[发明专利]加热接合用片及带有切割带的加热接合用片

说明书

提供抑制由有机成分导致的烧结性金属颗粒的烧结阻碍从而能够对功率半导体装置赋予充分的接合可靠性的加热接合片、及具有该加热接合用片的带有切割带的加热接合用片。一种加热接合用片，其具有通过加热而成为烧结层的前体层，前述前体层包含烧结性金属颗粒和有机成分，前述前体层具有相分离结构，该相分离结构为海岛结构或共连续结构，在前述前体层的至少一个表面的SEM表面观察图像中，关于前述相分离结构的各相所占的区域的最大内切圆的直径中的最大值为1μm以上且50μm以下。

技术领域

本发明涉及加热接合用片及带有切割带的加热接合用片。

背景技术

在半导体装置的制造中将半导体元件粘接于金属引线框等被粘物的方法(所谓的芯片接合法)起始于以往的金-硅共晶，并发展到采用焊料、树脂糊剂的方法。目前，有时会使用导电性的树脂糊剂。

但是，使用导电性的树脂糊剂的方法中，存在由于空隙的产生而导致导电性的降低以及糊剂的厚度不均、由于渗出而发生焊接点(pad)污染等的情况。

另一方面，近年来，进行电力的控制、供给的功率半导体装置的普及变得显著。由于功率半导体装置中始终流过电流，所以发热量大。因此，期望在功率半导体装置中使用的导电性的粘接剂具有高散热性和低电阻率。

功率半导体装置被要求低损耗且高速运行。以往，功率半导体装置中使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极晶体管)、MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等使用了Si的半导体。近年，开发出使用SiC、GaN等半导体的装置，预计今后会扩大。

使用SiC、GaN的半导体具有带隙大、介质击穿电场高等特征，能实现低损耗、高速运行、高温运行。高温运行在热环境苛刻的汽车、小型电力转换设备等中成为优点。热环境苛刻的用途的半导体装置会假设250℃左右的高温运行，作为目前为止的接合/粘接材料的焊料、导电性粘接剂会在热特性、可靠性方面产生问题。因此，提出含有烧结金属颗粒的糊剂材料(例如专利文献1)。含有烧结金属颗粒的糊剂材料包含纳米尺寸至微米尺寸的金属颗粒，这些金属颗粒由于纳米尺寸效应会在低于通常的熔点的温度下熔解，进行颗粒间的烧结。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-111800号公报

发明内容

发明要解决的问题

但是，含有烧结金属颗粒的糊剂材料如字面上显示的那样为糊剂状态，因此，与导电性的树脂糊剂同样厚度会变得不均匀，其结果，有时会产生接合不均，特别是高温下的接合可靠性降低。因此，为了解决厚度的不均匀性及由其引起的不良情况，正在探讨将包含烧结性的金属颗粒的接合材料制成片状的技术。

作为对接合材料赋予成形性的对策之一，探讨了添加作为比较高分子量的材料的有机粘结剂。片状的接合材料的烧结在紧接着有机粘结剂等有机成分的分解消失的所谓烧结性金属颗粒的烧结的过程中进行。

然而，若使以有机粘结剂为代表的高分子材料和金属微粒共存，则有时高分子材料的分解温度向高温侧偏移。若分解温度的高温偏移的程度增强，则担心高分子材料的分解温度与烧结性金属颗粒的烧结温度变为同程度、或超过烧结性金属颗粒的烧结温度。该情况下，高分子材料在烧结性金属颗粒的烧结时也不会消失而残留，未消失的高分子材料阻碍烧结性金属颗粒的烧结，其结果，烧结性金属颗粒的烧结变得不充分，有导致功率半导体装置的接合可靠性降低的担心。

本发明是鉴于前述问题而完成的，其目的在于，提供抑制由有机成分导致的烧结性金属颗粒的烧结阻碍从而能够对功率半导体装置赋予充分的接合可靠性的加热接合片、及具有该加热接合用片的带有切割带的加热接合用片。