本发明专利技术提供一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置(1)包括：半导体芯片(2)，该半导体芯片(2)具有第一主面、和位于该第一主面的相反侧的第二主面；散热板(3)，该散热板(3)设置成与所述第一主面相对；第一电极(5)，该第一电极(5)设置在所述第一主面与所述散热板(3)之间，并与所述半导体芯片(2)电连接；压接构件(4)，该压接构件(4)设置成与所述第二主面相对；第二电极(6)，该第二电极(6)设置在所述第二主面与所述压接构件(4)之间，并与所述半导体芯片(2)电连接；以及压力产生机构，该压力产生机构产生压力，以将所述第一电极(5)分别压接到所述散热板(3)和所述半导体芯片(2)上，并且将所述第二电极(6)分别压接到所述压接构件(4)和所述半导体芯片(2)上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术提供一种，该半导体装置(1)包括：半导体芯片(2)，该半导体芯片(2)具有第一主面、和位于该第一主面的相反侧的第二主面；散热板(3)，该散热板(3)设置成与所述第一主面相对；第一电极(5)，该第一电极(5)设置在所述第一主面与所述散热板(3)之间，并与所述半导体芯片(2)电连接；压接构件(4)，该压接构件(4)设置成与所述第二主面相对；第二电极(6)，该第二电极(6)设置在所述第二主面与所述压接构件(4)之间，并与所述半导体芯片(2)电连接；以及压力产生机构，该压力产生机构产生压力，以将所述第一电极(5)分别压接到所述散热板(3)和所述半导体芯片(2)上，并且将所述第二电极(6)分别压接到所述压接构件(4)和所述半导体芯片(2)上。【专利说明】
本专利技术涉及，特别涉及IGBT模块、功率MOSFET模块等适用于大功率半导体装置(功率模块)的。
技术介绍
非专利文献I中公开了一种功率模块。该功率模块具有如下结构:功率元件(半导体芯片)的一个主面(下表面)通过焊锡粘合在散热器上，该功率元件的另一个主面(上表面)上所形成的表面电极通过焊锡直接粘合在引线框的内部引线上。图35是表示非专利文献I所公开的功率模块101的大致结构的剖视图。该功率模块101中，功率元件102的上表面上所形成的表面电极(未图示)通过焊锡层104直接粘合在主端子103上。功率元件102的上表面上所形成的另一表面电极(未图示)则通过引线(金属细线)106与控制端子105机械地电连接。功率元件102的下表面通过焊锡层107粘合在散热器(金属块)108上。该散热器108的下表面通过由绝缘性树脂形成的绝缘片材109而粘合在金属层110上。另外，功率模块101的各构成要素被模塑树脂111密封。主端子103和控制端子105分别有一部分从该模塑树脂111的外部轮廓突出。专利文献I中公开了另一种功率模块。该功率模块具有以下结构:在半导体芯片与散热板之间设有由陶瓷等绝缘材料形成的绝缘基板。图36是表示专利文献I所公开的功率模块201的大致结构的剖视图。在该功率模块201中，绝缘基板203的一个面(上表面)上形成有导电体203a，在该导电体203a的表面通过焊锡层204固定有半导体芯片202。绝缘基板203由陶瓷等绝缘材料形成。绝缘基板203的另一个面(下表面)上也形成有导电体203b。该导电体203b的表面通过焊锡层206固定在设置于半导体芯片202下方的散热板205上。 现有专利文献 专利文献专利文献1:国际公开2008-123386号 非专利文献非专利文献1:菊池正雄等4人，「夕M 々卜'J 一 F'接合型大容量A 7 — ?夕二一 ^」(直接引线接合型大容量功率模块)，三菱电机技报，2010年4月，第84卷第4号第232页
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题搭载在功率模块上的半导体芯片的材料通常是Si(硅)。而近年来，正在研发SiC(碳化硅)制或GaN(氮化镓)制的半导体芯片。该SiC制或GaN制的半导体芯片的特长之一在于高温下也能够进行工作。具体而言，Si制半导体芯片无法在超过150°C的温度下工作。而SiC制或GaN制的半导体芯片在300°C以上的高温下也能够进行工作。因此，与搭载有Si制半导体芯片的功率模块相比，需要搭载有SiC制或GaN制半导体芯片的功率模块能够应对高温的情况。然而，上述非专利文献I和专利文献I分别公开的功率模块的结构并不能应对高温的情况。具体而言，上述非专利文献I中公开的功率模块101的结构中，若功率元件102的材料为SiC，则功率元件102的热膨胀系数变为3?4ppm/°C。另一方面，主端子103及散热器108的材料均为铜(Cu)时，主端子103及散热器108的热膨胀系数均为17ppm/°C。因此，随着功率元件102的温度变化，在将主端子103与功率元件102接合起来的焊锡层(接合部)104、和将散热器108与功率元件102接合起来的焊锡层(接合部)107上均会产生应力。该应力会随着功率元件102的温度变高而变大。因此，这些接合部(焊锡层104、107)各自受到的应力负载会随着功率元件102的温度范围变大而变大。从而，当功率元件102的材料为SiC，且在功率模块101工作过程中功率元件102的温度高于Si制半导体芯片时，会在接合部反复地产生应力，从而有可能导致接合部损坏，接合不良，或者热阻变差。另外，上述专利文献I中公开的功率模块201的结构中，若散热板205的材料为铜(Cu)，则该散热板205的热膨胀系数为17ppm/°C。另一方面，绝缘基板203的材料均为氮化铝(AlN)时，该绝缘基板203的热膨胀系数为4ppm/°C。因此，随着半导体芯片202的温度变化，会在将绝缘基板203与散热板205接合起来的焊锡层(接合部)206上产生应力。该应力会随着半导体芯片202的温度变高而变大。因此，接合部(焊锡层206)受到的应力负载会随着半导体芯片202的温度范围变大而变大。从而，当半导体芯片202的材料为例如SiC，且在功率模块201工作过程中半导体芯片202的温度高于Si制半导体芯片时，会在接合部反复地产生应力，从而有可能导致接合部损坏，热阻变差。本专利技术的目的之一在于提供一种在半导体芯片的温度范围较大的情况下也具有高可靠性的半导体装置。本专利技术的另一目的在于提供一种在半导体芯片的温度范围较大的情况下也具有高可靠性的半导体装置的制造方法。 解决技术问题所采用的技术方案本专利技术的半导体装置的特征在于，包括:半导体芯片，该半导体芯片具有第一主面、和位于该第一主面的相反侧的第二主面；散热板，该散热板设置成与所述第一主面相对；第一电极，该第一电极设置在所述第一主面与所述散热板之间，与所述半导体芯片电连接；压接构件，该压接构件设置成与所述第二主面相对；第二电极，该第二电极设置在所述第二主面与所述压接构件之间，与所述半导体芯片电连接；以及压力产生机构，该压力产生机构产生压力，以将所述第一电极分别压接到所述散热板和所述半导体芯片上，并且将所述第二电极分别压接到所述压接构件和所述半导体芯片上。本专利技术的半导体装置的特征还在于，所述第一电极的与所述半导体芯片相接触的部分的表面粗糙度大于所述半导体芯片的与所述第一电极相接触的部分的表面粗糙度。本专利技术的半导体装置的特征还在于，还包括用于将所述散热板与所述第一电极之间绝缘的绝缘要素，所述散热板的材料为铜或招。本专利技术的半导体装置的特征还在于，所述第一电极具有与所述半导体芯片的所述第一主面相对的面，所述第一电极的与所述第一主面相对的面的面积大于所述第一主面的面积，所述第一电极的与所述第一主面相对的面从投影在该面上的所述第一主面的外周露出，以此方式来配置所述半导体芯片。本专利技术的半导体装置的特征还在于，所述散热板具有向所述半导体芯片的所述第一主面侧开口的第一凹部，设置在所述第一主面与所述散热板之间的所述第一电极至少有一部分被收纳在所述一凹部内。本专利技术的半导体装置的特征还在于，所述第一电极具有向所述半导体芯片的所述第一主面侧开口的第二凹部，所述半导体芯片有一部分被收纳在所述第二凹部内。本专利技术的半导体装置的特征还在于，所述压接构件是第二散热板。本专利技术的半导体装置的特征本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，包括：半导体芯片，该半导体芯片具有第一主面、和位于该第一主面的相反侧的第二主面；散热板，该散热板设置成与所述第一主面相对；第一电极，该第一电极设置在所述第一主面与所述散热板之间，并与所述半导体芯片电连接；压接构件，该压接构件设置成与所述第二主面相对；第二电极，该第二电极设置在所述第二主面与所述压接构件之间，并与所述半导体芯片电连接；以及压力产生机构，该压力产生机构产生压力，以将所述第一电极分别压接到所述散热板和所述半导体芯片上，并且将所述第二电极分别压接到所述压接构件和所述半导体芯片上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：小岛俊之，白石司，塚原法人，广濑贵之，生田敬子，小山雅义，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：无
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