密封用树脂组合物和半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的密封用树脂组合物用于密封由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成的功率半导体元件，所述密封用树脂组合物包含热固性树脂(A)和二氧化硅(B)，所述二氧化硅(B)包含Fe，所述Fe的含量相对于所述二氧化硅(B)总量为220ppm以下，所述密封用树脂组合物为颗粒状、平板状或片状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】密封用树脂组合物和半导体装置
本专利技术涉及密封用树脂组合物和半导体装置。
技术介绍
对于半导体装置中所使用的树脂组合物，从抑制芯片的翘曲的观点出发，进行了各种研究。作为这样的技术，可举出例如专利文献1中记载的内容。专利文献1中记载有一种含有环氧树脂和马来酰亚胺树脂的树脂糊剂组合物。根据该文献的记载，通过将该树脂糊剂组合物用作半导体装置的芯片接合材料，能够抑制在铜引线框上经由芯片接合材料形成的硅芯片的翘曲。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平11-322816号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题上述文献中所记载的树脂糊剂为将硅芯片和引线框粘接的芯片粘接材料，与密封通常的半导体元件的密封材料是不同的产品。本专利技术人进行研究的结果发现，上述文献中所记载的树脂糊剂，在应用于将下述那样的功率半导体元件密封的密封材料时，在对高温环境下的长时间使用的耐久性的方面，有改善的余地。在此，使用SiC、GaN、Ga2O3或者金刚石那样的宽带隙材料形成的功率半导体元件，被设计成可在高电压/大电流下使用，因此，发热量比通常的硅芯片大，因此会在更加高温的环境下进行动作。用于解决技术问题的手段本专利技术人对于用于密封功率半导体元件的密封用树脂组合物，着眼于对高温环境下的长时间使用的耐久性和二氧化硅的杂质，进行了深入研究，结果发现通过适当地控制二氧化硅的杂质的种类和含量，能够提高该耐久性，从而完成了本专利技术。根据本专利技术，提供一种密封用树脂组合物，其用于密封由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成的功率半导体元件，其特征在于，包含：热固性树脂(A)；和二氧化硅(B)，所述二氧化硅(B)包含Fe，所述Fe的含量相对于所述二氧化硅(B)总量为220ppm以下，所述密封用树脂组合物为颗粒状、平板(tablet)状或片(sheet)状。根据本专利技术，提供一种半导体装置，其包括：功率半导体元件，其搭载在基板上，并且由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成；和密封材料，其由使上述的密封用树脂组合物固化而得到的固化物构成，并且密封所述功率半导体元件。专利技术效果采用本专利技术，能够提供能够使密封材料的对高温环境下的长时间使用的耐久性提高的密封用树脂组合物和使用该密封用树脂组合物的半导体装置。附图说明上述的目的和其他的目的、特征和优点，通过以下说明的优选实施方式和附随于其的以下的附图将会更明了。图1是表示本实施方式的半导体装置的一个例子的截面图。图2是表示本实施方式的半导体装置的一个例子的截面图。图3是表示高温长期保管特性试验后的密封材料的截面结构的SEM照片。具体实施方式以下，使用附图对实施方式进行说明。另外，在所有附图中，对相同的构成要件标注相同的符号，并适当省略说明。对本实施方式的密封用树脂组合物的概要进行说明。本实施方式的密封用树脂组合物，用于密封由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成的功率半导体元件，其包含热固性树脂(A)和二氧化硅(B)。二氧化硅(B)包含Fe，该Fe的含量相对于二氧化硅(B)总量为220ppm以下。本实施方式的密封用树脂组合物可以为颗粒状、平板状或片状。对通常的硅器件而言，能够耐受例如175℃左右的温度环境下的使用是重要的。鉴于这样的情况，到目前为止进行了对175℃左右的环境下的密封材料的保管特性的研究。然而，对大于200℃的高温环境下的密封材料的长期保管特性未充分地进行研究。在此，对于对使用SiC、GaN、Ga2O3或者金刚石那样的宽带隙材料形成的功率半导体元件进行密封的密封材料，要求具有能够耐受大于200℃的高温环境下的长期使用的特性。这样的高温长期保管特性可根据在例如250℃的高温环境下长时间保管密封材料时的质量减少率来进行评价。本专利技术人对于用于密封功率半导体元件的密封用树脂组合物，着眼于对高温环境下的长时间使用的耐久性和二氧化硅的杂质，进行了深入研究，结果发现通过适当地控制二氧化硅的杂质的种类和含量，能够提高该耐久性。根据这样的见解进一步研究的结果，本专利技术人新发现了，通过将密封用树脂组合物中包含的二氧化硅(B)中的Fe或Mn等其他杂质的含量控制为规定值以下，能够提高使用密封用树脂组合物形成的密封材料的、大于200℃的高温环境下的保管特性。因此，根据本实施方式，能够使密封材料的对高温环境下的长时间使用的耐久性提高。由此，也能够有助于提高半导体装置的可靠性。以下，对本实施方式的密封用树脂组合物和使用密封用树脂组合物制造的半导体装置进行详细说明。本实施方式的密封用树脂组合物用于将使用SiC(碳化硅)、GaN(氮化镓)、Ga2O3(氧化镓)或者金刚石作为半导体材料形成的功率半导体元件密封。功率半导体元件为例如进行电源或电功率的控制、供给的半导体元件。在本实施方式中，作为上述功率半导体元件，可以使用例如输入电功率为1.7W以上的元件。在本实施方式中，例如由使密封用树脂组合物固化而得到的固化物，构成将搭载在基板上的功率半导体元件密封的密封材料。由此，形成半导体装置，其包括：基板；搭载在基板上的功率半导体元件；和密封功率半导体元件的密封材料。在该情况下，密封材料例如能够以覆盖功率半导体元件的至少上表面的方式密封功率半导体元件。功率半导体元件的上表面为功率半导体元件中的与基板相对的一面的相反侧的另一面。密封用树脂组合物可以具有例如颗粒状、平板状或片状等规定的形状。由此，容易使用传递成型、注射成型和压缩成型等公知的成型方法将半导体元件密封成型。在本实施方式中，颗粒状是指密封用树脂组合物的粉末彼此固结而形成的凝聚体，平板状是指通过在高压下对密封用树脂组合物进行压片成型，以具有规定形状的方式进行造型而得到的造型体，片状是指具有例如单片状或可卷取的辊状的由密封用树脂组合物形成的树脂膜。颗粒状、平板状或片状的密封用树脂组合物可以为半固化状态(B阶段状态)。以下，对本实施方式的密封用树脂组合物的各成分进行说明。本实施方式的密封用树脂组合物如上所述包含热固性树脂(A)和二氧化硅(B)。(热固性树脂(A))热固性树脂(A)可以包含选自例如具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物、具有两个以上的苯并噁嗪环的化合物、环氧树脂、酚醛树脂、尿素树脂、三聚氰胺树脂等具有三嗪环的树脂、不饱和聚酯树脂、聚氨酯树脂、邻苯二甲酸二烯丙酯树脂、硅树脂、氰酸酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺酰亚胺树脂和苯并环丁烯树脂中的一种或两种以上。从提高密封材料的200℃以上的高温环境下的长期保管特性和密封材料的机械特性的观点出发，作为热固性树脂(A)，优选包含选自例如具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物、具有两个以上的苯并噁嗪环的化合物和环氧树脂中的一种或两种以上，更优选至少包含具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物。由此，能够提高密封用树脂组合物的固化物的玻璃化转变温度(Tg)，作为结果，能够提高使用其的半导体装置的耐热性。尤其从兼顾韧性和机械强度的观点出发，作为优选的方式的一个例子，可举出同时使用具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物和具有两个以上的苯并噁嗪环的化合物。从提高韧性和机械强度的平衡的观点出发，作为优选的方式的一个例子，可举出同时使用具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物和环氧树脂。另一方面，在本实施方式中，也可采用例如热固性树脂(A)包含环氧树脂、且不包含具有两个以上的马来酰亚胺本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种密封用树脂组合物，其用于密封由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成的功率半导体元件，所述密封用树脂组合物的特征在于，包含：热固性树脂(A)；和二氧化硅(B)，所述二氧化硅(B)包含Fe，所述Fe的含量相对于所述二氧化硅(B)总量为220ppm以下，所述密封用树脂组合物为颗粒状、平板状或片状。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.25 JP 2015-2540821.一种密封用树脂组合物，其用于密封由SiC、GaN、Ga2O3或金刚石形成的功率半导体元件，所述密封用树脂组合物的特征在于，包含：热固性树脂(A)；和二氧化硅(B)，所述二氧化硅(B)包含Fe，所述Fe的含量相对于所述二氧化硅(B)总量为220ppm以下，所述密封用树脂组合物为颗粒状、平板状或片状。2.根据权利要求1所述的密封用树脂组合物，其特征在于：所述二氧化硅(B)还包含Mn，所述Fe和所述Mn的含量的合计值相对于所述二氧化硅(B)总量为220ppm以下。3.根据权利要求2所述的密封用树脂组合物，其特征在于：所述二氧化硅(B)还包含Ni和Ti，所述Fe、所述Mn、所述Ni和所述Ti的含量的合计值相对于所述二氧化硅(B)总量为250ppm以下。4.根据权利要求3所述的密封用树脂组合物，其特征在于：所述Fe的含量相对于所述Fe、所述Mn、所述Ni和所述Ti的含量的合计值的比率为86.0％以下。5.根据权利要求1至4中任一项所述的密封用树脂组合物，其特征在于：所述热固性树脂(A)包含具有两个以上的马来酰亚胺基的化合物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的密封用树脂组合物，其特征在于：SiO2的含量相对于所述二氧化硅(B)总量为99.8质量％以上。7.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：山下胜志，高桥佑衣，
申请(专利权)人：住友电木株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP