半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

半导体装置(1)具备：电极(22)，具有平坦部、和由凹部构成的非平坦部(6)；接合层(3)，设置于电极(22)的平坦部及非平坦部(6)上，由金属晶粒的烧结体构成；以及半导体元件(4)、(5)，隔着接合层(3)与电极(22)接合，接合层(3)具有被非平坦部(6)和半导体元件(4)、(5)夹住的第一区域(3a)、和被平坦部和半导体元件(4)、(5)夹住的第二区域(3b)，第一区域(3a)以及第二区域(3b)中的层厚大的一方的区域的金属晶粒的填充率小于层厚小的一方的区域的金属晶粒的填充率。通过本发明专利技术，基于金属晶粒的烧结体的接合层的可靠性变得良好。

Manufacturing methods of semiconductor devices and semiconductor devices

A semiconductor device (1) comprises electrodes (22), with a flat part, and consists of a concave non flat part (6); the bonding layer (3), is arranged on the electrode (22) of the flat and non flat part (6), composed of sintered metal grains; and a semiconductor element (4), (5), a bonding layer (3) and the electrode (22) bonding, the bonding layer (3) having an uneven portion (6) and a semiconductor element (4), (5) the first area (3a), and the clamp is flat part and a semiconductor element (4), (5) second (3b), the area between the first area and the second area (3a) (3b) metal grain filling rate of metal grain layers in the thick side of the region filling rate is less than the thickness of one of the small area. Through the invention, the reliability of the joint layer of the sintered body based on the metal grain becomes good.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置以及半导体装置的制造方法
本专利技术涉及对半导体元件和电路基板进行电连接的半导体装置。
技术介绍
对在马达的逆变器控制等中使用的电力变换用半导体装置，搭载有IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor：绝缘栅双极性晶体管)、MOSFET(Metal-oxcide-semiconductorField-effectTransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)、二极管等纵向半导体元件。在这些半导体元件的表面以及背面上通过金属化形成有电极，在一般的半导体装置的情况下，半导体元件的背面侧的背面电极和电路基板经由焊料接合部连接。对在电力变换用半导体装置中使用的接合材料，由于处于半导体元件的发热量增大的倾向，所以期望高耐热性能。然而，在现状下未发现无铅并且具有高耐热性能的焊料材料，作为代替焊料接合的接合材料技术，研究将利用金属粒子的烧结现象的烧结接合技术应用于电力变换用半导体装置。在烧结接合技术中使用的烧结接合材料包括金属粒子和有机成分。烧结接合技术是指，利用通过在烧结接合材料中包含的金属粒子的烧结现象形成的多孔质形状的接合层进行与被接合部件的接合的技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体装置，其特征在于，具备：绝缘板；电极，设置于所述绝缘板上，具有平坦部和由凹部或者凸部构成的非平坦部；接合层，设置于所述电极的所述平坦部及所述非平坦部上，由金属晶粒的烧结体构成；以及半导体元件，隔着所述接合层与所述电极接合，所述接合层具有：第一区域，被所述非平坦部和所述半导体元件夹住；以及第二区域，被所述平坦部和所述半导体元件夹住，所述第一区域以及所述第二区域中的层厚大的一方的区域的所述金属晶粒的填充率小于所述第一区域以及所述第二区域中的层厚小的一方的区域的所述金属晶粒的填充率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.01 JP 2015-1328941.一种半导体装置，其特征在于，具备：绝缘板；电极，设置于所述绝缘板上，具有平坦部和由凹部或者凸部构成的非平坦部；接合层，设置于所述电极的所述平坦部及所述非平坦部上，由金属晶粒的烧结体构成；以及半导体元件，隔着所述接合层与所述电极接合，所述接合层具有：第一区域，被所述非平坦部和所述半导体元件夹住；以及第二区域，被所述平坦部和所述半导体元件夹住，所述第一区域以及所述第二区域中的层厚大的一方的区域的所述金属晶粒的填充率小于所述第一区域以及所述第二区域中的层厚小的一方的区域的所述金属晶粒的填充率。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其中，所述平坦部是所述电极的表面的部位，所述非平坦部是由在所述电极的表面形成的凹部或者凸部构成的部位。3.根据权利要求1或者2所述的半导体装置，其中，所述接合层的所述第二区域的所述金属晶粒的填充率是80％以上且小于100％。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体装置，其中，所述非平坦部的图案在俯视时相对所述半导体元件的中心是对称的。5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的半导体装置，其中，所述非平坦部的面积在俯视时是所述接合层的面积的1％以上且20％以下的大小。6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的半导体装置，其中，所述接合层的所述第二区域的维氏硬度大于所述电极的...

【专利技术属性】
技术研发人员：巽裕章，熊田翔，铃木修，川端大辅，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP