特許 7123688 半導体装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-15

(45)【発行日】2022-08-23

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/52 20060101AFI20220816BHJP

   H01L 25/07 20060101ALI20220816BHJP

   H01L 25/18 20060101ALI20220816BHJP

   B22F 7/08 20060101ALI20220816BHJP

【ＦＩ】

H01L21/52 A

H01L21/52 C

H01L25/04 C

B22F7/08 C

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2018147942

(22)【出願日】2018-08-06

(65)【公開番号】P2020024998

(43)【公開日】2020-02-13

【審査請求日】2021-07-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】白木 聡史

【審査官】平野 崇

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０８１９４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１７７１８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１３５４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／５２

Ｈ０１Ｌ ２５／０７

Ｂ２２Ｆ ７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

チップ搭載部と、
前記チップ搭載部に金属焼結材を介して接合された半導体チップと、を有し、
前記金属焼結材は、平面視で前記半導体チップと重複する第１領域と、平面視で前記半導体チップの周囲を囲む第２領域と、を含み、
前記第１領域の空隙率は１％以上１５％未満であり、前記第２領域の空隙率は１５％以上５０％以下である半導体装置。

【請求項2】

前記第２領域において、前記チップ搭載部と接する第１面と、前記第１面の反対面である第２面とは平行である請求項１に記載の半導体装置。

【請求項3】

前記第２領域は、前記半導体チップの側面に接している請求項１又は２に記載の半導体装置。

【請求項4】

前記第１領域の厚さは、前記第２領域の厚さより薄い請求項１乃至３の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項5】

前記金属焼結材は、銀又は銅を含む請求項１乃至４の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項6】

絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた配線層と、を有し、
前記配線層は、前記チップ搭載部である請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項7】

ダイパッドが設けられたリードフレームを有し、
前記ダイパッドは、前記チップ搭載部である請求項１乃至５の何れか一項に記載の半導体装置。

【請求項8】

チップ搭載部のチップ搭載予定領域内、及び前記チップ搭載予定領域の周囲に金属焼結材のペーストを印刷し、乾燥させる工程と、
前記ペーストの周縁部を加圧する工程と、
前記チップ搭載予定領域内に位置する前記ペーストを、加熱雰囲気中で半導体チップを介して加圧し、前記チップ搭載予定領域内及び前記チップ搭載予定領域の周囲に位置する前記ペーストを焼結して金属焼結材を作製し、前記チップ搭載部に前記金属焼結材を介して前記半導体チップを接合する工程と、を有し、
前記金属焼結材は、平面視で前記半導体チップと重複する第１領域と、平面視で前記半導体チップの周囲に位置する第２領域と、を含み、
前記第１領域の空隙率は１％以上１５％未満であり、前記第２領域の空隙率は１５％以上５０％以下である半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記第２領域の空隙率は、前記ペーストを印刷する工程で印刷された前記ペーストの空隙率よりも低い請求項８に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】

前記第２領域は、前記ペーストを印刷する工程で印刷された前記ペーストの最厚部の厚さよりも薄く、
前記第１領域は、前記第２領域よりも薄い請求項８又は９に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項11】

前記第２領域において、前記チップ搭載部と接する第１面と、前記第１面の反対面である第２面とは平行である請求項８乃至１０の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項12】

前記ペーストの周縁部を加圧する工程で加圧される領域は、平面視で、前記ペーストの前記チップ搭載予定領域の最外周よりも内側から、前記ペーストの最外周に至る額縁状の領域である請求項８乃至１１の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項13】

前記ペーストの周縁部を加圧する工程では、前記ペーストの周縁部を加熱しながら加圧し、
前記ペーストの周縁部を加圧する工程の加熱温度は、前記半導体チップを接合する工程の加熱温度よりも低い請求項８乃至１２の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項14】

前記半導体チップを接合する工程において、前記第２領域は、前記半導体チップの側面に接する請求項８乃至１３の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項15】

前記ペーストは、銀又は銅を含む請求項８乃至１４の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項16】

絶縁基板と、前記絶縁基板上に設けられた配線層と、を有し、
前記配線層は、前記チップ搭載部である請求項８乃至１５の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項17】

ダイパッドが設けられたリードフレームを有し、
前記ダイパッドは、前記チップ搭載部である請求項８乃至１５の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

パワー半導体等の大電流を扱う半導体装置では、半導体チップの発熱量が大きいため、チップ搭載部（配線層やリードフレーム等）と半導体チップとの接合に、はんだに代えて耐熱性に優れた金属焼結材を用いる場合がある。このような金属焼結材を有する半導体装置において、信頼性を向上する様々な検討がなされている（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１０８１９２号公報

【文献】特開２０１４－０２９８９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、金属焼結材を有する半導体装置を作製する際に、チップ搭載部のチップ搭載予定領域及びその周囲に金属焼結材のペーストを印刷し、金属焼結材のペーストを半導体チップを介して加熱しながら加圧して焼結させる場合がある。

【0005】

この場合、チップ搭載予定領域に位置する金属焼結材のペーストは半導体チップに加圧されるが、チップ搭載予定領域の周囲に位置する金属焼結材のペーストは加圧されない。加圧されないペーストは焼結が十分に進行しないため、弱い接合状態の脆い金属片が半導体チップの周囲に残存することになる。そのため、後工程で脆い金属片が脱落して半導体装置の動作不良の原因となる場合があり、半導体装置の信頼性を低下させていた。

【0006】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、金属焼結材を有する半導体装置の信頼性を向上することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本半導体装置は、チップ搭載部と、前記チップ搭載部に金属焼結材を介して接合された半導体チップと、を有し、前記金属焼結材は、平面視で前記半導体チップと重複する第１領域と、平面視で前記半導体チップの周囲を囲む第２領域と、を含み、前記第１領域の空隙率は１％以上１５％未満であり、前記第２領域の空隙率は１５％以上５０％以下であることを要件とする。

【発明の効果】

【0008】

開示の技術によれば、金属焼結材を有する半導体装置の信頼性を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する図である。

【図2】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その１）である。

【図3】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その２）である。

【図4】第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図（その３）である。

【図5】第２の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。

【図6】第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0011】

〈第１の実施の形態〉
［第１の実施の形態に係る半導体装置の構造］
まず、第１の実施の形態に係る半導体装置の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る半導体装置を例示する図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【0012】

図１を参照するに、半導体装置１は、絶縁基板１０と、配線層１１と、配線層１２と、金属焼結材１３と、半導体チップ１４とを有している。

【0013】

なお、本実施の形態では、便宜上、半導体装置１の半導体チップ１４側を上側又は一方の側、配線層１２側を下側又は他方の側とする。又、各部位の半導体チップ１４側の面を一方の面又は上面、配線層１２側の面を他方の面又は下面とする。但し、半導体装置１は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。又、平面視とは対象物を絶縁基板１０の一方の面１０ａの法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を絶縁基板１０の一方の面１０ａの法線方向から視た形状を指すものとする。

【0014】

以下、半導体装置１の各構成要素について詳説する。なお、図１の例では、半導体装置１の平面形状は正方形であるが、これには限定されず、半導体装置１は任意の平面形状とすることができる。

【0015】

絶縁基板１０は、他の層を形成するための基体となる部分である。絶縁基板１０としては、例えば、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＳｉＮ等を主成分とするセラミック基板を用いることができる。絶縁基板１０として、エポキシ系樹脂やポリイミド系樹脂等を主成分とする感光性や非感光性の絶縁性樹脂（例えば、熱硬化性）を用いてもよい。絶縁基板１０の厚さは、要求仕様に応じて適宜決定できるが、例えば、１００～１０００μｍ程度とすることができる。

【0016】

配線層１１は、絶縁基板１０の一方の面１０ａに形成されている。配線層１２は、絶縁基板１０の他方の面１０ｂに形成されている。配線層１１及び１２は、例えば、平面形状が正方形のベタ状に形成することができる。配線層１１は、半導体チップ１４を搭載するチップ搭載部である。配線層１１及び１２の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等の金属を用いることができる。配線層１１及び１２の厚さは、例えば、５０～１０００μｍ程度とすることができる。配線層１１及び１２は、ベタ状の領域以外に任意の形状の配線パターンを含んでもよい。

【0017】

半導体チップ１４は、チップ搭載部である配線層１１の一方の面１１ａに金属焼結材１３を介して接合されている。より詳しくは、半導体チップ１４の下面側には（例えば、下面側の全面に）、電極（図示せず）が形成されており、半導体チップ１４の下面側に形成された電極が金属焼結材１３を介して配線層１１と電気的に接続されている。

【0018】

半導体チップ１４は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＳＢＤ（ショットキーバリアダイオード：Schottky Diode）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等である。半導体チップ１４の大きさは、例えば、１ｍｍ角～１０ｍｍ角程度とすることができる。半導体チップ１４の厚さは、例えば、１００～４００μｍ程度とすることができる。半導体チップ１４の材料としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等を用いることができる。

【0019】

金属焼結材１３としては、例えば、銀焼結材や銅焼結材等を用いることができる。金属焼結材１３に含まれる金属としては、銀や銅を好適に用いることができるが、銀や銅以外の金属を用いてもよく、又、２種以上の金属の合金や、２種以上の金属の混合物を用いてもよい。

【0020】

金属焼結材１３は、平面視で半導体チップ１４と重複する領域１３１と、平面視で半導体チップ１４の周囲を囲む領域１３２とを含んでいる。なお、領域１３１と領域１３２は一体であるが、便宜上、図１（ｂ）では、領域１３１と領域１３２との境界を破線で示している。

【0021】

領域１３１は銀や銅等の金属が所定密度で配置された領域であり、領域１３２は銀や銅等の金属が領域１３１より低密度で配置された領域である。言い換えれば、領域１３１の空隙率は、領域１３２の空隙率よりも低い。例えば、領域１３１の空隙率は１％以上１５％未満、領域１３２の空隙率は１５％以上５０％以下とすることができる。ここで、空隙率とは、対象となる領域全体の体積に対する空隙の体積の割合である。

【0022】

領域１３１は、領域１３２よりも薄い。領域１３１の厚さＴ_１は、略一定である。領域１３１の厚さＴ_１は、例えば、２０～１００μｍ程度とすることができる。領域１３２の厚さＴ_２は、略一定である。領域１３２の厚さＴ_２は、例えば、３０～１１０μｍ程度とすることができる。領域１３２は半導体チップ１４の側面の少なくとも一部を被覆している。領域１３２は半導体チップ１４の側面の全部を被覆してもよい。

【0023】

領域１３２において、配線層１１の一方の面１１ａと接する第１面１３２ａと、第１面１３２ａの反対面である第２面１３２ｂとは平行である。ここで、平行とは、厳密に平行という意味に限られることはなく、製造誤差等を含めて実質的に平行とみなすことができる場合をも含む。具体的には、平行とは、第１面１３２ａと第２面１３２ｂとのなす角度が±５度以内であることを指すものとする。

【0024】

［第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法］
次に、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図２～図４は、第１の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を例示する図である。なお、図２及び図３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。又、図４は、図１（ｂ）に対応する断面を示している。

【0025】

まず、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す工程では、一方の面１０ａに配線層１１、他方の面１０ｂに配線層１２が形成された絶縁基板１０を準備する。絶縁基板１０並びに配線層１１及び１２の材料や厚さは前述の通りである。

【0026】

そして、チップ搭載部である配線層１１の一方の面１１ａのチップ搭載予定領域１４０内、及びチップ搭載予定領域１４０の周囲に金属焼結材（例えば、銀焼結材や銅焼結材）のペースト１３０を印刷し、乾燥させる。乾燥条件は、例えば、１２０℃で１５分程度とすることができる。ペースト１３０は、例えば、スクリーン印刷法により印刷することができる。乾燥後のペースト１３０の最厚部の厚さＴ_３は、例えば、５０～１３０μｍ程度とすることができる。ペースト１３０の空隙率は、例えば、６０～７０％程度とすることができる。

【0027】

なお、ペースト１３０は、例えば、配線層１１の一方の面１１ａのチップ搭載予定領域１４０の周囲に額縁状にはみ出るように印刷する。チップ搭載予定領域１４０の大きさは、例えば、１ｍｍ角～１０ｍｍ角程度（半導体チップ１４の大きさと同じ）であり、この場合、チップ搭載予定領域１４０の周囲にはみ出る額縁状の領域の幅Ｗ_１は、例えば、５０～２００μｍ程度とすることができる。

【0028】

次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す工程では、平面形状が額縁状の加圧部３００を備えた加圧装置により、ペースト１３０の周縁部を矢印方向に加圧し、ペースト１３０に中央部１３０ｃと周縁部１３０ｐを形成する。なお、中央部１３０ｃと周縁部１３０ｐは一体であるが、便宜上、図３（ｂ）では、中央部１３０ｃと周縁部１３０ｐとの境界を破線で示している。

【0029】

周縁部１３０ｐは、平面視で、ペースト１３０のチップ搭載予定領域１４０の最外周よりも内側から、ペースト１３０の最外周に至る額縁状の領域である。すなわち、ペースト１３０の加圧は、平面視で、ペースト１３０のチップ搭載予定領域１４０の最外周よりも内側から、ペースト１３０の最外周に至る額縁状の領域に対して行う。周縁部１３０ｐにおいて、チップ搭載予定領域１４０の最外周よりも内側の額縁状の領域の幅Ｗ_２は、例えば、０．０２～１ｍｍ程度とすることができる。加圧時の圧力は、例えば、１ＭＰａ～１０ＭＰａ程度とすることができる。加圧時間は、例えば、数秒～１分程度とすることができる。

【0030】

このように、ペースト１３０の加圧を、平面視で、ペースト１３０のチップ搭載予定領域１４０の最外周よりも内側から、ペースト１３０の最外周に至る額縁状の領域に対して行うことで、以下の効果を奏する。すなわち、最終的に焼結されて形成される領域１３１及び１３２に、十分に加圧されていない脆い部分が含まれることを防止できる。

【0031】

周縁部１３０ｐの厚さＴ_２は、中央部１３０ｃの最厚部の厚さＴ_３よりも薄くなる。周縁部１３０ｐの厚さＴ_２は、例えば、３０～１１０μｍ程度とすることができる。又、加圧部３００に加圧された周縁部１３０ｐの空隙率は、加圧部３００に加圧されていない中央部１３０ｃの空隙率（例えば、６０～７０％程度）よりも低くなる。

【0032】

なお、この工程では、必要に応じて、ペースト１３０の周縁部を加熱しながら加圧してもよい。加熱しながら加圧することにより、周縁部１３０ｐを高密度化することが容易となる。

【0033】

但し、加熱温度が高すぎると周縁部１３０ｐと共に中央部１３０ｃの焼結が進んでしまい、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す工程で配線層１１に金属焼結材１３により半導体チップ１４を接合できなくなる。そのため、この工程で加熱する場合の加熱温度は、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す半導体チップ１４を接合する工程の加熱温度よりも低い温度（焼結が十分に進まない程度の範囲内の温度）とする必要がある。この工程で加熱する場合の加熱温度は、例えば、室温以上１２０℃以下の温度とすることができる。

【0034】

次に、図４（ａ）に示す工程では、チップ搭載予定領域１４０内に位置するペースト１３０上に半導体チップ１４を搭載し、チップ搭載予定領域１４０内に位置するペースト１３０を、加熱雰囲気中で半導体チップ１４を介して矢印方向に加圧する。加圧時の温度は、例えば、２００℃～２８０℃程度とすることができる。加圧時の圧力は、例えば、１ＭＰａ～１５ＭＰａ程度とすることができる。加圧時間は、例えば、１分～１５分程度とすることができる。

【0035】

所定時間の加熱及び加圧により、図４（ｂ）に示すように、チップ搭載予定領域１４０内及びチップ搭載予定領域１４０の周囲に位置するペースト１３０が焼結されて金属焼結材１３が作製される。これにより、配線層１１の一方の面１１ａに金属焼結材１３を介して半導体チップ１４が接合され、半導体装置１が完成する。

【0036】

金属焼結材１３は、平面視で半導体チップ１４と重複する領域１３１と、平面視で半導体チップ１４の周囲に位置する領域１３２とを含む。領域１３１は、ペースト１３０の中央部１３０ｃの全部と周縁部１３０ｐの内周側（チップ搭載予定領域１４０の最外周よりも内側の額縁状の領域）が焼結されて形成される。領域１３２は、周縁部１３０ｐの外周側（チップ搭載予定領域１４０の周囲の額縁状の領域）が焼結されて形成される。領域１３２において、配線層１１の一方の面１１ａと接する第１面１３２ａと、第１面１３２ａの反対面である第２面１３２ｂとは平行となる。

【0037】

図４（ａ）に示す工程では、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す工程よりも、加圧力が大きく、加圧時間が長い。そのため、領域１３１は領域１３２よりも薄くなり、領域１３１の空隙率は領域１３２の空隙率よりも低くなる。領域１３１の厚さＴ_１は、例えば、２０～１００μｍ程度とすることができる。領域１３２の厚さＴ_２は、例えば、３０～１１０μｍ程度とすることができる。領域１３１の空隙率は、例えば、１％以上１５％未満とすることができる。領域１３２の空隙率は、例えば、１５％以上５０％以下とすることができる。

【0038】

このように、半導体装置１では、平面視で半導体チップ１４の周囲を囲む金属焼結材１３の領域１３２は焼結前に加圧されるため、加圧されないペースト１３０に比べて空隙率が低くなる。すなわち、金属焼結材１３の領域１３２では、加圧されないペースト１３０に比べて接合状態が向上している。そのため、金属焼結材１３の領域１３２が脱落するおそれが低減され、半導体装置１の信頼性を向上することができる。

【0039】

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の金属焼結材を有する半導体装置の他の例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0040】

図５は、第２の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図５を参照するに、半導体装置２は、絶縁基板１０と、配線層１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃと、配線層１２と、金属焼結材１３Ａ及び１３Ｂと、半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂと、金属線２１と、外部接続端子２２及び２３と、はんだ２４と、ベースプレート２５と、樹脂ケース２６とを有している。

【0041】

配線層１１Ａ、１１Ｂ、及び１１Ｃは、絶縁基板１０の一方の面１０ａに形成されている。配線層１２は、絶縁基板１０の他方の面１０ｂに形成されている。配線層１１Ａ、１１Ｂ、及び１２は、例えば、平面形状が正方形のベタ状に形成することができる。配線層１１Ｃは、任意のパターンに形成することができる。配線層１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、及び１２の材料としては、例えば、銅（Ｃｕ）等を用いることができる。配線層１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、及び１２の厚さは、例えば、０．０５～１ｍｍ程度とすることができる。

【0042】

半導体チップ１４Ａは、チップ搭載部である配線層１１Ａ上に金属焼結材１３Ａを介して接合されている。半導体チップ１４Ａの下面側に形成された第１電極（図示せず）は、金属焼結材１３Ａを介して配線層１１Ａと電気的に接続されている。半導体チップ１４Ａの上面側に形成された第２電極（図示せず）は、金属線２１（例えば、金線や銅線やアルミニウム線）を介して外部接続端子２２や配線層１１Ｃと電気的に接続されている。

【0043】

半導体チップ１４Ｂは、チップ搭載部である配線層１１Ｂ上に金属焼結材１３Ｂを介して接合されている。半導体チップ１４Ｂの下面側に形成された電極（図示せず）は、金属焼結材１３Ｂを介して配線層１１Ｂと電気的に接続されている。

【0044】

半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＳＢＤ、ＩＧＢＴ等である。これらが混在してもよく、例えば、半導体チップ１４ＡがＭＯＳＦＥＴ、半導体チップ１４ＢがＳＢＤであってもよい。半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂの大きさは、例えば、１ｍｍ角～１０ｍｍ角程度とすることができる。半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂの厚さは、例えば、１００～４００μｍ程度とすることができる。半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂの材料としては、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等を用いることができる。但し、半導体チップ１４Ａと半導体チップ１４Ｂは、大きさ、厚さ、材料が異なっていてもよい。

【0045】

配線層１２の下面は、はんだ２４を介して金属製のベースプレート２５の上面と接合されている。ベースプレート２５の上面外縁部には、絶縁基板１０に実装された半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂ等を収容するように、枡状の樹脂ケース２６が固定されている。配線層１１Ｃと接続された外部接続端子２２、及び配線層１１Ｂと接続された外部接続端子２３は、樹脂ケース２６から外部に突出しており、半導体チップ１４Ａ及び１４Ｂと外部回路との接続を可能としている。

【0046】

金属焼結材１３Ａは、金属焼結材１３と同様の材料及び構造の接合材であり、領域１３１Ａの空隙率は、領域１３２Ａの空隙率よりも低い。同様に、金属焼結材１３Ｂは、金属焼結材１３と同様の材料及び構造の接合材であり、領域１３１Ｂの空隙率は、領域１３２Ｂの空隙率よりも低い。

【0047】

半導体装置２の製造工程では、平面視で半導体チップ１４Ａの周囲を囲む金属焼結材１３Ａの領域１３２Ａは焼結前に加圧されるため、加圧前に比べて空隙率が低くなる。又、半導体装置２の製造工程では、平面視で半導体チップ１４Ｂの周囲を囲む金属焼結材１３Ｂの領域１３２Ｂは焼結前に加圧されるため、加圧前に比べて空隙率が低くなる。

【0048】

すなわち、半導体装置１と同様に、金属焼結材１３Ａの領域１３２Ａ及び金属焼結材１３Ｂの領域１３２Ｂでは、加圧されないペースト１３０に比べて接合状態が向上している。そのため、金属焼結材１３Ａの領域１３２Ａ及び金属焼結材１３Ｂの領域１３２Ｂが脱落するおそれが低減され、半導体装置２の信頼性を向上することができる。

【0049】

〈第３の実施の形態〉
第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様の金属焼結材を有する半導体装置の他の例を示す。なお、第３の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する場合がある。

【0050】

図６は、第３の実施の形態に係る半導体装置を例示する断面図である。図６を参照するに、半導体装置３は、ダイパッド３０と、金属焼結材１３と、半導体チップ１４と、金属線３１と、外部接続端子３２と、モールド樹脂３３とを有している。ダイパッド３０及び外部接続端子３２は、金属板をエッチング加工又はプレス加工して形成されたリードフレームである。

【0051】

半導体チップ１４は、チップ搭載部であるダイパッド３０（銅等の金属製）の一方の面３０ａに、金属焼結材１３を介して接合されている。半導体チップ１４の下面側に形成された第１電極（図示せず）は、金属焼結材１３を介してダイパッド３０と電気的に接続されている。半導体チップ１４の上面側に形成された第２電極（図示せず）は、金属線３１（例えば、金線や銅線やアルミニウム線）を介して外部接続端子３２と電気的に接続されている。

【0052】

ダイパッド３０の一方の面３０ａの一部には、ダイパッド３０に実装された半導体チップ１４等を封止するように、モールド樹脂３３が形成されている。外部接続端子３２及びダイパッド３０は、モールド樹脂３３から外部に突出しており、半導体チップ１４と外部回路との接続を可能としている。

【0053】

半導体装置３の製造工程では、平面視で半導体チップ１４の周囲を囲む金属焼結材１３の領域１３２は焼結前に加圧されるため、加圧前に比べて空隙率が低くなる。すなわち、半導体装置１と同様に、金属焼結材１３の領域１３２では、加圧されないペースト１３０に比べて接合状態が向上している。そのため、金属焼結材１３の領域１３２が脱落するおそれが低減され、半導体装置３の信頼性を向上することができる。

【0054】

以上、好ましい実施の形態等について詳説したが、上述した実施の形態等に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態等に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0055】

１、２、３ 半導体装置
１０ 絶縁基板
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、３０ａ 面
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１２ 配線層
１３、１３Ａ、１３Ｂ 金属焼結材
１４、１４Ａ、１４Ｂ 半導体チップ
２１、３１ 金属線
２２、２３、３２ 外部接続端子
２５ ベースプレート
２６ 樹脂ケース
３０ ダイパッド
３３ モールド樹脂
１３０ ペースト
１３０ｃ 中央部
１３０ｐ 周縁部
１３１、１３１Ａ、１３１Ｂ、１３２、１３２Ａ、１３２Ｂ 領域
１３２ａ 第１面
１３２ｂ 第２面
１４０ チップ搭載予定領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】