JP2017005007A - 半導体装置、および半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結性金属接合材が接合部材から剥離して導電性異物となるのを抑制することにより、接合信頼性が高い、半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】絶縁基板の表面に形成された導体層に、焼結性金属を焼結させて形成された接合層を介して接合された半導体素子を備えた半導体装置において、半導体素子の外周部に樹脂部材が配置されており、樹脂部材は一部が半導体素子と導体層の間に入り込み、接合層が樹脂部材に囲まれている構成とした。【選択図】図１

Description

本発明は、焼結接合を用いて基板に半導体素子を接合する半導体装置及びその製造方法に関する。

パワーモジュール（電力用半導体装置）には、スイッチング素子あるいは整流素子としてＩＧＢＴあるいはダイオードなどの半導体素子が搭載されている。これらの縦型半導体素子は、メタライズを裏面全域に施した裏面電極と、これに対向する表面の一部分にメタライズを施した表面電極とを設けている。そして、大電流を流すための配線構造として、裏面電極は絶縁基板の表面に形成された導体層に接合するとともに、表面電極は配線金属板を介して外部端子と接続している。

一方、電力損失低減の観点から、近年、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウムのようなワイドバンドギャップ半導体材料を用いた半導体素子が開発されている。こうしたワイドバンドギャップの半導体素子では、素子自身の耐熱性が高いことから大電流による高温での動作も可能である。このような特性を発揮させるためには、上述の配線・接合構造を形成するために、高耐熱性の接合材料が必要とされる。しかしながら、鉛フリーでかつ高耐熱性能を有するはんだ材は、現状、見出されていない。そこで、はんだ材に代わり、金属微粒子の焼結現象を利用した焼結性金属接合材を用いたパワーモジュールが検討されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。

焼結性金属接合材は、金属微粒子及び有機溶剤成分を含むペースト状の接合材であり、金属微粒子がその金属の融点よりも低い温度で焼結する現象を利用して、被接合部材との金属接合を達成するものである。接合後の状態は、金属微粒子間が拡散接合されるとともに、半導体素子におけるメタライズ及び半導体素子を搭載する基板表面との間においても拡散接合がなされ、接合後の融点は、本来の金属における融点にまで高まる。そのため、接合時の温度よりも高い耐熱性能を有することができる。また、焼結性金属接合材として一般的によく知られている金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）及び銅（Ｃｕ）は、はんだに比べて熱伝導率が大きく、かつはんだに比べて高強度であることから、必要な接合層を薄くすることができ、高い放熱性能も有する。

特開２００７−２１４３４０号公報 特開２００７−４４７５４号公報

このように、焼結現象を利用した焼結性金属接合材は、高耐熱性能が要求されるパワーモジュールに好適な性質を有する。ここで、一般的な焼結性金属接合において良好な接合部を形成するためには、焼結性金属接合材を接合する部材（接合部材）又は接合される部材（被接合部材）の一方に均一な厚みで供給した後、接合を阻害する溶剤成分を揮発させ、さらに接合部材に被接合部材を搭載した後、加熱及び加圧する必要がある。

また、被接合部材を搭載する際には、焼結性金属接合材は既に乾燥された状態であり、被接合部材を保持するタック性を保有していない。ここで、接合のために加圧力は不要、もしくは低加圧で良いのであれば、接合部材と被接合部材との位置合わせと同時に加熱を実施する方法も選択可能である。しかしながら、焼結反応を促進させるためには、通常１０〜３０ＭＰａにおよぶ高い加圧力が必要である。よって、接合部材と被接合部材との高精度な位置合わせを行うとともに加熱及び高加圧を行うことは、設備的に容易ではなく、位置合わせと加熱及び加圧とをそれぞれ異なる装置で行うことが一般的である。したがって被接合部材を搭載位置に保持する手段が必要となる。

また、被接合部材に相当する搭載部品の面積と全く同じ面積で焼結性金属接合材を接合部材に供給することは困難であり、通常、接合部材において、被接合部材よりも広めに供給した焼結性金属接合材上に被接合部材が搭載される。搭載後の接合工程では、被接合部材を加圧及び加熱しながら接合を完了させるため、焼結性金属接合材において被接合部材の面積を超えた部分は、加圧されないままとなる。この非加圧の焼結性金属接合材は、接合力が弱く、接合部材から剥離して導電性異物となることがある。このため、電気的短絡異常による不良損失や、煩雑な検査工程が必要になる等の問題が発生していた。

本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたもので、焼結性金属による接合材を用いて半導体素子を接合する場合において、焼結性金属接合材が接合部材から剥離して導電性異物となるのを抑制することにより、接合信頼性が高い半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、絶縁基板の表面に形成された導体層に焼結性金属を焼結させて形成された接合層を介して接合された半導体素子を備えた半導体装置において、半導体素子の外周部に樹脂部材が配置されており、樹脂部材は一部が半導体素子と前記導体層の間に入り込み、接合層が樹脂部材に囲まれている構成とした。

本発明に係る半導体装置によれば、接合材が半導体素子の周辺に露出することがないため、半導体素子の接合に寄与しない接合材が形成されず、導電性異物の生成を抑制あるいは防止でき、接合信頼性が高い半導体装置を提供することができる。

本発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示す側面断面図および上面図である。 本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を側面断面図により示す図である。 本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を上面図により示す図である。 本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２による半導体装置の製造工程を上面図により示す図である。 本発明の実施の形態２による半導体装置の別の構成を示す上面図である。 本発明の実施の形態４による半導体装置の製造工程を断面図により示す図である。 本発明の実施の形態４による半導体装置の製造工程を示すフローチャートである。 従来の半導体装置の製造工程を断面図により示す図である。

本発明による半導体装置及びその製造方法について、図を参照しながら以下に説明する。尚、各図において、同一又は同様の構成部分については同じ符号を付している。また、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け当業者の理解を容易にするため、既によく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。また、以下の説明及び添付図面の内容は、特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

また、以下に示す各実施の形態では、半導体装置の一例として、高耐圧で大電流を扱うスイッチング素子あるいは整流素子としてＩＧＢＴあるいはダイオードなどの、いわゆる電力用半導体素子を備えた電力用半導体装置つまりパワーモジュールを例に採る。しかしながら、本発明はこのようなパワーモジュールへの適用に限定されず、通常電圧及び電流を扱う一般的な半導体装置にも適用可能である。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による半導体装置の構成を示す模式図である。図１（Ａ）は側面断面図、図１（Ｂ）は上面図である。また、図２は本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を側面断面図により示す図、図３は本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を上面図により示す図、図４は本発明の実施の形態１による半導体装置の製造工程を説明するフローチャートである。本発明に係る半導体装置は、その基本的構成部分として、導体層２を形成したセラミックなどからなる絶縁基板１と半導体素子５とを備え、焼結性金属を含む接合材を焼結させた接合層３を介して半導体素子５を導体層２に接合した半導体装置である。また、半導体素子５および接合層３の周囲は樹脂部材４が取り囲んでいる。本実施の形態１では、絶縁基板１の導体層２上に２つの半導体素子５を接合しているものを例とするが、１つの絶縁基板１上に接合する半導体素子５の個数は問わない。また本実施の形態１では、半導体素子５の寸法を１０×１０ｍｍとして説明するが、半導体素子５やその他の部材の寸法は限られない。このような半導体装置について、図２、図３、および図４を用いて、主に製造方法を具体的に説明する。

図２（ａ）および図３（ａ）に示すように絶縁基板１の両面に導体層２が形成された基板を準備する。まず、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、絶縁基板１の導体層２上に、例えばスクリーンマスクを用いて半導体素子５の外周寸法より少し大きい外枠１０．５ｍｍ×１０．５ｍｍ、少し小さい内枠９．５ｍｍ×９．５ｍｍの枠形状の範囲に印刷にて樹脂材４０を供給する（図４のステップＳ１）。樹脂材４０の供給範囲は、使用する半導体素子５のサイズに対応して決定されるが、後に供給する接合材が半導体素子５の外側に露出することがないように、本実施の形態１では半導体素子の外周部となる位置に沿って樹脂材４０を供給している。ここで、硬化させる前の樹脂材料を樹脂材と称し、樹脂材が硬化して半導体装置の部材となったものを樹脂部材と称することにする。また、焼結後に半導体装置の部材としての接合層となる、焼結前の状態の焼結性金属接合材を接合材と称することにする。

ここで樹脂材４０として、半硬化（Ｂステージ化）可能な樹脂材料であるエポキシ系の樹脂材料を用いている。本実施の形態１で半硬化可能な樹脂材料を用いているのは、後で供給する接合材３０を供給する際に比較的安価な供給方法である印刷による供給を実現するためである。他の接合材３０の供給方法、例えばディスペンスやインクジェットによる供給方法とする場合は、必ずしも半硬化可能な樹脂である必要はない。また、本実施の形態１では、樹脂材４０としてエポキシ系の熱硬化性樹脂材を用いたが、樹脂材４０はこれに限定されるものでなく、熱硬化性樹脂材であればよく、アクリル系あるいはウレタン系の熱硬化性樹脂材であってもよい。

印刷後の樹脂材４０の厚みは、例えば０．０８±０．０１ｍｍである。なお、ここで供給する樹脂材４０の厚みに関しては後に供給する接合材３０の供給・乾燥後の半導体素子５の配置前の厚みに対応した厚みに供給する。これは半導体素子５を配置した際に、樹脂の粘着性によって半導体素子５を保持するためであって、接合材３０の乾燥後の厚みよりも樹脂材の厚みを高くする必要があるためである。本実施の形態１では接合材３０の供給・乾燥後の厚みが、硬化後の樹脂部材４の厚みよりも薄くなる０．０６ｍｍに対応した樹脂材４０供給用のスクリーンマスクを設計した。

樹脂材４０を半硬化状態まで乾燥した後、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように接合材３０をスクリーン印刷にて供給する（図４のステップＳ２）。本実施の形態１では接合材３０の供給範囲を９．７×９．７ｍｍとし後述する半導体素子５の搭載後に接合材３０が露出しない範囲とした。また印刷後の接合材３０の厚みは０．１０±０．０２ｍｍである。供給時点での接合材３０の高さは樹脂材４０よりも高くなっているが、不要な溶剤を揮発させる工程を経て接合材３０の厚みは減少し、０．０６±０．０１ｍｍとなり、接合層３の高さは周囲の樹脂部材４の高さよりも低くなる。こうすることで半導体素子５を搭載する際に樹脂材４０の粘着性によって半導体素子５を保持可能になる。

尚、半導体素子５の外形に対して接合材３０の供給範囲は、半導体素子５の搭載精度、樹脂材４０のにじみ等による、ばらつきの影響を考慮して選定すべきである。本実施の形態１では、後述の加熱及び加圧処理を経た接合プロセス処理の完了後においては、図３（ｄ）に示すように、樹脂部材４の内枠、及び接合層３は半導体素子５に隠れて外側から見えない。一方、接合材３０に対する樹脂材４０の供給範囲は、後述する他の実施の形態に示すように、本実施の形態１における枠形状に限定するものではない。本実施の形態１において、接合材３０の周囲のみに選択的に樹脂材４０を供給した理由は、接合層３と半導体素子５との金属接合を可能な限り阻害しないためである。

ここで、接合材３０である焼結性金属接合材は、以下のような材料である。即ち、焼結性金属接合材に含まれるナノメーターレベルの金属微粒子は、非常に大きな表面積を有し、表面エネルギーを多く有することから反応性が高くなっており、その金属がバルクで示す融点よりも低い温度で金属接合が拡散により進む、という特性を有する。焼結性金属接合材は、このような特性を利用した接合材である。また、金属微粒子は、その反応性の高さから、常温で接触するだけでも焼結すなわち拡散接合が進行する。そのため、一般的に焼結性金属接合材では、金属微粒子同士が凝集して焼結反応が進行するのを抑制するため、金属微粒子は、独立した状態で分散保持するための有機分散材によって保持されている。さらに焼結性金属接合材には、接合工程において焼結反応を生じさせるため、加熱により上述の有機分散材と反応して金属微粒子を裸にする分散材捕捉材、さらに有機分散材と分散材捕捉材との反応物質を捕捉して揮散させる揮発性有機成分等が添加されている。

このように焼結性金属接合材は、骨材たる金属微粒子が各種の有機成分中に分散されてペースト状になった材料である。よって、接合材３０を印刷後、接合材３０に含まれる、上述した、接合を阻害する不要な溶剤を揮発させるため、接合材３０は乾燥される。乾燥条件は、使用するペーストの材料特性に合わせて最適な条件を選択する。

次に、図２（ｄ１）に示すように、半導体素子５の位置決めを行い半導体素子５を所定の位置に搭載する（図４のステップＳ３）。樹脂材４０が上述したような供給範囲に配置され、かつ半導体素子５のサイズは１０×１０ｍｍであることから、半導体素子５の端部つまり周囲が必ず樹脂材４０上に位置するように、半導体素子５は搭載される。このとき、半硬化状態の樹脂材４０を再度軟化させて粘着性を発揮させるため、半導体素子５を搭載するヘッド側の温度を１００℃とし、半導体素子５を樹脂材４０と接触させた状態で数秒保持する。このように配置することで、樹脂材４０の粘着性により半導体素子５は位置決めされた位置に保持することができる。尚、本実施の形態１では、樹脂材４０の供給位置は、半導体素子５のサイズよりも１ｍｍ内側（周囲の各辺から０．５ｍｍ内側）からと
したが、半導体素子５の下に配置される樹脂材は、半導体素子５を保持することが可能な範囲において少ない方が好ましい。

次に、図２（ｄ２）に示すように、載置した半導体素子５に対して加熱及び加圧６を加えて、接合材３０を焼結させることにより接合層３を形成し、半導体素子５の導体層２との金属焼結接合を完了させると共に樹脂材４０の硬化を行い樹脂部材４を形成する（図４のステップＳ４）。この加熱・加圧を加えることで、乾燥後、接合材３０内に残存していた空間は消失し、最終的な導体層２と半導体素子５の間の間隔、すなわち接合層３の厚みは０．０３±０．００５ｍｍとなり、あわせて供給した樹脂材４０は半導体素子５の外周に流動した後に硬化して樹脂部材４となる。以上の工程により、半導体装置の製造工程の一部、つまり絶縁基板１の導体層２上への半導体素子５の接合に関する工程が完了し、図１（図２（ｄ３）、図３（ｄ）と同じ）で示される半導体装置となる。

ここで接合材３０である焼結性金属接合材を用いた接合動作について説明する。接合材３０による焼結接合では、接合温度、加圧力、接合時間が接合力を決定する主なパラメータとなる。一方、樹脂材４０は、熱硬化性樹脂材であるため加圧の必要はなく、加熱により硬化する。つまり接合材３０は半導体素子５の外側に露出することはなく、樹脂材４０は半導体素子５の周囲領域を覆って硬化する。これによって図２（ｄ２）に示すように、接合層３全体を加圧することが可能となるため、加圧力不足による接合が不十分な接合層３が発生しない。また、例え半導体素子５の周辺部の加圧力が加圧方法等の影響により、弱くなった場合においても接合層３は、周囲の樹脂部材４によって硬化及び保持がなされる。よって、接合材が周辺に露出し、導体層から剥離して導電性異物となることを防止することができる。この点について詳しく説明する。

上述のように、半導体素子は接合材上に載置され、加圧される。よって、半導体素子５の周囲外側へ未加圧の接合材が発生する理由としては、接合材が未硬化の間の加圧により、半導体素子の下に位置した接合材が押し出され半導体素子５の周辺へ流動する場合、あるいは半導体素子の位置決め精度の制約から半導体素子よりも面積の大きい領域に接合材を供給した場合などがある。

図９を参照して従来の接合、すなわち樹脂材を配置しない場合の問題点を説明する。接合材３０を焼結させて半導体素子５を導体層２に接合する際に、上述の理由から、周辺接合材３ａが存在した場合には、周辺接合材３ａの導体層２との接合強度は、十分に高くならないという問題が生じる。したがって、図９（ａ）、（ｂ）に示すように熱硬化性樹脂材がない場合には、図９（ｃ）に示すように、周辺接合材３ａは導体層２から剥離して導電性異物となり、例えばその後の工程で脱落することも考えられる。脱落した導電性異物が、例えば、電圧差の大きい絶縁材料に付着した場合には、当該絶縁材料の絶縁性を劣化させる危険性があり、検査工程が非常に煩雑になるという問題が生じる。

本実施の形態１の半導体装置では、接合層３を囲むように樹脂部材４が配置されており、接合層３が半導体素子５の内側にのみ配置されており、かつ樹脂部材４の材料である樹脂材４０の硬化が接合層３の材料である接合材３０の硬化と共に生じる。よって、樹脂材４０を通り抜けて周辺接合材が発生することを確実に防止でき、導電性異物の発生を抑制しあるいは防止でき、煩雑な検査工程を省くことができる。

また、図９に示すように樹脂材を配置しない場合に生じる、加圧が行われて形成される接合層３１と加圧されない周辺接合材３ａとの境界部分は、クラックが発生し易い箇所である。本実施の形態１によれば、この境界部分となる位置には樹脂材４０が供給されており、加圧が行われて形成される接合層３と加圧されない周辺接合材との境界自体が発生しない。よって、加圧力が不足する箇所のない安定した接合層３による接合が実施できる。
また、導電性異物の発生が抑制あるいは防止可能なことから、半導体装置の製造工程において歩留まりの向上を図ることもできる。

実施の形態２．
図５は本発明の実施の形態２による半導体装置の製造工程を上面図により示す図である。実施の形態１では、樹脂材４０を半導体素子５の周囲領域の全周にわたって導体層２の上に配置した。これに対し本実施の形態２では、図５（ｂ）に示すように、半導体素子５が配置される領域の内側と外側との境界に沿って樹脂材４１を点在させて分散して配置する。なお、本実施の形態２による半導体装置の製造工程を、樹脂材４１が配置されている部分を含む断面図により示す図は、図２と同様である。このように実施の形態２は、樹脂材４１の配置のみにおいて実施の形態１と相違する。以下では、この相違点に関する構成についてのみ説明を行い、基本的な構成についての説明は省略する。

樹脂材４１について、図５（ｂ）に示すように、後に供給する半導体素子５の周囲の各辺において、１．５ｍｍ×１．５ｍｍのサイズにて、１ｍｍ間隔で４つ並べて供給する。このような樹脂材４１の供給方法は、実施の形態１と同様に例えばスクリーンマスクを用いる方法で行う。このように配置した計１６箇所の樹脂材４１の内側を結んだ内接線で形成される、樹脂材４１を供給しない範囲の方形状の寸法は、９．５×９．５ｍｍである。また、１６箇所の樹脂材４１の外側を結んだ外接線の方形状の寸法は、１１×１１ｍｍとなる。よって樹脂材４１の内側を結んだ内接線は半導体素子５（１０×１０ｍｍ）の内側に位置し、樹脂材４１の外側を結んだ外接線は半導体素子５の外側に位置する。なお、接合材３０については、実施の形態１と同様の方法にて９．７×９．７ｍｍの範囲に供給する。

このように樹脂材４１を分散配置することで、接合材３０の接合時に発生する揮発した有機溶剤の逃げ道を形成することができる。つまり半導体素子５と導体層２との焼結接合反応が進行する際に発生する、接合に不要な有機材料を積極的に排出、放散させることができる。このように揮発した有機材料のガスを逃がすことで、接合層３中に残留する気孔を大幅に減らすことができる。一般的に半導体装置を使用することで、半導体装置には温度変化が生じる。接合層に気泡が存在すると、この温度変化に起因して接合層に亀裂が生じる不具合を発生する可能性がある。よって接合層に多くの気孔が存在する場合には、不具合発生までの耐久サイクル数が小さくなり、パワーモジュールの保証期間が短くなるという懸念がある。これに対して本実施の形態２の構成によれば、接合層３内における気孔を減らすことができ、従来に比べてまた実施の形態１に比べて、耐久サイクル数を大きくでき保証期間を長くできるというメリットがある。また、接合層３内の気泡低減によって、より緻密で良好な接合を形成することもでき、接合信頼性を向上させることもできる。

ここで、図５では樹脂部材４４は、上述した形態で分散配置したが、樹脂部材４４の配置パターンは、図５に示す形態に限定するものではない。例えば、図６に示すように、半導体素子５の各辺に沿って樹脂部材４４を配置し、角部には樹脂部材が無い構成や、各辺の中央の一部に樹脂部材４４が無い構成等であっても良い。即ち、樹脂部材４４は、半導体素子５の周囲内側から半導体素子５の外側にかけて存在し、かつ接合層３が半導体素子５の外側に露出せず、半導体素子５の内側に供給される形態であればよい。

尚、上述したように樹脂部材４４を半導体素子５の外周部に分散配置することで、樹脂部材４４による半導体素子５の保持性に関しては、実施の形態１における樹脂部材４の配置に比べると低下するが、半導体素子５の４辺は樹脂部材４４と接触し接合しており、保持性自体に何ら問題は生じない。

また、上述したように樹脂部材４４を分散配置することで、図５（ｄ）に示すように樹脂部材４４で覆われず、かつ半導体素子５と導体層２の間に接合層３が存在しない部分が存在する。しかしながら、接合層３への未加圧部は発生せず、接合層３は半導体素子５と導体層２に良好に接合がなされており、かつ、その周囲は樹脂部材４４にて固定されていることから、導体層２から未加圧の接合材３０が剥離することはなく、導電性異物は発生しない。

実施の形態３．
実施の形態１では図２(ｄ)に示すように、樹脂材４０の高さに対して、供給・乾燥後の接合材３０の高さが低い構成となっているが、実施の形態３では樹脂材４０の高さに対して供給・乾燥後の接合材３０の厚みを高くした構成とする（図示せず）。具体的には樹脂材４０の供給高さを０．０３±０．０１ｍｍとし、接合材３０の供給高さは実施の形態１と同様に印刷後は０．１０±０．０２ｍｍとし、乾燥後は０．０６±０．０１ｍｍとなり、最終接合後は０．０３±０．００５ｍｍとなるようにする。

ここで、半導体素子５を搭載する際に、樹脂材４０と半導体素子５は接触しないため、本実施の形態３では接合材３０と半導体素子５の間の固着力を利用して、半導体素子５を位置決めした位置にて固定する。接合材３０と半導体素子５の固着に関して、接合材３０に含まれる溶剤の粘着性を利用、または半導体素子５搭載時に熱を加えることによって局所的に焼結反応を進めることによって固着力を発揮させる。よって、接合材３０については半導体素子５との固着が実現できる材料を利用する必要がある。

本構成とすることで導体層２と半導体素子５間に存在する樹脂材４０の使用量を削減することができるため、接合材３０が半導体素子５よりも外側に露出しない供給範囲としながら導体層２と接合材３０の接触面積を拡大することができる。よって、接合層３による接合面積を拡大できることから、接合信頼性を向上させることが可能となる。

実施の形態４．
図７は、本発明の実施の形態４による半導体装置の製造工程を断面図により示す図であり、図８はそのフローチャートである。実施の形態１では図１、図２、及び図４のフローチャートに示すように樹脂材４０を供給した後に接合材３０を供給しているが、実施の形態４では、図７（ｂ）、図７（ｃ）に示すように、接合材３０を供給した（図８のＳ１１）後に樹脂材４０を供給（図８のＳ１２）する。図７（ｄ１）〜（ｄ３）、図８のＳ３、Ｓ４の工程は、それぞれ図２（ｄ１）〜（ｄ３）、図４のＳ３、Ｓ４の工程と同じである。

接合材３０や樹脂材４０についてはすでに他の実施の形態で示した方法と同様に印刷やディスペンス等に供給することで実現できる。このように接合材３０と樹脂材４０の供給順を変えた場合であっても最終的に得られる構成が同じであるため、本発明の効果を得ることができる。

また、上述した各実施の形態を組み合わせた構成を採ることも可能であり、また、異なる実施の形態に示される構成部分同士を組み合わせることも可能である。

１ 絶縁基板、２ 導体層、３ 接合層、３０ 接合材、４，４４ 樹脂部材、４０，４１ 樹脂材、５ 半導体素子

Claims (8)

1. 絶縁基板の表面に形成された導体層に、焼結性金属を焼結させて形成された接合層を介して接合された半導体素子を備えた半導体装置において、
   前記半導体素子の外周部に樹脂部材が配置されており、前記樹脂部材は一部が前記半導体素子と前記導体層の間に入り込み、前記接合層が前記樹脂部材に囲まれていることを特徴とする半導体装置。
2. 前記樹脂部材は、熱硬化性樹脂を硬化させた部材であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
3. 前記樹脂部材は、前記接合層の周辺を完全に取り囲んでいることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
4. 前記樹脂部材は、前記半導体素子の外周部に分散配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体装置。
5. 前記半導体素子はワイドバンドギャップ半導体により形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
6. 前記ワイドバンドギャップ半導体は、炭化珪素、窒化ガリウム系材料またはダイアモンドの半導体であることを特徴とする請求項５に記載の半導体装置。
7. 絶縁基板の表面に形成された導体層に焼結性金属を焼結させて形成された接合層を介して接合された半導体素子を備えた半導体装置の製造方法において、
   前記導体層の表面の前記半導体素子の外周部となる位置に沿って熱硬化性樹脂材を配置する工程と、
   前記熱硬化性樹脂材が配置された内側に焼結性金属を含む接合材を配置する工程と、
   前記熱硬化性樹脂材が配置されている外周部の内側に前記半導体素子を載置する工程と、
   前記半導体素子を前記絶縁基板に押し付けて加圧しながら、前記半導体素子が載置された前記絶縁基板全体を加熱することにより、前記焼結性金属を含む接合材を焼結させて前記接合層とするとともに、前記熱硬化性樹脂材を硬化させて樹脂部材とする工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
8. 絶縁基板の表面に形成された導体層に焼結性金属を焼結させて形成された接合層を介して接合された半導体素子を備えた半導体装置の製造方法において、
   前記導体層の表面の前記半導体素子が配置される位置に焼結性金属を含む接合材を配置する工程と、
   前記焼結性金属を含む接合材が配置された外周に沿って熱硬化性樹脂材を配置する工程と、
   前記熱硬化性樹脂材が配置されている外周部の内側に前記半導体素子を載置する工程と、
   前記半導体素子を前記絶縁基板に押し付けて加圧しながら、前記半導体素子が載置された前記絶縁基板全体を加熱することにより、前記焼結性金属を含む接合材を焼結させて前記接合層とするとともに、前記熱硬化性樹脂材を硬化させて樹脂部材とする工程と、
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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