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公開番号2025085164
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023198843
出願日2023-11-24
発明の名称半導体装置
出願人株式会社東芝,東芝デバイス&ストレージ株式会社
代理人個人
主分類H01L 21/52 20060101AFI20250529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】カーケンダルボイドの発生を抑制し、信頼性の向上した半導体装置を提供することである。
【解決手段】実施形態の半導体装置は、第1導電部材と、前記第1導電部材の上の一部に設けられ、前記第1導電部材より拡散係数の小さい金属元素を含む第1導電膜と、前記第1導電膜を第1はんだ材と、前記第1はんだ材の上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子の上に設けられた第2はんだ材と、前記第2はんだ材を介して前記半導体素子と対向する第1領域を有する第2導電部材と、前記第1導電部材、前記第2導電部材、前記第1導電膜、前記第1はんだ材、前記第2はんだ材及び前記半導体素子を封止する樹脂部と、前記第1導電部材のうち、前記半導体素子が重なる領域の周辺に位置し、前記樹脂部と直接に接する第1周辺領域と、を有する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
第１導電部材と、
前記第１導電部材の上の一部に設けられ、前記第１導電部材より拡散係数の小さい金属元素を含む第１導電膜と、
前記第１導電膜を覆う第１はんだ材と、
前記第１はんだ材の上に設けられた半導体素子と、
前記半導体素子の上に設けられた第２はんだ材と、
前記第２はんだ材を介して前記半導体素子と対向する第１領域を有する第２導電部材と、
前記第１導電部材、前記第２導電部材、前記第１導電膜、前記第１はんだ材、前記第２はんだ材及び前記半導体素子を封止する樹脂部と、
前記第１導電部材のうち、前記半導体素子が重なる領域の周辺に位置し、前記樹脂部と直接に接する第１周辺領域と、
を有する、半導体装置。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
前記第１導電部材は、前記樹脂部から露出した第１露出部を有し、
前記第１周辺領域のうち前記第１露出部の近傍において、前記第１周辺領域と前記樹脂部は直接に接する、
請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
第１導電部材と、
前記第１導電部材の上の一部に設けられ、前記第１導電部材より拡散係数の小さい金属元素を含む第１導電膜と、
前記第１導電膜の上に設けられ、前記第１導電膜を介して前記第１導電部材と対向する第１はんだ材と、
前記第１はんだ材の上に設けられた半導体素子と、
前記半導体素子の上に設けられた第２はんだ材と、
前記第２はんだ材を介して前記半導体素子と対向する第１領域を有する第２導電部材と、
前記第１導電部材の一部、前記第２導電部材、前記第１導電膜、前記第１はんだ材、前記第２はんだ材及び前記半導体素子を封止する樹脂部と、
前記第１導電部材のうち、前記半導体素子が重なる領域の周辺に位置し、前記樹脂部と少なくとも一部で直接に接する第１周辺領域と、
を有し、
前記第１導電部材は、前記樹脂部から露出した第１露出部を有し、
前記第１周辺領域のうち前記第１露出部の近傍において、前記第１周辺領域と前記樹脂部は直接に接する、
半導体装置。
【請求項４】
前記第１領域と前記第２はんだ材との間の少なくとも一部に形成され、前記第１領域を構成する金属元素よりも拡散係数の小さい金属元素を含む第２導電膜をさらに有する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２導電部材は、
前記樹脂部から露出した第２露出部と、
前記第２導電部材の前記第２露出部と前記第１領域の間に設けられ、前記第１領域と連続して形成された第２領域と、
前記第２露出部と連続して形成され、前記第２領域とは離間した第３領域と、
前記第２領域及び前記第３領域の間に設けられた第３はんだ材と、
前記第２領域と前記第３はんだ材の間の少なくとも一部に設けられた第３導電膜と、
前記第３領域と前記第３はんだ材の間の少なくとも一部に設けられた第４導電膜と、
をさらに有する、
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２導電膜は、前記第１領域と前記第１はんだ材の間から、前記第２領域と前記第３はんだ材の間にわたって、前記第３導電膜と連続して形成された、
請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２導電部材は、前記第３領域と前記第２露出部との間に位置し、前記樹脂部と直接に接する第２周辺領域をさらに有する、
請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第１導電部材は、Ｃｕを含む金属であり、
前記第１導電膜は、Ｎｉを含む金属であり、
前記第１はんだ材は、Ｓｎを含む金属である、
請求項４に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第１はんだ材は、質量パーセント濃度でＳｎを５０％以上含む、
請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第１はんだ材は、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｂｉ、Ｃｕ又はＺｎのいずれか少なくとも１種類以上を含む、
請求項９に記載の半導体装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
半導体素子とダイパッド等の導電部材との接合は、はんだを用いてなされることがある。例えば、はんだがＳｎを含む金属であり、ダイパッドがＣｕを含む金属である場合に、異なる金属元素の間の相互拡散によって、ダイパッドにカーケンダルボイドが発生する恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２１－０８２６９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明が解決しようとする課題は、カーケンダルボイドの発生を抑制し、信頼性の向上した半導体装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の半導体装置は、第１導電部材と、前記第１導電部材の上の一部に設けられ、前記第１導電部材より拡散係数の小さい金属元素を含む第１導電膜と、前記第１導電膜を第１はんだ材と、前記第１はんだ材の上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子の上に設けられた第２はんだ材と、前記第２はんだ材を介して前記半導体素子と対向する第１領域を有する第２導電部材と、前記第１導電部材、前記第２導電部材、前記第１導電膜、前記第１はんだ材、前記第２はんだ材及び前記半導体素子を封止する樹脂部と、前記第１導電部材のうち、前記半導体素子が重なる領域の周辺に位置し、前記樹脂部と直接に接する第１周辺領域と、を有する。
【０００６】
別の実施形態の半導体装置は、第１導電部材と、前記第１導電部材の上の一部に設けられ、前記第１導電部材より拡散係数の小さい金属元素を含む第１導電膜と、前記第１導電膜の上に設けられた第１はんだ材と、前記第１はんだ材の上に設けられた半導体素子と、前記半導体素子の上に設けられた第２はんだ材と、前記第２はんだ材を介して前記半導体素子と対向する第１領域を有する第２導電部材と、前記第１導電部材、前記第２導電部材、前記第１導電膜、前記第１はんだ材、前記第２はんだ材及び前記半導体素子を封止する樹脂部と、前記第１導電部材のうち、前記半導体素子が重なる領域の周辺に位置し、前記樹脂部と少なくとも一部で直接に接する第１周辺領域と、を有する。前記第１導電部材は、前記樹脂部から露出した第１露出部を有し、前記第１周辺領域のうち前記第１露出部の近傍において、前記第１周辺領域と前記樹脂部は直接に接する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る半導体装置１０１の斜視図である。
第１実施形態に係る半導体装置１０１の内部配線構造を示す斜視図である。
図２に示すＡ－Ａ′線に沿った断面図である。
第１導電膜２１と第１はんだ材３１の位置関係を表した上面図である。
第１導電膜２１と第１はんだ材３１の位置関係を表した上面図である。
第１導電膜２１と第１はんだ材３１の位置関係を表した上面図である。
第２実施形態に係る半導体装置１０２の断面図である。
第１導電膜２１と第１はんだ材３１の位置関係を表した上面図である。
第３実施形態に係る半導体装置１０３の断面図である。
第４実施形態に係る半導体装置１０４の断面図である。
第５実施形態に係る半導体装置１０５の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
【０００９】
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
【００１０】
例えば、本願明細書中に示される断面図において、積層構造が示されるものがあるが、積層構造の各層の厚みの比率は現実のものと同一とは限らない。断面図中では一方の層が他方の層より厚く図示されているような場合であっても、現実では一方の層と他方の層の厚みは同程度である場合や、一方の層が他方の層よりも薄い場合などがあり得る。つまり、本願明細書中の図面に示される厚みなどの寸法は現実のものとは異なる場合がある。
（【００１１】以降は省略されています）

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