[发明专利]半导体装置

说明书

半导体装置，具备第一电极，设于半导体层叠构造；第二电极，设于安装衬底；以及接合金属层，将上述第一电极和上述第二电极进行接合；在上述接合金属层的内部存在间隙；上述接合金属层具有：第一层，与上述第一电极相接，具有第一平均晶粒径；第二层，位于上述第一电极的相反侧，具有第二平均晶粒径；以及第三层，位于上述第二层与上述安装衬底之间，具有第三平均晶粒径；上述第一平均晶粒径及上述第三平均晶粒径比上述第二平均晶粒径大；上述间隙存在于上述第二层。

本申请是申请日为2019/11/25、申请号为“201980043532.4”、发明名称为“半导体装置”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及半导体装置。

背景技术

LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件作为各种各样的设备的光源而被利用。例如，LED被用于DRL(Daytime Running Lights，日间行车灯)以及HL(Head Lamp，车头灯)等车载用照明装置的车载光源。特别是，采用光功率为1W以上的大功率LED的车载光源的市场扩大，卤素(Halogen)灯或HID灯的LED化急速扩大。

关于车载光源，省空间及设计性提高的要求正在提高，因此LED的小型化、大电流化、集成化正在进展。随之，对于确保LED所要求的可靠性而言，关键在于如何将LED的发热进行散热。

为了实现LED芯片等半导体芯片的小型化、大电流化、集成化，作为将半导体芯片和安装衬底进行接合的技术，已知通过面朝下(face down)方式将半导体芯片与安装衬底进行接合的倒装芯片键合(flip chip bonding)(倒装芯片接合)。该方式将半导体芯片倒装(翻转)而将安装衬底的电极与半导体芯片的电极用金属凸点直接接合，与通过使半导体芯片的电极形成面朝向上面而进行引线连接的面朝上(face up)方式将半导体芯片与安装衬底进行接合的情况相比，不论引线径及引线的引绕如何，都适合于大电流化、高集成化，作为高输出用途的安装方法而在车载光源中采用。

这种以往的半导体装置在专利文献1中公开。在专利文献1中，公开了以提高散热性为目的、在将半导体元件和安装衬底进行接合时将半导体元件与安装衬底之间的多个金属凸点较密地配置的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－9429号公报

但是，在专利文献1所公开的半导体装置中，经由离散地配置的金属凸点将半导体元件向安装衬底安装时的安装载荷局部集中地作用于半导体元件及安装衬底的各自的电极与金属凸点的接触面，所以会对半导体元件及安装衬底的各自的电极带来损伤。因此，存在发生电极不良等安装损伤、有损长期可靠性的课题。

发明内容

本发明的目的在于，提供降低安装损伤而长期可靠性优良的半导体装置。

本发明的半导体装置的一个形态，具备：第一电极，设于半导体层叠构造；第二电极，设于安装衬底；以及接合金属层，将上述第一电极和上述第二电极进行接合；在上述接合金属层的内部存在间隙；上述接合金属层具有：第一层，与上述第一电极相接，具有第一平均晶粒径；第二层，位于上述第一电极的相反侧，具有第二平均晶粒径；以及第三层，位于上述第二层与上述安装衬底之间，具有第三平均晶粒径；上述第一平均晶粒径及上述第三平均晶粒径比上述第二平均晶粒径大；上述间隙存在于上述第二层。

根据本发明，能够降低安装损伤，因此能够实现长期可靠性优良的半导体装置。

附图说明

图1A是图2B的IA－IA线的实施方式1的半导体装置的剖面图。

图1B是图2B的IB－IB线的实施方式1的半导体装置的剖面图。

图2A是用图1B所示的虚线T切断时的T剖面中的实施方式1的半导体装置的剖面图。