[发明专利]半导体装置和半导体装置的制造方法

说明书

为了对于将基板电极与半导体元件进行接合时使用的、保护半导体元件表面的缓冲材料以使在接合时受到的剪切力分散、抑制的方式进行接合处理，在基板电极的与半导体元件的端面的接合部形成凸部，使该凸部具有向外周方向切除的形状，由此避免在接合后的半导体元件的表面固着缓冲材料。

技术领域

本发明涉及一种通过利用金属粒子的烧结现象来接合的烧结性金属接合材料将半导体元件接合于基板而成的半导体装置和该半导体装置的制造方法。

背景技术

作为高温动作的半导体元件的接合方法，研究很多利用纳米金属粒子或微金属粒子膏的加压烧结接合。通常，在使用该纳米金属粒子或微金属粒子膏将半导体元件与基板的电极部进行加压加热接合时，以保护半导体元件的电极表面为目的来使用缓冲材料。

以往，存在设置如下构造的装置：为了防止在利用导电性粘接材料将芯片固定到基板上时由于导电性粘接材料溢出而布线部彼此短路，将布线图案的一部分切割为凹状，以该凹部来阻断溢出的导电性粘接材料(例如参照专利文献1)。

另外，示出了：在树脂密封型半导体装置中，通过将管芯(pellet)搭载部的外周部加工为凸状，来抑制在管芯与引线框架之间导线下垂，从而能够防止管芯与导线间的短路(例如参照专利文献2)。

并且，示出了：在设置于绝缘基板上的导体图案的一部分设置凹部，在该部分搭载半导体元件，且利用凹部的侧壁与缓冲材料夹入用于半导体元件与导体图案的接合的烧结性金属接合材料的溢出部分并进行加压，由此能够防止金属接合材料的脱落(例如参照专利文献3)。

专利文献1：日本实开昭63-038334号公报

专利文献2：日本实开平01-076040号公报

专利文献3：日本特开2014-135411号公报

发明内容

发明要解决的问题

用于烧结接合技术的接合材料(烧结性金属接合材料)由纳米金属粒子或微金属粒子和有机溶剂成分构成。该烧结性金属接合材料是利用金属粒子的烧结现象来达成被接合部的与布线导体之间的金属结合。不同于焊料随着熔融来达成金属结合，烧结性金属接合材料无需熔融而达成金属结合。这样，利用金属粒子的烧结现象的接合方法使用于要求高耐热性的功率模块产品的情况多。

另外，在所述接合技术中，在接合时需要在进行加热的同时以按压烧结性金属接合材料和被接合材料的方式进行加压，与如以往技术那样的焊接工艺大不相同。所述接合技术如果不施加压力则烧结现象不会充分地进展，因此金属粒子的结合状态弱，从而成为脆弱的构造体。在所述接合的半导体元件的表面层叠有各种器件或者电极。

另外，如果用加压压力机直接对半导体元件进行加压，则有时产生在半导体元件的表面形成的各种器件的破坏或者电极的断线。因此，在加压压力机的载荷部分与半导体元件之间，以保护半导体元件的表面为目的而夹入缓冲材料来进行加压加热接合的情况多。作为缓冲材料的材料，基于加压力和加热温度，使用弹性力和耐热性高的PTFE(PolyTetra Fluoro Ethylene：聚四氟乙烯)等氟树脂材料的情况多。但是，如果对PTFE等氟树脂材料施加过度的压力，则有时由于剪切力而氟树脂材料被切断成纤维状且由于加压力和加热而固着于半导体元件的表面。

这样固着的纤维状的氟树脂材料是难以容易地去除的，有时由于混入到产品而有可能引发功率模块产品的动作不良，或者产生后续工序的引线接合工序的产品成品率不良等问题。

在上述的专利文献1～3的半导体装置中，在使用烧结性金属接合材料将半导体元件与基板的电极部分进行了加热加压接合的情况下，对氟树脂材料等缓冲材料在半导体元件端部处剪切力起作用，因此被切断成纤维状的缓冲材料片固着于半导体元件的表面的可能性高，预计功率模块产品的动作不良频发。另外，即使使用所述专利文献1～3的一部分和全部，也无法解决本发明想要解决的如上所述的问题。