特許ウォッチ

公開番号2024171820
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089063
出願日2023-05-30
発明の名称半導体装置
出願人住友電気工業株式会社,国立研究開発法人産業技術総合研究所
代理人個人,個人
主分類H01L 21/60 20060101AFI20241205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高い動作温度においても良好な寿命が得られる半導体装置を提供する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた主電極とを備えた半導体チップと、緩衝板と、前記主電極と前記緩衝板との間に設けられた緩衝接合材と、を有し、前記緩衝板は、積層材、または、キュリー点が300℃以上の合金材であり、前記積層材は、前記緩衝接合材に接する第1銅層と、前記第1銅層の上に設けられたキュリー点が300℃以上の合金層と、前記合金層の上に設けられた第2銅層と、を有する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた主電極とを備えた半導体チップと、
緩衝板と、
前記主電極と前記緩衝板との間に設けられた緩衝接合材と、
を有し、
前記緩衝板は、積層材、または、キュリー点が３００℃以上の合金材であり、
前記積層材は、
前記緩衝接合材に接する第１銅層と、
前記第１銅層の上に設けられたキュリー点が３００℃以上の合金層と、
前記合金層の上に設けられた第２銅層と、
を有する、半導体装置。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
前記緩衝接合材は、空孔率が５％以上４０％以下の焼結体を有する、請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記合金材および前記合金層は、鉄およびニッケルを含み、
前記合金材および前記合金層におけるニッケルの割合は４０質量％以上である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記合金材および前記合金層は、鉄、ニッケルおよびコバルトを含み、
前記合金材および前記合金層におけるニッケルおよびコバルトの合計の割合は４０質量％以上である、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた主電極とを備えた半導体チップと、
緩衝板と、
前記主電極と前記緩衝板との間に設けられた緩衝接合材と、
を有し、
前記緩衝接合材は、空孔率が５％以上４０％以下の焼結体を有する、半導体装置。
【請求項６】
前記主電極は、アルミニウムまたはアルミニウム合金層を含み、
前記半導体基板の第１線膨張率および前記緩衝板の第２線膨張率は、前記主電極の第３線膨張率よりも小さく、
前記第２線膨張率は、前記第１線膨張率よりも小さい、請求項１または請求項２に記載の半導体装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【背景技術】
【０００２】
パワーモジュールに好適な半導体装置の例として、半導体チップの主電極に緩衝板が接合され、緩衝板にボンディングワイヤが接合された半導体装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－１８６２２０号公報
特開２０１７－００５０３７号公報
特開２０１９－０５７６６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、より高温で使用可能な半導体装置に対する要求が高まっている。このため、より高温において良好な寿命が望まれる。
【０００５】
本開示は、高い動作温度においても良好な寿命が得られる半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板の上に設けられた主電極とを備えた半導体チップと、緩衝板と、前記主電極と前記緩衝板との間に設けられた緩衝接合材と、を有し、前記緩衝板は、積層材、または、キュリー点が３００℃以上の合金材であり、前記積層材は、前記緩衝接合材に接する第１銅層と、前記第１銅層の上に設けられたキュリー点が３００℃以上の合金層と、前記合金層の上に設けられた第２銅層と、を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、高い動作温度においても良好な寿命が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
図１は、第１実施形態に係る半導体装置を示す上面図である。
図２は、第１実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図３は、第２実施形態に係る半導体装置を示す上面図である。
図４は、第２実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
図５は、パワーサイクル試験の結果の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施するための形態について、以下に説明する。
【００１０】
［本開示の実施形態の説明］
最初に本開示の実施態様を列記して説明する。以下の説明では、同一または対応する要素には同一の符号を付し、それらについて同じ説明は繰り返さない。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許