半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供能够防止陶瓷层叠基板的劣化的半导体装置。陶瓷板(20)为板状，具备正面以及与正面相反一侧的背面，并且具备多个陶瓷粒子。金属层(30)被施加高电位的电压，与陶瓷板(20)的正面接合，与半导体芯片电连接，并包含铜。金属层(40)被施加低电位的电压，与陶瓷板(20)的背面接合，并包含铜。中间层(50b)形成于陶瓷板(20)的背面和金属层(40)之间，包含具备镁的氧化物即具备镁的氧化物(51b)。陶瓷层叠基板(10)即使在高温下被施加了高电压，也通过包含于陶瓷板(20)与金属层(40)之间的具备镁的氧化物(51b)来抑制金属层(40)相对于陶瓷板(20)的接合性的降低。(20)的接合性的降低。(20)的接合性的降低。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置


[0001]本专利技术涉及一种半导体装置。

技术介绍

[0002]半导体装置包括功率设备，并被用作电力转换装置。功率设备是例如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、功率MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)。半导体装置包括半导体芯片和陶瓷层叠基板，该半导体芯片包括功率设备。陶瓷层叠基板包括陶瓷板、形成于陶瓷板的正面且构成电路图案的多个金属层、以及形成于陶瓷板的背面的金属层。在电路图案接合有半导体芯片、引线框架等。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开2017
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147327号公报

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]在这样的半导体装置中，若半导体芯片驱动则半导体芯片发热，半导体芯片正下方被加热。此外，在半导体装置中，由于在引线框架被施加大电压，所以本文档来自技高网...

【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，具备：半导体芯片；接合部件；以及层叠基板，其为板状，具备正面以及与所述正面相反一侧的背面，并且在所述正面经由所述接合部件而接合有所述半导体芯片，所述层叠基板具有：陶瓷板，其为板状，具备第一主面以及与所述第一主面相反一侧的第二主面，并且具备多个陶瓷粒子；高电位金属层，其与所述第一主面接合且包含铜；低电位金属层，其与所述第二主面接合且包含铜，并且电位比所述第一主面的电位低；以及中间层，其形成于所述第二主面和所述低电位金属层之间，包含具备镁、锰中的至少一者的第一氧化物。2.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一主面是所述层叠基板的正面侧，所述第二主面是所述层叠基板的背面侧，所述半导体芯片与所述高电位金属层电连接。3.根据权利要求1所述的半导体装置，其特征在于，所述第一主面是所述层叠基板的背面侧，所述第二主面是所述层叠基板的正面侧，所述半导体芯片与所述低电位金属层电连接。4.根据权利要求1至3中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板和所述中间层包含以氧化物换算而计为0.1wt％以上且1.5wt％以下的镁、以氧化物换算而计为0.01wt％以上且0.15wt％以下的锰中的至少一者。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，所述中间层覆盖所述第二主面的10％以上且80％以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氧化物还配置于所述第二主面侧的所述多个陶瓷粒子之间。7.根据权利要求6所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氧化物在所述中间层大量地形成于所述第二主面侧。8.根据权利要求1至7中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氧化物还包含具备铝的氧化物。9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氧化物包含MgO、MnO、(Mg，Mn)O、(Mg，Mn)Mn2O4中的任一者。10.根据权利要求8所述的半导体装置，其特征在于，所述第一氧化物包含具备铝的尖晶石晶系。11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板在所述多个陶瓷粒子的晶界和三相点中的至少任一者还包含具备硅的第二氧化物。
12.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板中的所述硅的含量以氧化物换算而计为0.01wt％以上且3.0wt％以下。13.根据权利要求11所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板中的所述硅的含量以氧化物换算而计为1.0wt％以上且3.0wt％以下。14.根据权利要求11至13中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述层叠基板包括以下至少一种情况：包含具备所述镁的氧化物，并且相对于经氧化硅(SiO2)换算而得的所述硅的含量而包含10wt％以上且50wt％以下的经氧化镁(MgO)换算而得的镁；以及包含具备所述锰的氧化物，并且相对于经氧化硅(SiO2)换算而得的所述硅的含量而包含1.0wt％以上且5.0wt％以下的经氧化锰(MnO)换算而得的锰。15.根据权利要求1至13中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板在所述多个陶瓷粒子的晶界和三相点中的至少任一者还包含具备氧化钠的所述第二氧化物，所述陶瓷板中的所述氧化钠的含量以氧化物换算而计为0.001wt％以上且0.2wt％以下。16.根据权利要求1至15中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述多个陶瓷粒子包含氧化铝。17.根据权利要求16所述的半导体装置，其特征在于，所述氧化铝相对于所述陶瓷板的含量为90wt％以上且99wt％以下。18.根据权利要求16或17所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板在所述多个陶瓷粒子的晶界和三相点中的至少一者还包含具备锆的氧化物。19.根据权利要求16或17所述的半导体装置，其特征在于，所述陶瓷板在所述多个陶瓷粒子的晶界和三相点中的至少一者还包含具备锆和钇的氧化物。20.根据权利要求18或19所述的半导体装置，其特征在于，所述氧化锆相对于所述陶瓷板的含量以氧化物换算而计为5.0wt％以上且20.0wt％以下。21.根据权利要求19所述的半导体装置，其特征在于，对于具备所述锆和钇的氧化物而言，相对于换算为氧化锆(ZrO2)的氧化锆，包含2.5mol％以上且3.5mol％以下的换算为氧化钇(Y2O3)的钇。22.根据权利要求19至21中任一项所述的半导体装置，其特征在于，所述层叠基板包含具备镁的氧化物，并且相对于经氧化锆(ZrO2)换算而得...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥圣一，下田将義，矶崎诚，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：