半导体装置及其制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术的半导体装置(100)包括：半导体元件(10)，其具有具备开口部(15a)的第一绝缘层(15)以及从第一绝缘层(15)的开口部(15a)露出的源极电极(12)；中继导体(21)，其与源极电极(12)相接合；接合层(41)，其将源极电极(12)与中继导体(21)相接合；第二绝缘层(31)，其覆盖第一绝缘层(15a)的至少一部分，至少与接合层(41)的周围相接地进行设置；表面侧导体(22)，其与中继导体(21)相连接；以及密封树脂(32)，其填充在表面侧导体(22)与第二绝缘层(31)之间。由此，提供如下半导体装置：即使存在孔隙，局部放电的产生也得到抑制。局部放电的产生也得到抑制。局部放电的产生也得到抑制。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置及其制造方法


[0001]本专利技术涉及半导体装置及其制造方法。

技术介绍

[0002]作为具有驱动电动机等的功率转换部的功率半导体装置，具有如下构造：利用一对金属板夹住功率半导体元件，在金属板间填充树脂来密封半导体元件。更详细而言，将金属块接合到半导体元件的一个电极，将该金属块连接到一个金属板，并将半导体元件的另一个电极连接到另一个金属板。各金属板的面积形成得比半导体元件的表面和背面的面积要大，在该一对金属板间利用传递模塑法等模塑法填充树脂来密封半导体元件(例如，参照专利文献1)。现有技术文献专利文献
[0003]专利文献1：日本专利特开2011
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114176号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0004]利用模塑法形成的密封树脂容易产生孔隙(空隙)等缺陷部。功率半导体装置中，对功率半导体元件施加高电压，因此，如果密封树脂存在孔隙等缺陷部，则电场在该缺陷部集中，有可能产生局部放电。若产生局部放电的状态持续，则密封树脂有可能劣化，最终发生绝缘破坏而导致功率半导体装置发生故障。解决技术问题所采用的技术方案
[0005]根据本专利技术的第一方式，半导体装置包括：半导体元件，该半导体元件具有具备开口部的第一绝缘层以及从所述第一绝缘层的所述开口部露出的表面电极；中继导体，该中继导体与所述表面电极相接合；接合层，该接合层将所述表面电极与所述中继导体相接合；第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的至少一部分，至少与所述接合层的周围相接地进行设置；导体，该导体与所述中继导体相连接；以及密封树脂，该密封树脂填充在所述导体与所述第二绝缘层之间。根据本专利技术的第二方式，半导体装置包括：多个半导体元件，该多个半导体元件具有具备开口部的第一绝缘层以及从所述第一绝缘层的所述开口部露出的表面电极；中继导体，该中继导体与所述各半导体元件的所述表面电极相接合；接合层，该接合层将所述各表面电极与所述各中继导体相接合；第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖所述各第一绝缘层的至少一部分，至少与所述各接合层的周围相接地进行设置；以及导体，该导体连接所述各中继导体。根据本专利技术的第三方式，半导体装置的制造方法包含：准备半导体元件，该半导体元件具有具备开口部的第一绝缘层以及从所述第一绝缘层的所述开口部露出的表面电极；利用接合层将所述表面电极与中继导体相接合；设置第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖所述
第一绝缘层的至少一部分，至少与所述接合层的周围相接；将导体与所述中继导体相连接；以及在所述导体与所述第二绝缘层之间填充密封树脂。专利技术效果
[0006]根据本专利技术，即使存在孔隙，也能抑制局部放电的产生。
附图说明
[0007]图1是本专利技术的半导体装置的实施方式1的剖视图。图2的(A)、(B)是用于说明图1所图示的半导体装置100的制造方法的各工序中的半导体装置的剖视图。图3的(A)、(B)是图2之后的各工序中的半导体装置的剖视图。图4是本专利技术的半导体装置的实施方式2的剖视图。图5是用于说明对存在于密封树脂的孔隙施加高电场并产生局部放电的作用的剖视图，(A)是比较例的半导体装置100R的剖视图，(B)是本实施方式的半导体装置的剖视图。图6是本专利技术的半导体装置的实施方式3的分解立体图。图7是图6所图示的半导体装置的放大分解立体图。图8是图6所图示的半导体装置的剖视图，(A)是树脂密封前的剖视图，(B)是树脂密封后的剖视图。
具体实施方式
[0008]下面，参照附图，对本专利技术的实施方式进行说明。以下记载和附图是用于说明本专利技术的例示，为了清楚说明，适当地进行了省略和简化。本专利技术能够利用其他各种方式来实施。除非特别限定，各结构要素可以是单个，也可以是多个。为了容易理解专利技术，附图中所示的各结构要素的位置、大小、形状、范围等有时并不表示实际的位置、大小、形状、范围等。因此，本专利技术不一定限于附图中所公开的位置、大小、形状、范围等。
[0009]‑
实施方式1
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以下，参照图1至图3，对本专利技术的实施方式1进行说明。图1是本专利技术的半导体装置的实施方式1的剖视图。半导体装置100包括半导体元件10。半导体元件10例如是SiC(碳化硅)MOS FET(Metal
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Oxide
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Semiconductor Field effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。半导体元件10具有半导体基板11、源极电极12、漏极电极13、内部布线14和第一绝缘层15。另外，图1中虽未图示，但半导体元件10具有栅极电极17(参照图7)。半导体装置100具有半导体元件10、中继导体21、表面侧导体22、背面侧导体23、第二绝缘层31和密封树脂32。
[0010]第一绝缘层15是为了保护形成在半导体基板11内部的半导体元件形成用的杂质区域和内部布线14而设置的绝缘膜，由氧化硅或氮化硅等无机材料所形成。第一绝缘层15设有开口部15a(也参照图2的(B))。源极电极12形成得比第一绝缘层15的开口部15a稍大，源极电极12的周缘部的内侧从第一绝缘层15的开口部15a露出。第一绝缘层15例如由聚酰亚胺或聚苯并恶唑等树脂所形成。第一绝缘层15由半导体元件制造商形成，其厚度一般为数μm左右。
[0011]中继导体21具有比第一绝缘层15的开口部15a稍小的面积，通过接合层41，与源极电极12的从第一绝缘层15的开口部15a露出的部分的整个表面相接合。接合层41具有与中继导体21大致相同的面积。因此，在接合层41的周缘部与第一绝缘层15的开口部15a的周缘部之间形成有间隙G(参照图2的(B))。中继导体21可以由铜类金属形成。此外，中继导体21可以使用CIC(Copper Invar Copper：铜
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殷瓦
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铜)等覆盖材料来形成。殷瓦(注册商标)是铁和镍的合金，是低热膨胀率的材料，因此，通过用包含殷瓦的材料来形成中继导体21，从而即使在驱动时半导体元件10成为高温，也能抑制与密封树脂32的剥离。
[0012]第二绝缘层31形成在第一绝缘层15上。第二绝缘层31并未形成在第一绝缘层15的整个表面，第一绝缘层15的周缘部侧从第二绝缘层31露出。第二绝缘层31也填充到接合层41的周缘部与第一绝缘层15的开口部15a的周缘部之间的间隙G内，并与接合层41的周缘部和中继导体21的接合层41侧附近区域的周缘部相接。第二绝缘层31如后述那样，由使用了灌封法或印刷法等的涂布所形成。第二绝缘层31例如是由聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚醚酰胺酰亚胺、聚醚酰胺等树脂形成。第一绝缘层15与第二绝缘层31可以由相同的树脂形成。第二绝缘层31为数十μm左右，优选为比第一绝缘层15的厚度要厚。
[0013]表面侧导体22具有比半导体元件10的表面面积、即第一绝缘层15的俯视下的面积要大的面积。表面侧导体22通过接合层42与中继导体21相接合。接合层42具有与中继导体21大致相同的面积。表面侧导体22可以由铜类金属或铝类金属所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置，其特征在于，包括：半导体元件，该半导体元件具有具备开口部的第一绝缘层以及从所述第一绝缘层的所述开口部露出的表面电极；中继导体，该中继导体与所述表面电极相接合；接合层，该接合层将所述表面电极与所述中继导体相接合；第二绝缘层，该第二绝缘层覆盖所述第一绝缘层的至少一部分，至少与所述接合层的周围相接地进行设置；导体，该导体与所述中继导体相连接；以及密封树脂，该密封树脂填充在所述导体与所述第二绝缘层之间。2.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，在所述开口部的周缘部与所述接合层的周围之间设有间隙，所述第二绝缘层填充到所述间隙内。3.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二绝缘层与所述中继导体的至少所述接合层侧的周围相接。4.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，还具备接合层，该接合层将所述导体与所述中继导体相接合。5.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述导体具有覆盖所述半导体元件的所述第一绝缘层整体的面积，所述密封树脂密封所述半导体元件的周围。6.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第二绝缘层设置得比所述第一绝缘层要厚。7.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述中继导体包含逆变器。8.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述接合层是金属接合糊料烧结而成的烧结金属。9.如权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体元件在所述表面电极的相对面...

【专利技术属性】
技术研发人员：平尾高志，露野円丈，清水悠佳，松下晃，
申请(专利权)人：日立安斯泰莫株式会社，
类型：发明
国别省市：