JP2020074498A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の半導体装置は、放熱板と、半導体素子と、出力整合基板とを備える。放熱板は第1の金属材料からなる。半導体素子は放熱板の上にナノ粒子接合材により接合される。出力整合基板は放熱板の上に第2の金属材料により接合される。放熱板は、半導体素子および出力整合基板が接合される第1の領域において、第1の領域以外の第2の領域よりも、放熱板の主表面に交差する方向の厚みが大きい。放熱板は、半導体素子が接合された第1の放熱板と、第2の領域が形成され、第1の領域と反対側で第1の放熱板と接合された第2の放熱板とを有する。
本開示の半導体装置は、放熱板と、半導体素子と、出力整合基板とを備える。放熱板は第1の金属材料からなる。半導体素子は放熱板の上にナノ粒子接合材により接合される。出力整合基板は放熱板の上に第2の金属材料により接合される。第1の金属材料と半導体素子との線膨張係数差は、半導体素子と銅との線膨張係数差よりも小さい。第1の金属材料は、銅タングステン(CuW)よりも熱伝導率が高い。
まず本実施の形態の半導体装置が用いられる半導体マイクロ波電源装置について、図1および図2を用いて説明する。
図8は本実施の形態2に係る半導体装置の第1例を示す概略断面図である。図9は本実施の形態2に係る半導体装置の第2例を示す概略断面図である。図8を参照して、本実施の形態の半導体装置20の第1例は、図3の半導体装置10と同様の構成を有している。このため図8について、図3と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図8においては、放熱板として、放熱板21Aと、他の放熱板21Bとを有している。図8における放熱板21Aは、図3における放熱板11に相当する。このため放熱板21Aは第1の金属材料すなわちCuMoCuにより形成される。また放熱板21Aの上にナノ粒子接合材14により半導体素子12および出力整合基板13が接合されている。
図10は本実施の形態3に係る半導体装置の第1例を示す概略断面図である。図11は本実施の形態3に係る半導体装置の第2例を示す概略断面図である。図10を参照して、本実施の形態の半導体装置30の第1例は、図3の半導体装置10と同様の構成を有している。このため図10について、図3と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図10においては、放熱板11の上に、半導体素子12と、出力整合基板13とに加えて、入力整合基板33をさらに備えている。入力整合基板33は、出力整合基板13と同様に、ナノ粒子接合材14により、放熱板11の上に接合されている。また図10の半導体装置30は図3の半導体装置10と同様に、放熱板11が断面図において凸形状を有している。入力整合基板33は半導体素子12および出力整合基板13と同様に、放熱板11の第2の領域よりもZ方向の厚みが大きい第1の領域に接合されている。
図12は本実施の形態4に係る半導体装置の第1例を示す概略断面図である。図13は本実施の形態4に係る半導体装置の第2例を示す概略断面図である。図12を参照して、本実施の形態の半導体装置40の第1例は、図8の半導体装置20および図10の半導体装置30と同様の構成を有している。このため図12について、図8および図10と同一の構成要素には同一の符号を付しその説明を繰り返さない。ただし図12においては放熱板として、図8と同様に、放熱板21Aと、他の放熱板21Bとを有しており、これらはナノ粒子接合材14により接合されている。また図12においては図10と同様に、放熱板21の上に半導体素子12、出力整合基板13および入力整合基板33が、ナノ粒子接合材14により接合されている。つまり図12の半導体装置40は、図8の半導体装置20の特徴と図10の半導体装置30の特徴とを組み合わせた構成を有している。
Claims (4)
- 第1の金属材料からなる放熱板と、
前記放熱板の上にナノ粒子接合材により接合された半導体素子と、
前記放熱板の上に第2の金属材料により接合された出力整合基板とを備え、
前記放熱板は、前記半導体素子および前記出力整合基板が接合される第1の領域において、前記第1の領域以外の第2の領域よりも、前記放熱板の主表面に交差する方向の厚みが大きく、
前記放熱板は、前記半導体素子が接合された第1の放熱板と、前記第2の領域が形成され、前記第1の領域と反対側で前記第1の放熱板と接合された第2の放熱板とを有する、半導体装置。 - 前記第1の放熱板と前記第2の放熱板とはナノ粒子接合材で接合された、請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第1の金属材料はCuMoCuである、請求項1または2に記載の半導体装置。
- 前記第2の金属材料は、ナノ粒子接合材またはAu系はんだ材である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の半導体装置。
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