部与所述半导体元件导通接合的导电性接合材，所述导电性接合材包含金属基层、第1接合层和第2接合层，所述第1接合层存在于所述金属基层与所述半导体元件之间，通过金属的固相扩散与所述半导体元件接合，所述第2接合层存在于所述金属基层与所述导电部之间，通过金属的固相扩散与所述导电部接合。2.根据权利要求1所述的半导体装置，所述金属基层的杨氏模量比所述第1接合层和所述第2接合层各自的杨氏模量小。3.根据权利要求2所述的半导体装置，所述金属基层的厚度比所述第1接合层和所述第2接合层各自的厚度大。4.根据权利要求3所述的半导体装置，所述金属基层的构成材料含有铝、钛、锌、铪和铒中的至少任一种。5.根据权利要求4所述的半导体装置，所述第1接合层和所述第2接合层各自的构成材料含有银、铜和金中的至少任一种。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，所述半导体元件具有元件主体和形成在所述元件主体上的背面电极，所述背面电极与所述第1接合层通过固相扩散相互接合。7.根据权利要求6所述的半导体装置，所述第1接合层和所述第2接合层各自的厚度比所述背面电极的厚度大。8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，所述导电性接合材包含第1中间层和第2中间层，所述第1中间层存在于所述金属基层与所述第1接合层之间，所述第2中间层存在于所述金属基层与所述第2接合层之间。9.根据权利要求8所述的半导体装置，所述第1中间层和所述第2中间层各自的构成材料含有镍。10.根据权利要求1至9中任一项所述的半导体装置，进一步具备支撑基板，该支撑基板具有与所述导电部相对的支撑面。11.根据权利要求10所述的半导体装置，进一步具备接合构件，该接合构件使所述导电部与所述支撑基板接合，所述接合构件包...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小鹏，大塚拓一，
申请(专利权)人：罗姆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：