JP5240021B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体素子と基板とが接合層によって接合された半導体装置、及びその半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer, and a method for manufacturing the semiconductor device.
一般に、半導体素子(チップ)と基板を接合する際には、はんだが用いられる。このようなはんだは、半導体素子と基板との間に熱膨張係数差があるため、温度変化が加わることによって発生する応力をはんだ自身が歪むことによって緩和するというメリットを有する反面、その繰り返しによって、Coffin-Manson則(非線形材料の低サイクル疲労特性として歪と疲労寿命の関係を示す法則)で示されるように、はんだ自身に劣化が発生するというデメリットを有する。 Generally, solder is used when joining a semiconductor element (chip) and a substrate. Since such a solder has a difference in thermal expansion coefficient between the semiconductor element and the substrate, it has the merit that the stress generated by the temperature change is relaxed by distorting the solder itself, but by repetition, As indicated by the Coffin-Manson rule (a law indicating the relationship between strain and fatigue life as a low cycle fatigue property of a nonlinear material), it has a demerit that the solder itself deteriorates.
具体的には、実使用時、半導体素子の発熱によって半導体装置全体に温度変化が加わると、熱膨張係数が異なる半導体素子と基板との間に変位(伸長差)が発生し、これにより、半導体素子と基板間に存在するはんだには熱応力と熱歪が生じる。そして、半導体素子の発熱が繰り返されることによってはんだの劣化が進み、遂には疲労寿命に達してはんだにクラックが発生する。 Specifically, in actual use, when a temperature change is applied to the entire semiconductor device due to heat generated by the semiconductor element, a displacement (elongation difference) occurs between the semiconductor element having a different thermal expansion coefficient and the substrate, thereby causing the semiconductor Thermal stress and thermal strain are generated in the solder existing between the element and the substrate. Then, the heat generation of the semiconductor element is repeated, so that the deterioration of the solder progresses. Finally, the fatigue life is reached and the solder is cracked.
上記半導体装置においては、半導体素子で生じた熱の一部をはんだを介して基板側へ伝達し放熱しているが、はんだにクラックが発生すると、そのクラックによって放熱経路が遮断され、半導体素子が高温に晒されてしまうという問題点がある。 In the semiconductor device, a part of the heat generated in the semiconductor element is transmitted to the substrate side through the solder to dissipate the heat, but when a crack occurs in the solder, the heat dissipation path is blocked by the crack, and the semiconductor element There is a problem of being exposed to high temperatures.
このような問題点に対して、従来の半導体装置におけるより一層の寿命向上と、はんだが使用できないような高温で使われる次世代の半導体装置の信頼性を確保することを目的として、半導体素子と基板の接合材料の強度特性を指定することにより、半導体素子と基板間の変位を主に接合層ではなく基板側の金属で吸収するようにした構造が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 With respect to such problems, with the aim of further improving the lifetime of conventional semiconductor devices and ensuring the reliability of next-generation semiconductor devices used at high temperatures where solder cannot be used, A structure has been proposed in which the displacement between the semiconductor element and the substrate is mainly absorbed by the metal on the substrate side rather than the bonding layer by specifying the strength characteristics of the bonding material of the substrate (see, for example, Patent Document 1). ).
すなわち、上記特許文献1では、接合層の0.2%耐力の大きさを基板金属の0.2%耐力の大きさと同じ若しくはそれ以上とすることにより、半導体素子と基板間の変位を接合層に代わって主に基板金属で受け止めることが可能となっている。そして引用文献1では、最終的な破壊を、接合層と比較して靱性が高く良好な疲労特性を示す基板金属において発生させる構造となっており、これにより、高い温度サイクル耐久性が期待できる。 That is, in the above-mentioned Patent Document 1, the displacement between the semiconductor element and the substrate is made to be equal to or greater than the 0.2% proof stress of the substrate metal by setting the 0.2% proof stress of the bonding layer to be equal to or greater than the 0.2% proof stress of the substrate metal. Instead, it can be received mainly with substrate metal. The cited document 1 has a structure in which the final fracture is generated in the substrate metal having high toughness and good fatigue characteristics as compared with the bonding layer, whereby high temperature cycle durability can be expected.
ところで、基板や半導体素子の接合面には、通常、薄膜(メッキ層)が形成されている場合が多い。このような薄膜が形成されている場合、薄膜と基板金属は熱膨張係数が異なり、互いに熱変形挙動を拘束するため、これが要因となって基板にうねりを発生させることがある。その結果、このうねりが接合層の厚み方向での引張力となって、薄膜と接合層の界面剥離や、接合層にクラック発生を引き起こし、半導体装置の信頼性及び寿命の低下の要因となっている。 By the way, in many cases, a thin film (plated layer) is usually formed on a bonding surface of a substrate or a semiconductor element. When such a thin film is formed, the thin film and the substrate metal have different coefficients of thermal expansion and restrain the thermal deformation behavior of each other, which may cause undulation in the substrate. As a result, this undulation becomes a tensile force in the thickness direction of the bonding layer, causing interface peeling between the thin film and the bonding layer, and cracking in the bonding layer, leading to a decrease in reliability and lifetime of the semiconductor device. Yes.
本発明は、上記問題点を解消するために成されたもので、その目的は、信頼性及び寿命を向上させることが可能な半導体装置及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of improving reliability and lifetime and a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するために、本発明の半導体装置は、半導体素子と基板とが接合層によって接合されている。そして、本発明の半導体装置は、前記基板には前記半導体素子との接合面に基板側薄膜が設けられ、前記基板側薄膜には前記接合面の部分に亀裂が形成され、前記基板側薄膜は前記亀裂によって分割されて断続的に配置されていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, in a semiconductor device of the present invention, a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer. In the semiconductor device of the present invention, the substrate is provided with a substrate-side thin film on a bonding surface with the semiconductor element, the substrate-side thin film is cracked at the bonding surface, and the substrate-side thin film is It is divided by the crack and is arranged intermittently.
本発明によれば、基板側薄膜に予め亀裂が形成され、基板側薄膜は亀裂によって分割されて断続的に配置されているので、半導体素子が発熱して基板の温度が上昇したとき、基板は容易に変形(伸長)することができる。これにより、基板にうねりが発生することはなく、また、うねりによって生じる接合層と薄膜との界面剥離や、接合層におけるクラック発生を防止することができ、半導体装置の信頼性及び寿命を飛躍的に向上させることが可能となる。 According to the present invention, the substrate-side thin film is previously cracked, and the substrate-side thin film is divided and intermittently disposed by the crack. Therefore, when the semiconductor element generates heat and the temperature of the substrate rises, It can be easily deformed (elongated). As a result, no undulation occurs in the substrate, and the interface peeling between the bonding layer and the thin film caused by the undulation and the generation of cracks in the bonding layer can be prevented, thereby dramatically improving the reliability and life of the semiconductor device. Can be improved.
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
《実施例1》
図1は、実施例1による半導体装置の縦断面図である。図1に示すように、半導体装置10は基板11と半導体素子(チップ)12とを備え、基板11と半導体素子12とは接合層13によって互いに接合されている。
Example 1
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the
基板11と接合層13は、金属材料、有機物と金属材料との複合材料、または無機物と金属材料との複合材料によって構成されている。基板11は、基板金属14と、基板金属14の外表面に形成された基板側薄膜15とによって形成されている。基板側薄膜15はメッキ層からなっており、この基板側薄膜15には、半導体素子12との接合面、具体的には接合層13と接する領域の接合面に亀裂16が形成されている。亀裂16は、基板側薄膜15の厚さ方向(図の上下方向)に、つまり接合層13に接する表面側から、基板金属14に接する裏面側まで基板側薄膜15を貫通して形成されている。また亀裂16は、対向壁面がほぼ接触した状態であり、対向壁面間には隙間は存在しない。
The
図2または図3は基板11の平面図である。亀裂16は、図2または図3に示すような形状に形成されている。すなわち、図2においては、縦方向と横方向に直線状の亀裂16がそれぞれ4本ずつ形成され、縦方向及び横方向の各亀裂16は直角に交わっている。これら亀裂16は、基板側薄膜15のうち半導体素子12との接合面にのみ形成されている。そして、基板側薄膜15は各亀裂16によって分割され、基板金属14の表面上に断続的に配置されている。縦方向及び横方向の各亀裂16の間隔は、基板側薄膜15の中央部分では狭く、その外側の部分では広くなっており、これにより、連続する1つの基板側薄膜15の大きさは半導体素子12の中央部に近づくほど小さく形成されている。
2 or 3 is a plan view of the
また、図3においては、基板側薄膜15のうち、半導体素子12との接合面に円形状の3つの亀裂16が形成され、各亀裂16は基板側薄膜15の中央部分を中心にした同心円状を成している。基板側薄膜15は各亀裂16によって分割され、基板金属14の表面上に断続的に配置されている。各亀裂16を呈する円は、中央部分では隣の円との間隔が狭く、その外側の部分では隣の円との間隔が広くなっており、連続する1つの基板側薄膜15の大きさは半導体素子12の中央部に近づくほど小さく形成されている。
In FIG. 3, three
基板11は、図1に示すように、例えば、一般的なパワーモジュールに使用されているアルミナセラミックス板17にAl(アルミニウム)を接合したAl回路付きセラミックス絶縁基板からなっている。基板金属14はAl回路であり、また、基板側薄膜15はAl回路上にメッキ処理法によって形成されたNi/Agメッキ層からなっている。
As shown in FIG. 1, the
半導体素子12は、Si(シリコン)などからなるパワー半導体デバイスとして一般的なIGBT(Insulated Gate Bipolar Transister)チップやダイオードで構成されている。そして接合層13は、高い降伏強度の得られるCuSnはんだによって形成された合金層である。
The
このように構成された半導体装置10において、動作時の半導体素子12の自己発熱や、半導体装置10が置かれている環境の温度変化などによって局部的に温度差が生じ、それによって、異種材接合面には熱応力が発生する。すなわち、半導体装置10の基板11においては、互いに異なる材料からなる、基板側薄膜15と基板金属14との界面に熱応力が発生する。
In the
本実施例の半導体装置10では、基板側薄膜15に予め亀裂16が形成されているので、例えば低温から高温に変化した場合でも、熱膨張係数が基板側薄膜15よりも大きい基板金属14は亀裂16の直下では自由に伸びることが可能である。これにより、基板側薄膜15と基板金属14の界面に生じる応力や、それによって生じる基板金属14のうねりを抑制することができる。また、接合層13と基板側薄膜15との界面近傍に生じる応力も低減でき、界面剥離や接合層13におけるクラックの発生を防止することができる。その結果、半導体装置10の信頼性向上を図ることが可能となる。
In the
また、本実施例の半導体装置10では、基板金属14がAl回路で、接合層13がCuSnはんだの合金層であるから、0.2%耐力は接合層13の方が基板金属14より大きい値になっている。さらに、図4に示すように、基板金属14がAl回路で、基板側薄膜15がNi/Agメッキ層であるから、同一温度の下で、0.2%耐力は基板側薄膜15の方が基板金属14より大きい値になっている。これにより、半導体素子12と基板11の熱膨張係数差による変位(伸長差)を、接合層13や基板側薄膜15と比較して靱性が高く良好な繰返し疲労特性を有する基板金属14の歪によって吸収させることができ、半導体装置10の信頼性を飛躍的に向上させることが可能となる。なお、基板側薄膜15の0.2%耐力と基板側薄膜15の0.2%耐力を同じに設定してもよい。
Further, in the
さらに、本実施例では、亀裂16を図2または図3のような形状にして、半導体素子12の中央部に近づくほど連続する1つの基板側薄膜15の大きさが小さくなるようにしている。これは、発熱密度が高くより大きな温度差が加わる可能性のある部位が半導体素子12の中央部だからである。仮に全ての材料が弾性挙動しか示さないとした場合、基板側薄膜15と基板金属14の界面近傍に働く応力は、それぞれの熱膨張係数差とそこに加わる温度差に比例すると考えられる。そのため、応力緩和を目的とした亀裂16を入れる間隔、つまり1つの連続する基板側薄膜15の大きさは、それぞれの熱膨張係数差とそこに生じる温度差に反比例するように設定されている。例えば、基板側薄膜15と基板金属14との熱膨張係数差が大きいほど、1つの連続する基板側薄膜15の大きさは小さくなる。このように本実施例によれば、亀裂16の具体的な位置を容易に設計することができる。
Further, in this embodiment, the
以上のように本実施例によれば、半導体装置10の信頼性をより一層向上させることが可能である。
As described above, according to this embodiment, the reliability of the
次に、半導体装置10の製造方法について説明する。
Next, a method for manufacturing the
先ず、基板11としてアルミナセラミックス板にAlを接合したAl回路付きセラミックス絶縁基板を用意し、基板金属14としてのAl回路に、基板側薄膜15としてのNi/Agメッキ層をメッキ処理法によって形成する。その後、基板11の温度を例えば300℃に上昇させることで、Al回路とNi/Agメッキ層の熱膨張係数差から生じる熱応力によって、Ni/Agメッキ層に亀裂16を形成する。そして最後に、基板11のNi/Agメッキ層のうち、亀裂16を形成した箇所に半導体素子12を実装する。
First, a ceramic insulating substrate with an Al circuit in which Al is bonded to an alumina ceramic plate is prepared as the
また、上記製造方法のうち、Ni/Agメッキ層の形成後に、任意の形状をした突起物をNi/Agメッキ層に当てることにより、Ni/Agメッキ層に任意の形状の亀裂16を機械的に形成し、その後、半導体素子12を実装するようにしてもよい。
Further, in the above manufacturing method, after the Ni / Ag plating layer is formed, a
さらに、上記製造方法のうち、Ni/Agメッキ層の形成後に、基板11の温度を例えば500℃に上昇させることで、Al回路とNi/Agメッキ層との間に薄い金属間化合物を形成させる。そして、冷却による残留応力または押圧力によって、金属間化合物の層からNi/Agメッキ層にかけて亀裂16を形成し、その後、半導体素子12を実装するようにしてもよい。
Further, in the above manufacturing method, after the Ni / Ag plating layer is formed, the temperature of the
上記の各製造方法によれば、基板側薄膜15に亀裂16を容易に形成することが可能となる。
According to each manufacturing method described above, the
《実施例2》
図5は、実施例2による半導体装置の縦断面図である。本実施例における半導体装置20には、図5に示すように、半導体素子12の底部に素子電極21が設けられ、その素子電極21の底面(接合面)に半導体素子側薄膜22が形成されている。素子電極21はAl電極であり、半導体素子側薄膜22は素子電極21の底面に蒸着によって形成されたTi/Ni/Ag蒸着膜である。
Example 2
FIG. 5 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment. In the
本実施例では、半導体素子側薄膜22には、接合層13と接する領域において、亀裂23が形成されている。亀裂23は、半導体素子側薄膜22の厚さ方向(図の上下方向)に、つまり素子電極21に接する裏面側から、接合層13に接する表面側まで半導体素子側薄膜22を貫通して形成されている。亀裂23は、半導体素子側薄膜22を接合層13側から見たとき、直線状または円形状を成している。また亀裂23は、対向壁面がほぼ接触した状態であり、対向壁面間には隙間は存在しない。なお、基板11の構成は実施例1(図1)の場合と同じである。
In this embodiment, the semiconductor element side
また、本実施例では、図4に示すように、素子電極21がAl電極で、半導体素子側薄膜22がTi/Ni/Ag蒸着膜であるから、同一温度の下で、0.2%耐力は半導体素子側薄膜22の方が素子電極21より大きい値になっている。なお、半導体素子側薄膜22の0.2%耐力と素子電極21の0.2%耐力を同じに設定してもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 4, the
このように構成された半導体装置20においては、上述したように、動作時の半導体素子12の自己発熱や、半導体装置20が置かれた環境の温度変化などによって局部的に温度差が生じ、これによって、半導体素子側薄膜22と素子電極21の界面に熱応力が発生する。
In the
本実施例の半導体装置20では、半導体素子側薄膜22に予め亀裂23が形成されているので、例えば低温から高温に変化した場合でも、半導体素子側薄膜22より熱膨張係数の大きい素子電極21は半導体素子側薄膜22の亀裂23直上で自由に伸びることが可能である。これにより、半導体素子側薄膜22と素子電極21の界面に生じる応力や、それによって生じる素子電極21のうねりを抑制することができる。また、接合層13と半導体素子側薄膜22との界面近傍に生じる応力も低減でき、界面剥離や接合層13におけるクラック発生を防止することができる。その結果、半導体装置20の信頼性向上を図ることが可能である。
In the
なお、半導体素子側薄膜22に亀裂23を形成するための方法としては、実施例1で説明した製造方法を利用することができる。
As a method for forming the
また、半導体素子側薄膜22の亀裂23に対応させて、基板側薄膜15に亀裂を形成してもよい。
Further, a crack may be formed in the substrate-side
《実施例3》
図6は、実施例3による半導体装置の縦断面図である。本実施例における半導体装置30には、図6に示すように、図1に示した亀裂16や図5に示した亀裂23の代わりに、一定の幅(図において左右方向の幅)を有する溝状空間部31,32が形成されている。
Example 3
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device according to the third embodiment. In the
溝状空間部31は、基板側薄膜15のうち半導体素子12との接合面(第1接合面)、具体的には接合層13と接する領域の接合面に形成されている。また溝状空間部31は、基板側薄膜15の厚さ方向(図の上下方向)に、つまり接合層13に接する表面側から、基板金属14に接する裏面側まで基板側薄膜15を貫通して形成されている。
The groove-shaped
溝状空間部32は、半導体素子側薄膜22のうち基板11との接合面(第2接合面)、具体的には接合層13と接する領域の接合面に形成されている。また溝状空間部32は、半導体素子側薄膜22の厚さ方向(図の上下方向)に、つまり素子電極21に接する裏面側から、接合層13に接する表面側まで半導体素子側薄膜22を貫通して形成されている。
The groove-
また、溝状空間部31は、基板側薄膜15を接合層13側から見たとき、直線状または円形状を成している。溝状空間部32も、半導体素子側薄膜22を接合層13側から見たとき、直線状または円形状を成している。また、溝状空間部31と溝状空間部32は上下で略同じ位置に配置されている。なお、基板11の構成は、溝状空間部31以外の部分では実施例1(図1)の場合と同じである。
Further, the groove-
溝状空間部31,32は、例えば、基板側薄膜15又は半導体素子側薄膜22をそれぞれ形成した後に、エッチングなどの化学的な表面処理や研磨などの機械的な処理によって形成することが可能である。また、所定部分にマスクをつけた状態で、基板金属14又は素子電極21の表面にメッキすることによっても、溝状空間部31,32を形成することができる。
The groove-
また、半導体素子12としては、次世代の高耐熱半導体装置に搭載されるSiCチップが用いられ、また、接合層13としては、Agナノペーストを利用した低温高耐熱接合法によって形成されるAg接合層が用いられている。
Further, as the
上記構成の半導体装置30においては、特に半導体装置30が低温に変化した場合でも、基板側薄膜15より熱膨張係数の大きい基板金属14や、半導体素子側薄膜22より熱膨張係数の大きい素子電極21が、溝状空間部31,32の近傍領域で自由に収縮することが可能である。これにより、基板側薄膜15と基板金属14の界面に生じる応力及びうねりと、半導体素子側薄膜22と素子電極21の界面に生じる応力及びうねりを抑制することができる。また、接合層13と基板側薄膜15の界面近傍に生じる応力、及び接合層13と半導体素子側薄膜22の界面近傍に生じる応力も低減でき、界面剥離や接合層13へのクラックの発生を防止できる。その結果、半導体装置30の信頼性を向上させることが可能である。
In the
本実施例における半導体装置30では、上述したように温度変化が加わると、基板11と半導体素子12の熱膨張係数差から、基板11と接合層13との間及び半導体素子12と接合層13との間にそれぞれ変位(伸長差)が生じるが、この場合、基板11側では基板側薄膜15の溝状空間部31が、半導体素子12側では半導体素子側薄膜22の溝状空間部32が、それぞれに大きく変形する(図において左右方向の幅が拡がる)ことによって、応力緩和を実現している。
In the
しかし、素子電極21と基板金属14の厚みや若干の材質違いから、実際のそれぞれの変形量は異なることが予想される。その結果、接合層13にも歪が発生することになり、温度変化の繰返しによって、接合層13の上部(半導体素子側薄膜22付近)及び下部(基板側薄膜15付近)にクラックが入る虞がある。
However, due to the thickness of the
そこで本実施例では、上述したように、溝状空間部31と溝状空間部32を上下で略同じ位置に配置することで、接合層13の上部及び下部に発生したクラックを上下方向に進展させるようにし、最終的にはクラックを上下で結合させる。その結果、基板11と半導体素子12の熱膨張係数差による変位は、素子電極21と基板金属14の間で上下に結合したクラックの開閉によって吸収されることになるため、接合層13に発生する応力を大幅に減少させることができる。
Therefore, in this embodiment, as described above, the groove-
上記のように本実施例によれば、もし接合層13にクラックが入ったとしても、そのクラックは接合層13の上下方向にのみ形成されるので、接合層13を介しての半導体素子12と基板11との結合が維持され、接合層13における熱・電気的な特性にはほとんど影響を与えない。これにより、特に、高耐熱性をも有する半導体装置30を実現することができる。
As described above, according to the present embodiment, even if the
《実施例4》
図7は、実施例4による半導体装置の縦断面図である。本実施例における半導体装置40においては、基板側薄膜15及び半導体素子側薄膜22にそれぞれ溝状空間部31,32が形成されているが、これら溝状空間部31,32は、接合層13に近い側の幅(図において左右方向の幅)が広く、接合層13から離れた側の幅(図において左右方向の幅)が狭くなっている。すなわち、溝状空間部31は縦断面が逆台形を成しており、接合層13に接する側が幅が広く、基板金属14に接する側の幅が狭くなっている。また、溝状空間部32は縦断面が台形を成しており、接合層13に接する側が幅が広く、素子電極21に接する側の幅が狭くなっている。
Example 4
FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a semiconductor device according to the fourth embodiment. In the
上記構成によれば、溝状空間部31,32の近傍では接合層13はより自由に伸縮でき、接合層13にクラックが入りにくくなるとともに、仮に接合層13の上部及び下部にクラックが発生しても、それらクラックは確実に上下に進展し互いに結合する。その結果、接合層13における熱・電気的な特性にはほとんど影響を与えることがなく、高耐熱性をも有する半導体装置30を実現することができる。
According to the above configuration, the
以上、本発明の実施例を図面により詳述してきたが、上記各実施例は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施例の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれることは勿論である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, each of the above embodiments is only an example of the present invention, and the present invention is not limited only to the configuration of each of the above embodiments. . Needless to say, changes in design and the like within the scope of the present invention are included in the present invention.
10,20,30,40 半導体装置
11 基板
12 半導体素子
13 接合層
14 基板金属
15 基板側薄膜
16,23 亀裂
21 素子電極
22 半導体素子側薄膜
31,32 溝状空間部
10, 20, 30, 40
Claims (11)
前記基板には前記半導体素子との接合面に基板側薄膜が設けられ、
前記基板側薄膜には前記接合面の部分に亀裂が形成され、前記基板側薄膜は前記亀裂によって分割されて断続的に配置されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer,
The substrate is provided with a substrate-side thin film on the bonding surface with the semiconductor element,
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a crack is formed in the bonding surface portion of the substrate side thin film, and the substrate side thin film is divided and intermittently arranged by the crack.
前記半導体素子には前記基板との接合面に半導体素子側薄膜が設けられ、
前記半導体素子側薄膜には前記接合面の部分に亀裂が形成され、前記半導体素子側薄膜は前記亀裂によって分割されて断続的に配置されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer,
The semiconductor element is provided with a semiconductor element-side thin film on the bonding surface with the substrate,
2. A semiconductor device according to claim 1, wherein a crack is formed in the semiconductor element side thin film at a portion of the joint surface, and the semiconductor element side thin film is divided and intermittently arranged by the crack.
前記基板には前記半導体素子との第1接合面に基板側薄膜が、前記半導体素子には前記基板との第2接合面に半導体素子側薄膜がそれぞれ設けられ、
前記基板側薄膜には前記第1接合面の部分に亀裂が形成され、前記基板側薄膜は前記亀裂によって分割されて断続的に配置され、
かつ前記半導体素子側薄膜には前記第2接合面の部分に亀裂が形成され、前記半導体素子側薄膜は前記亀裂によって分割されて断続的に配置されていることを特徴とする半導体装置。 A semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer,
The substrate is provided with a substrate-side thin film on a first bonding surface with the semiconductor element, and the semiconductor element is provided with a semiconductor element-side thin film on a second bonding surface with the substrate,
In the substrate-side thin film, a crack is formed in a portion of the first joint surface, and the substrate-side thin film is divided and arranged intermittently by the crack,
The semiconductor device-side thin film has a crack formed in the second bonding surface, and the semiconductor element-side thin film is divided by the crack and disposed intermittently.
先ず、前記半導体素子と前記基板との接合面のうち、前記半導体素子側の接合面及び前記基板側の接合面の少なくとも一方に薄膜を形成し、
次に、機械的な圧力又は熱応力によって前記薄膜に亀裂を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 When manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer,
First, among the bonding surfaces of the semiconductor element and the substrate, a thin film is formed on at least one of the bonding surface on the semiconductor element side and the bonding surface on the substrate side,
Next, a crack is formed in the thin film by mechanical pressure or thermal stress.
先ず、前記半導体素子と前記基板との接合面のうち、前記半導体素子側の接合面及び前記基板側の接合面の少なくとも一方に薄膜を形成し、
次に、熱を付加することによって、前記薄膜と前記半導体素子との間若しくは前記薄膜と前記基板との間に化合物層を成長させ、
その後、機械的な圧力又は熱応力によって、前記化合物層から前記薄膜にかけて亀裂を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 When manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor element and a substrate are bonded by a bonding layer,
First, among the bonding surfaces of the semiconductor element and the substrate, a thin film is formed on at least one of the bonding surface on the semiconductor element side and the bonding surface on the substrate side,
Next, by applying heat, a compound layer is grown between the thin film and the semiconductor element or between the thin film and the substrate,
Thereafter, a crack is formed from the compound layer to the thin film by mechanical pressure or thermal stress.
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