半导体装置以及半导体装置的制造方法制造方法及图纸

提供一种半导体装置以及半导体装置的制造方法，能够防止半导体芯片的劣化，从而能够提高可靠性。半导体装置具备：第一半导体芯片(1)，其在表面具有金属层(1C)；第一布线构件(7)，其与金属层(1C)相向地配置；烧结金属层(4a、4b)，其配置于金属层(1C)与第一布线构件(7)之间，具备拉伸强度高的多个区域和拉伸强度低的多个区域；以及金属材料(3)，其配置于烧结金属层(4a、4b)的内部，其中，烧结金属层(4a、4b)的一部分拉伸强度低的区域的拉伸强度比第一半导体芯片(1)的金属层(1C)的拉伸强度低。

【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
本专利技术涉及一种半导体装置以及半导体装置的制造方法。
技术介绍
一般的功率半导体装置具备绝缘栅极型双极晶体管(IGBT)或MOS场效应晶体管(MOSFET)等半导体元件、绝缘电路基板以及散热基座等。在半导体元件、绝缘电路基板以及散热基座彼此之间的接合中，使用利用接合线、焊料等接合材料进行接合的引线框。近年，在功率半导体装置的小型轻量化以及高功能化的要求下，功率半导体装置的电路的高集成化发展起来。并且，面向向使用能够进行高温动作的碳化硅(SiC)等的半导体元件的半导体装置应用的开发被推进，从而寻求半导体装置在高温动作环境下的高可靠性。作为半导体装置的接合材料，此前多采用锡锑(SnSb)系焊料材料、锡银(SnAg)系焊料材料等焊料材料。但是，半导体装置的动作温度接近焊料材料的熔点，从而可靠性有可能会下降。因此，作为能够应对高温动作化的接合材料，研究对利用金属颗粒的烧结作用的烧结金属膏、烧结金属片的应用。在专利文献1～3中，提出了将烧结金属材料用作半导体元件与绝缘电路基板及布线构件的接合层的构造。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置，其特征在于，具备：/n第一半导体芯片，其在表面具有金属层；/n第一布线构件，其与所述金属层相向地配置；/n烧结金属层，其配置于所述金属层与所述第一布线构件之间，具备拉伸强度高的多个区域和拉伸强度低的多个区域；以及/n金属材料，其配置于所述烧结金属层的内部，/n其中，所述烧结金属层的一部分拉伸强度低的区域的拉伸强度比所述第一半导体芯片的所述金属层的拉伸强度低。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20190620 JP 2019-1145341.一种半导体装置，其特征在于，具备：
第一半导体芯片，其在表面具有金属层；
第一布线构件，其与所述金属层相向地配置；
烧结金属层，其配置于所述金属层与所述第一布线构件之间，具备拉伸强度高的多个区域和拉伸强度低的多个区域；以及
金属材料，其配置于所述烧结金属层的内部，
其中，所述烧结金属层的一部分拉伸强度低的区域的拉伸强度比所述第一半导体芯片的所述金属层的拉伸强度低。


2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，
所述烧结金属层具有配置于所述金属材料的所述第一半导体芯片侧的第一烧结金属层以及配置于所述金属材料的所述第一布线构件侧的第二烧结金属层，
所述金属材料是在下表面具有多个第一槽部、在上表面具有多个第二槽部的第一金属板，且具有未形成所述第一槽部和所述第二槽部的平面部的区域。


3.根据权利要求2所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个第一槽部和所述多个第二槽部彼此相互连接而形成多个贯通孔。


4.根据权利要求2或3所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个第一槽部和所述多个第二槽部各自的区域中的所述第一烧结金属层和第二烧结金属层的烧结密度处于72％以上且78％以下的范围。


5.根据权利要求2～4中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一金属板的所述下表面的区域的所述第一烧结金属层的烧结密度比所述多个第一槽部的区域的所述第一烧结金属层的烧结密度高，
所述第一金属板的所述上表面的区域的所述第二烧结金属层的烧结密度比所述多个第二槽部的区域的所述第二烧结金属层的烧结密度高。


6.根据权利要求2～5中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述多个第一槽部的区域的所述第一烧结金属层的烧结密度比所述多个第二槽部的区域的所述第二烧结金属层的烧结密度高。


7.根据权利要求2～6中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
在平面图案中，所述多个第一槽部和所述多个第二槽部各自的占有面积为所述第一金属板的表面积的25％以上且75％以下。


8.根据权利要求2～7中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
在平面图案中，所述多个第一槽部的占有面积比所述多个第二槽部的占有面积小。


9.根据权利要求2～8中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一金属板的厚度处于所述第一烧结金属层的、从所述第一半导体芯片的表面起到所述第一槽部的底部为止的厚度的大于0％且63％以下的范围。


10.根据权利要求2～9中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，
所述第一烧结金属层的、从所述第一半导体芯片的上表面起到所述第一槽部的底部为止的厚度比所述第二烧结金属层的、从所述第一布线构件的下表面起到所述第二槽部的底部为止的厚度薄。


11.根据权利要求1～10中的任一项所述的半导体装置，其特征在于，还具备：
第二半导体芯片；
第二金属板，其配置于所述第二半导体芯片的上方，在所述第二金属板的下表面具有多个第三槽部，在所述第二金属板的上表面具有多个第四槽部；
第二布线构件，其配置于所述第二金属板的上方；
第三烧结金属层，其以填埋所述多个第三槽部的方式配置于所述第二半导体芯片与所述第二金属板之间；以及
第四烧结金属层，其以填埋所述多个第四槽部的方式配置于所述第二金属板与所述第二布线构件之间，
其中，所述第一布线构件的上表面的高度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：外薗洋昭，加藤辽一，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP