[发明专利]半导体装置及半导体模块

说明书

相关申请

本申请主张以日本专利申请2013-191176号(申请日：2013年9月13日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的全部内容。

技术领域

实施方式在一般情况下涉及半导体装置及半导体模块。

背景技术

在基板上安装半导体元件时，用焊料等接合件连接两者。在对封装内收纳有这种半导体元件的半导体模块长时间施加冷热循环、动力循环等负荷的情况下，有在接合部产生裂纹的可能性。若裂纹发展，则发生接合部的断裂，成为由温度阻抗的上升引起的接合部的熔融等故障的原因。在半导体装置及半导体模块中，提高可靠性是重要的。

发明内容

本发明的实施方式提供一种能够提高可靠性的半导体装置及半导体模块。

实施方式所涉及的半导体装置包括半导体元件和金属膜。

上述半导体元件具有第1面以及与第1面相反的一侧的第2面。

上述金属膜设置在上述半导体元件的上述第2面。上述金属膜含Cr。

附图说明

图1(a)及图1(b)是例示第1实施方式所涉及的半导体装置的结构的示意性剖视图。

图2是例示半导体装置110的安装状态的示意性剖视图。

图3是例示基于恒温试验的金属膜的厚度的变化的图。

图4是例示第2实施方式所涉及的半导体模块的结构的示意性剖视图。

图5是例示半导体模块内的安装状态的示意性俯视图。

图6(a)及图6(b)是例示中间层的图。

图7(a)及图7(b)是表示参考例的图。

图8(a)及图8(b)是例示中间层的结构的示意性剖视图。

具体实施方式

以下，根据附图说明本发明的实施方式。在以下说明中，对同一部件标以同一符号，对已说明过一次的部件适当省略其说明。

(第1实施方式)

图1(a)及图1(b)是例示第1实施方式所涉及的半导体装置的结构的示意性剖视图。

在图1(a)中，表示半导体装置110整体的剖视图。在图1(b)中，表示半导体装置110的金属膜20的放大剖视图。

如图1(a)所示，本实施方式所涉及的半导体装置110具备半导体元件10和金属膜20。

半导体元件10包括通过向半导体材料进行规定的杂质注入工艺、光刻工艺等而形成的元件区域。元件区域是晶体管、二极管等有源元件，或电阻、电容器等无源元件。半导体元件10是将包含半导体材料的晶片等切成矩形而成的芯片形状。半导体元件10具有第1面10a以及与第1面10a相反的一侧的第2面10b。第1面10a例如是半导体元件10的表面，第2面10b例如是半导体元件10的背面。

金属膜20设置在半导体元件10的第2面10b上。金属膜20与第2面10b相接。金属膜20至少包含第1膜21-1。如图1(b)所示，第1膜21-1设置在金属膜20的最表面20a侧。在半导体装置110中，最表面20a包含铬(Cr)。在本实施方式中，作为第1膜21-1，使用实质上的纯Cr或含Cr的金属(合金)。实质上的纯Cr包括无意间混入有杂质的Cr。

金属膜20也可以是只有第1膜21-1的单层膜。此外，金属膜20也可以是多层膜。

如图1(b)所示，作为金属膜20而使用n(n为2以上的整数)层的多层膜的情况下，金属膜20具有第1膜21-1～第n膜21-n。在n层的多层膜中，将最远离半导体元件10的第2面10b的膜设为第1膜21-1。从第1膜21-1朝向第2面10b，依次设为第2膜21-2、第3膜21-3、…。与第2面10b相接的膜为第n膜21-n。

在金属膜20为n层的多层膜的情况下，第2膜21-2～第n膜21-n中的至少1个含有从由钛(Ti)、铝(Al)、金(Au)、锡(Sn)、镍(Ni)、银(Ag)构成的组中选择的至少1种。

表示金属膜20的具体例。

n=2，即表示2层的多层膜的例子。

第2膜21-2为Au，第1膜21-1为Cr。

n=3，即表示3层的多层膜的例子。

第3膜21-3为Ti，第2膜21-2为Au，第1膜21-1为Cr。

n=4，即表示4层的多层膜的例子。

第4膜21-4为Al，第3膜21-3为Ti，第2膜21-2为Au，第1膜21-1为Cr。

n=4，即表示4层的多层膜的其他例子。

第4膜21-4为Al，第3膜21-3为Ti，第2膜21-2为Sn，第1膜21-1为Cr。