[发明专利]半导体装置

说明书

半导体装置具备：半导体芯片(12)，在SiC基板中形成有元件，在一面及背面分别形成有主电极；配置在一面侧的第1散热片(16)及配置在背面侧的第2散热片(24)；接线部(20)，介于第2散热片与半导体芯片之间，将背面侧的主电极和第2散热片电中继；以及接合部件(18、22、26)，分别配置在一面侧的主电极与第1散热片之间、背面侧的主电极与接线部之间、接线部与第2散热片之间。接线部在板厚方向上层叠有多种金属层(20a、20b、20c、20d)，至少与板厚方向正交的方向的线膨胀系数被设为比半导体芯片大且比第2散热片小的范围内；在接线部中，多种金属层在板厚方向上对称配置。

关联申请的相互参照

本申请基于2018年10月15日提出的日本专利申请第2018－194377号，这里通过参照而引用其记载内容。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

在专利文献1中，提出了两面散热构造的半导体装置。该半导体装置具备半导体芯片、一对散热片(引线框)、以及接线部(散热片块)。半导体芯片在硅基板上形成有IGBT及MOSFET等元件，在一面及背面分别具有主电极。一对散热片具有配置在一面侧的第1散热片和配置在背面侧的第2散热片。接线部介于第2散热片与半导体芯片之间，进行电中继。半导体芯片与第1散热片、半导体芯片与接线部、接线部与第2散热片分别经由接合部件而被连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP 2013－98228 A

发明内容

近年来，与Si相比，SiC具有绝缘击穿电场及带隙大、热传导率高、电子饱和速度快这样的特征从而受到关注。但是，SiC的杨氏模量为Si的约3倍，是较大的。因此，在半导体芯片从上下被散热片夹着的上述两面散热构造中，若对半导体芯片采用SiC，则有可能在接合部件或半导体芯片中产生裂纹等。

本发明的目的在于，提供在对半导体芯片采用SiC的情况下也适合的半导体装置。

根据本发明的一技术方案，半导体装置具备：半导体芯片，在SiC基板中形成有元件，在一面及在板厚方向上与该一面相反的背面分别形成有主电极；第1散热片及第2散热片，是在板厚方向上夹着半导体芯片而配置的一对散热片，第1散热片配置在一面侧，第2散热片配置在背面侧；接线部，介于第2散热片与半导体芯片之间，将背面侧的主电极和第2散热片进行电中继；以及接合部件，分别配置在一面侧的主电极与第1散热片之间、背面侧的主电极与接线部之间、接线部与第2散热片之间。接线部在板厚方向上层叠有多种金属层，作为接线部的整体，至少与板厚方向正交的方向的线膨胀系数被设为比半导体芯片大且比第2散热片小的范围内；在接线部中，多种金属层在板厚方向上对称配置。

根据本发明的一技术方案，在半导体装置中，将多种金属层层叠而构成接线部，至少与板厚方向正交的方向上的线膨胀系数为半导体芯片与第2散热片之间的值。因而，能够减小作用于各接合部件及半导体芯片的热应力。进而，金属层在Z方向上对称配置。由此，能够抑制接线部的翘曲，抑制局部应力作用于各接合部件及半导体芯片。因而，在两面散热构造的半导体装置中，本发明适合于对半导体芯片采用了SiC的结构。

根据本发明的另一技术方案，半导体装置具备：半导体芯片，在SiC基板中形成有元件，在一面及在板厚方向上与该一面相反的背面分别形成有主电极；第1散热片及第2散热片，是在板厚方向上夹着半导体芯片而配置的一对散热片，第1散热片配置在一面侧，第2散热片配置在背面侧；接线部，介于第2散热片与半导体芯片之间，将背面侧的主电极和第2散热片进行电中继；以及接合部件，分别配置在一面侧的主电极与第1散热片之间、背面侧的主电极与接线部之间、接线部与第2散热片之间。接线部是在板厚方向上依次层叠有Cu层和含有Cu及Cr的合金层的3层以上的包层体，Cu层及合金层在板厚方向上对称配置。