[發明專利]半導體裝置以及半導體裝置的制造方法

有效

• 申請號: 201180056529.X
• 申請日: 2011-05-09
• 公開（公告）號: CN103250242A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發明（設計）人: 平松星紀;寺井護
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: H01L23/29
• 分類號: H01L23/29;H01L23/31;H01L25/07;H01L25/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李今子

技術領域

本發明涉及半導體裝置、特別是在高溫下動作的半導體裝置的安裝構造。

背景技術

伴隨工業設備、電力鐵道、汽車的發展，在它們中使用的半導體元件的使用溫度也提高。近年來，在高溫下也動作的半導體元件的開發被積極進行，推進了半導體元件的小型化、高耐壓化、高電流密度化。特別是，SiC、GaN等寬帶隙半導體與Si半導體相比其帶隙更大，期待半導體裝置的高耐壓化、小型化、高電流密度化、高溫動作。為了對具有這樣的特征的半導體元件進行裝置化，即使在半導體元件在150℃以上的高溫下動作的情況下，也需要抑制接合材料的破裂、布線的劣化來確保半導體裝置的穩定的動作。

另一方面，作為在半導體裝置中用樹脂對半導體元件進行密封的方法，在專利文獻1中，提出了如下方法：使用壩材料來包圍半導體元件的周圍，并對其內側部分性地進行樹脂密封。另外，在專利文獻2中，提出了如下方法：為了防止覆蓋半導體元件的樹脂流散，在半導體元件的周圍設置壩。

專利文獻1：日本特開2003－124401號公報

專利文獻2：日本特開昭58－17646號公報

發明內容

但是，在專利文獻1以及專利文獻2公開的方法中，半導體元件成為SiC等寬帶隙半導體元件，在比以前高的高溫下動作、或者與其對應地熱循環試驗的溫度變為高溫，則存在如下課題：在密封樹脂中產生龜裂、或者從基板引起剝離，顯著損失半導體裝置的可靠性。

本發明是為了解決上述那樣的問題點而完成的，其目的在于得到一種即使在半導體元件反復在高溫下動作而承受熱循環的情況下也不易在密封樹脂中產生龜裂、或者不易從基板引起剝離的可靠性高的半導體裝置。

本發明涉及的半導體裝置，具備：半導體元件基板，在絕緣基板的一面形成了電極圖案，以及在絕緣基板的另一面形成了背面電極；樹脂制的應力緩和粘接層，在絕緣基板的表面，覆蓋未形成電極圖案或者背面電極的部分的至少一部分；半導體元件，經由接合材料固定到與絕緣基板相反一側的電極圖案的面；以及密封樹脂，覆蓋該半導體元件以及半導體元件基板，將應力緩和粘接層的樹脂的彈性率設為比密封樹脂的彈性率小。

本發明的半導體裝置如上那樣構成，所以在高溫動作時，通過應力緩和粘接層緩和在密封樹脂中產生的應力，能夠得到不易引起高溫動作所致的動作不良的、可靠性高的半導體裝置。

附圖說明

圖1是示出本發明的實施方式1的半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖2是去掉部件的一部分而示出本發明的實施方式1的半導體裝置的基本構造的俯視圖。

圖3是示出本發明的實施方式2的半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖4是去掉部件的一部分而示出本發明的實施方式2的半導體裝置的基本構造的俯視圖。

圖5是示出本發明的實施方式2的另一半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖6是示出本發明的實施方式2的又一半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖7是示出本發明的實施方式3的半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖8是示出本發明的實施方式4的半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖9是去掉密封樹脂、部件的一部分而示出配置多個本發明的實施方式4的半導體裝置的模塊而作為一個半導體裝置的基本構造的立體圖。

圖10是示出本發明的實施方式5的半導體裝置的基本構造的剖面圖。

圖11是示出本發明的實施方式6的半導體裝置的制造方法的示意圖。

圖12是示出本發明的實施例1的半導體裝置的功率循環試驗以及熱循環試驗結果的圖。

圖13是示出本發明的實施例2的半導體裝置的功率循環試驗以及熱循環試驗結果的圖。

圖14是示出本發明的實施例3的半導體裝置的功率循環試驗以及熱循環試驗結果的圖。

圖15是示出本發明的實施例4的半導體裝置的功率循環試驗以及熱循環試驗結果的圖。

圖16是示出本發明的實施例5的半導體裝置的功率循環試驗以及熱循環試驗結果的圖。

（符號說明）

1：絕緣基板；2、20：電極圖案；3：背面電極；4：半導體元件基板；5、6：半導體元件；7、70：接合材料；8：應力緩和粘接層；9、90、91：劃區壁；10：基體板；11：殼體側板；12、120：第一密封樹脂；13：布線；14：端子；121：第二密封樹脂；21：上夾具；22：下夾具；23：樹脂注入孔。

具體實施方式

實施方式1.