JP6366766B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
図1〜図5は、本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の構成について説明するためのもので、図1は本実施の形態1にかかる半導体装置の特徴的な構成を示す断面模式図(a)と、(a)における領域A部分の拡大図(b)、図2は比較例として従来の半導体装置の構成を示す断面模式図(a)と、(a)における領域A部分の拡大図(b)、図3は接合工程において、半導体素子が接合材料から突出した場合の半導体素子の変形について説明するための略断面図、図4は半導体素子の接合材料からの突出量と発生する最大曲げ応力との関係を示す図である。そして、図5(a)〜(c)は本発明の実施の形態1にかかる半導体装置の製造方法を説明するための、工程ごとの断面模式図である。
σmax=3PS4/2Et3 ・・・(1)
σmax=3PS4/2Et3 <σb ・・・(2)
本実施の形態2にかかる半導体装置は、導体パターンの表面の焼結接合部を囲う領域に、焼結接合部から脱落した金属片を捕捉する金属片捕捉部を形成したものである。図6と図7は本発明の実施の形態2にかかる半導体装置の構成を説明するためのもので、図6は半導体装置の特徴的な構成を示す断面模式図(a)と、(a)における領域A部分の拡大図(b)、図7は金属片捕捉部の形成範囲を説明するため、半導体チップの載置範囲を示した半導体装置の部分平面図と略断面模式図である。また、図8は第一の変形例にかかる半導体装置における金属片捕捉部の形成範囲を説明するため、半導体チップの載置範囲を示した半導体装置の部分平面図と略断面模式図、図9は第二の変形例にかかる半導体装置における金属片捕捉部の形成範囲を説明するため、半導体チップの載置範囲を示した半導体装置の部分平面図と略断面模式図である。図中、実施の形態1で説明したものと同様のものについては同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
第一変形例としては、図8に示すように、焼結接合部5を囲うように、ディンプル状の微小な凹みを複数設けた。図では、簡略化のため、半導体チップの外周(側面S2)の内側と外側で2重に囲うように凹みを配列したように記載しているが、これに限ることはない。また、導体パターン41上において、焼結接合部5から外方向に向けて直線を引いたときに、いずれかの凹みにかかるよう、複数の凹みの位置をずらして、焼結接合部5を多重に囲うようにすれば、脱落した金属片5dがいずれかの凹みに捉えられ、効率的に金属片5dを捕捉することができる。
第二変形例としては、図9に示すように、焼結接合部5を囲うように、粗面化した領域を設けた。粗面化の方法としては、エッチング、サンドブラスト、機械研磨等、どのような方法でもよいが、表面粗さが、算術平均粗さRaで1.5(μm)以上であれば、効率的に金属片5dを捕捉できることが確かめられている。このように粗面化した領域で焼結接合部5を囲うと、焼結接合部の端部5bから脱落した金属片5dが、粗面化した表面と機械的に結合しやすく、周囲へ飛散するのを防止することができる。
本実施の形態3にかかる半導体装置は、導体パターンの表面の焼結接合部を囲う領域に、焼結接合部と結合しない表面被膜を形成したものである。図10と図11は本発明の実施の形態3にかかる半導体装置の構成および製造方法を説明するためのもので、図10は半導体装置の特徴的な構成を示す断面模式図(a)と、(a)における領域A部分の拡大図(b)、図11(a)と(b)は本発明の実施の形態3にかかる半導体装置の製造方法を説明するための、工程ごとの断面模式図である。図中、実施の形態1で説明したものと同様のものについては同じ符号を付し、重複した説明は省略する。
Claims (9)
- 回路基板と、
前記回路基板に焼結反応による接合部を介して接合された半導体素子と、を備え、
前記半導体素子が、前記接合部の前記半導体素子との接合面の外周から突出しており、
その突出量が0.02mm〜1.0mmの範囲であることを特徴とする半導体装置。 - 前記回路基板の表面には、前記接合部が形成された部分を囲うように、前記接合部から離脱した金属片を捕捉する金属片捕捉部が形成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。
- 前記金属片捕捉部は、前記接合部が形成された部分を囲う溝であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記金属片捕捉部は、前記接合部が形成された部分を囲うように配置された複数の凹みであることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記金属片捕捉部は、前記接合部が形成された部分を囲うように形成された粗面化した領域であることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
- 前記粗面化した領域の算術平均粗さRaが1.5以上であることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置。
- 前記回路基板の前記接合部が形成される部分を囲う領域が、前記接合部と結合しない材料で覆わ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。
- 前記半導体素子は、ワイドバンドギャップ半導体材料で形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載の半導体装置。
- 前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料、およびダイヤモンドのうちのいずれかであることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置。
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