半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置的特征在于，具备：基板；发热部，其形成于基板之上；盖基板，其在基板的上方以在盖基板与基板之间具有中空部的方式形成；以及反射膜，其在发热部的上方对红外线进行反射。反射膜对由于发热部的温度上升而经由中空部向盖基板侧辐射的红外线进行反射，从而具有抑制盖基板侧的温度上升的作用。由于该作用，即使在模塑树脂存在于盖基板之上的情况下，也产生抑制模塑树脂的温度上升的效果。

Semiconductor Device

The semiconductor device of the present invention has the following characteristics: a substrate; a heating part formed on the substrate; a cover substrate formed on the top of the substrate in the form of a hollow part between the cover substrate and the substrate; and a reflection film reflecting infrared rays above the heating part. The reflecting film reflects the infrared radiation from the hollow part to the side of the cover substrate due to the rise of the temperature of the heating part, so as to restrain the rise of the temperature on the side of the cover substrate. Because of this effect, even if the molding resin exists on the cover and substrate, it also has the effect of restraining the temperature rise of the molding resin.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置
本专利技术涉及具有中空部的半导体装置。
技术介绍
作为将半导体芯片内置的封装件，利用通过模塑树脂进行封装的塑料封装件。塑料封装件与使用陶瓷进行封装的陶瓷封装件相比具有廉价这一优点。但是，模塑树脂与陶瓷相比耐热温度低，因此有时会由于来自半导体芯片内的发热部的发热，与半导体芯片接触的模塑树脂的温度上升到耐热温度附近以上。其结果，存在模塑树脂碳化，从与半导体芯片之间的界面剥离等问题。为了抑制模塑树脂的温度上升，使用专利文献1～3所例示的具有中空部的封装构造是有效的。这是因为中空部对半导体芯片的发热部分与模塑树脂之间进行隔热。专利文献1：日本实开平1-145133号公报专利文献2：日本特开2006-237405号公报专利文献3：日本特开2011-18671号公报
技术实现思路
但是，存在以下这样的问题，即，在来自半导体芯片的发热量大的情况下，即使使用具有中空部的封装构造，从发热部辐射的红外线也经由中空部被模塑树脂吸收，模塑树脂的温度变高。因此，对于发热量大的高输出半导体器件等，有时无法采用使用了模塑树脂的塑料封装件，必须使用具有中空部的陶瓷封装件，封装件价格与塑料封装件相比变高。本专利技术就是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供抑制了模塑树脂的温度上升的半导体装置。本专利技术的半导体装置具备：基板；发热部，其形成于基板之上；盖基板，其在基板的上方以在盖基板与基板之间具有中空部的方式形成；以及反射膜，其在发热部的上方对红外线进行反射。专利技术的效果根据本专利技术，针对具有中空部的半导体装置，能够抑制模塑树脂的温度上升。附图说明图1是表示实施方式1的半导体装置的剖面图。图2是表示实施方式1的半导体装置的剖面图。图3是表示实施方式1的半导体装置的俯视图。图4是表示实施方式1的半导体装置的变形例的剖面图。图5是表示将实施方式1的半导体装置封装件化后的状态的剖面图。图6是表示对实施方式1的半导体装置所使用的基板进行加工的工序的剖面图。图7是表示对实施方式1的半导体装置所使用的盖基板进行加工的工序的剖面图。图8是表示将实施方式1的半导体装置封装件化的工序的剖面图。图9是表示仿真所使用的不具有中空部的构造的斜视图。图10是表示仿真所使用的不具有中空部的构造的剖面图。图11是表示仿真所使用的具有中空部的构造的剖面图。图12是表示具有中空部的构造的发热部的温度分布的图表。图13是表示实施方式2的半导体装置的剖面图。图14是表示实施方式3的半导体装置的剖面图。具体实施方式实施方式1.[结构]对实施方式1的半导体装置1的结构进行说明。图1以及图2是半导体装置1的剖面图，分别是图3中的AA剖面以及BB剖面。图3是半导体装置1的俯视图。但是，在图3中省略盖基板3和反射膜9等的图示。如图1以及图2所示，在基板2之上形成有发热部4。基板2的材料是SiC，厚度为100μm左右。尽管未图示，但在成为镜面的基板2的上表面使用外延生长出的GaN层和AlGaN层而形成有有源元件即HEMT(HighElectronMobilityTransistor)，在GaN层与AlGaN层的界面形成有沟道。这里，发热部4是该沟道。在HEMT形成有栅极电极5、源极电极6以及漏极电极7，它们分别与电极焊盘13～15电连接。这些电极的长度是50～100μm左右，宽度是每根栅极电极5为1～5μm左右，源极电极6和漏极电极7均为10～50μm左右。此外，这里，示出了半导体装置仅包含1个HEMT的情况，但也可以包含大于或等于2个HEMT。另外，基板2并非一定是SiC基板，也可以是GaAs或Si、SiGe、GaN、InP等基板。另外，有源元件也可以是MOSFET(MetalOxideSemiconductorFieldEffectTransistor)或HFET(HeterostructureFieldEffectTransistor)、双极晶体管等。另外，也可以包含电阻、电容、电感等无源元件，它们与有源元件构成电路。在基板2形成有通路孔22。通路孔22与源极电极焊盘14以及背面电极21电连接。在基板2之上以将发热部4包围的方式设置有接合焊盘11，在接合焊盘11之上设置有封装框18。并且，在栅极电极焊盘13、漏极电极焊盘15之上设置有凸块19。在基板2之上以覆盖发热部4的方式形成有绝缘膜8。这里，绝缘膜8形成于除了凸块19、封装框18以外的整个区域。在绝缘膜8之上设置有反射膜9。在俯视观察时，反射膜9形成于比绝缘膜8窄的区域。反射膜8具有反射红外线的性质，在俯视观察时，配置为大致与发热部4重叠。以由封装框18、凸块19支撑的方式设置有盖基板3。盖基板3的材料是Si，厚度为100μm左右。在盖基板3形成有通路孔23。将栅极电极5以及漏极电极7经由凸块19、电极焊盘16而引出至在盖基板3的上表面设置的电极24。在基板2与盖基板3之间存在中空部10，其高度为10μm左右。中空部10由绝缘膜8、封装框18以及盖基板3包围，确保了气密性。此外，就实施方式1的半导体装置1而言，盖基板3的下表面整个面成为平面，但在无法充分确保封装框18的高度的情况下，也可以如图4所示是通过将盖基板3设为凹入形状而确保中空部10的构造。这里，盖基板3载置于在基板2之上设置的封装材料25之上，封装材料25由树脂形成。另外，就实施方式1的半导体装置1而言，盖基板3形成为覆盖基板2的整个表面，但盖基板3并非必须覆盖整个面，也可以是在发热部4的上方具有密闭的中空部10的构造。另外，也可以在盖基板3形成除了配线以外的构件，例如也可以形成包含形成于基板2之上的HEMT在内的电路所用的匹配电路。并且，作为盖基板3的材料，可以使用具有外延生长面的半导体基板，也可以在盖基板3形成晶体管等有源元件、外延电阻，使用它们构成电路。接下来，对将半导体装置1封装件化后的结构进行说明。图5是表示将半导体装置1封装件化后的状态的剖面图。在背面电极21之下隔着由AuSn焊料等形成的芯片键合材料30而接合有基座26。基座26用于将源极电极6与外部进行电连接。由于基座26还具有作为散热材料的作用，因此应用散热特性好的部件，作为材料使用例如CuW。另外，为了将漏极电极7、源极电极6与外部进行电连接，引线27经由导线28与在盖基板3的上表面形成的电极24电连接。在半导体装置1的周围形成有封装了半导体装置1的模塑树脂29。通过由模塑树脂29进行封装，从而相对于外部对半导体装置1进行保护。这里，对设想为100W左右的发热的半导体装置的情况进行叙述。在图3中示出了栅极电极5为2根的情况，但在设想为100W左右的发热的半导体装置的情况下，栅极电极的长度成为500μm左右，栅极电极的根数成为50～100根左右。这样，HEMT的宽度成为2～4mm。在如上述所示存在100W左右的发热的情况下，发热部的温度有时成为100～300℃左右。根据维恩位移定律，黑体辐射的峰值波长λ(μm)由下式给出，其中将T设为温度(℃)。λ＝2896/(T+273)如果使来自发热部4的辐射的峰值波长也近似地遵守该式，则在温度为100～300℃的情况下峰值波长为5.1～7.8μm。该范围的波长被归类为中波长红外线(3～8μm)。[制造方法]对实施方式1的半导体装置1的制造方法、以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其具备：基板；发热部，其形成于所述基板之上；盖基板，其在所述基板的上方以在所述盖基板与所述基板之间具有中空部的方式形成；以及反射膜，其在所述发热部的上方对中波长红外线进行反射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其具备：基板；发热部，其形成于所述基板之上；盖基板，其在所述基板的上方以在所述盖基板与所述基板之间具有中空部的方式形成；以及反射膜，其在所述发热部的上方对中波长红外线进行反射。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，具备：绝缘膜，其在所述基板之上以覆盖所述发热部的方式形成，所述中空部形成于所述绝缘膜与所述盖基板之间，所述反射膜形成于所述绝缘膜之上。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述反射膜形成于所述盖基板的面中的与所述基板相对的相对面之上。4.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述反射膜形成于所述盖基板的面中的与所述基板相对的相对面的相反的面之上。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述反射膜在俯视观察时覆盖所述发热部的中心的至少6成的面积。6.根据权利要求5所述的半导体装置，其特征在于，所述反射...

【专利技术属性】
技术研发人员：西泽弘一郎，山本佳嗣，宫胁胜巳，渡边伸介，志贺俊彦，
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