半导体装置制造方法及图纸

提供一种能够提高散热性的半导体装置。第1内侧热传导体具备多个第1石墨层。第2内侧热传导体具备多个第2石墨层。多个所述第1石墨层在第1方向上层叠，所述第1方向是与所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向正交的方向。多个所述第2石墨层在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向或与该方向正交且与所述第1方向正交的第2方向上层叠。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置
本说明书所公开的技术涉及半导体装置。
技术介绍
专利文献1所公开的半导体装置具备半导体元件和接合于半导体元件的表面的散热体。散热体具备接合于半导体元件的表面的金属热传导体。另外，散热体具备接合于金属热传导体的第1热传导体和在半导体元件与散热体排列的方向上层叠于第1热传导体的第2热传导体。第1热传导体具备多个第1石墨层。多个第1石墨层在第1方向上层叠，该第1方向是与半导体元件和散热体排列的方向正交的方向。第2热传导体具备多个第2石墨层。多个第2石墨层在第1方向上层叠，该第1方向是与半导体元件和散热体排列的方向正交的方向。多个第1石墨层与多个第2石墨层在相同的第1方向上层叠。在专利文献1的半导体装置中，为了实现具有挠性的热传导构造体，需要使多个第1石墨层的层叠方向与多个第2石墨层的层叠方向一致。在专利文献1的半导体装置中，在半导体元件工作时，会在半导体元件产生热。在半导体元件产生的热通过散热体来散热。由散热体的金属热传导体、第1热传导体及第2热传导体传导热而进行散热。在半导体元件产生的热首先由接合于半导体元件的金属热传导体进行传导，接着由接合于金属热传导体的第1热传导体进行传导，接着由层叠于第1热传导体的第2热传导体进行传导。第1石墨层的热导率具有各向异性。第1石墨层在多个第1石墨层层叠的方向上不怎么传导热。与此相对，第1石墨层在与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向上以高热导率传导热。因而，在第1热传导体中，在半导体元件和散热体排列的方向(与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。另外，在第1热传导体中，在与半导体元件和散热体排列的方向正交且与第1方向正交的第2方向(与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。同样，第2石墨层的热导率具有各向异性。第2石墨层在多个第2石墨层层叠的方向上不怎么传导热。与此相对，第2石墨层在与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向上以高热导率传导热。因而，在第2热传导体中，在与半导体元件和散热体排列的方向(与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。另外，在第2热传导体中，在与半导体元件和散热体排列的方向正交且与第1方向正交的第2方向(与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-112334号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1的半导体装置中，第1热传导体和第2热传导体在半导体元件和散热体排列的方向上以高热导率传导热。另外，第1热传导体和第2热传导体在与半导体元件和散热体排列的方向正交且与第1方向正交的第2方向上以高热导率传导热。第1热传导体和第2热传导体在第1方向(多个第1石墨层及多个第2石墨层层叠的方向)上不怎么传导热。因而，不怎么能够将在半导体元件产生的热向第1方向进行散热，存在散热性低这一问题。于是，本说明书提供一种能够提高散热性的技术。用于解决课题的技术方案本说明书所公开的半导体装置具备半导体元件和接合于所述半导体元件的第1表面的第1散热体。所述第1散热体具备：金属的第1外侧热传导体，接合于所述半导体元件的所述第1表面；第1内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部；以及第2内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部，在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向上层叠于所述第1内侧热传导体。所述第1内侧热传导体具备多个第1石墨层。所述第2内侧热传导体具备多个第2石墨层。多个所述第1石墨层在第1方向上层叠，所述第1方向是与所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向正交的方向。多个所述第2石墨层在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向或与该方向正交且与所述第1方向正交的第2方向上层叠。根据该结构，当半导体元件工作时，会在半导体元件产生热。在半导体元件产生的热通过第1散热体而散热。由第1散热体的第1外侧热传导体、第1内侧热传导体及第2内侧热传导体将热进行传导而散热。在半导体元件产生的热首先由接合于半导体元件的金属的第1外侧热传导体进行传导，接着由配置于第1外侧热传导体的内部的第1内侧热传导体和第2内侧热传导体进行传导，再由第1外侧热传导体进行传导而向外部散热。第1内侧热传导体具备多个第1石墨层，第2内侧热传导体具备多个第2石墨层。石墨的热导率比金属的热导率高。因而，在第1散热体中，通过具备多个第1石墨层和多个第2石墨层，与仅为金属的情况相比能够高效地传导热。各第1石墨层的热导率由于石墨的碳原子的结合的关系而具有各向异性。第1石墨层在多个第1石墨层层叠的方向上不怎么传导热。与此相对，第1石墨层在与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向上以高热导率传导热。多个第1石墨层在第1方向上层叠，第1方向是与半导体元件和第1散热体排列的方向正交的方向。因而，在第1内侧热传导体中，在半导体元件和第1散热体排列的方向(与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。另外，在第1内侧热传导体中，在与第1方向正交的第2方向(与多个第1石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。同样，各第2石墨层的热导率由于石墨的碳原子的结合的关系而具有各向异性。第2石墨层在多个第2石墨层层叠的方向上不怎么传导热。与此相对，第2石墨层在与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向上以高热导率传导热。在某技术方案中，多个第2石墨层在半导体元件和第1散热体排列的方向上层叠。因而，在第2内侧热传导体中，在作为与半导体元件和第1散热体排列的方向正交的方向的第1方向和第2方向(都是与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。或者，在另一技术方案中，多个第2石墨层在与半导体元件和第1散热体排列的方向正交且与第1方向正交的第2方向上层叠。因而，在该第2内侧热传导体中，在半导体元件和第1散热体排列的方向(与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。另外，在该第2内侧热传导体中，在与第2方向正交的第1方向(与多个第2石墨层层叠的方向正交的方向)上以高热导率传导热。根据上述的结构，能够将在半导体元件产生的热通过金属的第1外侧热传导体而向第1内侧热传导体和第2内侧热传导体传导。另外，能够将该热通过第1内侧热传导体和第2内侧热传导体而在半导体元件和第1散热体排列的方向、第1方向及第2方向上以高热导率传导。另外，能够将由第1内侧热传导体和第2内侧热传导体传导来的热通过第1外侧热传导体而向多个方向进行散热。因而，根据上述的结构，能够将在半导体元件产生的热通过第1散热体的第1外侧热传导体、第1内侧热传导体及第2内侧热传导体而高效地传导，向多个方向进行散热，因此能够提高散热性。附图说明图1是第1实施例的半导体装置的剖视图。图2是图1的主要部分II的放大图。图3是第1实施例的各石墨层的立体图。图4是图1的主要部分IV的放大图。图5是第2实施例的半导体装置的剖视图。图6是第2实施例的变形例的半导体装置的剖视图。图7是另一实施例的半导体装置的与图2对应的图。图8是示出第1试验例的测定结果的图。图9是示出第2试验例的测定结果的图。标号说明1半导体装置；2半导体元件；5第1散热体；7第2散热体；21表面；22背面；51第1内侧热传导体；52第2内侧热传导体；53第1外侧热传导体；5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，具备：半导体元件；以及第1散热体，接合于所述半导体元件的第1表面，所述第1散热体具备：金属的第1外侧热传导体，接合于所述半导体元件的所述第1表面；第1内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部；以及第2内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部，在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向上层叠于所述第1内侧热传导体，所述第1内侧热传导体具备多个第1石墨层，所述第2内侧热传导体具备多个第2石墨层，多个所述第1石墨层在第1方向上层叠，所述第1方向是与所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向正交的方向，多个所述第2石墨层在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向或与该方向正交且与所述第1方向正交的第2方向上层叠。

【技术特征摘要】
2017.11.08 JP 2017-215725;2018.02.02 JP 2018-017431.一种半导体装置，具备：半导体元件；以及第1散热体，接合于所述半导体元件的第1表面，所述第1散热体具备：金属的第1外侧热传导体，接合于所述半导体元件的所述第1表面；第1内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部；以及第2内侧热传导体，配置于所述第1外侧热传导体的内部，在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向上层叠于所述第1内侧热传导体，所述第1内侧热传导体具备多个第1石墨层，所述第2内侧热传导体具备多个第2石墨层，多个所述第1石墨层在第1方向上层叠，所述第1方向是与所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向正交的方向，多个所述第2石墨层在所述半导体元件和所述第1散热体排列的方向或与该方向正交且与所述第1方向正交的第2方向上层叠。2.根据权利要求1所述的半导体装置，还具备接合于所述半导体元件的与所述第1...

【专利技术属性】
技术研发人员：出口昌孝，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP