JP5651807B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

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    • H01L2224/32245—Disposition the layer connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
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    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45144—Gold (Au) as principal constituent
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    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/48639—Silver (Ag) as principal constituent
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    • H01L2224/485—Material
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    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/48647—Copper (Cu) as principal constituent
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    • H01L2224/48599—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au)
    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48638—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
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    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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    • H01L2224/486—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/48663—Principal constituent of the connecting portion of the wire connector being Gold (Au) with a principal constituent of the bonding area being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than 1550°C
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Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。より詳細には、本発明は放熱性が優れ、信頼性の高い半導体装置およびその製造方法に関する。
近年、大電流を制御する半導体は、ガソリンエンジンと電気モーターとを組み合わせたハイブリッド自動車に用いられている。また、そのような半導体は、電気モーターのみで走る電気自動車の普及に伴って電気モーターの高出力電流制御にも用いられている。
更に、光源としての発光する半導体（ＬＥＤ）は、省エネルギーかつ長寿命であることから、種々の用途に用いられている。例えば、表示装置（液晶画面）バックライト光源、カメラフラッシュ用途、車載用途などの用途にＬＥＤが用いられている他、各種の照明用途にもＬＥＤが用いられている。
電気自動車のモーターや、高輝度ＬＥＤにおいては、半導体に流れる電流が大きくなる。しかしながら、このような大電流を印加する過酷な使用条件では半導体の特性劣化が生じることがあり、高電流制御の半導体パッケージや、ＬＥＤモジュールの長寿命・高信頼性の確保が困難となり得る。例えば、半導体に流す電流を増やすと、半導体からの発熱が増大し、それによって、モジュールやシステムの内部の温度が上昇して劣化を引き起こしかねない。例えば電気モーター用の高出力制御半導体に使用される高効率のＧａＮやＳｉＣの効率は約９８％程度であるが約２％は熱となり、高出力で使用するには問題となる。また高輝度白色ＬＥＤでは、消費する電力のうち光に変換されるのは僅か２５％程度にすぎず、他は直接熱となってしまう。したがって、半導体パッケージに対しては放熱対策を行うことが必要であり、各種のヒートシンクが使用されている。
特開２００９−１２９９２８号公報 国際公開（ＷＯ）第０８／０８８１６５号公報
現在の半導体チップの実装形態は大きく２つに分離することができ、「ワイヤーボンディング型（Ｗ／Ｂ型）」と「フリップチップ型（Ｆ／Ｃ型）」とが存在する。「ワイヤーボンディング型（Ｗ／Ｂ型）」は、図２９（ａ）に示すように、半導体チップの電極が上側に向いており、かかる上向き電極に接続された金ワイヤによって電気的な接続が図られている。一方、「フリップチップ型（Ｆ／Ｃ型）」は、図２９（ｂ）に示すように、半導体チップの電極が下側に向いており、かかる下向き電極に接続された金バンプを介して電気的な接続が図られている。
本願発明者らが鋭意検討した結果、これらの実装形態には以下の課題があることを見出した。まず、「フリップチップ型（Ｆ／Ｃ型）」は、金バンプが熱抵抗となってしまい放熱特性の点で必ずしも好ましいといえない。具体的には、半導体チップにおいて金バンプが占有している面積は少なく（占有面積は大きく見積もっても半導体チップ面に対して約２５％程度しかならず）、それゆえ、金バンプが律速となり、放熱性は良くない。換言すれば、金バンプの設置箇所（実装部分）において発熱が生じ得るといえる。このような「フリップチップ型（Ｆ／Ｃ型）」では、たとえ放熱性の高い基板が用いられていたとしても、基板へと熱が伝わりにくく、現実的には高い放熱特性は達成され得ない（図２９（ｂ）参照）。
一方、「ワイヤーボンディング型（Ｗ／Ｂ型）」は、図２９（ａ）に示すように、半導体チップの直下にサーマルビアなどを設けることができるので、放熱特性の点で好ましいものの、高出力制御の半導体では、ワイヤー接続では必要な電流を流すことができず、また高輝度ＬＥＤでは、ＬＥＤ上側の電極（バンプ）が光を遮ってしまい、光取り出しの点では好ましくない。“光の遮り”に関して具体的にいうと、ＬＥＤチップの上側面に設けられた電極部の存在によって光取り出しできるＬＥＤ領域が制限されてしまい、光取り出し量が減じられる。また、ワイヤー自体も光を遮ってしまうので、その点でも光取り出しを低下させる要因となる。
更にいえば、半導体装置に設けられた半導体は、その発熱時における熱膨張係数が、周囲材質の熱膨張係数と異なるものであると、その差に起因した応力が発生し得、半導体装置として不都合な現象を引き起こしかねない。つまり、熱的ストレスによって半導体装置としての信頼性が損なわれてしまう虞がある。
本発明はかかる事情に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、放熱特性および電極取り出しの双方を満足させると共に、熱ストレスに対しても高信頼性を呈する半導体装置を提供することである。
本願発明者らは、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記目的の達成を試みた。その結果、上記目的が達成された半導体装置の発明に至った。
具体的には、本発明においては、
半導体素子、および
半導体素子に電気的に接続された金属緩衝層
を有して成り、
金属緩衝層と半導体素子とが相互に面接触するような形態で金属緩衝層と半導体素子とが接続されており、また
金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子になっていると共に、二次実装基板と半導体装置（特に半導体素子）との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材となっていることを特徴とする、半導体装置が提供される。
本発明の半導体装置の特徴の１つは、金属緩衝層が、半導体素子と面接触（特に直接接合もしくは面接合）する形態で電気的に接続されており、それによって、金属緩衝層が、二次実装基板と半導体装置との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材となっており、かつ、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子（外部接続端子ランド）になっていることである。
本発明において「応力緩和作用」とは、半導体装置において生じ得る応力を減じる作用のことを実質的に指している。応力緩和作用は、例えば「半導体素子の線膨脹係数」と「二次実装基板の線膨脹係数」との差に起因して生じ得る“応力”を減じる作用のことを意味している。
また、本発明では、上記半導体装置を製造するための方法も提供される。かかる本発明の製造方法は、
（ｉ）半導体素子を用意する工程、および
（ｉｉ）半導体素子と電気的に接続されるように金属緩衝層を形成する工程
を含んで成り、
工程（ｉｉ）では、金属緩衝層と半導体素子とが相互に面接触する形態となるように金属緩衝層を形成しており、その金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子となると共に、二次実装基板と半導体装置（特に半導体素子）との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材となる。
本発明の製造方法の特徴の１つは、半導体素子と面接触（特に直接接合もしくは面接合）するように金属緩衝層をダイレクトに形成し、それによって、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子として応力緩和作用を有する部材を得ることである。
本発明の半導体装置においては、“放熱特性”、“電気的接続”および“熱ストレスに対して高信頼性（緩衝特性）”が好適に達成されている（図１参照）。具体的には、「半導体素子と金属緩衝層との面接触」に起因して半導体素子における金属層の占有面積が大きく、それゆえに“高放熱”と“電気的接続”が好適に実現されていると共に、好適に“応力緩和作用”が奏されている。
“放熱特性”および“電気的接続”についていえば、本発明ではバンプを介した実装が行われておらず（即ち、実装レス・バンプレスとなっており）、半導体素子からの熱が“金属緩衝層との面接触部”を介して効率良く放熱されるようになっている。特に、金属緩衝層を熱伝導性の高い銅などの材質から形成でき、また、“厚みの大きい金属緩衝層”および／または“幅方向にサイズの大きい金属緩衝層”として設けることができるので、かかる金属緩衝層を介して半導体素子の熱を効率よく外部へと逃がすことができる（尚、金属緩衝層の形成に必要に応じて用いられ得る下地は、金属材質などの熱伝導性を少なくとも呈するものから成るものであり、かつ、非常に薄く設けられているので、熱抵抗は無視できる程度に小さい）。同様にして、“厚みの大きい金属緩衝層”および／または“幅方向にサイズの大きい金属緩衝層”は、電流を流すのにも好適であり、特に大電流を流するのに適している。そして、本発明の半導体装置では、金属緩衝層上に半導体素子が設けられた構造、即ち、半導体素子の電極およびそれに接続される金属緩衝層が下側に向いたフェースダウン構造となっているので、「ワイヤーの接続不良や断線などといった不都合」が回避されている。
“熱ストレスに対して高信頼性”についていえば、金属緩衝層によって、半導体装置内に発生し得る応力が緩和される効果が奏される。特に、半導体装置が二次実装基板に実装されて用いられた際には半導体素子と二次実装基板との熱膨脹係数の差に伴う不都合が回避される。この点、本発明では“面接触の形態”をなすように金属緩衝層が設けられているので、かかる緩衝作用を効果的に及ぼすことができる。特に二次実装基板として“プリント基板”が用いられた場合においては、半導体素子と二次実装基板との熱膨脹係数の差が大きくなり、金属緩衝層の応力緩和効果が顕著となり得る。更に、そのような金属緩衝層は「半導体素子上にダイレクトに形成する」といった比較的簡易なプロセスで得ることができる。特に、プロセス態様を大きく変更することなく形成条件を比較的簡易に変化させることで、金属緩衝層の特性を“半導体素子側”と“二次実装基板側”とで局所的に変えることができ、より好適に“熱膨脹係数の差に伴う不都合”を回避することができる。
発光型の半導体素子の場合においては、本発明で好適な“光取り出し”も達成される。具体的には、フェースダウン構造ゆえに半導体素子の上面側からの光を効率良く取り出せるだけでなく、金属緩衝層の形成に用いた下地を反射層として用いることができ、その反射層に起因して半導体素子の下面側からの光も効率良く取り出すことができる。この点、半導体素子の直下に“高反射率を呈する反射層”が設けられるので、半導体素子から発された下向きの光を効率良く反射層で反射させることができ、その結果、“下向きに発された光”を有効利用することができる。つまり、本発明の半導体装置は、半導体素子の上面側からだけでなく、下面側からの光の取り出しの点でも望ましい構造となっている。
更に、本発明の半導体装置は、金属緩衝層が半導体素子を支持する支持層を成しているので、“基板レス構造”となっている。この“基板レス”ゆえに小型装置が実現されており、また、低コスト製造にも寄与する。また、そのような形態であるがゆえに、セラミック基板などの高放熱基板を支持体として用いた装置と比較して装置にフレキシブル性を持たすこともできる。
また、本発明の装置は、半導体素子から直接配線形成が可能な構造となっており、また、アレイ化可能な構造にもなっているので、設計自由度は比較的高い。更には“実装レス・バンプレス”ゆえに接続安定性なども良好である。
本発明の製造方法に特に着目してみると、「半導体素子上にダイレクトに金属緩衝層を形成する」といった比較的簡易なプロセスとなっている。そして、かかる簡易な製造プロセスによって“放熱特性”と“電気的接続”と“熱ストレスに対して高信頼性”とを満たす半導体装置を得ている。この他、本発明の製造方法は“半導体チップなどの半導体素子から直接再配線形成が可能である”といった効果や、ウエハサイズでチップは任意配置可能であったり、更には、キャリア層ベースで半導体封止可能（それゆえ発光型の半導体素子の場合では“発光面が平滑”）であったりなどの種々の有利な効果をも奏し得る。
また発光型半導体素子のケースで本発明の製造方法に特に着目してみると、「半導体素子上にダイレクトに金属層を形成すると共に、そのダイレクトな金属緩衝層形成に用いた電極下地を最終的には半導体装置の反射層としてそのまま使用する」といった比較的簡易なプロセスとなる。そして、そのような簡易な製造プロセスによって“放熱特性”と“電気的接続”と“光取り出し”と“熱ストレス緩衝性”とを満たす半導体装置を得ることができる。
本発明の半導体装置の機能および効果を説明するための模式的断面図 本発明の半導体装置の構成を模式的に表した断面図（図２（Ａ）：チップ・サイズ又はウエハ・サイズの半導体装置（即ち、装置全体の幅サイズが、半導体素子の幅サイズに等しい半導体装置）、図２（Ｂ）：略チップ・サイズまたは略ウエハ・サイズの半導体装置（即ち、装置全体の幅サイズが、半導体素子の幅サイズにおよそ等しい半導体装置）、図２（Ｃ）：半導体素子から外側へとはみ出すように金属緩衝層が設けられた半導体装置） 二次実装基板との関係を示す本発明の半導体装置の模式的断面図 本発明における「面接触」を説明するための模式図 金属緩衝層の材質を半導体素子および二次実装基板よりも軟らかい材質とする態様を説明するための模式的断面図 金属緩衝層の材質（例えば結晶構造）が局所的に異なっている態様を説明するための模式的断面図。 半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径が二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径よりも小さくなっている態様を説明するための模式的断面図。 厚み方向に沿って金属緩衝層の材質（例えば結晶構造）が漸次変化する態様を説明するための模式的断面図。 金属緩衝層が、その母材中に少なくとも１種類以上の粒子を含んで成る態様を説明するための模式的断面図。 本発明における“半導体素子に直接的に設けられた金属緩衝層”の態様（外側へとはみ出すように幅方向へと延在する態様）を説明するための模式的断面図 本発明における“絶縁部” を説明するための模式的断面図 本発明において“蛍光体層が設けられる態様”を説明するための模式的断面図 本発明において“レンズ部材が設けられる態様”を説明するための模式的断面図 本発明において“マルチチップの態様”を説明するための模式的断面図 本発明において“金属緩衝層・反射層の屈曲態様”を説明するための模式的断面図 本発明の半導体装置のリフレクタ構造の形態・構成を模式的に表した断面図 本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 「プロセス態様１」における本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 「めっき後にエッチングによりパターン化する手法」によってサブ緩衝層パターンを形成する態様を模式的に示した工程断面図 「レジストパターン形成後にパターンめっきする手法」によってサブ緩衝層パターンを形成する態様を模式的に示した工程断面図 絶縁層原料が感光性材料である場合における絶縁層パターンの形成態様を模式的に示した工程断面図 絶縁層原料が感光性材料以外である場合における絶縁層パターンの形成態様を模式的に示した工程断面図 「プロセス態様２」における本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 「プロセス態様３」における本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 「プロセス態様４」における本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 絶縁層の形成およびそのパターニング処理などの変更態様を説明するための模式的断面図 「プロセス態様５」における本発明の製造方法を模式的に示した工程断面図 第１絶縁部の局所的領域７０Ａの位置を説明するための模式図（半導体素子の下側主面からみた図） “第１絶縁部の局所的領域７０Ａの位置についての変更態様”を説明するための模式的断面図 従来技術の半導体チップの実装態様を模式的に示した断面図
以下にて、本発明の半導体装置およびその製造方法を詳細に説明する。尚、図面に示す各種の要素は、本発明の理解のために模式的に示したにすぎず、寸法比や外観などは実物と異なり得ることに留意されたい。
［本発明の半導体装置］
図２（Ａ）〜（Ｃ）に、本発明の半導体装置の構成を模式的に示す。図示されるように、本発明の半導体装置１００は、金属緩衝層１０、金属緩衝層下地３０および半導体素子５０を有して成る。半導体素子５０は、金属緩衝層１０上に設置された形態を有しており、金属緩衝層上の下地３０の少なくとも一部と接して設けられている。金属緩衝層１０は、本発明の半導体装置の二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子（例えば半導体素子の電極部材）として用いられると共に、二次実装基板と半導体装置との間で応力緩和作用を呈する緩衝部材として用いられる（図３参照）。
本発明における『半導体素子』とは、電流を制御する素子あるいは光を発する素子であって、例えば電流制御素子（Ｓｉ，ＩＧＢＴ，ＳｉＣ，ＧａＮ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）およびそれらを含む電子部品のことを実質的に意味している。そして、本明細書において『半導体素子』は、「半導体のベアチップ（即ち半導体チップ）」のみならず、「半導体チップがモールドされたディスクリート・タイプ」をも包含した態様を表すものとして用いている。尚、半導体チップとしては、電流制御素子だけでなく、ＬＥＤチップおよび半導体レーザーチップなども用いることができる。
また、本発明における『二次実装基板』とは、本発明の半導体装置を一次的な基板部材とみなした際にそれが実装されることになる別の基板のことを実施的に意味している。このような二次実装基板としては、例えばプリント基板（プリント配線板）やセラミック基板などを挙げることができる。
本発明の半導体装置１００では、図１〜３で示されるように、半導体素子５０と金属緩衝層１０とが相互に面接触（特に直接接合もしくは面接合）しており、それによって、半導体素子５０と金属緩衝層１０とが電気的に相互接続されている。ここでいう「面接触」とは、各要素の主面同士が相互に接触するような態様、特に、各要素の主面同士が相互に重なり合う範囲で全て接触するような態様を実質的に意味している。具体的には、“半導体素子の主面（下側の主面領域）”と“金属緩衝層の主面（上側の主面領域）”とが相互に重なり合う範囲で接触するような態様（より具体的には“半導体素子の電極”を介してそれらが重なり合うように設けられている態様）を意味している。換言すれば、本明細書で用いる「面接触」とは、半導体素子および金属緩衝層の主面領域のうち、相互に重なる領域同士が全接触するような態様を意味している（図４における“主面領域Ａ”と“主面領域Ｂ”とが全て接触するような態様に相当する）。
半導体素子５０と金属緩衝層１０との間に位置する下地３０（より具体的には「金属緩衝層」を設けるための下地となる層）は、熱抵抗ないしは電気抵抗が無視できるほどに薄い層である。それゆえに、本発明においては、半導体素子５０と金属緩衝層１０とはダイレクトに（直接的に）相互に面接触しているとみなすことができる。
下地３０は非常に薄いのに対して、金属緩衝層１０は厚く設けられている。例えば、金属緩衝層１０は半導体素子５０よりも厚くなっている。このように厚い金属緩衝層１０は、実質的に、半導体素子５０を支持する支持層として好適に機能できる。つまり、半導体素子５０の下側に位置している金属緩衝層１０は、相対的に厚く、かつ、半導体素子５０と重なり合う範囲内で半導体素子５０と全面接触するような形態を有しているので、半導体素子５０を支える土台として機能している。図２に示す態様では、例示的に２つの金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとが設けられているが、かかる金属緩衝層１０ａおよび金属緩衝層１０ｂが、それぞれ、半導体素子５０と重な合う範囲で半導体素子５０と面接触するような形態となっており、それゆえ、それらが半導体素子５０を支持する支持層として好適に機能している。尚、そのような厚い金属緩衝層（１０ａ，１０ｂ）は、電流を流すのにも適しており、特にパワー半導体が用いられる場合でも好適に対応することができる。
金属緩衝層１０は、１つに限定されるものでなく、複数個設けられていてよい。この点、金属緩衝層１０は半導体素子５０の電極に接続され得るので、その電極個数の応じた数の金属緩衝層１０が設けられていてよい。あくまでも１つの例示にすぎないが、半導体素子がＭＯＳ型半導体素子（例えばＧａＮ系半導体素子）である場合、そのソース電極、ドレイン電極およびゲート電極のそれぞれに電気的に接続されるように金属緩衝層１０が個々に設けられていてよい。
本発明における金属緩衝層１０は、半導体素子５０と“面接触”するような形態で肉厚に設けられているので、かかる金属緩衝層を介して半導体素子の熱を効率良く外部へと逃がすことができる。好ましくは、そのような肉厚の金属緩衝層１０は横方向に幅広く設けることができ、かかる金属緩衝層を介して半導体素子の熱をより効率良く逃がすことができる。つまり、金属緩衝層１０は、半導体装置の支持層として機能するだけでなく、ヒートシンクとしても機能しており、半導体装置の高放熱特性に対して特に効果的に寄与する。ここで、半導体素子は、一般に高温になると効率が低下してしまうところ、本発明の半導体装置では、放熱特性に優れているので、効率が高く、より高性能な装置が実現されている。本発明においては半導体素子５０がパワー半導体であってよく、そのような発熱量が多いパワー半導体であっても、半導体装置１００が優れた放熱特性を有し得るので、好適に用いることができる。また、そのように優れた放熱特性であるがゆえ、半導体素子の動作寿命が向上する効果や、封止樹脂の熱による変性・変色なども効果的に防止できる効果なども奏され得る。また、金属緩衝層１０と半導体素子５０とは“面接触”しているため、ワイヤーやバンプを介して電気的に接続される場合と比較して電気抵抗に優れている。そのため、より大きな電流を流すことができる効果なども奏され得る。金属緩衝層および半導体素子に大電流を流すことができるので、半導体素子を小型化しつつも、より高性能な半導体装置を実現することができる。
金属緩衝層１０の材質（母材の材質）は、特に制限なく、常套の半導体電極の材質として一般的なものであってよい。例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）およびニッケル（Ｎｉ）から成る群から選択される少なくとも１種の金属材料を金属緩衝層１０の主たる材質として用いることができる。しかしながら“放熱特性”を特に重視すると、金属緩衝層１０の材質は熱伝導性が高く放熱特性に効果的に寄与するものが好ましく、それゆえ銅（Ｃｕ）が特に好ましい。
本発明においては、金属緩衝層１０は、“緩衝作用”、即ち、半導体装置にて応力緩和の効果を呈するものである。例えば、図５に示すように、金属緩衝層１０は「半導体素子材質」および「二次実装基板材質」よりも全体として軟らかい材質から成るものであってよい。また、図６に示すように、金属緩衝層１０は、その有する材質構造が局所的に異なっていてもよい。例えば、金属緩衝層１０の材質構造が、層厚みの方向に沿って異なっていてよい。特に、金属緩衝層１０は、その有する結晶粒子構造が局所的に異なっていることが好ましい。図示するように、「半導体素子側の緩衝層領域における結晶構造」と「二次実装基板側の緩衝層領域における結晶構造」とが異なっていることが好ましく、例えば、図７に示すように「半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径」が、「二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径」よりも小さくなっていてよい。このように金属緩衝層１０の結晶粒子構造が局所的に異なると、半導体装置（特に半導体素子）の発熱時における半導体素子の熱膨張（熱膨脹率／線膨脹係数）と二次実装基板の熱膨張（熱膨脹率／線膨脹係数）との差に起因して生じ得る“応力”を金属緩衝層１０で緩和させることができる。つまり、金属緩衝層１０によって半導体装置の“熱的信頼性”が向上し得る。このように、金属緩衝層１０において「内部側に位置する局所的な緩衝層領域の結晶構造」と「外部側に位置する局所的な緩衝層領域の結晶構造」とが相互に異なるような構造を採用すると、半導体素子とそれに接する部材との熱膨張差が減じられると共に、マザーボードなどの二次実装基板とそれに接する部材との熱膨張差が減じられ、結果的に、好適な緩衝作用が奏され得る。このような態様につき１つ例示すると、「半導体素子側の局所的な緩衝層領域における平均結晶粒径」が５μｍ以下（０（０を除く）〜５μｍ）となっている一方、「二次実装基板側の局所的な緩衝層領域における平均結晶粒径」が１０μｍ以上（例えば１０μｍ〜６０μｍ）となっていてよい。
ここで「半導体素子側の緩衝層領域」とは、金属緩衝層において相対的に半導体素子側に位置する局所的な領域を意味している。例えば図６を参照して説明すると、「半導体素子側の緩衝層領域」とは、金属緩衝層の厚み方向における中間ポイント・中央ポイントよりも上側に位置する局所的領域を指している。一方、「二次実装基板側の緩衝層領域」とは、金属緩衝層において相対的に外側に位置する局所的な領域を意味している。同様に図６を参照して説明すると、「二次実装基板側の緩衝層領域」は、金属緩衝層の厚み方向における中間ポイントよりも下側に位置する局所的領域を指している。また、本発明にいう「結晶粒径」とは、図７に示されるような“金属緩衝層の厚さ方向に沿って切断した断面画像”に基づいて算出された結晶粒径値を指している。例えば、「結晶粒径」は、そのような断面画像から得られる結晶粒の面積と同一面積を有する円の直径サイズを意味しており、「平均結晶粒径」は、そのような結晶粒径を数平均（例えば５０個の数平均）として算出した値を意味している。
後述でも詳細に説明するが、“局所的に異なる結晶構造”は、金属緩衝層１０の形成時の湿式めっきのめっき液組成や電流制御などによって得ることができる。尚、上述の“金属緩衝層における結晶構造の局所的な相違”は、必ずしも明確に区別されている必要はなく、金属緩衝層の厚み方向に沿って漸次変化する形態であってもよい。つまり、図８に示すように、厚み方向に沿って半導体素子側から二次実装基板側へと又はその逆で二次実装基板側から半導体素子側へと結晶構造が漸次変化するような形態であってもよい。１つ例示すると、厚み方向に沿って半導体素子側から二次実装基板側へと平均結晶粒径が漸次大きくなるような形態であってもよい。
本発明においては、金属緩衝層１０が、その母材中に少なくとも１種類以上の粒子１５を含んで成るものであってもよく、それによっても、金属緩衝層１０が効果的に緩衝作用を呈することができる（図９参照）。つまり、金属緩衝層１０に粒子を含ませる（または分散させる）ことによって、半導体装置の発熱時における半導体素子の熱膨張と二次実装基板の熱膨張との差に起因して生じ得る“応力”を緩和させることができる。例えば、金属緩衝層１０に含まれる粒子が金属粒子であってよい。かかる場合、金属粒子は、母材材質と異なる材質から成ることが好ましく、例えば、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）および銅（Ｃｕ）から成る群から選択される少なくとも１種の金属材質から主に成ることが好ましい。また、金属緩衝層１０に含まれる粒子は絶縁性粒子（例えば、熱膨張と放熱性とを満足する絶縁物粒子）であってもよい。例えば、絶縁性粒子は、母材材質と異なる材質から成り、セラミックの酸化物、ケイ化物および窒化物から成る群から選択される少なくとも１種の金属材質から主に成っていてよい。尚、金属緩衝層１０の母材についていえば、めっき層、例えば銅めっき層から成るものであってよい。このように粒子が含まれる態様では、金属緩衝層１０における粒子含有率が局所的に異なっていてよい。例えば、金属緩衝層１０の粒子含有率が、層厚みの方向に沿って異なっていてよい。粒子含有率を局所的に異ならせることによって、半導体装置（特に半導体素子）の発熱時における半導体素子の熱膨張と二次実装基板の熱膨張との差に起因して生じ得る“応力”をより効果的に緩和することができる。１つ例示すると、緩衝層母材と比べて“粒子材質の線膨張係数”が“半導体素子の線膨張係数”に比較的近い場合においては、「半導体素子側の局所的な緩衝層領域における粒子含有率ａ」が、「二次実装基板側の局所的な緩衝層領域における粒子含有率ｂ」よりも大きくなっていることが好ましい（例えば、粒子含有率ａが粒子含有率ｂよりも少なくとも５％大きい、好ましくは少なくとも１０％大きい、より好ましくは２０％大きいものであってよい）。なお、ここでいう「粒子含有率」とは、金属緩衝層の全体積に占める粒子の体積割合（百分率）を示している。簡易的には、金属緩衝層の厚さ方向に沿って切断した断面画像に基づいて、金属緩衝層の断面領域に占める粒子の総断面積の割合を「粒子含有率」と見なしてもよい。
上記の“異なる結晶構造”と同様、金属緩衝層において粒子含有率は必ずしも局所的に明確に区別されている必要はない。つまり、金属緩衝層の厚み方向に沿って粒子含有率が漸次変化する態様であってもよい。１つ例示すると、厚み方向に沿って半導体素子側から二次実装基板側へと粒子含有率が漸次小さくなっていてよい。
本発明における金属緩衝層１０は比較的厚く、それゆえ、応力緩和の“緩衝作用”が奏しやすくなると共に、支持機能およびヒートシンク機能などに有効に寄与する。例えば、金属緩衝層１０は、下地３０のみならず、半導体素子５０よりも厚くなっている。具体的に例示すると、金属緩衝層１０の厚さは、好ましくは３０〜５００μｍ程度、より好ましくは３５〜２５０μｍ程度、更に好ましくは１００〜２００μｍ程度である。
金属緩衝層１０の表面領域に設けられる下地３０は、半導体素子５０の直下に位置付けられている。それゆえに、発光型の半導体素子の場合、半導体素子５０から発された下向きの光を下地３０が反射層の役割となり効率的に反射させることができる。つまり、“下向きに発された光”を上方へと向けることができる。これは、半導体素子直下の下地３０の存在によって発光効率が向上し、その結果、半導体装置がより高輝度になることを意味している。特に金属緩衝層１０が横方向に幅広く設けられている場合では、反射層が半導体素子５０の直下のみならず、その周囲にも広範に設けられることになり、より望ましい発光効率が達成され得る。
金属緩衝層の下地３０の材質は、特に制限なく、例えば、Ａｇ（銀）、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｌ合金や、Ａｕ（金）、Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｔ（白金）、Ｓｎ（スズ）、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）およびＴｉ（チタン）などから成る群から選択される少なくとも１種の金属材質であってよい。ただし、下地３０は、金属緩衝層１０の形成のための下地層としての機能を有するものであるので、その点を特に重視すれば、Ｔｉ（チタン）、Ｃｕ（銅）およびＮｉ（ニッケル）などから成る群から選択される金属を含んで成ることが好ましい。一方、高反射特性を特に重視するならば、下地３０は、Ａｇ（銀）およびＡｌ（アルミニウム）などから成る群から選択される金属を含んで成ることが好ましい。このような下地３０は、単一層から成る形態に限らず、複数の層から構成された形態であってもよい。例えば、下地３０がＴｉ薄膜層とＣｕ薄膜層とから構成された形態であってもよく、かかる場合、図面中にて（例えば図２に示す上下方向を基準にすると）Ｔｉ薄膜層が“上側層”に相当する一方、Ｃｕ薄膜層が“下側層”に相当する。
“半導体素子と金属緩衝層とのダイレクトな面接触”に関連する事項であるが、下地３０は、熱抵抗・電気抵抗が実質的に無視できるほど非常に薄く、例えばナノオーダーの厚さを有し得る。あくまでも例示にすぎないが、下地３０の厚さは、１００〜５００ｎｍ程度（反射層材質の種類によっては１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度）と非常に薄く、それゆえ下地３０は薄膜層を成している。このように下地３０が非常に薄いので、本発明においては半導体素子５０と金属緩衝層１０とがダイレクトに面接触していると捉えることができる。
本発明における半導体素子５０は、半導体のベアチップ、即ち半導体チップであってよく、あるいは、半導体チップがモールドされたディスクリート・タイプであってもよい。半導体チップなどは、一般的な半導体パッケージに用いられているものを使用することができ、その具体的な種類などは半導体装置たる半導体パッケージの用途に応じて適宜選択すればよい。半導体素子５０（例えば半導体チップ）の個数についていえば、“単一”に限定されず、“複数”であってよい。つまり、本発明の半導体装置は１００、図２で示されるような“シングルチップ”の形態のみならず、“マルチチップ”の形態でも実現される。
本発明の半導体装置１００は、“半導体素子５０と金属緩衝層１０との相互の面接触”ゆえに、半導体素子５０からの熱が好適に放熱される。つまり、直接接合・面接合ゆえに、半導体素子５０の主面において金属緩衝層１０が占める面積は大きく、放熱特性が優れている。例えば、半導体素子５０の下側主面において金属緩衝層１０（それが複数設けられる場合には、その全ての金属緩衝層）が占める面積の割合は、４０％以上であり、好ましくは５０〜９０％、より好ましくは７０〜９０％である。このように “面接触”に起因して金属緩衝層の占有面積が大きいので、本発明では「半導体素子と金属緩衝層との接続部」の熱抵抗が装置全体の熱抵抗の律速とならず、放熱性は良好となる。また、金属緩衝層は、厚みが大きいので、その点でも放熱性が向上し、熱衝撃時の緩衝作用がより好適に奏され得る。換言すれば、本発明においては、バンプを介した半導体素子の実装などは行われておらず、半導体素子に対してダイレクトな緩衝厚部材の構成となっているので、高い放熱特性が実現されているといえる。
より高い放熱特性および／又はより高い支持機能が実現されるべく、金属緩衝層１０は、幅方向サイズが大きくなっていることが好ましい。特に、図１０に示すように、金属緩衝層（１０ａ，１０ｂ）が半導体素子５０から外側へとはみ出すように設けられていることが好ましい。換言すれば、金属緩衝層１０ａおよび金属緩衝層１０ｂは、それぞれ、半導体素子５０の下方領域のみならず、その外側領域へと横方向・幅方向に延在していることが好ましい。このような形態を有する金属緩衝層１０では、半導体素子５０を支える支持機能が更に向上することになる。また、そのように横方向・幅方向に延在する金属緩衝層１０では、特に、半導体素子５０からの熱を下方向のみならず、横方向にも逃がすことができるため、装置全面としてみたときの熱抵抗が更に減じられることになる。また、そのように横方向に幅広に設けられることによって、応力緩和作用がより好適にもたらされ得ることにもなる。尚、金属緩衝層が必要以上に“はみ出す”と、装置の小型化が阻害され得るので、はみ出し部分の寸法は、「支持機能・放熱特性」／「応力緩和効果」と「小型化」との兼ね合いなどで適宜決定され得る（あくまでも例示にすぎないが、１つの例を挙げると、金属緩衝層の幅寸法でみた場合にその半分以上が半導体素子から“はみ出している”形態であってよい）。図２（Ｃ）で例示すると、金属緩衝層にて「半導体素子から外側へとはみ出した部分の幅寸法Ｗ１」が「半導体素子の下方に位置する部分の幅寸法Ｗ２」以上となっていてよい。
本発明の半導体装置では“絶縁部”が設けられていることが好ましい。具体的には、図１１（ａ）〜１１（ｃ）に示すように、金属緩衝層１０の周囲に第１絶縁部７０が設けられている一方、半導体素子５０の周囲に第２絶縁部７２が設けられていることが好ましい。図示する態様から分かるように、第１絶縁部７０が設けられている場合、金属緩衝層１０は、第１絶縁部７０と共に支持層を成している。また、第１絶縁部７０は、金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間にも設けられており、その結果、かかる金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間を絶縁する機能をも有し得る。一方、第２絶縁部７２は、図示する態様から分かるように、半導体素子５０を外部環境から遮断または保護するための封止層・封止部材、および支持層として機能し得る（特に図１１（ｂ）参照）。
第１絶縁部７０および第２絶縁部７２の材質は、絶縁性を供するものであればいずれの種類の材質であってもよく、例えば樹脂であってよい。例えば、エポキシ系樹脂やシリコーン系樹脂であってよい。特に第２絶縁部７２についていえば、光の取出しを重視すると透明樹脂から成ることが好ましく、それゆえに、第２絶縁部７２は例えば透明エポキシ樹脂や透明シリコーン樹脂から成ることが好ましい。また、耐光性や耐熱性を鑑みて、例えば有機無機のハイブリッド材料や無機材料であってよい。例えば、第１絶縁部７０および第２絶縁部７２の材質は、無機ガラス封止材料などであってよい。
第１絶縁部７０は、図１１（ａ）および１１（ｂ）に示すように、金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間の領域や、それら金属緩衝層の周囲にてその金属緩衝層と接するように設けられていることが好ましく、厚さは金属緩衝層の厚さと同程度であってよい。ある１つの好適な態様としては、図１１（ａ）および１１（ｂ）に示すように、第１絶縁部７０は、その上面が下地３０の上面と面一状態となるような形態で設けられていてよい。第２絶縁部７２は、同じく図１１（ａ）および１１（ｂ）に示すように、半導体素子５０の周囲を囲むように半導体素子５０と接するように設けられていることが好ましく、厚さは半導体素子５０と同程度であってよい。
発光型の半導体素子の場合、後述する蛍光体層８０などを別途設けてよい。かかる場合、第２絶縁部７２は、その上面が半導体素子３０の上面と面一状態となるような形態で設けられていてよい（図１１（ａ）参照）。尚、第２絶縁部７２が蛍光体層としても機能する場合では（即ち、第２絶縁部７２が例えば樹脂成分および／または無機材料成分と蛍光体成分とを含んで成る場合）、第２絶縁部７２が半導体素子３０を包み込むように厚く形成されていてもよい（図１１（ｂ）参照）。
本発明の半導体装置は“微細絶縁膜”といった点でも特徴を有し得る。具体的には、金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間に設けられた“局所的な第１絶縁部７０Ａ”は、図１１（ｃ）に示すように、“幅狭部分７０Ａ１”と“幅広部分７０Ａ２”との２つの領域部分から構成されている。これによって、金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間のショートを防止しつつも、金属緩衝層に大きな厚みを持たすことができ、ひいては、大電流・高放熱性の実現に寄与するのみならず、より好ましい応力緩和効果の実現にも寄与し得る。つまり、本発明では“面接触”に起因して金属緩衝層の占有面積が大きいので、かかる金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間の距離が狭まってショートを引き起こし易い構造といえるものの、それを好適に回避すべく、“幅広部分７０Ａ２”が設けられている。換言すれば、第１絶縁部７０Ａにおける“幅広部分７０Ａ２”によって金属緩衝層１０ａと金属緩衝層１０ｂとの間の距離を離し、ショートを防止しているといえる。あくまでも、一例であるが、“幅狭部分７０Ａ１”の幅寸法α（図１１（ｃ）参照）が、２０μｍ〜７０μｍ程度であるのに対して、幅広部分７０Ａ２の幅寸法β（図１１（ｃ）参照）は、１００μｍ以上であってよい（尚、幅広部分の幅寸法の上限値は、特に制限されないものの、５００μｍ程度であってよい）。
半導体素子が発光型である場合、必要に応じて好適な蛍光体層が設けられていてもよい。例えば、図１２（ａ）および１２（ｂ）に示すように、第２絶縁部７２の上に蛍光体層８０が設けられていてよい。より具体的には、図示するように、半導体素子５０の上側主面を覆うように蛍光体層８０が第２絶縁部７２に設けられていてよい。蛍光体層８０の材質は、半導体素子５０からの光を受けて所望の光を発色するものであれば、特に制限はない。つまり、半導体素子５０からの光・電磁波との兼ね合いで蛍光体層８０の蛍光体種類を決定すればよい。例えば、半導体装置を照明などの白色ＬＥＤパッケージとして用いる場合、半導体素子５０から発せられる青色発光によって黄色系に発色する蛍光体を蛍光体層８０が含んでいれば、明るい白色を得ることができる。また、半導体素子５０から発せられる電磁波が紫外線である場合には、その紫外線によって直接的に白色を発する蛍光体を用いてもよい。尚、第２絶縁部７２が例えば樹脂成分および／または無機材料成分などの絶縁成分と蛍光体成分とを含んで成る場合では、第２絶縁部７２が半導体素子の封止機能のみならず、蛍光層機能をも兼ね備えるので、別途で蛍光体層８０を設ける必要は特にない。
本発明の半導体装置１００は、発光半導体素子の場合、“光の指向性を有する装置”として実現することできるし、あるいは、“光の指向性を有さない装置”としても実現することもできる。指向性を有する装置としては、例えば、図１３（ａ）および（ｂ）に示すようにレンズ部材９０を有していることが好ましい。図示するように、レンズ形状部が“単一”であること（図１３（ａ）の態様）に限定されず、“複数”であってもよい（図１３（ｂ）の態様）。尚、第２絶縁部７２や蛍光体層８０がレンズ形状を有する態様であってもよい。
本発明の半導体装置１００は、図１〜３などで示されるような半導体素子５０が単一となった“シングルチップ”の態様のみならず、例えば図１４（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体素子５０を複数備えた“マルチチップ”の態様としても実現することもできる。つまり、アレイ化によって“マルチチップ”の態様の半導体装置１００を実現することができる。
更には、本発明の半導体装置１００では以下のような態様も可能である。
（緩衝電極部材・下地電極部材の屈曲態様）
「金属緩衝層・下地の屈曲態様」を図１５（ａ）〜（ｄ）に示す。図示するように、かかる態様では、金属緩衝層１０（特にその上面）および反射層３０（下地）が屈曲した形態を有している。図１５（ａ）では、中央部分Ａ１（半導体素子領域）が僅かに隆起するように金属緩衝層１０およびその下地３０が屈曲している。図１５（ｂ）は、大部分が窪みつつも中央部分Ａ２（半導体素子領域）が僅かに隆起するように金属緩衝層１０およびその下地３０が屈曲している。別の観点で見れば、図１５（ｂ）の態様は、より外側に位置する金属緩衝層１０の厚さが大きくなった態様であるともいえる。図１５（ｃ）は、中央部分Ａ３（半導体素子領域およびその近傍領域）が僅かに凹むように金属緩衝層１０およびその下地３０が屈曲している。かかる態様も同様に、より外側に位置する金属緩衝層の厚さが大きくなった態様であるともいえる。そして、図１５（ｄ）は、図１５（ｃ）の態様からＰ部分の絶縁層が除かれたような形態を有している。このような図１５（ａ）〜（ｄ）に示す形態であっても“放熱特性”と“電気的接続”と“応力緩和”とが好適に達成されている。
（リフレクタ構造の態様）
リフレクタ構造を有する本発明の半導体装置１００の態様を図１６に示す。リフレクタ態様は、上記金属緩衝層・下地の屈曲態様の変更態様に相当し得、金属緩衝層１０（特にその一部分）および下地３０が大きく窪むように屈曲しており、その窪んだ領域に半導体素子５０が位置付けられている。かかるリフレクタ態様であっても“放熱特性”と“電気的接続”と“応力緩和”とが好適に達成されている。特筆すれば、“リフレクタ”ゆえに、半導体素子５０の周囲の下地３０によって（特に下地３０が発光半導体の発光面より高いレベルにおいても存在する形態となっているので）、半導体素子５０からの光を効率的に反射させることができ、その点で“光取出し特性”が向上し得る。更には、リフレクタ構造の半導体装置では、“更なる高密度（小型装置）”、“更なる高熱伝導”および“更に簡易な製造プロセス”などといった効果も奏され得る。
［本発明の半導体装置の製造方法］
次に、本発明の半導体装置の製造方法について説明する。図１７（ａ）〜（ｄ）に本発明の製造方法に関連したプロセスを模式的に示している。本発明の製造方法は、まず、工程（ｉ）として、図１７（ａ）に示すように半導体素子５０を用意する。用意される半導体素子５０は、次工程で行う緩衝層形成・その下地形成にとって望ましいものとなっていることが好ましい。例えば、工程（ｉ）では、半導体素子５０として「半導体素子の少なくとも主面側に絶縁層が設けられた半導体素子」を用意する。あくまでも一例であるが、半導体素子５０を、図１７（ａ）で示すように絶縁層に埋設された形態として用意する。次いで、工程（ｉｉ）として、半導体素子５０上に金属緩衝層１０を形成する（より具体的にいえば、半導体素子５０に対してダイレクトメタライズを施す（例えばＣｕダイレクトメタライズを施す）。かかる工程（ｉｉ）においては、まず、図１７（ｂ）に示すように金属緩衝層を形成するための下地３０を半導体素子５０上に形成し（特に半導体素子の主面の一部を覆うように形成し）、次いで、図１７（ｃ）に示すように、かかる下地３０を介して半導体素子５０と面接触するように金属緩衝層１０を形成する。以上の工程（ｉ）および工程（ｉｉ）を経ることによって、本発明の半導体装置１００を得ることができる（図１７（ｄ）参照）。
半導体素子が発光型の場合、図１７（ｄ）に示すように、緩衝層形成に用いた下地３０については半導体装置１００の反射層として利用することができる。
本発明の製造方法では、「半導体素子上にダイレクトに緩衝部材を形成する」といった比較的簡易なプロセスとなっており、そのような簡易な製造プロセスによって“放熱特性”と“電気的接続”と“応力緩和”とを満たす半導体装置を得ることができる。特に製造プロセスの点に着目してみると、下地３０を設けることによって、半導体素子緩衝電極部材１０をより厚くかつより密着力良く形成することができるともいえる。
緩衝層下地３０の形成は乾式めっき法で行う一方、金属緩衝層１０の形成は湿式めっき法で行うことが好ましい。それゆえ、緩衝層下地３０を乾式めっき層とする一方、金属緩衝層１０湿式めっき層とすることが好ましい。緩衝層下地の形成を乾式めっき法で行い、金属緩衝層の形成を湿式めっき法で行う場合であって、かつ、半導体素子が発光型の場合（即ち、緩衝層下地を反射層として用いる場合）、本発明は好ましくは以下の態様を含んでいる。

半導体素子に対して直接的に乾式めっきの下地層およびその下地層上に幅広い湿式めっきの金属緩衝層を形成する。乾式めっきの下地層は半導体素子直下に位置づけられた反射層として用いる一方、湿式めっきの金属緩衝層（および乾式めっきの反射層）は発光素子の支持層として用いる。
乾式めっき法は、真空めっき法（ＰＶＤ法）と化学気相めっき法（ＣＶＤ法）とを含んでおり、真空めっき法（ＰＶＤ法）が更に真空蒸着、スパッタリングおよびイオンプレーディングなどを含んで成る。一方、湿式めっき法は、電気めっき法、化学めっき法および溶融めっき法などを含んで成る。ある好適な一態様として、本発明の製造方法では、下地３０をスパッタリングで形成し、金属緩衝層１０を電気めっき法（例えば電解めっき）で形成してよい。
電気めっき法を用いる金属緩衝層１０の形成は、めっき液組成を経時的に変えることによって行ってよい。これにより「半導体素子側に接する局所的な緩衝領域」と「外部側に位置する局所的な緩衝領域」とで結晶構造を相互に変えることができる。例えば金属緩衝層１０を形成するための電気めっき法として、いわゆる“硫酸銅めっき（硫酸銅、硫酸、塩素めっき、添加剤を含んで成るめっき液を使用するめっき）”を行ってよく、かかるめっき液の添加剤（１つ例示すると「不飽和脂肪族化合物を含んで成る添加剤」）を使用することによって、また濃度を変化させることによって「半導体素子側に接する局所的な緩衝領域」と「外部側に位置する局所的な緩衝領域」との結晶構造とを相互に変えることができる。また、めっき処理時における電流値を変化させることによっても「半導体素子側に接する局所的な緩衝領域」と「外部側に位置する局所的な緩衝領域」との結晶構造とを相互に変えることができる。更には、電気めっき法では電流の極性を反転させるパルス制御してもよく、それによっても、結晶構造を局所的に変えることできる。かかる場合、正極のパルスに対して負極のパルスの割合を小さくすると、緩衝領域の結晶粒径（平均緩衝粒径）を小さくできる一方、正極のパルスに対して負極のパルスの割合を大きくすると、緩衝領域の結晶粒径（平均緩衝粒径）を大きくできる。例えば、「プラスＩ１アンペアでＴ１ｍｓｅｃの印加およびマイナスＩ２アンペアでＴ２ｍｓｅｃの印加」を繰り返す場合を例にとると、『Ｉ１×Ｔ１』に対する『Ｉ２×Ｔ２』の比（即ち、（Ｉ２×Ｔ２）／（Ｉ１×Ｔ１）の値）が小さいほど、緩衝領域の結晶粒径（平均緩衝粒径）を小さくできる一方、かかる比（（Ｉ２×Ｔ２）／（Ｉ１×Ｔ１）の値）が大きいほど緩衝領域の結晶粒径（平均緩衝粒径）を大きくすることできる。従って、めっき処理の前半では、正極のパルスに対して負極のパルスの割合を相対的に小さくし、それによって、半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径を小さくできる一方、めっき処理の後半では、正極のパルスに対して負極のパルスの割合を相対的に大きくし、それによって、二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径を大きくすることができる。
金属緩衝層１０に粒子を含ませる場合、めっき液に粒子を分散させておけばよい。つまり、めっき液中に金属粒子を分散させた状態で析出処理を行うことによって“粒子が含まれた金属緩衝層”を得ることができる。例えば、粒子を分散させためっき液をめっき面に対して噴流させながらめっき処理を行ってよい。めっき液中に分散させる粒子としては、緩衝層の母材（即ち、めっき層材質）と異なる材質から成る粒子（例えば、銀粒子、パラジウム粒子、白金粒子、ニッケル粒子および銅粒子）であってよく、あるいは、絶縁性粒子（セラミック酸化物粒子、ケイ化物粒子、窒化物粒子）であってもよい。めっき液に含まれる粒子を多くすれば、緩衝層領域における粒子含有率を大きくすることができる一方、めっき液に含まれる粒子を少なくすれば、緩衝層領域における粒子含有率を小さくすることができる。つまり、半導体素子側の緩衝層領域の形成に際しては、相対的に多くの粒子をめっき液に含ませておけば、かかる局所的な領域における粒子含有率を大きくできる一方、二次実装基板側の緩衝層領域の形成に際しては、相対的に少ない粒子をめっき液に含ませておけば、かかる局所的な領域における粒子含有率を小さくすることができる。尚、ある好適な態様では、めっき液中の粒子は経時的にめっき層（形成される緩衝層）に取り込まれていくので、次第にめっき含有率の小さくなるように局所的な緩衝層領域が形成され得る。
ここで、めっき層の下地となる部分３０は、単一層として形成することに限らず、複数の層として形成してもよい。例えば、下地３０としては、スパッタリングによりＴｉ薄膜層とＣｕ薄膜層とを形成してよい（より具体的にはＴｉ薄膜層を形成した後にＣｕ薄膜層を形成してよい）。この場合、かかる２層構造のスパッタ層上に金属緩衝層１０をＣｕ電解めっきにより形成することが好ましい。
本発明の製造方法は、種々のプロセス態様で実施することができる。以下それについて説明する。
（プロセス態様１）
図１８（ａ）〜（ｇ）に「プロセス態様１」の工程断面図を模式的に示す。かかる態様は、半導体ウエハをベースに半導体装置の製造を実施するプロセスである。まず、図１８（ａ）および（ｂ）に示すように、半導体ウエハ５０’の主面に封止層７２’を形成する。封止層７２’は、封止原料をスピンコート法やドクターブレード法などにより半導体ウエハの主面に塗布した後で熱処理に付すことによって設けることができ、あるいは、半導体ウエハに封止フィルムなどを貼り合わせることによっても設けることができる。次いで、図１８（ｃ）に示すように、例えばスパッタリングなどの乾式めっき法によって緩衝層下地３０を形成する。次いで、図１８（ｄ）に示すように、緩衝層下地３０を介して半導体ウエハ５０’上に直接的にサブ緩衝層パターン１０’を形成する。かかるサブ緩衝層パターン１０’の形成は、図１９に示すように、「めっき後にエッチングによりパターン化する手法」によって行うことができる。具体的には、図示するように、電気めっき（例えば電解Ｃｕめっき）によって、緩衝層下地の全面に金属層（例えば銅層）を形成する。
かかる金属層の形成は、上述したように、めっき液組成を経時的に変えることによって行ってもよいし、あるいは、めっき液中に粒子を分散させた状態で行ってもよい。例えば、電解銅めっき液を経時的に連続して変化させてよい。また、電解銅めっき液中に、例えばタングステン粒子を分散させ、めっき面に対してめっき液を噴流させながらめっき処理を行うことで、金属層中にタングステン粒子を埋め込みことができる。同様にして、金属粒子の代わりに、電解銅めっき液中にアルミナ粒子などのセラミック粒子を分散させることで、金属層中にセラミック粒子を埋め込むこともできる。
下地の上に金属層を形成した後、液状レジストスピンコートまたはドライフィルムレジストラミネートなどによってレジストを形成する。次いで、マスク露光・現像を行い、次いで、レジスト現像、金属層のエッチング処理、そしてレジスト剥離を実施して、最終的に金属パターンをマスクとして下地をエッチング処理する。別法にて、図２０に示すように、「レジストパターン形成後にパターンめっきする手法」によってサブ緩衝層パターン１０’を形成してもよい。具体的には、図示するように、液状レジストスピンコートまたはドライフィルムレジストラミネートなどによってレジストを形成した後、マスク露光・レジスト現像を施し、次いで、パターンめっき（例えば電解Ｃｕパターンめっき）を行う。次いで、レジストを剥離して、最終的には金属パターンをマスクとして下地をエッチングする。
サブ緩衝層パターン１０’の形成後においては、図１８（ｅ）に示すように、絶縁層パターン７０’を形成する。図示するように、隣接する２つのサブ緩衝層１０’の間の空間が絶縁層７０’によって満たされることになるように、隣接する２つのサブ緩衝層１０’にまたがって絶縁層７０’を形成することが好ましい。絶縁層原料が感光性材料から成る場合では、図２１Ａに示すように、絶縁層原料をスピンコートまたはドクターブレードなどによって全面塗布した後、あるいは、絶縁層フィルムなどを貼り合わせることによって設けた後、マスク露光・現像を行うことによって、絶縁層パターン７０’を形成することができる。このとき、感光性はネガタイプでもポジタイプでもよい。一方、絶縁層原料が感光性材料以外から成る場合では、図２１Ｂに示すように、印刷法などを用いて直接的にパターン印刷することによって絶縁層パターン７０’を形成することができる。
絶縁層パターン７０’の形成後には、図１８（ｆ）に示すように、サブ緩衝層パターン１０’と一体的に接合するように第２のサブ緩衝層パターン１０”を形成する。かかる第２のサブ緩衝層パターン１０”は、上述したような第１のサブ緩衝層部の形成と同様の電解めっきにより形成できる。また、第２のサブ緩衝層部パターン１０”の形成は、上述したような「めっき後にエッチングによりパターン化する手法」あるいは「レジストパターン形成後にパターンめっきする手法」によって行うことができる。
このように、金属緩衝層１０の形成を第１サブ緩衝層１０’の形成と第２サブ緩衝層１０”の形成との２段階に分けて実施しており、「第１サブ緩衝層１０’の形成」と「第２サブ緩衝層１０”の形成」との間において絶縁層７０’の形成を実施している（図１８（ｄ）〜（ｆ））。これによって、半導体のそれぞれの電極部間に設けられた「絶縁部の局所的な領域」を“幅狭部分”と“幅広部分”との２つの領域部分から好適に構成することができる（図１８（ｆ）参照）。尚、２段階に分けた金属緩衝層１０の形成についていえば、最初に形成される第１サブ緩衝層１０’の厚みが、その後に形成される第２サブ緩衝層１０”の厚さよりも大きくなるような態様であってもよい。
最終的には、図１８（ｇ）に示すように、第１のサブ緩衝層１０’と第２のサブ緩衝層１０”とから成る各緩衝層１０（両端・最外側に位置する緩衝層部分は除く）がそれぞれ２つへと分割されるように切断操作を行う。これによって、最終的には、図１８の最下部に示すような半導体装置１００を得ることができる（半導体素子が発光型である場合では、下地３０は反射層として利用することができる）。
また、本プロセスのように半導体ウエハを用いて製造する場合では、図１８（ｇ）に示すような切断を行うことに起因して、個々の金属緩衝層が横方向へ延在するような形態を有することになる）。本プロセスは、半導体ウエハから各種要素を形成していくので、半導体のきれいな面（≒平坦な面）を起点にでき、その点で好ましいプロセスが実現され得るといった特徴を有している。
（プロセス態様２）
図２２（ａ）〜（ｈ）に「プロセス態様２」の工程断面図を模式的に示す。かかる態様は、半導体チップをベースに半導体装置の製造を行うプロセスである。まず、図２２（ａ）に示すように、キャリアフィルム８５上に複数の半導体チップ５０を相互の間隔を空けて配置する。次いで、図２２（ｂ）に示すように、半導体チップ５０を覆うようにキャリアフィルム８５上に封止層７２’（特に発光型の半導体素子の場合は、光透過性封止層）を形成する。そして、封止層７２’の形成後にキャリアフィルム８５を剥離すると、図２２（ｃ）に示すように、封止層７２’内に埋設された半導体チップ５０を得ることができる（即ち、「少なくとも主面側に封止層が設けられた半導体素子」を用意することができる）。特に、相互に“面一”となるような形態で封止層７２’内に埋設された半導体素子５０が得られる。
引き続いて、図２２（ｄ）に示すように、例えばスパッタリングなどの乾式めっき法によって金属緩衝層の下地３０を形成する（尚、上記“面一”ゆえに、スパッタ層たる下地３０は一定の厚みで均一に好適に形成することができる）。次いで、図２２（ｅ）に示すように、かかる下地３０を介して半導体チップ５０上に直接的にサブ緩衝層パターン１０’を形成する。
かかるサブ緩衝層パターン１０’は、プロセス態様１にて上述したような「めっき後にエッチングによりパターン化する手法」あるいは「レジストパターン形成後にパターンめっきする手法」によって形成することができる。サブ緩衝層パターン１０’の形成後においては、図２２（ｆ）に示すように、絶縁層パターン７０’を形成する。図示するように、隣接する２つのサブ緩衝層１０’の間の空間が絶縁層７０’によって満たされることになるように、隣接する２つのサブ緩衝層１０’にまたがって絶縁層７０’を形成することが好ましい。かかる絶縁層パターン７０’の形成は、プロセス態様１にて図２１Ａまたは図２１Ｂを参照して説明したような手法で行うことができる。絶縁層パターン７０’の形成後、図２２（ｇ）に示すように、サブ緩衝層パターン１０’と一体的に接合するように第２のサブ緩衝層パターン１０”を形成する。かかる第２のサブ緩衝層パターン１０”の形成は、上述したような第１のサブ緩衝層の形成と同様の電解めっきにより形成できる。かかる第２のサブ緩衝層パターン１０”の形成も、上述したような「めっき後にエッチングによりパターン化する手法」あるいは「レジストパターン形成後にパターンめっきする手法」によって行うことができる。
尚、サブ緩衝層パターン１０’，１０”については、上述したように、局所的に結晶構造を変えたり、あるいは、粒子を含有させたりしてよい。この点、サブ緩衝層パターン毎に、結晶構造や粒子含有率を変えてよく、あるいは、２つのサブ緩衝層パターン１０’，１０”を全体として１つの部材として捉えて結晶構造や粒子含有率を変えてもよい。
また、かかるプロセス態様２であっても、上記のように金属緩衝層の形成を第１サブ緩衝層１０’の形成と第２サブ緩衝層１０”の形成との２段階に分けて実施しており、「第１サブ緩衝層１０’の形成」と「第２サブ緩衝層１０”の形成」との間において絶縁層の形成を実施している（図２２（ｅ）〜（ｇ）参照）。これによって、各々の緩衝層の間に設けられた「絶縁部の局所的な領域」を“幅狭部分”と“幅広部分”との２つの領域部分から好適に構成することができる（図２２（ｇ）参照）。尚、プロセス態様２においては、第１のサブ緩衝層１０’と第２のサブ緩衝層１０”とから成る各緩衝層１０は、図示されるように、各半導体チップ５０からその外側へとはみ出すような形態で形成することが好ましい。
最終的には、図２２（ｈ）に示すように、半導体チップ５０の単位で分割される切断操作を行う。これによって、図２２の最下部に示すような半導体装置１００を得ることができる（発光型の半導体素子の場合は、電極部材下地３０を発光装置の反射層として利用することができる）。
（プロセス態様３）
図２３（ａ）〜（ｇ）に「プロセス態様３」の工程断面図を模式的に示す。かかる態様は、上記のプロセス態様２の変更態様に相当する。まず、図２３（ａ）に示すように、キャリアフィルム８５上に複数の半導体チップ５０を相互の間隔を空けて配置する。次いで、隣接する半導体チップ５０の間に絶縁膜７２’（例えば無機絶縁膜）を形成する。図示するように、半導体チップ５０と面一になるように絶縁膜７２’を形成することが好ましい。かかる絶縁層パターン７２’の形成は、プロセス態様１にて図２１Ａまたは図２１Ｂを参照して説明したような手法で行うことができる。引き続いて、発光型の半導体素子の場合は、半導体チップ５０および絶縁層パターン７２’上に蛍光体層８０を形成した後（図２３（ｂ）参照）、キャリアフィルム８５を剥離すると、図２３（ｃ）に示すような形態で半導体素子５０を用意することができる。
以降、上記のプロセス態様２と同様に、金属緩衝層の下地３０、サブ緩衝層パターン１０’、絶縁層７０’および第２のサブ緩衝層パターン１０”を形成して切断処理を施す（図２３（ｄ）〜（ｇ）参照）。これによって、図２３の最下部に示すような半導体装置１００を最終的に得ることができる。尚、「隣接する半導体チップ５０の間に絶縁膜７２’を形成する」ことに代えて、発光型の半導体素子の場合であって、蛍光体成分を含んで成る絶縁層を、半導体チップ５０を覆うようにキャリアフィルム８５上に形成する場合では、図２３の最下部右下のような形態を有する半導体装置１００を得ることができる（つまり、上記[本発明の半導体装置]にて説明した「第２絶縁部が蛍光体成分を含んで成る半導体装置」を得ることができる）。
（プロセス態様４）
図２４（ａ）〜（ｇ）に、発光型の半導体素子の場合の「プロセス態様４」の工程断面図を模式的に示す。かかる態様も、上記のプロセス態様２の変更態様に相当する。まず、キャリアフィルム８５上に蛍光体層８０を形成した後、かかる蛍光体層８０上に複数の半導体チップ５０を相互の間隔を空けて配置する（図２４（ａ）参照）。次いで、図２４（ｂ）に示すように、半導体チップ５０を覆うように蛍光体層８０上に絶縁層７２’（特に感光性材料層）を形成する。引き続いて、図２４（ｃ）に示すように、絶縁層７２’に対してパターン形成処理を施す。図示するように、隣接する半導体チップ５０の間に絶縁層７２’を残すようなパターン形成処理を行うことが好ましい。このようなパターン処理は、プロセス態様１にて図２１Ａを参照して説明したような手法で行うことができる。
以降、上記のプロセス態様２と同様に、金属緩衝層の下地３０、サブ緩衝層パターン１０’、絶縁層７０’および第２のサブ緩衝層パターン１０”を形成して切断処理を施す（図２４（ｄ）〜（ｇ）参照）。これによって、図２４の最下部に示すような半導体装置１００を最終的に得ることができる。尚、かかるプロセス態様は、キャリアフィルム面上への塗布または貼り付けにより蛍光体層を形成するので蛍光体層を“平面”にて好適に設けることができる（従来技術の半導体パッケージでは、個片化してから蛍光体層を設けることが一般的であるので、その点で特に相違点があるといえる）。また、本プロセス態様では、キャリアフィルム８５は、最終的には剥離せずに半導体装置の要素として用いている。この点、例えば図１３（ａ）および（ｂ）に示すように、キャリアフィルム８５はレンズ要素として用いることができる。更にいえば、本プロセス態様では、絶縁層７２’の形成やそのパターニング処理などを適宜工夫することによって（例えば図２５参照）、上記[本発明の半導体装置]にて説明した図１５（ｃ）〜（ｄ）に示すような半導体装置を得ることができる）。発光型の半導体素子が用いられる場合では、金属緩衝層の下地３０を反射層として用いることができる。
（プロセス態様５）
図２６（ａ）〜（ｇ）に、発光型の半導体素子の場合の「プロセス態様５」の工程断面図を模式的に示す。かかる態様は、リフレクタ構造を有する半導体装置１００の製造プロセス態様に相当する。まず、キャリアフィルム８５上にサブ蛍光体層８０’を複数形成し、サブ蛍光体層８０’の各々に半導体素子チップ５０を１つずつ配置する（図２６（ａ）参照）。次いで、図２６（ｂ）に示すように、絶縁層原料をスピンコートまたはドクターブレードなどによって全面塗布した後、あるいは、絶縁層フィルムなどを貼り合わせることによって設けた後、パターン形成処理をすることによって、半導体素子チップ５０の各々に対して半導体素子チップ５０の表面の一部を露出させる局所的な絶縁層７２’を形成する（図２６（ｃ）参照）。引き続いて、金属緩衝層の下地３０を形成した後、半導体素子チップの各々につき２つの第１のサブ緩衝層１０’を形成する（図２６（ｄ）参照）。尚、“リフレクタ”ゆえ、図２６（ｄ）に示すように、「キャリアフィルム８５上に設けられたサブ蛍光体層８０’、半導体素子チップ５０および局所的な絶縁層７２’から構成された半導体装置前駆体１００’」の輪郭形状に沿うように、下地３０および第１のサブ緩衝層１０’は屈曲した形態で形成される。
引き続いて、図２６（ｅ）に示すように、少なくとも２つの第１のサブ緩衝層１０’にまたがるように絶縁部７０’を形成した後（絶縁層７２’の形成と同様に、絶縁性原料の全面塗布あるいは張り付けの後でパターニング形成処理を施すことによって絶縁部７０’のパターンを形成することができる）、図２６（ｆ）に示すように第２のサブ緩衝層１０”を第１のサブ緩衝層１０’と接するように形成する。そして最終的には、図２６（ｇ）に示すように、半導体チップ５０の単位で分割される切断操作を行う。これによって、図２６の最下部に示すような「リフレクタ構造を有する半導体装置１００」を得ることができる。
最後に、本発明は下記の態様を有するものであることを確認的に付言しておく。
第１態様：半導体装置であって、
半導体素子、および
半導体素子に電気的に接続された金属緩衝層
を有して成り、
金属緩衝層と半導体素子とが相互に面接触するような形態で金属緩衝層と半導体素子とが接続されており、また
金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子になっていると共に、二次実装基板と半導体素子との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材ともなっていることを特徴とする、半導体装置。
第２態様：上記第１態様において、金属緩衝層が半導体素子を支持する支持層を成していることを特徴とする半導体装置。
第３態様：上記第１態様または第２態様において、半導体素子からはみ出すように金属緩衝層が設けられていることを特徴とする半導体装置（即ち、半導体素子の下方領域のみならず、その外側領域にも横方向へと延在するように“金属緩衝層”及び“反射層（または下地層）”が設けられている半導体装置）。
第４態様：上記第１態様〜第３態様のいずれかにおいて、金属緩衝層の厚みが５０μｍ以上となっていることを特徴とする半導体装置。
第５態様：上記第１態様〜第４態様のいずれかにおいて、金属緩衝層では、その有する結晶粒子構造が局所的に異なっており、半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径が、二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径よりも小さくなっていることを特徴とする半導体装置。
第６態様：上記第５態様において、半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径が５μｍ以下となっている一方、二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径が１０μｍ以上となっていることを特徴とする半導体装置。
第７態様：上記第１態様〜第６態様のいずれかにおいて、金属緩衝層が、その母材中に少なくとも１種類以上の粒子を含んで成ることを特徴とする半導体装置。
第８態様：上記第７態様において、金属緩衝層の母材中に含まれる粒子が金属粒子であることを特徴とする半導体装置。
第９態様：上記第７態様において、金属緩衝層の母材中に含まれる粒子が絶縁性粒子であることを特徴とする半導体装置。
第１０態様：上記第７態様〜第９態様のいずれかにおいて、金属緩衝層においては、粒子の含有率が局所的に異なっており、半導体素子側の緩衝層領域における粒子含有率が、二次実装基板側の緩衝層領域における粒子含有率よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
第１１態様：上記第７態様および該第７態様に従属する上記第８態様〜第１０態様のいずれかにおいて、金属緩衝層の母材がめっき層から成り、そのめっき層中に粒子が含有されていることを特徴とする半導体装置。
第１２態様：上記第１態様〜第１１態様のいずれかにおいて、金属緩衝層の周囲に第１絶縁部が設けられている一方、半導体素子の周囲に第２絶縁部が設けられていることを特徴とする半導体装置。
第１３態様：上記第２態様に従属する第１２態様において、金属緩衝層および第１絶縁部が支持層を成していることを特徴とする半導体装置。
第１４態様：上記第１２態様または第１３態様において、半導体素子が電極を複数有し、その電極に対して電気的に接続するように金属緩衝層が複数設けられており、また
隣接する金属緩衝層の間に第１絶縁部が少なくとも設けられていることを特徴とする半導体装置。
第１５態様：上記第１４の態様において、隣接する金属緩衝層の間に設けられた第１絶縁部の局所的な領域が、幅狭部分と幅広部分との２つの領域部分から構成されていることを特徴とする半導体装置。
第１６態様：上記第１態様〜第１５態様のいずれかにおいて、金属緩衝層上に設けられた反射層を更に有してなり、
反射層の少なくとも一部を介して半導体素子と金属緩衝層とが面接触するように接続されていることを特徴とする半導体装置。
第１７態様：半導体装置の製造方法であって、
（ｉ）半導体素子を用意する工程、および
（ｉｉ）半導体素子と電気的に接続されるように金属緩衝層を形成する工程
を含んで成り、
工程（ｉｉ）では、金属緩衝層と半導体素子とが相互に面接触するように金属緩衝層を形成しており、その金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子となると共に、二次実装基板と半導体素子との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材ともなることを特徴とする、半導体装置の製造方法。
第１８態様：上記第１７態様において、工程（ｉｉ）では、金属緩衝層を形成するための下地を半導体素子上に形成した後、かかる下地を介して半導体素子と面接触するような形態で金属緩衝層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第１９態様：上記第１８態様において、下地を乾式めっき法で形成する一方、金属緩衝層を湿式めっき法で形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２０態様：上記第１７態様〜第１９態様のいずれかにおいて、工程（ｉ）の半導体素子を、その半導体素子の少なくとも主面側に絶縁層が設けられた半導体素子として用意することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２１態様：上記第２０態様において、半導体素子が半導体素子チップの形態を有しており、
工程（ｉ）では、キャリアフィルムに半導体素子チップを配置した後、その半導体素子チップを覆うようにキャリアフィルム上に絶縁層を形成し、次いで、キャリアフィルムを剥離することによって、絶縁層と面一形態で絶縁層内に埋設された半導体素子チップを用意することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２２態様：上記第１７態様〜第２０態様のいずれかにおいて、工程（ｉ）の半導体素子が半導体素子チップの形態を有しており、
工程（ｉｉ）では、金属緩衝層の一部が半導体素子チップから外側へとはみ出すように金属緩衝層を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２３態様：上記第１７態様〜第２０態様のいずれかにおいて、工程（ｉ）の半導体素子が半導体素子ウエハの形態を有しており、
工程（ｉｉ）においては半導体素子ウエハ上に複数の金属緩衝層を形成し、
最終的に複数の金属緩衝層の少なくとも１つが２つへと分割される切断操作を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２４態様：上記第１７態様〜第２３態様のいずれかにおいて、金属緩衝層の周囲に絶縁部を形成する工程を更に含んで成り、
金属緩衝層の形成が第１サブ緩衝層の形成と第２サブ緩衝層の形成との２段階に分けて実施され、第１サブ緩衝層の形成と第２サブ緩衝層の形成との間にて絶縁部の形成を実施することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２５態様：上記第２４態様において、工程（ｉｉ）では金属緩衝層を複数形成しており、
絶縁部の形成に際しては、隣接する２つの金属緩衝層の間の空間が絶縁部で満たされることになるように、隣接する２つの金属緩衝層にまたがって絶縁部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
第２６態様：上記第１８態様または該１８態様に従属する上記第１９態様〜第２５態様のいずれかにおいて、下地を最終的に半導体装置における反射層として用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の態様が考えられる。
例えば、上述した態様においては、隣接する金属緩衝層の間に設けられた「第１絶縁部の局所的領域７０Ａ」は、半導体素子の中央部下方に位置付けられていたが（例えば図１１参照）、本発明はかかる態様に限定されない。１つの実際の態様に鑑みると、図２７に示すようにそれぞれの金属緩衝層の大きさは、接続される半導体素子電極の大きさに応じて異なり得るので、第１絶縁部の局所的領域７０Ａは、図２７の断面図（Ａ−Ａ’断面図）および図２８の模式的断面図に示すように、半導体素子の中央部下方からずれた位置となり得る。
本発明の半導体装置は、放熱性が必要な半導体装置に用いられ、ガソリンエンジンと電気モーターを組み合わせたハイブリッド車や、電気自動車のモーターの大電流制御のモジュールや、また各種の照明用途に好適に用いることができる他、表示装置（特に液晶画面）のバックライト光源、カメラフラッシュ用途、車載用途などの幅広い用途にも好適に用いることができる。
 関連出願の相互参照
本出願は、日本国特許出願第２０１２−１９５１６１号（出願日：２０１２年９月５日、発明の名称「半導体装置およびその製造方法」）に基づくパリ条約上の優先権を主張する。当該出願に開示された内容は全て、この引用により、本明細書に含まれるとする。
１０ 金属緩衝層
１０’ サブ緩衝層パターン（第１サブ緩衝層パターン）
１０” 第２のサブ緩衝層パターン（第２サブ緩衝層パターン）
１０ａ 金属緩衝層
１０ｂ 金属緩衝層
１５ 金属緩衝層に含まれる粒子
３０ 金属緩衝層の下地
５０ 半導体素子
５０’ 半導体ウエハ
７０ 第１絶縁部
７０Ａ 隣接する金属緩衝層の間の領域に設けられた局所的な第１絶縁部
７０Ａ１ 局所的な第１絶縁部の幅狭部分
７０Ａ２ 局所的な第１絶縁部の幅広部分
７０’ 絶縁層パターン（例えば樹脂層パターンまたは無機材層パターン）
７２ 第２絶縁部（絶縁層）
７２’ 封止層（例えば封止樹脂層または封止無機材層）
８０ 蛍光体層
８５ キャリアフィルム
９０ レンズ部材
１００ 半導体装置
１００’ 半導体装置前駆体

Claims (22)

  1. 半導体装置であって、
    半導体素子、および
    前記半導体素子に電気的に接続された金属緩衝層
    を有して成り、
    前記半導体素子の電極を介して前記金属緩衝層と該半導体素子とが相互に面接触するような形態で該金属緩衝層と該半導体素子とが接続されており、また
    前記金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子になっていると共に、該二次実装基板と前記半導体素子との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材となっており、
    前記金属緩衝層が前記半導体素子を支持する支持層を成しており、また
    前記半導体素子からはみ出すように前記金属緩衝層が設けられていることを特徴とする、半導体装置。
  2. 前記金属緩衝層の厚みが５０μｍ以上となっていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  3. 前記金属緩衝層では、その有する結晶粒子構造が局所的に異なっており、半導体素子側の緩衝層領域における平均結晶粒径が、二次実装基板側の緩衝層領域における平均結晶粒径よりも小さくなっていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  4. 前記半導体素子側の前記緩衝層領域における前記平均結晶粒径が５μｍ以下となっている一方、前記二次実装基板側の前記緩衝層領域における前記平均結晶粒径が１０μｍ以上となっていることを特徴とする、請求項３に記載の半導体装置。
  5. 前記金属緩衝層が、その母材中に少なくとも１種類以上の粒子を含んで成ることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  6. 前記母材中に含まれる前記粒子が金属粒子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. 前記母材中に含まれる前記粒子が絶縁性粒子であることを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置。
  8. 前記金属緩衝層においては、前記粒子の含有率が局所的に異なっており、半導体素子側の緩衝層領域における粒子含有率が、二次実装基板側の緩衝層領域における粒子含有率よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の半導体装置。
  9. 前記金属緩衝層の前記母材がめっき層から成り、該めっき層中に前記粒子が含有されていることを特徴とする、請求項６に記載の半導体装置。
  10. 前記金属緩衝層の周囲に第１絶縁部が設けられている一方、前記半導体素子の周囲に第２絶縁部が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  11. 前記金属緩衝層に加えて前記第１絶縁部も前記支持層を成していることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置。
  12. 前記半導体素子の前記電極が複数設けられ、該電極に対して電気的に接続するように前記金属緩衝層が複数設けられており、また
    隣接する前記金属緩衝層の間に前記第１絶縁部が少なくとも設けられていることを特徴とする、請求項１０に記載の半導体装置。
  13. 前記隣接する前記金属緩衝層の間に設けられた前記第１絶縁部の局所的な領域が、幅狭部分と幅広部分との２つの領域部分から構成されていることを特徴とする、請求項１２に記載の半導体装置。
  14. 前記金属緩衝層上に設けられた反射層を更に有してなり、
    前記反射層の少なくとも一部を介して前記半導体素子と前記金属緩衝層とが前記面接触するように接続されていることを特徴とする、請求項１に記載の半導体装置。
  15. 半導体装置の製造方法であって、
    （ｉ）半導体素子を用意する工程、および
    （ｉｉ）前記半導体素子と電気的に接続されると共に、該半導体素子からはみ出すように金属緩衝層を形成する工程
    を含んで成り、
    前記工程（ｉｉ）では、前記半導体素子の電極を介して前記金属緩衝層と該半導体素子とが相互に面接触するように該金属緩衝層を形成しており、該金属緩衝層が、二次実装基板への実装に用いられる外部接続端子となると共に、該二次実装基板と該半導体素子との間にて応力緩和作用を有する緩衝部材となり、
    前記工程（ｉｉ）では、前記金属緩衝層を形成するための下地を前記半導体素子上に形成した後、該下地を介して前記半導体素子と前記面接触するような形態で前記金属緩衝層を形成し、また
    前記金属緩衝層の周囲に絶縁部を形成する工程を更に含んで成り、該金属緩衝層の形成が第１サブ緩衝層の形成と第２サブ緩衝層の形成との２段階に分けて実施され、該第１サブ緩衝層の形成と該第２サブ緩衝層の形成との間にて前記絶縁部の形成を実施する
    ことを特徴とする、半導体装置の製造方法。
  16. 前記下地を乾式めっき法で形成する一方、前記金属緩衝層を湿式めっき法で形成することを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 前記工程（ｉ）の前記半導体素子を、該半導体素子の少なくとも主面側に絶縁層が設けられた半導体素子として用意することを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  18. 前記半導体素子が半導体素子チップの形態を有しており、
    前記工程（ｉ）では、キャリアフィルムに前記半導体素子チップを配置した後、該半導体素子チップを覆うように該キャリアフィルム上に前記絶縁層を形成し、次いで、該キャリアフィルムを剥離することによって、該絶縁層と面一形態で該絶縁層内に埋設された前記半導体素子チップを用意することを特徴とする、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法。
  19. 前記工程（ｉ）の前記半導体素子が半導体素子チップの形態を有しており、
    前記工程（ｉｉ）では、前記金属緩衝層の一部が前記半導体素子チップから外側へとはみ出すように該金属緩衝層を形成することを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  20. 前記工程（ｉ）の前記半導体素子が半導体素子ウエハの形態を有しており、
    前記工程（ｉｉ）においては前記半導体素子ウエハ上に複数の前記金属緩衝層を形成し、
    最終的に前記複数の前記金属緩衝層の少なくとも１つが２つへと分割される切断操作を行うことを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  21. 前記工程（ｉｉ）では前記金属緩衝層を複数形成しており、
    前記絶縁部の形成に際しては、隣接する２つの前記金属緩衝層の間の空間が該絶縁部で満たされることになるように、該隣接する２つの該金属緩衝層にまたがって前記絶縁部を形成することを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
  22. 前記下地を最終的に前記半導体装置における反射層として用いることを特徴とする、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
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