JP2009164208A - Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009164208A JP2009164208A JP2007339952A JP2007339952A JP2009164208A JP 2009164208 A JP2009164208 A JP 2009164208A JP 2007339952 A JP2007339952 A JP 2007339952A JP 2007339952 A JP2007339952 A JP 2007339952A JP 2009164208 A JP2009164208 A JP 2009164208A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor device
- connection
- paste
- gap
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L24/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L24/31—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process
- H01L24/32—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors after the connecting process of an individual layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
- H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L24/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/2612—Auxiliary members for layer connectors, e.g. spacers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/273—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector
- H01L2224/2733—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form
- H01L2224/27332—Manufacturing methods by local deposition of the material of the layer connector in solid form using a powder
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/27—Manufacturing methods
- H01L2224/275—Manufacturing methods by chemical or physical modification of a pre-existing or pre-deposited material
- H01L2224/27505—Sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29075—Plural core members
- H01L2224/2908—Plural core members being stacked
- H01L2224/29082—Two-layer arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29075—Plural core members
- H01L2224/2908—Plural core members being stacked
- H01L2224/29083—Three-layer arrangements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/26—Layer connectors, e.g. plate connectors, solder or adhesive layers; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/28—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process
- H01L2224/29—Structure, shape, material or disposition of the layer connectors prior to the connecting process of an individual layer connector
- H01L2224/29001—Core members of the layer connector
- H01L2224/29099—Material
- H01L2224/29198—Material with a principal constituent of the material being a combination of two or more materials in the form of a matrix with a filler, i.e. being a hybrid material, e.g. segmented structures, foams
- H01L2224/29298—Fillers
- H01L2224/29299—Base material
- H01L2224/293—Base 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
- H01L2224/29338—Base 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
- H01L2224/29339—Silver [Ag] as principal constituent
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8319—Arrangement of the layer connectors prior to mounting
- H01L2224/83192—Arrangement of the layer connectors prior to mounting wherein the layer connectors are disposed only on another item or body to be connected to the semiconductor or solid-state body
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/8336—Bonding interfaces of the semiconductor or solid state body
- H01L2224/83365—Shape, e.g. interlocking features
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
- H01L2224/83—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using a layer connector
- H01L2224/838—Bonding techniques
- H01L2224/8384—Sintering
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/01—Chemical elements
- H01L2924/01029—Copper [Cu]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/1015—Shape
- H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
- H01L2924/10158—Shape being other than a cuboid at the passive surface
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1305—Bipolar Junction Transistor [BJT]
- H01L2924/13055—Insulated gate bipolar transistor [IGBT]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/13—Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
- H01L2924/1304—Transistor
- H01L2924/1306—Field-effect transistor [FET]
- H01L2924/13091—Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor [MOSFET]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/11—Device type
- H01L2924/14—Integrated circuits
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
- H01L2924/151—Die mounting substrate
- H01L2924/156—Material
- H01L2924/15786—Material with a principal constituent of the material being a non metallic, non metalloid inorganic material
- H01L2924/15787—Ceramics, e.g. crystalline carbides, nitrides or oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/36—Material effects
- H01L2924/364—Polymers
- H01L2924/3641—Outgassing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Die Bonding (AREA)
Abstract
Description
本発明は、半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、より特定的には実装時の加熱により接続層に発生し、半導体装置の動作特性に影響を与えうる接続欠陥の発生を抑制する半導体装置および半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the semiconductor device, and more particularly, a semiconductor device that suppresses generation of a connection defect that occurs in a connection layer due to heating during mounting and can affect the operating characteristics of the semiconductor device, and The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
昨今、RoHS指令に対応して、電子機器の基板実装における鉛フリー化が進展している。高耐熱性が要求されるために鉛含有はんだの使用が継続されている、半導体パッケージ組立における内部接続用の金属材料にも、鉛フリー化が求められつつある。 In recent years, in response to the RoHS directive, lead-free electronic board mounting is progressing. The use of lead-containing solder for which high heat resistance is required has continued to require lead-free metal materials for internal connection in semiconductor package assembly.
しかし、基板実装時の加熱に対する耐熱性を持ち、かつ半導体素子の特性を損なわない400℃未満の温度で接合が可能な鉛フリー金属材料は、現時点では見出されていない。半導体素子を、それを固定するための基材に搭載する際には、一般に金属として銀を含むペースト(銀ペースト)等の導電性接着剤がボンディング材料として用いられている。 However, no lead-free metal material that can be bonded at a temperature of less than 400 ° C. that has heat resistance to heating during mounting on the substrate and does not impair the characteristics of the semiconductor element has not been found at present. When a semiconductor element is mounted on a base material for fixing it, a conductive adhesive such as a paste containing silver as a metal (silver paste) is generally used as a bonding material.
上述の例では、銀ペースト等の導電性接着剤を用いて、半導体素子を固定するための基材に半導体素子をダイボンディングする。その方法は、基材の一方の主表面上に銀ペースト等の導電性接着剤を塗布した後、塗布した導電性接着剤の上層側に固定させたい半導体素子を重ね、導電性接着剤中の溶剤を加熱によって気化させて除去することにより接続するといったものである。 In the above example, the semiconductor element is die-bonded to a base material for fixing the semiconductor element using a conductive adhesive such as silver paste. In that method, after applying a conductive adhesive such as silver paste on one main surface of the substrate, a semiconductor element to be fixed on the upper layer side of the applied conductive adhesive is stacked, The connection is made by evaporating and removing the solvent by heating.
接着時の加熱により銀ペースト中に含まれる溶剤が気化するために多量のガス(アウトガス)が発生する。このアウトガスが、接続層内部に貯留すると大きな接続欠陥であるボイドを生じる。そのため、実装させたい半導体素子と接続層との接着面積が大幅に減少する結果、接着強度を低下させる可能性がある。また、ボイドが大きくなると、ボイド部分には電流や熱が流れることができないため、局所的に電気抵抗や熱抵抗が高まることになる。その結果、ボイドの上部や周辺部分において半導体素子の温度が上昇してしまう可能性がある。 A large amount of gas (outgas) is generated because the solvent contained in the silver paste is vaporized by heating at the time of bonding. When this outgas is stored inside the connection layer, a void which is a large connection defect is generated. Therefore, the adhesion area between the semiconductor element to be mounted and the connection layer is greatly reduced, and as a result, the adhesion strength may be lowered. In addition, when the void becomes large, current and heat cannot flow through the void portion, so that electric resistance and thermal resistance are locally increased. As a result, there is a possibility that the temperature of the semiconductor element rises in the upper part of the void and in the peripheral part.
この問題を解決するために、半導体素子の、基材と固定させる際に接着させる一方の接続面に溝加工を施す。すると、この溝が、接続層の溶剤を気化させて除去する際に発生するアウトガスの放散通路として機能するため、アウトガスが接続層内部に貯留するのを防ぎ、接続欠陥の発生量を低減するといった手法がある。この手法は、たとえば特開平06−314718号公報「半導体集積回路ペレット」に記載されている。
しかしながら、銀ペーストを鉛フリーの半導体接続材料の候補にすると、電気抵抗率が高いため、やはり発熱が大きくなる問題や、電気特性の低下を招く可能性がある問題を抱えている。そこで、銀ナノ粒子を応用した接続技術が開発され始めている。しかし、これに対して上述の、半導体素子の接続面に溝加工を施して加熱時に発生するアウトガスを放出する方法を採用しようとしても、放出しきれないという問題がある。これは以下の理由によると考えられる。すなわち、一般的な銀ペーストの場合、接続層を形成する接着剤の役割を持つ銀ペースト中の溶剤の比率は50vol%程度であるため、アウトガスの放出も比較的容易に行なえる。ところが、金属ナノ粒子を含むペーストの場合は、金属成分の存在比率が10vol%程度と少なく、ペースト成分のほとんどがガス化して放散される。このため、半導体素子の接続面に部分的に施した溝のみでは十分なガス放散経路を確保できない。このことにより、発生したガスを除去しきれず、接続層内部に接続欠陥としてのボイドとして残存してしまうのである。 However, when silver paste is used as a lead-free candidate for a semiconductor connection material, it has a high electrical resistivity, so that it also has a problem of increasing heat generation and a possibility of causing a decrease in electrical characteristics. Therefore, connection technology using silver nanoparticles has been developed. However, there is a problem that even if it is attempted to adopt the above-described method of grooving the connection surface of the semiconductor element to release the outgas generated during heating, the semiconductor element cannot be released. This is considered to be due to the following reason. That is, in the case of a general silver paste, since the ratio of the solvent in the silver paste having the role of an adhesive forming the connection layer is about 50 vol%, outgas can be released relatively easily. However, in the case of a paste containing metal nanoparticles, the abundance ratio of the metal component is as low as about 10 vol%, and most of the paste component is gasified and diffused. For this reason, it is not possible to ensure a sufficient gas diffusion path only with the grooves partially formed on the connection surface of the semiconductor element. As a result, the generated gas cannot be removed and remains as a void as a connection defect inside the connection layer.
本発明は上述の問題に鑑みなされたものである。その目的は、半導体素子と基材との接続を行なう場合において、接続層内部にトラップされて形成される接続欠陥としてのボイドの発生を抑制する、半導体装置およびその製造方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that suppress the generation of voids as connection defects formed by being trapped inside the connection layer when the semiconductor element and the base material are connected. .
本発明の半導体装置は、主表面を有する基材と、半導体素子と、基材と半導体素子との間にこれらを接続するための、接続層とを備える。その接続層は、その中に連続した空隙が存在する空隙層と、空隙層中よりも連続した空隙が相対的に少ない接合層とを含んだ積層体である。また、上述の半導体装置の製造方法としては、主表面を有する基材を準備する工程と、基材の主表面上に接続層を介して半導体素子を接続する工程とを備える。そして上述の半導体素子を接続する工程は、接続層を形成する工程を含み、接続層を形成する工程には、上述の空隙層を形成する工程と、空隙層と積層される上述の接合層を形成する工程とをさらに含むことを特徴とする。 The semiconductor device of the present invention includes a base material having a main surface, a semiconductor element, and a connection layer for connecting them between the base material and the semiconductor element. The connection layer is a laminate including a void layer having continuous voids therein and a bonding layer having relatively fewer continuous voids than in the void layer. Moreover, as a manufacturing method of the above-mentioned semiconductor device, the process of preparing the base material which has a main surface, and the process of connecting a semiconductor element via a connection layer on the main surface of a base material are provided. The step of connecting the semiconductor element includes a step of forming a connection layer, and the step of forming the connection layer includes the step of forming the above-described void layer and the above-described bonding layer laminated with the void layer. And a forming step.
本発明における、接続層として空隙層と接合層とを形成しながら接続を行なうといった半導体装置の製造方法によれば、アウトガスの発生が極めて多量なペーストである導電性接着剤を用いて半導体素子の接続を行なう場合においても、半導体素子の裏面に溝加工などの加工が不要である。その結果、本発明における製造方法にて製造した、接続層として連続した空隙が存在する空隙層と、連続した空隙が空隙層よりも相対的に少ない接合層とを含んだ構造を備える半導体装置は、接合層にアウトガスがトラップされている可能性を小さくすることができる。 According to the manufacturing method of a semiconductor device in which the connection is performed while forming the gap layer and the bonding layer as the connection layer in the present invention, the conductive element of the semiconductor element is formed by using the conductive adhesive which is a paste with a very large amount of outgas generation. Even in the case of connection, it is not necessary to perform groove processing or the like on the back surface of the semiconductor element. As a result, a semiconductor device that is manufactured by the manufacturing method according to the present invention and has a structure including a void layer in which continuous voids exist as connection layers and a bonding layer in which the continuous voids are relatively smaller than the void layer. The possibility that outgas is trapped in the bonding layer can be reduced.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態が説明される。なお、各実施の形態において、同一の機能を果たす部位には同一の参照符号が付されており、その説明は、特に必要がなければ、繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each embodiment, portions having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated unless particularly necessary.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における半導体装置の配置を示すための、接続工程完了前の状態を示す概略図である。また、図2は、本発明の実施の形態1における半導体装置の構成を示すための、接続工程完了後の状態を示す概略図である。本発明の実施の形態1における半導体装置100bは、半導体素子1を基材2に接続するための接続層が、空隙層13と、接合層7との積層構造となっていることが特徴である。また、本発明の実施の形態1における半導体装置100bの製造方法では、まず、基材2の一方の主表面上に空隙層13を形成する。そして、空隙層13の、基材2と反対側の主表面上に、図1にて半導体装置の固定前の構造100aが示すように、工程完了後に接合層7となるペースト6を供給する。これにより、図2に示すように、半導体素子1と基材2とを接続する接続層として、空隙層13と接合層7とが、半導体素子1から基材2に向かう方向に見ると互いに隣接する積層構造を形成することができる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state before completion of a connection process for showing the arrangement of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the state after the completion of the connection process for showing the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. The
このような製造方法を用いることにより、次に述べるような効果が考えられる。すなわち、工程完了後に接合層7となるペースト6に含まれる溶剤の気化により発生したアウトガスは、ペースト6に隣接する配置となっている、上述の空隙層13の内部の空隙を通路として移動できる。その結果、空隙層13の外部にアウトガスを放出させることが可能となる。
By using such a manufacturing method, the following effects can be considered. That is, the outgas generated by the vaporization of the solvent contained in the
上述の連続した空隙は、その幅が最大およそ10μmのもので、空隙層13とはたとえば、平均粒径が1μmの銀の粉と平均粒径が0.1μmの銀の粉とを結合材としての揮発性溶剤とともに混合させることにより準備したペースト6を加熱、たとえば焼結させることにより固化させて生成した、厚さが10μmの接続層の一部である。この空隙層13の内部には、接続層の端部まで連続した空隙が多数存在することになる。なお、上述のとおり、連続した空隙の幅を最大およそ10μm以下となるように形成することにより、上述の連続した空隙が、接続時における熱抵抗の原因となることを抑制する。直径が10μm以下の空隙であれば局所的なヒートスポット発生の原因にはならないと考えられる。
The above-mentioned continuous voids have a maximum width of about 10 μm, and the
また、本発明の実施の形態1における半導体装置100bにおいては、空隙層13の厚さが、接合層7の厚さよりも大きいことが好ましい。これは、接続時にペースト6に含まれる結合材としての溶剤が、気化する際に発生するアウトガスの通路としての連続した空隙は、その有効面積が大きいほど効率よくアウトガスを外部に放散できる。したがって、空隙層13の厚さを接合層7の厚さよりも大きくしておくことが好ましい。
In the
また、本発明の実施の形態1における半導体装置100bは、空隙層13と接合層7とがそれぞれ1層ずつ存在する2層のみの構造となっている。
In addition, the
また、本発明の実施の形態1における半導体装置100bは、接続層を形成する金属粉の材料に関して、銀、金または銅を成分に含めている。半導体素子1と基材2とを良好に接続させるためには、上述の材料の金属粉を用いることが好ましい。
Moreover, the
また、上述の銀、金、銅のいずれかを含む組成により構成される金属粉は、少なくとも一部の平均粒径が0.1μm以下であり、かつ、接続層を形成するペースト6中における金属粉の存在比率が5vol%以上30vol%以下と、従来より小さい割合で構成することを特徴とする。また、金属粉の粒径が0.1μm以下になると、低温焼成が可能となるといった効果を生むことができる。すなわち、ミクロンオーダーの一般的なサイズの金属粉を用いる場合の融点よりも低い温度にて金属粉が溶融するようになる特別な現象が起こる。そのため、上述のとおり、ペースト6を構成する金属粉は少なくとも一部の粒径を0.1μm以下にすることが好ましい。
Moreover, the metal powder comprised by the composition containing any one of the above-mentioned silver, gold | metal | money, copper is a metal in the
半導体素子1は、たとえばIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)やMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やバイポーラトランジスタなどの集積回路である。また、基材2は、たとえば半導体素子1と基板とを機械的に接続する役割を果たすリードフレームや、セラミック基板、樹脂のプリント基板などである。
The
図3は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。図4は、基材の一方の主表面上に、空隙層を形成させるためにペーストを供給した状態を示す概略図である。また、図5は、基材の一方の主表面上に、空隙層を形成させる系を加熱した状態を示す概略図である。続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図3、図4、図5および上述の図1および図2を用いて説明する。 FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic view showing a state in which paste is supplied to form a void layer on one main surface of the substrate. FIG. 5 is a schematic view showing a heated state of a system for forming a void layer on one main surface of the substrate. Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3, 4, and 5 and FIGS. 1 and 2 described above.
まず、上述のとおり、予め基材2の一方の主表面上に、空隙層13を形成しておく。その方法としてはまず、ペーストの準備工程(S31)を行なう。具体的にはたとえば、平均粒径1μmの銀の粉および平均粒径0.1μmの銀の粉の混合粉を揮発性溶剤と混合したペースト6を準備する。次にこのペーストの基材への供給工程(S32)を実施する。具体的にはペースト6を、図4に示すように基材2の一方の主表面上に供給する。そのうえで、空隙層の形成(S33)を行なう。これは図5に示すように、たとえば加熱して溶剤を揮発させて銀の粉を焼結させることにより、上述のペースト6を空隙層13とさせる。この空隙層13の主表面上には障害物が存在しないため、溶剤を揮発させる際に発生したガスは空隙層13の上方に自由に放散される。この結果、この空隙層13にはガスが放散された軌跡として、連続した空隙が形成されることになる。
First, as described above, the
空隙層13を形成した後、接合層7を形成することにより、接続層を形成する。そのために、上述した空隙層13の形成に続いてペーストの空隙層表面上への供給工程(S34)を行なう。これは具体的には、上述の空隙層13の、基材2と反対側の主表面上に、たとえば、先に準備した平均粒径1μmの銀の粉と平均粒径0.1μmの銀の粉との混合粉を揮発性溶剤と混合したペースト6を供給する。なお、ここで半導体素子1の基材2と対向する表面上にペースト6を供給しても良い。ここで、銀の粉の粒径は少なくとも一部が0.1μmであればよく、たとえば平均粒径1μmの銀の粉と混合させずに平均粒径0.1μmの銀の粉のみを金属粉として準備してペースト6を形成することも可能である。また、ペースト6を供給する量は、先のペーストの基材への供給工程(S32)にて供給したペーストの量よりも少ないことが好ましい。このことにより、効率よくアウトガスを外部に放散することができる。次に、半導体素子と基材との重ね合わせ工程(S35)に進む。これは上述のペースト6を供給した面の上に半導体素子1を重ね合わせるという工程である。最後に加熱による接続工程(S36)を行なう。すなわち加熱してペースト6に含まれる溶剤を揮発させて銀の粉を焼結させ、接合層7を形成するものである。以上の工程により、図2における100bに示すような構成の半導体装置の製造が完了する。
After forming the
なお、本実施の形態1において、半導体素子1と基材2とを工程(S35)にて重ね合わせる際に、供給したペースト6の一部が半導体素子1や空隙層13の端部からはみ出すことが考えられる。図6は、供給したペーストの一部が重ね合わせの際にはみ出した場合の、接続工程完了後の半導体装置の外観を示す概略図である。加熱による接続工程(S36)を行なうことにより、図6の半導体装置の構成100bに示すように接合層7の一部が半導体素子1や空隙層13の主表面に対してはみ出した状態となる場合がある。しかし、ペースト6のはみ出した部分の加熱により形成された接合層7の端部が、空隙層13の側面の全面を覆わない限り、空隙層13の側面のうち、接合層7の端部に覆われていない箇所に存在する連続した空隙を通って、アウトガスを放散させることが可能である。
In the first embodiment, when the
ここでは、銀の粉を焼結させて接続層を形成する場合について述べたが、これに限るものではなく、上述のとおり、金や銅の粉を用いた場合や、銀、金、または銅の粉を金属粉の組成に含ませた場合でも良好な接続ができ、同様の効果を得ることができる。また、金属粉の平均粒径についても上述の数値に限るものではなく、任意の粒径を使用可能である。また、金属粉の少なくとも一部の粒径を0.1μm以下となるように準備することがさらに好ましい。少なくとも一部の粒径を0.1μm以下とすることにより、上述のとおり、低温焼成が可能となるといった効果を生むことができる。すなわち、ミクロンオーダーの一般的なサイズの金属粉を用いる場合の融点よりも低い温度にて金属粉が溶融するようになる特別な現象が起こる。 Here, the case where the silver powder is sintered to form the connection layer is described. However, the present invention is not limited to this, and as described above, when gold or copper powder is used, silver, gold, or copper is used. Even when this powder is included in the composition of the metal powder, good connection can be made and the same effect can be obtained. Further, the average particle size of the metal powder is not limited to the above-mentioned numerical value, and any particle size can be used. Moreover, it is more preferable to prepare at least a part of the particle size of the metal powder to be 0.1 μm or less. By setting at least a part of the particle size to 0.1 μm or less, it is possible to produce an effect that low-temperature firing is possible as described above. That is, a special phenomenon occurs in which the metal powder is melted at a temperature lower than the melting point when a metal powder having a general size of the micron order is used.
また、本発明の実施の形態1においては、空隙層13と接合層7との2層のみからなる構造としている。後述のように、空隙層13と接合層7とが3層以上ずつ接続した状態からなる多層構造であっても良い。ただし、本発明の実施の形態1のように2層のみからなる構造にすることにより、工程がシンプルになり、コスト的に有利にすることができる。
In the first embodiment of the present invention, the structure is composed of only two layers of the
(実施の形態2)
図7は、本発明の実施の形態2における半導体装置の配置を示すための、接続工程完了前の状態を示す概略図である。また、図8は、本発明の実施の形態2における半導体装置の構成を示すための、接続工程完了後の状態を示す概略図である。本実施の形態2における半導体装置は、図7に半導体装置の固定前の構造100aとして示すように、基本的には実施の形態1における半導体装置と同様の構成を備えている。しかし、本実施の実施の形態2における半導体装置100bの配置は、接続層を構成する、空隙層13と接合層7とを合計3層以上積層するとともに、接合層7の主表面のうち少なくとも一方が空隙層13と隣接する多層構造を形成していることを特徴とする。したがって、図8に半導体装置の構成100bとして示すように空隙層13が、接合層7の一方の主表面上と、同じく接合層7の他方の主表面上の両方の面上に存在する構成となっている点においてのみ、実施の形態1と異なる。
(Embodiment 2)
FIG. 7 is a schematic diagram showing a state before the connection process is completed, for illustrating the arrangement of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic diagram showing a state after the completion of the connection process for showing the configuration of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the second embodiment basically has the same configuration as that of the semiconductor device according to the first embodiment, as shown as a
本実施の実施の形態2における半導体装置の構成100bは、特に図8に示すように、空隙層13が2層存在し、2つの空隙層13に挟まれるように、接合層7が配置されており、合計3層の接続層を構成している。
In the
本実施の形態2における半導体装置の製造方法は、基本的には実施の形態1における半導体装置の製造方法と同様のステップを備えている。しかし、空隙層13を、半導体素子1の一方の主表面上と、基材2の一方の主表面上との両方に予め形成させる。それら2つの空隙層13を接合層7で接続することにより、合計3層の接続層を形成するステップが存在する点においてのみ、実施の形態1と異なる。
The manufacturing method of the semiconductor device in the second embodiment basically includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor device in the first embodiment. However, the
図9は、本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図9および上述の図7および図8を用いて説明する。 FIG. 9 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device in the second embodiment of the present invention. Next, a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to FIG. 9 and FIGS. 7 and 8 described above.
まず、上述のとおり、予め半導体素子1の一方の主表面上および、基材2の一方の主表面上とに、空隙層13を形成しておく。その方法としてはまず、ペーストの準備工程(S41)を行なう。具体的にはたとえば、平均粒径1μmの銀の粉および平均粒径0.1μmの銀の粉の混合粉を揮発性溶剤と混合したペースト6を準備する。続いてペーストの半導体素子への供給工程(S42a)、ペーストの基材への供給工程(S42b)を行なう。すなわち先に準備したペースト6を、半導体素子1の一方の主表面上および基材2の一方の主表面上に供給する。そのうえで、上述の工程(S42a)および工程(S42b)にて供給したペースト6から、半導体素子への空隙層の形成工程(S43a)および基材への空隙層の形成工程(S43b)を実施する。すなわち、たとえば加熱して溶剤を揮発させて銀の粉を焼結させることにより、上述のペースト6を空隙層13とさせる(図5参照)。この空隙層13の主表面上には障害物が存在しないため、溶剤を揮発させる際に発生したアウトガスは空隙層13の上方に自由に放散される。この結果、この空隙層13にはアウトガスが放散された軌跡として、連続した空隙が形成されることになる。なお、上述の空隙層13の厚さは10μm程度が好ましい。次に、基材へ再び、ペーストの供給工程(S44b)を行なう。具体的には先に準備したペースト6を、基材2の空隙層13の、基材2と反対側の主表面上に供給する。なお、図9においては、基材2にペースト6を供給しているが、これは半導体素子1の空隙層13の、半導体素子1の反対側の主表面上に供給しても良い。次に、半導体素子と基材との重ね合わせ工程(S45)に進む。すなわち、半導体素子1の空隙層13と、上述の基材2に供給したペースト6とを接着させ、系全体を重ね合わせる。最後に加熱による接続工程(S46)を行なう。これは加熱してペースト6に含まれる溶剤を揮発させて銀の粉を焼結させ、接合層7を形成するものである。以上の工程により、図8における半導体装置の構成100bに示すような構成の半導体装置の製造が完了する。
First, as described above, the
本実施の形態2においては、半導体装置の構成100bに示すように空隙層13が、接合層7の一方の主表面側と他方の主表面側の両側に配置された多層構造となっている。このため、空隙層13が、接合層7の一方の主表面側のみに配置されている実施の形態1の構成に比べ、より効率よく、接合層7内で発生したアウトガスを除去することができる。
In the second embodiment, as shown in the
なお、本実施の形態2においても、工程(S44b)において基材2の空隙層13に供給したペースト6を工程(S45)において半導体素子1と重ね合わせる際に、供給したペースト6の一部が半導体素子1や空隙層13の端部からはみ出すことが考えられる。しかし、ペースト6のはみ出した部分の加熱により形成された接合層7の端部が、空隙層13の側面の全面を覆わない限り、空隙層13の側面のうち、接合層7の端部に覆われていない箇所に存在する連続した空隙を通って、アウトガスを放散させることが可能である。
Also in the second embodiment, when the
(実施の形態3)
図10は、本発明の実施の形態3における半導体装置の配置を示すための、接続工程完了前の状態を示す概略図である。また、図11は、本発明の実施の形態3における半導体装置の構成を示すための、接続工程完了後の状態を示す概略図である。本実施の形態3における半導体装置は、図10に半導体装置の固定前の構造100aとして示すように、基本的には実施の形態2における半導体装置と同様の構成を備えている。しかし、図11に示すように空隙層13が、2つの接合層7のうち一方の接合層7の一方の主表面と、他方の接合層7の一方の主表面とに挟まれるように存在する構成となっている点においてのみ、実施の形態2と異なる。
(Embodiment 3)
FIG. 10 is a schematic diagram showing a state before the connection process is completed, for illustrating the arrangement of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a schematic diagram showing a state after the completion of the connection process for showing the configuration of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The semiconductor device according to the third embodiment basically has the same configuration as that of the semiconductor device according to the second embodiment, as shown as a
本実施の形態3における半導体装置の製造方法は、基本的には実施の形態2における半導体装置の製造方法と同様のステップを備えている。しかし、空隙層13を、予め別の場所で準備しておき、半導体素子1の一方の主表面上と、基材2の一方の主表面上との両方に供給したペースト6を用いて上述の空隙層13を挟む形となる構成に組立てるステップが存在する。この点において、実施の形態2と異なる。
The semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment basically includes the same steps as the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment. However, the
図12は、本発明の実施の形態3における半導体装置の製造方法を示すフローチャートである。続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図12および上述の図10および図11を用いて説明する。 FIG. 12 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device in the third embodiment of the present invention. Next, a method for manufacturing the semiconductor device in the present embodiment will be described with reference to FIG. 12 and FIGS. 10 and 11 described above.
まず、ペーストの準備工程(S51)を実施する。具体的にはたとえば、平均粒径1μmの銀の粉および平均粒径0.1μmの銀の粉の混合粉を揮発性溶剤と混合したペースト6を準備する。続いて、空隙層の形成(S52)を行なう。これは、先に別の場所で予め準備したペースト6を焼結させることにより、空隙層13を形成する。上述の空隙層13は、厚さが10μm程度であることが好ましい。このため、仮の基板の一方の主表面上にペースト6を供給したものを焼成し、これを所望の寸法にカットすることにより形成する。続いてペーストの半導体素子への供給工程(S53a)、ペーストの基材への供給工程(S53b)を行なう。すなわち先に準備したペースト6を、半導体素子1の一方の主表面上および基材2の一方の主表面上に供給する。以上の工程を終えたところで、半導体素子と素材と空隙層との重ね合わせ工程(S54)を行なう。すなわち、上述のペースト6を介して、上述の半導体素子1と基材2の両方に、空隙層13が挟まれる形となるように、これらを接着させ重ね合わせる。最後に加熱による接続工程(S55)を行なう。これは加熱してペースト6に含まれる溶剤を揮発させて銀の粉を焼結させ、接合層7を形成するものである。以上の工程により、図11における半導体装置の構成100bに示すような構成の半導体装置の製造が完了する。
First, a paste preparation step (S51) is performed. Specifically, for example, a
なお、本実施の形態3において形成する空隙層13として、上述のとおりたとえば平均粒径1μmの銀の粉および平均粒径0.1μmの銀の粉とを混合させて準備したペーストを焼結させた部材を用いても良いが、他に以下のような部材を用いることもできる。本実施の形態3の場合、空隙層13は、半導体素子1や基材2の主表面上に形成させるわけではなく、別の場所で独立に準備する。したがって、空隙層でさえあれば、その形成方法は上述の方法に限るものではなく、スポンジのように金属中に連続した空隙を形成できる方法であれば良い。すなわち、たとえば金属ワイヤをメッシュ状に編み合わせたシートを圧延するなどの方法で結合して製造しても良い。以上の点においても、実施の形態1および実施の形態2とは異なる。
In addition, as the
実施の形態2、3においても、先の実施の形態1と同様に、本実施の形態の説明においては銀の粉を焼結させて接合層7を形成する場合について述べたが、これに限るものではなく、上述のとおり、金や銅の粉を用いた場合や、銀、金、または銅の粉を金属粉の組成に含ませた場合でも同様の効果が得られる。さらに、白金、パラジウム、ロジウムなどの貴金属粉であれば同様の効果が得られることは言うまでもない。また、金属粉の平均粒径についても上述の数値に限るものではないことは言うまでもない。すなわち、本発明の全ての実施の形態に対しては、銀、金、銅あるいは上述の貴金属を組成に含む金属粉を用いると、上記以外の金属を含む金属粉を用いた場合より安定した接続を得ることができる。
Also in the second and third embodiments, as in the first embodiment, in the description of the present embodiment, the case where the
また、図13は、実施の形態3と同様の半導体装置の配置を示すが、基材2の一方の主表面上の全面にペーストを施した場合の、接続工程完了前の状態を示す概略図である。図14は、基材2の全面にペーストを施して実施の形態3と同様の配置とした場合における半導体装置の構成を示すための、接続工程完了後の状態を示す概略図である。上述の実施の形態3においては、図10および図11に示すように、基材2の一方の主表面上に供給するペースト6は、基材2の主表面上全面ではなく、基材2の主表面上のうち、接続されて半導体素子1に対向する部分のみとなっている。しかし、図13の半導体装置の固定前の構造100aに示すように、基材2の一方の主表面上全面にペースト6の供給を行なうこともできる。この場合には、ペースト6が空隙層13の側面上に廻りこむ可能性が大きいと考えられる。また、先の実施の形態1でも述べたとおり、工程(S53a)において半導体素子1の一方の主表面上に供給したペースト6についても、工程(S54)において半導体素子1と空隙層13との重ね合わせを行なった際には、上述のように空隙層13の側面上にペースト6がはみ出す可能性がある。その結果、接続工程完了後には図14の半導体装置の構成100bに示すように接合層7の一部が半導体素子1や空隙層13の主表面に対してはみ出した状態となる場合がある。この場合においても、ペースト6のはみ出した部分の加熱により形成された接合層7の端部が、空隙層13の側面の全面を覆わない限り、空隙層13の側面のうち、接合層7の端部に覆われていない箇所に存在する連続した空隙を通って、アウトガスを放散させることが可能である。
FIG. 13 shows the arrangement of the semiconductor device similar to that of the third embodiment, but is a schematic diagram showing the state before the completion of the connecting step when the paste is applied to the entire surface of one main surface of the
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上述した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above-described embodiment but by the scope of claims, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
本発明の半導体装置および半導体装置の製造方法は、半導体装置の実装技術の改善に特に適している。 The semiconductor device and the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention are particularly suitable for improving the mounting technology of the semiconductor device.
1 半導体素子、2 基材、3 従来技術による接続層、4 接続欠陥としてのボイド、5 従来技術により一方の主表面上に溝加工を施した半導体素子、6 ペースト、7 接合層、13 空隙層、100a 半導体装置の固定前の構造を示す概略図、100b 半導体装置の構成を示す概略図。
DESCRIPTION OF
Claims (12)
半導体素子と、
前記基材と前記半導体素子との間にこれらを接続するための接続層とを備え、
前記接続層は、その中に連続した空隙が存在する空隙層と、前記空隙層中よりも連続した空隙が相対的に少ない接合層とを含んだ積層体であることを特徴とする、半導体装置。 A substrate having a main surface;
A semiconductor element;
A connection layer for connecting them between the base material and the semiconductor element;
The connection layer is a laminate including a void layer in which continuous voids are present and a bonding layer having relatively fewer continuous voids than in the void layer. .
前記基材の前記主表面上に接続層を介して半導体素子を接続する工程とを備え、
前記半導体素子を接続する工程は、接続層を形成する工程を含み、
前記接続層を形成する工程には
連続した空隙が存在する空隙層を形成する工程および、
前記空隙層と積層され、連続した空隙が前記空隙層よりも相対的に少ない接合層を形成する工程を含むことを特徴とする、半導体装置の製造方法。 Preparing a substrate having a main surface;
Connecting a semiconductor element on the main surface of the base material via a connection layer,
The step of connecting the semiconductor elements includes a step of forming a connection layer,
The step of forming the connection layer includes a step of forming a void layer in which continuous voids exist, and
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a bonding layer which is laminated with the gap layer and has relatively few continuous gaps than the gap layer.
前記結合材を除去する工程と、
前記金属粉を焼結させて接合層を構成する工程とを備えることを特徴とする、請求項10または11に記載の半導体装置の製造方法。 Forming a paste on which the metal powder having a particle size of 0.1 μm or less and a binder are mixed on the gap layer;
Removing the binder;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 10, further comprising a step of sintering the metal powder to form a bonding layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007339952A JP2009164208A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007339952A JP2009164208A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009164208A true JP2009164208A (en) | 2009-07-23 |
Family
ID=40966523
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007339952A Pending JP2009164208A (en) | 2007-12-28 | 2007-12-28 | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009164208A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012513683A (en) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electrical or electronic composite component and method for manufacturing electrical or electronic composite component |
WO2014057902A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | 三菱マテリアル株式会社 | Semiconductor device, ceramic circuit board, and semiconductor device manufacturing method |
DE102013226334A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Circuit carrier with a sintered semiconductor device |
JP2015115521A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Metal composite, circuit board, semiconductor device, and method of producing metal composite |
JP2015188035A (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method of light-emitting device, light-emitting device, and projector |
US10332853B2 (en) | 2014-02-03 | 2019-06-25 | Osaka University | Bonding structure and method for producing bonding structure |
JP2020044480A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 日立化成株式会社 | Member connection method and connected body |
EP3690936A1 (en) * | 2019-01-29 | 2020-08-05 | Heraeus Deutschland GmbH & Co KG | Method for manufacturing a spacer system with a chip recess, corresponding spacer system and its use for contacting a chip with a substrate by sintering |
WO2022249805A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | 株式会社デンソー | Semiconductor device |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006059904A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2006059905A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device manufacturing method |
JP2006083377A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-30 | Harima Chem Inc | Electrically conductive adhesive and method for producing article utilizing the electrically conductive adhesive |
JP2006202944A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | Joining method and joining structure |
JP2006352080A (en) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
-
2007
- 2007-12-28 JP JP2007339952A patent/JP2009164208A/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006059904A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2006059905A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-02 | Toshiba Corp | Semiconductor device manufacturing method |
JP2006083377A (en) * | 2004-08-18 | 2006-03-30 | Harima Chem Inc | Electrically conductive adhesive and method for producing article utilizing the electrically conductive adhesive |
JP2006202944A (en) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Nissan Motor Co Ltd | Joining method and joining structure |
JP2006352080A (en) * | 2005-05-16 | 2006-12-28 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012513683A (en) * | 2008-12-23 | 2012-06-14 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Electrical or electronic composite component and method for manufacturing electrical or electronic composite component |
US9401340B2 (en) | 2012-10-09 | 2016-07-26 | Mitsubishi Materials Corporation | Semiconductor device and ceramic circuit substrate, and producing method of semiconductor device |
WO2014057902A1 (en) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | 三菱マテリアル株式会社 | Semiconductor device, ceramic circuit board, and semiconductor device manufacturing method |
KR20150063065A (en) * | 2012-10-09 | 2015-06-08 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Semiconductor device, ceramic circuit board, and semiconductor device manufacturing method |
CN104704618A (en) * | 2012-10-09 | 2015-06-10 | 三菱综合材料株式会社 | Semiconductor device, ceramic circuit board, and semiconductor device manufacturing method |
CN104704618B (en) * | 2012-10-09 | 2017-08-08 | 三菱综合材料株式会社 | The manufacture method of semiconductor device, ceramic circuit board and semiconductor device |
JP2014078558A (en) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Mitsubishi Materials Corp | Semiconductor device, ceramic circuit board, and method for manufacturing semiconductor device |
KR102163532B1 (en) * | 2012-10-09 | 2020-10-08 | 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 | Semiconductor device, ceramic circuit board, and semiconductor device manufacturing method |
JP2015115521A (en) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 三菱マテリアル株式会社 | Metal composite, circuit board, semiconductor device, and method of producing metal composite |
DE102013226334A1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-18 | Robert Bosch Gmbh | Circuit carrier with a sintered semiconductor device |
DE102013226334B4 (en) | 2013-12-18 | 2019-04-25 | Robert Bosch Gmbh | Circuit carrier with a sintered semiconductor device |
US10332853B2 (en) | 2014-02-03 | 2019-06-25 | Osaka University | Bonding structure and method for producing bonding structure |
JP2015188035A (en) * | 2014-03-27 | 2015-10-29 | セイコーエプソン株式会社 | Manufacturing method of light-emitting device, light-emitting device, and projector |
JP2020044480A (en) * | 2018-09-18 | 2020-03-26 | 日立化成株式会社 | Member connection method and connected body |
JP7155791B2 (en) | 2018-09-18 | 2022-10-19 | 昭和電工マテリアルズ株式会社 | Member connection method and connection body |
EP3690936A1 (en) * | 2019-01-29 | 2020-08-05 | Heraeus Deutschland GmbH & Co KG | Method for manufacturing a spacer system with a chip recess, corresponding spacer system and its use for contacting a chip with a substrate by sintering |
WO2022249805A1 (en) * | 2021-05-27 | 2022-12-01 | 株式会社デンソー | Semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009164208A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP5705467B2 (en) | Semiconductor device bonding method and semiconductor device | |
JP5525335B2 (en) | Sintered silver paste material and semiconductor chip bonding method | |
JP4770533B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device | |
JP5012239B2 (en) | Joining method and joined body | |
US20140111956A1 (en) | Joining method using metal foam, method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device | |
JP6029222B1 (en) | Metal particles, paste, molded body, and laminate | |
TW200816898A (en) | Multilayered printed wiring board and method for manufacturing the same | |
US20120074563A1 (en) | Semiconductor apparatus and the method of manufacturing the same | |
JP5135079B2 (en) | Semiconductor device and bonding material | |
JP5099272B1 (en) | Multilayer wiring board and manufacturing method thereof | |
JP2001044641A (en) | Wiring board incorporating semiconductor element and its manufacture | |
WO2012086140A1 (en) | Multilayer wiring substrate, production method for multilayer wiring substrate, and via paste | |
JP4539980B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP6443568B2 (en) | Bonding material, bonding method and bonding structure using the same | |
KR20050022303A (en) | Circuit device | |
JP2009188176A (en) | Semiconductor device, and manufacturing method thereof | |
JP6017880B2 (en) | Method for joining metal surfaces and method for producing semiconductor element mounting body using the same | |
JP2009164203A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP5018250B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2002094242A (en) | Material for connecting layers of printed multi-layer board and method for manufacturing printed multi-layer board using the material | |
TWI446467B (en) | Enhanced pad design for solder attach devices | |
JP5560713B2 (en) | Electronic component mounting method, etc. | |
JP2016174117A (en) | Thermoelectric conversion module, and method for manufacturing the same | |
JP7425704B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091224 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110822 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110830 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20111227 |