[发明专利]一种接合材料、半导体装置及其制造方法

权利要求书

1.一种接合材料，其特征在于，包括支撑层和设置在所述支撑层相对两侧表面上的焊料层，以及设置在所述支撑层与所述焊料层之间的反应层，所述支撑层包括Cu、Ni、Al、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种，所述支撑层具有多孔结构，所述焊料层包括锡基焊料和铟基焊料中的至少一种，所述反应层的材质包括Cu、Ni、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种，所述反应层未设置多孔结构，所述反应层能与所述焊料层反应生成熔点高于所述焊料层熔点的合金。

2.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述支撑层的孔隙率小于或等于20％。

3.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述支撑层的多孔孔径为0.2μm-2μm。

4.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述支撑层的厚度为5μm-100μm。

5.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述焊料层的厚度为1μm-10μm。

6.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述支撑层包括发泡金属、发泡合金中的至少一种。

7.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述锡基焊料包括无铅锡基焊料，所述铟基焊料包括无铅铟基焊料。

8.如权利要求1所述的接合材料，其特征在于，所述反应层的厚度为0.5μm-10μm。

9.一种半导体装置，其特征在于，包括基板、设置在所述基板上的半导体装置元件、以及设置在所述基板与所述半导体装置元件之间的接合层，所述接合层自所述基板至所述半导体装置元件包括第一合金层、多孔缓冲层和第二合金层；所述基板、以及所述半导体装置元件邻近所述接合层的一侧设置有导电层，所述第一合金层包括由所述基板上的导电层材料与焊料反应形成的合金，以及包括由Cu、Ni、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种与焊料反应形成的合金；所述第二合金层包括由Cu、Ni、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种与焊料反应形成的合金，以及包括由所述半导体装置元件上的导电层材料与焊料反应形成的合金；所述多孔缓冲层的材质包括Cu、Ni、Al、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种，所述多孔缓冲层的孔隙率小于或等于15％，所述多孔缓冲层的多孔孔径为0.5μm-2μm，所述焊料包括锡基焊料和铟基焊料中的至少一种。

10.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述接合层的厚度为5μm-140μm。

11.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述多孔缓冲层的厚度为3μm-100μm。

12.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述多孔缓冲层与所述第一合金层之间，以及所述多孔缓冲层与所述第二合金层之间进一步包括残留反应层，所述残留反应层的材质包括Cu、Ni、Ag、Ti、Zn金属及其合金中的至少一种，所述残留反应层的厚度为0.2μm-8μm。

13.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述基板上的导电层的材质包括铜、铝中的至少一种，所述半导体装置元件上的导电层的材质包括银、金、铜和镍中的至少一种。

14.如权利要求9所述的半导体装置，其特征在于，所述半导体装置元件包括半导体芯片、电阻、电容、连接柱、端子和散热板中的一种或多种。

15.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：

在基板的导电层上设置如权利要求1-8任一项所述的接合材料，再在所述接合材料上设置半导体装置元件，然后在高于所述焊料层熔点的接合温度下进行接合处理，形成半导体装置。

16.如权利要求15所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置元件包括半导体芯片、电阻、电容、连接柱、端子和散热板中的一种或多种。