[发明专利]半导体装置及其制造方法

说明书

本发明的目的在于提供一种半导体装置及其制造方法，该半导体装置利用烧结性接合材料，使半导体元件和基板之间的接合部的高温耐久性、品质以及可靠性提高。本发明的半导体装置制造方法的特征在于，具备以下工序：(a)准备绝缘性或导电性基板；(b)在基板(即，绝缘基板)主面的接合区域(3a)配置烧结性接合材料；(c)一边使半导体元件的用于接合的面即接合面与接合材料加压接触，一边对接合材料进行烧结，从而经由接合材料将基板(即，绝缘基板)和半导体元件接合，工序(b)中的接合区域在俯视观察时位于半导体元件的接合面(即，区域(3b))内侧，并且，在工序(c)后，接合材料在俯视观察时也没有向半导体元件的接合面外侧溢出。

技术领域

本发明涉及一种半导体装置及其制造方法，特别是涉及一种半导体元件的接合方法。

背景技术

近些年，随着环境限制的增多，考虑到环境问题的电子仪器(即，实现了高品质、高效率、节能的电子仪器)的需求高涨。特别地，诸如工业设备、具备电动机的家电的驱动控制仪器、面向电动汽车以及混合动力汽车的车载控制仪器、铁道车辆控制仪器、太阳能发电的控制仪器等，要求与高功率相对应的电子仪器。并且，要求电子仪器在高负载环境下(高温度环境下)的动作的高效率化、低损耗化。所谓高温环境下，是指大于或等于150～175℃(例如200℃)的温度环境下。在高温环境下动作的半导体元件的开发不断进展。另外，作为封装特性，高密度电流化也正在发展。

特别地，对于作为车载、铁道车辆控制仪器而使用的电子仪器，要求在高温度环境下的节能性能。至今为止，通常工作温度例如为小于或等于150℃，但今后，可以认为对于在大于或等于200℃的高温环境下使用的需求会增高。在大于或等于200℃的高温环境下，作为半导体元件，替代Si，SiC或GaN可以充分地应对。

因此，在高温环境下的工作中，为了抑制开关损失并实现低损耗化以及高效率化，需要重新研究电子仪器的材料、构造。特别地，电子仪器所应用的半导体装置内部的接合部最容易劣化，因此，接合部的高品质、高可靠性、高寿命化的实现是较大的课题。

因此，为了提高接合部的高温耐久性，取代焊料而使用烧结性的接合材料(例如，参照专利文献1)。在利用烧结性的接合材料使半导体元件与基板接合的情况下，通过在半导体元件背面和基板表面之间对接合材料一边加压一边加热，从而对接合材料进行烧结并接合。

专利文献1：日本特开2004-107728号公报

如上所述，在利用烧结性的接合材料进行接合时，在进行加热的基础上，例如在半导体元件背面和基板表面之间，对接合材料进行加压。由此，有时由于加压而使接合材料在溢出至半导体元件周围的状态下被烧结。溢出的接合材料在未被充分加压的情况下被烧结。在溢出状态下被烧结的接合材料，由于未如焊料那样形成倒角(fillet)形状而容易脱落。因此，在将半导体元件接合的工序之后的制造工序中，存在下述问题，即，溢出的接合材料因振动等脱落而成为短路等问题的原因。

发明内容

本发明就是为了解决如上所述的课题而提出的，其目的在于提供一种半导体装置及其制造方法，其利用烧结性的接合材料而将半导体元件和基板接合，使该接合部的高温耐久性、品质以及可靠性提高。

本发明所涉及的半导体装置的制造方法的特征在于，具备以下工序：(a)准备绝缘性或者导电性的基板；(b)在基板的主面的接合区域中配置烧结性的接合材料；以及(c)通过一边使半导体元件的用于接合的面即接合面与接合材料加压接触，一边对接合材料进行烧结，从而经由接合材料将基板和半导体元件接合，工序(b)中的接合区域，在俯视观察时处于半导体元件的接合面内侧，在工序(c)之后，接合材料在俯视观察时也没有向半导体元件的接合面外侧溢出。